WO2012172652A1 - 駆動装置 - Google Patents

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WO2012172652A1
WO2012172652A1 PCT/JP2011/063680 JP2011063680W WO2012172652A1 WO 2012172652 A1 WO2012172652 A1 WO 2012172652A1 JP 2011063680 W JP2011063680 W JP 2011063680W WO 2012172652 A1 WO2012172652 A1 WO 2012172652A1
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vibration
axis
driven
along
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PCT/JP2011/063680
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純 鈴木
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パイオニア株式会社
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    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
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    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
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    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
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    • B06B2201/50—Application to a particular transducer type
    • B06B2201/52—Electrodynamic transducer
    • B06B2201/53—Electrodynamic transducer with vibrating magnet or coil

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a driving device such as a MEMS scanner that rotates a driven object such as a mirror.
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • a display field in which light incident from a light source is scanned with respect to a predetermined screen region to embody an image, or light reflected by scanning light with respect to a predetermined screen region.
  • a micro-structured mirror driving device optical scanner or MEMS scanner
  • a mirror driving device includes a fixed main body serving as a base, a mirror rotatable around a predetermined central axis, and a torsion bar (twisting member) that connects or joins the main body and the mirror.
  • the structure provided is known (refer patent document 1).
  • a configuration in which a mirror is driven using a coil and a magnet is generally used.
  • a configuration in which a coil is directly attached to a mirror can be given as an example.
  • a force in the rotational direction is applied to the mirror by the interaction between the magnetic field generated by passing a current through the coil and the magnetic field of the magnet, and as a result, the mirror is rotated.
  • a configuration in which the coil is attached to the base that indicates the mirror is also assumed.
  • a configuration in which a mirror is driven using a coil and a magnet that is, electromagnetic force
  • a configuration in which the mirror is driven using, for example, a piezoelectric force by a piezoelectric element or an electrostatic force by an electrode is also assumed.
  • the present invention provides a sensitivity for rotating the mirror (that is, the rotation of the mirror with respect to a unit power for generating electromagnetic force, piezoelectric power, electrostatic force, etc.). It is an object to provide a driving device (that is, a MEMS scanner) capable of saving power by relatively increasing the size or amplitude).
  • the driving device connects the first base portion, the second base portion surrounded 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 center 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 as a central axis, and the driven part and the second elastic part.
  • An application unit that applies an excitation force to the second base unit to rotate the driven unit so that the driven unit rotates while resonating with an axis along the one direction as a central axis at a fixed resonance frequency. And the application unit is arranged along the other direction.
  • the excitation force is applied so that the second base portion deforms and vibrates in a standing wave shape, and the resonance frequency of the second base portion is the same as the resonance frequency of the driven portion. is there.
  • the driving apparatus of the present embodiment connects the first base portion, the second base portion surrounded 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 that rotates the axis along the other direction as a central axis, the rotatable driven part, the second base part and the driven part, and A second elastic part having elasticity that rotates the driven part about an axis along one direction different from the other direction as a central axis, and a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part.
  • An application unit that applies an excitation force to the second base unit so as to rotate the driven unit so that the driven unit rotates while resonating with an axis along the one direction as a central axis;
  • the application unit includes the second base unit along the other direction.
  • the excitation force added to deform vibrate and the deformation vibrations in the standing wave shape becomes resonant, resonant frequency and the second base portion resonates is the same as the resonant frequency of the driven unit.
  • the first base portion serving as a base and the second base portion surrounded by the first base portion are elastically provided by a first elastic portion (for example, a torsion bar described later). Connected directly or indirectly. Furthermore, the second base portion and a driven portion (for example, a mirror described later) rotatably arranged are directly or indirectly by a second elastic portion (for example, a torsion bar described later) having elasticity. It is connected to the.
  • the second base part is centered on the axis along the other direction by the elasticity of the first elastic part (for example, the elasticity that the second base part can be rotated about the axis along the other direction as the central axis). It is driven to rotate as a shaft.
  • the driven part has the axis along the one direction as the central axis by the elasticity of the second elastic part (for example, the elasticity that the driven part can be rotated about the axis along the one direction as the central axis). Driven by rotation.
  • the driven unit rotates while resonating about the axis along one direction at the resonance frequency determined by the driven unit and the second elastic unit by the operation of the applying unit.
  • Excitation force is applied.
  • the application unit has a resonance frequency determined by the moment of inertia around the axis along one direction of the driven part (that is, around the rotation axis of the driven part) and the torsion spring constant of the second elastic part. An excitation force is applied so that the driven part rotates about an axis along one direction as a central axis.
  • the second base portion is elastic of the first elastic portion (for example, elasticity that can rotate the second base portion around an axis along another direction as a central axis).
  • the driven part connected via the second base part and the second elastic part is also rotationally driven with the axis along the other direction as the central axis. That is, the drive device of the present embodiment can realize the biaxial rotation drive of the driven part.
  • multi-axis rotational drive of two or more axes may be performed.
  • the second base portion to which minute vibration is applied deforms and vibrates in a standing wave shape (that is, in a standing wave shape) along the other direction.
  • the deformation vibration of the second base portion becomes resonance. That is, the external appearance of the second base portion is deformed so that a part thereof becomes an antinode of deformation vibration and the other part becomes a node of deformation vibration. Due to the deformation vibration of the second base portion, a belly and a node appear along other directions. Since the deformation vibration of the second base portion is performed in accordance with a so-called standing wave waveform, the positions of its antinodes and nodes are substantially fixed.
  • the resonance frequency at which the second base portion resonates (that is, the frequency of deformation vibration of the second base portion) is the same as the resonance frequency of the driven portion.
  • the term “same” here means not only literally the same, but also a broad meaning including a state including a margin that can be regarded as substantially the same. For this reason, it becomes easy to take synchronization between the period of deformation vibration of the second base part and the period of rotation of the driven part. Therefore, by properly synchronizing the period of the deformation vibration of the second base part and the period of the rotation of the driven part, the driven part can be made more in comparison with the case where the second base part is not subjected to the deformation vibration.
  • the rotation amount of the driven portion depends only on the rotation amount of the driven portion itself.
  • the amount of rotation of the driven portion depends on not only the amount of rotation of the driven portion itself but also the amount of vibration due to the deformation vibration of the second base portion. become. Therefore, according to the driving device of the present embodiment, when a slight vibration is applied using the same electric power, compared to the rotation amount of the driven part when the second base part is not deformed and vibrated, The amount of rotation of the drive unit can be increased. That is, it is possible to increase the amplitude of the driven unit per unit power (rotation amplitude, which is substantially sensitivity).
  • phase of the deformation vibration of the second base portion and the phase of the driven portion may be in phase or in phase.
  • the rigidity of a part of the second base portion is higher than the rigidity of the other part of the second base portion.
  • the second base portion can be easily deformed and oscillated in a standing wave shape along other directions.
  • the rigidity of the part of the second base part is the first part. 2 Bending rigidity along the other direction of the second base portion is higher than the rigidity of the other part of the two base portions, so that the bending rigidity along the one direction of the second base portion is You may comprise so that it may become lower.
  • a portion of the second base portion is configured such that the bending stiffness along the other direction of the second base portion is lower than the bending stiffness along the one direction of the second base portion.
  • the rigidity of the part may be higher than the rigidity of the other part of the second base part.
  • the bending rigidity along one direction of the second base part and the bending rigidity along the other direction are adjusted by adjusting the rigidity of the second base part.
  • the bending stiffness along the other direction of the second base portion is lower than the bending stiffness along the one direction of the second base portion. Accordingly, the second base portion is relatively easy to bend along the other direction, but is relatively difficult to bend along the one direction. For this reason, it is possible to easily deform and vibrate the second base portion in a standing wave shape along the other direction.
  • the mass of a part of the second base part is higher than the rigidity of the other part of the second base part.
  • the second base portion since the mass of the second base portion is adjusted, the second base portion can be easily deformed and oscillated in a standing wave shape along other directions.
  • the mass of the part of the second base part is the first part.
  • the bending stiffness along the other direction of the second base portion is higher than the mass of the other part of the two base portions, so that the bending stiffness along the one direction of the second base portion is increased. You may comprise so that it may become lower.
  • a portion of the second base portion is configured such that the bending stiffness along the other direction of the second base portion is lower than the bending stiffness along the one direction of the second base portion.
  • the mass of the part may be higher than the mass of some other part of the second base portion.
  • the bending stiffness along one direction of the second base portion and the bending stiffness along the other direction are adjusted by adjusting the mass of the second base portion.
  • the bending stiffness along the other direction of the second base portion is lower than the bending stiffness along the one direction of the second base portion. Accordingly, the second base portion is relatively easy to bend along the other direction, but is relatively difficult to bend along the one direction. For this reason, it is possible to easily deform and vibrate the second base portion in a standing wave shape along the other direction.
  • the driven part is connected to a location corresponding to a node in the deformation vibration of the second base part via the elastic part.
  • each of the driven parts is connected to a location corresponding to a node in the deformation vibration of the second base part. For this reason, while preventing the movement of the driven part in the vertical direction (specifically, the direction perpendicular to the one direction and the other direction and perpendicular to the surface of the second base part) The amount of rotation of the driven part can be increased compared to the case where the second base part is not deformed and vibrated.
  • the rigidity of the portion corresponding to the node in the deformation vibration of the second base portion is higher than the rigidity of the portion other than the node in the deformation vibration of the second base portion.
  • the second base portion can be easily deformed and oscillated in a standing wave shape along the other direction.
  • the mass of the portion corresponding to the node in the deformation vibration of the second base portion is smaller than the mass of the portion other than the node in the deformation vibration of the second base portion.
  • the second base portion can be easily deformed and oscillated in a standing wave shape along the other direction.
  • the excitation force is non-directional fine vibration or anisotropic fine vibration as non-directional vibration energy.
  • the application unit applies the minute vibration to the second base portion so that the minute vibration propagates through the structure called the second base portion. That is, instead of applying a force that directly twists the second base part itself, the application unit applies the excitation energy (in other words, wave energy) for rotating the driven part with fine vibration propagating in the structure.
  • the excitation energy in other words, wave energy
  • the application unit is used to rotate the driven part with micro vibrations that propagate in the structure as energy (in other words, energy that expresses the force without changing the force of “vibration” into vibration).
  • wave energy Such fine vibration (in other words, wave energy propagating in the structure) becomes a force having no directionality at least in the stage of propagation in the structure.
  • the wave energy propagating in the second base portion as micro vibrations propagates in the second base portion in an arbitrary direction.
  • this micro vibration is generated as wave energy from, for example, a structure such as the second base portion to the second elastic portion (further, from the second base portion to the driven portion via the second elastic portion). It is transmitted.
  • the fine vibration in other words, wave energy
  • the fine vibration causes the second elastic portion to vibrate in a direction corresponding to the elasticity of the second elastic portion itself, or according to the elasticity of the second elastic portion.
  • this wave energy can be taken out as vibrations in all directions without limiting the direction of micro vibrations. That is, the wave energy propagated in the second base portion can be extracted outside in the form of vibration (more specifically, resonance), and as a result, the driven portion can be rotated.
  • the driven part when the driven part is rotationally driven by applying a so-called directional force (for example, the second base part itself is largely twisted in the rotational direction of the driven part, and the twist is second elastic
  • a force having a directionality to rotate the driven part around the axis along one direction that is, the second
  • the arrangement position of the application unit must be appropriately set so that a force having such directionality can be applied. That is, when a force having directionality is applied, the arrangement position of the application unit is limited depending on the direction in which the force is applied.
  • the arrangement position of the application unit is not limited.
  • the arrangement position of the application unit is not limited depending on the direction of rotation of the driven unit. That is, no matter what the position of the application unit is set, the micro-vibration (that is, nondirectional force) applied from the application unit is driven using the elasticity of the second elastic unit.
  • the part can be rotated with an axis along one direction as a central axis. Thereby, the freedom degree of design of a drive device can be increased relatively.
  • wave energy propagating in the second base portion as non-directional fine vibration or anisotropic fine vibration can be propagated in any direction in the second base portion.
  • the “non-directional fine vibration” or “anisotropic fine vibration” may be, for example, a fine vibration in a direction uncorrelated with the rotation direction of the driven part.
  • the wave energy can be extracted as vibrations in all directions without limiting the direction of the fine vibration. That is, the wave energy propagated in the second base portion can be extracted outside in the form of vibration (more specifically, resonance), and as a result, the driven portion can be rotated.
  • the application unit is a rotation direction having an axis along the one direction as a central axis. You may comprise so that the said fine vibration produced by the force which acts on a different direction may be added.
  • the application unit when applying the fine vibration, the application unit firstly has a direction different from the rotation direction having the axis along one direction as the central axis (that is, the rotation direction of the driven unit). Generate an acting force. As will be described in detail later with reference to the drawings, this force is applied to the second base portion as fine vibrations (in other words, wave energy). In other words, it is possible to apply a minute vibration (in other words, a minute vibration or wave energy generated by converting the force) caused by a force acting in a direction different from the rotation direction with the axis along one direction as the central axis. . Therefore, the various effects described above can be suitably enjoyed.
  • the application unit is a force acting in a direction along the surface of the driven unit at rest It may be configured to apply the fine vibration generated by the above.
  • the application unit when applying the slight vibration, the application unit firstly has a direction along the surface of the driven unit at rest (in other words, at the initial placement) (that is, in-plane direction). Generate an acting force.
  • this force is applied to the second base portion as fine vibrations (in other words, wave energy). That is, it is possible to apply a minute vibration (in other words, a minute vibration or wave energy generated by converting the force) caused by a force acting in a direction along the surface of the driven part at rest. Therefore, the various effects described above can be suitably enjoyed.
  • the application unit has the second base portion as a central axis about the axis along the other direction.
  • the driven part rotates at a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part while resonating about the axis along the one direction as a central axis.
  • the excitation force for rotating the driven part may be applied to the second base part.
  • the second base portion (in other words, the driven portion supported by the second base portion) is rotated by the operation of the application portion so that the axis along the other direction rotates about the central axis. Vibration is applied. At the same time, this slight vibration rotates the driven part while resonating with the axis along one direction as the central axis at a resonance frequency determined by the driven part and the second elastic part. That is, in this aspect, a minute vibration for performing the biaxial rotation drive of the driven part is applied from the same application part (in other words, a single application part).
