JP2019015934A - Driving device - Google Patents

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Abstract

To perform widening of a rotational angle or adjustment of a resonance frequency, by syntheses of resonances of a driven part and resonances of deforming vibrations in the shape of standing waves.SOLUTION: The present driving device makes: a base part and a torsion bar perform deforming vibrations in the shape of standing waves, with vibrations generated by periodically applying vibrations to a drive source part arranged in the base part; and a mirror (driven part) supported by the base part rotate resonantly at a frequency of the standing-wave-shaped deforming vibrations that is different from a resonance frequency of a mirror part (and determined by a support part).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えばミラー等の被駆動物を回転させるMEMSミラー駆動装置等の駆動装置の技術分野に関する。   The present invention relates to a technical field of a driving device such as a MEMS mirror driving device that rotates a driven object such as a mirror.

ミラー駆動装置は、例えば、スキャナー、バーコードリーダー、プリンティング装置、レーザーレーダー、ディスプレイ、網膜走査ディスプレイ、精密測定、精密加工、情報記録再生などの様々な技術分野において利用されている。半導体工程技術によって製造されるMEMSデバイスや、半導体技用微細細加工技術を用いず、金属エッチング、精密金属打ち抜き加工、レーザーカット加工等の安価な加工方法を利用した装置がある。所定の画面領域に対して光を走査して反射された光を受光して画像情報を読み取るスキャニング分野、または光源から入射された光を所定の画面領域に対して走査して画像を表示するディスプレイ分野では、微小構造のミラー駆動装置(MEMSミラー駆動装置)が注目されている。   The mirror driving device is used in various technical fields such as a scanner, a barcode reader, a printing device, a laser radar, a display, a retinal scanning display, precision measurement, precision processing, and information recording / reproduction. There are MEMS devices manufactured by semiconductor process technology and apparatuses using inexpensive processing methods such as metal etching, precision metal punching, laser cutting, etc., without using semiconductor technology fine fine processing technology. A scanning field that scans light on a predetermined screen area and receives reflected light to read image information, or a display that displays an image by scanning light incident from a light source on a predetermined screen area In the field, a micro-structured mirror driving device (MEMS mirror driving device) has attracted attention.

ミラー駆動装置には特許文献1に示されている以下のような駆動装置が知られている。
駆動装置は、ベース部と、回転可能な被駆動部(ミラー)と、前記ベース部と前記被駆動部とを接続し、且つ前記被駆動部を一の方向に沿った軸を中心軸として回転させるような弾性を有する弾性部と、前記被駆動部及び前記弾性部により定まる共振周波数で前記被駆動部が前記一の方向に沿った軸を中心軸として共振しながら回転するように前記被駆動部を回転させるための微振動を前記ベース部に加える印加部とを備える。
As the mirror driving device, the following driving device shown in Patent Document 1 is known.
The drive device connects the base part, a rotatable driven part (mirror), the base part and the driven part, and rotates the driven part about an axis along one direction as a central axis. The driven portion and the driven portion so that the driven portion rotates at a resonance frequency determined by the driven portion and the elastic portion while resonating around an axis along the one direction as a central axis. And an application unit that applies micro vibrations for rotating the unit to the base unit.

特許第5624213号 特許公報Patent No. 5624213 Patent Gazette 特許第6014234号 特許公報Patent No. 6014234 Patent Gazette 特許第4958195号 特許公報Patent No. 4958195 Patent Gazette

このような構成を有するミラー駆動装置では、被駆動部(ミラー)に直接的に駆動力を加えず、被駆動部(ミラー)及び前記弾性部により定まる共振周波数の加振力をベース部に印可し、ベース部から被駆動部へ振動を伝播させ、前記共振周波数において、前記被駆動部を共振駆動する例が示されている。しかしながらこのような従来の駆動装置では加振力の利用効率が十分ではなく、必要なミラーの回転角を得られない、消費電力が大きい、または装置が大型化するという問題がある。また、ミラーの共振周波数を高くすることができないという問題がある。   In the mirror driving device having such a configuration, a driving force is not directly applied to the driven portion (mirror), and an excitation force having a resonance frequency determined by the driven portion (mirror) and the elastic portion is applied to the base portion. In this example, vibration is propagated from the base portion to the driven portion, and the driven portion is resonantly driven at the resonance frequency. However, in such a conventional drive device, there is a problem that the use efficiency of the excitation force is not sufficient, a necessary mirror rotation angle cannot be obtained, power consumption is large, or the device is enlarged. There is also a problem that the resonance frequency of the mirror cannot be increased.

このような従来のミラー駆動装置では、ミラー回転角の拡大、低消費電力化、装置の小型化の課題やミラーの共振周波数を高くし、高精細化を図るという課題がある。 In such a conventional mirror driving apparatus, there are problems of enlargement of the mirror rotation angle, low power consumption, miniaturization of the apparatus, and a high resonance frequency of the mirror to achieve high definition.

上記課題に鑑み、本発明の駆動装置は、第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部と、前記第2ベース部に駆動力を印加する印加部とを備え、前記駆動力の印加部は前記他の方向に沿って前記第1弾性部a、前記第2ベース部(第2弾性部、被駆動部を含む)及び第1弾性部bが定常波状に変形振動し且つ当該変形振動が共振となるように周期的加振力を加え、前記定常波状の変形振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を中心軸として共振回転し、前記定常波状の変形振動により、前記被駆動部の共振周波数は遷移させられ、前記被駆動部の共振周波数は前記被駆動部及び第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数である。   In view of the above problems, a drive device according to the present invention connects a first base portion, a second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and A first elastic portion having elasticity that rotates the second base portion about an axis along another direction as a rotation axis, a rotatable driven portion, and the second base portion and the driven portion are connected to each other. And a second elastic part having elasticity that rotates the driven part about an axis along one direction different from the other direction and an application for applying a driving force to the second base part. The drive force application unit includes the first elastic part a, the second base part (including the second elastic part and the driven part), and the first elastic part b along the other direction. Apply a periodic excitation force so that the deformation vibration is in a standing wave shape and the deformation vibration becomes resonance, Due to the ordinary wave-like deformation vibration, the driven part resonates and rotates with the axis along the one direction as a central axis, and the resonance wave-like deformation vibration causes the resonance frequency of the driven part to transition, The resonance frequency of the driven part is different from the resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part.

本発明では第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動による周波数の遷移効果及び共振の合成効果を適確に利用したので、より大きな回転角が得られ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供できる。さらに被駆動部(ミラー)の共振周波数を高周波数化し高精細化することができる、という利点がある。   In the present invention, since the frequency transition effect and the resonance synthesis effect due to the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion are appropriately used, a larger rotation angle can be obtained, higher efficiency, lower A power consumption drive device can be provided. Further, there is an advantage that the resonance frequency of the driven part (mirror) can be increased and the definition can be increased.

本発明のこのような作用及び利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。   Such an operation and gain of the present invention will be clarified from the embodiments described below.

第1実施例に係るMEMSミラー駆動装置の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the MEMS mirror drive device based on 1st Example. 第1実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the mode of operation by the MEMS mirror drive device concerning the 1st example. 第1実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the mode of operation by the MEMS mirror drive device concerning the 1st example. 第1実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the mode of operation by the MEMS mirror drive device concerning the 1st example. 第2実施例に係るMEMSミラー駆動装置の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the MEMS mirror drive device based on 2nd Example. 第2実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the aspect of the operation | movement by the MEMS mirror drive device which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the aspect of the operation | movement by the MEMS mirror drive device which concerns on 2nd Example. 第2実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the aspect of the operation | movement by the MEMS mirror drive device which concerns on 2nd Example. 第3実施例に係るMEMSミラー駆動装置の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the MEMS mirror drive device which concerns on 3rd Example. 第4実施例に係るMEMSミラー駆動装置の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the MEMS mirror drive device which concerns on 4th Example. 第4実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the aspect of the operation | movement by the MEMS mirror drive device which concerns on 4th Example. 第5実施例に係るMEMSミラー駆動装置の構成を概念的に示す平面図である。It is a top view which shows notionally the structure of the MEMS mirror drive device which concerns on 5th Example. 第5実施例に係るMEMSミラー駆動装置による動作の態様を概念的に示す側面図である。It is a side view which shows notionally the aspect of the operation | movement by the MEMS mirror drive device which concerns on 5th Example.

以下、駆動装置に係る実施形態について順に説明する。
本実施形態の駆動装置は、第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部と、前記第2ベース部上に配置されるコイル部と、前記コイル部に対して磁界を付与する磁界付与部とを備え、前記コイル部は前記他の方向に沿って前記第1弾性部a、前記第2ベース部(第2弾性部、被駆動部を含む)及び第1弾性部bは定常波状に変形振動し且つ当該変形振動が共振となるように周期的加振力を加え、前記定常波状の変形振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を中心軸として共振回転し、前記定常波状の変形振動により、前記被駆動部の共振周波数は遷移させられ、前記被駆動部の共振周波数は前記被駆動部及び第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる。
Hereinafter, embodiments according to the drive device will be described in order.
The driving apparatus of the present embodiment connects the first base portion, the second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and the second base portion. Connecting the first elastic part having elasticity such that the axis along the other direction as a rotation axis, a rotatable driven part, the second base part and the driven part and connecting the driven part A second elastic part having elasticity so as to rotate the drive part about an axis along one direction different from the other direction as a rotation axis; a coil part disposed on the second base part; and the coil A magnetic field applying part that applies a magnetic field to the part, and the coil part includes the first elastic part a and the second base part (including the second elastic part and the driven part) along the other direction. And the first elastic portion b deforms and vibrates in a standing wave shape, and the deformed vibration becomes resonance. A periodic excitation force is applied to the driven portion, and the driven part resonates and rotates about the axis along the one direction as a central axis due to the stationary wave-like deformation vibration. The resonance frequency of the driving unit is changed, and the resonance frequency of the driven unit is different from the resonance frequency determined by the driven unit and the second elastic unit.

本実施形態の駆動装置によれば、基礎となる第1ベース部と当該第1ベース部に支持される第2ベース部とが、弾性を有する第1弾性部によって接続されている。更に、第2ベース部と回転可能に支持される被駆動部(例えば、後述するミラー等)とが、弾性を有する第2弾性部によって接続されている。第2ベース部は、第1弾性部のねじり弾性(例えば、第2ベース部を他の方向(例えば、後述のX軸方向)に沿った軸を回転軸として回転させることができるという弾性)によって他の方向に沿った軸を回転軸として回転する。従って、第2ベース部と第2弾性部を介して接続されている被駆動部もまた、他の方向に沿った軸を回転軸として(第2ベース部と被駆動部が一体となって)回転する。   According to the drive device of the present embodiment, the first base portion serving as the foundation and the second base portion supported by the first base portion are connected by the first elastic portion having elasticity. Furthermore, the second base portion and a driven portion (for example, a mirror described later) rotatably supported are connected by a second elastic portion having elasticity. The second base portion is based on the torsional elasticity of the first elastic portion (for example, the elasticity that the second base portion can be rotated about an axis along another direction (for example, an X-axis direction described later) as a rotation axis). Rotate the axis along the other direction as the axis of rotation. Therefore, the driven part connected to the second base part via the second elastic part also has an axis along the other direction as a rotation axis (the second base part and the driven part are integrated). Rotate.

加えて、被駆動部は、第2弾性部のねじり弾性により、(例えば、被駆動部を一の方向(後述のY軸方向)に沿った軸を回転軸として回転させることができるという弾性)、他の方向とは異なる(好ましくは直交する)一の方向に沿った軸を回転軸として回転する。つまり、本実施形態の駆動装置は、一の方向に沿った軸を回転軸とした被駆動部の1軸駆動と、一の方向に沿った軸と他の方向に沿った軸の両方の軸を回転軸とした被駆動部の2軸駆動を行うことができる。
但し、本実施形態の駆動装置は、被駆動部の多軸駆動(例えば、3軸駆動、4軸駆動・・・)を行ってもよい。
In addition, the driven portion is torsionally elastic of the second elastic portion (for example, elasticity that the driven portion can be rotated about an axis along one direction (Y-axis direction described later) as a rotation axis). , And an axis along one direction different from the other direction (preferably orthogonal) is rotated as a rotation axis. In other words, the driving device of the present embodiment has a single-axis drive of the driven part with the axis along one direction as the rotation axis, and both the axis along one direction and the axis along the other direction. The driven part can be driven in two axes with the rotation axis as the rotation axis.
However, the drive apparatus of this embodiment may perform multi-axis drive (for example, 3-axis drive, 4-axis drive,...) Of the driven part.

第2ベース部の一部の箇所の剛性が第2ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高くなる駆動装置の態様では、Y軸の方向に沿った辺の剛性をX軸の方向に沿った辺の剛性よりも高くすることが好ましい。ただし、ここで言う曲げ剛性が高いとは、固有振動モードにおける固有振動数(共振周波数)が高いということを表している。   In the aspect of the driving device in which the rigidity of a part of the second base part is higher than the rigidity of the other part of the second base part, the rigidity of the side along the direction of the Y axis is set to the direction of the X axis. It is preferable to make it higher than the rigidity of the side along. However, the high bending rigidity mentioned here indicates that the natural frequency (resonance frequency) in the natural vibration mode is high.

本実施形態の駆動装置では、コイル部に流れる電流に起因した力によって、被駆動部が回転する。言い換えれば、被駆動部が回転するための駆動力は、コイル部と磁界付与部との間の電磁相互作用に起因した電磁力である。   In the drive device according to the present embodiment, the driven part is rotated by the force caused by the current flowing in the coil part. In other words, the driving force for rotating the driven part is an electromagnetic force resulting from the electromagnetic interaction between the coil part and the magnetic field applying part.

より具体的には、コイル部には、一の方向に沿った軸を回転軸として被駆動部を回転させるための制御電流が供給される。この制御電流は、例えば、一の方向に沿った軸を回転軸として被駆動部が回転する周波数と同一の周波数を有する交流電流であることが好ましい。つまり制御電流は、被駆動部及び第2弾性部及び第1弾性部、第2ベース部を含めた後述する定常波状の変形振動の周波数と同一の周波数を有する交流電流であることが好ましい。一方で、コイル部には、磁界付与部から磁界が付与される。このため、コイル部に供給される制御電流と磁界付与部が付与する磁界との電磁相互作用により、コイル部には、ローレンツ力が発生する。   More specifically, the coil part is supplied with a control current for rotating the driven part about an axis along one direction as a rotation axis. For example, the control current is preferably an alternating current having the same frequency as the frequency at which the driven part rotates with an axis along one direction as a rotation axis. That is, the control current is preferably an alternating current having the same frequency as that of a stationary wave-like deformation vibration described later including the driven portion, the second elastic portion, the first elastic portion, and the second base portion. On the other hand, a magnetic field is applied to the coil unit from the magnetic field applying unit. For this reason, a Lorentz force is generated in the coil portion due to electromagnetic interaction between the control current supplied to the coil portion and the magnetic field applied by the magnetic field applying portion.

このローレンツ力によってコイル部には振動が発生する。そしてこの振動は定常波状の変形振動を発生させる。言い換えれば、コイル部の発生する電磁力は第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動を発生させる。そしてこの定常波状の変形振動が被駆動部を共振回転させる。   This Lorentz force generates vibration in the coil portion. This vibration generates a standing wave-like deformation vibration. In other words, the electromagnetic force generated by the coil portion generates deformation waves having a standing wave shape with the second base portion and the first elastic portion. This standing wave-like deformation vibration causes the driven part to resonate and rotate.

ここで前記定常波状の変形振動(定常波状の第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動)について説明する。本実施形態の駆動装置ではコイル部が発生する周期的電磁加振力により、各部(第1弾性部、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む))のバネ弾性及び質量により定常波状の共振が発生する。この共振において、第1弾性部a、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む)及び第1弾性部bは他の方向に沿い、連なって、弦の2倍モードのような変形姿態を示す。   The standing wave deformation vibration (standing wave deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion) will be described. In the driving device of the present embodiment, due to the periodic electromagnetic excitation force generated by the coil portion, the spring elasticity and mass of each portion (including the first elastic portion and the second base portion (including the driven portion and the second elastic portion)). Standing wave-like resonance occurs. In this resonance, the first elastic part a, the second base part (including the driven part and the second elastic part), and the first elastic part b are connected along the other direction, like the double mode of the string. Shows deformed appearance.

この時、前記定常波状の変形振動には他の方向に沿って腹及び節が現れる。つまり第1弾性部a及び第2ベース部との接続部には腹が現れ、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む)には節(2つ)及び腹が現れ、第1弾性部bの第2ベース部との接続部には腹が現れるようなモードを有する共振が発生する。このような第2ベース部及び第1弾性部(被駆動部及び第2弾性部を含む)の連成された変形振動(以下、第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動と略す。)は、いわゆる定常波状の変形姿態を示し、その腹及び節の位置は実質的には固定されている。   At this time, a belly and a node appear along the other direction in the standing wave-like deformation vibration. That is, a belly appears at the connection portion between the first elastic part a and the second base part, a node (two) and a belly appear at the second base part (including the driven part and the second elastic part), and the first Resonance having a mode in which an antinode appears in a connection portion between the first elastic portion b and the second base portion. Deformation vibration in which the second base portion and the first elastic portion (including the driven portion and the second elastic portion) are coupled (hereinafter referred to as standing wave-shaped deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion). ) Shows a so-called standing wave-like deformation state, and the positions of the antinodes and nodes are substantially fixed.

そして、本実施形態の駆動装置では被駆動部の回転共振と前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動(連成振動)が同一の周波数で発生する。更に厳密に言えば、前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動によって前記被駆動部の共振周波数の遷移が行われる。よってこの時の前記被駆動部の共振周波数は、被駆動部及び第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数となる。   In the driving apparatus of the present embodiment, the rotational resonance of the driven part and the stationary wave-like deformation vibration (coupled vibration) of the second base part and the first elastic part are generated at the same frequency. Strictly speaking, the resonance frequency of the driven part is changed by a standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part. Therefore, the resonance frequency of the driven part at this time is different from the resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part.

加えて、第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動により、被駆動部の共振周波数の遷移を行ったので、前記被駆動部の共振周波数は典型的には、前記被駆動部及び第2弾性部より定まる共振周波数より高い共振周波数となる。   In addition, since the resonance frequency of the driven part is changed by the standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part, the resonance frequency of the driven part is typically the driven part. The resonance frequency is higher than the resonance frequency determined by the portion and the second elastic portion.

加えて、共振の遷移すなわち共振の合成が適確に行われ、つまりは被駆動部の回転共振と、第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の共振の合成が適確に行われたので、前記被駆動はより大きな回転角で回転し、より高効率、低消費電力の駆動装置が提供できる。従って、本実施形態の駆動装置によれば、同一の電力を用いて加振が行われた場合には、第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動による被駆動部の共振周波数の遷移を行わない場合に比較して、被駆動部の回転量を増大させることができる。つまり、単位電力当たりの被駆動部の回転振幅を増大させることができる。 In addition, the transition of resonance, that is, the synthesis of resonance is accurately performed, that is, the rotational resonance of the driven part and the steady wave resonance of the second base part and the first elastic part are accurately performed. Therefore, the driven member rotates at a larger rotation angle, and a driving device with higher efficiency and lower power consumption can be provided. Therefore, according to the drive device of this embodiment, when vibration is performed using the same electric power, resonance of the driven part due to stationary wave-like deformation vibration between the second base part and the first elastic part. The amount of rotation of the driven part can be increased compared to the case where frequency transition is not performed. That is, the rotational amplitude of the driven part per unit power can be increased.

更に、前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動において第2ベース部上にある振動の節(被駆動部側)の位置を被駆動部の回転軸に対応する位置、つまりは第2弾性部の回転軸の位置に一致させることが好ましい。このようにすると被駆動部の不要振動(並進動)が抑制され、効率的に被駆動部を回転させることが出来る。ただしここで言う一致とは厳密な一致でなくともよい、その他設計条件との兼ね合いを考慮し適宜節の位置を調整すればよい。   Further, the position of the vibration node (driven part side) on the second base part in the standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part corresponds to the rotation axis of the driven part, In other words, it is preferable to match the position of the rotation axis of the second elastic portion. In this way, unnecessary vibration (translation) of the driven part is suppressed, and the driven part can be efficiently rotated. However, the agreement here does not have to be an exact agreement, and the position of the node may be adjusted as appropriate in consideration of the balance with other design conditions.

