KR20100131422A

KR20100131422A - 광학 반사 소자

Info

Publication number: KR20100131422A
Application number: KR1020107017020A
Authority: KR
Inventors: 지로우 데라다; 신스케 나카조노; 시게오 후루카와; 가즈키 고마키
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2009-01-29
Publication date: 2010-12-15
Also published as: KR101500794B1; US8422109B2; WO2009096182A1; US20100296147A1

Abstract

본 발명의 광학 반사 소자는, 광을 반사하도록 구성된 반사면을 갖는 미러부와, 미러부에 접속된 제 1 지지 비임과, 제 1 지지 비임에 접속된 음차 진동자와, 음차 진동자에 접속된 제 2 지지 비임과, 제 2 지지 비임에 접속된 지지체를 구비한다. 제 1 지지 비임은, 미러부에 접속된 제 1 단부와, 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖고, 중심축을 따라 연장된다. 음차 진동자는, 제 1 지지 비임의 제 2 단부에 접속된 연결부와, 중심축으로부터 이격되어 연결부로부터 연장되는 제 1 아암과, 중심축에 대해서 제 1 아암에 대해 대칭으로 연결부로부터 연장되는 제 2 아암을 갖는다. 제 2 지지 비임은, 음차 진동자의 연결부에 접속된 제 3 단부와, 제 3 단부의 반대측인 제 4 단부를 갖고, 중심축을 따라 연장된다. 지지체는 제 2 지지 비임의 제 4 단부에 접속되어 있다. 이 광학 반사 소자는 소형화할 수 있다.

Description

광학 반사 소자{OPTICAL REFLECTION ELEMENT}

본 발명은 광을 반사하여 고속으로 소인(掃引)하는 광학 반사 소자에 관한 것이다.

특허문헌 1은 레이저 프린트 등에 이용되는 종래의 광학 반사 소자를 개시하고 있다. 종래의 광학 반사 소자는 다각 형상의 회전체와, 회전체의 측면에 마련된 미러(mirror)를 갖는 다각형 미러를 구비한다. 이 다각형 미러를 회전시키는 것에 의해 감광체 드럼의 주사면 상에 레이저 광선을 소인시키고 있다.

일본 특허 공개 제 1999－281908 호 공보

칼라 레이저 프린트의 보급이나 프린터의 소형화에 수반하여, 광학 반사 소자의 소형화가 요구되고 있다. 다각형 미러를 구비한 종래의 광학 반사 소자에서는, 다각형 미러를 소형화하는 것이 곤란하고, 이 다각형 미러를 구동시키는 구동 장치가 별도로 필요하므로, 종래의 광학 반사 소자의 소형화는 매우 곤란하다.

광학 반사 소자는, 광을 반사하도록 구성된 반사면을 갖는 미러부와, 미러부에 접속된 제 1 지지 비임(beam)과, 제 1 지지 비임에 접속된 음차 진동자와, 음차 진동자에 접속된 제 2 지지 비임과, 제 2 지지 비임에 접속된 지지체를 구비한다. 제 1 지지 비임은 미러부에 접속된 제 1 단부와, 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖고, 중심축을 따라 연장된다. 음차 진동자는, 제 1 지지 비임의 제 2 단부에 접속된 연결부와, 중심축으로부터 이격되어 연결부로부터 연장되는 제 1 아암과, 중심축에 대해서 제 1 아암에 대해 대칭으로 연결부로부터 연장되는 제 2 아암을 갖는다. 제 2 지지 비임은, 음차 진동자의 연결부에 접속된 제 3 단부와, 제 3 단부의 반대측의 제 4 단부를 갖고, 중심축을 따라 연장된다. 지지체는, 제 2 지지 비임의 제 4 단부에 접속되어 있다.

본 발명에 의하면, 이 광학 반사 소자는 소형화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 2는 도 1에 도시하는 광학 반사 소자의 선 2-2에 있어서의 단면도,
도 3은 실시형태 1에 있어서의 광학 반사 소자의 동작을 도시하는 사시도,
도 4는 실시형태 1에 있어서의 다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 5는 실시형태 1에 있어서의 또다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 6은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 7은 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 8은 도 7에 도시하는 광학 반사 소자의 선 7-7에 있어서의 단면도,
도 9는 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 10은 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자의 동작을 도시하는 사시도,
도 11a는 실시형태 4에 있어서의 다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 11b는 실시형태 4에 있어서의 또다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 12는 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 13a는 도 12에 도시하는 광학 반사 소자의 확대 상면도,
도 13b는 도 12에 도시하는 광학 반사 소자의 확대 상면도,
도 14는 실시형태 5에 있어서의 다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 15는 실시형태 5에 있어서의 또다른 광학 반사 소자의 상면도,
도 16은 본 발명의 실시형태 6에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 17은 실시형태 6에 있어서의 광학 반사 소자의 동작을 도시하는 측면도,
도 18은 본 발명의 실시형태 7에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도,
도 19는 본 발명의 실시형태 8에 있어서의 광학 반사 소자의 상면도.

(실시형태 1)

도 1은 실시형태 1에 있어서의 광학 반사 소자(1)의 상면도이다. 광학 반사 소자(1)는, 미러부(92)와, 미러부(92)에 접속된 단부(3A)를 갖는 지지 비임(3)과, 지지 비임(3)의 단부(3B)에 접속된 음차 진동자(4)와, 음차 진동자(4)에 접속된 단부(5A)를 갖는 지지 비임(5)과, 지지 비임(5)의 단부(5B)에 접속된 지지체(6)를 구비한다. 지지 비임(3, 5)은 중심축(S1) 상으로 연장되는 직선 형상을 갖고 있다. 단부(3A, 3B, 5A, 5B)는 중심축(S1) 상에 위치한다. 단부(3A, 5A)는 중심축(S1)을 따라 단부(3B, 5B)의 각각 반대측에 위치한다. 즉, 단부(3A, 5A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(3B, 5B)의 각각 반대측에 위치한다.