  • a driven part when a driven part is biaxially rotated by applying a so-called directional force (for example, the first base part or the second base part itself is largely twisted in the rotational direction of the driven part.
  • a so-called directional force for example, the first base part or the second base part itself is largely twisted in the rotational direction of the driven part.
  • a force having a directionality to rotate as an axis that is, a force having a directionality to twist a structure such as the second base portion in a rotation direction having an axis along one direction as a central axis
  • a force having directionality to rotate the driven part about the axis along the other direction as a central axis that is, the structure such as the first base part and the second base part along the other direction.
  • Directionality to twist in the direction of rotation around the axis It is necessary to apply a force) with the other application unit.
  • the drive device usually includes two or more application parts (that is, two or more drive sources). Must be.
  • the driven part is biaxially rotated by applying a directional force, only one force acting in one direction can be applied from one application part.
  • the driving device must include the above-described application unit (that is, two or more driving sources).
  • the driven part can be driven to rotate biaxially by applying a non-directional force due to micro vibration.
  • the minute vibration applied from one application unit causes the elasticity of the first elastic portion and the second elastic portion (that is, the driven portion is Axis that rotates the driven part in one direction using the elasticity that rotates the axis along one direction as the central axis and the elasticity that rotates the driven part around the axis along the other direction)
  • the driven part can be rotated about the axis along the other direction as the central axis. That is, in this aspect, even when the driven part is driven in a biaxial rotation, it is not always necessary to provide two application parts. For this reason, the fine vibration for performing the biaxial rotation drive of the driven part can be applied using a single application part (in other words, a single drive source).
  • the first base portion, the second base portion, the first elastic portion, the driven portion, the second elastic portion, and the applying portion are provided.
  • the application unit applies a slight vibration so that the second base unit deforms and vibrates in a standing wave shape along the other direction, and the resonance frequency at which the second base unit resonates is a driven unit. Is the same as the resonance frequency. Therefore, the driven part can be suitably rotated.
  • FIG. 1 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS scanner 100 of the first embodiment.
  • the MEMS scanner 100 of the first embodiment includes a first base 110-1, first torsion bars 120a-1 and 120b-1, a second base 110-2, and a second torsion bar. 120a-2 and 120b-2, a mirror 130, and a drive source unit 160.
  • the first base 110-1 has a frame shape with a gap inside. That is, the first base 110-1 has two sides extending in the Y-axis direction in FIG. 1 and two sides extending in the X-axis direction (that is, the axis direction orthogonal to the Y-axis) in FIG. And a frame shape having a gap surrounded by two sides extending in the Y-axis direction and two sides extending in the X-axis direction.
  • the first base 110-1 has a square shape.
  • the first base 110-1 is not limited to this.
  • the first base 110-1 has other shapes (for example, a rectangular shape such as a rectangle or a circular shape). Shape etc.).
  • the first base 110-1 is a structure that is the basis of the MEMS scanner 100 of the first embodiment, and is fixed to a substrate or a support member (not shown) (in other words, the MEMS scanner 100). It is preferably fixed inside the system).
  • FIG. 1 shows an example in which the first base 110-1 has a frame shape
  • the first base 110-1 may have other shapes.
  • the first base 110-1 may have a U-shape in which a part of the first base 110-1 is an opening.
  • the first base 110-1 may have a box shape with a gap inside. That is, the first base 110-1 is orthogonal to the two surfaces distributed on the plane defined by the X axis and the Y axis, and the Z axis (not shown) (that is, both the X axis and the Y axis).
  • the shape of the first base 110-1 may be arbitrarily changed according to the manner in which the mirror 130 is disposed.
  • the first torsion bar 120a-1 is an elastic member such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron-based alloy, other metal, resin, or the like.
  • the first torsion bar 120a-1 is disposed so as to extend in the direction of the X axis in FIG.
  • the first torsion bar 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.
  • the first torsion bar 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, depending on the setting condition of the resonance frequency described later. Also good.
  • One end 121a-1 of the first torsion bar 120a-1 is connected to the inner side 115-1 of the first base 110-1.
  • the other end 122a-1 of the first torsion bar 120a-1 is an outer side of the second base 110-2 that faces the inner side 115-1 of the first base 110-1 along the X-axis direction. 117-2.
  • the first torsion bar 120b-1 is an elastic member such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron alloy, other metal, resin, or the like.
  • the first torsion bar 120b-1 is disposed so as to extend in the direction of the X axis in FIG.
  • the first torsion bar 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.
  • the first torsion bar 120b-1 has a short shape extending in the X-axis direction and a long shape extending in the Y-axis direction, depending on the setting condition of the resonance frequency described later. Also good.
  • One end 121b-1 of the first torsion bar 120b-1 is located on the inner side (in other words, a region portion) 115-1 (that is, the first torsion bar) along the X-axis direction.
  • the bar 120a-1 is connected to the inner side 116-1 of the first base 110-1 opposite to the inner side 115-1) of the first base 110-1 to which one end 121a-1 is connected.
  • the other end 122b-1 of the first torsion bar 120b-1 is an outer side of the second base 110-2 that faces the inner side 116-1 of the first base 110-1 along the X-axis direction. It is connected to 118-2.
  • the second base 110-2 has a frame shape with a gap inside. That is, the second base 110-2 has two sides extending in the Y-axis direction in FIG. 1 and two sides extending in the X-axis direction (that is, the axial direction perpendicular to the Y-axis) in FIG. And a frame shape having a gap surrounded by two sides extending in the Y-axis direction and two sides extending in the X-axis direction.
  • the second base 110-2 has a square shape.
  • the second base 110-2 is not limited to this.
  • the second base 110-2 has other shapes (for example, a rectangular shape such as a rectangle or a circular shape). Shape etc.).
  • the second base 110-2 is arranged to be suspended or supported by the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 in the space inside the first base 110-1.
  • the second base 110-2 is configured to rotate about the X-axis direction as a central axis by the elasticity of the first torsion bars 120a-1 and 120b-1.
  • FIG. 1 shows an example in which the second base 110-2 has a frame shape
  • the second base 110-2 may have other shapes.
  • the second base 110-2 may have a U-shape in which a part of the second base 110-2 is an opening.
  • the second base 110-2 may have a box shape with a gap inside. That is, the second base 110-2 is orthogonal to the two surfaces distributed on the plane defined by the X axis and the Y axis, and the Z axis (not shown) (that is, both the X axis and the Y axis).
  • the shape of the second base 110-2 may be arbitrarily changed according to the manner in which the mirror 130 is disposed.
  • the second torsion bar 120a-2 is an elastic member such as a spring made of, for example, silicon, copper alloy, iron-based alloy, other metal, resin, or the like.
  • the second torsion bar 120a-2 is arranged to extend in the direction of the Y axis in FIG.
  • the second torsion bar 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.
  • the second torsion bar 120a-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, depending on the setting state of the resonance frequency described later. Also good.
  • One end 121a-2 of the second torsion bar 120a-2 is connected to the inner side 111-2 of the second base 110-2.
  • the other end 122a-2 of the second torsion bar 120a-2 is connected to one side 131 of the mirror 130 facing the inner side 111-2 of the second base 110-2 along the Y-axis direction.
  • the second torsion bar 120b-2 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 second torsion bar 120b-2 is disposed so as to extend in the Y-axis direction in FIG.
  • the second torsion bar 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.
  • the second torsion bar 120b-1 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, depending on the setting state of the resonance frequency described later. Also good.
  • One end 121b-2 of the second torsion bar 120b-2 is located on the inner side 111-2 of the second base 110-2 along the Y-axis direction (that is, one end of the second torsion bar 120a-2). It is connected to the inner side 112-2 of the second base 110-2 opposite to the inner side 111-2) of the second base 110-2 to which the end 121a-2 is connected.
  • the other end 122b-2 of the second torsion bar 120b-2 is connected to the other side 132 of the mirror 130 facing the inner side 112-2 of the second base 110-2 along the direction of the Y-axis.
  • the mirror 130 is arranged to be suspended or supported by the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 in the gap inside the second base 110-2.
  • the mirror 130 is configured to rotate about the Y-axis direction as a central axis by the elasticity of the second torsion bars 120a-2 and 120b-2.
  • the drive source unit 160 applies a fine vibration necessary for rotating the mirror 130 about the axis along the Y-axis direction to the second base 110-2.
  • the arrangement mode may be arbitrarily determined.
  • the present invention is not limited to applying force to the second base 110-2, and may be configured to apply force to other positions (for example, the first base 110-1).
  • the drive source unit 160 is a drive source unit that applies a force due to electromagnetic force, and includes a coil 161 arranged along the frame shape of the second base 110-2, and the first base 110. Magnetic poles 162a and 162b fixed to -1.
  • a desired voltage is applied to the coil 161 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).
  • a voltage is applied to the coil 161 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).
  • a voltage By applying a voltage to the coil 161, a current flows, and electromagnetic interaction occurs between the coil 161 and the magnetic poles 162a and 162b.
  • electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated. This electromagnetic force is transmitted to the second base 110-2 as a slight vibration.
  • FIG. 2 is a plan perspective view showing the configuration of the back side of the second base 110-2 (specifically, the opposite side of the second base 110-2 shown in FIG. 1).
  • ribs 119 protruding from the surface of the second base 110-2 are formed in a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2.
  • the rib 119 may be formed integrally with the second base 110-2, or may be additionally disposed after the second base 110-2 is formed.
  • the rib 119 is not formed in the other partial area 110b of the frame shape of the second base 110-2.
  • the rigidity of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 is set to the rigidity of the other part of the region 110b of the frame shape of the second base 110-2. Higher than. In other words, in the rib 119, the rigidity of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 is higher than the rigidity of the other part of the region 110b in the frame shape of the second base 110-2. It is preferable that the second base 110-2 be formed so that a higher state can be realized.
  • the rigidity of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 is higher than the rigidity of the other part of the region 110b in the frame shape of the second base 110-2. It is preferable that the formation position, size, mass, rigidity, density, density, and the like of the ribs 119 are appropriately determined so that they can be realized.
  • the mass of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 (or the mass per unit length along the frame direction of the second base 110-2). Is larger than the mass of the other partial region 110b in the frame shape of the second base 110-2 (or the mass per unit length along the frame direction of the second base 110-2).
  • the rib 119 may be configured such that the mass of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 is larger than the mass of the other part of the region 110b in the frame shape of the second base 110-2. It is preferable that the second base 110-2 be formed so that a large state can be realized.
  • the mass of the partial area 110a in the frame shape of the second base 110-2 is larger than the mass of the other partial area 110b in the frame shape of the second base 110-2. It is preferable that the formation position, size, mass, rigidity, density, density, and the like of the ribs 119 are appropriately determined so that they can be realized.
  • the region 110a where the rib 119 is formed and the region 110b where the rib 119 is not formed are aligned along a direction (that is, a direction along the X axis) orthogonal to the rotation axis (that is, the Y axis) of the mirror 130 ( (Alternatively, they are alternately arranged.)
  • FIG. 2 shows an example in which the rib 119 is formed on the back side of the second base 110-2.
  • the rib 119 may be formed on the front side of the second base 110-2, may be formed on the side surface of the second base 110-2, or may be formed on the inner surface of the second base 110-2. Also good.
  • the rigidity of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 is set to be a part of the other part of the frame shape of the second base 110-2. You may implement
  • the mass of a part of the region 110a in the frame shape of the second base 110-2 may be changed to the other part of the frame shape of the second base 110-2.
  • the above-described state may be realized by making the density and material of the second base 110-2 different between the region 110a and the region 110b.
  • FIG. 3 is a plan view conceptually showing an operation mode of the MEMS scanner 100 according to the first embodiment.
  • a desired voltage is applied to the coil 161 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).
  • a voltage is applied to the coil 161 at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown).
  • a current flows, and electromagnetic interaction occurs between the coil 161 and the magnetic poles 162a and 162b.
  • electromagnetic force due to electromagnetic interaction is generated.
  • This electromagnetic force is transmitted to the second base 110-2 as fine vibration (or wave energy).
  • the direction of the electromagnetic force due to the electromagnetic interaction between the coil 161 and the magnetic pole 162a 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 161 and the magnetic pole 162b is from the front side to the back side in FIG.
  • this electromagnetic force rotates the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 in the direction corresponding to the elasticity of the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 itself.
  • rotating the second base 110-2 rotates about the axis along the X-axis direction as the central axis.
  • the second base 110-2 may repeat the rotation operation at a frequency equal to or lower than the resonance frequency of the mirror 130 described later within a predetermined angle range.
  • the second base 110-2 has a frequency (for example, 60 Hz) corresponding to the scanning period or frame rate of the display, for example. ) May be repeated.
  • the second base 110-2 repeats the rotation operation at the resonance frequency determined by the suspended portion including the second base 110-2 and the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 within a predetermined angle range. May be.
  • the second base 110-2 includes a suspended portion including the second base 110-2 (in other words, the second base 110-2 suspended by the first torsion bars 120a-1 and 120b-1). Including the suspended portion) and the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 may be rotated so as to resonate at a resonance frequency determined.
  • Resonance frequency (or (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (k1 / I1) N times or 1 / N times (where N is an integer equal to or greater than 1)).
  • the axis along the X-axis direction is the central axis It may be rotated in.
  • the electromagnetic force itself applied from the drive source unit 160 is different from the rotation direction of the mirror 130 (that is, the rotation direction with the direction along the Y axis as the central axis).
  • this electromagnetic force is transmitted to the second base 110-2 as fine vibration.
  • the drive source unit 160 is a fine vibration that propagates in the second base 110-2 while eliminating the twist in the rotational direction of the second base 110-2 itself with respect to the second base 110-2. Is added as wave energy.
  • the drive source unit 160 instead of applying a force that imparts a twist in the rotational direction to the second base 110-2 itself, uses the inside of the second base 110-2 as energy (in other words, a wave that expresses the force).
  • Such fine vibration becomes a force having no directivity when propagating in the second base 110-2.
  • the wave energy propagating in the second base 110-2 as a minute vibration propagates in the second base 110-2 in an arbitrary direction.
  • the second base 110-2 to which such a fine vibration is applied is a medium that propagates the fine vibration (in other words, wave energy) rather than the second base 110-2 itself becoming an oscillating object.