上述の定常波状の変形振動を実現するために、第1弾性部a、第2ベース部(第2弾性部、被駆動部を含む)及び第1弾性部bの剛性、質量、長さ、幅等が調整される。具体的には第1弾性部の長さ、幅、形状、断面形状、剛性、第2ベース部の形状、質量、剛性、コイル部の形状等を調整することが好ましい。これらを調整することで節、腹の位置が適切となり、被駆動部の共振周波数の遷移が行われ、上述の定常波状の変形振動が好適に実現され、被駆動部の好適な回転が実現される。   In order to realize the above-described standing-wave deformation vibration, the rigidity, mass, length, and width of the first elastic part a, the second base part (including the second elastic part and the driven part), and the first elastic part b Etc. are adjusted. Specifically, it is preferable to adjust the length, width, shape, cross-sectional shape, rigidity, shape of the second base portion, mass, rigidity, shape of the coil portion, and the like of the first elastic portion. By adjusting these, the positions of the nodes and antinodes become appropriate, the transition of the resonance frequency of the driven part is performed, the above-mentioned stationary wave-like deformation vibration is suitably realized, and the driven part is suitably rotated. The

本実施形態ではコイル部が単一の場合に、2軸以上の駆動を行うためには2以上の信号の重畳を行うとよい。つまり、一の方向に沿った軸周りを担う駆動信号と、他の方向に沿った軸周りを担うための、2つの駆動用信号を重畳する。よって、2つの信号を重畳した駆動信号がコイル部に供給されるとよい。   In this embodiment, when a single coil unit is used, two or more signals may be superimposed in order to drive two or more axes. In other words, the drive signal responsible for the axis around one direction and the two drive signals responsible for the axis around the other direction are superimposed. Therefore, a drive signal in which two signals are superimposed may be supplied to the coil unit.

本実施例の他の形態1ではコイル部は、被駆動部から離間して配置され、第2ベース部上に配置される。言い換えれば、コイル部は被駆動部が配置される箇所から所定方向(他の方向、後述のX軸方向)にシフトした位置に配置される。より具体的には、コイル部は、被駆動部の中心が配置される箇所から所定方向にシフトした位置にコイル部の中心が配置されるように第1弾性部上に配置される。 In the other form 1 of the present embodiment, the coil portion is disposed away from the driven portion and is disposed on the second base portion. In other words, the coil part is arranged at a position shifted from the place where the driven part is arranged in a predetermined direction (other direction, an X-axis direction described later). More specifically, the coil part is arranged on the first elastic part so that the center of the coil part is arranged at a position shifted in a predetermined direction from the place where the center of the driven part is arranged.

このローレンツ力によって発生するコイル部の回転力はY軸方向に沿った軸を中心軸としてコイル部をねじる力となり、このねじり振動は定常波状の変形振動を発生させる。言い換えれば、コイル部の発生する電磁力は第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動を発生させる。そしてこの定常波状の変形振動が被駆動部を共振回転させる。   The rotational force of the coil portion generated by the Lorentz force becomes a force for twisting the coil portion about the axis along the Y-axis direction, and this torsional vibration generates a stationary wave-like deformation vibration. In other words, the electromagnetic force generated by the coil portion generates deformation waves having a standing wave shape with the second base portion and the first elastic portion. This standing wave-like deformation vibration causes the driven part to resonate and rotate.

このとき、Y軸方向に沿ったコイル部の回転軸は、Y軸方向に沿った被駆動部の回転軸とは異なっている。具体的には、Y軸方向に沿ったコイル部141の回転軸は、Y軸方向に沿ったミラーの回転軸を基準として、X軸方向に所定距離シフトした位置に存在する。このため、Y軸方向に沿った軸を回転軸とするコイル部141の回転は、Y軸方向に沿った軸を回転軸として被駆動部を直接的に回転させることはない。   At this time, the rotation axis of the coil part along the Y-axis direction is different from the rotation axis of the driven part along the Y-axis direction. Specifically, the rotation axis of the coil unit 141 along the Y-axis direction exists at a position shifted by a predetermined distance in the X-axis direction with reference to the rotation axis of the mirror along the Y-axis direction. For this reason, the rotation of the coil portion 141 having the axis along the Y-axis direction as the rotation axis does not directly rotate the driven portion about the axis along the Y-axis direction as the rotation axis.

ここで前記定常波状の変形振動(定常波状の第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動)について説明する。本実施形態の駆動装置ではコイル部が発生する周期的電磁加振力により、各部(第1弾性部、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む))のバネ弾性及び質量により定常波状の共振が発生する。この共振において、第1弾性部a、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む)及び第1弾性部bは他の方向に沿い、連なって、弦の2倍モードのような変形姿態を示す。   The standing wave deformation vibration (standing wave deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion) will be described. In the driving device of the present embodiment, due to the periodic electromagnetic excitation force generated by the coil portion, the spring elasticity and mass of each portion (including the first elastic portion and the second base portion (including the driven portion and the second elastic portion)). Standing wave-like resonance occurs. In this resonance, the first elastic part a, the second base part (including the driven part and the second elastic part), and the first elastic part b are connected along the other direction, like the double mode of the string. Shows deformed appearance.

更に、本実施形態の駆動装置では、コイル部が発生する電磁加振力(及びこれに起因したねじり振動)により前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動、つまりは第1弾性部a、第2ベース部(被駆動部及び第2弾性部を含む)及び第1弾性部bが連なって、他の方向に沿って定常波状に変形し変形振動する場合において、コイル部の回転中心は節に対応する位置にある。ただし、ここでの節の位置とは厳密な意味ではなく節に近い位置と解釈してよい。この時コイル部は回転中心を含む軸(第二弾性部の伸長方向に平行な軸=後述するY軸方向)を回転軸とした回転運動を行う。よって、コイル部が発生する電磁力による駆動力も回転中心を含む軸(第二弾性部の伸長方向に平行な軸=後述するY軸方向)を回転軸とした回転力が好ましい。   Furthermore, in the drive device of the present embodiment, stationary wave-like deformation vibrations of the second base part and the first elastic part due to the electromagnetic excitation force (and torsional vibration caused by this) generated by the coil part, that is, the first In the case where the first elastic part a, the second base part (including the driven part and the second elastic part), and the first elastic part b are connected and deformed into a standing wave shape along other directions and deformed, the coil part The rotation center of is at the position corresponding to the node. However, the position of the section here is not a strict meaning and may be interpreted as a position close to the section. At this time, the coil portion performs a rotational motion with an axis including the rotation center (an axis parallel to the extending direction of the second elastic portion = a Y-axis direction described later) as the rotation axis. Therefore, the driving force by the electromagnetic force generated by the coil portion is preferably a rotational force having an axis including the rotation center (an axis parallel to the extending direction of the second elastic portion = a Y-axis direction described later) as the rotation axis.

そして、コイル部(第2ベース上)の共振による振動形態と加振力の形態を一致させることで、共振を好適に増大させることができる。このようにコイル部に回転力(及び回転力に起因したねじり振動)を加えれば共振を好適に増大させることになり、第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動を増大させ、その結果被駆動部との共振(定常波状の変形振動)により、より小さな駆動力でより大きな被駆動部の回転振幅を得ることが可能になる。ただしここで言う上述のコイル部の振動形態と加振力の形態の一致とは厳密な一致でなくともよい、前記回転軸がずれ、例えば回転動と並進動が混在しても振幅の増大効果を得ることができる。よってその他設計条件との兼ね合いを考慮し適宜、振動形態と加振力の形態の合致調整を行えばよい。   Then, the resonance can be suitably increased by matching the vibration form caused by the resonance of the coil part (on the second base) with the form of the excitation force. Thus, if a rotational force (and torsional vibration due to the rotational force) is applied to the coil portion, the resonance is preferably increased, and the steady-wave deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion is increased. As a result, it is possible to obtain a larger rotational amplitude of the driven part with a smaller driving force by resonance with the driven part (stationary wave-like deformation vibration). However, the above-described matching of the vibration form of the coil portion and the form of the excitation force does not have to be exact coincidence, and the effect of increasing the amplitude even if the rotation axis is deviated, for example, rotational movement and translational movement are mixed. Can be obtained. Therefore, in consideration of the balance with other design conditions, it is sufficient to appropriately adjust the match between the vibration mode and the excitation force mode.

また、上述のコイル部の振動形態と加振力の形態の一致を必ずしも行わなくともよい。
この場合は駆動力の漏れ(言い換えれば意図しない方向に働いてしまう力)で駆動したり、
特許文献3に示されたような、力の方向を限定しない力(無方向性振動)で駆動してもよい。
In addition, the above-described vibration form of the coil portion and the form of the excitation force do not necessarily have to be matched.
In this case, driving with leakage of driving force (in other words, force that works in an unintended direction)
You may drive by the force (nondirectional vibration) which does not limit the direction of force as shown by patent document 3. FIG.

本実施形態の他の態様2では、
電極への電荷に起因した静電引力によって、被駆動部が回転する。言い換えれば、被駆動部が回転するための駆動力は、可動側電極と固定側電極の間に発生する静電引力である。
In another aspect 2 of the present embodiment,
The driven part is rotated by the electrostatic attractive force caused by the charge on the electrode. In other words, the driving force for rotating the driven part is an electrostatic attractive force generated between the movable electrode and the fixed electrode.

本実施形態の他の態様3では圧電体の発生する変形力によって被駆動部が回転する。言い換えれば被駆動部が回転するための駆動力は圧電体の伸長、収縮による変位力である。   In another aspect 3 of the present embodiment, the driven part is rotated by the deformation force generated by the piezoelectric body. In other words, the driving force for rotating the driven part is a displacement force due to expansion and contraction of the piezoelectric body.

本実施形態の他の態様4では第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動において、第2ベース部はあまり変形しない。言い換えれば第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動において、主に変形するのは第1弾性部である。   In the other aspect 4 of the present embodiment, the second base portion is not significantly deformed in the standing wave-like deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion. In other words, it is the first elastic part that is mainly deformed in the standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part.

本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。
以上説明したように、本実施形態の駆動装置によれば、
第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部と、前記第2ベース部に振動を印加する駆動源部とを備え、前記駆動源部は前記他の方向に沿って前記第1弾性部a、前記第2ベース部(第2弾性部、被駆動部を含む)及び第1弾性部bが連なって定常波状に変形振動し且つ当該変形振動が共振となるように周期的加振力を加え、前記定常波状の変形振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を中心軸として共振回転し、前記定常波状の変形振動により、前記被駆動部の共振周波数は遷移させられ、前記被駆動部の共振周波数は前記被駆動部及び第2弾性部より定まる共振周波数とは異なり、前記被駆動はより大きな回転角で回転し、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供できる。
Such an operation and other advantages of the present embodiment will be clarified from examples described below.
As described above, according to the drive device of this embodiment,
A shaft that connects the first base portion, the second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and the second base portion along another direction. A first elastic part having elasticity such that the rotation part is rotated, a rotatable driven part, the second base part and the driven part are connected, and the driven part is connected to the other direction. Comprises a second elastic portion having elasticity that rotates about an axis along a different direction, and a drive source portion that applies vibration to the second base portion, and the drive source portion is the other The first elastic part a, the second base part (including the second elastic part and the driven part), and the first elastic part b are connected along the direction of the line to deform and vibrate in a standing wave shape, and the deformation vibration resonates. A periodic excitation force is applied so that the The moving part resonates with the axis along the one direction as a central axis, and the resonance frequency of the driven part is shifted by the stationary wave-like deformation vibration, and the resonance frequency of the driven part is Unlike the resonance frequency determined by the part and the second elastic part, the driven member rotates at a larger rotation angle, and a driving device with higher efficiency and lower power consumption can be provided.

図面を参照しながら、駆動装置の実施例について説明する。尚、第1実施例から第5実施例では、駆動装置をMEMSミラー駆動装置に適用した例について説明する。
(1)第1実施例
初めに、図1、図2を参照して、MEMSミラー駆動装置の第1実施例について説明する。
(1−1)基本構成
Embodiments of the drive device will be described with reference to the drawings. In the first to fifth embodiments, an example in which the driving device is applied to a MEMS mirror driving device will be described.
(1) First Example First, a first example of a MEMS mirror driving device will be described with reference to FIGS.
(1-1) Basic configuration

図1を参照して、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の基本構成について説明する。図1は、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の基本構成を概念的に示す平面図である。   With reference to FIG. 1, a basic configuration of the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment will be described. FIG. 1 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment.

図1に示すように、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100は、第1ベース部110−1と、第1弾性部120a−1及び120b−1からなる第1弾性部120と、上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2odからなる第2ベース部110−2と、第2弾性部120a−2及び120b−2からなる第2弾性部120−2と、ミラー130と、コイル部141と、磁界付与部としての磁極142a〜hhを含む駆動源部140とを備えている。   As shown in FIG. 1, the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment includes a first base portion 110-1, a first elastic portion 120 including first elastic portions 120a-1 and 120b-1, and an upper side 110. -2ou, vertical side 110-2a, vertical side 110-2b, lower side 110-2od, second base portion 110-2, and second elastic portions 120a-2 and 120b-2, second elastic portion 120-2. And a mirror 130, a coil part 141, and a drive source part 140 including magnetic poles 142a to hh as magnetic field applying parts.

第1ベース部110−1は、内部に空隙を備える枠形状を有している。つまり、第1ベース部110−1は、図1中のY軸方向に延伸する2つの辺と図1中のX軸方向に延伸する2つの辺とを有すると共に、Y軸方向に延伸する2つの辺とX軸方向に延伸する2つの辺とによって取り囲まれた空隙を有する枠形状を有している。図1に示す例では、第1ベース部110−1は、長方形の形状を有しているが、これに限定されることはなく、例えばその他の形状(例えば、正方形等の矩形の形状や円形の形状等)を有していてもよい。また、第1ベース部110−1は、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の基礎となる構造体であって、不図示の基板ないしは支持部材に対して固定されていることが好ましい。   The first base part 110-1 has a frame shape with a gap inside. That is, the first base portion 110-1 has two sides extending in the Y-axis direction in FIG. 1 and two sides extending in the X-axis direction in FIG. It has a frame shape having a gap surrounded by one side and two sides extending in the X-axis direction. In the example shown in FIG. 1, the first base portion 110-1 has a rectangular shape, but is not limited to this, for example, other shapes (for example, a rectangular shape such as a square or a circular shape). Or the like. The first base portion 110-1 is a structure that is the basis of the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment, and is preferably fixed to a substrate or a support member (not shown).

尚、上述のように図1では、第1ベース部110−1が枠形状を有している例を示しているが、その他の形状を有していてもよいことは言うまでもない。例えば、第1ベース部110−1は、その一部の辺が開口となるコの字型形状を有していてもよい。或いは、例えば、第1ベース部110−1は、内部に空隙を備える箱型形状を有していてもよい。つまり、第1ベース部110−1は、X軸及びY軸によって規定される平面上に分布する2つの面と、X軸及び不図示のZ軸(つまり、X軸及びY軸の双方に直交する軸)によって規定される平面上に分布する2つの面と、Y軸及び不図示のZ軸によって規定される平面上に分布する2つの面とを有すると共に、これらの6つの面によって取り囲まれた空隙を有する箱形状を有していてもよい。或いは、ミラー130が配置される態様に応じて適宜第1ベース部110−1の形状を任意にかえてもよい。   As described above, FIG. 1 shows an example in which the first base portion 110-1 has a frame shape, but it goes without saying that it may have other shapes. For example, the first base portion 110-1 may have a U-shape in which a part of the side is an opening. Alternatively, for example, the first base portion 110-1 may have a box shape with a gap inside. That is, the first base portion 110-1 is orthogonal to the two surfaces distributed on the plane defined by the X axis and the Y axis, and the X axis and the Z axis (not shown) (that is, both the X axis and the Y axis). And two surfaces distributed on a plane defined by a Y-axis and a Z-axis (not shown) and surrounded by these six surfaces. It may have a box shape with a gap. Or you may change the shape of the 1st base part 110-1 arbitrarily suitably according to the aspect in which the mirror 130 is arrange | positioned.

第1弾性部120a−1は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第1弾性部120a−1は、図1中X軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第1弾性部120a−1は、X軸の方向に延伸する長手を有すると共にY軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第1弾性部120a−1は、X軸の方向に延伸する短手を有すると共にY軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよく、その他任意の形状を有していてもよい。また、複数の弾性材で構成されていてもよい。第1弾性部120a−1の一方の端部は、第1ベース部110−1の内側の辺に接続される。第1弾性部120a−1の他方の端部は、X軸の方向に沿って第1ベース部110−1の内側の辺に対向する第2ベース部110−2の外側の辺の接続部110−2aに接続される。   The first elastic portion 120a-1 is a member having elasticity such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The first elastic portion 120a-1 is disposed so as to extend in the direction of the X axis in FIG. In other words, the first elastic portion 120a-1 has a shape having a long side extending in the X-axis direction and a short side extending in the Y-axis direction. However, the first elastic portion 120a-1 has a shape having a short side extending in the X-axis direction and a long side extending in the Y-axis direction according to the setting state of the resonance frequency described later. Or may have any other shape. Moreover, you may be comprised with the some elastic material. One end of the first elastic portion 120a-1 is connected to the inner side of the first base portion 110-1. The other end portion of the first elastic portion 120a-1 is a connecting portion 110 on the outer side of the second base portion 110-2 that faces the inner side of the first base portion 110-1 along the X-axis direction. -2a.

第1弾性部120b−1は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第1弾性部120b−1は、図1中X軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第1弾性部120b−1は、X軸の方向に延伸する長手を有すると共にY軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第1弾性部120b−1は、X軸の方向に延伸する短手を有すると共にY軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよく、その他任意の形状を有していてもよい。また、複数の弾性材で構成されていてもよい。第1弾性部120b−1の一方の端部は、X軸の方向に沿って第2ベース部110−2の枠部110−2hに接続される。第1弾性部120b−1の他方の端部は、X軸の方向に沿って第1ベース部110−1の内側の辺に接続される。   The first elastic portion 120b-1 is a member having elasticity such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The first elastic part 120b-1 is arranged so as to extend in the X-axis direction in FIG. In other words, the first elastic part 120b-1 has a shape having a long side extending in the X-axis direction and a short side extending in the Y-axis direction. However, the first elastic portion 120b-1 has a shape having a short side extending in the X-axis direction and a long side extending in the Y-axis direction according to the setting state of the resonance frequency described later. Or may have any other shape. Moreover, you may be comprised with the some elastic material. One end of the first elastic portion 120b-1 is connected to the frame portion 110-2h of the second base portion 110-2 along the X-axis direction. The other end of the first elastic portion 120b-1 is connected to the inner side of the first base portion 110-1 along the X-axis direction.

第2ベース部110−2は内部に空隙を備える枠形状を有している。すなわち、図1中のX軸に平行な上辺110−2ouと、縦辺110−2aと、X軸方向に平行な下辺110−2odと、縦辺110−2bとを有する。上記4つの辺は互いに接続される。第2ベース部110−2の接続部、縦辺110−2aには第1弾性部120a−1が接続され、縦辺110−2bの中心部には第1弾性部120b−1が接続される。   The 2nd base part 110-2 has a frame shape provided with a space inside. That is, it has an upper side 110-2ou parallel to the X-axis in FIG. 1, a vertical side 110-2a, a lower side 110-2od parallel to the X-axis direction, and a vertical side 110-2b. The four sides are connected to each other. The first elastic portion 120a-1 is connected to the connecting portion of the second base portion 110-2 and the vertical side 110-2a, and the first elastic portion 120b-1 is connected to the central portion of the vertical side 110-2b. .

第2ベース部110−2は第1弾性部120−1の中心線を対称軸として上下に線対称の形状をしている。しかし、第2ベース部110−2はこれらに限定されることはなく、例えばその他の形状(例えば、正方形や、ひし形、六角形、八角形、多角形、円形、楕円の形状等)を有していてもよい。また、言うまでもなく対称形でなくともかまわない。   The second base portion 110-2 has a vertically symmetrical shape with the center line of the first elastic portion 120-1 as the axis of symmetry. However, the 2nd base part 110-2 is not limited to these, For example, it has other shapes (For example, a square, a rhombus, a hexagon, an octagon, a polygon, a circle, an ellipse shape, etc.). It may be. Needless to say, it does not have to be symmetrical.

第2ベース部110−2を構成する辺(上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2od)は同一の厚みでもよいし、辺により厚みが異なっていてもよい、またリブ等で補強されてもよい。動作の項で詳細に説明する第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動を好適に実現するために、上記辺の剛性を異ならせてもよい。具体的にはY軸の方向に沿った辺の剛性をX軸の方向に沿った辺の剛性よりも高くすることが好ましい、ここで言う剛性とは、単なる硬さ(ヤング率)ではなく、共振周波数を意味するもので、言い換えればY軸の方向に沿った第2ベース部110−2の変形振動の共振周波数はX軸の方向に沿った第2ベース部110−2の変形振動の共振周波数よりも高いことを意味するものと解釈するのがよい。   The sides (upper side 110-2ou, vertical side 110-2a, vertical side 110-2b, lower side 110-2od) constituting the second base portion 110-2 may have the same thickness, or may have different thicknesses depending on the side. It may be good or may be reinforced with ribs or the like. In order to suitably realize a stationary wave-like deformation vibration between the second base portion and the first elastic portion, which will be described in detail in the operation section, the side rigidity may be varied. Specifically, it is preferable to make the rigidity of the side along the direction of the Y-axis higher than the rigidity of the side along the direction of the X-axis. The rigidity here is not a mere hardness (Young's modulus), In other words, the resonance frequency of the deformation vibration of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction is the resonance frequency of the deformation vibration of the second base portion 110-2 along the X-axis direction. It should be interpreted as meaning higher than the frequency.

第2ベース部110−2は、第1ベース部110−1の内部の空隙に、第1弾性部120a−1及び120b−1によって吊り下げられる又は支持されるように配置される。第2ベース部110−2は、第1弾性部120a−1及び120b−1の弾性によって、X軸に沿った方向を回転軸として回転するように構成されている。言いかえればX軸に平行な軸の回りに回転するように構成されている。   The second base part 110-2 is arranged to be suspended or supported by the first elastic parts 120a-1 and 120b-1 in the space inside the first base part 110-1. The second base portion 110-2 is configured to rotate about the direction along the X axis as a rotation axis by the elasticity of the first elastic portions 120a-1 and 120b-1. In other words, it is configured to rotate around an axis parallel to the X axis.

