WO2013111265A1 - アクチュエータ - Google Patents

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WO2013111265A1
WO2013111265A1 PCT/JP2012/051384 JP2012051384W WO2013111265A1 WO 2013111265 A1 WO2013111265 A1 WO 2013111265A1 JP 2012051384 W JP2012051384 W JP 2012051384W WO 2013111265 A1 WO2013111265 A1 WO 2013111265A1
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WO
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torsion bars
torsion
actuator
rotation axis
torsion bar
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PCT/JP2012/051384
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健二郎 藤本
山村　雄一
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パイオニア株式会社
パイオニア・マイクロ・テクノロジー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a technical field of an actuator such as a MEMS scanner that drives a movable part provided with, for example, a mirror.
  • MEMS Micro Electro Mechanical System
  • a MEMS scanner used for scanning a laser beam is known.
  • Such a MEMS scanner includes a movable plate, a frame-shaped support frame that surrounds the movable plate, and a torsion bar that pivotally supports the movable plate so as to be swingable with respect to the support frame.
  • Patent Documents 1 to 3 are given as examples.
  • the MEMS scanner As a method of utilizing such a MEMS scanner, for example, it is assumed that it is used for a video display device such as a head-up display for projecting a video.
  • a video display device such as a head-up display
  • the frequency of the swing of the movable plate (for example, the mass of the movable plate and the movable plate as an axis). It is preferable to increase the resonance frequency determined by the spring constant of the torsion bar to be supported.
  • Measures to make the torsion bar stiff by thickening or shortening the torsion bar can be considered as one countermeasure for increasing the frequency of the swing of the movable plate.
  • simply increasing the thickness of the torsion bar causes a technical problem that the stress applied to the torsion bar increases with the movement of the movable plate by the increase in the thickness of the torsion bar.
  • simply shortening the torsion bar causes a technical problem that the stress applied to the torsion bar increases as the movable plate is moved by the amount of shortening of the torsion bar. As a result, there arises a technical problem that such an increase in stress may cause the torsion bar to break.
  • the present invention has been made in view of, for example, the above-described conventional problems, and provides an actuator capable of increasing the frequency at which the movable part swings while preventing or suppressing, for example, destruction of the torsion bar. Is an issue.
  • the actuator includes a movable part, a support part that supports the movable part, and (i) each of which allows the movable part to swing about a rotation axis along the longitudinal direction. And (ii) a plurality of torsion bars arranged along the short direction, each of the plurality of torsion bars being connected to the movable part and the support part along the longitudinal direction.
  • the spring constant becomes smaller as the respective torsion bars become farther from the rotation axis.
  • the actuator according to the present embodiment includes a movable part, a support part that supports the movable part, and (i) the longitudinal part so that the movable part can swing about a rotation axis along the longitudinal direction.
  • the movable part and the support part are connected along the direction, and (ii) a plurality of torsion bars arranged along the short direction, and the spring constant of each of the plurality of torsion bars is The smaller the respective torsion bars are, the smaller the distance from the rotation axis.
  • the movable part suspended by a plurality of torsion bars swings.
  • the movable unit may swing so as to rotate about an axis along the direction in which each of the plurality of torsion bars extends (that is, the longitudinal direction of each of the plurality of torsion bars).
  • each of the plurality of torsion bars connects the movable part and the support part along the longitudinal direction of each of the torsion bars.
  • each of the plurality of torsion bars may directly connect the movable portion and the support portion.
  • each of the plurality of torsion bars may indirectly connect the movable portion and the support portion (in other words, with an arbitrary member interposed therebetween).
  • the plurality of torsion bars are arranged along the short direction of the plurality of torsion bars (in other words, arranged in parallel). In other words, the plurality of torsion bars are arranged along a direction orthogonal to the rotation axis of the movable part.
  • the spring constants of the plurality of torsion bars are adjusted according to the distance between the rotating shaft of the movable part and each of the plurality of torsion bars. More specifically, the spring constant of each of the plurality of torsion bars decreases as the distance between the respective torsion bars increases from the rotation axis (that is, the distance from the rotation axis increases). It has been adjusted. In other words, the spring constant of each of the plurality of torsion bars is adjusted to be smaller as the spring constant of the torsion bar farther from the rotation axis.
  • the spring constant of each of the plurality of torsion bars is adjusted so that the spring constant of the torsion bar relatively far from the rotation axis is smaller than the spring constant of the torsion bar relatively close to the rotation axis.
  • the spring constants of the plurality of torsion bars are positioned relatively outside the array along the short direction. It can also be expressed that the spring constant of the torsion bar is adjusted so as to be smaller than the spring constant of the torsion bar located relatively on the center side of the arrangement along the short direction.
  • the stress applied to the torsion bar when the movable part supported by only one torsion bar located on the rotation axis is swung will be described.
  • the stress applied to the edge portions on both sides of the single torsion bar (more specifically, the edge portions on both sides along the short direction of the torsion bar)
  • the stress is greater than the stress applied to the central portion (more specifically, the central portion along the short direction of the torsion bar). That is, the stress applied to the edge portion relatively far from the rotation axis in the single torsion bar is larger than the stress applied to the central portion relatively close to the rotation axis in the single torsion bar. That is, the stress applied to the single torsion bar as the movable part moves farther is more likely to be applied as the distance from the rotation axis increases.
  • the actuator is relatively far from the rotation axis.
  • Stress is easily applied to the torsion bar (that is, the torsion bar having a relatively small spring constant).
  • the stress applied to the torsion bar relatively far from the rotation axis is relaxed. For this reason, destruction of the torsion bar relatively far from the rotation axis is suitably prevented or suppressed.
  • a large stress is not applied to the torsion bar relatively close to the rotation axis (that is, the torsion bar having a relatively large spring constant).
  • the actuator of the present embodiment including the plurality of torsion bars whose spring constants are adjusted according to the distance from the rotation shaft, the breakage of the plurality of torsion bars is preferably prevented or suppressed.
  • the spring constant of the torsion bar relatively close to the rotation axis can be relatively increased, the spring constant of the entire plurality of torsion bars can be relatively increased. As a result, it is possible to relatively increase the frequency of the swing of the movable portion determined according to the spring constant of the entire plurality of torsion bars.
  • the actuator of this embodiment it is possible to increase the frequency at which the movable part swings while preventing or suppressing the destruction of the plurality of torsion bars.
  • variety and length of a some torsion bar may be adjusted suitably so that it may mention later.
  • the density of a some torsion bar may be adjusted so that it may mention later.
  • the density of each of the plurality of torsion bars may decrease as the distance between the torsion bars increases from the rotation axis.
  • the adjustment of the density of each of the plurality of torsion bars may be realized by the presence or absence of holes formed in each of the plurality of torsion bars.
  • one or a plurality of holes are formed in a torsion bar that is relatively far from the rotation axis among the plurality of torsion bars, while one or more of the torsion bars that are relatively close to the rotation axis among the plurality of torsion bars.
  • the density of the plurality of torsion bars may be adjusted by not forming the plurality of holes.
  • the adjustment of the density of each of the plurality of torsion bars may be realized by the number of holes formed in each of the plurality of torsion bars.
  • a relatively large number of holes are formed in a torsion bar that is relatively far from the rotation axis, while among a plurality of torsion bars, a relative to a torsion bar that is relatively close to the rotation axis.
  • the density of a plurality of torsion bars may be adjusted by forming a small number of holes or not forming holes.
  • the adjustment of the density of each of the plurality of torsion bars may be realized by the size of the hole formed in each of the plurality of torsion bars.
  • a relatively large hole is formed in a torsion bar that is relatively far from the rotation axis, while relative to a torsion bar that is relatively close to the rotation axis among the plurality of torsion bars.
  • the density of a plurality of torsion bars may be adjusted by forming small holes or not forming holes.
  • the adjustment of the density of each of the plurality of torsion bars may be realized by the difference in the material constituting each of the plurality of torsion bars.
  • the torsion bar relatively far from the rotation axis is made of a material having a relatively low density
  • the torsion bar relative to the rotation axis is relatively
  • the density of the plurality of torsion bars may be adjusted by using a material having a high density.
  • all of the plurality of torsion bars may be completely separated.
  • some of the plurality of torsion bars may be connected to other adjacent torsion bars in a bridge shape along the short direction.
  • the thickness of the torsion bar (specifically, the thickness along the direction perpendicular to the longitudinal direction and the short direction of the torsion bar). It is also considered that the frequency at which the movable part swings can be increased while preventing or suppressing the destruction of the torsion bar. In this case, it is preferable to increase the thickness of the torsion bar in order to increase the frequency at which the movable part swings while preventing or suppressing the destruction of the torsion bar.
  • the movable portion, the support portion, and the torsion bar may be manufactured from a common (in other words, one) semiconductor substrate using a semiconductor manufacturing process.
  • the actuator of this embodiment including a plurality of torsion bars whose spring constants are adjusted according to the distance from the rotation axis is more practical than the actuator whose thickness of the torsion bar is adjusted. It is very advantageous.
  • the width of each of the plurality of torsion bars becomes narrower as the respective torsion bars become farther from the rotation axis.
  • the length of each of the plurality of torsion bars increases as the distance between the torsion bars increases from the rotation axis.
  • At least one of the plurality of torsion bars is directed from the support part to the movable part.
  • the at least one torsion bar may be bent at least once in a direction intersecting with the extending direction.
  • the length of at least one torsion bar can be made relatively long by making the shape of at least one torsion bar into a bent shape. Accordingly, the length of each of the plurality of torsion bars can be adjusted relatively easily.
  • the bent shape of the torsion bar refers to, for example, a torsion bar with respect to a direction in which the torsion bar extends from the support part toward the movable part (that is, the longitudinal direction of the torsion bar or the direction of the rotation axis). Examples of shapes that extend once in different directions and then return to the original direction, shapes that the torsion bar extends while meandering, shapes that expand while the torsion bar bends in a zigzag shape, etc. .
  • At least one torsion bar is bent as described above, other than one or two torsion bars located on the rotation axis or closest to the rotation axis among the plurality of torsion bars. At least one of the torsion bars has the bent shape, and one or two torsion bars closest to the rotation axis of the plurality of torsion bars have the bent shape. You may comprise so that it may not.
  • the torsion bar allows the movable part to swing (for example, Rotating swing) is preferably realized.
  • a plurality of torsion bars whose lengths are adjusted according to the distance from the rotation shaft can be realized, but a suitable far-off of the movable part can be realized. Can be realized.
  • One or two torsion bars located on the rotation axis or closest to the rotation axis are directed from the support part to the movable part (or from the connection point between the support part and the torsion bar, (Toward the connection point) may have a shape that passes through the shortest path.
  • At least one of the plurality of torsion bars is directed from the support part to the movable part. Further, the at least one torsion bar may be configured to be folded at least once in a direction opposite to the extending direction.
  • the length of at least one torsion bar can be made relatively long by making the shape of at least one torsion bar folded. Accordingly, the length of each of the plurality of torsion bars can be adjusted relatively easily.
  • the shape of the torsion bar folded back means, for example, that the torsion bar extends in the direction in which the torsion bar extends from the support portion toward the movable portion (that is, the longitudinal direction of the torsion bar or the direction of the rotation axis).
  • An example is a shape in which a torsion bar is bent (that is, folded) at an angle of 90 degrees or more with respect to the direction.
  • the one of the plurality of torsion bars other than one or two torsion bars located on the rotation axis or closest to the rotation axis. At least one of the other torsion bars has the folded shape, and one or two torsion bars closest to the rotation axis of the plurality of torsion bars have the folded shape. You may comprise so that it may not have.
  • the torsion bar allows the movable part to swing (for example, , Rotating swing) is preferably realized.
  • the shape of the at least one torsion bar is a folded shape, thereby realizing a plurality of torsion bars whose lengths are adjusted according to the distance from the rotation axis, and suitable for the movable part. You can realize faraway.