  • the slight vibration applied from the drive source unit 160 to the second base 110-2 is transmitted from the second base 110-1 to the second torsion bars 120a-2 and 120b-2.
  • the micro-vibration in other words, wave energy
  • the micro-vibration propagating through the second base 110-2 is caused to move in a direction corresponding to the elasticity of the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 itself.
  • the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 are rotated or the mirror 130 is rotated.
  • the micro vibration that has propagated through the second base 110-2 appears in the form of rotation of the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 and rotation of the mirror 130.
  • this wave energy can be taken out as vibrations in all directions without limiting the direction of micro vibrations. That is, the wave energy propagated in the second base 110-2 can be extracted outside in the form of vibration (more specifically, resonance), and as a result, the mirror 130 can be rotated. As a result, as shown in FIG. 3, the mirror 130 rotates about the axis along the Y-axis direction as the central axis. More specifically, the mirror 130 repeats the rotation operation at the resonance frequency within a predetermined angle range (in other words, repeats the reciprocating motion of rotation within the predetermined angle range).
  • the mirror 130 rotates so as to resonate at a resonance frequency determined according to the mirror 130 and the second torsion bars 120a-2 and 120b-2.
  • the mirror 130 is the Y axis of the mirror 130 (more specifically, a suspended portion including the mirror 130 and suspended by the second torsion bars 120a-2 and 120b-2).
  • a torsion spring constant of the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 For example, it is assumed that the moment of inertia about the axis along the Y axis of the mirror 130 is Ia and the torsion spring constant when the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 are regarded as one spring is ka.
  • the mirror 130 has a resonance frequency specified by (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (ka / Ia) (or N times or N minutes of (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (ka / Ia). So that it resonates at a resonance frequency of 1 (where N is an integer equal to or greater than 1). For this reason, the drive source unit 160 applies slight vibration in a manner synchronized with the resonance frequency so that the mirror 130 resonates at the resonance frequency described above.
  • the resonance frequency of the mirror 130 may change depending on the rigidity and mass (or moment of inertia) of the base supporting the rotating system including the rotating body called the mirror 130.
  • the resonance frequency of the mirror 130a is determined by the rigidity and mass of the first base 110-1, the first torsion bars 120a-1 and 120b-1, the second base 110-2, and the like that support a rotating system including a rotating body called the mirror 130. (Or moment of inertia).
  • an equation (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (ka / Ia) (or a parameter for specifying the equation) A resonance frequency obtained as a result of performing a predetermined correction operation on certain ka and Ia) may be handled as the actual resonance frequency of the mirror 130.
  • FIG. 4 is a plan view for explaining a force having no directivity due to the fine vibration applied from the drive source unit 160.
  • the description will be given using the drive source unit 160 having a configuration different from the drive source unit 160 shown in FIG.
  • the electromagnetic force as a minute vibration applied from the drive source unit 160 shown in FIG. 1 and the electromagnetic force as a minute vibration applied from the drive source unit 160 shown in FIG. 4 are actually the same force (that is, direction). Power without sex).
  • the drive source unit 160 is a transmission branch 160b, a first support plate 160-1c connected to the first base 110-1 via the transmission branch 160b, and in the Y-axis direction.
  • a first support plate 160-1c having first branches 160-1x and 160-1y opposed to each other along a second support plate 160-2c connected to the first base 110-2 via a transmission branch 160b.
  • the second support plate 160-2c having the second branches 160-2x and 160-2y facing each other along the direction of the Y-axis and wound on the first branches 160-1x and 160-1y, respectively.
  • a first coil 160-1z and a second coil 160-2z wound around each of the second branches 160-2x and 160-2y are provided.
  • the shapes and characteristics of the first branches 160-1x and 160-1y and the second branches 160-2x and 160-2y are the same, and the characteristics of the coil 160-1z wound around the first branch 160-1x ( For example, the number of turns, etc.) and the characteristics (eg, the number of turns, etc.) of the coil 160-1z wound around the first branch 160-1y are the same, and the coil 160-2z wound around the second branch 160-2x
  • the characteristics (for example, the number of windings) and the characteristics (for example, the number of windings) of the coil 160-2z wound around the second branch 160-2y are the same.
  • the first branch 160-1x and the second branch 160 are also applied to the first branch 160-1y and the second branch 160-2y.
  • ⁇ 2x is generated (that is, a force acting in the negative direction of the Y axis and in the downward direction in FIG. 4). Since these forces are opposite to each other and have the same magnitude, the first branch 160-1x and the first branch 160-1y do not cause acceleration to the outside or generate acceleration themselves. Only a slight vibration is transmitted to the point P1 where the two parts are joined and the point P2 where the second branch 160-2x and the second branch 160-2y are joined. As a result, the forces at points P1 and P2 are not directional.
  • the above-described configuration causes micro vibrations transmitted through the first base 110-1 and the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 (that is, wave energy having directional characteristics). It has been found that the mirror 130 rotates around the axis along the direction of the Y axis as a center axis. That is, the micro-vibration applied by the drive source unit 160 propagates in the second base 110-2 as the above-described non-directional force (in other words, wave energy), so that the mirror 130 is aligned along the Y-axis direction. It has been found that the axis rotates about the central axis.
  • the axis along the Y-axis direction is centered so that the mirror 130 resonates at the resonance frequency determined according to the mirror 130 and the second torsion bars 120a-2 and 120b-2.
  • the mirror 130 can be rotated as an axis.
  • the second base 110-2 can be rotated about the axis along the X-axis direction as the central axis.
  • the axis along the X-axis direction is set as the central axis.
  • the mirror 130 also rotates about the axis along the X-axis direction as the central axis.
  • the mirror 130 can be rotated so that the mirror 130 resonates with the X axis and the Y axis as the center axes.
  • the mirror 130 is driven to rotate about the X axis as the central axis and self-resonates with the Y axis as the central axis.
  • “resonance” is a phenomenon in which infinite displacement occurs due to repeated infinitesimal force. For this reason, even if the force applied to rotate the mirror 130 is reduced, the rotation range of the mirror 130 (in other words, the amplitude in the rotation direction) can be increased. That is, the force required for rotating the mirror 130 can be relatively reduced. For this reason, it is possible to reduce the amount of electric power required to apply the force necessary to rotate the mirror 130. Therefore, the mirror 130 can be moved more efficiently, and as a result, low power consumption of the MEMS scanner 100 can be realized.
  • a force having no directionality is applied.
  • a configuration in which a so-called directional force is applied to drive the biaxial rotation of the mirror 130 (for example, the second base 110-2 itself is largely twisted in the rotational direction of the mirror 130)
  • a configuration in which the twist is directly applied to the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 and the mirror 130 to drive the mirror 130 to rotate in two axes will be described as an example.
  • a force having directionality to rotate the mirror 130 about the axis along the X-axis direction for example, the first base 110-1 is rotated about the axis along the X-axis direction as the central axis).
  • a force that causes the mirror 130 to rotate about an axis along the direction of the Y axis (for example, the second base 110-2 is applied to the Y base 110-2). It is necessary to apply from the other driving source unit 160 a force that twists the shaft so as to rotate about the axis along the axis direction.
  • the MEMS scanner when the biaxial rotational drive of the mirror 130 is performed by applying a directional force, the MEMS scanner usually needs to include two or more drive source units 160. In other words, when the biaxial rotation of the mirror 130 is performed by applying a directional force, only one force acting in one direction can be applied from one drive source unit 160.
  • the MEMS scanner must include at least one drive source unit 160.
  • the two-axis rotation drive of the mirror 130 can be performed by applying a non-directional force due to the minute vibration.
  • the micro-vibration that is, non-directional force
  • the micro-vibration (that is, non-directional force) applied from one drive source unit 160 is the first torsion bar 120a-1.
  • the mirror 130 is rotated with the axes along the X-axis and Y-axis directions as the central axes. be able to. That is, in the first embodiment, it is not always necessary to provide the two drive source units 160 even when the biaxial rotational drive of the mirror 130 is performed. For this reason, it is possible to apply a non-directional force due to fine vibration for performing biaxial rotation driving of the mirror 130 using the single drive source unit 160.
  • the arrangement position of the drive source unit 160 is not limited. In other words, since a non-directional force due to micro vibration is applied, the arrangement position of the drive source unit 160 is not limited depending on the direction of rotation of the mirror 130. In other words, no matter what the position of the drive source unit 160 is set, the minute vibration (that is, non-directional force) applied from the drive source unit 160 is caused by the second torsion bars 120a-2 and 120b. Using the elasticity of -2, the mirror 130 can be rotated about the axis along each direction of the Y axis as a central axis. Thereby, the design freedom of the MEMS scanner 100 can be relatively increased. This is very advantageous in practice for MEMS scanners where the size or design constraints of each component are large.
  • FIGS. 5 and 6 are side views showing the deformation vibration mode of the second base 110-2 in association with the rotation mode of the mirror 130.
  • FIG. 5 and 6 are side views when the second base 110-2 and the mirror 130 are observed from the direction of arrow "III" shown in FIG.
  • the second base 110-2 is not deformed and the mirror 130 is not deformed. Also not rotating.
  • the region 110a where the rib 119 is formed has a relatively high rigidity. While it is difficult to bend due to slight vibration, the region 110b where the rib 119 is not formed is relatively low in rigidity, and thus is easily bent due to slight vibration. As a result, the second base 110-2 deforms and vibrates so as to wave in the direction of the X axis, with the region 110a where the rib is formed as a node and the region 110b where the rib 119 is not formed as a belly. .
  • the second base 110-2 vibrates while deforming its appearance like a standing wave having a portion where the rib 119 is formed as a node and a portion where the rib 119 is not formed as a belly. .
  • the second base 110-2 is deformed and oscillated so as to be bent from the center thereof.
  • the second base 110-2 may be subjected to deformation vibration in another deformation mode (for example, a deformation mode having more nodes).
  • the deformation vibration of the second base 110-2 in the first embodiment is realized by forming the rib 119 at an appropriate location. Therefore, in the rib 119 described above, the second base 110-2 deforms and vibrates along the X-axis direction with the region 110a where the rib is formed as a node and the region 110b where the rib 119 is not formed as an antinode. Thus, it is preferably formed at an appropriate location on the second base 110-2. At this time, it is preferable that the portion where the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 are connected corresponds to the region 110a.
  • a portion having a relatively high bending rigidity along the X-axis direction and a portion having a relatively low bending rigidity along the X-axis direction appear in order along the X-axis direction.
  • it is preferably formed at an appropriate location on the second base 110-2.
  • a portion having a relatively high bending rigidity along the X-axis direction and a portion having a relatively low bending rigidity along the X-axis direction are along the X-axis direction.
  • the portions where the second torsion bars 120a-2 and 120b-2 are connected and the both ends of the second base 110-2 in the X-axis direction are the regions 110a, and the other portions are the regions 110b.
  • it is preferably formed at an appropriate location on the second base 110-2.
  • the second base 110-2 undergoes deformation vibration so as to resonate.
  • the resonance frequency in the deformation vibration of the second base 110-2 is preferably the same as the resonance frequency of the mirror 130.
  • the characteristics of the second base 110-2 be determined so that the second base 110-2 deforms and vibrates at the same resonance frequency as that of the mirror 130.
  • the characteristics of the ribs 119 formed on the back side of the second base 110-2 so as to deform and vibrate at the same resonance frequency as the resonance frequency of the mirror 130 are preferably determined.
  • the resonance frequency in the deformation vibration of the second base 110-2 is that the structure including the second base 110-2 and the rib 119 is regarded as one spring system, and the mass added to the spring system is M and When the spring constant of the spring system is k, it is specified by (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (k / M). However, if the spring system is a one-degree-of-freedom spring system in which one mass structure is connected to one spring (in other words, the natural frequency is one and the natural vibration mode is one). , (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (k / M) resonant frequency can be employed.
  • the mass M added to the spring system and the spring constant k of the spring system are determined by the second base 110-. 2 is determined according to rigidity and mass.
  • the rigidity and mass of the second base 110-2 are adjusted by the rib 119. Therefore, the resonance frequency of the second base 110-2 is substantially determined by the characteristics of the rib 119 described above.
  • the resonance frequency in the deformation vibration of the second base 110-2 varies depending on the rigidity and mass (or moment of inertia) of the base supporting the vibration system including the deformation vibration body called the second base 110-2.
  • the resonance frequency in the deformation vibration of the second base 110-2 is such that the first base 110-1 and the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 supporting the vibration system including the deformation vibration body called the second base 110-2. It may change depending on rigidity and mass (or moment of inertia).
  • an equation (1 / (2 ⁇ )) ⁇ ⁇ (k / M) (or the equation)
  • the resonance frequency obtained as a result of performing a predetermined correction operation on the specified parameters k and M) may be handled as the resonance frequency in the actual deformation vibration of the second base 110-2.
  • the resonance in the deformation vibration of the second base 110-2 regards the spring system related to the deformation vibration of the second base 110-2 as a two-degree-of-freedom spring system in which two mass structures are connected to one spring. Instead of the above, it may be defined as a higher-order resonance mode of a plate-like member called the second base 110-2.
  • the second base 110-2 is deformed and oscillated so as to resonate due to the application of such fine vibration. That is, as shown in FIG. 5 (a) to FIG. 5 (g) in time series, the second base 110-2 is a stationary wave whose ends are fixed (more specifically, the second base 110-2 The vibration is deformed so as to have an appearance like a standing wave having both ends and an intermediate portion as nodes. That is, the second base 110-2 has an appearance such that a standing wave appears along a direction orthogonal to the rotation axis of the mirror 130 (that is, the X-axis direction).
  • 5A to 5G show an example in which the phase of deformation vibration of the second base 110-2 and the phase of rotation of the mirror 130 are in phase.
  • the resonance frequency of the deformation vibration of the second base 110-2 and the resonance frequency of the mirror 130 are each set to 39 kHz
  • the phase of the deformation vibration of the second base 110-2 The phase of rotation of the mirror 130 is in phase.
  • the second base 110-2 is oscillating and deformed so as to rotate clockwise, and the mirror 130 rotates clockwise. It is in a rotating state.
  • the second base 110-2 is oscillating deformed so as to rotate counterclockwise, and the mirror 130 is counterclockwise.