第2弾性部120a−2は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第2弾性部120a−2は、図1中Y軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第2弾性部120a−2は、Y軸の方向に延伸する長手を有すると共にX軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第2弾性部120a−2は、Y軸の方向に延伸する短手を有すると共にX軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよい。第2弾性部120a−2の一方の端部は、第2ベース部110−2の上辺110−2ouに接の内側に続される。第2弾性部120a−2の他方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の内側の辺に対向するミラー130の一方の端部に接続される。  The second elastic portion 120a-2 is a member having elasticity such as a spring made of silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The 2nd elastic part 120a-2 is arrange | positioned so that it may extend | stretch in the direction of the Y-axis in FIG. In other words, the second elastic portion 120a-2 has a shape having a long side extending in the Y-axis direction and a short side extending in the X-axis direction. However, the second elastic portion 120a-2 has a shape having a short side extending in the direction of the Y-axis and a length extending in the direction of the X-axis, depending on the setting state of the resonance frequency described later. Also good. One end of the second elastic portion 120a-2 is connected to the inner side of the upper side 110-2ou of the second base portion 110-2. The other end portion of the second elastic portion 120a-2 is connected to one end portion of the mirror 130 facing the inner side of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction.

第2弾性部120b−2は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第2弾性部120b−2は、図1中Y軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第2弾性部120b−2は、Y軸の方向に延伸する長手を有すると共にX軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第2弾性部120b−2は、Y軸の方向に延伸する短手を有すると共にX軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよい。第2弾性部120b−2の一方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の下辺110−2odの内側に接続される。第2弾性部120b−2の他方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の内側の辺に対向するミラー130の(120a−2が接続されていない側の)端部に接続される。   The second elastic portion 120b-2 is a member having elasticity such as a spring made of silicon, copper alloy, iron-based alloy, other metal, resin, or the like. The second elastic portion 120b-2 is disposed so as to extend in the direction of the Y axis in FIG. In other words, the second elastic portion 120b-2 has a shape having a long side extending in the Y-axis direction and a short side extending in the X-axis direction. However, the second elastic portion 120b-2 has a shape that has a short side that extends in the direction of the Y axis and a length that extends in the direction of the X axis according to the setting state of the resonance frequency described later. Also good. One end of the second elastic portion 120b-2 is connected to the inside of the lower side 110-2od of the second base portion 110-2 along the direction of the Y axis. The other end of the second elastic portion 120b-2 is the mirror 130 (on the side where 120a-2 is not connected) facing the inner side of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction. Connected to the end.

ミラー130は、第2ベース部110−2の内部の空隙に、第2弾性部120a−2及び120b−2によって吊り下げられる又は支持されるように配置される。ミラー130は、第2弾性部120a−2及び120b−2の弾性によって、Y軸方向に沿った軸を回転軸として回転するように構成されている。言いかえればY軸に平行な軸の回りに回転するように構成されている。   The mirror 130 is arranged to be suspended or supported by the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 in the gap inside the second base portion 110-2. The mirror 130 is configured to rotate about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis by the elasticity of the second elastic portions 120a-2 and 120b-2. In other words, it is configured to rotate around an axis parallel to the Y axis.

ミラー130はベースとなる基材、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等に、メッキ、金属蒸着等で形成してもよいし、金属ミラー、ガラスミラー等を貼り付けてもよい。   The mirror 130 may be formed by plating, metal deposition, or the like on a base material such as silicon, copper alloy, iron-based alloy, other metal, resin, or a metal mirror, glass mirror, or the like. Good.

駆動源部140は、ミラー130をY軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させるために必要な振動をコイル部141に発生させる。すなわち、後述するように、第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2を含む)、第1弾性部120b−1が連なって定常波状に共振(後述の定常波状の変形振動)するための加振力を加えることができる。また第2ベース部110−2に対して力を加えることが出来るように構成されてもよい。具体的には第2ベース部110−2にX軸に沿った軸周りのねじり力を加えることにより、第2ベース部110−2及びこれに接続されるミラー130を回転させる力を加えてもよい。   The drive source unit 140 causes the coil unit 141 to generate vibration necessary for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as a central axis. That is, as will be described later, the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the mirror 130, the second elastic portions 120a-2, 120b-2), and the first elastic portion 120b-1. Thus, an exciting force for resonating in a standing wave shape (a stationary wave-like deformation vibration described later) can be applied. Moreover, you may be comprised so that force can be applied with respect to the 2nd base part 110-2. Specifically, by applying a twisting force around the axis along the X axis to the second base portion 110-2, a force for rotating the second base portion 110-2 and the mirror 130 connected thereto may be applied. Good.

より具体的には、駆動源部140は、電磁力に起因した力を加える駆動源部であって、コイル部141と、第1ベース部110−1に固定される磁界付与部を形成する磁極142a、142b、142c、142d、142e、142f、142g及び142hとを備える。この場合、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電流が印加され、コイル部141と磁極142a〜142hとの間に電磁相互作用が生ずる。その結果、電磁相互作用による電磁力が発生する。この電磁力は振動またはねじり力として、コイル部141及び第1弾性部120(120a−1、120b−1)、第2ベース部110−2及びミラー130に伝えられ、ミラー130を回転させる。   More specifically, the drive source unit 140 is a drive source unit that applies a force due to an electromagnetic force, and forms a coil unit 141 and a magnetic field applying unit fixed to the first base unit 110-1. 142a, 142b, 142c, 142d, 142e, 142f, 142g, and 142h. In this case, a desired current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and electromagnetic interaction occurs between the coil unit 141 and the magnetic poles 142a to 142h. As a result, electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated. This electromagnetic force is transmitted as vibration or torsional force to the coil part 141, the first elastic part 120 (120a-1, 120b-1), the second base part 110-2, and the mirror 130, and rotates the mirror 130.

コイル部141は、例えば相対的に導電率の高い材料(例えば、金や銅、アルミ等)から構成される巻き線を備える。第2ベース部110−2の枠部110−2h上にメッキ或いは蒸着等で形成してもよいし、エッチング等で形成してもよい。第1実施例では、コイル部141は、長方形の形状を有している。但し、コイル部141は、任意の形状(例えば、正方形やひし形や平行四辺形や円形や楕円形や多角形やその他の任意のループ形状)を有していてもよい。   The coil unit 141 includes a winding made of, for example, a material having relatively high conductivity (for example, gold, copper, aluminum, or the like). It may be formed by plating or vapor deposition on the frame part 110-2h of the second base part 110-2, or may be formed by etching or the like. In the first embodiment, the coil portion 141 has a rectangular shape. However, the coil part 141 may have an arbitrary shape (for example, a square, a rhombus, a parallelogram, a circle, an ellipse, a polygon, or any other loop shape).

コイル部141は、第2ベース部110−2上に配置される。つまり、コイル部141は、ミラー130の周囲に配置される。   The coil part 141 is arrange | positioned on the 2nd base part 110-2. That is, the coil unit 141 is disposed around the mirror 130.

磁界付与部は永久磁石及び磁界を誘導するヨーク(鉄等の磁性材料)等で構成され、磁極142a〜磁極142hより磁界をコイル部141に与える。磁極142a〜磁極142fはコイル部141の周囲に配置される。磁極142g磁極142hはコイル部141の内側の空隙に配置される。   The magnetic field applying unit includes a permanent magnet and a yoke (magnetic material such as iron) that induces a magnetic field, and applies a magnetic field to the coil unit 141 from the magnetic poles 142a to 142h. The magnetic poles 142 a to 142 f are arranged around the coil portion 141. The magnetic pole 142g and the magnetic pole 142h are disposed in the gap inside the coil portion 141.

磁極142a及び142bはY軸方向に沿ってコイル部141を挟み込むように配置される。磁極142aが磁界の出射側(N極)になり磁極142bが磁界の入射側(S極)になる例を用いて説明を行うが、言うまでもなく、出射側(N極)と入射側(S極)が入れ替わってもかまわない。ここで磁極142g及び磁極142hは中間ヨークとなっており磁束の中継を行う役目を担っている。同様にX軸の方向に沿ってコイル部141を挟み込むように磁極142c、142d、142e及び142fが配置される。磁極142c及び142dが磁界の出射側(N極)になり磁極142e、142fが磁界の入射側(S極)になる例を用いて説明を行うが、言うまでもなく、出射側(N極)と入射側(S極)が入れ替わってもかまわない。また、磁極の数は上記数値に限定することなく適宜設定してかまわない。また、永久磁石の代わりに電磁石を用いてもかまわない。また、中間ヨークは無くてもかまわない。   The magnetic poles 142a and 142b are arranged so as to sandwich the coil part 141 along the Y-axis direction. The description will be made using an example in which the magnetic pole 142a is on the magnetic field exit side (N pole) and the magnetic pole 142b is on the magnetic field entrance side (S pole). Needless to say, the exit side (N pole) and the incident side (S pole) ) May be replaced. Here, the magnetic pole 142g and the magnetic pole 142h serve as intermediate yokes and serve to relay magnetic flux. Similarly, the magnetic poles 142c, 142d, 142e, and 142f are arranged so as to sandwich the coil portion 141 along the X-axis direction. The description will be made using an example in which the magnetic poles 142c and 142d are on the magnetic field exit side (N pole) and the magnetic poles 142e and 142f are on the magnetic field entrance side (S pole). It does not matter if the side (S pole) is switched. Further, the number of magnetic poles may be set as appropriate without being limited to the above numerical values. An electromagnet may be used instead of the permanent magnet. Further, there may be no intermediate yoke.

続いて図2を参照して駆動源部140を含めた構成について説明する。
図2は第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2、コイル部141を含む)、第1弾性部120b−1、及び磁極142c〜142eを側面から見た図である。
Next, a configuration including the drive source unit 140 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 shows a first elastic part 120a-1, a second base part 110-2 (including a mirror 130, second elastic parts 120a-2 and 120b-2, a coil part 141), a first elastic part 120b-1, and It is the figure which looked at the magnetic poles 142c-142e from the side.

図2に示すように第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2、コイル部141を含む、)、第1弾性部120b−1が連なり、定常波状に(共振)振動する。この時の振動姿態は、ミラー130の中心に対応する位置、つまりは第2ベース部110−2の中心付近の第2弾性部110−2との接続部に節が現れ、第1弾性部120a−1と第2ベース部との接続部には腹が現れ、第1弾性部120b−1と第2ベース部との接続部に腹が現れる。このような練成した、定常波状の振動姿態が現れるように、各部の剛性、質量等が調整される。この共振については動作の態様の項で第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動として詳細に説明するため、ここではその概要の説明にとどめる。
(1−2)MEMSミラー駆動装置の動作
As shown in FIG. 2, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the mirror 130, the second elastic parts 120a-2, 120b-2, and the coil part 141), the first elastic part 120b. −1 are continuous and vibrate in a standing wave shape (resonance). The vibration state at this time is such that a node appears at a position corresponding to the center of the mirror 130, that is, at the connection portion with the second elastic portion 110-2 near the center of the second base portion 110-2, and the first elastic portion 120a. -1 and the second base portion have a belly, and a belly appears at the connection portion between the first elastic portion 120b-1 and the second base portion. The rigidity, mass, and the like of each part are adjusted so that such a kneaded standing wave-like vibration state appears. Since this resonance will be described in detail as a standing-wave-like deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion in the section of operation, only the outline thereof will be described here.
(1-2) Operation of MEMS mirror driving device

続いて、図1〜図4を参照して、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の動作の態様(具体的には、ミラー130を回転させる動作の態様)について説明する。   Subsequently, an operation mode (specifically, an operation mode of rotating the mirror 130) of the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment will be described with reference to FIGS.

初めに、図1を参照してミラー130のX軸の方向に沿った軸を中心軸とした回転について説明する。第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の動作時には、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電流が印加され、コイル部141と磁極142a及び142bとの間に電磁相互作用が生ずる。その結果、電磁相互作用による電磁力が発生する。この電磁力はコイル部141をX軸方向に沿った軸を中心軸としてねじる力となり、第2ベース部110−2をX軸方向に沿った軸を中心軸として回転させる。よって第2ベース部に接続されるミラー130もX軸方向に沿った軸を中心軸として回転させられる。   First, the rotation about the axis along the X-axis direction of the mirror 130 as a central axis will be described with reference to FIG. During operation of the MEMS mirror driving apparatus 100 of the first embodiment, a desired current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and the coil unit 141 and the magnetic poles 142a and 142b Electromagnetic interaction occurs between the two. As a result, electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated. This electromagnetic force becomes a force that twists the coil part 141 about the axis along the X-axis direction as a center axis, and rotates the second base part 110-2 around the axis along the X-axis direction as a center axis. Therefore, the mirror 130 connected to the second base portion is also rotated about the axis along the X-axis direction as the central axis.

ここで、コイル部141と磁極142aとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図1中奥側(紙面奥側)から手前側(紙面手前側)方向である。コイル部141と磁極142bとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図1中手前側から奥側方向である。その結果、この電磁力は、第1弾性部120a−1及び120b−1の伸長方向(X軸に沿った方向)を回転軸方向として、コイル部141を回転させる。その結果、コイル部141が装着された第2ベース部110−2が、X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転し、第2ベース部110−2に支持されているミラー130も上記X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。   Here, the direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141 and the magnetic pole 142a is from the back side (the back side of the paper) to the near side (the front side of the paper) in FIG. The direction of the electromagnetic force by the electromagnetic interaction between the coil part 141 and the magnetic pole 142b is from the front side to the back side in FIG. As a result, the electromagnetic force rotates the coil unit 141 with the extending direction (the direction along the X axis) of the first elastic units 120a-1 and 120b-1 as the rotation axis direction. As a result, the second base portion 110-2 to which the coil portion 141 is attached rotates about the axis along the X-axis direction as a central axis, and the mirror 130 supported by the second base portion 110-2 also includes the above-described mirror 130. It rotates with the axis along the X-axis direction as the central axis.

尚、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は後述するミラー共振周波数よりも低い若しくは高い周波数での回転動作を繰り返してもよい。例えば、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100をディスプレイ(或いは、ヘッドマウントディスプレイ)に適用する場合には、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、例えばディスプレイの走査周期又はフレームレートに応じた周波数(例えば、60Hz)での回転動作を繰り返してもよい。   Note that the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) may repeatedly rotate at a frequency lower or higher than a mirror resonance frequency described later. For example, when the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment is applied to a display (or a head mounted display), the second base portion 110-2 (second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130). May repeat the rotation operation at a frequency (for example, 60 Hz) corresponding to the scanning period or frame rate of the display, for example.

或いは、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、第2ベース部110−2及びミラー130等の被懸架部並びに第1弾性部120より定まる共振周波数での回転動作を繰り返してもよい。具体的には、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、第2ベース部110−2及びコイル部141等の被懸架部並びに第1弾性部120a−1及び120b−1に応じて定まる共振周波数で共振するように回転してもよい。例えば、第2ベース部110−2(ミラー130等を含む)のX軸に沿った軸回りの慣性モーメント(より具体的には、第2ベース部110−2内に備えられる第2弾性部120a−2及び120b−2並びにミラー130の夫々の質量をも加味した第2ベース部110−2という系全体からなる被懸架設部のX軸に沿った軸回りの慣性モーメント)がI1であり且つ第1弾性部120a−1及び120b−1を1本のバネとみなした場合のねじりバネ定数がk1であるとすれば、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、(1/(2π))×√(k1/I1)にて特定される共振周波数、若しくは共振周波数近傍(或いは、(1/(2π))×√(k1/I1)のN倍(但し、Nは1以上の整数)の共振周波数)で共振するように、X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転してもよい。   Alternatively, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) is a suspended portion such as the second base portion 110-2 and the mirror 130, and the first elastic portion 120. The rotation operation at a more specific resonance frequency may be repeated. Specifically, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) includes the second base portion 110-2 and the suspended portion such as the coil portion 141 and the second base portion 110-2. You may rotate so that it may resonate with the resonance frequency defined according to 1 elastic part 120a-1 and 120b-1. For example, the moment of inertia around the axis along the X axis of the second base portion 110-2 (including the mirror 130) (more specifically, the second elastic portion 120a provided in the second base portion 110-2). -2 and 120b-2 and the second base portion 110-2 including the respective masses of the mirror 130, the suspension moment portion consisting of the entire system, ie, the inertia moment about the axis along the X axis) is I1; If the torsion spring constant when the first elastic parts 120a-1 and 120b-1 are regarded as one spring is k1, the second base part 110-2 (second elastic parts 120a-2, 120b- 2 and the mirror 130) is a resonance frequency specified by (1 / (2π)) × √ (k1 / I1) or near the resonance frequency (or (1 / (2π)) × √ (k1 / I1) N times (where N is 1 or more) To resonate at an integer) the resonant frequency of), it may be rotated about axis an axis along the direction of the X axis.

続いて、図1、図2を参照して、ミラー130のY軸の方向に沿った軸を中心軸とした回転について説明する。第1実施例のMEMSミラー駆動装置100の動作時には、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の制御電流が印加される。   Next, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, rotation about the axis along the Y-axis direction of the mirror 130 as a central axis will be described. During the operation of the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment, a desired control current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).

制御電流は、Y軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させるための電流成分を含んでいる。第1実施例では、ミラー130は、ミラー130及び第2弾性部120a−2及び120b−2より定まる共振周波数を、後述する第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1の定常波状の変形振動を用いて、遷移させた周波数で共振するように、Y軸方向に沿った軸を回転軸として回転する。言い換えればミラー130及び第2弾性部120a−2及び120b−2より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。   The control current includes a current component for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis. In the first embodiment, the mirror 130 has a resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 with a standing wave shape of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1 described later. Using the deformation vibration, the axis along the Y-axis direction is rotated about the axis of rotation so as to resonate at the transitioned frequency. In other words, the resonance rotation is performed at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portions 120a-2 and 120b-2.

尚、本実施形態ではコイル部が単一の場合に、2軸以上の駆動を行うためには2以上の信号の重畳をするとよい。つまり、X軸方向に沿った軸周りの回転を担う電流成分とY軸方向に沿った軸周りの回転を担う電流成分の2つの信号を重畳した信号を駆動コイル141に印可するとよい。   In this embodiment, when a single coil portion is used, two or more signals may be superimposed in order to drive two or more axes. That is, a signal in which two signals of a current component responsible for rotation around the axis along the X-axis direction and a current component responsible for rotation around the axis along the Y-axis direction are superimposed on the drive coil 141 may be applied.

ここで、図1に示すように、反時計周りの方向に流れる制御電流がコイル部141に供給されており、磁極142c、142dから磁極142e、142fに向かう磁界がコイル部141に付与されている。コイル部141への電流の印加によって、コイル部141と磁極142c、磁極142d、磁極142e及び磁極142fとの間に電磁相互作用が生ずる。   Here, as shown in FIG. 1, a control current flowing in the counterclockwise direction is supplied to the coil unit 141, and a magnetic field from the magnetic poles 142c and 142d toward the magnetic poles 142e and 142f is applied to the coil unit 141. . By applying a current to the coil unit 141, electromagnetic interaction occurs between the coil unit 141 and the magnetic pole 142c, the magnetic pole 142d, the magnetic pole 142e, and the magnetic pole 142f.

コイル部141と磁極142c、142dとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図1中奥側(紙面手前側)から手間側(紙面奥側)方向である。コイル部141と磁極142d、磁極142eとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は図1中手前側から奥側方向である。   The direction of electromagnetic force due to electromagnetic interaction between the coil portion 141 and the magnetic poles 142c and 142d is from the back side (front side of the paper) to the labor side (back side of the paper) in FIG. The direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141 and the magnetic pole 142d and the magnetic pole 142e is from the front side to the back side in FIG.

言い換えれば、図2に示すように、コイル部141aと磁極142c、磁極142dとの電磁相互作用による電磁力の方向は、図2中、下側から上側方向である。コイル部141bと磁極142e、磁極142fとの電磁相互作用による電磁力の方向は、図2中、上側から下側方向である。つまり、X軸方向に沿って対向するコイル部141の2つの長辺には、相互に異なる方向の電磁力が発生する。言い換えれば、X軸方向に沿って対向するコイル部141の2つの長辺141a、141bには、偶力となる電磁力が発生する。従って、コイル部141は、図2における時計周りの方向に回転する。   In other words, as shown in FIG. 2, the direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141a, the magnetic pole 142c, and the magnetic pole 142d is from the lower side to the upper side in FIG. The direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141b, the magnetic pole 142e, and the magnetic pole 142f is from the upper side to the lower side in FIG. That is, electromagnetic forces in directions different from each other are generated on the two long sides of the coil portion 141 facing in the X-axis direction. In other words, an electromagnetic force serving as a couple is generated on the two long sides 141a and 141b of the coil portion 141 facing in the X-axis direction. Therefore, the coil part 141 rotates in the clockwise direction in FIG.