  • One or two torsion bars located on the rotation axis or closest to the rotation axis are directed from the support part to the movable part (or from the connection point between the support part and the torsion bar, (Toward the connection point) may have a shape that passes through the shortest path.
  • the density of each of the plurality of torsion bars decreases as the distance between the respective torsion bars increases from the rotation axis.
  • At least one of the plurality of torsion bars has one or a plurality of holes. You may comprise as follows.
  • the density of at least one torsion bar can be relatively reduced by forming a hole in at least one torsion bar. Therefore, the density of each of the plurality of torsion bars can be adjusted relatively easily.
  • the “hole” in the present embodiment may be a hole that penetrates the torsion bar (so-called opening), a hole that does not penetrate the torsion bar (so-called recess), or a torsion bar. It may be a hole (so-called void) formed inside (in other words, not appearing outside).
  • the movable portion, the support portion, and the plurality of torsion bars are provided, and the spring constants of the plurality of torsion bars are far from the rotation axis. The smaller it gets. Therefore, it is possible to increase the frequency at which the movable part swings while preventing or suppressing the destruction of the torsion bar.
  • FIG. 1 is a plan view showing an example of the configuration of the actuator 1 of the first embodiment.
  • the actuator 1 of the first embodiment is a planar electromagnetic drive actuator (that is, a MEMS scanner) used for scanning of laser light, for example.
  • the actuator 1 includes an outer support 110, a pair of torsion bars 130, an inner support 210, a plurality of pairs of torsion bars 230, a movable portion 120, a pair of permanent magnets 160, and a pair of power terminals 170. It has.
  • the outer support 110, the pair of torsion bars 130, the inner support 210, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable part 120 are integrally formed from a nonmagnetic substrate such as a silicon substrate, for example. That is, the outer support 110, the pair of torsion bars 130, the inner support 210, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable portion 120 have a gap by removing a part of a nonmagnetic substrate such as a silicon substrate. It is formed by being formed. A MEMS process is preferably used as the formation process at this time. Instead of the silicon substrate, the outer support 110, the pair of torsion bars 130, the inner support 210, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable portion 120 may be integrally formed from an arbitrary elastic material. .
  • the outer support body 110 has a frame shape surrounding the inner support body 210 and is located on both sides of the inner support body 210 (in other words, the inner support body 210 is sandwiched from both sides of the inner support body 210).
  • a pair of torsion bars 130 are connected to the inner support 210.
  • FIG. 1 shows an example in which the shape of the outer support 110 is a frame shape, it goes without saying that the shape of the outer support 110 is not limited to the frame shape.
  • the outer support 110 may have a frame shape in which a part thereof is open.
  • the inner support 210 has a frame shape that surrounds the movable portion 120, and is a direction in which the pair of torsion bars 130 extends (that is, the longitudinal direction of the pair of torsion bars 130, which is the X axis in FIG.
  • the outer support 110 is pivotally supported by a pair of torsion bars 130 so as to be swingable around a rotation axis along the direction).
  • the inner support 210 is further connected to the movable part 120 by a plurality of pairs of torsion bars 230 located on both sides of the movable part 120 (in other words, sandwiching the movable part 120 from both sides of the movable part 120).
  • a drive coil 140 is formed on the surface of the inner support 210.
  • the drive coil 140 may be formed inside the inner support 210.
  • FIG. 1 shows an example in which the shape of the inner support 210 is a frame shape, it goes without saying that the shape of the inner support 210 is not limited to the frame shape.
  • the inner support 210 may have a frame shape in which a part thereof is open.
  • the movable unit 120 swings around a rotation axis along a direction in which the plurality of pairs of torsion bars 230 extend (that is, the longitudinal direction of the plurality of pairs of torsion bars 230 and the Y-axis direction in FIG. 1).
  • the inner support 210 is pivotally supported by a plurality of pairs of torsion bars 230 so as to be movable.
  • a mirror (not shown) that reflects the laser light is formed on the surface of the movable portion 120.
  • the pair of torsion bars 130 connect the inner support 210 and the outer support 110 so that the inner support 210 can swing with respect to the outer support 110. Due to the elasticity of the pair of torsion bars 130, the inner support 210 swings so as to rotate about the axis along the direction in which the pair of torsion bars 130 extends. In other words, the inner support 210 swings around the rotation axis with the X axis in FIG. 1 as the rotation axis. At this time, the movable part 120 is connected to the inner support 210 via a plurality of pairs of torsion bars 230. Accordingly, as the inner support 210 swings, the movable part 120 substantially swings around the rotation axis with the X axis in FIG. 1 as the rotation axis.
  • Each of the plurality of pairs of torsion bars 230 connects the movable portion 120 and the inner support 210 so that the movable portion 120 can swing with respect to the inner support 210. Due to the elasticity of the plurality of pairs of torsion bars 230, the movable portion 120 swings so as to rotate about an axis along the direction in which the plurality of pairs of torsion bars 230 extend. That is, the movable unit 120 swings around the rotation axis with the Y axis in FIG. 1 as the rotation axis. In addition, the plurality of pairs of torsion bars 230 are arranged in parallel along the short direction of the torsion bars 230.
  • the drive coil 140 is, for example, a coil that extends on the inner support 210.
  • the drive coil 140 may be formed using, for example, a material having relatively high conductivity (for example, gold or copper).
  • the drive coil 140 may be formed using a semiconductor manufacturing process such as a plating process or a sputtering method.
  • the driving coil 140 is embedded in the silicon substrate for forming the outer support 110, the pair of torsion bars 130, the inner support 210, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable part 120 using an implant method. May be.
  • the outer shape of the drive coil 140 is simplified and described with emphasis on the visibility of the drawing, but actually, the drive coil 140 is formed on the surface of the inner support 210. And one or more windings.
  • the drive coil 140 includes a pair of power terminals 170 formed on the outer support 110 and wiring 150 for electrically connecting the pair of power terminals 170 and the drive coil 140 and a pair of torsion.
  • a control current is supplied from the power supply via the wiring 150 formed on the bar 130.
  • the control current is a control current for swinging the inner support 210 and the movable part 120.
  • the signal component having a frequency synchronized with the frequency at which the inner support 210 swings and the movable part 120 are This is an alternating current including a signal component having a frequency synchronized with the swinging frequency.
  • the power source may be a power source provided in the actuator 1 itself or a power source prepared outside the actuator 1.
  • the pair of permanent magnets 160 are attached to the outside of the outer support 110. However, the pair of permanent magnets 160 may be attached to any location as long as a predetermined static magnetic field can be applied to the drive coil 140.
  • the pair of permanent magnets 160 preferably have their magnetic poles appropriately set so that a predetermined static magnetic field can be applied to the drive coil 140. Note that a yoke may be added to the pair of permanent magnets 160 in order to increase the strength of the static magnetic field.
  • the actuator 1 of the first embodiment operates as described above (specifically, the movable part 120 swings), first, from the power source to the drive coil 140 via the power terminal 170 and the wiring 150.
  • a control current is supplied.
  • the control current supplied to the drive coil 140 includes a signal for swinging the inner support 210 (specifically, a signal synchronized with the swing cycle of the inner support 210) and the movable portion 120. It is preferable that the current be superimposed on a signal for swinging the signal (specifically, a signal synchronized with the period of the swing of the movable unit 120).
  • a static magnetic field is applied to the drive coil 140 by a pair of permanent magnets 160.
  • a force that is, a Lorentz force
  • the inner support 210 on which the drive coil 140 is formed is far away by the Lorentz force resulting from the electromagnetic interaction between the static magnetic field applied from the pair of permanent magnets 160 and the control current supplied to the drive coil 140.
  • the inner support 210 swings so as to rotate about the X axis in FIG.
  • the movable part 120 is connected to the inner support 210 via a plurality of pairs of torsion bars 230. Accordingly, as the inner support 210 swings, the movable part 120 substantially swings around the rotation axis with the X axis in FIG. 1 as the rotation axis.
  • the Lorentz force resulting from the electromagnetic interaction between the static magnetic field applied from the pair of permanent magnets 160 and the control current supplied to the drive coil 140 is transmitted to the movable part 120 as an inertial force.
  • the movable unit 120 swings so as to rotate about the Y axis in FIG.
  • the movable part 120 is driven in two axes.
  • the two-axis drive of the movable part 120 is performed by swinging the inner support 210 using the Lorentz force itself and swinging the movable part 120 using the Lorentz force as an inertial force. It has been broken.
  • a drive coil for generating a Lorentz force that causes the movable part 120 to move farther may be formed on the movable part 120.
  • the plurality of pairs of torsion bars 230 (and the inner support 210, the pair of torsion bars 130, and the outer support 110) are connected to the movable portion 120 from the power terminal 170 on the outer support 110. It is preferable that a wiring connected to the upper driving coil is formed.
  • the width of each of the plurality of pairs of torsion bars 230 is the rotation axis of each of the plurality of pairs of torsion bars 230 and the movable portion 120 (hereinafter, unless otherwise noted, simply referred to as “rotation axis”). In this case, it is adjusted according to the distance from the “rotation axis of the movable portion 120 (that is, the rotation axis along the Y axis)”.
  • FIG. 2 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 1 of the first embodiment. Note that FIG. 2 will be described with attention paid to the torsion bar 230 disposed on one side (for example, the upper side in FIG. 1) of the movable unit 120 among the plurality of pairs of torsion bars 230. However, the same applies to the torsion bar 230 disposed on the other side of the movable portion 120 (for example, the lower side in FIG. 1) among the plurality of pairs of torsion bars 230.
  • the width of each of the plurality of torsion bars 230 arranged in parallel along the short direction (X-axis direction) is such that the distance between the torsion bars 230 and the rotating shaft is increased. It has been adjusted to become thinner. That is, the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to increase as the distance between the torsion bars 230 and the rotation shaft becomes shorter. In other words, the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to become thinner as the torsion bar 230 is further away from the rotation axis. That is, the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to increase as the torsion bar 230 approaches the rotation axis.
  • the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so that the torsion bar 230 farther from the rotation axis becomes thinner. That is, the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so that the torsion bar 230 closer to the rotation axis becomes thicker.
  • a plurality of torsion bars 230 includes (i) two torsion bars 230a whose distance from the rotation axis is D1, and (ii) a distance from the rotation axis is D2 (however, An example including two torsion bars 230b satisfying D2 ⁇ D1) and (iii) a torsion bar 230c located on the rotation axis (that is, the distance from the rotation axis becomes zero) will be described.
  • the width of the torsion bar 230a is da
  • the width of the torsion bar 230b is db
  • the width of the torsion bar 230c is dc
  • the width has been adjusted.
  • FIG. 1 shows an example in which the torsion bar 230c located at the center of the plurality of torsion bars 230 is located on the rotation axis.
  • the distance between the torsion bar 230 and the rotation axis depends on whether the torsion bar 230 is located relatively on the center side or outside in the arrangement of the plurality of torsion bars 230. Become. Therefore, when the torsion bar 230c located at the center of the plurality of torsion bars 230 is located on the rotation axis, the width of each of the plurality of torsion bars 230 is relative to the arrangement in the short direction.
  • the width of the torsion bar 230 (for example, the torsion bar 230a) positioned on the outer side is adjusted so as to be relatively narrower than the width of the torsion bar (for example, the torsion bar 230c) positioned on the center side. . That is, it can be said that the width of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to be thinner as the torsion bars 230 are positioned relatively outside the array along the short direction.
  • the plurality of torsion bars 230 are preferably arranged so as to be line-symmetric with respect to the rotation axis of the movable unit 120.
  • the actuator 1 includes an odd number of torsion bars 230
  • one of the odd number of torsion bars 230 is located on the rotation axis.
  • the actuator 1 includes an even number of torsion bars 230
  • the two torsion bars 230 at the center of the even number of torsion bars 230 are arranged at positions that are line-symmetric with respect to the rotation axis. It is preferable.