  • An example of rotation is shown.
  • the second base 110-2 and the mirror 130 in the state shown in FIG. 5 (g) then transition to the state shown in FIG. 5 (a) after passing through the state shown in FIG. 5 (f). Thereafter, the second base 110-2 and the mirror 130 continue to deform or rotate in accordance with the time series shown in FIGS. 5 (a) to 5 (g).
  • FIGS. 6A to 6G show an example in which the phase of deformation vibration of the second base 110-2 and the phase of rotation of the mirror 130 are reversed.
  • the resonance frequency of the deformation vibration of the second base 110-2 and the resonance frequency of the mirror 130 are set to 53 kHz
  • the phase of the deformation vibration of the second base 110-2 The phase of rotation of the mirror 130 is in reverse phase.
  • the second base 110-2 is oscillating and deformed in a clockwise direction, and the mirror 130 is counterclockwise. Is in a state of rotating.
  • the second base 110-2 is oscillating and deforming so as to rotate counterclockwise, and the mirror 130 rotates clockwise.
  • An example is shown.
  • the second base 110-2 and the mirror 130 in the state shown in FIG. 6 (g) then transition to the state shown in FIG. 6 (a) after passing through the state shown in FIG. 6 (f). Thereafter, the second base 110-2 and the mirror 130 continue to deform or rotate in accordance with the time series shown in FIGS. 6 (a) to 6 (g).
  • the amount of rotation of the mirror 130 depends on the amount of deformation of the second base 110-2 in addition to the amount of rotation of the mirror 130 itself. become. For example, it is assumed that the mirror 130 is rotated by an angle ⁇ 1 when a slight vibration generated according to a certain voltage amount V1 is applied to the MEMS scanner of the comparative example in which the second base 110-2 does not deform and vibrate. In this case, when the fine vibration generated according to the same voltage amount V is applied to the MEMS scanner 100 of the first embodiment in which the second base 110-2 deforms and vibrates, the mirror 130 rotates by the angle ⁇ 1, and the first The two bases 110-2 also deform and vibrate so as to rotate by an angle ⁇ 2.
  • the rotation amount (rotation angle) of the mirror 130 when the fine vibration generated according to the voltage amount V is applied is ⁇ 1 + ⁇ 2. Therefore, according to the MEMS scanner 100 of the first embodiment, when the slight vibration generated according to the same voltage amount V is applied, the rotation amount (rotation angle) of the mirror 130 is compared with the MEMS scanner of the comparative example. ) Can be increased. Therefore, the amount of rotation of the mirror 130 (in other words, the sensitivity of rotation of the mirror 130) with respect to the same minute vibration (or the same amount of voltage or current for generating the same minute vibration) is relatively increased. Can do.
  • the deformation vibration of the second base 110-2 can be realized relatively easily by forming the rib 119. Therefore, the MEMS scanner 100 of the first embodiment can be realized relatively easily.
  • micro-vibration is used as the force for rotating the mirror 130 (that is, applied from the drive source unit).
  • any force other than the slight vibration may be used as the force for rotating the mirror 130.
  • the force for rotating the mirror 130 is directly in the direction in which the mirror 130 is directly rotated (that is, the rotation direction of the mirror 130) as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-522529.
  • a directional force acting on the surface may be used.
  • as a force for rotating the mirror 130 for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No.
  • a directional force acting in the direction of indirectly rotating the mirror 130 for example, The torsional vibration of the torsion bar is generated by propagating the expansion and contraction of the piezoelectric element, and as a result, a force that rotates the mirror 130 according to the torsional vibration of the torsion bar may be used.
  • the first torsion bars 120a-1 and 120b-1 and the second torsion bars 120a-1 to 120d-1 are twisted directly or indirectly.
  • a directional force that acts may be used. The same applies to the following second to third embodiments.
  • FIG. 7 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS scanner 101 of the second embodiment.
  • the detailed description is abbreviate
  • the MEMS scanner 101 of the second embodiment is similar to the MEMS scanner 100 of the first embodiment, and includes a first base 110-1, first torsion bars 120a-1 and 120b-1, A second base 110-2, second torsion bars 120a-2 and 120b-2, and a mirror 130 are provided.
  • the MEMS scanner 102 according to the second embodiment includes a drive source unit 140 that applies a force (microvibration) due to the piezoelectric effect, instead of the drive source unit 160 that applies a force (microvibration) due to electromagnetic force. .
  • the drive source unit 140 includes a first piezoelectric element 140-1a, a second piezoelectric element 140-2a, a transmission branch 140b, a first gap 140-1d, and the first base 110-1 via the transmission branch 140b. And a second support plate 140-2c having a second gap 140-2d and fixed to the first base 110-1 via the transmission branch 140b. .
  • the first piezoelectric element 140-1a is sandwiched by the first branches 140-1e and 140-1f facing each other defined by the first gap 140-1d.
  • the second piezoelectric element 140-2a is sandwiched between the opposing second branches 140-2e and 140-2f defined by the second gap 140-2d.
  • the first piezoelectric element 140-1a changes its shape.
  • This change in the shape of the first piezoelectric element 140-1a causes a change in the shape of the first branches 140-1e and 140-1f.
  • changes in the shapes of the first branches 140-1e and 140-1f are transmitted to the first base 110-1 via the transmission branch 140b as fine vibration (or wave energy) as will be described in detail later.
  • the second piezoelectric element 140-2a changes its shape.
  • This change in the shape of the second piezoelectric element 140-2a causes a change in the shape of the second branches 140-2e and 140-2f.
  • changes in the shapes of the second branches 140-2e and 140-2f are transmitted to the first base 110-1 via the transmission branch 140b as fine vibration (or wave energy) as will be described in detail later.
  • Such micro-vibration applied from the drive source unit 140 is a force having no direction described with reference to FIG. Therefore, according to the MEMS scanner 101 of 2nd Example, the effect similar to the various effects which the MEMS scanner 100 of 2nd Example mentioned above can enjoy can be enjoyed suitably.
  • FIG. 8 is a plan view conceptually showing the basic structure of the MEMS scanner 102 of the third embodiment.
  • the detailed description is abbreviate
  • the MEMS scanner 102 of the third embodiment is similar to the MEMS scanner 100 of the first embodiment in that the first base 110-1, the first torsion bars 120a-1 and 120b-1, A second base 110-2, second torsion bars 120a-2 and 120b-2, and a mirror 130 are provided.
  • the MEMS scanner 102 according to the third embodiment includes a drive source unit 150 that applies a force (microvibration) due to an electrostatic force, instead of the drive source unit 160 that applies a force (microvibration) due to electromagnetic force. .
  • the drive source unit 150 (150a to 150c) includes comb-shaped first electrodes 151a and 151b arranged along the outer side of the second base 110-2, and the inner side of the first base 110-1. Comb-like second electrodes 152a and 152b that are fixed and distributed between the first electrodes 151a and 151b are provided.
  • the first electrode 151a and the second electrode 152a are arranged at the same position as the magnetic pole 162a described above.
  • the first electrode 151b and the second electrode 152b are disposed at the same position as the magnetic pole 162b described above.
  • a desired voltage is applied to the first electrodes 151a and 151b (or the second electrodes 152a and 152b) at a desired timing from a drive source unit control circuit (not shown). Due to the potential difference between the first electrode and the second electrode, an electrostatic force (in other words, Coulomb force) is generated between the first electrodes 151a and 151b and the second electrodes 152a and 152b. As a result, electrostatic force is generated. This electrostatic force is transmitted to the second base 110-2 as a slight vibration.
  • Such micro-vibration applied from the driving source unit 150 is a force having no direction described with reference to FIG. Therefore, according to the MEMS scanner 102 of 3rd Example, the effect similar to the various effects which the MEMS scanner 100 of 1st Example mentioned above can enjoy can be enjoyed suitably.
  • the MEMS scanner 100 of the first embodiment to the MEMS scanner 102 of the third embodiment described above are various types such as a head-up display, a head mounted display, a laser scanner, a laser printer, and a scanning drive device. It can be applied to electronic devices. Therefore, these electronic devices are also included in the scope of the present invention.
  • 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.

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Abstract

　駆動装置（１００）は、第１ベース部（１１０－１）と、第２ベース部（１１０－２）と、第１弾性部（１２０ａ－１、１２０ｂ－１）と、被駆動部（１３０）と、第２弾性部（１２０ａ－２、１２０ｂ－２）と、被駆動部及び第２弾性部により定まる共振周波数で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被駆動部を回転させるための加振力を第２ベース部に加える印加部（１６０）とを備え、印加部は、他の方向に沿って第２ベース部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前記微振動を加え、第２ベース部が共振する共振周波数は、被駆動部の共振周波数と同一である。

Description

駆動装置