음차 진동자(4)는, 중심축(S1) 상에 위치하는 연결부(7)와, 연결부(7)로부터 중심축(S1)과 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(8, 9)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(8, 9)은, 연결부(7)에 접속된 단부(8A, 9A)와, 중심축(S1)의 방향으로 단부(8A, 9A)에 반대측인 단부(8B, 9B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(8B, 9B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(8, 9)은 중심축(S1)으로부터 이격되어 중심축(S1)에 직각인 방향(D1)으로 배열되어, 중심축(S1)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 미러부(92)는 아암(8, 9) 사이에 위치한다. 아암(8, 9)에는 아암(8, 9)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(4)를 진동시키는 드라이브 소자(11, 111)가 각각 마련되어 있다. 음차 진동자(4)의 연결부(7)는 지지 비임(5)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있어, 지지체(6)에 대해서 가동(可動)이다. 음차 진동자(4)는 중심축(S1)에 대해 대칭적인 형상을 갖는다.

지지 비임(3, 5)은 연결부(7)에 있는 음차 진동자(4)의 진동 중심(10)에 고정되어 있다. 지지 비임(3, 5)은 동일한 공진 주파수를 가져서, 이것에 의해 보다 효율적으로 비틀려 진동한다.

도 2는 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)의 선 2-2에 있어서의 단면도이다. 드라이브 소자[11(111)]는, 아암[8(9)]을 구성하는 기재(16) 상에 마련된 하부 전극층(12)과, 하부 전극층(12) 상에 마련된 압전체층(13)과, 압전체층(13) 상에 마련된 상부 전극층(14)을 갖는다. 기재(16)와 하부 전극층(12)과 압전체층(13)과 상부 전극층(14)은 중심축(S1)과 방향(D1)에 직각인 방향(D2)으로 배열되어 있다. 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14)이 도전 재료로 이루어진다. 압전체층(13)은 압전 재료로 이루어진다. 하부 전극층(12)은 접지되어 있어도 좋다. 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14)은 인출선으로 도 1에 도시하는 복수의 접속 단자(15)에 각각 접속되어 있다. 복수의 접속 단자(15)를 거쳐 서로 역극성의 교류 전압을 드라이브 소자(11, 111)에 인가할 수 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 드라이브 소자(11, 111)는 아암(8, 9)으로부터 연결부(7)까지 연장되어 있어도 좋다. 이것에 의해 드라이브 소자(11, 111)의 면적을 크게 할 수 있어, 아암(8, 9)을 크게 휘게 하여 진동시켜서, 높은 효율로 음차 진동자(4)를 진동시킬 수 있다. 드라이브 소자(11, 111)가 연결부(7)까지 연장되어 있어도, 드라이브 소자(11, 111)의 상부 전극층(14)을 연결부(7)의 진동 중심(10)에서 전기적으로 단절함으로써, 드라이브 소자(11, 111)에 역극성의 교류 전압을 인가할 수 있다.

하부 전극층(12)과 압전체층(13)과 상부 전극층(14)을 스패터링 기술 등의 박막 프로세스로 형성함으로써 드라이브 소자(11, 111)를 얇게 할 수 있어, 음차 진동자(4)를 얇게 할 수 있다. 아암(8, 9)이나 연결부(7)의 음차 진동자(4)의 중심축(S1)과 방향(D1)에 직각인 방향(D2)의 두께를 아암(8, 9)의 방향(D1)의 폭보다 작게 하는 것에 의해, 아암(8, 9)의 진동의 진폭을 크게 할 수 있어, 소형의 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

음차 진동자(4)의 공진 주파수와, 미러부(92)와 지지 비임(3)으로 구성된 비틀림 진동자의 공진 주파수를 대략 동일하게 되도록 설계하는 것에 의해, 효율적으로 미러부(92)를 중심축(S1)에 대해 반복 회전 진동시킬 수 있다.

아암(8, 9)의 방향(D1)의 폭과 연결부(7)의 중심축(S1)의 방향의 폭을 같게 하는 것에 의해서 불필요한 진동 모드를 억제할 수 있으며, 음차 진동자(4)를 ㄷ자 형상으로 하는 것에 의해서도 불필요한 진동 모드를 더욱 억제할 수 있다.

지지 비임(3, 5)의 중심축(S1)과 직각인 방향의 단면은 원 형상을 갖는 것, 즉 지지 비임(3, 5)은 원주 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 지지 비임(3, 5)의 비틀림 진동의 진동 모드가 안정되어, 불필요한 공진도 억제할 수 있어, 외란 진동에 영향받기 어려운 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

이하, 실시형태 1에 있어서의 광학 반사 소자(1)의 재료를 설명한다.

