JP2020046682A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくする。【解決手段】アクチュエータ（１）は、可動部（１２０）と、可動部を支持する支持部（１１０、２１０）と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として可動部が揺動可能なように、長手方向に沿って可動部と支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバー（２３０）とを備えており、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。【選択図】図２

Description

本発明は、例えばミラー等が設けられた可動部を駆動するＭＥＭＳスキャナ等のアクチュエータの技術分野に関する。

例えば、ディスプレイ、プリンティング装置、精密測定、精密加工、情報記録再生などの多様な技術分野において、半導体プロセス技術によって製造されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスについての研究が活発に進められている。このようなＭＥＭＳデバイスとして、レーザ光のスキャニングに用いられるＭＥＭＳスキャナが知られている。このようなＭＥＭＳスキャナは、可動板と、可動板を取り囲む枠状の支持枠と、可動板を支持枠に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを備えている。

このようなＭＥＭＳスキャナを開示する先行技術として、特許文献１から特許文献３が一例としてあげられる。

特表２００１−５２５９７２号公報 特表２００２−５２４２７１号公報 特開２００４−１７７５４３号公報

このようなＭＥＭＳスキャナの活用法として、例えば、映像を投影するためのヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に用いられることが想定されている。ここで、ＭＥＭＳスキャナをヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に用いる場合には、高解像度の映像を投影するために、可動板の遥動の周波数（例えば、可動板の質量及び当該可動板を軸支するトーションバーのバネ定数によって定まる共振周波数）を大きくすることが好ましい。

可動板の遥動の周波数を大きくするための一つの対策として、トーションバーを太くする又は短くすることでトーションバーを硬くする（言い換えれば、トーションバーのバネ定数を大きくする）対策が考えられる。しかしながら、トーションバーを単純に太くするだけでは、トーションバーを太くした分だけ、可動板の遥動に伴ってトーションバーに加わる応力が増加してしまうという技術的な問題点が生じてしまう。同様に、トーションバーを単純に短くするだけでは、トーションバーを短くした分だけ、可動板の遥動に伴ってトーションバーに加わる応力が増加してしまうという技術的な問題点が生ずる。その結果、このような応力の増加がトーションバーの破壊を引き起こしかねないという技術的な問題点が生ずる。

本発明は、例えば前述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えばトーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることが可能なアクチュエータを提供することを課題とする。

アクチュエータは、上記課題を解決するために、可動部と、当該可動部を支持する支持部と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部が揺動可能なように、前記長手方向に沿って前記可動部と前記支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバーとを備えており、前記複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

第１実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。 第１実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 回転軸上に位置するただ一つのトーションバーを用いて可動部を回転させる比較例のアクチュエータの構成の一例を示す拡大平面図である。 第２実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第３実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第４実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第５実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第６実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第７実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第８実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第９実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。 第１０実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。

以下、アクチュエータの実施形態について順に説明する。

本実施形態のアクチュエータは、可動部と、当該可動部を支持する支持部と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部が揺動可能なように、前記長手方向に沿って前記可動部と前記支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバーとを備えており、前記複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。

本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーによって懸架された可動部が遥動する。可動部は、例えば、複数のトーションバーの夫々が伸長する方向（つまり、複数のトーションバーの夫々の長手方向）に沿った軸を回転軸として回転するように遥動してもよい。

このような可動部の回転を実現するために、複数のトーションバーの夫々は、当該夫々のトーションバーの長手方向に沿って可動部と支持部とを接続する。このとき、複数のトーションバーの夫々は、可動部と支持部とを直接的に接続していてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々は、可動部と支持部とを間接的に（言い換えれば、間に任意の部材を介在させた上で）接続してもよい。加えて、複数のトーションバーは、当該複数のトーションバーの短手方向に沿って配列されている（言い換えれば、並列に並んでいる）。言い換えれば、複数のトーションバーは、可動部の回転軸に直交する方向に沿って配列されている。

本実施形態では、複数のトーションバーのバネ定数は、可動部の回転軸と複数のトーションバーの夫々との間の距離に応じて調整されている。より具体的には、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、当該夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど（つまり、回転軸との間の距離が大きくなればなるほど）小さくなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、回転軸から遠いトーションバーのバネ定数ほど小さくなるように、調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、回転軸から相対的に遠いトーションバーのバネ定数が回転軸に相対的に近いトーションバーのバネ定数よりも小さくなるように、調整されている。尚、複数のトーションバーのうちの真ん中のトーションバーが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバーのバネ定数が短手方向に沿った配列の相対的に中心側に位置するトーションバーのバネ定数よりも小さくなるように、調整されているとも表現できる。

ここで、回転軸上に位置するただ一つのトーションバーに支持されている可動部が遥動した場合に当該トーションバーに加わる応力について説明する。このような可動部が遥動した場合には、当該ただ一つのトーションバーの両側の縁部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った両側の縁部分）に加わる応力が、中心部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った中心部分）に加わる応力よりも大きくなる。つまり、当該ただ一つのトーションバーのうち回転軸から相対的に遠い縁部分に加わる応力が、当該ただ一つのトーションバーのうち回転軸に相対的に近い中心部分に加わる応力よりも大きくなる。つまり、可動部が遥動することに伴って当該ただ一つのトーションバーに加わる応力は、回転軸から遠くなるほど加わりやすくなる。