　本発明は、例えばミラー等の被駆動物を回転させるＭＥＭＳスキャナ等の駆動装置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、半導体工程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、例えば、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具現するディスプレイ分野、または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込むスキャニング分野では、微小構造のミラー駆動装置（光スキャナないしはＭＥＭＳスキャナ）が注目されている。
　ミラー駆動装置は、一般的には、ベースとなる固定された本体と、所定の中心軸の周りに回転可能なミラーと、本体とミラーとを接続する又は接合するトーションバー（ねじれ部材）とを備える構成が知られている（特許文献１参照）。
特表２００７－５２２５２９号公報
　このような構成を有するミラー駆動装置では、コイルと磁石を用いてミラーを駆動する構成が一般的である。このような構成では、例えばミラーにコイルを直接貼り付ける構成が一例としてあげられる。この場合、コイルに電流を流すことで生ずる磁界と磁石の磁界との間の相互作用によってミラーに対して回転方向の力が加えられ、その結果、ミラーが回転させられる。一方で、ミラーにコイルを直接貼り付けることに代えて、当該ミラーを指示するベースにコイルを貼り付ける構成も想定される。また、コイルと磁石を用いて（つまり、電磁力）ミラーを駆動する構成以外にも、例えば圧電素子による圧電力や電極による静電力を用いてミラーを駆動する構成も想定される。
　このような従来のミラー駆動装置に対して、本発明は、例えば、ミラーを回転させる際の感度（つまり、電磁力や圧電力や静電力等を発生させるための単位電力に対する、ミラーの回転の大きさ若しくは振幅）を相対的に増大させることで、省電力化を図ることが可能な駆動装置（つまり、ＭＥＭＳスキャナ）を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するために、駆動装置は、第１ベース部と、前記第１ベース部に取り囲まれる第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中心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中心軸として回転させるような弾性を有する第２弾性部と、前記被駆動部及び前記第２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加振力を前記第２ベース部に加える印加部とを備え、前記印加部は、前記他の方向に沿って前記第２ベース部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前記加振力を加え、前記第２ベース部が共振する共振周波数は、前記被駆動部の共振周波数と同一である。
第１実施例のＭＥＭＳスキャナの構成を概念的に示す平面図である。 第２ベースの裏側（具体的には、図１に示した第２ベースの反対側）の構成を示す平面斜視図である。 第１実施例のＭＥＭＳスキャナによる動作の態様を概念的に示す平面図である。 駆動源部から加えられる微振動に起因した方向性のない力について説明するための平面図である。 第２ベースの変形振動の態様を、ミラーの回転の態様と関連付けて示す側面図である。 第２ベースの変形振動の態様を、ミラーの回転の態様と関連付けて示す側面図である。 第２実施例のＭＥＭＳスキャナの構成を概念的に示す平面図である。 第３実施例のＭＥＭＳスキャナの構成を概念的に示す平面図である。
　以下、駆動装置の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、前記第１ベース部に取り囲まれる第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中心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中心軸として回転させるような弾性を有する第２弾性部と、前記被駆動部及び前記第２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加振力を前記第２ベース部に加える印加部とを備え、前記印加部は、前記他の方向に沿って前記第２ベース部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前記加振力を加え、前記第２ベース部が共振する共振周波数は、前記被駆動部の共振周波数と同一である。
　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ベース部に取り囲まれる第２ベース部とが、弾性を有する第１弾性部（例えば、後述するトーションバー等）によって直接的に又は間接的に接続されている。更に、第２ベース部と回転可能に配置される被駆動部（例えば、後述するミラー等）とが、弾性を有する第２弾性部（例えば、後述するトーションバー等）によって直接的に又は間接的に接続されている。第２ベース部は、第１弾性部の弾性（例えば、第２ベース部を他の方向に沿った軸を中心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中心軸として回転駆動される。被駆動部は、第２弾性部の弾性（例えば、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ことができるという弾性）によって、一の方向に沿った軸を中心軸として回転駆動される。
　本実施形態の駆動装置では特に、印加部の動作により、被駆動部及び第２弾性部により定まる共振周波数で被駆動部が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な加振力が加えられる。より具体的には、印加部は、被駆動部の一の方向に沿った軸周り（つまり、被駆動部の回転軸周り）の慣性モーメント及び第２弾性部のねじりばね定数により定まる共振周波数で被駆動部が一の方向に沿った軸を中心軸として回転するような加振力を加える。
　加えて、本実施形態の駆動装置では、第２ベース部は、第１弾性部の弾性（例えば、第２ベース部を他の方向に沿った軸を中心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中心軸として回転駆動される。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中心軸として回転駆動される。つまり、本実施形態の駆動装置は、被駆動部の２軸回転駆動を実現することができる。但し、２軸以上の多軸回転駆動を行ってもよいことは言うまでもない。
　更に、本実施形態の駆動装置では、微振動が加えられる第２ベース部は、他の方向に沿って定常波状に（つまり、定常波の波形状に）変形振動する。加えて、第２ベース部の変形振動は、共振となる。つまり、第２ベース部は、そのある一部分が変形振動の腹となり且つその他の一部分が変形振動の節となるように、その外観を変形させる。このような第２ベース部の変形振動によって、他の方向に沿って腹及び節が現れる。第２ベース部の変形振動は、いわゆる定常波の波形に従って行われるため、その腹及び節の位置は実質的には固定されている。
　更に、本実施形態の駆動装置では、第２ベース部が共振する共振周波数（つまり、第２ベース部の変形振動の周波数）は、前記被駆動部の共振周波数と同一となる。尚、ここでいう「同一」とは、文字どおりの同一のみならず、実質的には同一と同視し得る程度のマージンをも加味した状態を含む広い趣旨を意味することが好ましい。このため、第２ベース部の変形振動の周期と被駆動部の回転の周期との間の同期をとりやすくなる。従って、第２ベース部の変形振動の周期と被駆動部の回転の周期との間の同期を適切に図ることで、第２ベース部を変形振動させない場合と比較して、被駆動部をより多く回転させることができる。より具体的には、例えば、第２ベース部を変形振動させない場合には、被駆動部の回転量は、被駆動部自身の回転量のみに依存することになる。一方で、例えば、第２ベース部を変形振動させる場合には、被駆動部の回転量は、被駆動部自身の回転量のみならず第２ベース部の変形振動による振動量にも依存することになる。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微振動が印加された場合には、第２ベース部を変形振動させない場合の被駆動部の回転量と比較して、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振幅（回転振幅であり、実質的には感度）を増大させることができる。
　尚、後に図面を用いて詳細に説明するように、第２ベース部の変形振動の位相と被駆動部の位相とは、同相になってもよいし逆相になってもよい。
　本実施形態の駆動装置の一の態様では、前記第２ベース部の一部の箇所の剛性が、前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高い。
　この態様によれば、第２ベース部の剛性が調整されるため、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　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、前記第２ベース部の一部の箇所の剛性が前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高くなることで、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなるように構成してもよい。言い換えれば、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなるように、前記第２ベース部の一部の箇所の剛性が前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高くしてもよい。
　このように構成すれば、第２ベース部の剛性が調整されることで、第２ベース部の一の方向に沿った曲げ剛性及び他の方向に沿った曲げ剛性が調整される。具体的には、第２ベース部の他の方向に沿った曲げ剛性が、第２ベース部の一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなる。従って、第２ベース部は、他の方向に沿っては相対的に曲がりやすくなる一方で、一の方向に沿っては相対的に曲がりにくくなる。このため、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　本実施形態の駆動装置の他の態様では、前記第２ベース部の一部の箇所の質量が、前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高い。
　この態様によれば、第２ベース部の質量が調整されるため、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　第２ベース部の一部の箇所の質量が第２ベース部の他の一部の箇所の質量よりも高くなる駆動装置の態様では、前記第２ベース部の一部の箇所の質量が前記第２ベース部の他の一部の箇所の質量よりも高くなることで、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなるように構成してもよい。言い換えれば、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなるように、前記第２ベース部の一部の箇所の質量が前記第２ベース部の他の一部の箇所の質量よりも高くしてもよい。
　このように構成すれば、第２ベース部の質量が調整されることで、第２ベース部の一の方向に沿った曲げ剛性及び他の方向に沿った曲げ剛性が調整される。具体的には、第２ベース部の他の方向に沿った曲げ剛性が、第２ベース部の一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなる。従って、第２ベース部は、他の方向に沿っては相対的に曲がりやすくなる一方で、一の方向に沿っては相対的に曲がりにくくなる。このため、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　本実施形態の駆動装置の他の態様では、前記被駆動部は、前記弾性部を介して、前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所に接続されている。
　この態様によれば、第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所に被駆動部の夫々が接続されている。このため、被駆動部の上下方向（具体的には、一の方向及び他の方向の夫々に直交する方向であって、第２ベース部の表面に対して垂直な方向）の移動を防ぎつつ、第２ベース部を変形振動させない場合と比較して、被駆動部の回転量を増大させることができる。
　本実施形態の駆動装置の他の態様では、前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所の剛性が、前記第２ベース部の変形振動における節以外の箇所の剛性よりも高い。
　この態様によれば、上述したように、第２ベース部の剛性を調整することで、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　本実施形態の駆動装置の他の態様では、前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所の質量が、前記第２ベース部の変形振動における節以外の箇所の質量よりも小さい。
　この態様によれば、上述したように、第２ベース部の質量を調整することで、第２ベース部を他の方向に沿って定常波状に変形振動させやすくすることができる。
　本実施形態の駆動装置の他の態様では、前記加振力は、無方向性振動エネルギーとしての無方向性微振動又は異方性微振動である。
　この態様によれば、印加部は、第２ベース部という構造体内を微振動が伝搬するように、微振動を第２ベース部に対して加える。つまり、印加部は、第２ベース部そのものを直接ねじれさせる力を加えることに代えて、構造体内を伝搬する微振動を、被駆動部を回転させるための加振エネルギー（言い換えれば、波動エネルギー）として加える。言い換えれば、印加部は、構造体内をエネルギーとして（言い換えれば、「振動」という力を振動に変えることなく、当該力を発現させるエネルギーとして）伝搬する微振動を、被駆動部を回転させるための波動エネルギーとして加える。このような微振動（言い換えれば、構造体内を伝搬する波動エネルギー）は、少なくとも構造体内を伝搬している段階では、方向性を有していない力となる。言い換えれば、微振動として第２ベース部内を伝搬する波動エネルギーは、第２ベース部内を任意の方向に向かって伝搬する。その結果、この微振動は、波動エネルギーとして、例えば第２ベース部等の構造体から第２弾性部へと（更には、第２ベース部から第２弾性部を介して被駆動部へと）伝わる。その後、構造体内を伝搬してきた微振動（言い換えれば、波動エネルギー）が、第２弾性部自身の弾性に応じた方向に向かって第２弾性部を振動させたり、第２弾性部の弾性に応じた方向に向かって被駆動部を回転させたりする。言い換えれば、この波動エネルギーは、微振動の方向を限定することなくあらゆる方向の振動として取り出すことができる。つまり、第２ベース部内を伝搬した波動エネルギーは、振動（より具体的には、共振）という形で外部に取り出すことができ、その結果、被駆動部を回転させることができる。
　ここで、いわゆる方向性を有する力を加えることで被駆動部の回転駆動を行う場合（例えば、第２ベース部そのものを被駆動部の回転方向に向かって大きくねじれさせ、そのねじれを第２弾性部や被駆動部に直接加えることで被駆動部の回転駆動を行う場合）には、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方向性を有する力（つまり、第２ベース部等の構造体を一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向に向けてねじれさせる方向性を有する力）を印加部から加える必要がある。このため、このような方向性を有する力を加えることができるように、印加部の配置位置を適切に設定しなければならない。つまり、方向性を有する力を加える場合には、当該力を作用させる方向に依存して印加部の配置位置が限定されてしまう。
　しかるに、本実施形態では、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、印加部の配置位置が限定されてしまうことはなくなる。言い換えれば、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、被駆動部の回転の方向に依存して印加部の配置位置が限定されてしまうことはなくなる。つまり、印加部の配置位置がどのような位置に設定されたとしても、印加部から加えられる微振動（つまり、方向性のない力）は、第２弾性部の弾性を利用して、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ことができる。これにより、駆動装置の設計の自由度を相対的に増加させることができる。
　この態様によれば、無方向性微振動又は異方性微振動として第２ベース部内を伝搬する波動エネルギーを、第２ベース部内を任意の方向に向かって伝搬させることができる。尚、「無方向性微振動」又は「異方性微振動」は、例えば、被駆動部の回転方向に対して無相関な方向の微振動であってもよい。その結果、この波動エネルギーは、微振動の方向を限定することなくあらゆる方向の振動として取り出すことができる。つまり、第２ベース部内を伝搬した波動エネルギーは、振動（より具体的には、共振）という形で外部に取り出すことができ、その結果、被駆動部を回転させることができる。
　加振力が無方向性振動エネルギーとしての無方向性微振動又は異方性微振動である駆動装置の態様では、前記印加部は、前記一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向とは異なる方向に作用する力によって生ずる前記微振動を加えるように構成してもよい。
　このように構成すれば、印加部は、微振動を加える際には、まず、一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向（つまり、被駆動部の回転方向）とは異なる方向に作用する力を発生させる。この力は、後に図面を用いて詳細に説明するように、微振動（言い換えれば、波動エネルギー）となって第２ベース部に加えられる。つまり、一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向とは異なる方向に作用する力によって生ずる微振動（言い換えれば、当該力が変換されて生ずる微振動ないしは波動エネルギー）を加えることができる。従って、上述した各種効果を好適に享受することができる。
　加振力が無方向性振動エネルギーとしての無方向性微振動又は異方性微振動である駆動装置の態様では、前記印加部は、静止時の前記被駆動部の表面に沿った方向に作用する力によって生ずる前記微振動を加えるように構成してもよい。
　このように構成すれば、印加部は、微振動を加える際には、まず、静止時の（言い換えれば、初期配置時の）被駆動部の表面に沿った方向（つまり、面内方向）に作用する力を発生させる。この力は、後に図面を用いて詳細に説明するように、微振動（言い換えれば、波動エネルギー）となって第２ベース部に加えられる。つまり、静止時の被駆動部の表面に沿った方向に作用する力によって生ずる微振動（言い換えれば、当該力が変換されて生ずる微振動ないしは波動エネルギー）を加えることができる。従って、上述した各種効果を好適に享受することができる。
　加振力が無方向性振動エネルギーとしての無方向性微振動又は異方性微振動である駆動装置の態様では、前記印加部は、前記第２ベース部を前記他の方向に沿った軸を中心軸として回転させるための前記加振力であって且つ前記被駆動部及び前記第２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前記加振力を前記第２ベース部に加えるように構成してもよい。
　このように構成すれば、印加部の動作により、第２ベース部（言い換えれば、第２ベース部により支持される被駆動部）が他の方向に沿った軸を中心軸として回転するような微振動が加えられる。同時に、この微振動は、被駆動部及び第２弾性部第２弾性部により定まる共振周波数で、被駆動部を、一の方向に沿った軸を中心軸として共振しながら回転させる。つまり、この態様では、同一の印加部（言い換えれば、単一の印加部）から、被駆動部の２軸回転駆動を行うための微振動が加えられる。
　ここで、いわゆる方向性を有する力を加えることで被駆動部の２軸回転駆動を行う場合（例えば、第１ベース部や第２ベース部そのものを被駆動部の回転方向に向かって大きくねじれさせ、そのねじれを第１弾性部や第２弾性部や被駆動部に直接加えることで被駆動部の２軸回転駆動を行う場合）には、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方向性を有する力（つまり、第２ベース部等の構造体を一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向に向けてねじれさせる方向性を有する力）を一の印加部から加えると共に、被駆動部を他の方向に沿った軸を中心軸として回転させる方向性を有する力（つまり、第１ベース部や第２ベース部等の構造体を他の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向に向けてねじれさせる方向性を有する力）を他の印加部から加える必要がある。つまり、方向性を有する力を加えることで被駆動部の２軸回転駆動を行う場合には、通常は、２つ以上の印加部（つまりは、２つ以上の駆動源）を駆動装置が備えていなければならない。言い換えれば、方向性を有する力を加えることで被駆動部の２軸回転駆動を行う場合には、１つの印加部からは１つの方向に向かって作用する力しか加えることができないため、２つ以上の印加部（つまりは、２つ以上の駆動源）を駆動装置が備えていなければならない。