  • the spring constant of each of the plurality of torsion bars 230 becomes smaller as the torsion bar 230 becomes farther from the rotation axis. That is, the spring constant of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to increase as the torsion bar 230 approaches the rotation axis. In other words, the spring constant of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to become smaller as the torsion bar 230 is farther from the rotation axis. That is, the spring constant of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be larger as the torsion bar 230 is closer to the rotation axis.
  • FIG. 3 is an enlarged plan view showing an example of the configuration of an actuator of a comparative example that rotates the movable portion 120 using only one torsion bar 1230 located on the rotation axis.
  • the edge portions on both sides of the torsion bar 1230 (more specifically, both sides along the short direction of the torsion bar 230). Stress corresponding to the left and right edge portions in FIG. 3) is greater than the stress applied to the central portion (more specifically, the central portion along the short direction of the torsion bar). . That is, the stress applied to the edge portion of the torsion bar 1230 that is relatively far from the rotation axis is greater than the stress applied to the center portion of the torsion bar 1230 that is relatively close to the rotation axis. That is, the stress applied to the torsion bar 1230 as the movable part 120 moves farther is more likely to be applied as the distance from the rotation axis becomes relatively longer.
  • the actuator 1 of the first embodiment including a plurality of torsion bars 230 that become narrower as the distance from the rotation axis (that is, the spring constant becomes smaller).
  • the spring constant is relatively small because the width is relatively thin, the stress applied to the torsion bar 230 relatively far from the rotation axis is relaxed.
  • the torsion bar 230 relatively far from the rotation axis becomes relatively soft, and as a result, the torsion bar relatively far from the rotation axis.
  • the stress applied to 230 is relaxed. For this reason, destruction of the torsion bar 230 relatively far from the rotation axis is suitably prevented or suppressed.
  • the torsion bar 230 that is relatively close to the rotation axis (that is, the torsion bar 230 having a relatively large width and a relatively large spring constant) is not so much stressed. . For this reason, destruction of the torsion bar 230 relatively close to the rotation axis is also preferably prevented or suppressed.
  • the width is relatively thick
  • the spring constant is relatively large, so that the torsion bar 230 relatively close to the rotation axis is relatively hard.
  • the breakage of the torsion bar 230 relatively close to the rotation axis is also preferably prevented or suppressed.
  • the widths (or spring constants) of the plurality of torsion bars 230 are adjusted according to the distance from the rotation axis. Destruction is preferably prevented or prevented.
  • the actuator 1 of the first embodiment it is possible to make the width of the torsion bar 230 relatively close to the rotation axis relatively thick while preventing or suppressing the destruction of the plurality of torsion bars 230 ( That is, the spring constant can be relatively increased).
  • the spring constant of the torsion bar 1230 can be increased by increasing the width of the torsion bar 1230
  • the torsion bar 1230 is increased by the increased width. 1230 will be easily destroyed.
  • the actuator 1 of the first embodiment in consideration of the trade-off relationship between the destruction of the torsion bar 230 and the increase in the spring constant of the torsion bar 230, the plurality of torsion bars 230 are destroyed.
  • the width of the torsion bar 230 relatively far from the rotation axis can be made relatively narrow while the width of the torsion bar 230 relatively close to the rotation axis can be made relatively thick.
  • the spring constant of the plurality of torsion bars 230 as a whole can be relatively increased.
  • the actuator 1 of the first embodiment is applied to a video display device such as a head-up display, the swing caused by the elasticity of the pair of torsion bars 130 (that is, the swing using the X axis as the rotation axis).
  • the frequency of the swinging with the Y axis as the rotation axis can be increased.
  • the frequency at which the movable part 120 swings due to the elasticity of the plurality of pairs of torsion bars 230 can be increased.
  • the actuator 1 of the first embodiment it is possible to increase the frequency at which the movable unit 120 swings while preventing or suppressing the destruction of the plurality of torsion bars 230.
  • the actuator 1 is replaced with a plurality of pairs of torsion bars 130 (that is, a plurality of pairs of torsion bars 230 whose widths are adjusted in accordance with the distance from the rotation axis of the inner support 210 instead of the pair of torsion bars 130. Torsion bar). That is, the actuator 1 may be provided with a plurality of pairs of torsion bars 130 that become narrower as the distance from the rotation axis of the inner support 210 becomes smaller than the pair of torsion bars 130. Alternatively, when the actuator 1 includes a plurality of pairs of torsion bars 130 whose widths are adjusted according to the distance from the rotation axis of the inner support 210, the width is determined according to the distance from the rotation axis of the movable unit 120. Instead of the plurality of pairs of torsion bars 230 adjusted to be, a pair of torsion bars 230 (that is, a torsion bar similar to the pair of torsion bars 130) may be provided.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing an example of details of the shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 2 of the second embodiment.
  • the same referential mark is attached
  • the widths of a plurality of pairs of torsion bars 230 are adjusted in accordance with the distance between the rotation shaft and the actuator 1 of the first embodiment.
  • the length of the plurality of pairs of torsion bars 230 (specifically, the length along the longitudinal direction of each of the plurality of pairs of torsion bars 230) according to the distance from the rotation axis. Is different in that it has been adjusted.
  • the other components of the actuator 2 of the second embodiment may be the same as the other components of the actuator 1 of the first embodiment.
  • the length of each of the plurality of torsion bars 230 arranged in parallel along the short direction (X-axis direction) is the torsion bar.
  • the distance between 230 and the rotation axis is adjusted to be longer as the distance is longer. That is, the length of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be shorter as the distance between the torsion bars 230 and the rotating shaft is shorter. In other words, the length of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be longer as the torsion bar 230 is farther from the rotation axis.
  • the length of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be shorter as the torsion bars 230 are closer to the rotation axis. In other words, the length of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be longer as the torsion bar 230 is farther from the rotation axis. That is, the length of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be shorter as the torsion bar 230 is closer to the rotation axis.
  • a plurality of torsion bars 230 includes (i) two torsion bars 230a whose distance from the rotation axis is D1, and (ii) a distance from the rotation axis is D2 (however, An example including two torsion bars 230b satisfying D2 ⁇ D1) and (iii) a torsion bar 230c located on the rotation axis (that is, the distance from the rotation axis becomes zero) will be described.
  • the length of the torsion bar 230a is La
  • the length of the torsion bar 230b is Lb
  • the length of the torsion bar 230c is Lc
  • a plurality of torsion bars are established so that a relationship of La> Lb> Lc is established.
  • the length of the bar 230 is adjusted.
  • the length of each of the plurality of torsion bars 230 is set to be relatively to the outside of the array along the short direction (for example, It can be said that the length of the torsion bar 230a) is adjusted so as to be longer than the length of the torsion bar (for example, the torsion bar 230c) positioned relatively on the center side.
  • the respective spring constants of the plurality of torsion bars 230 are adjusted between the torsion bars 230 and the rotation shafts by adjusting the lengths of the plurality of torsion bars 230. The larger the distance between, the smaller. Therefore, even if it is the actuator 2 of 2nd Example, it can enjoy suitably the various effects which the actuator 1 of 1st Example can enjoy.
  • FIG. 5 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 3 of the third embodiment. Note that the same reference numerals are given to the same components as those provided in the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 2 of the second embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
  • the widths of the plurality of pairs of torsion bars 230 are adjusted in accordance with the distance between the rotation shaft and the actuator 1 of the first embodiment.
  • the length of the plurality of pairs of torsion bars 230 (specifically, the length along the longitudinal direction of each of the plurality of pairs of torsion bars 230) according to the distance from the rotation axis Is different in that it has been adjusted. That is, the actuator 3 of the third embodiment corresponds to an actuator in which the constituent elements of the actuator 1 of the first embodiment and the constituent elements of the actuator 2 of the second embodiment are combined.
  • the other components of the actuator 3 of the third embodiment may be the same as the other components of the actuator 1 of the first embodiment.
  • the actuator 3 of the third embodiment Even in the actuator 3 of the third embodiment, various effects that can be enjoyed by the actuator 1 of the first embodiment and the actuator 2 of the second embodiment can be suitably enjoyed.
  • the actuator 3 of the third embodiment since both the width and length of the plurality of torsion bars 230 are adjusted, the spring constants of the plurality of torsion bars 230 can be adjusted with higher accuracy. .
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 4 of the fourth embodiment.
  • the same components as those of the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 3 of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the actuator 4 of the fourth embodiment is such that each of the plurality of torsion bars 230 bites into both the movable portion 120 and the inner support 210 as compared with the actuator 2 of the second embodiment. It differs in that it has a shape.
  • the other components of the actuator 4 of the fourth embodiment may be the same as the other components of the actuator 2 of the second embodiment.
  • a notch for adjusting the length of each of the plurality of torsion bars 230 is formed in an area portion on the movable unit 120 where the movable unit 120 and each of the plurality of torsion bars 230 are connected. ing. That is, in the second embodiment and the third embodiment, an area portion that constitutes a part of the movable portion 120 is an area portion that constitutes a part of the plurality of torsion bars 230 (that is, a plurality of portions).
  • the torsion bar 230 is treated as an area portion for increasing the length.
  • a notch for adjusting the length of each of the plurality of torsion bars 230 is formed in a region on the inner support 210 where the inner support 210 and each of the plurality of torsion bars 230 are connected.
  • the region portion that constitutes a part of the inner support 210 is the region portion that constitutes a part of the plurality of torsion bars 230 in the fourth embodiment (that is, The actuator 4 according to the fourth embodiment can be enjoyed by the actuator 2 according to the second embodiment even if the actuator 4 according to the fourth embodiment is treated as an area for increasing the length of the plurality of torsion bars 230. An effect can be enjoyed suitably.
  • the actuator 4 of the fourth embodiment has a shape that causes the inner support 210 and the movable portion 120 to protrude or protrude toward the plurality of torsion bars 230 in order to adjust the lengths of the plurality of torsion bars 230. (Refer to the shapes of the inner support 210 and the movable portion 120 in FIGS. 4 and 5).
  • FIG. 6 illustrates the actuator 4 having such a shape that each of the plurality of torsion bars 230 bites into both the movable portion 120 and the inner support 210.
  • the actuator 4 may have a shape such that at least one of the plurality of torsion bars 230 bites into at least the movable part 120 and the inner support 210.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 5 of the fifth embodiment. Note that the same reference numerals are given to the same components as those provided in the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 4 of the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • the actuator 5 of the fifth embodiment at least a part of the plurality of torsion bars 230 is moved from the inner support 210 to the movable portion 120 as compared with the actuator 2 of the second embodiment. It differs in that it extends not only in the direction (Y-axis direction in FIG. 7) but also in the direction bent from that direction (X-axis direction in FIG. 7).
  • the other components of the actuator 5 of the fifth embodiment may be the same as the other components of the actuator 2 of the second embodiment.
  • FIG. 7 shows an example in which the actuator 5 includes an odd number of torsion bars 230.
  • the actuator 5 includes an odd number of torsion bars 230.
  • one torsion bar 230 c at the center of the odd number of torsion bars 230 extends only in the direction from the inner support 210 toward the movable part 120. That is, it is preferable that one torsion bar 230c at the center of the odd number of torsion bars 230 does not extend in a direction bent from the direction toward the movable part 120 from the inner support 210.
  • FIG. 7 shows an example in which one of the odd number of torsion bars 230 is located on the rotation axis.
  • the one torsion bar 230 closest to the rotation axis is located on the inner side. It is preferable to extend only in the direction from the support 210 to the movable part 120.
  • one torsion bar 230 at the center of the plurality of torsion bars 230 is disposed at a position deviated from the rotation axis of the movable portion 120, it is closest to the rotation axis and symmetrical with respect to the rotation axis. It is preferable that at least two torsion bars 230 are extended only in the direction from the inner support 210 toward the movable part 120.
  • the actuator 5 of the fifth embodiment Even with the actuator 5 of the fifth embodiment, various effects that can be enjoyed by the actuator 2 of the second embodiment can be suitably enjoyed.