광학 반사 소자(1)의 음차 진동자(4)나 지지 비임(3, 5), 지지체(6)를 구성하는 기재(16)는 금속, 유리 또는 세라믹 기판 등의 탄성적 강도와 기계적 강도 및 높은 영률(Young's modulus)을 갖는 탄성 재료를 이용하는 것이 생산성의 관점으로부터 바람직하다. 그 탄성 재료로서는 금속, 수정, 유리, 석영 또는 세라믹 재료를 이용하는 것이 기계적 특성과 입수의 용이함으로부터 바람직하다. 또한, 금속은 실리콘, 티탄, 스테인레스, 엘린바(elinvar), 또는 황동 합금으로 하는 것에 의해서, 진동 특성이 우수하여 가공하기 쉬운 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

드라이브 소자(11, 111)의 압전체층(13)에는 티탄산지르콘산연(PZT) 등의 높은 압전 정수를 갖는 압전 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 하부 전극층(12)에 이용하는 재료로서는 압전체층(13)의 압전 재료와 격자 정수가 근사하고 있는 백금이 바람직하다. 상부 전극층(14)은 압전체층(13) 상에 마련된 하부 금속층과, 하부 금속층 상에 마련되어 하부 금속층과 상이한 금속으로 이루어지는 상부 금속층을 갖고 있어도 좋다. 하부 금속층은 티탄으로 이루어지며, 상부 금속층은 금으로 이루어진다. 하부 금속층은 압전체층(13)의 PZT 등의 압전 재료와 강고하게 밀착시킬 수 있다. 하부 금속층은 티탄 대신에 크롬으로 형성되어도 좋다. 하부 금속층은 압전체층(13)과 강고하게 밀착하고, 또한 금으로 이루어지는 상부 전극층과 강고한 확산층을 형성하므로, 강고한 드라이브 소자(11, 111)를 형성할 수 있다.

하부 전극층(12), 압전체층(13) 및 상부 전극층(14)은 스패터링 기술 등의 박막 프로세스에 의해 형성할 수 있다. 따라서, 드라이브 소자(11, 111)를 음차 진동자(4)의 동일면에 형성하는 것이 생산성의 관점으로부터 바람직하다.

미러부(92)는 중심축(S1)에 평행한 반사면(2A)을 갖는다. 반사면(2A)은 광을 반사하도록 구성되어 있으며, 기재(16)의 표면을 경면(鏡面)으로 연마하는 것에 의해서 형성할 수 있다. 반사면(2A)은 광의 높은 반사율을 갖는 금이나 알루미늄 등의 금속 박막을 기재(16) 상에 형성하는 것에 의해 마련할 수 있다. 이 금속 박막은, 드라이브 소자(11, 111)를 제작하는 공정에 있어서, 스패터링 기술에 의해 형성할 수 있다.

웨이퍼 형상의 기재(16)로부터 박막 프로세스, 포토리소그래피 기술 등의 반도체 프로세스를 이용하여 고정밀도로, 일괄하여 복수의 광학 반사 소자(1)를 제작할 수 있다. 이것에 의해, 고효율로 또한 고정밀도로 소형의 광학 반사 소자(1)를 제조할 수 있다.

지지 비임(3, 5)과 음차 진동자(4) 및 미러부(92)의 기재(16)를 동일 재료로 형성하는 것에 의해서, 안정된 진동 특성과 생산성이 우수한 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

다음에, 실시형태 1에 있어서의 광학 반사 소자(1)의 제조 방법에 대해서 설명한다.

우선, 기재(16)로 이루어지는 실리콘 웨이퍼를 준비하고, 실리콘 웨이퍼 상에 스패터링법 또는 증착법 등의 박막 프로세스를 이용하여 백금으로 이루어지는 하부 전극층(12)을 형성한다. 이 때, 실리콘 웨이퍼는 두꺼워도 좋으며, 실시형태 1에서는 0.3㎜의 두께를 갖는다. 그것에 의해서, 실리콘 웨이퍼를 휘는 일 없이 크게 할 수 있어, 광학 반사 소자(1)를 고정밀도에 고효율로 제조할 수 있다.

그 후, 하부 전극층(12) 상에 스패터링법에 의해 압전체층(13)을 형성한다. 이 때, 압전체층(13)과 하부 전극층(12) 사이에, 압전체층(13)의 결정 배향을 제어하는 배향 제어층을 마련해도 좋다. 배향 제어층은 Pb와 Ti를 포함하는 산화물 유전체로 이루어지는 것이 바람직하고, 란탄 마그네슘 첨가 티탄산연(PLMT)으로 이루어지는 것이 보다 바람직하다. 이것에 의해서, 압전체층(13)의 결정 배향성을 양호하게 할 수 있어, 압전 특성이 우수한 드라이브 소자(11)를 실현할 수 있다.

다음에, 압전체층(13) 상에 티탄과 금으로 이루어지는 상부 전극층(14)을 형성한다. 상술한 바와 같이, 상부 전극층(14)은 압전체층(13) 상에 마련된 티탄으로 이루어지는 하부 금속층과, 하부 금속층 상에 마련된 금으로 이루어지는 상부 금속층으로 이루어진다. 압전체층(13)과 금을 함유하는 상부 전극층(14)은 강고한 확산층을 형성하므로, 높은 강도를 갖는 드라이브 소자(11)를 형성할 수 있다. 실시형태 1에서는, 하부 전극층(12)의 두께는 0.2㎛이고, 압전체층(13)의 두께는 3.5㎛이며, 하부 금속층의 두께는 0.01㎛이며, 상부 금속층의 두께는 0.3㎛이다.

다음에, 포토리소그래피 기술을 이용하여 하부 전극층(12)과 압전체층(13) 및 상부 전극층(14)을 에칭하고, 드라이브 소자(11, 111)를 형성한다. 실시형태 1에서는, 상부 전극층(14)은, 옥소/옥화 칼륨 혼합 용액과 수산화암모늄, 과산화수소 혼합 용액으로 이루어지는 혼합 용액을 이용하여 에칭한다. 하부 전극층(12)과 압전체층(13)은 건식 에칭법과 습식 에칭법의 몇 개의 방법, 또는 이들을 조합한 방법으로 에칭한다. 건식 에칭법에서는 탄화불소계의 에칭 가스, 또는 SF₆ 가스를 이용할 수 있다. 압전체층(13)을 불산, 초산, 초산 및 과산화수소의 혼합 용액으로 이루어지는 에칭액을 이용하여 습식 에칭한다. 그 후, 건식 에칭에 의해서 하부 전극층(12)을 에칭하는 것에 의해 드라이브 소자(11, 111)를 형성한다.