　しかるに、この態様では、微振動に起因した方向性のない力を加えることで、被駆動部の２軸回転駆動を行うことができる。ここで、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、１つの印加部から加えられた微振動は、第１弾性部及び第２弾性部の弾性（つまり、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弾性及び被駆動部を他の方向に沿った軸を中心軸として回転させる弾性）を利用して、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と共に被駆動部を他の方向に沿った軸を中心軸として回転させることができる。つまり、この態様では、被駆動部の２軸回転駆動を行う場合であっても、２つの印加部を備える必要は必ずしもない。このため、単一の印加部（言い換えれば、単一の駆動源）を用いて、被駆動部の２軸回転駆動を行うための微振動を加えることができる。
　加えて、仮に１つの印加部から２つの方向に向かって作用する力を加えることができたとしても、方向性を有する力を加えることで被駆動部の２軸回転駆動を行う場合には、結局のところ、２つの方向に作用する成分（つまり、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方向性を有する力の成分と、被駆動部を他の方向に沿った軸を中心軸として回転させる方向性を有する力の成分）を有する力を加える必要がある。しかるに、この態様では、微振動に起因した方向性のない力を加振エネルギーとして加えているため、力が作用する方向を考慮した上で当該力を加える必要がなくなるという利点も有している。
　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２ベース部と、第１弾性部と、被駆動部と、第２弾性部と、印加部とを備え、印加部は、他の方向に沿って第２ベース部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微振動を加え、第２ベース部が共振する共振周波数が被駆動部の共振周波数と同一である。従って、被駆動部を好適に回転させることができる。
　以下、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、以下では、駆動装置をＭＥＭＳスキャナ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から図６を参照して、ＭＥＭＳスキャナの第１実施例について説明する。
　（１－１）基本構成
　初めに、図１を参照して、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００の基本構成について説明する。ここに、図１は、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００の基本構成を概念的に示す平面図である。
　図１に示すように、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００は、第１ベース１１０－１と、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１と、第２ベース１１０－２と、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２と、ミラー１３０と、駆動源部１６０とを備えている。
　第１ベース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（つまり、Ｙ軸に直交する軸方向）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１１０－１は、正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、長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１１０－１は、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ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（言い換えれば、ＭＥＭＳスキャナ１００という系の内部においては固定されている）ことが好ましい。
　尚、図１では、第１ベース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１１０－１の形状を任意に代えてもよい。
　第１トーションバー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トーションバー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トーションバー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トーションバー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い。第１トーションバー１２０ａ－１の一方の端部１２１ａ－１は、第１ベース１１０－１の内側の辺１１５－１に接続される。第１トーションバー１２０ａ－１の他方の端部１２２ａ－１は、Ｘ軸の方向に沿って第１ベース１１０－１の内側の辺１１５－１に対向する第２ベース１１０－２の外側の辺１１７－２に接続される。
　第１トーションバー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トーションバー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トーションバー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トーションバー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い。第１トーションバー１２０ｂ－１の一方の端部１２１ｂ－１は、Ｘ軸の方向に沿って第１ベース１１０－１の内側の辺（言い換えれば、領域部分）１１５－１（つまり、第１トーションバー１２０ａ－１の一方の端部１２１ａ－１が接続される第１ベース１１０－１の内側の辺１１５－１）に対向する第１ベース１１０－１の内側の辺１１６－１に接続される。第１トーションバー１２０ｂ－１の他方の端部１２２ｂ－１は、Ｘ軸の方向に沿って第１ベース１１０－１の内側の辺１１６－１に対向する第２ベース１１０－２の外側の辺１１８－２に接続される。
　第２ベース１１０－２は、内部に空隙を備える枠形状を有している。つまり、第２ベース１１０－２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（つまり、Ｙ軸に直交する軸方向）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２ベース１１０－２は、正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、長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。
　第２ベース１１０－２は、第１ベース１１０－１の内部の空隙に、第１トーションバー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１１０－２は、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１の弾性によって、Ｘ軸の方向を中心軸として回転するように構成されている。
　尚、図１では、第２ベース１１０－２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２ベース１１０－２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２ベース１１０－２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２ベース１１０－２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２ベース１１０－２の形状を任意に代えてもよい。
　第２トーションバー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トーションバー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トーションバー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トーションバー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トーションバー１２０ａ－２の一方の端部１２１ａ－２は、第２ベース１１０－２の内側の辺１１１－２に接続される。第２トーションバー１２０ａ－２の他方の端部１２２ａ－２は、Ｙ軸の方向に沿って第２ベース１１０－２の内側の辺１１１－２に対向するミラー１３０の一方の辺１３１に接続される。
　第２トーションバー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トーションバー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トーションバー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トーションバー１２０ｂ－１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トーションバー１２０ｂ－２の一方の端部１２１ｂ－２は、Ｙ軸の方向に沿って第２ベース１１０－２の内側の辺１１１－２（つまり、第２トーションバー１２０ａ－２の一方の端部１２１ａ－２が接続される第２ベース１１０－２の内側の辺１１１－２）に対向する第２ベース１１０－２の内側の辺１１２－２に接続される。第２トーションバー１２０ｂ－２の他方の端部１２２ｂ－２は、Ｙ軸の方向に沿って第２ベース１１０－２の内側の辺１１２－２に対向するミラー１３０の他方の辺１３２に接続される。
　ミラー１３０は、第２ベース１１０－２の内部の空隙に、第２トーションバー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トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２の弾性によって、Ｙ軸の方向を中心軸として回転するように構成されている。
　駆動源部１６０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微振動を第２ベース１１０－２に対して加える。尚、駆動源部１６０が微振動を第２ベース１１０－２に加えることができる限りは、その配置態様は任意に定めてもよい。また、第２ベース１１０－２に対して力を加えることに限らず、その他の位置（例えば、第１ベース１１０－１）に対して力を加えることができるように構成されてもよい。
　より具体的には、駆動源部１６０は、電磁力に起因した力を加える駆動源部であって、第２ベース１１０－２の枠形状に沿って配置されるコイル１６１と、第１ベース１１０－１に固定される磁極１６２ａ及び１６２ｂとを備える。この場合、コイル１６１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る。コイル１６１への電圧の印加によって電流が流れ、コイル１６１と磁極１６２ａ及び１６２ｂ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。この電磁力は微振動として第２ベース１１０－２に伝えられる。
　続いて、図２を参照して、第２ベース１１０－２の裏側（具体的には、図１に示した第２ベース１１０－２の反対側）の構成について説明する。図２は、第２ベース１１０－２の裏側（具体的には、図１に示した第２ベース１１０－２の反対側）の構成を示す平面斜視図である。
　図２に示すように、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａには、第２ベース１１０－２の表面から突き出るリブ１１９が形成されている。リブ１１９は、第２ベース１１０－２と一体的に形成されていてもよいし、第２ベース１１０－２が形成された後に付加的に配置されていてもよい。一方で、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂには、リブ１１９が形成されていない。
　図２に示すリブ１１９により、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの剛性は、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの剛性よりも高くなる。言い換えれば、リブ１１９は、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの剛性が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの剛性よりも高くなる状態を実現することができるように、第２ベース１１０－２に形成されることが好ましい。つまり、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの剛性が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの剛性よりも高くなる状態を実現することができるように、リブ１１９の形成位置や、大きさや、質量や、剛性や、密度等が適宜決定されることが好ましい。
　或いは、図２に示すリブ１１９により、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの質量（或いは、第２ベース１１０－２の枠方向に沿った単位長当たりの質量）は、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの質量（或いは、第２ベース１１０－２の枠方向に沿った単位長当たりの質量）よりも大きくなる。或いは、リブ１１９は、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの質量が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの質量よりも大きくなる状態を実現することができるように、第２ベース１１０－２に形成されることが好ましい。つまり、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの質量が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの質量よりも大きくなる状態を実現することができるように、リブ１１９の形成位置や、大きさや、質量や、剛性や、密度等が適宜決定されることが好ましい。
　尚、リブ１１９が形成される領域１１０ａとリブ１１９が形成されない領域１１０ｂは、ミラー１３０の回転軸（つまり、Ｙ軸）に直交する方向（つまり、Ｘ軸に沿った方向）に沿って並ぶ（或いは、交互に並ぶ）ことが好ましい。
　尚、図２は、リブ１１９が第２ベース１１０－２の裏側に形成される例を示している。しかしながら、リブ１１９は、第２ベース１１０－２の表側に形成されてもよいし、第２ベース１１０－２の側面に形成されてもよいし、第２ベース１１０－２の内面に形成されてもよい。或いは、リブ１１９以外の構成を用いて、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの剛性が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの剛性よりも高くなる状態を実現してもよい。或いは、リブ１１９以外の構成を用いて、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの一部の領域１１０ａの質量が、第２ベース１１０－２の枠形状のうちの他の一部の領域１１０ｂの質量よりも大きくなる状態を実現してもよい。例えば、第２ベース１１０－２の密度や材質等を領域１１０ａと領域１１０ｂとで異ならしめることで、上述の状態を実現してもよい。
　（１－２）ＭＥＭＳスキャナの動作
　続いて、図３を参照して、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ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。ここに、図３は、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００による動作の態様を概念的に示す平面図である。
　第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００の動作時には、コイル１６１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る。コイル１６１への電圧の印加によって電流が流れ、コイル１６１と磁極１６２ａ及び１６２ｂ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。この電磁力は微振動（ないしは、波動エネルギー）として第２ベース１１０－２に伝えられる。
　ここで、コイル１６１と磁極１６２ａとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図３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１６１と磁極１６２ｂとの間の電磁相互作用による電磁力の方向は、図３中手前側から奥側方向である。その結果、図３に示すように、この電磁力は、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１自身の弾性に応じた方向に向かって第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１を回転させたり、第２ベース１１０－２を回転させたりする。その結果、図３に示すように、第２ベース１１０－２が、Ｘ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。
　尚、第２ベース１１０－２は、後述するミラー１３０の共振周波数と同じ周波数、又は当該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所定の角度の範囲内で繰り返してもよい。例えば、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ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１１０－２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。
　或いは、第２ベース１１０－２は、第２ベース１１０－２を含む被懸架部並びに第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１により定まる共振周波数での回転動作を所定の角度の範囲内で繰り返してもよい。具体的には、第２ベース１１０－２は、第２ベース１１０－２を含む被懸架部（言い換えれば、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１により懸架される第２ベース１１０－２を含む被懸架部）並びに第１トーションバー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１１０－２を含む被懸架部の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１１０－２内に備えられる第２トーションバー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トーションバー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１１０－２は、（１／（２π））×√（ｋ１／Ｉ１）にて特定される共振周波数（或いは、（１／（２π））×√（ｋ１／Ｉ１）のＮ倍若しくはＮ分の１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。
　更に、駆動源部１６０から加えられる電磁力そのものは、ミラー１３０の回転方向（つまり、Ｙ軸に沿った方向を中心軸とする回転方向）とは異なる。一方で、この電磁力は、微振動として第２ベース１１０－２に伝わる。より具体的には、駆動源部１６０は、第２ベース１１０－２に対して、第２ベース１１０－２そのものの回転方向のねじれをなくしつつも第２ベース１１０－２内を伝搬する微振動を、波動エネルギーとして加える。言い換えれば、駆動源部１６０は、第２ベース１１０－２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、第２ベース１１０－２内をエネルギーとして（言い換えれば、力を発現させる波動エネルギーとして）伝搬する微振動を加える。このような微振動は、第２ベース１１０－２内を伝搬している時点では、方向性を有していない力となる。言い換えれば、微振動として第２ベース１１０－２内を伝搬する波動エネルギーは、第２ベース１１０－２内を任意の方向に向かって伝搬する。また、このような微振動が加えられた第２ベース１１０－２は、第２ベース１１０－２そのものが振動する物体となるというよりは、微振動（言い換えれば、波動エネルギー）を伝搬する媒体となる。