このような応力の加わり方を考慮すれば、本実施形態のように回転軸から遠くなればなるほどバネ定数が小さくなっていく複数のトーションバーを備えるアクチュエータによれば、回転軸から相対的に遠いトーションバー（つまり、バネ定数が相対的に小さいトーションバー）に応力が加わりやすくなる。しかるに、バネ定数の相対的な小ささに起因して、回転軸から相対的に遠いトーションバーに加わる応力は緩和される。このため、回転軸から相対的に遠いトーションバーの破壊が好適に防止又は抑止される。一方で、回転軸に相対的に近いトーションバー（つまり、バネ定数が相対的に大きいトーションバー）には、それほど大きな応力が加わることはない。このため、回転軸に相対的に近いトーションバーの破壊もまた好適に防止又は抑止される。従って、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを備える本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーの破壊が好適に防止又は抑止される。

他方で、回転軸に相対的に近いトーションバーのバネ定数を相対的に大きくすることができるため、複数のトーションバー全体のバネ定数を相対的に大きくすることができる。その結果、複数のトーションバー全体のバネ定数に応じて定まる可動部の遥動の周波数を相対的に大きくすることができる。

つまり、本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。

尚、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバーの夫々のバネ定数を調整するためには、後述するように、複数のトーションバーの幅や長さが適宜調整されてもよい。或いは、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバーの夫々のバネ定数を調整するためには、後述するように、複数のトーションバーの密度が調整されてもよい。具体的には、複数のトーションバーの夫々の密度が、夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなってもよい。複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の有無によって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに一又は複数の孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに一又は複数の孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の数によって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに相対的に多くの孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに相対的に少ない孔を形成する又は孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の大きさによって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに相対的に大きい孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに相対的に小さい孔を形成する又は孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々を構成する材料の違いによって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーを相対的に密度が小さい材料から構成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバー相対的に密度が大きい材料から構成することで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。

また、複数のトーションバーは、それら全てが完全に分離されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの一部は、隣接する他のトーションバーと短手方向に沿ってブリッジ状につながっていてもよい。

尚、可動部がただ一つのトーションバーに支持されている場合であっても、トーションバーの厚み（具体的には、トーションバーの長手方向及び短手方向の夫々に直交する方向に沿った厚み）を調整することで、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくすることができるとも考えられる。この場合、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくするためには、トーションバーの厚みを厚くすることが好ましい。しかしながら、後述するように、可動部、支持部及びトーションバーは、共通の（言い換えれば、１つの）半導体基板から半導体製造プロセスを用いて製造されることがある。このため、トーションバーの厚みを厚くするためには、可動部及び支持部の厚みをも厚くしなければならなくなる。更には、後に詳述するように、バネ定数を大きくしたくない他のトーションバーの厚みをも厚くしなければならなくなる。しかるに、本実施形態によれば、可動部や支持部の仕様を変えることなく、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。このため、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを備える本実施形態のアクチュエータは、トーションバーの厚みが調整されているアクチュエータと比較して、実践上大変有利である。

本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の幅は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど細くなる。

この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の幅を調整することで、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。

本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の長さは、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど長くなる。

この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の長さを調整することで、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。

上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの長さが長くなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向と交わる方向に少なくとも１回以上折れ曲がった形状を有しているように構成してもよい。

このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーの形状を折れ曲がった形状にすることで、少なくとも一つのトーションバーの長さを相対的に長くすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の長さを比較的容易に調整することができる。

尚、トーションバーの形状が折れ曲がった形状とは、例えば、支持部から可動部に向かうようにトーションバーが伸長する方向（つまり、トーションバーの長手方向又は回転軸の方向）に対して、トーションバーが一旦異なる方向に向けて伸長した後に元の方向に戻るように伸長する形状や、トーションバーが蛇行しながら伸長する形状や、トーションバーがジグザグ状に折れ曲がりながら伸長する形状等が一例としてあげられる。

上述の如く少なくとも一つのトーションバーが折れ曲がった形状を有するアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折れ曲がった形状を有しており、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折れ曲がった形状を有していないように構成してもよい。

このように構成すれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーが折れ曲がった形状を有していないため、当該トーションバーによって、可動部の遥動（例えば、回転する遥動）が好適に実現される。つまり、少なくとも一つのトーションバーの形状を折れ曲がった形状とすることで回転軸との間の距離に応じて長さが調整されている複数のトーションバーを実現しつつも、可動部の好適な遥動を実現することができる。

尚、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、支持部から可動部に向けて（或いは、支持部とトーションバーとの接続点から可動部とトーションバーとの接続点に向けて）最短経路を通過する形状を有していてもよい。

上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの長さが長くなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向とは逆の方向に向かって少なくとも１回以上折り返された形状を有しているように構成してもよい。

このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーの形状を折り返された形状にすることで、少なくとも一つのトーションバーの長さを相対的に長くすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の長さを比較的容易に調整することができる。

尚、トーションバーの形状が折り返された形状とは、例えば、支持部から可動部に向かうようにトーションバーが伸長する方向（つまり、トーションバーの長手方向又は回転軸の方向）に対して伸長しているトーションバーが、当該方向に対して９０度以上の角度を有して折れ曲がる（つまり、折り返される）形状等が一例としてあげられる。