一方で、制御電流が交流電流であるため、半周期後には時計周りの方向に流れる制御電流がコイル部141に供給される。従って、コイル部141は、図2における時計周りの方向に向かって回転する。その結果コイル部141はY軸方向に沿った軸を回転軸として反復回転する。   On the other hand, since the control current is an alternating current, a control current flowing in the clockwise direction is supplied to the coil unit 141 after a half cycle. Accordingly, the coil portion 141 rotates in the clockwise direction in FIG. As a result, the coil unit 141 repeatedly rotates about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis.

上述のようなコイル141の反復回転は、Y軸方向に沿った軸を中心軸としたコイル部141のねじり振動として、第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1に伝達され、第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動を発生させる。   The repeated rotation of the coil 141 as described above is transmitted to the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1 as torsional vibration of the coil portion 141 with the axis along the Y-axis direction as the central axis. A stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion is generated.

続いて前記第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動について図2を用いて説明する。コイル部141の発生する加振力により、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1は連なって、他の方向に沿って定常波状に変形振動し、共振となる。言い換えれば、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1は連なって、X軸方向に沿って弦の2倍モードのような変形姿態で振動する。つまり、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1はそのある一部分が定常波状の変形振動の腹となり且つその他の一部分が定常波状の変形振動の節となるような変形姿態を示す。   Next, the standing-wave deformation vibrations of the second base portion and the first elastic portion will be described with reference to FIG. The first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic part 120b are generated by the exciting force generated by the coil part 141. -1 are continuous, deform and vibrate in a standing wave shape along other directions, and become resonance. In other words, the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic portion 120b-1 are connected to form an X axis. It vibrates in a deformed state like the double string mode along the direction. That is, a part of the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic portion 120b-1 are in a standing wave shape. The deformation state is such that the deformation vibration becomes the antinode and the other part becomes a node of the deformation wave having a standing wave shape.

上述の定常波状の変形振動において、コイル部141の中心には節が現れる。第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの第2弾性部の接続部、言い換えれば、ミラー130の回転中心の位置には節が現れる。第2ベース部110−2の中心には節が現れ、第1弾性部120a−1の右端と第2ベース部110−2aとの接続部には腹が現れ、第1弾性部120b−1の左端と第2ベース部110−2bとの接続部には腹が現れる。つまりコイル部141の中心は定常波状の波における節の位置にある。   In the above-described stationary wave-like deformation vibration, a node appears at the center of the coil portion 141. A node appears at the connection portion of the second elastic part of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2, in other words, at the position of the rotation center of the mirror 130. A node appears at the center of the second base part 110-2, a belly appears at the connection between the right end of the first elastic part 120a-1 and the second base part 110-2a, and the first elastic part 120b-1 A belly appears at the connection between the left end and the second base portion 110-2b. That is, the center of the coil portion 141 is located at the node position in the standing wave.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、駆動源部としてのコイル部141に定常波状の変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotationally resonating the mirror 130 with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but the coil portion 141 serving as the drive source portion is subjected to the deformation of a standing wave. The mirror 130 is driven to resonate by applying an excitation force as an energy source.

一方で上述のように、ミラー130の回転中心は節の位置にある。このため図2に示すように動きの形態には上下(Z軸に沿った方向)の動きは小さく、Y軸の方向に沿った軸を中心とした回転動が発生し好適に回転を享受できる。尚、上述の変形振動は、いわゆる定常波状の変形姿態を示し、その腹及び節の位置は実質的には固定されている。
ただし上述のミラー130またはコイル部141が節の位置にあるとは、厳密に位置しているという意味ではなく、ミラー130またはコイル部141が節に近い位置にあると解釈してよい。節に近いほど効率良く回転すると捉えるのがよい。
On the other hand, as described above, the center of rotation of the mirror 130 is at the position of the node. For this reason, as shown in FIG. 2, the movement is small in the vertical direction (direction along the Z axis), and a rotational movement around the axis along the Y axis direction is generated so that the rotation can be enjoyed suitably. . The above-described deformation vibration shows a so-called standing wave-like deformation state, and the positions of the antinodes and nodes are substantially fixed.
However, the above-described mirror 130 or coil part 141 being in the position of the node does not mean that the mirror 130 or the coil part 141 is strictly located, and it may be interpreted that the mirror 130 or the coil part 141 is in a position close to the node. It is better to grasp that the closer to the knot, the more efficient the rotation.

このような、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1の定常波状の変形振動に起因して、ミラー130は回転させられる。   Such a standing wave-like deformation of the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) and the first elastic part 120b-1. Due to the vibration, the mirror 130 is rotated.

そして、ミラー130の回転共振と前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動は同じ周波数で発生するが、その周波数はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる。すなわち、ミラー130の共振周波数は前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動により遷移させられる。その結果ミラー130はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。この時のミラー130の共振周波数は典型的にはミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数より高い周波数である。更にこの時ミラー130の回転角は定常波状の変形振動により周波数が遷移させられていない場合と比較して大きくなる。   The rotational resonance of the mirror 130 and the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion are generated at the same frequency, but the frequency is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. . That is, the resonance frequency of the mirror 130 is changed by a standing wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion. As a result, the mirror 130 resonates at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. The resonance frequency of the mirror 130 at this time is typically higher than the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic part. Further, at this time, the rotation angle of the mirror 130 becomes larger than that in the case where the frequency is not shifted by the stationary wave-like deformation vibration.

上述の定常波状の変形振動を実現するために、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)、及び第1弾性部120b−1の剛性、質量、長さ等が調整される。具体的には第1弾性部の長さ、断面形状、剛性、第2ベース部110−2の形状、質量、剛性、コイル部141の形状、質量、剛性等を調整してもよい。これらを調整することで節、腹の位置及び共振周波数が適切となり、上述の定常波状の変形振動が好適に実現され、ミラー130の好適な回転が実現される。   In order to realize the above-described standing-wave deformation vibration, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first The rigidity, mass, length, etc. of the elastic part 120b-1 are adjusted. Specifically, the length, cross-sectional shape, rigidity, shape of the second base part 110-2, mass, rigidity, shape of the coil part 141, mass, rigidity, etc. may be adjusted. By adjusting these, the position of the node, the antinode, and the resonance frequency become appropriate, the above-described stationary wave-like deformation vibration is suitably realized, and the preferred rotation of the mirror 130 is realized.

ここで更に詳細に定常波状の変形振動における共振周波数の調整方法について図3、図4を用いて説明を行う。近年では計算技術が発達し、試作を行わなくてもパソコン等で簡便にシミュレーションが行え、また試作とシミュレーションの値も高い精度で一致するようになった。ここではパソコンでのシミュレーションによる例として定常波状の変形振動における共振周波数の調整方法、剛性の調整方法について説明する。目標とするミラー130の共振周波数を約25kHzとする。   Here, a method for adjusting the resonance frequency in the standing-wave-like deformation vibration will be described in more detail with reference to FIGS. In recent years, computing technology has developed, and simulations can be performed easily on a personal computer without trial production, and the values of the trial production and simulation match with high accuracy. Here, as an example of simulation by a personal computer, a method for adjusting a resonance frequency and a method for adjusting rigidity in a standing wave-like deformation vibration will be described. The resonance frequency of the target mirror 130 is about 25 kHz.

(調整1)
まず、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まるミラー130の共振周波数を計算する。ミラー130、第2弾性部(120a−2、120b−2)、第2ベース部110−2、コイル部141を装備し、厚み、直径、長さ、幅等を適切に調整する。そして第2ベース部110−2の境界条件として完全固定を入力する。この状態でシミュレーションソフトにて固有値解析(共振周波数解析)を行えば、ミラー130と第2弾性部120−2により定まるミラー130の共振周波数が計算される。この時ミラー130のY軸方向に沿った回転方向の共振周波数が25kHとなるように各部の寸法を(繰り返し計算により)決定する。
(Adjustment 1)
First, the resonance frequency of the mirror 130 determined by the mirror 130 and the second elastic part 120-2 is calculated. The mirror 130, the second elastic part (120a-2, 120b-2), the second base part 110-2, and the coil part 141 are equipped, and the thickness, diameter, length, width, etc. are appropriately adjusted. Then, complete fixation is input as the boundary condition of the second base unit 110-2. If eigenvalue analysis (resonance frequency analysis) is performed with simulation software in this state, the resonance frequency of the mirror 130 determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2 is calculated. At this time, the dimensions of each part are determined (by repetitive calculation) so that the resonance frequency of the mirror 130 in the rotational direction along the Y-axis direction is 25 kH.

(調整2)
次に第1弾性部120a−1及び120b−1、及び第1ベース部110−1を追加装備し、厚み、長さ、幅等を適切に調整する。この状態で今度は第1ベース部−1の境界条件として完全固定を入力すると、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)、及び第1弾性部120b−1の(回転運動と並進運動の連成された)定常波状の共振の共振周波数及び共振モードが計算される。この時のN次の共振モードが図3のような弦の2倍モードのような変形姿態となるよう各部の寸法(厚み、長さ、幅、大きさ)を調整する。またミラー130の回転軸に対応する位置(ミラーの回転中心)及びコイル部141の回転中心の位置に節が現れるように各部の微調整を行うことが好ましい。
(Adjustment 2)
Next, the first elastic portions 120a-1 and 120b-1 and the first base portion 110-1 are additionally equipped, and the thickness, length, width, etc. are appropriately adjusted. In this state, when complete fixing is input as the boundary condition of the first base part-1, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (second elastic parts 120a-2, 120b-2, and mirrors). 130), and the resonance frequency and resonance mode of the standing-wave-like resonance (combined rotational motion and translational motion) of the first elastic portion 120b-1. The dimensions (thickness, length, width, size) of each part are adjusted so that the Nth-order resonance mode at this time becomes a deformed state like the double-string mode as shown in FIG. Further, it is preferable to finely adjust each part so that a node appears at a position corresponding to the rotation axis of the mirror 130 (rotation center of the mirror) and a position of the rotation center of the coil unit 141.

そして上述の振動姿態での共振周波数が25.000kHzと計算されれば、この状態は定常波状の変形振動の周波数が、ミラー130の共振周波数(ミラー130(被駆動部)及び第2弾性部120で定まる)に合致調整された状態である。   If the resonance frequency in the above-described vibration state is calculated to be 25.000 kHz, this state indicates that the frequency of the standing-wave-like deformation vibration is the resonance frequency of the mirror 130 (mirror 130 (driven portion) and the second elastic portion 120). The condition is adjusted to match.

(調整3)
しかしながら前述の状態(25.000kHz)が本実施例での最良の状態ではない。次に例えば第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの厚みを少々増やした場合を想定する。バネ剛性は厚みの3乗に比例して高くなり質量は厚みの1乗に比例するため(言いかえれば剛性は高くなるが質量はあまり大きくならない)、第2ベース部110を含んだ系の共振周波数は上がり、定常波状の変形振動の共振周波数は上昇する。
(Adjustment 3)
However, the above-mentioned state (25.000 kHz) is not the best state in this embodiment. Next, for example, a case where the thickness of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2 is slightly increased is assumed. Since the spring rigidity increases in proportion to the cube of the thickness and the mass is proportional to the thickness of the first power (in other words, the rigidity increases but the mass does not increase so much), the resonance of the system including the second base portion 110 The frequency increases, and the resonance frequency of the standing wave-like deformation vibration increases.

そしてシミュレーションによる計算結果は25.25KHz(定常波状の変形振動の周波数=被駆動部の周波数)に変化したとする。この時の振動姿態の概念を図4に示す。定常波状の変形振動の振幅は減少し、ミラーの回転角は大きくなる。そしてこの時ミラー130はミラー130及び第2弾性部120−2より定まる周波数(25.000kHz)とは異なる周波数で共振することが分かる。
(定常波状の変形振動によりミラーの共振周波数が遷移させられた状態)
Then, it is assumed that the calculation result by the simulation is changed to 25.25 KHz (frequency of the standing wave-like deformation vibration = frequency of the driven part). The concept of the vibration state at this time is shown in FIG. The amplitude of the standing wave-like deformation vibration decreases and the rotation angle of the mirror increases. At this time, the mirror 130 resonates at a frequency different from the frequency (25.000 kHz) determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2.
(Resonant frequency of mirror is changed by standing wave deformation vibration)

また逆に第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの厚みを薄くして同様のシミュレーションをした場合には先ほどとは逆に定常波状の変形振動の共振周波数は下がり24.75KHとなり、定常波状の変形振動の振幅は大きくなり、ミラー130の触れ角は小さくなる。   On the contrary, when the same simulation is performed with the thickness of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2 being reduced, the resonance frequency of the standing wave-like deformation vibration is lowered 24. .75 KH, the amplitude of the standing-wave deformation vibration is increased, and the touch angle of the mirror 130 is decreased.

このように本実施例においては、ミラー130はミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる共振周波数で共振する。言い換えれば定常波状の変形振動によりミラー130の共振周波数が遷移される。   Thus, in this embodiment, the mirror 130 resonates at a resonance frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. In other words, the resonance frequency of the mirror 130 is shifted by the standing wave-like deformation vibration.

また様々な態様の計算によれば、典型的には、ミラー130の共振周波数が定常波状の変形振動により、高い周波数に遷移させられる場合にミラーの回転角が大きくなる。   Also, according to various aspects of the calculation, typically, the mirror rotation angle increases when the resonance frequency of the mirror 130 is shifted to a higher frequency by a standing wave-like deformation vibration.

尚コイル部141の回転方向とミラー130の回転方向が互いに同じ向きとなる(同相と呼ぶ)場合には、上述の遷移周波数(偏差)は大きくなる傾向があり、その偏差は1%から10%程度となる例がある。また図4に示すように、第2ベース部110−2とミラー130の動きが逆向きとなる場合(逆相と呼ぶ)には、上述の偏差は小さく、その偏差は0.03%から2%程度となる例がある。   When the rotation direction of the coil portion 141 and the rotation direction of the mirror 130 are the same (referred to as in-phase), the above transition frequency (deviation) tends to increase, and the deviation is 1% to 10%. There is an example that becomes a degree. As shown in FIG. 4, when the movements of the second base unit 110-2 and the mirror 130 are in opposite directions (referred to as reverse phase), the above-described deviation is small, and the deviation is from 0.03% to 2%. There is an example which becomes about%.

或いは、1例ではあるが、定常波状の変形振動の振動モードをより低次のモード、つまりは弦の2倍モードに近い振動モードにした場合、上述の遷移周波数(偏差)は大きくなる傾向があり30%にもなる例が確認されている。   Or, as an example, when the vibration mode of the standing wave-shaped deformation vibration is set to a lower mode, that is, a vibration mode close to the double mode of the string, the above transition frequency (deviation) tends to increase. There have been confirmed examples of up to 30%.

また、上述の典型例とは逆に前記ミラー130の共振周波数が定常波状の変形振動により低く遷移させられることが好適な例もあり、よって前記ミラー130の共振周波数を前記ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる周波数よりも低く設定してもよいことを付け加えておく。   In addition, contrary to the above-described typical example, there is also an example in which it is preferable that the resonance frequency of the mirror 130 is changed to a low level by a standing wave-like deformation vibration. It should be added that the frequency may be set lower than the frequency determined by the unit 120-2.

ここでミラー130の共振周波数に関し、前記の異なる共振周波数(周波数偏差)について触れておく。MEMS等のシリコン及び金属バネ等で構成される構造物は材料としての減衰が小さく、周波数特性図における共振峰は鋭く急峻な形状をしている。この共振峰の鋭さを表す数値として代表的なものにQ値がある。前記MEMS及び金属では、Q値が大きく、典型的には1500程度である。ここで、Q値を用いて共振周波数の偏差について説明する。   Here, regarding the resonance frequency of the mirror 130, the different resonance frequencies (frequency deviations) will be mentioned. A structure composed of silicon such as MEMS and a metal spring has a small attenuation as a material, and the resonance peak in the frequency characteristic diagram has a sharp and steep shape. A typical numerical value representing the sharpness of the resonance peak is a Q value. The MEMS and metal have a large Q value, typically about 1500. Here, the deviation of the resonance frequency will be described using the Q value.

Q値の定義は、ωを共振ピークでの共振周波数、ω1をωより低い周波数側において振動エネルギーが共振ピークの半値となる周波数、ω2をωより高い周波数側において振動エネルギーが共振ピークの半値となる周波数とすれば、Q値は、Q=ω/(ω2−ω1)で表わされる。ここに前記のω=25000Hz、Q=1500を代入して変形すれば、ω2−ω1=25000/1500=16.67Hzとなる。また共振峰の対称性より、共振ピーク周波数ωとω1(ω2)との差は16.67/2=8.34Hzとなる。つまり駆動装置の周波数特性において、加振共振周波数が共振ピーク周波数ωから8.34Hz離れると、その系の共振エネルギーは半分(回転角は√(0.5))に低下するということになる。8.34Hzは25kHzの0.0334%≒0.03%となる。よって0.03%の共振周波数(ピーク周波数)の偏差によりその共振エネルギーは半分になる。従って共振周波数の0.03%の差は十分な差であると考えてよいことになる。上述の例は共振エネルギーが半分になる場合についての考察例であり、この計算に限らず任意に、前記異なる共振周波数を定めてもよい。   The definition of the Q value is as follows: ω is the resonance frequency at the resonance peak, ω1 is the frequency at which the vibration energy is half the resonance peak on the frequency side lower than ω, and ω2 is the half value of the resonance peak on the frequency side higher than ω. Q value is represented by Q = ω / (ω2−ω1). If the above ω = 25000 Hz and Q = 1500 are substituted for the deformation, ω2−ω1 = 25000/1500 = 16.67 Hz. Further, due to the symmetry of the resonance peak, the difference between the resonance peak frequency ω and ω1 (ω2) is 16.67 / 2 = 8.34 Hz. That is, in the frequency characteristics of the drive device, when the excitation resonance frequency is 8.34 Hz away from the resonance peak frequency ω, the resonance energy of the system is reduced to half (the rotation angle is √ (0.5)). 8.34 Hz is 0.0334% ≈0.03% of 25 kHz. Accordingly, the resonance energy is halved by the deviation of the resonance frequency (peak frequency) of 0.03%. Therefore, it can be considered that the difference of 0.03% in the resonance frequency is a sufficient difference. The above-described example is a consideration example when the resonance energy is halved, and the present invention is not limited to this calculation, and the different resonance frequencies may be arbitrarily determined.

以上説明したように、第1実施例のMEMSミラー駆動装置100はX軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させることが出来ると同時にY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を共振回転させることが出来る。つまり第1実施例のMEMSミラー駆動装置100は2軸駆動を行うことが出来る。   As described above, the MEMS mirror driving apparatus 100 according to the first embodiment can rotate the mirror 130 with the axis along the X-axis direction as the rotation axis, and at the same time, the mirror with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. 130 can be resonantly rotated. That is, the MEMS mirror driving device 100 of the first embodiment can perform biaxial driving.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、コイル部141に定常波状の変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotationally resonating the mirror 130 with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but is applied to the coil unit 141 as an energy source of deformation waves in the form of standing waves. By applying force, the mirror 130 is driven to resonate.

特にミラー130の共振周波数は、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる。第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1との定常波状の変形振動によりミラー130の共振周波数を遷移(典型的には高い周波数)させ、かつ適確に共振の合成を行うことで、被駆動をより大きな回転角で回転させ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供することが可能となる。
(2)第2実施例
初めに、図5、図6を参照して、MEMSミラー駆動装置の第2実施例について説明する。
(2−1)基本構成
In particular, the resonance frequency of the mirror 130 is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. The resonance frequency of the mirror 130 is shifted (typically a high frequency) by the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1, and the resonance is accurately synthesized. Thus, the driven device can be rotated at a larger rotation angle to provide a driving device with higher efficiency and lower power consumption.
(2) Second Embodiment First, a second embodiment of the MEMS mirror driving device will be described with reference to FIGS.
(2-1) Basic configuration

図5を参照して、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の基本構成について説明する。図5は、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の基本構成を概念的に示す平面図である。   With reference to FIG. 5, the basic configuration of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment will be described. FIG. 5 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment.

図5に示すように、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101は、第1ベース部110−1と、第1弾性部120a−1及び120b−1からなる第1弾性部120と、上辺110−2ou、縦辺110−2a、下辺110−2od、枠部110−2hからなる第2ベース部110−2と、第2弾性部120a−2及び120b−2からなる第2弾性部120−2と、ミラー130と、コイル部141と、磁界付与部としての磁極142a〜eを含む駆動源部140とを備えている。   As shown in FIG. 5, the MEMS mirror driving device 101 according to the second embodiment includes a first base portion 110-1, a first elastic portion 120 including first elastic portions 120 a-1 and 120 b-1, and an upper side 110. -2ou, a vertical side 110-2a, a lower side 110-2od, a second base part 110-2 comprising a frame part 110-2h, and a second elastic part 120-2 comprising a second elastic part 120a-2 and 120b-2. And a mirror 130, a coil unit 141, and a drive source unit 140 including magnetic poles 142a to 142e as magnetic field applying units.