　その結果、駆動源部１６０から第２ベース１１０－２に対して加えられる微振動は、第２ベース１１０－１から第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２へと伝わる。その後、図３に示すように、第２ベース１１０－２内を伝搬してきた微振動（言い換えれば、波動エネルギー）が、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２自身の弾性に応じた方向に向かって第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２を回転させたり、ミラー１３０を回転させたりする。言い換えれば、第２ベース１１０－２内を伝搬してきた微振動は、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２の回転やミラー１３０の回転という形で発現する。言い換えれば、この波動エネルギーは、微振動の方向を限定することなくあらゆる方向の振動として取り出すことができる。つまり、第２ベース１１０－２内を伝搬した波動エネルギーは、振動（より具体的には、共振）という形で外部に取り出すことができ、その結果、ミラー１３０を回転させることができる。その結果、図３に示すように、ミラー１３０が、Ｙ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。より具体的には、ミラー１３０は、共振周波数での回転動作を所定の角度の範囲内で繰り返す（言い換えれば、所定の角度の範囲内での回転の往復運動を繰り返す）。
　このとき、ミラー１３０は、ミラー１３０並びに第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２に応じて定まる共振周波数で共振するように回転する。より具体的には、ミラー１３０は、ミラー１３０（より具体的には、ミラー１３０を含む被懸架部であり、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２によって吊り下げられる構造物）のＹ軸に沿った軸周り慣性モーメント並びに第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２のねじりバネ定数に応じて定まる共振周波数で共振するように回転する。例えば、ミラー１３０のＹ軸に沿った軸回りの慣性モーメントがＩａであり且つ第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２を１本のバネとみなした場合のねじりバネ定数がｋａであるとすれば、ミラー１３０は、（１／（２π））×√（ｋａ／Ｉａ）にて特定される共振周波数（或いは、（１／（２π））×√（ｋａ／Ｉａ）のＮ倍若しくはＮ分の１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、Ｙ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。このため、駆動源部１６０は、ミラー１３０が上述の共振周波数で共振するように、上記共振周波数に同期した態様で微振動を加える。
　また、ミラー１３０の共振周波数は、厳密に言えば、ミラー１３０という回転体を含む回転系を支える土台の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）によって変化しかねない。例えば、ミラー１３０ａの共振周波数は、ミラー１３０という回転体を含む回転系を支える第１ベース１１０－１や第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１や第２ベース１１０－２等の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）によって変化しかねない。このため、ミラー１３０を支える土台の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）を考慮した上で、（１／（２π））×√（ｋａ／Ｉａ）という数式（或いは、当該数式を特定するパラメータであるｋａ及びＩａ）に対して所定の補正演算を施した結果得られる共振周波数を、実際のミラー１３０の共振周波数として取り扱ってもよい。
　ここで、図４を参照して、駆動源部１６０から加えられる微振動に起因した方向性のない力について更に説明する。ここに、図４は、駆動源部１６０から加えられる微振動に起因した方向性のない力について説明するための平面図である。尚、以下の説明では、説明を分かりやすくするために、図１に示す駆動源部１６０とは異なる構成を有する駆動源部１６０を用いて説明を進める。但し、図１に示す駆動源部１６０から加えられる微振動としての電磁力と図４に示す駆動源部１６０から加えられる微振動としての電磁力とは、実際上は同一の力（つまり、方向性のない力）である。
　図４に示すように、駆動源部１６０は、伝達枝１６０ｂと、伝達枝１６０ｂを介して第１ベース１１０－１に接続される第１支持板１６０－１ｃであって且つＹ軸の方向に沿って相対向する第１枝１６０－１ｘ及び１６０－１ｙを備える第１支持板１６０－１ｃと、伝達枝１６０ｂを介して第１ベース１１０－２に接続される第２支持板１６０－２ｃであって且つＹ軸の方向に沿って相対向する第２枝１６０－２ｘ及び１６０－２ｙを備える第２支持板１６０－２ｃと、第１枝１６０－１ｘ及び１６０－１ｙの夫々に巻かれた第１コイル１６０－１ｚと、第２枝１６０－２ｘ及び１６０－２ｙの夫々に巻かれた第２コイル１６０－２ｚとを備えている。また、第１枝１６０－１ｘ及び１６０－１ｙ並びに第２枝１６０－２ｘ及び１６０－２ｙの形状及び特性は同一であるとし、第１枝１６０－１ｘに巻かれたコイル１６０－１ｚの特性（例えば、巻き数等）及び第１枝１６０－１ｙに巻かれたコイル１６０－１ｚの特性（例えば、巻き数等）は同一であるとし、第２枝１６０－２ｘに巻かれたコイル１６０－２ｚの特性（例えば、巻き数等）及び第２枝１６０－２ｙに巻かれたコイル１６０－２ｚの特性（例えば、巻き数等）は同一であるものとする。
　ここで、第１枝１６０－１ｘ及び１６０－１ｙ並びに第２枝１６０－２ｘ及び１６０－２ｙの夫々に巻かれたコイル１６０－１ｚ及び１６０－２ｚに電流を流すと、電磁相互作用により、第１枝１６０－１ｘ及び第２枝１６０－２ｘに対して第１枝１６０－１ｙ及び第２枝１６０－２ｙの方向に向かって引っ張られる力（つまり、Ｙ軸の負の方向であって図４中下側に向かう方向に作用する力）が発生する場合には、第１枝１６０－１ｙ及び第２枝１６０－２ｙに対しても、第１枝１６０－１ｘ及び第２枝１６０－２ｘの方向に向かって引っ張られる力（つまり、Ｙ軸の正の方向であって図４中上側に向かう方向に作用する力）が発生する。この力は、互いに逆向きで同じ大きさであるため、それらが外部に加速度を生じさせたり、それら自身に加速度を発生させることもなく、第１枝１６０－１ｘと第１枝１６０－１ｙとが接合する点Ｐ１（言い換えれば、伝達枝１６０ｂ上の点Ｐ１）及び第２枝１６０－２ｘと第２枝１６０－２ｙとが接合する点Ｐ２（言い換えれば、伝達枝１６０ｂ上の点Ｐ２）には微振動のみが伝達される。その結果、点Ｐ１及びＰ２における力には方向性がないことになる。同様に、電磁相互作用により、第１枝１６０－１ｘ及び第２枝１６０－２ｘに対して第１枝１６０－１ｙ及び第２枝１６０－２ｙから引き離される力（つまり、Ｙ軸の正の方向であって図４中上側に向かう方向に作用する力）が発生する場合には、第１枝１６０－１ｙ及び第２枝１６０－２ｙに対しても第１枝１６０－１ｘ及び第２枝１６０－２ｘから引き離される力（つまり、Ｙ軸の負の方向であって図４中下側に向かう方向に作用する力）が発生する。この力は、互いに逆向きで同じ大きさであるため、それらが外部に加速度を生じさせたり、それら自身に加速度を発生させることもなく、第１枝１６０－１ｘと第１枝１６０－１ｙとが接合する点Ｐ１及び第２枝１６０－２ｘと第２枝１６０－２ｙとが接合する点Ｐ２には微振動のみが伝達される。その結果、点Ｐ１及びＰ２における力には方向性がないことになる。
　しかしながら、本願発明者の実験によれば、上記構成によって第１ベース１１０－１並びに第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１を介して伝わる微振動（つまり、波動エネルギーであって、方向性のない力）が第２ベース１１０－２内を伝搬し、その結果、ミラー１３０がＹ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転することが判明している。つまり、駆動源部１６０により加えられる微振動が上述した方向性のない力（言い換えれば、波動エネルギー）として第２ベース１１０－２内を伝搬することで、ミラー１３０がＹ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転することが判明している。
　このように、第１実施例においては、ミラー１３０がミラー１３０並びに第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２に応じて定まる共振周波数で共振するように、Ｙ軸の方向に沿った軸を中心軸としてミラー１３０を回転させることができる。加えて、第１実施例においては、Ｘ軸の方向に沿った軸を中心軸として第２ベース１１０－２を回転させることができる。ここで、ミラー１３０が第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２を介して第２ベース１１０－２に接続されていることを考慮すれば、Ｘ軸の方向に沿った軸を中心軸とする第２ベース１１０－２の回転に合わせて、ミラー１３０もまたＸ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転する。その結果、ミラー１３０がＸ軸及びＹ軸の夫々を中心軸として共振するようにミラー１３０を回転させることができる。つまり、第２実施例においては、ミラー１３０はＸ軸を中心軸として回転駆動すると共に、Ｙ軸を中心軸として自励共振する。
　ここで、「共振」とは、無限小の力の繰り返しにより無限大の変位が生じる現象である。このため、ミラー１３０を回転させるために加えられる力を小さくしても、ミラー１３０の回転範囲（言い換えれば、回転方向の振幅）を大きくとることができる。つまり、ミラー１３０が回転するために必要な力を相対的に小さくすることができる。このため、ミラー１３０の回転に必要な力を加えるために必要な電力量をも少なくすることができる。従って、より効率的にミラー１３０を移動させることができ、その結果、ＭＥＭＳスキャナ１００の低消費電力化を実現することができる。
　加えて、第１実施例では、方向性を有していない力を加えている。
　ここで、比較例として、いわゆる方向性を有する力を加えることでミラー１３０の２軸回転駆動を行う構成（例えば、第２ベース１１０－２そのものをミラー１３０の回転方向に向かって大きくねじれさせ、そのねじれを第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２やミラー１３０に直接加えることでミラー１３０の２軸回転駆動を行う構成）を例にあげて説明する。この場合、ミラー１３０をＸ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させる方向性を有する力（例えば、第１ベース１１０－１を、Ｘ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させるようにねじれさせる力）をある駆動源部１６０から加えると共に、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方向性を有する力（例えば、第２ベース１１０－２を、Ｙ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させるようにねじれさせる力）を他の駆動源部１６０から加える必要がある。つまり、方向性を有する力を加えることでミラー１３０の２軸回転駆動を行う場合には、通常は、２つ以上の駆動源部１６０をＭＥＭＳスキャナが備えていなければならない。言い換えれば、方向性を有する力を加えることでミラー１３０の２軸回転駆動を行う場合には、１つの駆動源部１６０からは１つの方向に向かって作用する力しか加えることができないため、２つ以上の駆動源部１６０をＭＥＭＳスキャナが備えていなければならない。
　しかるに、第１実施例では、微振動に起因した方向性のない力を加えることで、ミラー１３０の２軸回転駆動を行うことができる。ここで、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、１つの駆動源部１６０から加えられた微振動（つまり、方向性のない力）は、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１の弾性（つまり、ミラー１３０を支持する第２ベース１１０－２をＸ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させる弾性）並びに第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２の弾性（つまり、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弾性）を利用して、ミラー１３０をＸ軸及びＹ軸の夫々の方向に沿った軸を中心軸として回転させることができる。つまり、第１実施例では、ミラー１３０の２軸回転駆動を行う場合であっても、２つの駆動源部１６０を備える必要は必ずしもない。このため、単一の駆動源部１６０を用いて、ミラー１３０の２軸回転駆動を行うための微振動に起因した方向性のない力を加えることができる。
　加えて、仮に１つの駆動源部から２つの方向に向かって作用する力を加えることができたとしても、方向性を有する力を加えることでミラー１３０の２軸回転駆動を行う場合には、結局のところ、２つの方向に作用する成分（つまり、ミラー１３０をＸ軸の方向に沿った軸を中心軸として回転させる方向性を有する力の成分と、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方向性を有する力の成分）を有する力を加える必要がある。しかるに、第１実施例では、微振動に起因した方向性のない力を波動エネルギーとして加えているため、力が作用する方向を考慮した上で当該力を加える必要がなくなるという利点も有している。
　加えて、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、駆動源部１６０の配置位置が限定されてしまうことはなくなる。言い換えれば、微振動に起因した方向性のない力を加えているがゆえに、ミラー１３０の回転の方向に依存して駆動源部１６０の配置位置が限定されてしまうことはなくなる。つまり、駆動源部１６０の配置位置がどのような位置に設定されたとしても、駆動源部１６０から加えられる微振動（つまり、方向性のない力）は、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２の弾性を利用して、ミラー１３０をＹ軸の夫々の方向に沿った軸を中心軸として回転させることができる。これにより、ＭＥＭＳスキャナ１００の設計の自由度を相対的に増加させることができる。これは、各構成要件のサイズ的な又は設計的な制約が大きいＭＥＭＳスキャナにとって実践上非常に有利である。
　更に第１実施例では、第２ベース１１０－２の裏側にリブ１１９が形成されているため、駆動源部１６０から加えられる微振動によって、第２ベース１１０－２そのものが波打つように変形振動する。以下、図５及び図６を参照して、第２ベース１１０－２の変形振動の態様について説明する。図５及び図６の夫々は、第２ベース１１０－２の変形振動の態様を、ミラー１３０の回転の態様と関連付けて示す側面図である。尚、図５及び図６は、図３に示す矢印「ＩＩＩ」の方向から第２ベース１１０－２及びミラー１３０を観察した場合の側面図を示す。
　図５（ａ）に示すように、駆動源部１６０から第２ベース１１０－２に対して微振動が加えられていない状態では、第２ベース１１０－２は変形振動しておらず、ミラー１３０も回転していない。
　図５（ｂ）に示すように、駆動源部１６０から第２ベース１１０－２に対して微振動が加えられると、リブ１１９が形成されている領域１１０ａは、剛性が相対的に高いため、微振動によって屈曲しにくい一方で、リブ１１９が形成されていない領域１１０ｂは、剛性が相対的に低いため、微振動によって屈曲しやすい。その結果、第２ベース１１０－２は、リブが形成されている領域１１０ａを節とし且つリブ１１９が形成されていない領域１１０ｂを腹にして、Ｘ軸の方向に沿って波打つように変形振動する。より具体的には、第２ベース１１０－２は、リブ１１９が形成されている部分を節とし且つリブ１１９が形成されていない部分を腹にする定常波のようにその外観を変形させながら振動する。尚、図５（ｂ）に示す例では、第２ベース１１０－２は、その中心から折れ曲がるように変形振動する。但し、第２ベース１１０－２は、他の変形モード（例えば、更に多くの節を有する変形モード）で変形振動してもよい。
　尚、第１実施例における第２ベース１１０－２の変形振動は、リブ１１９が適切な箇所に形成されることによって実現されている。従って、上述したリブ１１９は、リブが形成されている領域１１０ａを節とし且つリブ１１９が形成されていない領域１１０ｂを腹にして第２ベース１１０－２がＸ軸の方向に沿って変形振動するように、第２ベース１１０－２上の適切な箇所に形成されることが好ましい。このとき、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２が接続されている箇所が領域１１０ａに対応することが好ましい。例えば、上述したリブ１１９は、Ｘ軸の方向に沿った曲げ剛性が相対的に高い部分とＸ軸の方向に沿った曲げ剛性が相対的に低い部分とがＸ軸の方向に沿って順に現れるように、第２ベース１１０－２上の適切な箇所に形成されることが好ましい。或いは、例えば、上述したリブ１１９は、Ｘ軸の方向に沿った曲げ剛性が相対的に高い部分とＸ軸の方向に沿った曲げ剛性が相対的に低い部分とがＸ軸の方向に沿って順に現れると共に、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２が接続されている箇所並びに第２ベース１１０－２のＸ軸方向における両端部分の夫々が領域１１０ａになり且つその他の箇所が領域１１０ｂになるように、第２ベース１１０－２上の適切な箇所に形成されることが好ましい。
　このとき、駆動源部１６０から加えられる微振動の周期によっては、第２ベース１１０－２は、共振するように変形振動する。ここで、第１実施例では、第２ベース１１０－２の変形振動における共振周波数は、ミラー１３０の共振周波数と同一であることが好ましい。言い換えれば、ミラー１３０の共振周波数と同一の共振周波数で第２ベース１１０－２が変形振動するように、第２ベース１１０－２の特性が定められることが好ましい。例えば、ミラー１３０の共振周波数と同一の共振周波数で変形振動するように、第２ベース１１０－２の裏側に形成されるリブ１１９の特性（例えば、形成位置や、大きさや、質量や、剛性や、密度等）が定められることが好ましい。
　尚、第２ベース１１０－２の変形振動における共振周波数は、第２ベース１１０－２及びリブ１１９を含む構造物を一つのバネ系としてみなし、当該バネ系に付加されている質量をＭとし且つ当該バネ系のバネ定数をｋとした場合には、（１／（２π））×√（ｋ／Ｍ）にて特定される。但し、当該バネ系が一つのバネに一つの質量構造物が接続された（言い換えれば、固有振動数が１個であり且つ固有振動モードが１個である）１自由度のバネ系であれば、（１／（２π））×√（ｋ／Ｍ）という共振周波数を採用することができる。一方で、当該バネ系が一つのバネに２つの質量構造物が接続された２自由度以上のバネ系であれば、（１／（２π））×√（ｋ／Ｍ）という共振周波数における「ｋ」及び「Ｍ」等を補正することが好ましい。尚、第２ベース１１０－２及びリブ１１９を含む構造物を一つのバネ系とみなした場合、当該バネ系に付加されている質量Ｍ及び当該バネ系のバネ定数ｋは、第２ベース１１０－２の剛性及び質量に応じて定まる。第１実施例では、第２ベース１１０－２の剛性及び質量をリブ１１９によって調整している。このため、第２ベース１１０－２の共振周波数は、実質的には、上述したリブ１１９の特性によって定められる。
　また、第２ベース１１０－２の変形振動における共振周波数は、厳密に言えば、第２ベース１１０－２という変形振動体を含む振動系を支える土台の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）によって変化しかねない。例えば、第２ベース１１０－２の変形振動における共振周波数は、第２ベース１１０－２という変形振動体を含む振動系を支える第１ベース１１０－１や第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１等の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）によって変化しかねない。このため、第２ベース１１０－２を支える土台の剛性や質量（或いは、慣性モーメント）を考慮した上で、（１／（２π））×√（ｋ／Ｍ）という数式（或いは、当該数式を特定するパラメータであるｋ及びＭ）に対して所定の補正演算を施した結果得られる共振周波数を、実際の第２ベース１１０－２の変形振動における共振周波数として取り扱ってもよい。
　また、第２ベース１１０－２の変形振動における共振は、第２ベース１１０－２の変形振動に係るバネ系を一つのバネに２つの質量構造物が接続された２自由度のバネ系とみなすことによって規定することに代えて、第２ベース１１０－２という板状の部材の高次の共振モードとみなすことによって規定してもよい。
　ここで、上述したように、駆動源部１６０からはミラー１３０が上述の共振周波数で共振するように当該共振周波数に同期した態様で微振動が加えられている。従って、このような微振動の印加により、第２ベース１１０－２は、共振するように変形振動する。つまり、図５（ａ）から図５（ｇ）に時系列的に示すように、第２ベース１１０－２は、両端が固定された定常波（より具体的には、第２ベース１１０－２の両端及び中間部が節となる定常波）の如き外観を有するように変形振動する。つまり、第２ベース１１０－２は、ミラー１３０の回転軸に直交する方向（つまり、Ｘ軸の方向）に沿って定常波が現れるような外観を有する。