上述の如く少なくとも一つのトーションバーが折り返された形状を有するアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折り返された形状を有しており、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折り返された形状を有していないように構成してもよい。

このように構成すれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーが折り返された形状を有していないため、当該トーションバーによって、可動部の遥動（例えば、回転する遥動）が好適に実現される。つまり、少なくとも一つのトーションバーの形状を折り返された形状とすることで回転軸との間の距離に応じて長さが調整されている複数のトーションバーを実現しつつも、可動部の好適な遥動を実現することができる。

尚、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、支持部から可動部に向けて（或いは、支持部とトーションバーとの接続点から可動部とトーションバーとの接続点に向けて）最短経路を通過する形状を有していてもよい。

本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の密度は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。

この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の密度を調整することで、回転軸からの距離に応じてバネ定数を調整した複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。

上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの密度が小さくなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つには、一又は複数の孔が形成されているように構成してもよい。

このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーに孔を形成することで、少なくとも一つのトーションバーの密度を相対的に小さくすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の密度を比較的容易に調整することができる。

尚、本実施形態の「孔」とは、トーションバーを貫通する孔（いわゆる、開口）であってもよいし、トーションバーを貫通しない孔（いわゆる、凹部）であってもよいし、トーションバーの内部に形成された（言い換えれば、外部に現れない）孔（いわゆる、空隙）であってもよい。

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、本実施形態のアクチュエータによれば、可動部と、支持部と、複数のトーションバーとを備え、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、トーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。従って、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。

以下、実施例について図を参照しつつ説明する。

（１）第１実施例
以下、図１を参照して、第１実施例のアクチュエータ１について説明する。図１は、第１実施例のアクチュエータ１の構成の一例を示す平面図である。

図１に示すように、第１実施例のアクチュエータ１は、例えばレーザ光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータ（即ち、ＭＥＭＳスキャナ）である。アクチュエータ１は、外側支持体１１０と、一対のトーションバー１３０と、内側支持体２１０と、複数の一対のトーションバー２３０と、可動部１２０と、一対の永久磁石１６０と、一対の電源端子１７０とを備えている。

外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。即ち、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板の一部が除去されることにより間隙が形成されることで形成されている。このときの形成プロセスとして、ＭＥＭＳプロセスが用いられることが好ましい。尚、シリコン基板に代えて、任意の弾性材料から、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０が一体的に形成されてもよい。

外側支持体１１０は、内側支持体２１０を取り囲むような枠形状を有しており、内側支持体２１０の両側に位置する（言い換えれば、内側支持体２１０の両側から当該内側支持体２１０を挟み込む）一対のトーションバー１３０によって内側支持体２１０と接続されている。尚、図１は、外側支持体１１０の形状が枠形状となる例を示しているが、外側支持体１１０の形状が枠形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、外側支持体１１０の形状は、その一部が開口している枠形状となってもよい。

内側支持体２１０は、可動部１２０を取り囲むような枠形状を有しており、一対のトーションバー１３０が伸長する方向（つまり、一対のトーションバー１３０の長手方向であり、図１中Ｘ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように一対のトーションバー１３０によって外側支持体１１０に軸支されている。内側支持体２１０は、更に、可動部１２０の両側に位置する（言い換えれば、可動部１２０の両側から当該可動部１２０を挟み込む）複数の一対のトーションバー２３０によって可動部１２０と接続されている。内側支持体２１０の表面には、駆動コイル１４０が形成されている。但し、駆動コイル１４０は、内側支持体２１０の内部に形成されてもよい。尚、図１は、内側支持体２１０の形状が枠形状となる例を示しているが、内側支持体２１０の形状が枠形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、内側支持体２１０の形状は、その一部が開口している枠形状となってもよい。

可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向（つまり、複数の一対のトーションバー２３０の長手方向であって、図１中Ｙ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように複数の一対のトーションバー２３０によって内側支持体２１０に軸支されている。可動部１２０の表面には、レーザ光を反射する不図示のミラーが形成される。

一対のトーションバー１３０は、内側支持体２１０が外側支持体１１０に対して揺動可能なように、内側支持体２１０と外側支持体１１０とを接続する。一対のトーションバー１３０の弾性によって、内側支持体２１０は、一対のトーションバー１３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、内側支持体２１０は、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。このとき、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０を介して内側支持体２１０に接続されている。従って、内側支持体２１０の遥動に伴って、可動部１２０は、実質的には、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。

複数の一対のトーションバー２３０の夫々は、可動部１２０が内側支持体２１０に対して揺動可能なように、可動部１２０と内側支持体２１０とを接続する。複数の一対のトーションバー２３０の弾性によって、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、可動部１２０は、図１におけるＹ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。加えて、複数の一対のトーションバー２３０は、当該トーションバー２３０の短手方向に沿って並列するように配列されている。