第1ベース部110−1は、内部に空隙を備える枠形状を有している。つまり、第1ベース部110−1は、図5中のY軸方向に延伸する2つの辺と図5中のX軸方向に延伸する2つの辺とを有すると共に、Y軸方向に延伸する2つの辺とX軸方向に延伸する2つの辺とによって取り囲まれた空隙を有する枠形状を有している。図5に示す例では、第1ベース部110−1は、長方形の形状を有しているが、これに限定されることはなく、例えばその他の形状(例えば、正方形等の矩形の形状や円形の形状等)を有していてもよい。また、第1ベース部110−1は、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の基礎となる構造体であって、不図示の基板ないしは支持部材に対して固定されていることが好ましい。   The first base part 110-1 has a frame shape with a gap inside. That is, the first base portion 110-1 has two sides extending in the Y-axis direction in FIG. 5 and two sides extending in the X-axis direction in FIG. 5, and extends in the Y-axis direction. It has a frame shape having a gap surrounded by one side and two sides extending in the X-axis direction. In the example shown in FIG. 5, the first base portion 110-1 has a rectangular shape, but is not limited to this, for example, other shapes (for example, a rectangular shape such as a square or a circular shape). Or the like. The first base portion 110-1 is a structure that is the basis of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment, and is preferably fixed to a substrate or a support member (not shown).

尚、上述のように図5では、第1ベース部110−1が枠形状を有している例を示しているが、その他の形状を有していてもよいことは言うまでもない。例えば、第1ベース部110−1は、その一部の辺が開口となるコの字型形状を有していてもよい。或いは、例えば、第1ベース部110−1は、内部に空隙を備える箱型形状を有していてもよい。つまり、第1ベース部110−1は、X軸及びY軸によって規定される平面上に分布する2つの面と、X軸及び不図示のZ軸(つまり、X軸及びY軸の双方に直交する軸)によって規定される平面上に分布する2つの面と、Y軸及び不図示のZ軸によって規定される平面上に分布する2つの面とを有すると共に、これらの6つの面によって取り囲まれた空隙を有する箱形状を有していてもよい。或いは、ミラー130が配置される態様に応じて適宜第1ベース部110−1の形状を任意にかえてもよい。   As described above, FIG. 5 shows an example in which the first base portion 110-1 has a frame shape, but it goes without saying that the first base portion 110-1 may have other shapes. For example, the first base portion 110-1 may have a U-shape in which a part of the side is an opening. Alternatively, for example, the first base portion 110-1 may have a box shape with a gap inside. That is, the first base portion 110-1 is orthogonal to the two surfaces distributed on the plane defined by the X axis and the Y axis, and the X axis and the Z axis (not shown) (that is, both the X axis and the Y axis). And two surfaces distributed on a plane defined by a Y-axis and a Z-axis (not shown) and surrounded by these six surfaces. It may have a box shape with a gap. Or you may change the shape of the 1st base part 110-1 arbitrarily suitably according to the aspect in which the mirror 130 is arrange | positioned.

第1弾性部120a−1は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第1弾性部120a−1は、図5中X軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第1弾性部120a−1は、X軸の方向に延伸する長手を有すると共にY軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第1弾性部120a−1は、X軸の方向に延伸する短手を有すると共にY軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよく、その他任意の形状を有していてもよい。第1弾性部120a−1の一方の端部は、第1ベース部110−1の内側の辺に接続される。第1弾性部120a−1の他方の端部は、X軸の方向に沿って第1ベース部110−1の内側の辺に対向する第2ベース部110−2の外側の辺の接続部110−2aに接続される。   The first elastic portion 120a-1 is a member having elasticity such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The first elastic part 120a-1 is arranged so as to extend in the X-axis direction in FIG. In other words, the first elastic portion 120a-1 has a shape having a long side extending in the X-axis direction and a short side extending in the Y-axis direction. However, the first elastic portion 120a-1 has a shape having a short side extending in the X-axis direction and a long side extending in the Y-axis direction according to the setting state of the resonance frequency described later. Or may have any other shape. One end of the first elastic portion 120a-1 is connected to the inner side of the first base portion 110-1. The other end portion of the first elastic portion 120a-1 is a connecting portion 110 on the outer side of the second base portion 110-2 that faces the inner side of the first base portion 110-1 along the X-axis direction. -2a.

第1弾性部120b−1は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第1弾性部120b−1は、図5中X軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第1弾性部120b−1は、X軸の方向に延伸する長手を有すると共にY軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第1弾性部120b−1は、X軸の方向に延伸する短手を有すると共にY軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよく、その他任意の形状を有していてもよい。第1弾性部120b−1の一方の端部は、X軸の方向に沿って第2ベース部110−2の枠部110−2hに接続される。第1弾性部120b−1の他方の端部は、X軸の方向に沿って第1ベース部110−1の内側の辺に接続される。   The first elastic portion 120b-1 is a member having elasticity such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The first elastic part 120b-1 is arranged so as to extend in the X-axis direction in FIG. In other words, the first elastic part 120b-1 has a shape having a long side extending in the X-axis direction and a short side extending in the Y-axis direction. However, the first elastic portion 120b-1 has a shape having a short side extending in the X-axis direction and a long side extending in the Y-axis direction according to the setting state of the resonance frequency described later. Or may have any other shape. One end of the first elastic portion 120b-1 is connected to the frame portion 110-2h of the second base portion 110-2 along the X-axis direction. The other end of the first elastic portion 120b-1 is connected to the inner side of the first base portion 110-1 along the X-axis direction.

第2ベース部110−2は内部に空隙を備える枠形状を有している。すなわち、図5中のX軸に平行な上辺110−2ouと、縦辺110−2aと、X軸方向に平行な下辺110−2odと、コイルを装着する長方形の枠部110−2hとを有する。上記3つの辺は互いに接続され、枠部110−2hの左上端から始まり、上辺110−2ou、縦辺110−2a、下辺110−2odの順につながり、枠部110−2hの左下端に帰結する。第2ベース部110−2の接続部110−2aには第1弾性部120a−1が接続され、枠部110−2hの右側の辺の中心部には第1弾性部120b−1が接続される。   The 2nd base part 110-2 has a frame shape provided with a space inside. That is, it has an upper side 110-2ou parallel to the X-axis in FIG. 5, a vertical side 110-2a, a lower side 110-2od parallel to the X-axis direction, and a rectangular frame part 110-2h for mounting the coil. . The three sides are connected to each other, starting from the upper left end of the frame part 110-2h, connected in the order of the upper side 110-2ou, the vertical side 110-2a, and the lower side 110-2od, resulting in the lower left end of the frame part 110-2h. . The first elastic part 120a-1 is connected to the connection part 110-2a of the second base part 110-2, and the first elastic part 120b-1 is connected to the center of the right side of the frame part 110-2h. The

第2ベース部110−2は第1弾性部120−1の中心線を対称軸として上下に線対称の形状をしている。しかし、第2ベース部110−2はこれらに限定されることはなく、例えばその他の形状(例えば、正方形や、ひし形、六角形、八角形、多角形、円形、楕円の形状等)を有していてもよい。また、言うまでもなく対称形でなくともかまわない。   The second base portion 110-2 has a vertically symmetrical shape with the center line of the first elastic portion 120-1 as the axis of symmetry. However, the 2nd base part 110-2 is not limited to these, For example, it has other shapes (For example, a square, a rhombus, a hexagon, an octagon, a polygon, a circle, an ellipse shape, etc.). It may be. Needless to say, it does not have to be symmetrical.

第2ベース部110−2を構成する辺(上辺110−2ou、縦辺110−2a、下辺110−2od、枠部110−2h)は同一の厚みでもよいし、辺により厚みが異なっていてもよい、またリブ等で補強されてもよい。動作の項で詳細に説明する第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動を好適に実現するために、上記辺の剛性を異ならせてもよい。具体的にはY軸の方向に沿った辺の剛性をX軸の方向に沿った辺の剛性よりも高くすることが好ましい、ここで言う剛性とは、単なる硬さ(ヤング率)ではなく、共振周波数を意味するもので、言い換えればY軸の方向に沿った第2ベース部110−2の変形振動の共振周波数はX軸の方向に沿った第2ベース部110−2の変形振動の共振周波数よりも高いことを意味するものと解釈するのがよい。   The sides constituting the second base part 110-2 (upper side 110-2ou, vertical side 110-2a, lower side 110-2od, frame part 110-2h) may have the same thickness or different thicknesses depending on the side. It may be good or may be reinforced with ribs or the like. In order to suitably realize a stationary wave-like deformation vibration between the second base portion and the first elastic portion, which will be described in detail in the operation section, the side rigidity may be varied. Specifically, it is preferable to make the rigidity of the side along the direction of the Y-axis higher than the rigidity of the side along the direction of the X-axis. The rigidity here is not a mere hardness (Young's modulus), In other words, the resonance frequency of the deformation vibration of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction is the resonance frequency of the deformation vibration of the second base portion 110-2 along the X-axis direction. It should be interpreted as meaning higher than the frequency.

第2ベース部110−2は、第1ベース部110−1の内部の空隙に、第1弾性部120a−1及び120b−1によって吊り下げられる又は支持されるように配置される。第2ベース部110−2は、第1弾性部120a−1及び120b−1の弾性によって、X軸に沿った方向を回転軸として回転するように構成されている。言いかえればX軸に平行な軸の回りに回転するように構成されている。   The second base part 110-2 is arranged to be suspended or supported by the first elastic parts 120a-1 and 120b-1 in the space inside the first base part 110-1. The second base portion 110-2 is configured to rotate about the direction along the X axis as a rotation axis by the elasticity of the first elastic portions 120a-1 and 120b-1. In other words, it is configured to rotate around an axis parallel to the X axis.

第2弾性部120a−2は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第2弾性部120a−2は、図5中Y軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第2弾性部120a−2は、Y軸の方向に延伸する長手を有すると共にX軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第2弾性部120a−2は、Y軸の方向に延伸する短手を有すると共にX軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよい。第2弾性部120a−2の一方の端部は、第2ベース部110−2の上辺110−2ouに接の内側に続される。第2弾性部120a−2の他方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の内側の辺に対向するミラー130の一方の端部に接続される。  The second elastic portion 120a-2 is a member having elasticity such as a spring made of silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like. The second elastic portion 120a-2 is disposed so as to extend in the Y-axis direction in FIG. In other words, the second elastic portion 120a-2 has a shape having a long side extending in the Y-axis direction and a short side extending in the X-axis direction. However, the second elastic portion 120a-2 has a shape having a short side extending in the direction of the Y-axis and a length extending in the direction of the X-axis, depending on the setting state of the resonance frequency described later. Also good. One end of the second elastic portion 120a-2 is connected to the inner side of the upper side 110-2ou of the second base portion 110-2. The other end portion of the second elastic portion 120a-2 is connected to one end portion of the mirror 130 facing the inner side of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction.

第2弾性部120b−2は、例えばシリコン、銅合金、鉄系合金、その他金属、樹脂等を材料とするバネ等のような弾性を有する部材である。第2弾性部120b−2は、図5中Y軸の方向に延伸するように配置される。言い換えれば、第2弾性部120b−2は、Y軸の方向に延伸する長手を有すると共にX軸の方向に延伸する短手を有する形状を有している。但し、後述する共振周波数の設定状況に応じて、第2弾性部120b−2は、Y軸の方向に延伸する短手を有すると共にX軸の方向に延伸する長手を有する形状を有していてもよい。第2弾性部120b−2の一方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の下辺110−2odの内側に接続される。第2弾性部120b−2の他方の端部は、Y軸の方向に沿って第2ベース部110−2の内側の辺に対向するミラー130の(120a−2が接続されていない側の)端部に接続される。   The second elastic portion 120b-2 is a member having elasticity such as a spring made of silicon, copper alloy, iron-based alloy, other metal, resin, or the like. The second elastic portion 120b-2 is disposed so as to extend in the direction of the Y axis in FIG. In other words, the second elastic portion 120b-2 has a shape having a long side extending in the Y-axis direction and a short side extending in the X-axis direction. However, the second elastic portion 120b-2 has a shape that has a short side that extends in the direction of the Y axis and a length that extends in the direction of the X axis according to the setting state of the resonance frequency described later. Also good. One end of the second elastic portion 120b-2 is connected to the inside of the lower side 110-2od of the second base portion 110-2 along the direction of the Y axis. The other end of the second elastic portion 120b-2 is the mirror 130 (on the side where 120a-2 is not connected) facing the inner side of the second base portion 110-2 along the Y-axis direction. Connected to the end.

ミラー130は、第2ベース部110−2の内部の空隙に、第2弾性部120a−2及び120b−2によって吊り下げられる又は支持されるように配置される。ミラー130は、第2弾性部120a−2及び120b−2の弾性によって、Y軸方向に沿った軸を回転軸として回転するように構成されている。言いかえればY軸に平行な軸の回りに回転するように構成されている。   The mirror 130 is arranged to be suspended or supported by the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 in the gap inside the second base portion 110-2. The mirror 130 is configured to rotate about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis by the elasticity of the second elastic portions 120a-2 and 120b-2. In other words, it is configured to rotate around an axis parallel to the Y axis.

駆動源部140は、ミラー130をY軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させるために必要なねじり力をコイル部141に発生させる。すなわち、後述するように、第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2を含む)、第1弾性部120b−1が連なって定常波状に共振(後述の定常波状の変形振動)するための加振力を加えることができる。また第2ベース部110−2に対して力を加えることが出来るように構成されてもよい。具体的には第2ベース部110−2にX軸に沿った軸周りのねじり力を加えることにより、第2ベース部110−2及びこれに接続されるミラー130を回転させる力を加えてもよい。   The drive source unit 140 causes the coil unit 141 to generate a torsional force necessary for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as a central axis. That is, as will be described later, the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the mirror 130, the second elastic portions 120a-2, 120b-2), and the first elastic portion 120b-1. Thus, an exciting force for resonating in a standing wave shape (a stationary wave-like deformation vibration described later) can be applied. Moreover, you may be comprised so that force can be applied with respect to the 2nd base part 110-2. Specifically, by applying a twisting force around the axis along the X axis to the second base portion 110-2, a force for rotating the second base portion 110-2 and the mirror 130 connected thereto may be applied. Good.

より具体的には、駆動源部140は、電磁力に起因した力を加える駆動源部であって、コイル部141と、第1ベース部110−1に固定される磁界付与部を形成する磁極142a、142b、142c、142d及び142eとを備える。この場合、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電流が印加され、コイル部141と磁極142a〜142eとの間に電磁相互作用が生ずる。その結果、電磁相互作用による電磁力が発生する。この電磁力はねじり力として、コイル部141及び第1弾性部120(120a−1、120b−1)、第2ベース部110−2及びミラー130に伝えられ、ミラー130を回転させる。   More specifically, the drive source unit 140 is a drive source unit that applies a force due to an electromagnetic force, and forms a coil unit 141 and a magnetic field applying unit fixed to the first base unit 110-1. 142a, 142b, 142c, 142d, and 142e. In this case, a desired current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and electromagnetic interaction occurs between the coil unit 141 and the magnetic poles 142a to 142e. As a result, electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated. This electromagnetic force is transmitted to the coil part 141, the first elastic part 120 (120a-1, 120b-1), the second base part 110-2, and the mirror 130 as a torsional force, and rotates the mirror 130.

コイル部141は、例えば相対的に導電率の高い材料(例えば、金や銅、アルミ等)から構成される巻き線を備える。第2ベース部110−2の枠部110−2h上にメッキ或いは蒸着等で形成してもよいし、エッチング等で形成してもよい。第2実施例では、コイル部141は、長方形の形状を有している。但し、コイル部141は、任意の形状(例えば、正方形やひし形や平行四辺形や円形や楕円形や多角形やその他の任意のループ形状)を有していてもよい。   The coil unit 141 includes a winding made of, for example, a material having relatively high conductivity (for example, gold, copper, aluminum, or the like). It may be formed by plating or vapor deposition on the frame part 110-2h of the second base part 110-2, or may be formed by etching or the like. In the second embodiment, the coil portion 141 has a rectangular shape. However, the coil part 141 may have an arbitrary shape (for example, a square, a rhombus, a parallelogram, a circle, an ellipse, a polygon, or any other loop shape).

コイル部141は、第2ベース部110−2上にミラー130に対しシフトして配置される。つまり、コイル部141は、ミラー130が配置される箇所から所定方向(他の方向、X軸方向)にシフトした位置に配置される。より具体的には、コイル部141は、第2ベース部110−2の中心(つまりミラー130の回転中心ないし重心)が配置される箇所から所定方向にシフトした位置にコイル部の中心(例えば、巻き線の中心ないし重心)が配置されるように第2ベース部110−2上に配置される。言い換えれば、ミラー130は、コイル141を構成する巻き線の外側に配置される。   The coil part 141 is arranged on the second base part 110-2 so as to be shifted with respect to the mirror 130. That is, the coil part 141 is arrange | positioned in the position shifted in the predetermined direction (other direction, X-axis direction) from the location where the mirror 130 is arrange | positioned. More specifically, the coil unit 141 has a center (for example, the center of the coil unit) at a position shifted in a predetermined direction from a position where the center of the second base unit 110-2 (that is, the rotation center or the center of gravity of the mirror 130) is arranged. It is arranged on the second base part 110-2 so that the center or the center of gravity of the winding is arranged. In other words, the mirror 130 is disposed outside the winding wire that constitutes the coil 141.

磁界付与部は永久磁石及び磁界を誘導するヨーク(鉄等の磁性材料)等で構成され、磁極142a〜磁極142eより磁界をコイル部141に与える。磁極142a〜磁極142eはコイル部141の周囲に配置される。磁極142a及び142bはY軸方向に沿ってコイル部141を挟み込むように配置される。磁極142aが磁界の出射側(N極)になり磁極142bが磁界の入射側(S極)になる例を用いて説明を行うが、言うまでもなく、出射側(N極)と入射側(S極)が入れ替わってもかまわない。同様にX軸の方向に沿ってコイル部141を挟み込むように磁極142c、及び磁極142d、142eが配置される。磁極142cが磁界の出射側(N極)になり磁極142d、142eが磁界の入射側(S極)になる例を用いて説明を行うが、言うまでもなく、出射側(N極)と入射側(S極)が入れ替わってもかまわない。また言うまでもなく、磁極の数は上記数値に限定することなく適宜設定してかまわない。また、永久磁石の代わりに電磁石を用いてもかまわない。   The magnetic field applying unit includes a permanent magnet and a yoke (magnetic material such as iron) that induces a magnetic field, and applies a magnetic field to the coil unit 141 from the magnetic poles 142a to 142e. The magnetic poles 142a to 142e are arranged around the coil portion 141. The magnetic poles 142a and 142b are arranged so as to sandwich the coil part 141 along the Y-axis direction. The description will be made using an example in which the magnetic pole 142a is on the magnetic field exit side (N pole) and the magnetic pole 142b is on the magnetic field entrance side (S pole). Needless to say, the exit side (N pole) and the incident side (S pole) ) May be replaced. Similarly, the magnetic pole 142c and the magnetic poles 142d and 142e are arranged so as to sandwich the coil portion 141 along the X-axis direction. The description will be made using an example in which the magnetic pole 142c is on the magnetic field exit side (N pole) and the magnetic poles 142d and 142e are on the magnetic field entrance side (S pole). Needless to say, the output side (N pole) and the incident side ( It does not matter if the S pole) is replaced. Needless to say, the number of magnetic poles is not limited to the above numerical value, and may be set as appropriate. An electromagnet may be used instead of the permanent magnet.

続いて図6を参照して駆動源部140を含めた構成について説明する。
図6は第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2、コイル部141を含む)、第1弾性部120b−1、及び磁極142c〜142eを側面から見た図である。
Next, a configuration including the drive source unit 140 will be described with reference to FIG.
FIG. 6 shows the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the mirror 130, the second elastic parts 120a-2, 120b-2 and the coil part 141), the first elastic part 120b-1, and It is the figure which looked at the magnetic poles 142c-142e from the side.

図6に示すように第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2、コイル部141を含む、)、第1弾性部120b−1が連なり、定常波状に(共振)振動する。この時の振動姿態は、ミラー130の中心に対応する位置、つまりは第2ベース部110−2と第2弾性部110−2の接続部に節が現れ、コイル部141の中心位置に節が現れ、第2ベース部110−2の中心付近には腹が現れ、第1弾性部120a−1と第2ベース部との接続部には腹が現れ、120b−1と第2ベース部との接続部に腹が現れる。このような練成した、定常波状の振動姿態が現れるように、各部の剛性、質量等が調整される。この共振については動作の態様の項で第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動として詳細に説明するため、ここではその概要の説明にとどめる。
(2−2)MEMSミラー駆動装置の動作
As shown in FIG. 6, the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the mirror 130, the second elastic portions 120a-2, 120b-2, and the coil portion 141), the first elastic portion 120b. −1 are continuous and vibrate in a standing wave shape (resonance). The vibration state at this time is a position corresponding to the center of the mirror 130, that is, a node appears at the connection part of the second base part 110-2 and the second elastic part 110-2, and a node appears at the center position of the coil part 141. Appear, a belly appears near the center of the second base part 110-2, a belly appears at the connection part between the first elastic part 120a-1 and the second base part, and 120b-1 and the second base part A belly appears at the connection. The rigidity, mass, and the like of each part are adjusted so that such a kneaded standing wave-like vibration state appears. Since this resonance will be described in detail as a standing-wave-like deformation vibration with the second base portion and the first elastic portion in the section of operation, only the outline thereof will be described here.
(2-2) Operation of the MEMS mirror driving device

続いて、図5〜図8を参照して、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の動作の態様(具体的には、ミラー130を回転させる動作の態様)について説明する。   Subsequently, an operation mode (specifically, an operation mode of rotating the mirror 130) of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

初めに、図5を参照してミラー130のX軸の方向に沿った軸を中心軸とした回転について説明する。第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の動作時には、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電流が印加され、コイル部141と磁極142a及び142bとの間に電磁相互作用が生ずる。その結果、電磁相互作用による電磁力が発生する。この電磁力はコイル部141をX軸方向に沿った軸を中心軸としてねじる力となり、第2ベース部110−2をX軸方向に沿った軸を中心軸として回転させる。よって第2ベース部に接続されるミラー130もX軸方向に沿った軸を中心軸として回転させられる。   First, with reference to FIG. 5, the rotation about the axis along the X-axis direction of the mirror 130 as a central axis will be described. During the operation of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment, a desired current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and the coil unit 141 and the magnetic poles 142a and 142b Electromagnetic interaction occurs between the two. As a result, electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated. This electromagnetic force becomes a force that twists the coil part 141 about the axis along the X-axis direction as a center axis, and rotates the second base part 110-2 around the axis along the X-axis direction as a center axis. Therefore, the mirror 130 connected to the second base portion is also rotated about the axis along the X-axis direction as the central axis.