　尚、図５（ａ）から図５（ｇ）は、第２ベース１１０－２の変形振動の位相とミラー１３０の回転の位相とが同相となる例を示している。本願発明者等の実験によれば、第２ベース１１０－２の変形振動の共振周波数及びミラー１３０の共振周波数の夫々を３９ｋＨｚに設定した場合に、第２ベース１１０－２の変形振動の位相とミラー１３０の回転の位相とが同相になっている。具体的には、図５（ａ）から図５（ｃ）に示す状態は、第２ベース１１０－２が時計回りに回転するような変形振動をしており、且つ、ミラー１３０が時計回りに回転する状態である。同様に、図５（ｃ）から図５（ｇ）に示す状態は、第２ベース１１０－２が反時計回りに回転するような変形振動をしており、且つ、ミラー１３０が反時計回りに回転する例を示している。尚、図５（ｇ）に示す状態の第２ベース１１０－２及びミラー１３０は、その後、図５（ｆ）に示す状態を経てから図５（ａ）に示す状態に遷移する。以降、第２ベース１１０－２及びミラー１３０は、図５（ａ）から図５（ｇ）に示す時系列に従って変形振動ないしは回転を続ける。
　他方で、図６（ａ）から図６（ｇ）は、第２ベース１１０－２の変形振動の位相とミラー１３０の回転の位相とが逆相となる例を示している。本願発明者等の実験によれば、第２ベース１１０－２の変形振動の共振周波数及びミラー１３０の共振周波数の夫々を５３ｋＨｚに設定した場合に、第２ベース１１０－２の変形振動の位相とミラー１３０の回転の位相とが逆相になっている。具体的には、図６（ａ）から図６（ｃ）に示す状態は、第２ベース１１０－２が時計回りに回転するような変形振動をしており、且つ、ミラー１３０が反時計回りに回転する状態である。同様に、図６（ｃ）から図６（ｇ）に示す状態は、第２ベース１１０－２が反時計回りに回転するような変形振動をしており、且つ、ミラー１３０が時計回りに回転する例を示している。尚、図６（ｇ）に示す状態の第２ベース１１０－２及びミラー１３０は、その後、図６（ｆ）に示す状態を経てから図６（ａ）に示す状態に遷移する。以降、第２ベース１１０－２及びミラー１３０は、図６（ａ）から図６（ｇ）に示す時系列に従って変形振動ないしは回転を続ける。
　このような態様で第２ベース１１０－２が変形振動しているため、ミラー１３０の回転量は、ミラー１３０そのものの回転量に加えて第２ベース１１０－２の変形振動量にも依存することになる。例えば、第２ベース１１０－２が変形振動しない比較例のＭＥＭＳスキャナに対してある電圧量Ｖ１に応じて発生する微振動を加えた場合に、ミラー１３０が角度θ１だけ回転したとする。この場合、第２ベース１１０－２が変形振動する第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００に対して同じ電圧量Ｖに応じて発生する微振動を加える場合、ミラー１３０が角度θ１だけ回転すると共に、第２ベース１１０－２もまた角度θ２だけ回転するように変形振動する。つまり、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００によれば、電圧量Ｖに応じて発生する微振動を加えた場合のミラー１３０の回転量（回転角度）がθ１＋θ２になる。従って、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００によれば、同一の電圧量Ｖに応じて発生する微振動を加えた場合に、比較例のＭＥＭＳスキャナと比較して、ミラー１３０の回転量（回転角度）を増大させることができる。従って、同一の微振動（ないしは、同一の微振動を発生させるための同一の電圧量或いは電流量）に対するミラー１３０の回転量（言い換えれば、ミラー１３０の回転の感度）を相対的に大きくすることができる。
　加えて、第２ベース１１０－２の変形振動は、リブ１１９を形成することによって比較的容易に実現することができる。従って、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００を比較的容易に実現することができる。
　尚、上述した第１実施例では、ミラー１３０を回転させるための力（つまり、駆動源部から加えられる）として、微振動を用いる例について説明している。しかしながら、ミラー１３０を回転させるための力として、微振動以外の任意の力を用いてもよい。例えば、ミラー１３０を回転させるための力として、例えば、特開２００７－５２２５２９号公報に記載されているように、ミラー１３０を直接的に回転させる方向（つまり、ミラー１３０の回転方向）に直接的に作用する方向性のある力を用いてもよい。或いは、例えば、ミラー１３０を回転させるための力として、例えば、特開２００７－５２２５２９号公報に記載されているように、ミラー１３０を間接的に回転させる方向に作用する方向性のある力（例えば、圧電素子の伸縮を伝搬させることでトーションバーのねじれ振動を生み出し、結果、当該トーションバーのねじれ振動に応じてミラー１３０を回転させる力）を用いてもよい。言い換えれば、例えば、ミラー１３０を回転させるための力として、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１並びに第２トーションバー１２０ａ－１から１２０ｄ－１を直接的に又は間接的にねじれさせる方向に作用する方向性のある力を用いてもよい。以下の第２実施例から第３実施例においても同様である。
　（２）第２実施例
　続いて、図７を参照して、第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１０１について説明する。図７は、第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１０１の基本構成を概念的に示す平面図である。尚、上述の第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００と同一の構成については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
　図７に示すように、第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１０１は、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００と同様に、第１ベース１１０－１と、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１と、第２ベース１１０－２と、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２と、ミラー１３０とを備えている。第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２は、電磁力に起因した力（微振動）を加える駆動源部１６０に代えて、圧電効果に起因した力（微振動）を加える駆動源部１４０を備えている。
　駆動源部１４０は、第１圧電素子１４０－１ａと、第２圧電素子１４０－２ａと、伝達枝１４０ｂと、第１空隙１４０－１ｄを有すると共に伝達枝１４０ｂを介して第１ベース１１０－１に固定される第１支持板１４０－１ｃと、第２空隙１４０－２ｄを有すると共に伝達枝１４０ｂを介して第１ベース１１０－１に固定される第２支持板１４０－２ｃとを備えている。第１支持板１４０－１ｃ上では、第１空隙１４０－１ｄによって規定される相対向する第１枝１４０－１ｅ及び１４０－１ｆによって、第１圧電素子１４０－１ａが挟持される。第２支持板１４０－２ｃ上では、第２空隙１４０－２ｄによって規定される相対向する第２枝１４０－２ｅ及び１４０－２ｆによって、第２圧電素子１４０－２ａが挟持される。不図示の電極を介して第１圧電素子１４０－１ａに電圧を印加することで、第１圧電素子１４０－１ａはその形状を変化させる。この第１圧電素子１４０－１ａの形状の変化は、第１枝１４０－１ｅ及び１４０－１ｆの形状の変化を引き起こす。その結果、第１枝１４０－１ｅ及び１４０－１ｆの形状の変化は、後に詳述するように微振動（ないしは、波動エネルギー）として伝達枝１４０ｂを介して第１ベース１１０－１に伝えられる。同様に、不図示の電極を介して第２圧電素子１４０－２ａに電圧を印加することで、第２圧電素子１４０－２ａはその形状を変化させる。この第２圧電素子１４０－２ａの形状の変化は、第２枝１４０－２ｅ及び１４０－２ｆの形状の変化を引き起こす。その結果、第２枝１４０－２ｅ及び１４０－２ｆの形状の変化は、後に詳述するように微振動（ないしは、波動エネルギー）として伝達枝１４０ｂを介して第１ベース１１０－１に伝えられる。
　このような駆動源部１４０から加えられる微振動は、図４を用いて説明した方向性のない力となる。従って、第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１０１によれば、上述した第２実施例のＭＥＭＳスキャナ１００が享受する各種効果と同様の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８を参照して、第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２について説明する。図８は、第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２の基本構成を概念的に示す平面図である。尚、上述の第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００と同一の構成については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
　図８に示すように、第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２は、第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００と同様に、第１ベース１１０－１と、第１トーションバー１２０ａ－１及び１２０ｂ－１と、第２ベース１１０－２と、第２トーションバー１２０ａ－２及び１２０ｂ－２と、ミラー１３０とを備えている。第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２は、電磁力に起因した力（微振動）を加える駆動源部１６０に代えて、静電力に起因した力（微振動）を加える駆動源部１５０を備えている。
　駆動源部１５０（１５０ａから１５０ｃ）は、第２ベース１１０－２の外側の辺に沿って配置される櫛歯状の第１電極１５１ａ及び１５１ｂと、第１ベース１１０－１の内側の辺に固定されると共に第１電極１５１ａ及び１５１ｂの間に分布する櫛歯状の第２電極１５２ａ及び１５２ｂとを備える。尚、第１電極１５１ａ及び第２電極１５２ａは、上述した磁極１６２ａと同様の位置に配置される。第１電極１５１ｂ及び第２電極１５２ｂは、上述した磁極１６２ｂと同様の位置に配置される。
　この場合、第１電極１５１ａ及び１５１ｂ（又は、第２電極１５２ａ及び１５２ｂ）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る。第１電極と第２電極との間の電位差に起因して、第１電極１５１ａ及び１５１ｂと第２電極１５２ａ及び１５２ｂとの間には静電力（言い換えれば、クーロン力）が生ずる。その結果、静電力が発生する。この静電力は微振動として第２ベース１１０－２に伝えられる。
　このような駆動源部１５０から加えられる微振動は、図４を用いて説明した方向性のない力となる。従って、第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２によれば、上述した第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００が享受する各種効果と同様の効果を好適に享受することができる。
　尚、上述した第１実施例のＭＥＭＳスキャナ１００から第３実施例のＭＥＭＳスキャナ１０２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、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。
　１００～１０２　ＭＥＭＳスキャナ
　１１０－１　第１ベース
　１１０－２　第２ベース
　１２０－１　第１トーションバー
　１２０－２　第２トーションバー
　１３０　ミラー
　１４０、１５０、１６０　駆動源部

Claims (12)

  1. 　第１ベース部と、
    　前記第１ベース部に取り囲まれる第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中心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中心軸として回転させるような弾性を有する第２弾性部と、
    　前記被駆動部及び前記第２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加振力を前記第２ベース部に加える印加部と
    　を備え、
    　前記印加部は、前記他の方向に沿って前記第２ベース部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前記加振力を加え、
    　前記第２ベース部が共振する共振周波数は、前記被駆動部の共振周波数と同一であることを特徴とする駆動装置。
  2. 　前記第２ベース部の一部の箇所の剛性が、前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  3. 　前記第２ベース部の一部の箇所の剛性が前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高くなることで、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
  4. 　前記第２ベース部の一部の箇所の質量が、前記第２ベース部の他の一部の箇所の剛性よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  5. 　前記第２ベース部の一部の箇所の質量が前記第２ベース部の他の一部の箇所の質量よりも高くなることで、前記第２ベース部の前記他の方向に沿った曲げ剛性が前記第２ベース部の前記一の方向に沿った曲げ剛性よりも低くなることを特徴とする請求項４に記載の駆動装置。
  6. 　前記被駆動部は、前記弾性部を介して、前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  7. 　前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所の剛性が、前記第２ベース部の変形振動における節以外の箇所の剛性よりも高いことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
  8. 　前記第２ベース部の変形振動における節に対応する箇所の質量が、前記第２ベース部の変形振動における節以外の箇所の質量よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の駆動装置。
  9. 　前記加振力は、無方向性振動エネルギーとしての無方向性微振動又は異方性微振動であることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
  10. 　前記印加部は、前記一の方向に沿った軸を中心軸とする回転方向とは異なる方向に作用する力によって生ずる前記微振動を加えることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
  11. 　前記印加部は、静止時の前記被駆動部の表面に沿った方向に作用する力によって生ずる前記微振動を加えることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
  12. 　前記印加部は、前記第２ベース部を前記他の方向に沿った軸を中心軸として回転させるための前記微振動であって且つ前記被駆動部及び前記第２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前記微振動を前記第２ベース部に加えることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016048386A (ja) * 2012-05-10 2016-04-07 パイオニア株式会社 駆動装置
JP2019139057A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 スタンレー電気株式会社 ２次元光偏向器
CN110438992A (zh) * 2019-07-30 2019-11-12 浙江科技学院 基于固液态转换变形囊减少振动影响的振动沉桩方法
WO2022224573A1 (ja) * 2021-04-23 2022-10-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 駆動素子および光偏向素子
JP7506540B2 (ja) 2020-07-02 2024-06-26 スタンレー電気株式会社 光走査装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9551730B2 (en) 2014-07-02 2017-01-24 Merlin Technology, Inc. Mechanical shock resistant MEMS accelerometer arrangement, associated method, apparatus and system
US10969399B1 (en) * 2014-07-17 2021-04-06 Merlin Technology, Inc. Advanced mechanical shock resistance for an accelerometer in an inground device and associated methods
JP6269446B2 (ja) * 2014-11-10 2018-01-31 株式会社Ｊｖｃケンウッド 画像表示装置及びその制御方法
JP6785588B2 (ja) * 2016-07-01 2020-11-18 日本信号株式会社 駆動装置
JP7193719B2 (ja) * 2018-12-21 2022-12-21 ミツミ電機株式会社 光走査装置
TWI765235B (zh) * 2020-02-27 2022-05-21 揚明光學股份有限公司 光路調整機構及其製造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004034256A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Canon Inc マイクロ構造体及びその製造方法
JP2007312465A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Omron Corp 駆動装置、光走査型装置及び物体情報検知装置
JP2009258210A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Panasonic Corp 光学反射素子
JP2011013401A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 光ビーム走査装置
WO2011061833A1 (ja) * 2009-11-19 2011-05-26 パイオニア株式会社 駆動装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7864390B2 (en) * 2007-05-28 2011-01-04 Konica Minolta Opto, Inc. Image display apparatus
JP5172364B2 (ja) * 2008-01-16 2013-03-27 スタンレー電気株式会社 光偏向器
US8547619B2 (en) * 2009-12-23 2013-10-01 Jds Uniphase Corporation Tiltable MEMS mirror

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004034256A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Canon Inc マイクロ構造体及びその製造方法
JP2007312465A (ja) * 2006-05-16 2007-11-29 Omron Corp 駆動装置、光走査型装置及び物体情報検知装置
JP2009258210A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Panasonic Corp 光学反射素子
JP2011013401A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 光ビーム走査装置
WO2011061833A1 (ja) * 2009-11-19 2011-05-26 パイオニア株式会社 駆動装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016048386A (ja) * 2012-05-10 2016-04-07 パイオニア株式会社 駆動装置
JP2019139057A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 スタンレー電気株式会社 ２次元光偏向器
JP6990960B2 (ja) 2018-02-09 2022-01-12 スタンレー電気株式会社 ２次元光偏向器
CN110438992A (zh) * 2019-07-30 2019-11-12 浙江科技学院 基于固液态转换变形囊减少振动影响的振动沉桩方法
JP7506540B2 (ja) 2020-07-02 2024-06-26 スタンレー電気株式会社 光走査装置
WO2022224573A1 (ja) * 2021-04-23 2022-10-27 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 駆動素子および光偏向素子

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