  • the length of the plurality of torsion bars 230 can be suitably adjusted while suppressing an increase in the space occupied by the plurality of torsion bars 230.
  • one torsion bar 230 located on the rotation axis or closest to the rotation axis does not have a bent shape. For this reason, due to the presence of the torsion bar 230 that does not have a bent shape, the hardness of the plurality of torsion bars 230 as a whole in a direction other than the rotation direction of the movable portion 120 is relatively increased. Can do. However, one torsion bar 230 located on the rotation axis or closest to the rotation axis may have a bent shape.
  • FIG. 8 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 6 of the sixth embodiment.
  • the same components as those of the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 5 of the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the actuator 6 of the sixth embodiment is different from the actuator 5 of the fifth embodiment in that an even number of torsion bars 230 are provided.
  • the other components of the actuator 6 of the sixth embodiment may be the same as the other components of the actuator 5 of the fifth embodiment.
  • the two torsion bars 230c at the center of the even number of torsion bars 230 extend only in the direction from the inner support 210 to the movable part 120. That is, it is preferable that the two torsion bars 230c at the center of the even number of torsion bars 230 do not extend in the direction bent from the direction toward the movable part 120 from the inner support 210.
  • FIG. 8 shows an example in which the center two torsion bars 230c among the even number of torsion bars 230 are positioned closest to the rotation axis.
  • one torsion bar 230 closest to the rotation axis is It is preferable to extend only in the direction from the inner support 210 toward the movable part 120.
  • the other torsion bars 230 other than the central two torsion bars 230 among the plurality of torsion bars 230 are positioned closest to the rotation axis, they are closest to the rotation axis and lined with respect to the rotation axis. It is preferable that at least two symmetrical torsion bars 230 extend only in the direction from the inner support 210 toward the movable part 120.
  • the rotational direction of the movable portion 120 is the same as that of the actuator 5 of the fifth embodiment.
  • the hardness of the plurality of torsion bars 230 as a whole in directions other than the above can be made relatively hard.
  • the two torsion bars 230 located on the rotation shaft or closest to the rotation shaft may have a bent shape.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing an example of the detailed shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 7 of the seventh embodiment. Note that the same reference numerals are given to the same components as those provided in the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 6 of the sixth embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
  • the actuator 7 of the seventh embodiment has at least a part of the plurality of torsion bars 230 from the inner support 210 to the movable portion 120 as compared to the actuator 2 of the second embodiment.
  • the direction opposite to the direction the direction from the bottom to the top in FIG. 7
  • the direction folded when viewed from the direction That is, it is a direction that has an angle of at least 90 ° or more on the basis of the direction and is returned and extends from the bottom to the top in FIG. 7).
  • the other components of the actuator 7 of the seventh embodiment may be the same as the other components of the actuator 2 of the second embodiment.
  • FIG. 9 shows an example in which the actuator 7 includes an odd number of torsion bars 230. Accordingly, also in the actuator 7 of the seventh embodiment, like the actuator 5 of the fifth embodiment, one torsion bar 230 closest to the rotation axis extends only in the direction from the inner support 210 to the movable portion 120. It is preferable. However, when the actuator 7 is provided with an even number of torsion bars 230, the two torsion bars 230c at the center closest to the rotation axis are movable from the inner support body 210, as in the actuator 6 of the sixth embodiment. It is preferable to extend only in the direction toward the portion 120.
  • the actuator 7 of the seventh embodiment Even in the actuator 7 of the seventh embodiment, various effects that can be enjoyed by the actuator 2 of the second embodiment can be suitably enjoyed.
  • the actuator 7 of the seventh embodiment it is possible to adjust the lengths of the plurality of torsion bars 230 while suppressing an increase in the space occupied by the plurality of torsion bars 230.
  • one torsion bar 230 located on the rotation axis or closest to the rotation axis does not have a folded shape. For this reason, due to the presence of the torsion bar 230 that does not have the folded shape, the hardness of the plurality of torsion bars 230 as a whole in a direction other than the rotation direction of the movable portion 120 is relatively increased. be able to. However, one torsion bar 230 located on the rotation axis or closest to the rotation axis may have a folded shape.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing an example of details of the shape of a plurality of pairs of torsion bars 230 provided in the actuator 8 of the eighth embodiment. Note that the same reference numerals are assigned to the same components as those provided in the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 7 of the seventh embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
  • the widths of the plurality of pairs of torsion bars 230 are adjusted in accordance with the distance between the rotation shaft and the actuator 1 of the first embodiment. Instead, the difference is that the density of the plurality of pairs of torsion bars 230 is adjusted according to the distance from the rotation axis.
  • the other components of the actuator 8 of the eighth embodiment may be the same as the other components of the actuator 1 of the first embodiment.
  • the density of each of the plurality of torsion bars 230 arranged in parallel along the short direction (X-axis direction) is between the torsion bar 230 and the rotation axis.
  • the distance is adjusted to be smaller as the distance increases. That is, the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted so as to increase as the distance between the torsion bars 230 and the rotation shaft becomes shorter.
  • the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be smaller as the torsion bar 230 is farther from the rotation axis. That is, the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to increase as the torsion bar 230 approaches the rotation axis.
  • the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to be smaller as the torsion bar 230 is farther from the rotation axis. That is, the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted to increase as the torsion bar 230 is closer to the rotation axis.
  • a hole 231 is formed in at least one of the plurality of torsion bars 230 in order to adjust the density of each of the plurality of torsion bars 230.
  • the hole 231 may be a hole 231 that penetrates the torsion bar 230 (so-called opening), a hole 231 that does not penetrate the torsion bar 230 (so-called recess), or the hole 231 of the torsion bar 230. It may be a hole 231 (so-called void) formed inside (in other words, not appearing outside).
  • the number of holes 231 formed in each of the plurality of torsion bars 230 may decrease as the distance between the torsion bars 230 and the rotation shaft increases. Thereby, the density of each of the plurality of torsion bars 230 decreases as the distance between the torsion bars 230 and the rotation shaft increases.
  • the density of each of the plurality of torsion bars 230 is adjusted, so that the spring constant of each of the plurality of torsion bars 230 is between the torsion bar 230 and the rotating shaft. The smaller the distance between them, the smaller. Therefore, even with the actuator 8 of the eighth embodiment, various effects that can be enjoyed by the actuator 1 of the first embodiment can be suitably enjoyed.
  • FIG. 8 shows that the number of holes 231 formed in each of the plurality of torsion bars 230 is reduced as the distance between the torsion bars 230 and the rotation shaft increases, so that the distance between the rotation shafts is reduced.
  • An example in which the density of a plurality of pairs of torsion bars 230 is adjusted according to the distance is shown. However, by increasing the size (for example, diameter, depth, etc.) of the hole 231 formed in each of the plurality of torsion bars 230 as the distance between the torsion bar 230 and the rotation shaft increases, The density of the plurality of pairs of torsion bars 230 may be adjusted according to the distance between the rotating shafts.
  • the density of the plurality of pairs of torsion bars 230 may be adjusted according to the distance from the rotation axis by changing the material constituting each of the plurality of torsion bars 230.
  • the density of the plurality of pairs of torsion bars 230 may be adjusted according to the distance from the rotation axis using some other method. In any case, various effects that can be enjoyed by the actuator 1 of the first embodiment can be suitably enjoyed.
  • FIG. 11 is a plan view showing an example of the configuration of the actuator 9 of the ninth embodiment.
  • the same components as those of the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 8 of the eighth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the actuator 9 of the ninth embodiment is different from the actuator 2 of the second embodiment in that the extension modes of the torsion bars 230 are different.
  • the other components of the actuator 9 of the ninth embodiment may be the same as the other components of the actuator 1 of the first embodiment.
  • the torsion bar 232 relatively close to the rotation axis extends linearly from the movable part 120 toward the inner support 210.
  • the torsion bar 233 that is relatively far from the rotation axis among the plurality of torsion bars 230 extends along a curved line or a broken line along the inner edge of the inner support 210.
  • FIG. 12 is a plan view showing an example of the configuration of the actuator 10 of the tenth embodiment.
  • the same components as those of the actuator 1 of the first embodiment to the actuator 9 of the ninth embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the actuator 10 of the tenth embodiment is different from the actuator 1 of the first embodiment that performs the biaxial drive of the movable portion 120 in that the movable portion 120 is driven in a single axis.
  • the actuator 10 of the tenth embodiment includes an outer support 110, a plurality of pairs of torsion bars 230, a movable part 120, a pair of permanent magnets 160, and a pair of power terminals 170. Yes. That is, the actuator 10 of the tenth embodiment differs from the actuator 1 of the first embodiment in that it does not include the pair of torsion bars 130 and the inner support 210.
  • the outer support 110, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable portion 120 are integrally formed from a nonmagnetic substrate such as a silicon substrate, for example. That is, the outer support 110, the plurality of pairs of torsion bars 230, and the movable portion 120 are formed by forming a gap by removing a part of a nonmagnetic substrate such as a silicon substrate.
  • a MEMS process is preferably used as the formation process at this time. In addition, it replaces with a silicon substrate and the outer side support body 110, a some pair of torsion bar 230, and the movable part 120 may be integrally formed from arbitrary elastic materials.
  • the outer support 110 has a frame shape surrounding the movable part 120 and is located on both sides of the movable part 120 (in other words, sandwiching the movable part 120 from both sides of the movable part 120).
  • the torsion bar 230 is connected to the movable part 120.
  • the movable unit 120 swings around a rotation axis along a direction in which the plurality of pairs of torsion bars 230 extend (that is, the longitudinal direction of the plurality of pairs of torsion bars 230 and in the direction of the X axis in FIG. 12).
  • the outer support 110 is pivotally supported by a plurality of pairs of torsion bars 230 so as to be movable.
  • a mirror (not shown) that reflects the laser light is formed on the surface of the movable portion 120.
  • a drive coil 140 is formed on the surface of the movable portion 120. However, the drive coil 140 may be formed inside the movable part 120.
  • Each of the plurality of pairs of torsion bars 230 connects the movable portion 120 and the outer support 110 so that the movable portion 120 can swing with respect to the outer support 110. Due to the elasticity of the plurality of pairs of torsion bars 230, the movable portion 120 swings so as to rotate about an axis along the direction in which the plurality of pairs of torsion bars 230 extend. That is, the movable unit 120 swings around the rotation axis with the X axis in FIG. 12 as the rotation axis.
  • the drive coil 140 includes a pair of power supply terminals 170 formed on the outer support 110 and wiring 150 for electrically connecting the pair of power supply terminals 170 and the drive coil 140, and a plurality of pairs.
  • a control current is supplied from the power source via the wiring 150 formed on the torsion bar 230.
  • the control current is a control current for swinging the movable portion 120, and is typically an alternating current including a signal component having a frequency synchronized with the frequency at which the movable portion 120 swings.
  • the power source may be a power source provided in the actuator 1 itself or a power source prepared outside the actuator 1.
  • the actuator 10 of the tenth embodiment operates (specifically, the movable part 120 swings), first, from the power supply to the drive coil 140 via the power supply terminal 170 and the wiring 150. In contrast, a control current is supplied. At this time, the control current supplied to the drive coil 140 is a current including a signal for swinging the movable portion 120 (specifically, a signal synchronized with the swing cycle of the movable portion 120). Is preferred. On the other hand, a static magnetic field is applied to the drive coil 140 by a pair of permanent magnets 160.
  • a force that is, a Lorentz force
  • the movable part 120 in which the drive coil 140 is formed swings due to the Lorentz force resulting from the electromagnetic interaction between the static magnetic field applied from the pair of permanent magnets 160 and the control current supplied to the drive coil 140.
  • the movable part 120 swings so as to rotate about the X axis in FIG.
  • the movable portion 120 is driven in one axis. And even if it is the actuator 10 which performs the uniaxial drive of the movable part 120, since the several torsion bar 230 is provided, the various effects which the actuator 1 of 1st Example can enjoy suitably are enjoyed. can do.