ここで、コイル部141と磁極142aとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図5中奥側(紙面奥側)から手前側(紙面手前側)方向である。コイル部141と磁極142bとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図5中手前側から奥側方向である。その結果、この電磁力は、第1弾性部120a−1及び120b−1の伸長方向(X軸に沿った方向)を回転軸方向として、コイル部141を回転させる。その結果、コイル部141が装着された第2ベース部110−2が、X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転し、第2ベース部110−2に支持されているミラー130も上記X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。   Here, the direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141 and the magnetic pole 142a is from the back side (the back side of the paper) to the near side (the front side of the paper) in FIG. The direction of the electromagnetic force by the electromagnetic interaction between the coil part 141 and the magnetic pole 142b is from the front side to the back side in FIG. As a result, the electromagnetic force rotates the coil unit 141 with the extending direction (the direction along the X axis) of the first elastic units 120a-1 and 120b-1 as the rotation axis direction. As a result, the second base portion 110-2 to which the coil portion 141 is attached rotates about the axis along the X-axis direction as a central axis, and the mirror 130 supported by the second base portion 110-2 also includes the above-described mirror 130. It rotates with the axis along the X-axis direction as the central axis.

尚、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は後述するミラー共振周波数よりも低い若しくは高い周波数での回転動作を繰り返してもよい。例えば、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101をディスプレイ(或いは、ヘッドマウントディスプレイ)に適用する場合には、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、例えばディスプレイの走査周期又はフレームレートに応じた周波数(例えば、60Hz)での回転動作を繰り返してもよい。   Note that the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) may repeatedly rotate at a frequency lower or higher than a mirror resonance frequency described later. For example, when the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment is applied to a display (or a head mounted display), the second base portion 110-2 (second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130). May repeat the rotation operation at a frequency (for example, 60 Hz) corresponding to the scanning period or frame rate of the display, for example.

或いは、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、第2ベース部110−2及びミラー130等の被懸架部並びに第1弾性部120より定まる共振周波数での回転動作を繰り返してもよい。具体的には、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、第2ベース部110−2及びコイル部141等の被懸架部並びに第1弾性部120a−1及び120b−1に応じて定まる共振周波数で共振するように回転してもよい。例えば、第2ベース部110−2(ミラー130等を含む)のX軸に沿った軸回りの慣性モーメント(より具体的には、第2ベース部110−2内に備えられる第2弾性部120a−2及び120b−2並びにミラー130の夫々の質量をも加味した第2ベース部110−2という系全体からなる被懸架設部のX軸に沿った軸回りの慣性モーメント)がI1であり且つ第1弾性部120a−1及び120b−1を1本のバネとみなした場合のねじりバネ定数がk1であるとすれば、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)は、(1/(2π))×√(k1/I1)にて特定される共振周波数、若しくは共振周波数近傍(或いは、(1/(2π))×√(k1/I1)のN倍(但し、Nは1以上の整数)の共振周波数)で共振するように、X軸の方向に沿った軸を中心軸として回転してもよい。   Alternatively, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) is a suspended portion such as the second base portion 110-2 and the mirror 130, and the first elastic portion 120. The rotation operation at a more specific resonance frequency may be repeated. Specifically, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) includes the second base portion 110-2 and the suspended portion such as the coil portion 141 and the second base portion 110-2. You may rotate so that it may resonate with the resonance frequency defined according to 1 elastic part 120a-1 and 120b-1. For example, the moment of inertia around the axis along the X axis of the second base portion 110-2 (including the mirror 130) (more specifically, the second elastic portion 120a provided in the second base portion 110-2). -2 and 120b-2 and the second base portion 110-2 including the respective masses of the mirror 130, the suspension moment portion consisting of the entire system, ie, the inertia moment about the axis along the X axis) is I1; If the torsion spring constant when the first elastic parts 120a-1 and 120b-1 are regarded as one spring is k1, the second base part 110-2 (second elastic parts 120a-2, 120b- 2 and the mirror 130) is a resonance frequency specified by (1 / (2π)) × √ (k1 / I1) or near the resonance frequency (or (1 / (2π)) × √ (k1 / I1) N times (where N is 1 or more) To resonate at an integer) the resonant frequency of), it may be rotated about axis an axis along the direction of the X axis.

続いて、図5、図6を参照して、ミラー130のY軸の方向に沿った軸を中心軸とした回転について説明する。第2実施例のMEMSミラー駆動装置101の動作時には、コイル部141には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の制御電流が印加される。   Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the rotation about the axis along the Y-axis direction of the mirror 130 as a central axis will be described. During the operation of the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment, a desired control current is applied to the coil unit 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).

制御電流は、Y軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させるための電流成分を含んでいる。第2実施例では、ミラー130は、ミラー130及び第2弾性部120a−2及び120b−2より定まる共振周波数を、後述する第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1の定常波状の変形振動を用いて、遷移させた周波数で共振するように、Y軸方向に沿った軸を回転軸として回転する。言い換えればミラー130及び第2弾性部120a−2及び120b−2より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。   The control current includes a current component for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis. In the second embodiment, the mirror 130 has a resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 with a standing wave shape of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1 described later. Using the deformation vibration, the axis along the Y-axis direction is rotated about the axis of rotation so as to resonate at the transitioned frequency. In other words, the resonance rotation is performed at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portions 120a-2 and 120b-2.

尚、本実施形態ではコイル部が単一の場合に、2軸以上の駆動を行うためには2以上の信号の重畳をするとよい。つまり、X軸方向に沿った軸周りの回転を担う電流成分とY軸方向に沿った軸周りの回転を担う電流成分の2つの信号を重畳した信号を駆動コイル141に印可するとよい。   In this embodiment, when a single coil portion is used, two or more signals may be superimposed in order to drive two or more axes. That is, a signal in which two signals of a current component responsible for rotation around the axis along the X-axis direction and a current component responsible for rotation around the axis along the Y-axis direction are superimposed on the drive coil 141 may be applied.

ここで、図5に示すように、反時計周りの方向に流れる制御電流がコイル部141に供給されており、磁極142c、から磁極142d、142eに向かう磁界がコイル部141に付与されている。コイル部141への電流の印加によって、コイル部141と磁極142c、磁極142d及び磁極142eとの間に電磁相互作用が生ずる。   Here, as shown in FIG. 5, a control current flowing in a counterclockwise direction is supplied to the coil unit 141, and a magnetic field from the magnetic pole 142 c to the magnetic poles 142 d and 142 e is applied to the coil unit 141. By applying a current to the coil unit 141, electromagnetic interaction occurs between the coil unit 141 and the magnetic pole 142c, the magnetic pole 142d, and the magnetic pole 142e.

コイル部141と磁極142cとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図5中奥側(紙面奥側)から手前側(紙面手前側)方向である。コイル部141と磁極142d、磁極142eとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は図5中手前側から奥側方向である。   The direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil part 141 and the magnetic pole 142c is from the back side (the back side of the paper) to the near side (the front side of the paper) in FIG. The direction of electromagnetic force due to electromagnetic interaction between the coil portion 141 and the magnetic pole 142d and magnetic pole 142e is from the front side to the back side in FIG.

言い換えれば、図6に示すように、コイル部141aと磁極142cとの電磁相互作用による電磁力の方向は、図6中、下側から上側方向である。コイル部141bと磁極142d、磁極142eとの電磁相互作用による電磁力の方向は、図6中、上側から下側方向である。つまり、X軸方向に沿って対向するコイル部141の2つの長辺には、相互に異なる方向の電磁力が発生する。言い換えれば、X軸方向に沿って対向するコイル部141の2つの長辺141a、141bには、偶力となる電磁力が発生する。従って、コイル部141は、図6における時計周りの方向に回転する。   In other words, as shown in FIG. 6, the direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil portion 141a and the magnetic pole 142c is from the lower side to the upper side in FIG. The direction of electromagnetic force due to electromagnetic interaction between the coil portion 141b, the magnetic pole 142d, and the magnetic pole 142e is from the upper side to the lower side in FIG. That is, electromagnetic forces in directions different from each other are generated on the two long sides of the coil portion 141 facing in the X-axis direction. In other words, an electromagnetic force serving as a couple is generated on the two long sides 141a and 141b of the coil portion 141 facing in the X-axis direction. Accordingly, the coil portion 141 rotates in the clockwise direction in FIG.

一方で、制御電流が交流電流であるため、半周期後には時計周りの方向に流れる制御電流がコイル部141に供給される。従って、コイル部141は、図6における時計周りの方向に向かって回転する。その結果コイル部141はY軸方向に沿った軸を回転軸として反復回転する。   On the other hand, since the control current is an alternating current, a control current flowing in the clockwise direction is supplied to the coil unit 141 after a half cycle. Accordingly, the coil portion 141 rotates in the clockwise direction in FIG. As a result, the coil unit 141 repeatedly rotates about the axis along the Y-axis direction as a rotation axis.

上述のようなコイル141の反復回転は、Y軸方向に沿った軸を中心軸としたコイル部141のねじり振動として、第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1に伝達され、第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動を発生させる。   The repeated rotation of the coil 141 as described above is transmitted to the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1 as torsional vibration of the coil portion 141 with the axis along the Y-axis direction as the central axis. A stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion is generated.

このとき、Y軸方向に沿ったコイル部141の回転軸は、Y軸方向に沿ったミラー130の回転軸とは異なっている。具体的には、Y軸方向に沿ったコイル部141の回転軸は、Y軸方向に沿ったミラー130の回転軸を基準として、X軸方向に所定距離シフトした位置に存在する。このため、Y軸方向に沿った軸を回転軸とするコイル部141の回転は、Y軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を直接的に回転させることはない。言い換えれば、コイル部141は、ミラー130(第2ベース部110−2に支持される)そのものに回転方向のねじれを与える力を加えることに代えて、ミラー130を回転させるための定常波状の変形振動のエネルギー源として加振力(ねじり振動)を加える。   At this time, the rotation axis of the coil unit 141 along the Y-axis direction is different from the rotation axis of the mirror 130 along the Y-axis direction. Specifically, the rotation axis of the coil unit 141 along the Y-axis direction exists at a position shifted by a predetermined distance in the X-axis direction with reference to the rotation axis of the mirror 130 along the Y-axis direction. For this reason, the rotation of the coil unit 141 having the axis along the Y-axis direction as the rotation axis does not directly rotate the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. In other words, the coil part 141 is a stationary wave-like deformation for rotating the mirror 130 instead of applying a force that imparts a twist in the rotational direction to the mirror 130 (supported by the second base part 110-2) itself. An excitation force (torsional vibration) is applied as a vibration energy source.

続いて前記第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動について図6を用いて説明する。コイル部141の発生する回転力により、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1は連なって、他の方向に沿って定常波状に変形振動し、共振となる。言い換えれば、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1は連なって、X軸方向に沿って弦の3倍モードのような変形姿態で振動する。つまり、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1はそのある一部分が定常波状の変形振動の腹となり且つその他の一部分が定常波状の変形振動の節となるような変形振動を示す。   Next, the standing-wave deformation vibrations of the second base part and the first elastic part will be described with reference to FIG. The first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic part 120b- are generated by the rotational force generated by the coil part 141. 1 are connected to each other, and are deformed and oscillated in the form of a standing wave along the other direction, resulting in resonance. In other words, the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic portion 120b-1 are connected to form an X axis. Vibrates along a direction in a deformed state like the triple mode of a string. That is, a part of the first elastic portion 120a-1, the second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic portion 120b-1 are in a standing wave shape. Deformation vibration in which the deformation vibration becomes an antinode and the other part becomes a node of the deformation wave having a standing wave shape.

上述の定常波状の変形振動において、コイル部141の中心には節が現れる。第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの第2弾性部の接続部、言い換えれば、ミラー130の回転中心の位置には節が現れる。第2ベース部110−2の中心には腹が現れ、第1弾性部120a−1の右端と第2ベース部110−2aとの接続部には腹が現れ、第1弾性部120b−1の左端と第2ベース部110−2hとの接続部には腹が現れる。つまりコイル部141は定常波状の波における節の位置にある。   In the above-described stationary wave-like deformation vibration, a node appears at the center of the coil portion 141. A node appears at the connection portion of the second elastic part of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2, in other words, at the position of the rotation center of the mirror 130. A belly appears at the center of the second base part 110-2, and a belly appears at the connection between the right end of the first elastic part 120a-1 and the second base part 110-2a, and the first elastic part 120b-1 A belly appears at the connection between the left end and the second base portion 110-2h. That is, the coil part 141 is in the position of the node in the standing wave.

一方で上述のように、ミラー130の回転中心は節の位置にある。このため図6に示すように動きの形態には上下(Z軸に沿った方向)の動きは小さく、Y軸の方向に沿った軸を中心とした回転動が発生し好適に回転を享受できる。尚、上述の変形振動は、いわゆる定常波状の変形姿態を示し、その腹及び節の位置は実質的には固定されている。
ただし上述のミラー130またはコイル部141が節の位置にあるとは、厳密に位置しているという意味ではなく、ミラー130またはコイル部141が節に近い位置にあると解釈してよい。節に近いほど効率良く回転すると捉えるのがよい。
On the other hand, as described above, the center of rotation of the mirror 130 is at the position of the node. For this reason, as shown in FIG. 6, the movement is small in the vertical direction (the direction along the Z axis), and a rotational movement around the axis along the direction of the Y axis is generated, so that the rotation can be enjoyed suitably. . The above-described deformation vibration shows a so-called standing wave-like deformation state, and the positions of the antinodes and nodes are substantially fixed.
However, the above-described mirror 130 or coil part 141 being in the position of the node does not mean that the mirror 130 or the coil part 141 is strictly located, and it may be interpreted that the mirror 130 or the coil part 141 is in a position close to the node. It is better to grasp that the closer to the knot, the more efficient the rotation.

このような、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1の定常波状の変形振動に起因して、ミラー130は回転させられる。   Such a standing wave-like deformation of the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) and the first elastic part 120b-1. Due to the vibration, the mirror 130 is rotated.

そして、ミラー130の回転共振と前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動は同じ周波数で発生するが、その周波数はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる。すなわち、ミラー130の共振周波数は前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動により遷移させられる。その結果ミラー130はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。この時のミラー130の共振周波数は典型的にはミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数より高い周波数である。更にこの時ミラー130の回転角は定常波状の変形振動により周波数が遷移させられていない場合と比較して大きくなる。   The rotational resonance of the mirror 130 and the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion are generated at the same frequency, but the frequency is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. . That is, the resonance frequency of the mirror 130 is changed by a standing wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion. As a result, the mirror 130 resonates at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. The resonance frequency of the mirror 130 at this time is typically higher than the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic part. Further, at this time, the rotation angle of the mirror 130 becomes larger than that in the case where the frequency is not shifted by the stationary wave-like deformation vibration.

上述の定常波状の変形振動を実現するために、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)、及び第1弾性部120b−1の剛性、質量、長さ等が調整される。具体的には第1弾性部の長さ、断面形状、剛性、第2ベース部110−2の形状、質量、剛性、コイル部141の形状、質量、剛性等を調整してもよい。これらを調整することで節、腹の位置及び共振周波数が適切となり、上述の定常波状の変形振動が好適に実現され、ミラー130の好適な回転が実現される。   In order to realize the above-described standing-wave deformation vibration, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first The rigidity, mass, length, etc. of the elastic part 120b-1 are adjusted. Specifically, the length, cross-sectional shape, rigidity, shape of the second base part 110-2, mass, rigidity, shape of the coil part 141, mass, rigidity, etc. may be adjusted. By adjusting these, the position of the node, the antinode, and the resonance frequency become appropriate, the above-described stationary wave-like deformation vibration is suitably realized, and the preferred rotation of the mirror 130 is realized.

ここで更に詳細に定常波状の変形振動における共振周波数の調整方法について図7、図8を用いて説明を行う。近年では計算技術が発達し、試作を行わなくてもパソコン等で簡便にシミュレーションが行え、また試作とシミュレーションの値も高い精度で一致するようになった。ここではパソコンでのシミュレーションによる例として定常波状の変形振動における共振周波数の調整方法、剛性の調整方法について説明する。目標とするミラー130の共振周波数を約25kHzとする。   Here, a method for adjusting the resonance frequency in the standing wave-like deformation vibration will be described in more detail with reference to FIGS. In recent years, computing technology has developed, and simulations can be performed easily on a personal computer without trial production, and the values of the trial production and simulation match with high accuracy. Here, as an example of simulation by a personal computer, a method for adjusting a resonance frequency and a method for adjusting rigidity in a standing wave-like deformation vibration will be described. The resonance frequency of the target mirror 130 is about 25 kHz.

(調整1)
まず、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まるミラー130の共振周波数を計算する。ミラー130、第2弾性部(120a−2、120b−2)、第2ベース部110−2、コイル部141を装備し、厚み、直径、長さ、幅等を適切に調整する。そして第2ベース部110−2の境界条件として完全固定を入力する。この状態でシミュレーションソフトにて固有値解析(共振周波数解析)を行えば、ミラー130と第2弾性部120−2により定まるミラー130の共振周波数が計算される。この時ミラー130のY軸方向に沿った回転方向の共振周波数が25kHとなるように各部の寸法を(繰り返し計算により)決定する。
(Adjustment 1)
First, the resonance frequency of the mirror 130 determined by the mirror 130 and the second elastic part 120-2 is calculated. The mirror 130, the second elastic part (120a-2, 120b-2), the second base part 110-2, and the coil part 141 are equipped, and the thickness, diameter, length, width, etc. are appropriately adjusted. Then, complete fixation is input as the boundary condition of the second base unit 110-2. If eigenvalue analysis (resonance frequency analysis) is performed with simulation software in this state, the resonance frequency of the mirror 130 determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2 is calculated. At this time, the dimensions of each part are determined (by repetitive calculation) so that the resonance frequency of the mirror 130 in the rotational direction along the Y-axis direction is 25 kH.

(調整2)
次に第1弾性部120a−1及び120b−1、及び第1ベース部110−1を追加装備し、厚み、長さ、幅等を適切に調整する。この状態で今度は第1ベース部−1の境界条件として完全固定を入力すると、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)、及び第1弾性部120b−1の(回転運動と並進運動の連成された)定常波状の共振の共振周波数及び共振モードが計算される。この時のN次の共振モードが図7のような弦の3倍モードのような変形姿態となるよう各部の寸法(厚み、長さ、幅、大きさ)を調整する。またミラー130の回転軸に対応する位置(ミラーの回転中心)及びコイル部141の回転中心の位置に節が現れるように各部の微調整を行うことが好ましい。
(Adjustment 2)
Next, the first elastic portions 120a-1 and 120b-1 and the first base portion 110-1 are additionally equipped, and the thickness, length, width, etc. are appropriately adjusted. In this state, when complete fixing is input as the boundary condition of the first base part-1, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (second elastic parts 120a-2, 120b-2, and mirrors). 130), and the resonance frequency and resonance mode of the standing-wave-like resonance (combined rotational motion and translational motion) of the first elastic portion 120b-1. The dimensions (thickness, length, width, size) of each part are adjusted so that the Nth-order resonance mode at this time becomes a deformed state like the triple mode of the string as shown in FIG. Further, it is preferable to finely adjust each part so that a node appears at a position corresponding to the rotation axis of the mirror 130 (rotation center of the mirror) and a position of the rotation center of the coil unit 141.

そして上述の振動姿態での共振周波数が25.000kHzと計算されれば、この状態は定常波状の変形振動の周波数が、ミラー130の共振周波数(ミラー130(被駆動部)及び第2弾性部120で定まる)に合致調整された状態である。   If the resonance frequency in the above-described vibration state is calculated to be 25.000 kHz, this state indicates that the frequency of the standing-wave-like deformation vibration is the resonance frequency of the mirror 130 (mirror 130 (driven portion) and the second elastic portion 120). The condition is adjusted to match.