다음에, XeF₂ 가스를 이용하여 실리콘 웨이퍼를 등방적으로 건식 에칭하는 것에 의해서 실리콘 웨이퍼의 불필요한 부분을 제거하여, 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)를 형성할 수 있다.

실리콘 웨이퍼를 그 이방성을 활용하여 고정밀도로 건식 에칭하는 경우에는, 에칭을 촉진하는 SF₆ 가스 등의 에칭 촉진 가스와 에칭을 억제하는 C₄F₈ 가스 등의 에칭 억제 가스를 이용하여, 보다 직선적으로 에칭을 하는 것이 바람직하다. 에칭 촉진 가스와 에칭 억제 가스의 혼합 가스로 실리콘 웨이퍼를 에칭해도 좋으며, 또는 에칭 촉진 가스와 에칭 억제 가스를 교대로 실리콘 웨이퍼에 대어 에칭해도 좋다.

이상과 같은 제조 방법에 의해서, 소형이고, 고정밀의 복수의 광학 반사 소자(1)를 일괄하여 효율적으로 제작할 수 있다.

이러한 제조 프로세스에 의해서 제작된 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1)에서는, 아암(8, 9)은 중심축(S1)의 방향의 길이 1.0㎜와 방향(D1)의 폭 0.3㎜를 갖는다. 지지 비임(3)은 중심축(S1)의 방향의 길이 0.2㎜와 방향(D1)의 폭 0.1㎜를 갖는다. 지지 비임(5)은 중심축(S1)의 방향의 길이 0.4㎜와 방향(D1)의 폭 0.1㎜를 갖는다. 미러부(92)는 1.0×1.0㎜의 사이즈, 즉 중심축(S1)의 방향의 길이 1.0㎜와 방향(D1)의 폭 1.0㎜를 갖는다. 광학 반사 소자(1)에서는, 미러부(92)가 중심축(S1)에 대해 22㎑의 주파수와 ±10도의 회동 각도로 회동하여 진동한다.

다음에, 광학 반사 소자(1)의 동작에 대해 설명한다.

도 3은 광학 반사 소자(1)의 동작을 도시하는 사시도이다. 드라이브 소자(11, 111)의 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14) 사이에 교류 전압을 인가하는 것에 의해, 드라이브 소자(11, 111)[압전체층(13)]는 아암(8, 9)을 따라 신축하도록 변형한다. 드라이브 소자(11, 111)의 변형에 의해 아암(8, 9)이 휘어 진동한다. 드라이브 소자(11, 111)에 서로 역극성의 교류 전압을 인가하는 것에 의해, 아암(8, 9)을 방향(D2)에 있어서 서로 반대 방향으로 변위하도록 휘게 하여 진동시킨다.

아암(8, 9)의 진동은 연결부(7)에 전반(傳搬)하고, 음차 진동자(4) 특히 연결부(7)는 진동 중심(10)을 지나는 중심축(S1)을 중심으로, 소정의 주파수로 회전 방향이 반전하는 반복 회전 진동을 일으킨다.

이 반복 회전 진동은 연결부(7)에 접합된 지지 비임(3)으로 전파하여, 지지 비임(3)이 중심축(S1)을 중심으로 하여 비틀림 진동을 일으킨다. 이것에 의해 지지 비임(3)과 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자(2B)가 중심축(S1)을 중심으로 하여 비틀림 진동을 일으킨다. 이것에 의해서, 미러부(92)는 중심축(S1)을 중심으로 반복 회전 진동을 일으킨다. 비틀림 진동자(2B)[지지 비임(3) 및 미러부(92)]는 중심축(S1)을 중심으로 하여 음차 진동자(4)의 비틀림 방향과 반대 방향으로 비틀리게 된다.

중심축(S1)을 중심으로 하여 반복 회전 진동을 일으키고 있는 미러부(92)에 광원으로부터 레이저 광선을 입사시켜, 광학 반사 소자(1)의 미러부(92)의 반사면(2A)에서 그 레이저 광선을 반사하여 스크린 상에 조사하는 것에 의해, 스크린 상에서 레이저 광선을 주사할 수 있다.

도 1 및 도 3에 도시하는 광학 반사 소자(1)에서는, 음차 진동자(4)에 반복 회전 진동을 일으키기 위해서, 아암(8, 9)에 드라이브 소자(11, 111)가 각각 마련되어 있다. 아암(8, 9)은 지지체(6)에 대해서 가동인 연결부(7)를 거쳐 연결하고 있다. 아암(8, 9) 중 한쪽을 진동시키면 연결부(7)를 거쳐 아암(8, 9) 중 다른 쪽에 진동이 전파하여 진동하므로, 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자는 드라이브 소자(11, 111) 중 한쪽을 구비할 필요는 없다.

실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1)에서는, 음차 진동자(4)의 아암(8, 9)을 휨 진동시킴으로써, 지지 비임(3) 및 미러부(92)로 이루어지는 진동자(2B)를 비틀림 진동시켜, 중심축(S1)을 중심으로 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있다. 이와 같이, 음차 진동자(4)라고 하는 작은 구동원으로 미러부(92)를 진동시킬 수 있어, 소형의 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1)에서는, 음차 진동자(4)의 아암(8, 9)의 선단이 개방되어, 자유단이다. 따라서, 소형이어도 미러부(92)의 편차 각도를 효율적으로 크게 할 수 있는 광학 반사 소자(1)를 얻을 수 있다.