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Abstract

　アクチュエータ（１）は、可動部（１２０）と、可動部を支持する支持部（１１０、２１０）と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として可動部が揺動可能なように、長手方向に沿って可動部と支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバー（２３０）とを備えており、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。

Description

アクチュエータ
　本発明は、例えばミラー等が設けられた可動部を駆動するＭＥＭＳスキャナ等のアクチュエータの技術分野に関する。
　例えば、ディスプレイ、プリンティング装置、精密測定、精密加工、情報記録再生などの多様な技術分野において、半導体プロセス技術によって製造されるＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）デバイスについての研究が活発に進められている。このようなＭＥＭＳデバイスとして、レーザ光のスキャニングに用いられるＭＥＭＳスキャナが知られている。このようなＭＥＭＳスキャナは、可動板と、可動板を取り囲む枠状の支持枠と、可動板を支持枠に対して揺動可能に軸支するトーションバーとを備えている。
　このようなＭＥＭＳスキャナを開示する先行技術として、特許文献１から特許文献３が一例としてあげられる。
特表２００１－５２５９７２号公報 特表２００２－５２４２７１号公報 特開２００４－１７７５４３号公報
　このようなＭＥＭＳスキャナの活用法として、例えば、映像を投影するためのヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に用いられることが想定されている。ここで、ＭＥＭＳスキャナをヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に用いる場合には、高解像度の映像を投影するために、可動板の遥動の周波数（例えば、可動板の質量及び当該可動板を軸支するトーションバーのバネ定数によって定まる共振周波数）を大きくすることが好ましい。
　可動板の遥動の周波数を大きくするための一つの対策として、トーションバーを太くする又は短くすることでトーションバーを硬くする（言い換えれば、トーションバーのバネ定数を大きくする）対策が考えられる。しかしながら、トーションバーを単純に太くするだけでは、トーションバーを太くした分だけ、可動板の遥動に伴ってトーションバーに加わる応力が増加してしまうという技術的な問題点が生じてしまう。同様に、トーションバーを単純に短くするだけでは、トーションバーを短くした分だけ、可動板の遥動に伴ってトーションバーに加わる応力が増加してしまうという技術的な問題点が生ずる。その結果、このような応力の増加がトーションバーの破壊を引き起こしかねないという技術的な問題点が生ずる。
　本発明は、例えば前述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えばトーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることが可能なアクチュエータを提供することを課題とする。
　アクチュエータは、上記課題を解決するために、可動部と、当該可動部を支持する支持部と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部が揺動可能なように、前記長手方向に沿って前記可動部と前記支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバーとを備えており、前記複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。
　本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
第１実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。 第１実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 回転軸上に位置するただ一つのトーションバーを用いて可動部を回転させる比較例のアクチュエータの構成の一例を示す拡大平面図である。 第２実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第３実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第４実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第５実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第６実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第７実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第８実施例のアクチュエータが備える複数の一対のトーションバーの形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。 第９実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。 第１０実施例のアクチュエータの構成の一例を示す平面図である。
　以下、アクチュエータの実施形態について順に説明する。
　本実施形態のアクチュエータは、可動部と、当該可動部を支持する支持部と、(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部が揺動可能なように、前記長手方向に沿って前記可動部と前記支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバーとを備えており、前記複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。
　本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーによって懸架された可動部が遥動する。可動部は、例えば、複数のトーションバーの夫々が伸長する方向（つまり、複数のトーションバーの夫々の長手方向）に沿った軸を回転軸として回転するように遥動してもよい。
　このような可動部の回転を実現するために、複数のトーションバーの夫々は、当該夫々のトーションバーの長手方向に沿って可動部と支持部とを接続する。このとき、複数のトーションバーの夫々は、可動部と支持部とを直接的に接続していてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々は、可動部と支持部とを間接的に（言い換えれば、間に任意の部材を介在させた上で）接続してもよい。加えて、複数のトーションバーは、当該複数のトーションバーの短手方向に沿って配列されている（言い換えれば、並列に並んでいる）。言い換えれば、複数のトーションバーは、可動部の回転軸に直交する方向に沿って配列されている。
　本実施形態では、複数のトーションバーのバネ定数は、可動部の回転軸と複数のトーションバーの夫々との間の距離に応じて調整されている。より具体的には、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、当該夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど（つまり、回転軸との間の距離が大きくなればなるほど）小さくなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、回転軸から遠いトーションバーのバネ定数ほど小さくなるように、調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、回転軸から相対的に遠いトーションバーのバネ定数が回転軸に相対的に近いトーションバーのバネ定数よりも小さくなるように、調整されている。尚、複数のトーションバーのうちの真ん中のトーションバーが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバーのバネ定数が短手方向に沿った配列の相対的に中心側に位置するトーションバーのバネ定数よりも小さくなるように、調整されているとも表現できる。
　ここで、回転軸上に位置するただ一つのトーションバーに支持されている可動部が遥動した場合に当該トーションバーに加わる応力について説明する。このような可動部が遥動した場合には、当該ただ一つのトーションバーの両側の縁部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った両側の縁部分）に加わる応力が、中心部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った中心部分）に加わる応力よりも大きくなる。つまり、当該ただ一つのトーションバーのうち回転軸から相対的に遠い縁部分に加わる応力が、当該ただ一つのトーションバーのうち回転軸に相対的に近い中心部分に加わる応力よりも大きくなる。つまり、可動部が遥動することに伴って当該ただ一つのトーションバーに加わる応力は、回転軸から遠くなるほど加わりやすくなる。
　このような応力の加わり方を考慮すれば、本実施形態のように回転軸から遠くなればなるほどバネ定数が小さくなっていく複数のトーションバーを備えるアクチュエータによれば、回転軸から相対的に遠いトーションバー（つまり、バネ定数が相対的に小さいトーションバー）に応力が加わりやすくなる。しかるに、バネ定数の相対的な小ささに起因して、回転軸から相対的に遠いトーションバーに加わる応力は緩和される。このため、回転軸から相対的に遠いトーションバーの破壊が好適に防止又は抑止される。一方で、回転軸に相対的に近いトーションバー（つまり、バネ定数が相対的に大きいトーションバー）には、それほど大きな応力が加わることはない。このため、回転軸に相対的に近いトーションバーの破壊もまた好適に防止又は抑止される。従って、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを備える本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーの破壊が好適に防止又は抑止される。
　他方で、回転軸に相対的に近いトーションバーのバネ定数を相対的に大きくすることができるため、複数のトーションバー全体のバネ定数を相対的に大きくすることができる。その結果、複数のトーションバー全体のバネ定数に応じて定まる可動部の遥動の周波数を相対的に大きくすることができる。
　つまり、本実施形態のアクチュエータによれば、複数のトーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。
　尚、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバーの夫々のバネ定数を調整するためには、後述するように、複数のトーションバーの幅や長さが適宜調整されてもよい。或いは、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバーの夫々のバネ定数を調整するためには、後述するように、複数のトーションバーの密度が調整されてもよい。具体的には、複数のトーションバーの夫々の密度が、夫々のトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなってもよい。複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の有無によって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに一又は複数の孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに一又は複数の孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の数によって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに相対的に多くの孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに相対的に少ない孔を形成する又は孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々に形成される孔の大きさによって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーに相対的に大きい孔を形成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバーに相対的に小さい孔を形成する又は孔を形成しないことで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの夫々の密度の調整は、複数のトーションバーの夫々を構成する材料の違いによって実現されてもよい。具体的には、複数のトーションバーのうち回転軸から相対的に遠いトーションバーを相対的に密度が小さい材料から構成する一方で、複数のトーションバーのうち回転軸に相対的に近いトーションバー相対的に密度が大きい材料から構成することで、複数のトーションバーの密度が調整されていてもよい。
　また、複数のトーションバーは、それら全てが完全に分離されていてもよい。或いは、複数のトーションバーの一部は、隣接する他のトーションバーと短手方向に沿ってブリッジ状につながっていてもよい。
　尚、可動部がただ一つのトーションバーに支持されている場合であっても、トーションバーの厚み（具体的には、トーションバーの長手方向及び短手方向の夫々に直交する方向に沿った厚み）を調整することで、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくすることができるとも考えられる。この場合、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくするためには、トーションバーの厚みを厚くすることが好ましい。しかしながら、後述するように、可動部、支持部及びトーションバーは、共通の（言い換えれば、１つの）半導体基板から半導体製造プロセスを用いて製造されることがある。このため、トーションバーの厚みを厚くするためには、可動部及び支持部の厚みをも厚くしなければならなくなる。更には、後に詳述するように、バネ定数を大きくしたくない他のトーションバーの厚みをも厚くしなければならなくなる。しかるに、本実施形態によれば、可動部や支持部の仕様を変えることなく、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。このため、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを備える本実施形態のアクチュエータは、トーションバーの厚みが調整されているアクチュエータと比較して、実践上大変有利である。
　本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の幅は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど細くなる。
　この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の幅を調整することで、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。
　本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の長さは、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど長くなる。
　この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の長さを調整することで、回転軸との間の距離に応じてバネ定数が調整されている複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。
　上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの長さが長くなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向と交わる方向に少なくとも１回以上折れ曲がった形状を有しているように構成してもよい。
　このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーの形状を折れ曲がった形状にすることで、少なくとも一つのトーションバーの長さを相対的に長くすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の長さを比較的容易に調整することができる。
　尚、トーションバーの形状が折れ曲がった形状とは、例えば、支持部から可動部に向かうようにトーションバーが伸長する方向（つまり、トーションバーの長手方向又は回転軸の方向）に対して、トーションバーが一旦異なる方向に向けて伸長した後に元の方向に戻るように伸長する形状や、トーションバーが蛇行しながら伸長する形状や、トーションバーがジグザグ状に折れ曲がりながら伸長する形状等が一例としてあげられる。
　上述の如く少なくとも一つのトーションバーが折れ曲がった形状を有するアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折れ曲がった形状を有しており、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折れ曲がった形状を有していないように構成してもよい。
　このように構成すれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーが折れ曲がった形状を有していないため、当該トーションバーによって、可動部の遥動（例えば、回転する遥動）が好適に実現される。つまり、少なくとも一つのトーションバーの形状を折れ曲がった形状とすることで回転軸との間の距離に応じて長さが調整されている複数のトーションバーを実現しつつも、可動部の好適な遥動を実現することができる。
　尚、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、支持部から可動部に向けて（或いは、支持部とトーションバーとの接続点から可動部とトーションバーとの接続点に向けて）最短経路を通過する形状を有していてもよい。
　上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの長さが長くなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向とは逆の方向に向かって少なくとも１回以上折り返された形状を有しているように構成してもよい。
　このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーの形状を折り返された形状にすることで、少なくとも一つのトーションバーの長さを相対的に長くすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の長さを比較的容易に調整することができる。