駆動コイル１４０は、例えば、内側支持体２１０上に伸長するコイルである。駆動コイル１４０は、例えば相対的に導電率の高い材料（例えば、金や銅等）を用いて形成されてもよい。また、駆動コイル１４０は、めっきプロセスやスパッタリング法等の半導体製造プロセスを用いて形成されてもよい。或いは、駆動コイル１４０は、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０を形成するためのシリコン基板に対してインプラント法を用いて埋め込まれてもよい。尚、図１上では、図面の見やすさを重視して、駆動コイル１４０の外形を簡略化して記載してあるが、実際には、駆動コイル１４０は、内側支持体２１０の表面上に形成された一又は複数の巻き線によって構成されている。

駆動コイル１４０には、外側支持体１１０上に形成されている一対の電源端子１７０及び当該一対の電源端子１７０と駆動コイル１４０とを電気的に接続するための配線１５０であって且つ一対のトーションバー１３０上に形成された配線１５０を介して、電源から制御電流が供給される。制御電流は、内側支持体２１０及び可動部１２０を遥動させるための制御電流であって、典型的には、内側支持体２１０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分及び可動部１２０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分を含む交流電流である。尚、電源は、アクチュエータ１自身が備えている電源であってもよいし、アクチュエータ１の外部に用意される電源であってもよい。

一対の永久磁石１６０は、外側支持体１１０の外部に取り付けられている。但し、一対の永久磁石１６０は、駆動コイル１４０に対して所定の静磁界を印加することができる限りは、どのような箇所に取り付けられてもよい。一対の永久磁石１６０は、駆動コイル１４０に対して所定の静磁界を印加することができるように、その磁極の向きが適切に設定されていることが好ましい。尚、一対の永久磁石１６０には、静磁界の強度を高めるために、ヨークが付加されていてもよい。

このような第１実施例のアクチュエータ１が動作する（具体的には、可動部１２０が遥動する）場合には、まず、電源から、電源端子１７０及び配線１５０を介して、駆動コイル１４０に対して制御電流が供給される。このとき駆動コイル１４０に対して供給される制御電流は、内側支持体２１０を遥動させるための信号（具体的には、内側支持体２１０の遥動の周期に同期した信号）と可動部１２０を遥動させるための信号（具体的には、可動部１２０の遥動の周期に同期した信号）とが重畳された電流であることが好ましい。一方で、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０によって静磁界が印加されている。従って、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因した力（つまり、ローレンツ力）が生ずる。その結果、駆動コイル１４０が形成されている内側支持体２１０は、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力によって遥動する。つまり、内側支持体２１０は、図１におけるＸ軸を回転軸として回転するように遥動する。このとき、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０を介して内側支持体２１０に接続されている。従って、内側支持体２１０の遥動に伴って、可動部１２０は、実質的には、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。

加えて、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力は、慣性力として可動部１２０に伝達される。その結果、可動部１２０は、図１におけるＹ軸を回転軸として回転するように遥動する。

このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、可動部１２０の２軸駆動が行われる。

尚、第１実施例では、ローレンツ力そのものを用いて内側支持体２１０を遥動させ且つローレンツ力を慣性力として用いて可動部１２０を遥動させることで、可動部１２０の２軸駆動が行われている。しかしながら、可動部１２０を遥動させるローレンツ力を発生させるための駆動コイルを、可動部１２０上に形成してもよい。この場合には、複数の一対のトーションバー２３０には（更には、内側支持体２１０や一対のトーションバー１３０や外側支持体１１０）には、外側支持体１１０上の電源端子１７０から可動部１２０上の駆動コイルにつながる配線が形成されることが好ましい。

第１実施例では特に、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の幅（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の短手方向に沿った長さに相当する幅であり、図１におけるＸ軸に沿った方向における長さに相当する幅）が、複数の一対のトーションバー２３０の夫々と可動部１２０の回転軸（以下、特に注記しない場合は、単に“回転軸”と称する場合は、“可動部１２０の回転軸（つまり、Ｙ軸に沿った回転軸）”を意味するものとする）との間の距離に応じて調整されている。以下、図２を参照して、複数の一対のトーションバー２３０の夫々と可動部１２０の回転軸との間の距離に応じて調整される、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の幅について説明する。図２は、第１実施例のアクチュエータ１が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、図２は、複数の一対のトーションバー２３０のうち可動部１２０の一方側（例えば、図１の上側）に配置されるトーションバー２３０に着目して説明を進める。しかしながら、複数の一対のトーションバー２３０のうち可動部１２０の他方側（例えば、図１の下側）に配置されるトーションバー２３０についても同様である。

図２に示すように、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど太くなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど太くなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど太くなるように調整されている。

具体的に、図２に示すように、複数のトーションバー２３０が、(i)回転軸からの距離がＤ１となる２つのトーションバー２３０ａと、(ii)回転軸からの距離がＤ２（但し、Ｄ２＜Ｄ１）となる２つのトーションバー２３０ｂと、(iii)回転軸上に位置する（つまり、回転軸からの距離がゼロとなる）トーションバー２３０ｃとを含む例について説明する。このとき、トーションバー２３０ａの幅をｄａとし、トーションバー２３０ｂの幅をｄｂとし、トーションバー２３０ｃの幅をｄｃとすると、ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃという関係が成立するように、複数のトーションバー２３０の幅が調整されている。