진동원이 높은 Q값을 갖는 음차 형상을 갖는 음차 진동자(4)이므로, 작은 에너지로 큰 진폭의 진동을 얻을 수 있어, 광학 반사 소자(1)를 소형화할 수 있다.

음차 진동자(4)를 적절히 설계하는 것에 의해서, 미러부(92)의 반사면(2A)의 반사 각도를 크게 변화시킬 수 있어, 레이저 광선 등의 입사광을 스크린 상의 소정의 범위에 소인할 수 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 광학 반사 소자(1)는 음차 진동자(4)의 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자(93)를 더 구비해도 좋다. 모니터 소자(93)는, 드라이브 소자(11, 111)와 같이, 하부 전극층과 압전체층과 상부 전극층을 갖는다. 피드백 회로를 거쳐, 모니터 소자(93)가 출력하는 신호에 따른 구동 신호를 드라이브 소자(11, 111)에 인가하는 것에 의해, 미러부(92)의 진동을 고정밀도로 제어하여, 광학 반사 소자(1)를 고정밀도로 안정적으로 구동할 수 있다.

모니터 소자(93)는, 비교적 면적이 넓은 연결부(7) 상에 마련되어 있어도 좋다. 진동 중심(10)에 대해 비대칭으로 모니터 소자(93)를 연결부(7) 상에 배치하는 것이 바람직하다. 진동 중심(10)에 대해 대칭으로 모니터 소자(93)가 배치되면, 모니터 소자(93)에서 발생하는 신호가 모니터 소자(93) 내에서 상쇄되어, 음차 진동자(4)의 진동을 효율적으로 검출할 수 없다.

모니터 소자(93)는 지지 비임(3) 또는 지지 비임(5)에 마련되어 있어도 좋다. 이 경우는, 모니터 소자(93)는 중심축(S1)에 대해 비대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 중심축(S1)에 대해 대칭으로 모니터 소자(93)가 배치되면, 모니터 소자(93)에서 발생하는 신호가 모니터 소자(93) 내에서 상쇄되어, 음차 진동자(4)의 진동을 효율적으로 검출할 수 없다.

미러부(92)의 진동을 작은 시간차로 검출하는 경우는, 지지 비임(5)에 비해 미러부(92)에 보다 가까운 지지 비임(3) 상에 모니터 소자(93)를 마련하는 것이 바람직하다. 모니터 소자(93)로부터의 배선을 가능한 한 짧게 하는 경우는, 지지 비임(3)에 비해 지지체(6)에 보다 가까운 지지 비임(5) 상에 모니터 소자(93)를 마련하는 것이 바람직하다.

도 4는 실시형태 1에 있어서의 다른 광학 반사 소자(1001)의 상면도이다. 도 4에 있어서, 도 1 내지 도 3에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 4에 도시하는 광학 반사 소자(1001)는 지지 비임(3, 5) 대신에 지지 비임(303, 305)을 구비한다. 지지 비임(303)은 미러부(92)에 접속된 단부(303A)와, 음차 진동자(4)의 연결부(7)에 접속된 단부(303B)를 갖는다. 지지 비임(305)은 음차 진동자(4)의 연결부(7)에 접속된 단부(305A)와, 지지체(6)에 접속된 단부(305B)를 갖는다. 지지 비임(303, 305)은 단부(303A, 305A)로부터 중심축(S1)을 따라 사행(蛇行)하면서 단부(303B, 305B)까지 각각 연장되는 미앤더(meander) 형상을 가지며, 단부(303A, 305A)는 중심축(S1)을 따라서 단부(303B, 305B)의 각각 반대측에 위치한다. 즉, 단부(303A, 305A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(303B, 305B)의 각각 반대측에 위치한다. 지지 비임(303, 305)은 미앤더 형상을 갖는 것에 의해, 도 1에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(3, 5)보다 낮은 공진 주파수를 가지며, 또한 미러부(92)를 큰 진폭으로 회동시켜 진동시킬 수 있다.

지지 비임(303, 305)의 중심이 중심축(S1) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 미러부(92)의 불필요한 진동의 발생을 억제할 수 있어, 광학 반사 소자(1001)는 고정밀도로 광을 주사할 수 있다. 지지 비임(303, 305)은, 연결부(7)에 있는 음차 진동자(4)의 진동 중심(10)에 고정되어 있다. 지지 비임(303, 305)은 동일한 공진 주파수를 가져서, 이것에 의해 보다 효율적으로 비틀려 진동한다.

미앤더 형상을 갖는 지지 비임(303, 305)은 큰 진폭으로 진동하므로, 지지 비임(303) 또는 지지 비임(305) 상에 모니터 소자(93)를 마련하는 것에 의해, 모니터 소자(93)는 고정밀도로 미러부(92)의 진동을 검출할 수 있다. 미앤더 형상을 갖는 지지 비임(303)은 중심축(S1)에 대해서 직각인 부분(303C)를 가지며, 미앤더 형상을 갖는 지지 비임(305)은 중심축(S1)에 대해서 직각인 부분(305C)을 갖는다. 지지 비임(303) 중 부분(303C)은 가장 큰 진폭으로 진동하므로, 모니터 소자(93)를 부분(303C)에 마련하는 것에 의해서, 효율적으로 지지 비임(303)의 진동에 따른 신호를 검출할 수 있다. 마찬가지로, 지지 비임(305) 중 부분(305C)은 가장 큰 진폭으로 진동하므로, 모니터 소자(93)를 부분(305C)에 마련하는 것에 의해서, 지지 비임(305)의 진동에 따른 신호를 효율적으로 검출할 수 있다.