　尚、トーションバーの形状が折り返された形状とは、例えば、支持部から可動部に向かうようにトーションバーが伸長する方向（つまり、トーションバーの長手方向又は回転軸の方向）に対して伸長しているトーションバーが、当該方向に対して９０度以上の角度を有して折れ曲がる（つまり、折り返される）形状等が一例としてあげられる。
　上述の如く少なくとも一つのトーションバーが折り返された形状を有するアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折り返された形状を有しており、前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折り返された形状を有していないように構成してもよい。
　このように構成すれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーが折り返された形状を有していないため、当該トーションバーによって、可動部の遥動（例えば、回転する遥動）が好適に実現される。つまり、少なくとも一つのトーションバーの形状を折り返された形状とすることで回転軸との間の距離に応じて長さが調整されている複数のトーションバーを実現しつつも、可動部の好適な遥動を実現することができる。
　尚、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、支持部から可動部に向けて（或いは、支持部とトーションバーとの接続点から可動部とトーションバーとの接続点に向けて）最短経路を通過する形状を有していてもよい。
　本実施形態のアクチュエータの他の態様では、前記複数のトーションバーの夫々の密度は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。
　この態様によれば、複数のトーションバーの夫々の密度を調整することで、回転軸からの距離に応じてバネ定数を調整した複数のトーションバーを比較的容易に実現することができる。
　上述の如くトーションバーが回転軸から遠くなればなるほど当該トーションバーの密度が小さくなるアクチュエータの態様では、前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つには、一又は複数の孔が形成されているように構成してもよい。
　このように構成すれば、少なくとも一つのトーションバーに孔を形成することで、少なくとも一つのトーションバーの密度を相対的に小さくすることができる。従って、複数のトーションバーの夫々の密度を比較的容易に調整することができる。
　尚、本実施形態の「孔」とは、トーションバーを貫通する孔（いわゆる、開口）であってもよいし、トーションバーを貫通しない孔（いわゆる、凹部）であってもよいし、トーションバーの内部に形成された（言い換えれば、外部に現れない）孔（いわゆる、空隙）であってもよい。
　本実施形態のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から明らかにされる。
　以上説明したように、本実施形態のアクチュエータによれば、可動部と、支持部と、複数のトーションバーとを備え、複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、トーションバーが回転軸から遠くなればなるほど小さくなる。従って、トーションバーの破壊を防止又は抑止しながら、可動部が遥動する周波数を大きくすることができる。
　以下、実施例について図を参照しつつ説明する。
　（１）第１実施例
　以下、図１を参照して、第１実施例のアクチュエータ１について説明する。図１は、第１実施例のアクチュエータ１の構成の一例を示す平面図である。
　図１に示すように、第１実施例のアクチュエータ１は、例えばレーザ光のスキャニングに用いられるプレーナ型電磁駆動アクチュエータ（即ち、ＭＥＭＳスキャナ）である。アクチュエータ１は、外側支持体１１０と、一対のトーションバー１３０と、内側支持体２１０と、複数の一対のトーションバー２３０と、可動部１２０と、一対の永久磁石１６０と、一対の電源端子１７０とを備えている。
　外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。即ち、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板の一部が除去されることにより間隙が形成されることで形成されている。このときの形成プロセスとして、ＭＥＭＳプロセスが用いられることが好ましい。尚、シリコン基板に代えて、任意の弾性材料から、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０が一体的に形成されてもよい。
　外側支持体１１０は、内側支持体２１０を取り囲むような枠形状を有しており、内側支持体２１０の両側に位置する（言い換えれば、内側支持体２１０の両側から当該内側支持体２１０を挟み込む）一対のトーションバー１３０によって内側支持体２１０と接続されている。尚、図１は、外側支持体１１０の形状が枠形状となる例を示しているが、外側支持体１１０の形状が枠形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、外側支持体１１０の形状は、その一部が開口している枠形状となってもよい。
　内側支持体２１０は、可動部１２０を取り囲むような枠形状を有しており、一対のトーションバー１３０が伸長する方向（つまり、一対のトーションバー１３０の長手方向であり、図１中Ｘ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように一対のトーションバー１３０によって外側支持体１１０に軸支されている。内側支持体２１０は、更に、可動部１２０の両側に位置する（言い換えれば、可動部１２０の両側から当該可動部１２０を挟み込む）複数の一対のトーションバー２３０によって可動部１２０と接続されている。内側支持体２１０の表面には、駆動コイル１４０が形成されている。但し、駆動コイル１４０は、内側支持体２１０の内部に形成されてもよい。尚、図１は、内側支持体２１０の形状が枠形状となる例を示しているが、内側支持体２１０の形状が枠形状に限定されないことは言うまでもない。例えば、内側支持体２１０の形状は、その一部が開口している枠形状となってもよい。
　可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向（つまり、複数の一対のトーションバー２３０の長手方向であって、図１中Ｙ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように複数の一対のトーションバー２３０によって内側支持体２１０に軸支されている。可動部１２０の表面には、レーザ光を反射する不図示のミラーが形成される。
　一対のトーションバー１３０は、内側支持体２１０が外側支持体１１０に対して揺動可能なように、内側支持体２１０と外側支持体１１０とを接続する。一対のトーションバー１３０の弾性によって、内側支持体２１０は、一対のトーションバー１３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、内側支持体２１０は、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。このとき、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０を介して内側支持体２１０に接続されている。従って、内側支持体２１０の遥動に伴って、可動部１２０は、実質的には、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。
　複数の一対のトーションバー２３０の夫々は、可動部１２０が内側支持体２１０に対して揺動可能なように、可動部１２０と内側支持体２１０とを接続する。複数の一対のトーションバー２３０の弾性によって、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、可動部１２０は、図１におけるＹ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。加えて、複数の一対のトーションバー２３０は、当該トーションバー２３０の短手方向に沿って並列するように配列されている。
　駆動コイル１４０は、例えば、内側支持体２１０上に伸長するコイルである。駆動コイル１４０は、例えば相対的に導電率の高い材料（例えば、金や銅等）を用いて形成されてもよい。また、駆動コイル１４０は、めっきプロセスやスパッタリング法等の半導体製造プロセスを用いて形成されてもよい。或いは、駆動コイル１４０は、外側支持体１１０、一対のトーションバー１３０、内側支持体２１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０を形成するためのシリコン基板に対してインプラント法を用いて埋め込まれてもよい。尚、図１上では、図面の見やすさを重視して、駆動コイル１４０の外形を簡略化して記載してあるが、実際には、駆動コイル１４０は、内側支持体２１０の表面上に形成された一又は複数の巻き線によって構成されている。
　駆動コイル１４０には、外側支持体１１０上に形成されている一対の電源端子１７０及び当該一対の電源端子１７０と駆動コイル１４０とを電気的に接続するための配線１５０であって且つ一対のトーションバー１３０上に形成された配線１５０を介して、電源から制御電流が供給される。制御電流は、内側支持体２１０及び可動部１２０を遥動させるための制御電流であって、典型的には、内側支持体２１０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分及び可動部１２０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分を含む交流電流である。尚、電源は、アクチュエータ１自身が備えている電源であってもよいし、アクチュエータ１の外部に用意される電源であってもよい。
　一対の永久磁石１６０は、外側支持体１１０の外部に取り付けられている。但し、一対の永久磁石１６０は、駆動コイル１４０に対して所定の静磁界を印加することができる限りは、どのような箇所に取り付けられてもよい。一対の永久磁石１６０は、駆動コイル１４０に対して所定の静磁界を印加することができるように、その磁極の向きが適切に設定されていることが好ましい。尚、一対の永久磁石１６０には、静磁界の強度を高めるために、ヨークが付加されていてもよい。
　このような第１実施例のアクチュエータ１が動作する（具体的には、可動部１２０が遥動する）場合には、まず、電源から、電源端子１７０及び配線１５０を介して、駆動コイル１４０に対して制御電流が供給される。このとき駆動コイル１４０に対して供給される制御電流は、内側支持体２１０を遥動させるための信号（具体的には、内側支持体２１０の遥動の周期に同期した信号）と可動部１２０を遥動させるための信号（具体的には、可動部１２０の遥動の周期に同期した信号）とが重畳された電流であることが好ましい。一方で、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０によって静磁界が印加されている。従って、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因した力（つまり、ローレンツ力）が生ずる。その結果、駆動コイル１４０が形成されている内側支持体２１０は、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力によって遥動する。つまり、内側支持体２１０は、図１におけるＸ軸を回転軸として回転するように遥動する。このとき、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０を介して内側支持体２１０に接続されている。従って、内側支持体２１０の遥動に伴って、可動部１２０は、実質的には、図１におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。
　加えて、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力は、慣性力として可動部１２０に伝達される。その結果、可動部１２０は、図１におけるＹ軸を回転軸として回転するように遥動する。
　このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、可動部１２０の２軸駆動が行われる。
　尚、第１実施例では、ローレンツ力そのものを用いて内側支持体２１０を遥動させ且つローレンツ力を慣性力として用いて可動部１２０を遥動させることで、可動部１２０の２軸駆動が行われている。しかしながら、可動部１２０を遥動させるローレンツ力を発生させるための駆動コイルを、可動部１２０上に形成してもよい。この場合には、複数の一対のトーションバー２３０には（更には、内側支持体２１０や一対のトーションバー１３０や外側支持体１１０）には、外側支持体１１０上の電源端子１７０から可動部１２０上の駆動コイルにつながる配線が形成されることが好ましい。
　第１実施例では特に、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の幅（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の短手方向に沿った長さに相当する幅であり、図１におけるＸ軸に沿った方向における長さに相当する幅）が、複数の一対のトーションバー２３０の夫々と可動部１２０の回転軸（以下、特に注記しない場合は、単に“回転軸”と称する場合は、“可動部１２０の回転軸（つまり、Ｙ軸に沿った回転軸）”を意味するものとする）との間の距離に応じて調整されている。以下、図２を参照して、複数の一対のトーションバー２３０の夫々と可動部１２０の回転軸との間の距離に応じて調整される、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の幅について説明する。図２は、第１実施例のアクチュエータ１が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、図２は、複数の一対のトーションバー２３０のうち可動部１２０の一方側（例えば、図１の上側）に配置されるトーションバー２３０に着目して説明を進める。しかしながら、複数の一対のトーションバー２３０のうち可動部１２０の他方側（例えば、図１の下側）に配置されるトーションバー２３０についても同様である。
　図２に示すように、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど太くなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど太くなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど細くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど太くなるように調整されている。
　具体的に、図２に示すように、複数のトーションバー２３０が、(i)回転軸からの距離がＤ１となる２つのトーションバー２３０ａと、(ii)回転軸からの距離がＤ２（但し、Ｄ２＜Ｄ１）となる２つのトーションバー２３０ｂと、(iii)回転軸上に位置する（つまり、回転軸からの距離がゼロとなる）トーションバー２３０ｃとを含む例について説明する。このとき、トーションバー２３０ａの幅をｄａとし、トーションバー２３０ｂの幅をｄｂとし、トーションバー２３０ｃの幅をｄｃとすると、ｄａ＜ｄｂ＜ｄｃという関係が成立するように、複数のトーションバー２３０の幅が調整されている。
　尚、図１は、複数のトーションバー２３０のうちの最も中心に位置するトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する例を示している。この場合には、トーションバー２３０と回転軸との間の距離は、トーションバー２３０が複数のトーションバー２３０の配列における相対的に中心側に位置するか又は外側に位置するかに依存することになる。従って、複数のトーションバー２３０のうちの最も中心に位置するトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０（例えば、トーションバー２３０ａ）の幅が相対的に中心側に位置するトーションバー（例えば、トーションバー２３０ｃ）の幅よりも細くなるように、調整されているとも言える。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の幅は、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０ほど細くなるように、調整されているとも言える。
　尚、複数のトーションバー２３０は、可動部１２０の回転軸に対して線対称となるように配置されることが好ましい。このとき、アクチュエータ１が奇数本のトーションバー２３０を備えている場合には、当該奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が回転軸上に位置することが好ましい。或いは、アクチュエータ１が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合には、当該偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０が回転軸に対して線対称となる位置に配置されることが好ましい。
　ここで、トーションバー２３０の幅が細くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の幅が太くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の幅が調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなっている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど大きくなっている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど小さくなっている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど大きくなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど大きくなるように調整されている。
　ここで、回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数のトーションバー２３０を備える第１実施例のアクチュエータ１の技術的効果を説明するために、図３を参照しながら、回転軸上に位置するただ一つのトーションバー１２３０を用いて可動部１２０を回転させる比較例のアクチュエータについて説明する。図３は、回転軸上に位置するただ一つのトーションバー１２３０を用いて可動部１２０を回転させる比較例のアクチュエータの構成の一例を示す拡大平面図である。