尚、図１は、複数のトーションバー２３０のうちの最も中心に位置するトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する例を示している。この場合には、トーションバー２３０と回転軸との間の距離は、トーションバー２３０が複数のトーションバー２３０の配列における相対的に中心側に位置するか又は外側に位置するかに依存することになる。従って、複数のトーションバー２３０のうちの最も中心に位置するトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０（例えば、トーションバー２３０ａ）の幅が相対的に中心側に位置するトーションバー（例えば、トーションバー２３０ｃ）の幅よりも細くなるように、調整されているとも言える。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０ほど細くなるように、調整されているとも言える。

尚、複数のトーションバー２３０は、可動部１２０の回転軸に対して線対称となるように配置されることが好ましい。このとき、アクチュエータ１が奇数本のトーションバー２３０を備えている場合には、当該奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が回転軸上に位置することが好ましい。或いは、アクチュエータ１が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合には、当該偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０が回転軸に対して線対称となる位置に配置されることが好ましい。

ここで、トーションバー２３０の幅が細くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の幅が太くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅が調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなっている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど大きくなっている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど小さくなっている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど大きくなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど大きくなるように調整されている。

ここで、回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数のトーションバー２３０を備える第１実施例のアクチュエータ１の技術的効果を説明するために、図３を参照しながら、回転軸上に位置するただ一つのトーションバー１２３０を用いて可動部１２０を回転させる比較例のアクチュエータについて説明する。図３は、回転軸上に位置するただ一つのトーションバー１２３０を用いて可動部１２０を回転させる比較例のアクチュエータの構成の一例を示す拡大平面図である。

図３に示すように、比較例のアクチュエータでは、可動部１２０が遥動した場合には、トーションバー１２３０の両側の縁部分（より具体的には、トーションバー２３０の短手方向に沿った両側の縁部分であり、図３における左右の縁部分に相当する）に加わる応力が、中心部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った中心部分）に加わる応力よりも大きくなる。つまり、回転軸から相対的に遠いトーションバー１２３０の縁部分に加わる応力が、回転軸に相対的に近いトーションバー１２３０の中心部分に加わる応力よりも大きくなる。つまり、可動部１２０が遥動することに伴ってトーションバー１２３０に加わる応力は、回転軸から相対的に遠くなるほど加わりやすくなる。

このような応力の加わり方を考慮すれば、回転軸から遠くなるほど幅が細くなっている（つまり、バネ定数が小さくなっている）複数のトーションバー２３０を備える第１実施例のアクチュエータ１によれば、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０（つまり、幅が相対的に細いトーションバー２３０であり、バネ定数が相対的に小さいトーションバー２３０）に応力が加わりやすくなる。しかるに、幅が相対的に細いがゆえにバネ定数が相対的な小さくなるため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０に加わる応力は緩和される。言い換えれば、幅が相対的に細いがゆえにバネ定数が相対的に小さくなるため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０が相対的に柔らかくなり、結果として、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０に加わる応力は緩和される。このため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０の破壊が好適に防止又は抑止される。

一方で、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０（つまり、幅が相対的に太いトーションバー２３０であり、バネ定数が相対的に大きいトーションバー２３０）には、それほど大きな応力が加わることはない。このため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の破壊もまた好適に防止又は抑止される。言い換えれば、幅が相対的に太いがゆえにバネ定数が相対的に大きくなるため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０が相対的に硬くなる。しかるに、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０にはそれほど大きな応力が加わることがないため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の破壊もまた好適に防止又は抑止される。

このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバー２３０の幅（或いは、バネ定数）が調整されるため、複数のトーションバー２３０の破壊が好適に防止又は抑止される。

加えて、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しつつ、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の幅を相対的に太くすることができる（つまり、バネ定数を相対的に大きくすることができる）。尚、図３に示す比較例のアクチュエータでは、トーションバー１２３０の幅を太くすることで当該トーションバー１２３０のバネ定数を大きくすることができるものの、トーションバー１２３０の幅が太くなった分だけトーションバー１２３０が破壊されやすくなってしまう。しかるに、第１実施例のアクチュエータ１によれば、トーションバー２３０の破壊とトーションバー２３０のバネ定数の増大化との間のトレードオフの関係を考慮した上で、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しつつ、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０の幅を相対的に細くしつつ回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の幅を相対的に太くすることができる。このため、複数のトーションバー２３０全体としてのバネ定数を相対的に大きくすることができる。その結果、複数のトーションバー２３０全体としてのバネ定数に応じて定まる可動部１２０の遥動の周波数を相対的に大きくすることができる。特に、第１実施例のアクチュエータ１がヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に適用される場合には、一対のトーションバー１３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｘ軸を回転軸とする遥動）によって垂直走査を実現すると共に複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）によって水平走査を実現することが考えられる。この場合、映像の解像度を増加させるためには、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）の周波数を大きくすることが好ましい。従って、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数の一対のトーションバー２３０全体としてのバネ定数を相対的に大きくすることができるため、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）の周波数を大きくすることができる。その結果、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因して可動部１２０が遥動する周波数を大きくすることができる。

このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しながら、可動部１２０が遥動する周波数を大きくすることができる。