도 4에 도시하는 광학 반사 소자(1001)는, 모두 미앤더 형상을 갖는 지지 비임(303, 305)을 구비한다. 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1001)는, 지지 비임(303) 대신에 도 1에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(3)을 구비해도 좋다. 또한, 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1001)는 지지 비임(305) 대신에 도 1에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(5)을 구비해도 좋다.

도 5는 실시형태 1에 의한 또다른 광학 반사 소자(1002)의 상면도이다. 도 5에 있어서, 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 광학 반사 소자(1002)의 음차 진동자(4)는 광학 반사 소자(1)의 음차 진동자(4)의 아암(8, 9)의 단부(8B, 9B)로부터 각각 연장되는 돌기부(20, 120)를 더 갖는다. 돌기부(20, 120)는 추로서 기능하고, 아암(8, 9)의 공진 주파수를 낮게 하여, 지지 비임(3) 및 미러부(92)로 이루어지는 비틀림 진동자(2B)의 진동의 진폭을 크게 할 수 있다. 돌기부(20, 120)는 아암(8, 9)의 단부(8B, 9B)로부터 중심축(S1)을 향해 각각 연장되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 연결부(7)와 아암(8, 9)과 돌기부(20, 120)는 미러부(92)를 둘러싼다. 이것에 의해, 아암(8, 9)을 보다 효율적으로 휨 진동시킬 수 있으며, 또한 광학 반사 소자(1002)의 배치에 필요한 면적은 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 거의 동일하다.

(실시형태 2)

도 6은 실시형태 2에 의한 광학 반사 소자(1003)의 상면도이다. 도 6에 있어서, 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 6에 도시하는 광학 반사 소자(1003)는 지지 비임(3)으로부터 아암(8)으로 연장되는 지지 바아(21)와, 지지 비임(3)으로부터 아암(9)으로 연장되는 지지 바아(121)를 더 구비한다. 지지 바아(21)는 지지 비임(3)의 단부(3A, 3B) 사이의 위치(3C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(8)의 단부(8A, 8B) 사이의 위치(8C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(121)는 지지 비임(3)의 단부(3A, 3B) 사이의 위치(3C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(9)의 단부(9A, 9B) 사이의 위치(9C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(21, 121)는 직선 형상을 갖는다. 아암(8, 9)의 진동은 연결부(7)를 거칠 뿐만 아니라 지지 바아(21, 121)를 거쳐서도 지지 비임(3)으로 전파한다. 이것에 의해, 음차 진동자(4)의 반복 회전의 진동의 에너지를 연결부(7)와 지지 바아(21, 121)를 거쳐 지지 비임(3)에 전달할 수 있어, 미러부(92)를 고효율로 반복 회전시킬 수 있다.

지지 비임(3)과 미러부(92)로 구성된 비틀림 진동자(2B)는 공진 주파수의 고차의 정재파에 의해서도 진동하고 있다. 지지 바아(21, 121)가 접속되어 있는 위치(3C)는, 고차의 정재파의 마디에 마련하는 것이 바람직하다. 진동의 마디에서는 진폭이 매우 작으므로, 아암(8, 9)의 휘어짐을 억제하기 어렵다.

지지 바아(21)가 접속되어 있는 아암(8)의 위치(8C)는 단부(8B)에 비해 단부(8A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 또한, 지지 바아(121)가 접속되어 있는 아암(9)의 위치(9C)는 단부(9B)에 비해 단부(9A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 개방되어 있는 자유단인 단부(8B, 9B)의 근처에 지지 바아(21, 121)가 접속되어 있으면, 아암(8, 9)의 휨 진동을 억제하여, 오히려 진동의 진폭을 작게 한다.

이상과 같이, 아암(8, 9)의 근처에 지지 바아(21, 121)를 마련하는 것에 의해, 아암(8, 9)의 휨 진동을 감쇠시키는 일 없이, 큰 진폭으로 효율적으로 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있다.

(실시형태 3)

도 7은 실시형태 3에 의한 광학 반사 소자(1004)의 상면도이다. 도 8은 도 7에 도시하는 광학 반사 소자(1004)의 단면도이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 7에 도시하는 광학 반사 소자(1004)는 도 1에 도시하는 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1)의 드라이브 소자(11) 대신에 아암(8)에 마련된 모니터 소자(22)를 구비한다.

모니터 소자(22)는, 아암(8)을 구성하는 기재(16) 상에 마련된 하부 전극층(12)과, 하부 전극층(12) 상에 마련된 압전체층(13)과, 압전체층(13) 상에 마련된 상부 전극층(23)을 갖는다. 기재(16)와 하부 전극층(12)과 압전체층(13)과 상부 전극층(23)은 중심축(S1)과 방향(D1)에 직각인 방향(D2)으로 배열되어 있다. 하부 전극층(12)과 상부 전극층(23)이 도전 재료로 이루어진다. 압전체층(13)은 압전 재료로 이루어진다. 하부 전극층(12)은 접지되어 있어도 좋다. 하부 전극층(12)과 상부 전극층(23)은 인출선으로 복수의 접속 단자(15)에 각각 접속되어 있다.