　図３に示すように、比較例のアクチュエータでは、可動部１２０が遥動した場合には、トーションバー１２３０の両側の縁部分（より具体的には、トーションバー２３０の短手方向に沿った両側の縁部分であり、図３における左右の縁部分に相当する）に加わる応力が、中心部分（より具体的には、トーションバーの短手方向に沿った中心部分）に加わる応力よりも大きくなる。つまり、回転軸から相対的に遠いトーションバー１２３０の縁部分に加わる応力が、回転軸に相対的に近いトーションバー１２３０の中心部分に加わる応力よりも大きくなる。つまり、可動部１２０が遥動することに伴ってトーションバー１２３０に加わる応力は、回転軸から相対的に遠くなるほど加わりやすくなる。
　このような応力の加わり方を考慮すれば、回転軸から遠くなるほど幅が細くなっている（つまり、バネ定数が小さくなっている）複数のトーションバー２３０を備える第１実施例のアクチュエータ１によれば、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０（つまり、幅が相対的に細いトーションバー２３０であり、バネ定数が相対的に小さいトーションバー２３０）に応力が加わりやすくなる。しかるに、幅が相対的に細いがゆえにバネ定数が相対的な小さくなるため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０に加わる応力は緩和される。言い換えれば、幅が相対的に細いがゆえにバネ定数が相対的に小さくなるため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０が相対的に柔らかくなり、結果として、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０に加わる応力は緩和される。このため、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０の破壊が好適に防止又は抑止される。
　一方で、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０（つまり、幅が相対的に太いトーションバー２３０であり、バネ定数が相対的に大きいトーションバー２３０）には、それほど大きな応力が加わることはない。このため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の破壊もまた好適に防止又は抑止される。言い換えれば、幅が相対的に太いがゆえにバネ定数が相対的に大きくなるため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０が相対的に硬くなる。しかるに、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０にはそれほど大きな応力が加わることがないため、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の破壊もまた好適に防止又は抑止される。
　このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、回転軸との間の距離に応じて複数のトーションバー２３０の幅（或いは、バネ定数）が調整されるため、複数のトーションバー２３０の破壊が好適に防止又は抑止される。
　加えて、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しつつ、回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の幅を相対的に太くすることができる（つまり、バネ定数を相対的に大きくすることができる）。尚、図３に示す比較例のアクチュエータでは、トーションバー１２３０の幅を太くすることで当該トーションバー１２３０のバネ定数を大きくすることができるものの、トーションバー１２３０の幅が太くなった分だけトーションバー１２３０が破壊されやすくなってしまう。しかるに、第１実施例のアクチュエータ１によれば、トーションバー２３０の破壊とトーションバー２３０のバネ定数の増大化との間のトレードオフの関係を考慮した上で、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しつつ、回転軸から相対的に遠いトーションバー２３０の幅を相対的に細くしつつ回転軸に相対的に近いトーションバー２３０の幅を相対的に太くすることができる。このため、複数のトーションバー２３０全体としてのバネ定数を相対的に大きくすることができる。その結果、複数のトーションバー２３０全体としてのバネ定数に応じて定まる可動部１２０の遥動の周波数を相対的に大きくすることができる。特に、第１実施例のアクチュエータ１がヘッドアップディスプレイ等の映像表示装置に適用される場合には、一対のトーションバー１３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｘ軸を回転軸とする遥動）によって垂直走査を実現すると共に複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）によって水平走査を実現することが考えられる。この場合、映像の解像度を増加させるためには、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）の周波数を大きくすることが好ましい。従って、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数の一対のトーションバー２３０全体としてのバネ定数を相対的に大きくすることができるため、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因した遥動（つまり、Ｙ軸を回転軸とする遥動）の周波数を大きくすることができる。その結果、複数の一対のトーションバー２３０の弾性に起因して可動部１２０が遥動する周波数を大きくすることができる。
　このように、第１実施例のアクチュエータ１によれば、複数のトーションバー２３０の破壊を防止又は抑止しながら、可動部１２０が遥動する周波数を大きくすることができる。
　尚、アクチュエータ１は、一対のトーションバー１３０に代えて、内側支持体２１０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー１３０（つまり、複数の一対のトーションバー２３０と同様のトーションバー）を備えていてもよい。つまり、アクチュエータ１は、一対のトーションバー１３０に代えて、内側支持体２１０の回転軸から遠くなればなるほど幅が細くなる複数の一対のトーションバー１３０を備えていてもよい。或いは、アクチュエータ１は、内側支持体２１０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー１３０を備える場合には、可動部１２０の回転軸からの距離に応じて幅が調整された複数の一対のトーションバー２３０に代えて、一対のトーションバー２３０（つまり、一対のトーションバー１３０と同様のトーションバー）を備えていてもよい。
　（２）第２実施例
　続いて、図４を参照して、第２実施例のアクチュエータ２について説明する。図４は、第２実施例のアクチュエータ２が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図４に示すように、第２実施例のアクチュエータ２は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに代えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の長さ（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の長手方向に沿った長さ）が調整されているという点で異なっている。第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。
　具体的には、図４に示すように、第２実施例では、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど短くなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど短くなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど長くなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、回転軸に近いトーションバー２３０ほど短くなるように調整されている。
　具体的に、図４に示すように、複数のトーションバー２３０が、(i)回転軸からの距離がＤ１となる２つのトーションバー２３０ａと、(ii)回転軸からの距離がＤ２（但し、Ｄ２＜Ｄ１）となる２つのトーションバー２３０ｂと、(iii)回転軸上に位置する（つまり、回転軸からの距離がゼロとなる）トーションバー２３０ｃとを含む例について説明する。このとき、トーションバー２３０ａの長さをＬａとし、トーションバー２３０ｂの長さをＬｂとし、トーションバー２３０ｃの長さをＬｃとすると、Ｌａ＞Ｌｂ＞Ｌｃという関係が成立するように、複数のトーションバー２３０の長さが調整されている。
　尚、中心のトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する場合には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さは、短手方向に沿った配列の相対的に外側に位置するトーションバー２３０（例えば、トーションバー２３０ａ）の長さが相対的に中心側に位置するトーションバー（例えば、トーションバー２３０ｃ）の長さよりも長くなるように、調整されているとも言える。
　ここで、トーションバー２３０の長さが長くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の長さが短くなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第２実施例のアクチュエータ２によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の長さが調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど小さくなっている。従って、第２実施例のアクチュエータ２であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
　（３）第３実施例
　続いて、図５を参照して、第３実施例のアクチュエータ３について説明する。図５は、第３実施例のアクチュエータ３が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第２実施例のアクチュエータ２が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図５に示すように、第３実施例のアクチュエータ３は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに加えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の長さ（具体的には、複数の一対のトーションバー２３０の夫々の長手方向に沿った長さ）が調整されているという点で異なっている。つまり、第３実施例のアクチュエータ３は、第１実施例のアクチュエータ１の構成要素と第２実施例のアクチュエータ２の構成要素とが組み合わせられたアクチュエータに相当する。第３実施例のアクチュエータ３のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。
　このような第３実施例のアクチュエータ３であっても、第１実施例のアクチュエータ１及び第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第３実施例のアクチュエータ３によれば、複数のトーションバー２３０の幅及び長さの双方が調整されるため、複数のトーションバー２３０のバネ定数をより一層高精度に調整することができる。
　（４）第４実施例
　続いて、図６を参照して、第４実施例のアクチュエータ４について説明する。図６は、第４実施例のアクチュエータ４が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第３実施例のアクチュエータ３が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図６に示すように、第４実施例のアクチュエータ４は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０の夫々が可動部１２０及び内側支持体２１０の双方に食い込むような形状を有しているという点で異なっている。第４実施例のアクチュエータ４のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。
　より具体的には、可動部１２０と複数のトーションバー２３０の夫々とが接続する可動部１２０上の領域部分には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さを調整するための切り込みが形成されている。つまり、第２実施例や第３実施例では可動部１２０の一部を構成していた領域部分が、第４実施例では、複数のトーションバー２３０の一部を構成する領域部分（つまり、複数のトーションバー２３０の長さを長くするための領域部分）として取り扱われている。
　同様に、内側支持体２１０と複数のトーションバー２３０の夫々とが接続する内側支持体２１０上の領域部分には、複数のトーションバー２３０の夫々の長さを調整するための切り込みが形成されている。つまり、第２実施例や第３実施例では内側支持体２１０の一部を構成していた領域部分が、第４実施例では、複数のトーションバー２３０の一部を構成する領域部分（つまり、複数のトーションバー２３０の長さを長くするための領域部分）として取り扱われている
　このような第４実施例のアクチュエータ４であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第４実施例のアクチュエータ４は、複数のトーションバー２３０の長さを調整するために内側支持体２１０及び可動部１２０を複数のトーションバー２３０側に向かって張り出させる又は飛び出させなる形状（図４及び図５の内側支持体２１０及び可動部１２０の形状参照）を有していなくともよい。
　尚、図６は、複数のトーションバー２３０の夫々が可動部１２０及び内側支持体２１０の双方に食い込むような形状を有しているアクチュエータ４について説明している。しかしながら、アクチュエータ４は、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一つが可動部１２０及び内側支持体２１０の少なくともに食い込むような形状を有していてもよい。
　（５）第５実施例
　続いて、図７を参照して、第５実施例のアクチュエータ５について説明する。図７は、第５実施例のアクチュエータ５が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第４実施例のアクチュエータ４が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図７に示すように、第５実施例のアクチュエータ５は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一部が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向（図７中のＹ軸の方向）に伸長するのみならず、当該方向から折れ曲がった方向（図７中のＸ軸の方向）にも伸長しているという点で異なっている。第５実施例のアクチュエータ５のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。
　尚、図７は、アクチュエータ５が奇数本のトーションバー２３０を備えている例を示している。この場合、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。つまり、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向から折れ曲がった方向には伸長していないことが好ましい。尚、図７は、奇数本のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０ｃが回転軸上に位置する例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が可動部１２０の回転軸から外れた位置に配置されている場合には、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。或いは、複数のトーションバー２３０のうちの中心の一つのトーションバー２３０が可動部１２０の回転軸から外れた位置に配置されている場合には、回転軸に最も近いと共に回転軸に対して線対称となる少なくとも二つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。
　このような第５実施例のアクチュエータ５であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第５実施例のアクチュエータ５によれば、複数のトーションバー２３０が占有するスペースが増大することを抑制しつつ、複数のトーションバー２３０の長さを好適に調整することができる。
　加えて、第５実施例のアクチュエータ５によれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が折れ曲がった形状を有していない。このため、折れ曲がった形状を有していないトーションバー２３０が存在することに起因して、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０は、折れ曲がった形状を有していてもよい。
　（６）第６実施例
　続いて、図８を参照して、第６実施例のアクチュエータ６について説明する。図８は、第６実施例のアクチュエータ６が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第５実施例のアクチュエータ５が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図８に示すように、第６実施例のアクチュエータ６は、第５実施例のアクチュエータ５と比較して、偶数本のトーションバー２３０を備えているという点で異なっている。第６実施例のアクチュエータ６のその他の構成要素については、第５実施例のアクチュエータ５のその他の構成要素と同一であってもよい。
　この場合、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。つまり、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向から折れ曲がった方向には伸長していないことが好ましい。尚、図８は、偶数本のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０ｃが回転軸に最も近い位置に位置する例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０以外の他のトーションバー２３０が回転軸に最も近い位置に位置する場合には、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。或いは、複数のトーションバー２３０のうちの中心の二つのトーションバー２３０以外の他のトーションバー２３０が回転軸に最も近い位置に位置する場合には、回転軸に最も近いと共に回転軸に対して線対称となる少なくとも二つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。