尚、アクチュエータ１は、一対のトーションバー１３０に代えて、内側支持体２１０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー１３０（つまり、複数の一対のトーションバー２３０と同様のトーションバー）を備えていてもよい。つまり、アクチュエータ１は、一対のトーションバー１３０に代えて、内側支持体２１０の回転軸から遠くなればなるほど幅が細くなる複数の一対のトーションバー１３０を備えていてもよい。或いは、アクチュエータ１は、内側支持体２１０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー１３０を備える場合には、可動部１２０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー２３０に代えて、一対のトーションバー２３０（つまり、一対のトーションバー１３０と同様のトーションバー）を備えていてもよい。

（２）第２実施例
続いて、図４を参照して、第２実施例のアクチュエータ２について説明する。図４は、第２実施例のアクチュエータ２が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図４に示すように、第２実施例のアクチュエータ２は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに代えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の長さ（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の長手方向に沿った長さ）が調整されているという点で異なっている。第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。

具体的には、図４に示すように、第２実施例では、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど短くなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど短くなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、回転軸に近いトーションバー２３０ほど短くなるように調整されている。

具体的に、図４に示すように、複数のトーションバー２３０が、(i)回転軸からの距離がＤ１となる２つのトーションバー２３０ａと、(ii)回転軸からの距離がＤ２（但し、Ｄ２＜Ｄ１）となる２つのトーションバー２３０ｂと、(iii)回転軸上に位置する（つまり、回転軸からの距離がゼロとなる）トーションバー２３０ｃとを含む例について説明する。このとき、トーションバー２３０ａの長さをＬａとし、トーションバー２３０ｂの長さをＬｂとし、トーションバー２３０ｃの長さをＬｃとすると、Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃという関係が成立するように、複数のトーションバー２３０の長さが調整されている。

尚、中心のトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０（例えば、トーションバー２３０ａ）の長さが相対的に中心側に位置するトーションバー（例えば、トーションバー２３０ｃ）の長さよりも長くなるように、調整されているとも言える。

ここで、トーションバー２３０の長さが長くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の長さが短くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第２実施例のアクチュエータ２によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さが調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど小さくなっている。従って、第２実施例のアクチュエータ２であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

（３）第３実施例
続いて、図５を参照して、第３実施例のアクチュエータ３について説明する。図５は、第３実施例のアクチュエータ３が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第２実施例のアクチュエータ２が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図５に示すように、第３実施例のアクチュエータ３は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに加えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の長さ（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の長手方向に沿った長さ）が調整されているという点で異なっている。つまり、第３実施例のアクチュエータ３は、第１実施例のアクチュエータ１の構成要素と第２実施例のアクチュエータ２の構成要素とが組み合わせられたアクチュエータに相当する。第３実施例のアクチュエータ３のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。

このような第３実施例のアクチュエータ３であっても、第１実施例のアクチュエータ１及び第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第３実施例のアクチュエータ３によれば、複数のトーションバー２３０の幅及び長さの双方が調整されるため、複数のトーションバー２３０のバネ定数をより一層高精度に調整することができる。

（４）第４実施例
続いて、図６を参照して、第４実施例のアクチュエータ４について説明する。図６は、第４実施例のアクチュエータ４が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第３実施例のアクチュエータ３が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図６に示すように、第４実施例のアクチュエータ４は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０の夫々が可動部１２０及び内側支持体２１０の双方に食い込むような形状を有しているという点で異なっている。第４実施例のアクチュエータ４のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。

より具体的には、可動部１２０と複数のトーションバー２３０の夫々とが接続する可動部１２０上の領域部分には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さを調整するための切り込みが形成されている。つまり、第２実施例や第３実施例では可動部１２０の一部を構成していた領域部分が、第４実施例では、複数のトーションバー２３０の一部を構成する領域部分（つまり、複数のトーションバー２３０の長さを長くするための領域部分）として取り扱われている。

同様に、内側支持体２１０と複数のトーションバー２３０の夫々とが接続する内側支持体２１０上の領域部分には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さを調整するための切り込みが形成されている。つまり、第２実施例や第３実施例では内側支持体２１０の一部を構成していた領域部分が、第４実施例では、複数のトーションバー２３０の一部を構成する領域部分（つまり、複数のトーションバー２３０の長さを長くするための領域部分）として取り扱われている
このような第４実施例のアクチュエータ４であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第４実施例のアクチュエータ４は、複数のトーションバー２３０の長さを調整するために内側支持体２１０及び可動部１２０を複数のトーションバー２３０側に向かって張り出させる又は飛び出させなる形状（図４及び図５の内側支持体２１０及び可動部１２０の形状参照）を有していなくともよい。

尚、図６は、複数のトーションバー２３０の夫々が可動部１２０及び内側支持体２１０の双方に食い込むような形状を有しているアクチュエータ４について説明している。しかしながら、アクチュエータ４は、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一つが可動部１２０及び内側支持体２１０の少なくともに食い込むような形状を有していてもよい。

（５）第５実施例
続いて、図７を参照して、第５実施例のアクチュエータ５について説明する。図７は、第５実施例のアクチュエータ５が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第４実施例のアクチュエータ４が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図７に示すように、第５実施例のアクチュエータ５は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一部が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向（図７中のＹ軸の方向）に伸長するのみならず、当該方向から折れ曲がった方向（図７中のＸ軸の方向）にも伸長しているという点で異なっている。第５実施例のアクチュエータ５のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。