모니터 소자(22)는 아암(8)으로부터 연결부(7)까지 연장되어 있어도 좋다. 이것에 의해 모니터 소자(22)의 면적을 크게 할 수 있어, 아암(8)의 휘어짐을 높은 효율로 검출할 수 있어, 높은 효율로 음차 진동자(4)의 진동을 검출할 수 있다. 모니터 소자(22)의 상부 전극층(23)은 드라이브 소자(111)의 상부 전극층(14)으로부터 전기적으로 단절되어 있다. 모니터 소자(22)의 하부 전극층(12)과 압전체층(13)은 드라이브 소자(111)의 하부 전극층(12)과 압전체층(13)과 각각 연결되어 있어도 좋다.

실시형태 3에 의한 광학 반사 소자(1004)에서는, 음차 진동자(4)의 공진 주파수의 신호를 드라이브 소자(111)에 인가하여 아암(9)을 휨 진동시키면, 그 진동이 연결부(7)를 거쳐 아암(8)에 전반하여, 아암(8)을 공진에 의해 아암(9)과 역 위상으로, 즉 방향(D2)에 있어서 아암(9)과 반대 방향으로 변위시키도록 휨 진동시킬 수 있다. 모니터 소자(22)는 아암(8)의 진동, 즉 음차 진동자(4)의 진동에 따른 신호를 출력한다. 피드백 회로를 거쳐, 모니터 소자(93)가 출력하는 신호에 따른 구동 신호를 드라이브 소자(111)에 인가한다. 이것에 의해, 온도 등의 외부 환경 요인의 변화나 소자(1004) 자체의 시간 경과 변화에 의해서 음차 진동자(4)의 공진 주파수가 초기보다 변화해도, 음차 진동자(4)의 진동을 고정밀도로 제어할 수 있다.

아암(8, 9)의 각각에 드라이브 소자(111)와 모니터 소자(22)의 어느 한쪽을 마련하면 좋기 때문에, 배선을 심플하게 할 수 있어, 생산성이 우수한 광학 반사 소자(1004)를 실현할 수 있다.

(실시형태 4)

도 9는 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자(1005)의 상면도이다. 도 7 및 도 8에 있어서, 도 1에 도시하는 광학 반사 소자(1)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 광학 반사 소자(1005)는 지지 비임(103, 105)과 음차 진동자(104)를 더 구비한다.

지지 비임(103)은 중심축(S1) 상에서 연장되는 직선 형상을 갖고 있으며, 중심축(S1) 상에 위치하는 단부(103A, 103B)를 갖는다. 단부(103A)는 중심축(S1)을 따라 단부(103B)의 반대측에 위치한다. 즉, 단부(103A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(103B)의 반대측에 위치한다. 지지 비임(105)은 중심축(S1) 상에서 연장되는 직선 형상을 갖고 있으며, 중심축(S1) 상에 위치하는 단부(105A, 105B)를 갖는다. 단부(105A)는 중심축(S1)을 따라서 단부(105B)의 반대측에 위치한다. 즉, 단부(105A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(105B)의 반대측에 위치한다. 지지 비임(103)의 단부(103A)는 미러부(92)에 접속되어 있으며, 미러부(92)를 거쳐 중심축(S1)의 방향으로 지지 비임(3)의 단부(3A)의 반대측에 위치한다.

음차 진동자(104)는 중심축(S1) 상에 위치하는 연결부(107)와, 연결부(107)로부터 중심축(S1)과 거의 평행하게 미러부(92)를 향해 연장되는 아암(108, 109)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(108, 109)은 연결부(107)에 접속된 단부(108A, 109A)와, 중심축(S1)의 방향으로 단부(108A, 109A)에 반대측인 단부(108B, 109B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(108B, 109B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(108, 109)은 중심축(S1)으로부터 이격되어 중심축(S1)에 직각인 방향(D1)으로 배열되어, 중심축(S1)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 미러부(92)는 아암(108, 109) 사이에 위치한다. 아암(108, 109)에는 아암(108, 109)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(104)를 진동시키는 드라이브 소자(211, 311)가 각각 마련되어 있다. 음차 진동자(104)의 연결부(107)는 지지 비임(105)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있어, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 지지체(6)는 미러부(92)와 지지 비임(3, 5, 103, 105)과 음차 진동자(4, 104)를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.

중심축(S1)은 미러부(92)의 거의 중심에 있는 중심인 점(2G)을 지난다. 음차 진동자(4, 104)는 미러부(92)의 점(2G)을 지나 중심축(S1)에 직각인 중심축(S2)에 대해 서로 대칭이다.

아암(108, 109)에 마련된 드라이브 소자(211, 311)는, 드라이브 소자(11, 111)와 마찬가지로, 기재(16) 상에 마련된 하부 전극층(12)과, 하부 전극층(12) 상에 마련된 압전체층(13)과, 압전체층(13) 상에 마련된 상부 전극층(14)으로 이루어진다.

이하, 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자(1005)의 동작에 대해 설명한다.

도 9에 도시하는 드라이브 소자(11, 111, 211, 311)의 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14) 사이에 음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수를 갖는 교류 전압을 인가한다. 아암(8, 9)에 각각 마련된 드라이브 소자(11, 111)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(108, 109)에 각각 마련된 드라이브 소자(211, 311)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(8, 108)에 각각 설치된 드라이브 소자(11, 211)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다. 아암(9, 109)에 각각 마련된 드라이브 소자(111, 311)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다.

도 10은 동작하고 있는 광학 반사 소자(1005)의 사시도이다. 교류 전압을 드라이브 소자(11, 111, 211, 311)에 인가하는 것에 의해, 방향(D2)으로 아암(8, 9, 108, 109)이 휨 진동한다. 아암(8, 108)은 서로 같은 방향으로 휘고, 아암(9, 109)은 서로 같은 방향으로 휜다. 아암(8, 9)은 서로 반대 방향으로 휘며, 아암(108, 109)은 서로 반대 방향으로 휜다.