　このような第６実施例のアクチュエータ６であっても、第５実施例のアクチュエータ５が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。加えて、第６実施例のアクチュエータ６によれば、アクチュエータ６が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合であっても、第５実施例のアクチュエータ５と同様に、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い二つのトーションバー２３０は、折れ曲がった形状を有していてもよい。
　（７）第７実施例
　続いて、図９を参照して、第７実施例のアクチュエータ７について説明する。図９は、第７実施例のアクチュエータ７が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第６実施例のアクチュエータ６が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図９に示すように、第７実施例のアクチュエータ７は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一部が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向（図７中の上から下に向かう方向）に伸長するのみならず、当該方向とは逆の方向（図７中の下から上に向かう方向）又は当該方向から見て折り返された方向（つまり、当該方向を基準として、少なくとも９０°以上の角度を有しており返された方向であって、図７中の下から上に向かう方向）にも伸長しているという点で異なっている。第７実施例のアクチュエータ７のその他の構成要素については、第２実施例のアクチュエータ２のその他の構成要素と同一であってもよい。
　尚、図９は、アクチュエータ７が奇数本のトーションバー２３０を備えている例を示している。従って、第７実施例のアクチュエータ７においても、第５実施例のアクチュエータ５と同様に、回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。但し、アクチュエータ７が偶数本のトーションバー２３０を備えている場合には、第６実施例のアクチュエータ６と同様に、回転軸に最も近い中心の二つのトーションバー２３０ｃは、内側支持体２１０から可動部１２０に向かう方向のみに伸長していることが好ましい。
　このような第７実施例のアクチュエータ７であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。特に、第７実施例のアクチュエータ７によれば、複数のトーションバー２３０が占有するスペースが増大することを抑制しつつ、複数のトーションバー２３０の長さを調整することができる。
　加えて、第７実施例のアクチュエータ７によれば、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０が折り返された形状を有していない。このため、折り返された形状を有していないトーションバー２３０が存在することに起因して、可動部１２０の回転方向以外の方向における複数のトーションバー２３０全体としての硬さを相対的に硬くすることができる。但し、回転軸上に位置する又は回転軸に最も近い一つのトーションバー２３０は、折り返された形状を有していてもよい。
　（８）第８実施例
　続いて、図１０を参照して、第８実施例のアクチュエータ８について説明する。図１０は、第８実施例のアクチュエータ８が備える複数の一対のトーションバー２３０の形状の詳細の一例を示す拡大平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第７実施例のアクチュエータ７が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図１０に示すように、第８実施例のアクチュエータ８は、第１実施例のアクチュエータ１と比較して、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の幅が調整されることに代えて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されているという点で異なっている。第８実施例のアクチュエータ８のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。
　具体的には、第８実施例では、短手方向（Ｘ軸の方向）に沿って並列に配列している複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が近くなればなるほど大きくなるように調整されている。言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０が回転軸から遠くなればなるほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、トーションバー２３０が回転軸に近づけば近づくほど大きくなるように調整されている。更に言い換えれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、回転軸から遠いトーションバー２３０ほど小さくなるように調整されている。つまり、複数のトーションバー２３０の夫々の密度は、回転軸に近いトーションバー２３０ほど大きくなるように調整されている。
　第８実施例では、複数のトーションバー２３０の夫々の密度を調整するために、複数のトーションバー２３０のうちの少なくとも一つに孔２３１が形成されている。尚、孔２３１は、トーションバー２３０を貫通する孔２３１（いわゆる、開口）であってもよいし、トーションバー２３０を貫通しない孔２３１（いわゆる、凹部）であってもよいし、トーションバー２３０の内部に形成された（言い換えれば、外部に現れない）孔２３１（いわゆる、空隙）であってもよい。特に、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど少なくなっていてもよい。これにより、複数のトーションバー２３０の夫々の密度が、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が大きくなればなるほど小さくなる。
　ここで、トーションバー２３０の密度が小さくなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は小さくなる。言い換えれば、トーションバー２３０の密度が大きくなればなるほど、トーションバー２３０のバネ定数は大きくなる。このため、第８実施例のアクチュエータ８によれば、複数のトーションバー２３０の夫々の密度が調整されることで、複数のトーションバー２３０の夫々のバネ定数は、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど小さくなっている。従って、第８実施例のアクチュエータ８であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
　尚、図８は、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の数を、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど少なくすることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整される例を示している。しかしながら、複数のトーションバー２３０の夫々に形成される孔２３１の大きさ（例えば、径や深さ等）を、トーションバー２３０と回転軸との間の距離が遠くなればなるほど大きくすることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。或いは、複数のトーションバー２３０の夫々を構成する材料を変えることで、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。或いは、その他の何らかの手法を用いて、回転軸との間の距離に応じて複数の一対のトーションバー２３０の密度が調整されてもよい。いずれの場合であっても、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
　（９）第９実施例
　続いて、図１１を参照して、第９実施例のアクチュエータ９について説明する。図１１は、第９実施例のアクチュエータ９の構成の一例を示す平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第８実施例のアクチュエータ８が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図１１に示すように、第９実施例のアクチュエータ９は、第２実施例のアクチュエータ２と比較して、複数のトーションバー２３０の夫々の伸長態様が異なるという点で異なっている。第９実施例のアクチュエータ９のその他の構成要素については、第１実施例のアクチュエータ１のその他の構成要素と同一であってもよい。
　具体的には、複数のトーションバー２３０のうち回転軸に相対的に近いトーションバー２３２は、可動部１２０から内側支持体２１０に向かって直線状に伸長している。一方で、複数のトーションバー２３０のうち回転軸から相対的に遠いトーションバー２３３は、内側支持体２１０の内側の外縁に沿って曲線状に又は折れ線状に伸長している。
　このような第９実施例のアクチュエータ９であっても、第２実施例のアクチュエータ２が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
　（１０）第１０実施例
　続いて、図１２を参照して、第１０実施例のアクチュエータ１０について説明する。図１２は、第１０実施例のアクチュエータ１０の構成の一例を示す平面図である。尚、第１実施例のアクチュエータ１から第９実施例のアクチュエータ９が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明については省略する。
　図１２に示すように、第１０実施例のアクチュエータ１０は、可動部１２０の２軸駆動を行う第１実施例のアクチュエータ１と比較して、可動部１２０の１軸駆動を行うという点で異なっている。具体的には、第１０実施例のアクチュエータ１０は、外側支持体１１０と、複数の一対のトーションバー２３０と、可動部１２０と、一対の永久磁石１６０と、一対の電源端子１７０とを備えている。つまり、第１０実施例のアクチュエータ１０は、一対のトーションバー１３０と、内側支持体２１０とを備えていないという点で、第１実施例のアクチュエータ１とは異なる。
　外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板から一体的に形成されている。即ち、外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０は、例えばシリコン基板等の非磁性基板の一部が除去されることにより間隙が形成されることで形成されている。このときの形成プロセスとして、ＭＥＭＳプロセスが用いられることが好ましい。尚、シリコン基板に代えて、任意の弾性材料から、外側支持体１１０、複数の一対のトーションバー２３０及び可動部１２０が一体的に形成されてもよい。
　外側支持体１１０は、可動部１２０を取り囲むような枠形状を有しており、可動部１２０の両側に位置する（言い換えれば、可動部１２０の両側から当該可動部１２０を挟み込む）複数の一対のトーションバー２３０によって可動部１２０と接続されている。
　可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向（つまり、複数の一対のトーションバー２３０の長手方向であって、図１２中Ｘ軸の方向）に沿った回転軸を中心に揺動可能なように複数の一対のトーションバー２３０によって外側支持体１１０に軸支されている。可動部１２０の表面には、レーザ光を反射する不図示のミラーが形成される。可動部１２０の表面には、駆動コイル１４０が形成されている。但し、駆動コイル１４０は、可動部１２０の内部に形成されてもよい。
　複数の一対のトーションバー２３０の夫々は、可動部１２０が外側支持体１１０に対して揺動可能なように、可動部１２０と外側支持体１１０とを接続する。複数の一対のトーションバー２３０の弾性によって、可動部１２０は、複数の一対のトーションバー２３０が伸長する方向に沿った軸を回転軸として回転するように遥動する。つまり、可動部１２０は、図１２におけるＸ軸を回転軸として、当該回転軸の周りで回転するように遥動する。
　駆動コイル１４０には、外側支持体１１０上に形成されている一対の電源端子１７０及び当該一対の電源端子１７０と駆動コイル１４０とを電気的に接続するための配線１５０であって且つ複数の一対のトーションバー２３０上に形成された配線１５０を介して、電源から制御電流が供給される。制御電流は、可動部１２０を遥動させるための制御電流であって、典型的には、可動部１２０が遥動する周波数と同期した周波数の信号成分を含む交流電流である。尚、電源は、アクチュエータ１自身が備えている電源であってもよいし、アクチュエータ１の外部に用意される電源であってもよい。
　このような第１０実施例のアクチュエータ１０が動作する（具体的には、可動部１２０が遥動する）場合には、まず、電源から、電源端子１７０及び配線１５０を介して、駆動コイル１４０に対して制御電流が供給される。このとき駆動コイル１４０に対して供給される制御電流は、可動部１２０を遥動させるための信号（具体的には、可動部１２０の遥動の周期に同期した信号）を含む電流であることが好ましい。一方で、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０によって静磁界が印加されている。従って、駆動コイル１４０には、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因した力（つまり、ローレンツ力）が生ずる。その結果、駆動コイル１４０が形成されている可動部１２０は、一対の永久磁石１６０から印加される静磁界と駆動コイル１４０に供給される制御電流との電磁相互作用に起因したローレンツ力によって遥動する。つまり、可動部１２０は、図１２におけるＸ軸を回転軸として回転するように遥動する。
　このように、第１０実施例のアクチュエータ１０によれば、可動部１２０の１軸駆動が行われる。そして、可動部１２０の１軸駆動を行うアクチュエータ１０であっても、複数の一対のトーションバー２３０を備えているため、第１実施例のアクチュエータ１が享受することができる各種効果を好適に享受することができる。
　尚、第１実施例から第１０実施例で説明した各構成の一部を適宜組み合わせてもよい。この場合であっても、第１実施例から第１０実施例で説明した各構成の一部を適宜組み合わせることで得られるアクチュエータは、上述した各種効果を好適に享受することができる。
　本発明は、前述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うアクチュエータもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　１１０　外側支持部
　２１０　内側支持部
　１２０　可動部
　１３０　トーションバー
　２３０　トーションバー
　２３１　孔
　１４０　駆動コイル
　１５０　配線
　１６０　永久磁石

Claims (9)

  1. 　可動部と、
    　当該可動部を支持する支持部と、
    　(i)夫々が、長手方向に沿った回転軸を中心として前記可動部が揺動可能なように、前記長手方向に沿って前記可動部と前記支持部とを接続すると共に、(ii)短手方向に沿って配列される複数のトーションバーと
    　を備えており、
    　前記複数のトーションバーの夫々のバネ定数は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなることを特徴とするアクチュエータ。
  2. 　前記複数のトーションバーの夫々の幅は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど細くなることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
  3. 　前記複数のトーションバーの夫々の長さは、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど長くなることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
  4. 　前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向と交わる方向に少なくとも１回以上折れ曲がった形状を有していることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
  5. 　前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折れ曲がった形状を有しており、
    　前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折れ曲がった形状を有していないことを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータ。
  6. 　前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記支持部から前記可動部に向かうように前記少なくとも一つのトーションバーが伸長する方向とは逆の方向に向かって少なくとも１回以上折り返された形状を有していることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
  7. 　前記複数のトーションバーのうち前記回転軸上に位置する又は前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバー以外の他のトーションバーのうちの少なくとも一つは、前記折り返された形状を有しており、
    　前記複数のトーションバーのうち前記回転軸に最も近い一つ又は二つのトーションバーは、前記折り返された形状を有していないことを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
  8. 　前記複数のトーションバーの夫々の密度は、前記夫々のトーションバーが前記回転軸から遠くなればなるほど小さくなることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
  9. 　前記複数のトーションバーのうちの少なくとも一つには、一又は複数の孔が形成されていることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
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