(調整3)
しかしながら前述の状態(25.000kHz)が本実施例での最良の状態ではない。次に例えば第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの厚みを少々増やした場合を想定する。バネ剛性は厚みの3乗に比例して高くなり質量は厚みの1乗に比例するため(言いかえれば剛性は高くなるが質量はあまり大きくならない)、第2ベース部110を含んだ系の共振周波数は上がり、定常波状の変形振動の共振周波数は上昇する。
(Adjustment 3)
However, the above-mentioned state (25.000 kHz) is not the best state in this embodiment. Next, for example, a case where the thickness of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2 is slightly increased is assumed. Since the spring rigidity increases in proportion to the cube of the thickness and the mass is proportional to the thickness of the first power (in other words, the rigidity increases but the mass does not increase so much), the resonance of the system including the second base portion 110 The frequency increases, and the resonance frequency of the standing wave-like deformation vibration increases.

そしてシミュレーションによる計算結果は25.25KHz(定常波状の変形振動の周波数=被駆動部の周波数)に変化したとする。この時の振動姿態の概念を図8に示す。定常波状の変形振動の振幅は減少し、ミラーの回転角は大きくなる。そしてこの時ミラー130はミラー130及び第2弾性部120−2より定まる周波数(25.000kHz)とは異なる周波数で共振することが分かる。
(定常波状の変形振動によりミラーの共振周波数が遷移させられた状態)
Then, it is assumed that the calculation result by the simulation is changed to 25.25 KHz (frequency of the standing wave-like deformation vibration = frequency of the driven part). The concept of the vibration state at this time is shown in FIG. The amplitude of the standing wave-like deformation vibration decreases and the rotation angle of the mirror increases. At this time, the mirror 130 resonates at a frequency different from the frequency (25.000 kHz) determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2.
(Resonant frequency of mirror is changed by standing wave deformation vibration)

また逆に第2ベース部110−2の上辺110−2ou及び下辺110−2odの厚みを薄くして同様のシミュレーションをした場合には先ほどとは逆に定常波状の変形振動の共振周波数は下がり24.75KHとなり、定常波状の変形振動の振幅は大きくなり、ミラー130の触れ角は小さくなる。   On the contrary, when the same simulation is performed with the thickness of the upper side 110-2ou and the lower side 110-2od of the second base part 110-2 being reduced, the resonance frequency of the standing wave-like deformation vibration is lowered 24. .75 KH, the amplitude of the standing-wave deformation vibration is increased, and the touch angle of the mirror 130 is decreased.

このように本実施例においては、ミラー130はミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる共振周波数で共振する。言い換えれば定常波状の変形振動によりミラー130の共振周波数が遷移される。   Thus, in this embodiment, the mirror 130 resonates at a resonance frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. In other words, the resonance frequency of the mirror 130 is shifted by the standing wave-like deformation vibration.

また様々な態様の計算によれば、典型的には、ミラー130の共振周波数が定常波状の変形振動により、高い周波数に遷移させられる場合にミラーの回転角が大きくなる。   Also, according to various aspects of the calculation, typically, the mirror rotation angle increases when the resonance frequency of the mirror 130 is shifted to a higher frequency by a standing wave-like deformation vibration.

尚コイル部141の回転方向とミラー130の回転方向が互いに同じ向きとなる(同相と呼ぶ)場合には、上述の遷移周波数(偏差)は大きくなる傾向があり、その偏差は1%から10%程度となる例がある。また図8に示すように、第2ベース部110−2とミラー130の動きが逆向きとなる場合(逆相と呼ぶ)には、上述の偏差は小さく、その偏差は0.03%から2%程度となる例がある。   When the rotation direction of the coil portion 141 and the rotation direction of the mirror 130 are the same (referred to as in-phase), the above transition frequency (deviation) tends to increase, and the deviation is 1% to 10%. There is an example that becomes a degree. Further, as shown in FIG. 8, when the movements of the second base unit 110-2 and the mirror 130 are in opposite directions (referred to as reverse phase), the above-described deviation is small, and the deviation is from 0.03% to 2%. There is an example which becomes about%.

或いは、1例ではあるが、定常波状の変形振動の振動モードをより低次のモード、つまりは弦の2倍モードに近い振動モードにした場合、上述の遷移周波数(偏差)は大きくなる傾向があり30%にもなる例が確認されている。   Or, as an example, when the vibration mode of the standing wave-shaped deformation vibration is set to a lower mode, that is, a vibration mode close to the double mode of the string, the above transition frequency (deviation) tends to increase. There have been confirmed examples of up to 30%.

また、上述の典型例とは逆に前記ミラー130の共振周波数が定常波状の変形振動により低く遷移させられることが好適な例もあり、よって前記ミラー130の共振周波数を前記ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる周波数よりも低く設定してもよいことを付け加えておく。   In addition, contrary to the above-described typical example, there is also an example in which it is preferable that the resonance frequency of the mirror 130 is changed to a low level by a standing wave-like deformation vibration. It should be added that the frequency may be set lower than the frequency determined by the unit 120-2.

ここでミラー130の共振周波数に関し、前記の異なる共振周波数(周波数偏差)について触れておく。MEMS等のシリコン及び金属バネ等で構成される構造物は材料としての減衰が小さく、周波数特性図における共振峰は鋭く急峻な形状をしている。この共振峰の鋭さを表す数値として代表的なものにQ値がある。前記MEMS及び金属では、Q値が大きく、典型的には1500程度である。ここで、Q値を用いて共振周波数の偏差について説明する。   Here, regarding the resonance frequency of the mirror 130, the different resonance frequencies (frequency deviations) will be mentioned. A structure composed of silicon such as MEMS and a metal spring has a small attenuation as a material, and the resonance peak in the frequency characteristic diagram has a sharp and steep shape. A typical numerical value representing the sharpness of the resonance peak is a Q value. The MEMS and metal have a large Q value, typically about 1500. Here, the deviation of the resonance frequency will be described using the Q value.

Q値の定義は、ωを共振ピークでの共振周波数、ω1をωより低い周波数側において振動エネルギーが共振ピークの半値となる周波数、ω2をωより高い周波数側において振動エネルギーが共振ピークの半値となる周波数とすれば、Q値は、Q=ω/(ω2−ω1)で表わされる。ここに前記のω=25000Hz、Q=1500を代入して変形すれば、ω2−ω1=25000/1500=16.67Hzとなる。また共振峰の対称性より、共振ピーク周波数ωとω1(ω2)との差は16.67/2=8.34Hzとなる。つまり駆動装置の周波数特性において、加振共振周波数が共振ピーク周波数ωから8.34Hz離れると、その系の共振エネルギーは半分(回転角は√(0.5))に低下するということになる。8.34Hzは25kHzの0.0334%≒0.03%となる。よって0.03%の共振周波数(ピーク周波数)の偏差によりその共振エネルギーは半分になる。従って共振周波数の0.03%の差は十分な差であると考えてよいことになる。上述の例は共振エネルギーが半分になる場合についての考察例であり、この計算に限らず任意に、前記異なる共振周波数を定めてもよい。   The definition of the Q value is as follows: ω is the resonance frequency at the resonance peak, ω1 is the frequency at which the vibration energy is half the resonance peak on the frequency side lower than ω, and ω2 is the half value of the resonance peak on the frequency side higher than ω. Q value is represented by Q = ω / (ω2−ω1). If the above ω = 25000 Hz and Q = 1500 are substituted for the deformation, ω2−ω1 = 25000/1500 = 16.67 Hz. Further, due to the symmetry of the resonance peak, the difference between the resonance peak frequency ω and ω1 (ω2) is 16.67 / 2 = 8.34 Hz. That is, in the frequency characteristics of the drive device, when the excitation resonance frequency is 8.34 Hz away from the resonance peak frequency ω, the resonance energy of the system is reduced to half (the rotation angle is √ (0.5)). 8.34 Hz is 0.0334% ≈0.03% of 25 kHz. Accordingly, the resonance energy is halved by the deviation of the resonance frequency (peak frequency) of 0.03%. Therefore, it can be considered that the difference of 0.03% in the resonance frequency is a sufficient difference. The above-described example is a consideration example when the resonance energy is halved, and the present invention is not limited to this calculation, and the different resonance frequencies may be arbitrarily determined.

以上説明したように、第2実施例のMEMSミラー駆動装置101はX軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させることが出来ると同時にY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を共振回転させることが出来る。つまり第2実施例のMEMSミラー駆動装置101は2軸駆動を行うことが出来る。   As described above, the MEMS mirror driving device 101 according to the second embodiment can rotate the mirror 130 with the axis along the X-axis direction as the rotation axis, and at the same time, the mirror with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. 130 can be resonantly rotated. That is, the MEMS mirror driving device 101 of the second embodiment can perform biaxial driving.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、コイル部に定常波状の変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotating and resonating the mirror 130 with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but an exciting force as an energy source of stationary wave-like deformation vibration in the coil portion. Is added, the mirror 130 is driven to resonate.

特にミラー130の共振周波数は、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる。第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1との定常波状の変形振動により被駆動部の共振周波数を遷移(典型的には高い周波数)させ、かつ適確に共振の合成を行うことで、前記被駆動をより大きな回転角で回転させ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供することが可能となる。
(3)第3実施例
図9を参照して、MEMSミラー駆動装置の第3実施例について説明する。
(3−1)基本構成
In particular, the resonance frequency of the mirror 130 is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. The resonance frequency of the driven part is changed (typically a high frequency) by the stationary wave-like deformation vibration of the second base part 110-2 and the first elastic part 120-1, and the resonance is accurately synthesized. As a result, the driven device can be rotated at a larger rotation angle, and a driving device with higher efficiency and lower power consumption can be provided.
(3) Third Embodiment A third embodiment of the MEMS mirror driving device will be described with reference to FIG.
(3-1) Basic configuration

第3実施例のMEMSミラー駆動装置102の基本構成について説明する。図9は、第3実施例のMEMSミラー駆動装置102の基本構成を概念的に示す平面図である。   A basic configuration of the MEMS mirror driving device 102 of the third embodiment will be described. FIG. 9 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 102 of the third embodiment.

図9に示すように、第3実施例のMEMSミラー駆動装置102は、第1ベース部110−1と、第1弾性部120a−1及び120b−1からなる第1弾性部120と、上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2odからなる第2ベース部110−2と、第2弾性部120a−2及び120b−2からなる第2弾性部120−2と、ミラー130と、第2ベース部110−2に直接的または間接的に接続され設置される可動側電極151a〜fと、第1ベース部110−1に直接的または間接的に接続され設置される固定側電極152a〜fを含む駆動源部140とを備えている。第1実施例の電磁駆動に代え、第3実施例は静電引力による静電駆動方式となっているが、その他の基本構成は第1実施例と同様であり、同一の参照符号を付することでその詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 9, the MEMS mirror driving device 102 of the third embodiment includes a first base portion 110-1, a first elastic portion 120 including first elastic portions 120a-1 and 120b-1, and an upper side 110. -2ou, vertical side 110-2a, vertical side 110-2b, lower side 110-2od, second base portion 110-2, and second elastic portions 120a-2 and 120b-2, second elastic portion 120-2. And the mirror 130, the movable side electrodes 151a to 151f that are directly and indirectly connected to the second base part 110-2, and the first base part 110-1 that are directly or indirectly connected to the mirror 130. Drive source section 140 including fixed side electrodes 152a to 152f. Instead of the electromagnetic drive of the first embodiment, the third embodiment is an electrostatic drive system using electrostatic attraction, but the other basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the same reference numerals are given. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

また、第2ベース部の形状については第1実施例と同様に長方形に限定することなく適宜形状を変更してもかまわない。また駆動源部を構成する電極(固定部側電極、可動部側電極)についても適宜構成(形状、個数等)を変更してもかまわない。
(3−2)MEMSミラー駆動装置の動作
Further, the shape of the second base portion is not limited to a rectangle as in the first embodiment, and the shape may be appropriately changed. Also, the configuration (shape, number, etc.) of the electrodes constituting the drive source section (fixed section side electrode, movable section side electrode) may be changed as appropriate.
(3-2) Operation of MEMS mirror driving device

第3実施例のMEMSミラー駆動装置102の動作の態様(具体的には、ミラー130を回転させる動作の態様)について説明する。第3実施例のMEMSミラー駆動装置103の動作時には、駆動源部140には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電圧が印加され、可動側電極151a〜fと、固定側電極152a〜fの間に静電引力が発生する。この静電引力は第2ベース部110−2(ミラー130を含む)をX軸方向に沿った軸を中心軸としてねじる力及びY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させるための微振動を発生させる。   An operation mode (specifically, an operation mode of rotating the mirror 130) of the MEMS mirror driving device 102 of the third embodiment will be described. During operation of the MEMS mirror driving device 103 of the third embodiment, a desired voltage is applied to the drive source unit 140 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and the movable side electrodes 151a to 151f are An electrostatic attractive force is generated between the fixed side electrodes 152a to 152f. This electrostatic attraction force causes the mirror 130 to rotate with the second base portion 110-2 (including the mirror 130) twisted about the axis along the X-axis direction as the center axis and the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. Generates slight vibration.

第3実施例では第1実施例での電磁力を静電引力に置き換えたため駆動力の印加タイミングは少々異なるが基本的には同様の動作となる。よって第1実施例と同等の効果を享受することができる。   In the third embodiment, since the electromagnetic force in the first embodiment is replaced by electrostatic attraction, the application timing of the driving force is slightly different, but basically the same operation is performed. Therefore, an effect equivalent to that of the first embodiment can be enjoyed.

第3実施例のMEMSミラー駆動装置102はX軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させることが出来ると同時にY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を共振回転させることが出来る。つまり第3実施例のMEMSミラー駆動装置100は2軸駆動を行うことが出来る。   The MEMS mirror driving device 102 according to the third embodiment can rotate the mirror 130 with the axis along the X-axis direction as a rotation axis, and at the same time, the mirror 130 can resonate with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. I can do it. That is, the MEMS mirror driving apparatus 100 of the third embodiment can perform biaxial driving.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、静電電極部に変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotationally resonating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but an excitation force as an energy source of deformation vibration is applied to the electrostatic electrode portion. In addition, the mirror 130 is resonantly driven.

特にミラー130の共振周波数は、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる。第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1との定常波状の変形振動によりミラー130の共振周波数を遷移(典型的には高い周波数)させ、かつ適確に共振の合成を行うことで、前記被駆動をより大きな回転角で回転させ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供することができる。
(3)第4実施例
図10、11を参照して、MEMSミラー駆動装置の第4実施例について説明する。
(4−1)基本構成
In particular, the resonance frequency of the mirror 130 is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. The resonance frequency of the mirror 130 is shifted (typically a high frequency) by the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1, and the resonance is accurately synthesized. Thus, the driven device can be rotated at a larger rotation angle to provide a driving device with higher efficiency and lower power consumption.
(3) Fourth Embodiment A fourth embodiment of the MEMS mirror driving device will be described with reference to FIGS.
(4-1) Basic configuration

第4実施例のMEMSミラー駆動装置103の基本構成について説明する。図10は、第4実施例のMEMSミラー駆動装置103の基本構成を概念的に示す平面図である。   A basic configuration of the MEMS mirror driving device 103 according to the fourth embodiment will be described. FIG. 10 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 103 of the fourth embodiment.

図10に示すように、第4実施例のMEMSミラー駆動装置103は、第1ベース部110−1と、第1弾性部120a−1及び120b−1からなる第1弾性部120と、上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2odからなる第2ベース部110−2と、第2弾性部120a−2及び120b−2からなる第2弾性部120−2と、ミラー130と、第2ベース部110−2上に配置されるコイル部141と、磁界付与部としての磁極142a、142bを含む駆動源部140と、第2ベース部110−2上に直接的または間接的に設置される圧電体143a〜dを含む圧電駆動源部143とを備えている。   As shown in FIG. 10, the MEMS mirror driving device 103 of the fourth embodiment includes a first base portion 110-1, a first elastic portion 120 including first elastic portions 120a-1 and 120b-1, and an upper side 110. -2ou, vertical side 110-2a, vertical side 110-2b, lower side 110-2od, second base portion 110-2, and second elastic portions 120a-2 and 120b-2, second elastic portion 120-2. And the mirror 130, the coil part 141 disposed on the second base part 110-2, the drive source part 140 including the magnetic poles 142a and 142b as the magnetic field applying part, and the second base part 110-2 directly. And a piezoelectric drive source section 143 including piezoelectric bodies 143a to 143d that are installed either manually or indirectly.

第4実施例はX軸に沿った方向を回転軸として回転する態様では第1実施例と同様であるが、Y軸に沿った方向を回転軸として回転する態様では第1実施例の電磁駆動に代え、圧電体による圧電駆動方式となっている。   The fourth embodiment is the same as the first embodiment in the aspect in which the direction along the X axis is the rotation axis, but is the electromagnetic drive of the first embodiment in the aspect in which the direction along the Y axis is the rotation axis. Instead, a piezoelectric drive system using a piezoelectric body is employed.

圧電駆動源部143は、ミラー130をY軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させるために必要な振動を第2ベース部110−2に発生させる。すなわち、第1実施例と同様に、第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2を含む)、第1弾性部120b−1が連なって定常波状に共振(後述の定常波状の変形振動)するための加振力を加えることができる。   The piezoelectric drive source unit 143 causes the second base unit 110-2 to generate vibrations necessary for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as a central axis. That is, as in the first embodiment, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the mirror 130, the second elastic parts 120a-2, 120b-2), the first elastic part 120b- Excitation force for resonating in a standing wave shape (a standing wave-like deformation vibration described later) can be applied.

より具体的には圧電体143a〜dは第2ベース部に直接的または間接的に設置され、圧電体自身が、伸長または収縮をするような変位を発生する。よってバイメタルの原理により第2ベース部110−2が変形振動を発生するように構成される。その他の基本構成は第1実施例と同様であり、同一の参照符号を付することでその詳細な説明は省略する。   More specifically, the piezoelectric bodies 143a to 143d are directly or indirectly installed on the second base portion, and the piezoelectric body itself generates a displacement that expands or contracts. Therefore, the second base portion 110-2 is configured to generate deformation vibrations according to the bimetal principle. The other basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.

また、第2ベース部の形状については第1実施例と同様に長方形に限定することなく適宜形状を変更してもかまわない。また圧電駆動源部143を構成する圧電体143a〜dについても適宜構成(形状、個数等)を変更してもかまわない。
(4−2)MEMSミラー駆動装置の動作
Further, the shape of the second base portion is not limited to a rectangle as in the first embodiment, and the shape may be appropriately changed. The configuration (shape, number, etc.) of the piezoelectric bodies 143a to 143d constituting the piezoelectric drive source unit 143 may be changed as appropriate.
(4-2) Operation of MEMS mirror driving device

第4実施例のMEMSミラー駆動装置103の動作の態様(具体的には、ミラー130を回転させる動作の態様)について説明する。図10は、第4実施例のMEMSミラー駆動装置103の基本構成を概念的に示す平面図である。図11は、第4実施例のMEMSミラー駆動装置103の動作の態様を概念的に示す側面図である。X軸方向に沿った軸を中心軸として回転する態様においては第1実施例と同様のため省略し、Y軸方向に沿った軸を中心軸として回転する態様について説明する。   An operation mode (specifically, an operation mode for rotating the mirror 130) of the MEMS mirror driving device 103 of the fourth embodiment will be described. FIG. 10 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 103 of the fourth embodiment. FIG. 11 is a side view conceptually showing an operation mode of the MEMS mirror driving device 103 of the fourth embodiment. The aspect that rotates about the axis along the X-axis direction as the central axis is the same as in the first embodiment, and is omitted, and the aspect that rotates about the axis along the Y-axis direction as the central axis will be described.

Y軸方向に沿った軸を中心軸としてミラー130が回転する場合には、圧電駆動源部143には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電圧が印加され、圧電体143a〜143dには図10に示すような伸長、圧縮力が発生する。圧電体143a、143bには伸びる方向の力、圧電体143c、143dには縮む方向の力が発生する。   When the mirror 130 rotates with the axis along the Y-axis direction as the central axis, a desired voltage is applied to the piezoelectric drive source unit 143 from a drive source unit control circuit (not shown) at a desired timing. In the bodies 143a to 143d, expansion and compression forces as shown in FIG. 10 are generated. A force in the extending direction is generated in the piezoelectric bodies 143a and 143b, and a force in the contracting direction is generated in the piezoelectric bodies 143c and 143d.

その結果第2ベース部には、バイメタルの原理により変形力が発生し図11に示すように第2ベース部は変形を生じ、この変形は第1実施例と同様に第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1の定常波状の変形振動を発生させ、ミラー130は共振回転させられる。   As a result, a deformation force is generated in the second base portion due to the bimetal principle, and the second base portion is deformed as shown in FIG. 11, and this deformation is the same as in the first embodiment. The second base portion 110-2 (including the second elastic portions 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130) and the first elastic portion 120b-1 are caused to generate deformation waves having a standing wave shape, and the mirror 130 is rotated by resonance. It is done.