尚、図７は、アクチュエータ５が奇数本のトーションバー２３０を備えている例を示している。この場合、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。つまり、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向から折れ曲がった方向には伸長していないことが好ましい。尚、図７は、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が可動部１２０の回転軸から外れた位置に配置されている場合には、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。或いは、複数のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が可動部１２０の回転軸から外れた位置に配置されている場合には、回転軸に最も近いと共に回転軸に対して線対称となる少なくとも二つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。

このような第５実施例のアクチュエータ５であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第５実施例のアクチュエータ５によれば、複数のトーションバー２３０が占有するスペースが増大することを抑制しつつ、複数のトーションバー２３０の長さを好適に調整することができる。

加えて、第５実施例のアクチュエータ５によれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が折れ曲がった形状を有していない。このため、折れ曲がった形状を有していないトーションバー２３０が存在することに起因して、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０は、折れ曲がった形状を有していてもよい。

（６）第６実施例
続いて、図８を参照して、第６実施例のアクチュエータ６について説明する。図８は、第６実施例のアクチュエータ６が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第５実施例のアクチュエータ５が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図８に示すように、第６実施例のアクチュエータ６は、第５実施例のアクチュエータ５と比較して、偶数本のトーションバー２３０を備えているという点で異なっている。第６実施例のアクチュエータ６のその他の構成要素については、第５実施例のアクチュエータ５のその他の構成要素と同一であってもよい。

この場合、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。つまり、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向から折れ曲がった方向には伸長していないことが好ましい。尚、図８は、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃが回転軸に最も近い位置に位置する例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０以外の他のトーションバー２３０が回転軸に最も近い位置に位置する場合には、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。或いは、複数のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０以外の他のトーションバー２３０が回転軸に最も近い位置に位置する場合には、回転軸に最も近いと共に回転軸に対して線対称となる少なくとも二つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。

このような第６実施例のアクチュエータ６であっても、第５実施例のアクチュエータ５が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。加えて、第６実施例のアクチュエータ６によれば、アクチュエータ６が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合であっても、第５実施例のアクチュエータ５と同様に、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い二つのトーションバー２３０は、折れ曲がった形状を有していてもよい。

（７）第７実施例
続いて、図９を参照して、第７実施例のアクチュエータ７について説明する。図９は、第７実施例のアクチュエータ７が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第６実施例のアクチュエータ６が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図９に示すように、第７実施例のアクチュエータ７は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一部が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向（図７中の上から下に向かう方向）に伸長するのみならず、当該方向とは逆の方向（図７中の下から上に向かう方向）又は当該方向から見て折り返された方向（つまり、当該方向を基準として、少なくとも９０°以上の角度を有しており返された方向であって、図７中の下から上に向かう方向）にも伸長しているという点で異なっている。第７実施例のアクチュエータ７のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。

尚、図９は、アクチュエータ７が奇数本のトーションバー２３０を備えている例を示している。従って、第７実施例のアクチュエータ７においても、第５実施例のアクチュエータ５と同様に、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。但し、アクチュエータ７が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合には、第６実施例のアクチュエータ６と同様に、回転軸に最も近い中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。

このような第７実施例のアクチュエータ７であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第７実施例のアクチュエータ７によれば、複数のトーションバー２３０が占有するスペースが増大することを抑制しつつ、複数のトーションバー２３０の長さを調整することができる。

加えて、第７実施例のアクチュエータ７によれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が折り返された形状を有していない。このため、折り返された形状を有していないトーションバー２３０が存在することに起因して、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０は、折り返された形状を有していてもよい。

（８）第８実施例
続いて、図１０を参照して、第８実施例のアクチュエータ８について説明する。図１０は、第８実施例のアクチュエータ８が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第７実施例のアクチュエータ７が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図１０に示すように、第８実施例のアクチュエータ８は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに代えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されているという点で異なっている。第８実施例のアクチュエータ８のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。

具体的には、第８実施例では、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど大きくなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど大きくなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど大きくなるように調整されている。

第８実施例では、複数のトーションバー２３０の夫々の密度を調整するために、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一つに孔２３１が形成されている。尚、孔２３１は、トーションバー２３０を貫通する孔２３１（いわゆる、開口）であってもよいし、トーションバー２３０を貫通しない孔２３１（いわゆる、凹部）であってもよいし、トーションバー２３０の内部に形成された（言い換えれば、外部に現れない）孔２３１（いわゆる、空隙）であってもよい。特に、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど少なくなっていてもよい。これにより、複数のトーションバー２３０の夫々の密度が、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど小さくなる。

ここで、トーションバー２３０の密度が小さくなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の密度が大きくなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第８実施例のアクチュエータ８によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度が調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなっている。従って、第８実施例のアクチュエータ８であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

尚、図８は、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の数を、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど少なくすることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整される例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の大きさ（例えば、径や深さ等）を、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど大きくすることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。或いは、複数のトーションバー２３０の夫々を構成する材料を変えることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。或いは、その他の何らかの手法を用いて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。いずれの場合であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

（９）第９実施例
続いて、図１１を参照して、第９実施例のアクチュエータ９について説明する。図１１は、第９実施例のアクチュエータ９の構成の一例を示す平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第８実施例のアクチュエータ８が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図１１に示すように、第９実施例のアクチュエータ９は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０の夫々の伸長態様が異なるという点で異なっている。第９実施例のアクチュエータ９のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。