そして、ミラー130の回転共振と前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動は同じ周波数で発生するが、その周波数はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる。すなわち、ミラー130の共振周波数は前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の変形振動により遷移させられる。その結果ミラー130はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。この時のミラー130の共振周波数は典型的にはミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数より高い周波数である。更にこの時ミラー130の回転角は定常波状の変形振動により周波数が遷移させられていない場合と比較して大きくなる。その他の動作については第1実施例と同様である。よって第1実施例と同等の効果を享受することができる。   The rotational resonance of the mirror 130 and the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion are generated at the same frequency, but the frequency is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. . That is, the resonance frequency of the mirror 130 is changed by a standing wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion. As a result, the mirror 130 resonates at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. The resonance frequency of the mirror 130 at this time is typically higher than the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic part. Further, at this time, the rotation angle of the mirror 130 becomes larger than that in the case where the frequency is not shifted by the stationary wave-like deformation vibration. Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, an effect equivalent to that of the first embodiment can be enjoyed.

第4実施例のMEMSミラー駆動装置103はX軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させることが出来ると同時にY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を共振回転させることが出来る。つまり第4実施例のMEMSミラー駆動装置100は2軸駆動を行うことが出来る。   The MEMS mirror driving device 103 according to the fourth embodiment can rotate the mirror 130 with the axis along the X-axis direction as the rotation axis, and at the same time, the mirror 130 can resonate with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. I can do it. That is, the MEMS mirror driving device 100 of the fourth embodiment can perform biaxial driving.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、圧電駆動源に変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotating and resonating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but an excitation force is applied to the piezoelectric drive source as an energy source of deformation vibration. As a result, the mirror 130 is driven to resonate.

特にミラー130の共振周波数は、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる。第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1との定常波状の変形振動によりミラー130の共振周波数を遷移(典型的には高い周波数)させ、かつ適確に共振の合成を行うことで、前記被駆動をより大きな回転角で回転させ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供することができる。
(5)第5実施例
図12,13を参照して、MEMSミラー駆動装置の第5実施例について説明する。
(5−1)基本構成
In particular, the resonance frequency of the mirror 130 is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. The resonance frequency of the mirror 130 is shifted (typically a high frequency) by the stationary wave-like deformation vibration of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1, and the resonance is accurately synthesized. Thus, the driven device can be rotated at a larger rotation angle to provide a driving device with higher efficiency and lower power consumption.
(5) Fifth Embodiment A fifth embodiment of the MEMS mirror driving device will be described with reference to FIGS.
(5-1) Basic configuration

第5実施例のMEMSミラー駆動装置104の基本構成について説明する。図12は、第5実施例のMEMSミラー駆動装置104の基本構成を概念的に示す平面図である。   A basic configuration of the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment will be described. FIG. 12 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment.

図12に示すように、第5実施例のMEMSミラー駆動装置104は第1実施例と同様に、第1ベース部110−1と、第1弾性部120a−1及び120b−1からなる第1弾性部120と、上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2odからなる第2ベース部110−2と、第2弾性部120a−2及び120b−2からなる第2弾性部120−2と、ミラー130と、コイル部141と、磁界付与部としての磁極142a〜hhを含む駆動源部140とを備えている。第1実施例と異なるのは第2ベース部110−2の剛性である。   As shown in FIG. 12, the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment is similar to the first embodiment in that the first base portion 110-1 and the first elastic portions 120a-1 and 120b-1 are the first. The elastic portion 120 includes a second base portion 110-2 including an upper side 110-2ou, a vertical side 110-2a, a vertical side 110-2b, and a lower side 110-2od, and second elastic portions 120a-2 and 120b-2. A second elastic part 120-2, a mirror 130, a coil part 141, and a drive source part 140 including magnetic poles 142a to hh as magnetic field applying parts are provided. What differs from the first embodiment is the rigidity of the second base portion 110-2.

第2ベース部110−2を構成する各辺、つまり上辺110−2ou、縦辺110−2a、縦辺110−2b、下辺110−2odの剛性が第1実施例の場合と比較して高くなっており、変形を起こしづらい形状となっている。その他の基本構成は第1実施例と同様であり、同一の参照符号を付することでその詳細な説明は省略する。
(5−2)MEMSミラー駆動装置の動作
The rigidity of each side constituting the second base portion 110-2, that is, the upper side 110-2ou, the vertical side 110-2a, the vertical side 110-2b, and the lower side 110-2od is higher than that in the first embodiment. The shape is difficult to cause deformation. The other basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the detailed description thereof is omitted by attaching the same reference numerals.
(5-2) Operation of MEMS mirror driving device

第5実施例のMEMSミラー駆動装置104の動作の態様(具体的には、ミラー130を回転させる動作の態様)について説明する。図13は、第5実施例のMEMSミラー駆動装置104の基本の動作を概念的に示す側面図である。第5実施例のMEMSミラー駆動装置104の動作時には、駆動源部140には、不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングで、所望の電流が印加され、コイル141と磁極142a〜142hの間に電磁力が発生する。この電磁力は第2ベース部110−2(ミラー130を含む)をX軸方向に沿った軸を中心軸としてねじる力及びY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させるための微振動を発生させる。   An operation mode (specifically, an operation mode of rotating the mirror 130) of the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment will be described. FIG. 13 is a side view conceptually showing the basic operation of the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment. During the operation of the MEMS mirror drive device 104 of the fifth embodiment, a desired current is applied to the drive source unit 140 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown), and the coil 141 and the magnetic poles 142a to 142h Electromagnetic force is generated between them. This electromagnetic force is a force for twisting the second base portion 110-2 (including the mirror 130) about the axis along the X-axis direction as a central axis and for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. A slight vibration is generated.

X軸方向に沿った軸を中心軸とした回転については第1実施例と同様であるため省略し
Y軸方向に沿った軸を回転軸とした回転する場合について説明する。
第5実施例では第2ベース部の剛性を高くしたため、第2ベース部110−2の変形が小さい。よって図13に示すように第1弾性部120а−1、第2ベース部110−2(ミラー130、第2弾性部120а−2、120b−2、コイル部141を含む)、第1弾性部120b−1が連なり、定常波状に(共振)変形振動する場合に、第1弾性部120а−1、120b−1が主な変形箇所となる。
The rotation about the axis along the X-axis direction as the central axis is the same as that of the first embodiment, and is omitted, and the case where the rotation is performed about the axis along the Y-axis direction as the rotation axis will be described.
In the fifth embodiment, since the rigidity of the second base portion is increased, the deformation of the second base portion 110-2 is small. Therefore, as shown in FIG. 13, the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the mirror 130, the second elastic parts 120a-2, 120b-2, and the coil part 141), the first elastic part 120b. -1 are connected, and the first elastic portions 120a-1 and 120b-1 are the main deformed portions when they vibrate (resonate) in a standing wave shape.

第1実施例と同様に不図示の駆動源部制御回路から所望のタイミングでコイル141には所望の制御電流が印加される。コイル部141はY軸方向に沿った軸を回転軸として反復回転し、振動を発生させる。コイル141が発生する振動が加振力となり、第1弾性部120a−1、第2ベース部110−2(第2弾性部120a−2、120b−2及びミラー130を含む)及び第1弾性部120b−1が連なって定常波状の振動が発生する。その結果、前記定常波状の振動に起因してミラー130は共振回転させられる。   As in the first embodiment, a desired control current is applied to the coil 141 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown). The coil unit 141 repeatedly rotates with the axis along the Y-axis direction as a rotation axis, and generates vibration. The vibration generated by the coil 141 becomes an excitation force, and the first elastic part 120a-1, the second base part 110-2 (including the second elastic parts 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130), and the first elastic part. 120b-1 continues to generate a standing wave-like vibration. As a result, the mirror 130 is resonated and rotated due to the standing wave vibration.

そして、ミラー130の回転共振と前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の振動は同じ周波数で発生するが、その周波数はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる。すなわち、ミラー130の共振周波数は前記第2ベース部及び第1弾性部との定常波状の振動により遷移させられる。その結果ミラー130はミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数で共振回転する。この時のミラー130の共振周波数は典型的にはミラー130と第2弾性部より定まる共振周波数より高い周波数である。更にこの時ミラー130の回転角は定常波状の変形振動により周波数が遷移させられていない場合と比較して大きくなる。その他の動作については第1実施例と同様である。よって第1実施例と同等の効果を享受することができる。   The rotational resonance of the mirror 130 and the standing-wave vibration of the second base portion and the first elastic portion are generated at the same frequency, but the frequency is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. That is, the resonance frequency of the mirror 130 is changed by standing-wave vibration with the second base portion and the first elastic portion. As a result, the mirror 130 resonates at a frequency different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion. The resonance frequency of the mirror 130 at this time is typically higher than the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic part. Further, at this time, the rotation angle of the mirror 130 becomes larger than that in the case where the frequency is not shifted by the stationary wave-like deformation vibration. Other operations are the same as those in the first embodiment. Therefore, an effect equivalent to that of the first embodiment can be enjoyed.

第5実施例のMEMSミラー駆動装置104はX軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転させることが出来ると同時にY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を共振回転させることが出来る。つまり第5実施例のMEMSミラー駆動装置104は2軸駆動を行うことが出来る。   The MEMS mirror driving device 104 according to the fifth embodiment can rotate the mirror 130 with the axis along the X-axis direction as the rotation axis, and at the same time, the mirror 130 can resonate with the axis along the Y-axis direction as the rotation axis. I can do it. That is, the MEMS mirror driving device 104 of the fifth embodiment can perform biaxial driving.

ここでY軸方向に沿った軸を回転軸としてミラー130を回転共振させるための力は直接的にミラー130を回転させる態様ではなく、コイル部141に変形振動のエネルギー源として加振力を加えることにより、ミラー130を共振駆動する。   Here, the force for rotationally resonating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction is not an aspect of directly rotating the mirror 130, but an excitation force is applied to the coil unit 141 as an energy source of deformation vibration. As a result, the mirror 130 is resonantly driven.

特にミラー130の共振周波数は、ミラー130及び第2弾性部120−2より定まる共振周波数とは異なる。第2ベース部110−2及び第1弾性部120−1との定常波状の振動によりミラー130の共振周波数を遷移(典型的には高い周波数)させ、かつ適確に共振の合成を行うことで、前記被駆動をより大きな回転角で回転させ、より高効率、低消費電力の駆動装置を提供することができる。   In particular, the resonance frequency of the mirror 130 is different from the resonance frequency determined by the mirror 130 and the second elastic portion 120-2. By changing the resonance frequency of the mirror 130 (typically a high frequency) by standing-wave-like vibrations of the second base portion 110-2 and the first elastic portion 120-1, and appropriately synthesizing the resonance. The driven device can be rotated at a larger rotation angle to provide a driving device with higher efficiency and lower power consumption.

また、第5実施例においては電磁力による駆動の例を示したが、これに限定されることなく、第3実施例、第4実施例で示したような静電引力、圧電体による伸長・収縮力を用いてもよい。   Further, in the fifth embodiment, an example of driving by electromagnetic force has been shown, but the present invention is not limited to this, and electrostatic attraction as shown in the third and fourth embodiments, and extension / extension by a piezoelectric body. Contractile force may be used.

尚、上述した第1実施例のMEMSミラー駆動装置(100)〜第5実施例のMEMSミラー駆動装置(104)は、例えば、ヘッドアップディスプレイや、ヘッドマウントディスプレイや、網膜走査ディスプレイや、レーザスキャナや、レーザプリンタや、走査型駆動装置等の各種電子機器に対して適用することができる。従って、これらの電子機器もまた、本発明の範囲に含まれるものである。
また、本発明は、請求の範囲及び明細書全体から読み取るこのできる発明の要旨又は思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う駆動装置もまた本発明の技術思想に含まれる。
The MEMS mirror driving device (100) of the first embodiment described above to the MEMS mirror driving device (104) of the fifth embodiment includes, for example, a head-up display, a head-mounted display, a retinal scanning display, and a laser scanner. It can also be applied to various electronic devices such as laser printers and scanning drive devices. Therefore, these electronic devices are also included in the scope of the present invention.
Further, the present invention can be appropriately changed without departing from the gist or concept of the present invention that can be read from the claims and the entire specification, and a drive device that includes such a change is also included in the technical concept of the present invention. It is.

100、101、102、103、104、 MEMSミラー駆動装置
110−1 第1ベース部
110−2 第2ベース部
110−2a 第2ベース部縦辺
110−2ou 第2ベース部上辺
110−2od 第2ベース部下辺
110−2h 第2ベース部コイル枠部
120 第1弾性部
120−2 第2弾性部
120a−1、120b−1 第1弾性部
120a−2、120b−2 第2弾性部
130 ミラー
140 駆動源部
141 コイル部
141a、141b コイル部
142a、142b、142c、142d、142e 磁極
143 圧電駆動源部
143a、143b、143c、143d 圧電体
151a、151b、 静電電極(可動側)
152a、152b、 静電電極(固定側)
100, 101, 102, 103, 104, MEMS mirror driving device 110-1 first base unit 110-2 second base unit 110-2a second base unit vertical side 110-2ou second base unit upper side 110-2od second Base part lower side 110-2h 2nd base part coil frame part 120 1st elastic part 120-2 2nd elastic part 120a-1, 120b-1 1st elastic part 120a-2, 120b-2 2nd elastic part 130 Mirror 140 Drive source part 141 Coil part 141a, 141b Coil part 142a, 142b, 142c, 142d, 142e Magnetic pole 143 Piezoelectric drive source part 143a, 143b, 143c, 143d Piezoelectric body 151a, 151b, electrostatic electrode (movable side)
152a, 152b, electrostatic electrode (fixed side)

Claims (18)

第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、前記第2ベース部上に設置され駆動力を発生する駆動源部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し、且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部とを備え、前記駆動源部が発生する振動に起因して前記第2ベース部は前記他の方向に沿って変形振動し、前記第2ベース部の変形振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を回転軸として回転し、前記被駆動部の共振周波数は前記第2ベース部の変形振動により遷移させられ、前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数であることを特徴とする駆動装置。   A shaft that connects the first base portion, the second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and the second base portion along another direction. A first elastic part having elasticity so as to rotate about a rotation axis, a drive source part installed on the second base part for generating a driving force, a rotatable driven part, and the second base part A second elastic portion that is connected to the driven portion and has elasticity such that the driven portion rotates about an axis along one direction different from the other direction as a rotation axis; The second base portion deforms and vibrates along the other direction due to vibration generated by the source portion, and the driven portion moves along the one direction due to deformation vibration of the second base portion. And the second base portion has a resonance frequency of the driven portion. Deformation caused to transition by the vibration, the drive apparatus which is a frequency different from the resonance frequency determined from the driven portion and the second elastic portion. 前記駆動源部の発生する振動に起因して、前記第2ベース部及び第1弾性部は定常波状に変形振動することを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。 2. The driving device according to claim 1, wherein the second base portion and the first elastic portion deform and vibrate in a standing wave shape due to vibration generated by the driving source portion. 前記被駆動部の共周波数は前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数より高いことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の駆動装置。 3. The driving apparatus according to claim 1, wherein a co-frequency of the driven part is higher than a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. 前記第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動において、前記被駆動部の回転軸に対応する位置に変形振動の節が現れることを特徴とする請求項1乃至3に記載の駆動装置。 4. The drive according to claim 1, wherein a node of deformation vibration appears at a position corresponding to a rotation axis of the driven portion in the standing wave-like deformation vibration of the second base portion and the first elastic portion. apparatus. 更に磁界付与部を備え、前記駆動源部はコイル部であるとことを特徴とする請求項1乃至4に記載の電磁式駆動装置。 The electromagnetic driving device according to claim 1, further comprising a magnetic field applying unit, wherein the driving source unit is a coil unit. 更に固定側電極を備え、前記駆動源部は静電電極であるとことを特徴とする請求項1乃至4に記載の静電式駆動装置。 The electrostatic drive device according to claim 1, further comprising a fixed-side electrode, wherein the drive source unit is an electrostatic electrode. 前記駆動源部は圧電体であるとことを特徴とする請求項1乃至4に記載の圧電式駆動装置。 The piezoelectric drive device according to claim 1, wherein the drive source unit is a piezoelectric body. 第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、前記第2ベース部上に配置されるコイル部と、前記コイル部に対して磁界を付与する磁界付与部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し、且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部とを備え、前記コイル部は一の方向に沿った軸であって且つ前記被駆動部とは異なる軸を回転軸として回転し、前記コイル部の回転に起因して前記第2ベース部は前記他の方向に沿って変形振動し、前記第2ベース部の変形振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を回転軸として回転し、前記被駆動部の共振周波数は前記第2ベース部の変形振動により遷移させられ、前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数であることを特徴とする駆動装置。   A shaft that connects the first base portion, the second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and the second base portion along another direction. A first elastic portion having elasticity such that the rotating portion is rotated about the rotating shaft, a coil portion disposed on the second base portion, a magnetic field applying portion for applying a magnetic field to the coil portion, and a rotatable cover. It has elasticity that connects the drive unit, the second base unit, and the driven unit, and rotates the driven unit about an axis along one direction different from the other direction as a rotation axis. A second elastic portion, and the coil portion rotates about an axis along one direction and a shaft different from the driven portion as a rotation axis, and the second portion is caused by the rotation of the coil portion. The base portion deforms and vibrates along the other direction, and the second base portion changes. Due to vibration, the driven part rotates about an axis along the one direction as a rotation axis, and the resonance frequency of the driven part is changed by the deformation vibration of the second base part, and the driven part And a driving device having a frequency different from a resonance frequency determined by the second elastic portion. 前記コイル部の回転に起因して、前記第2ベース部及び第1弾性部は定常波状に変形振動することを特徴とする請求項8に記載の駆動装置。 9. The driving apparatus according to claim 8, wherein the second base part and the first elastic part are deformed and oscillated in a standing wave shape due to the rotation of the coil part. 前記被駆動部の共周波数は前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数より高いことを特徴とする請求項8または請求項9に記載の駆動装置。 The drive device according to claim 8 or 9, wherein a co-frequency of the driven part is higher than a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. 前記第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動において、前記被駆動部の回転軸に対応する位置に変形振動の節が現れることを特徴とする請求項8乃至10に記載の駆動装置。 11. The drive according to claim 8, wherein a node of deformation vibration appears at a position corresponding to a rotation axis of the driven part in the standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part. apparatus. 第1ベース部と、第1ベース部によって支持される第2ベース部と、前記第1ベース部と前記第2ベース部とを接続し、且つ前記第2ベース部を他の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第1弾性部と、前記第2ベース部上に設置され駆動力を発生する駆動源部と、回転可能な被駆動部と、前記第2ベース部と前記被駆動部とを接続し、且つ前記被駆動部を前記他の方向とは異なる一の方向に沿った軸を回転軸として回転させるような弾性を有する第2弾性部とを備え、前記駆動源部が発生する振動に起因して前記第2ベース部及び第1弾性部は前記他の方向に沿って定常波状に振動し、前記第2ベース部及び前記第1弾性部と定常波状の振動に起因して前記被駆動部は前記一の方向に沿った軸を回転軸として回転し、前記被駆動部の共振周波数は前記第2ベース部及び前記第1弾性部と定常波状の振動により遷移させられ、前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数とは異なる周波数であることを特徴とする駆動装置。   A shaft that connects the first base portion, the second base portion supported by the first base portion, the first base portion and the second base portion, and the second base portion along another direction. A first elastic part having elasticity so as to rotate about a rotation axis, a drive source part installed on the second base part for generating a driving force, a rotatable driven part, and the second base part A second elastic portion that is connected to the driven portion and has elasticity such that the driven portion rotates about an axis along one direction different from the other direction as a rotation axis; Due to the vibration generated by the source part, the second base part and the first elastic part vibrate in a standing wave shape along the other direction, and the second base part and the first elastic part vibrate in a standing wave shape. The driven part rotates about the axis along the one direction as a rotation axis. The resonance frequency of the driven part is changed by a standing wave vibration with the second base part and the first elastic part, and is different from the resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. A drive device characterized by the above. 前記被駆動部の共周波数は前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数より高いことを特徴とする請求項12に記載の駆動装置。 The driving apparatus according to claim 12, wherein a co-frequency of the driven part is higher than a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. 前記被駆動部の周波数は前記被駆動部及び前記第2弾性部より定まる共振周波数より0.03%から30%高いことを特徴とする請求項12に記載の駆動装置。 The driving apparatus according to claim 12, wherein the frequency of the driven part is 0.03% to 30% higher than a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. 前記第2ベース部及び第1弾性部の定常波状の変形振動において、前記被駆動部の回転軸に対応する位置に変形振動の節が現れることを特徴とする請求項12乃至14に記載の駆動装置。 15. The drive according to claim 12, wherein a node of deformation vibration appears at a position corresponding to a rotation axis of the driven part in the standing wave-like deformation vibration of the second base part and the first elastic part. apparatus. 更に磁界付与部を備え、前記駆動源部はコイル部であるとことを特徴とする請求項12乃至15に記載の電磁式駆動装置。 The electromagnetic drive device according to claim 12, further comprising a magnetic field applying unit, wherein the drive source unit is a coil unit. 更に固定側電極を備え、前記駆動源部は静電電極であるとことを特徴とする請求項12乃至15に記載の静電式駆動装置。 The electrostatic drive device according to claim 12, further comprising a fixed-side electrode, wherein the drive source unit is an electrostatic electrode. 前記駆動源部は圧電体であるとことを特徴とする請求項12乃至15に記載の圧電式駆動装置。 16. The piezoelectric drive device according to claim 12, wherein the drive source unit is a piezoelectric body.
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