具体的には、複数のトーションバー２３０のうち回転軸に相対的に近いトーションバー２３２は、可動部１２０から内側支持体２１０に向かって直線状に伸長している。一方で、複数のトーションバー２３０のうち回転軸から相対的に遠いトーションバー２３３は、内側支持体２１０の内側の外縁に沿って曲線状に又は折れ線状に伸長している。

このような第９実施例のアクチュエータ９であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

（１０）第１０実施例
続いて、図１２を参照して、第１０実施例のアクチュエータ１０について説明する。図１２は、第１０実施例のアクチュエータ１０の構成の一例を示す平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第９実施例のアクチュエータ９が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。

図１２に示すように、第１０実施例のアクチュエータ１０は、可動部１２０の２軸駆動を行う第１実施例のアクチュエータ１と比較して、可動部１２０の１軸駆動を行うという点で異なっている。具体的には、第１０実施例のアクチュエータ１０は、外側支持体１１０と、複数の一対のトーションバー２３０と、可動部１２０と、一対の永久磁石１６０と、一対の電源端子１７０とを備えている。つまり、第１０実施例のアクチュエータ１０は、一対のトーションバー１３０と、内側支持体２１０とを備えていないという点で、第１実施例のアクチュエータ１とは異なる。

外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。即ち、外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板の一部が除去されることにより間隙が形成されることで形成されている。このときの形成プロセスとして、ＭＥＭＳプロセスが用いられることが好ましい。尚、シリコン基板に代えて、任意の弾性材料から、外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０が一体的に形成されてもよい。

外側支持体１１０は、可動部１２０を取り囲むような枠形状を有しており、可動部１２０の両側に位置する（言い換えれば、可動部１２０の両側から当該可動部１２０を挟み込む）複数の一対のトーションバー２３０によって可動部１２０と接続されている。

可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向（つまり、複数の一対のトーションバー２３０の長手方向であって、図１２中Ｘ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように複数の一対のトーションバー２３０によって外側支持体１１０に軸支されている。可動部１２０の表面には、レーザ光を反射する不図示のミラーが形成される。可動部１２０の表面には、駆動コイル１４０が形成されている。但し、駆動コイル１４０は、可動部１２０の内部に形成されてもよい。

複数の一対のトーションバー２３０の夫々は、可動部１２０が外側支持体１１０に対して揺動可能なように、可動部１２０と外側支持体１１０とを接続する。複数の一対のトーションバー２３０の弾性によって、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、可動部１２０は、図１２におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。

駆動コイル１４０には、外側支持体１１０上に形成されている一対の電源端子１７０及び当該一対の電源端子１７０と駆動コイル１４０とを電気的に接続するための配線１５０であって且つ複数の一対のトーションバー２３０上に形成された配線１５０を介して、電源から制御電流が供給される。制御電流は、可動部１２０を遥動させるための制御電流であって、典型的には、可動部１２０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分を含む交流電流である。尚、電源は、アクチュエータ１自身が備えている電源であってもよいし、アクチュエータ１の外部に用意される電源であってもよい。

このような第１０実施例のアクチュエータ１０が動作する（具体的には、可動部１２０が遥動する）場合には、まず、電源から、電源端子１７０及び配線１５０を介して、駆動コイル１４０に対して制御電流が供給される。このとき駆動コイル１４０に対して供給される制御電流は、可動部１２０を遥動させるための信号（具体的には、可動部１２０の遥動の周期に同期した信号）を含む電流であることが好ましい。一方で、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０によって静磁界が印加されている。従って、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因した力（つまり、ローレンツ力）が生ずる。その結果、駆動コイル１４０が形成されている可動部１２０は、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力によって遥動する。つまり、可動部１２０は、図１２におけるＸ軸を回転軸として回転するように遥動する。

このように、第１０実施例のアクチュエータ１０によれば、可動部１２０の１軸駆動が行われる。そして、可動部１２０の１軸駆動を行うアクチュエータ１０であっても、複数の一対のトーションバー２３０を備えているため、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。

尚、第１実施例から第１０実施例で説明した各構成の一部を適宜組み合わせてもよい。この場合であっても、第１実施例から第１０実施例で説明した各構成の一部を適宜組み合わせることで得られるアクチュエータは、上述した各種効果を好適に享受することができる。

本発明は、前述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或い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アクチュエータもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

１１０ 外側支持部
２１０ 内側支持部
１２０ 可動部
１３０ トーションバー
２３０ トーションバー
２３１ 孔
１４０ 駆動コイル
１５０ 配線
１６０ 永久磁石

Claims (1)

1. 可動部を支持する支持部と、
   長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部を揺動可能に、前記可動部と前記支持部とを接続する複数のトーションバーと
   を備え、
   前記複数のトーションバーは、当該トーションバーの短手方向に沿って前記回転軸に対して線対称に配列され、
   前記複数のトーションバーの夫々の長さは、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど長くなり、
   前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向と交わる方向に少なくとも１回以上折れ曲がった形状を有しており、
   前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折れ曲がった形状を有していないアクチュエータ。

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