아암(8, 9)의 휨 진동은 연결부(7)로 전반한다. 연결부(7)는 지지 비임(5)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있으므로, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(7)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(4) 특히 연결부(7)는 지지 비임(5)과 함께 진동 중심(110)을 지나는 중심축(S1)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다. 마찬가지로, 아암(108, 109)의 휨 진동은 연결부(107)로 전반한다. 연결부(107)는 지지 비임(105)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있으므로, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(107)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(104) 특히 연결부(107)는 지지 비임(105)과 함께 진동 중심(110)을 지나는 중심축(S1)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다.

음차 진동자(4, 104)의 반복 회전 진동이 지지 비임(3, 103)으로 전파 하고, 지지 비임(3, 103)과 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자(202B)가 중심축(S1)을 중심으로 하여 비틀림 진동을 일으킨다. 미러부(92)는 중심축(S1)을 중심으로 반복 회전 진동을 일으킨다. 이 때, 음차 진동자(4, 104)의 반복 회전 진동의 방향과 지지 비임(3, 103) 및 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자(202B)의 반복 회전 진동의 방향은 서로 반대이다.

음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수와 비틀림 진동자(202B)의 공진 주파수는 동일하다. 이것에 의해, 음차 진동자(4, 104)는 높은 Q값을 가지므로, 외란 진동에 영향받지 않고 미러부(92)를 진동시킬 수 있는 광학 반사 소자(1005)를 실현할 수 있다.

미러부(92)에 대해 서로 대칭적으로 음차 진동자(4, 104)가 배치되어 있으므로, 미러부(92)를 안정적으로 중심축(S1)에 대해 대칭으로 진동시킬 수 있어, 미러부(92)의 거의 중심에 있는 중심인 점(2G)을 부동점으로 하여, 반사면(2A)에서 광을 반사시켜 안정적으로 주사할 수 있다.

지지 비임(3, 103)은 중심축(S1)을 따른 미러부(92)의 양단을 각각 지지하고 있으므로, 미러부(92)의 불필요한 공진을 억제하여, 더욱 외란 진동에 의한 영향을 저감할 수 있다.

도 9에 도시하는 바와 같이, 드라이브 소자(211, 311)는 아암(108, 109)으로부터 연결부(107)까지 연장되어 있어도 좋다. 이것에 의해 드라이브 소자(211, 311)의 면적을 크게 할 수 있어, 아암(108, 109)을 크게 휘게 하여 진동시켜, 높은 효율로 음차 진동자(4)를 진동시킬 수 있다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 광학 반사 소자(1005)는 음차 진동자(4)의 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자(93)를 더 구비해도 좋다. 모니터 소자(93)는, 드라이브 소자(11, 111)와 마찬가지로, 하부 전극층과 압전체층과 상부 전극층을 갖는다. 피드백 회로를 거쳐, 모니터 소자(93)가 출력하는 신호에 따른 구동 신호를 드라이브 소자(11, 111)에 인가하는 것에 의해, 미러부(92)의 진동을 고정밀도로 제어하여, 광학 반사 소자(1005)를 고정밀도로 구동할 수 있다.

모니터 소자(93)는 비교적 면적이 넓은 연결부(7) 상에 마련되어 있어도 좋다. 진동 중심(10)에 대해 비대칭으로 모니터 소자(93)를 연결부(7) 상에 배치하는 것이 바람직하다. 진동 중심(10)에 대해 대칭으로 모니터 소자(93)가 배치되면, 모니터 소자(93)에서 발생하는 신호가 모니터 소자(93) 내에서 상쇄되어, 음차 진동자(4)의 진동을 효율적으로 검출할 수 없다.

도 10에 도시하는 바와 같이, 광학 반사 소자(1005)는 음차 진동자(104)의 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자(193)를 더 구비해도 좋다. 모니터 소자(193)는, 드라이브 소자(211, 311)와 마찬가지로, 하부 전극층과 압전체층과 상부 전극층을 갖는다. 피드백 회로를 거쳐, 모니터 소자(193)가 출력하는 신호에 따른 구동 신호를 드라이브 소자(211, 311)에 인가하는 것에 의해, 미러부(92)의 진동을 고정밀도로 제어하여, 광학 반사 소자(1005)를 고정밀도로 구동할 수 있다.

모니터 소자(193)는 비교적 면적이 넓은 연결부(107) 상에 마련되어 있어도 좋다. 진동 중심(110)에 대해 비대칭으로 모니터 소자(193)를 연결부(107) 상에 배치하는 것이 바람직하다. 진동 중심(110)에 대해 대칭으로 모니터 소자(193)가 배치되면, 모니터 소자(193)에서 발생하는 신호가 모니터 소자(193) 내에서 상쇄되어, 음차 진동자(104)의 진동을 효율적으로 검출할 수 없다.

모니터 소자(193)는 지지 비임(103) 또는 지지 비임(105)에 마련되어 있어도 좋다. 이 경우는, 모니터 소자(193)는 중심축(S1)에 대해 비대칭으로 배치되는 것이 바람직하다. 중심축(S1)에 대해 대칭으로 모니터 소자(193)가 배치되면, 모니터 소자(193)에서 발생하는 신호가 모니터 소자(193) 내에서 상쇄되어, 음차 진동자(104)의 진동을 효율적으로 검출할 수 없다.

미러부(92)의 진동을 작은 시간차로 검출하는 경우는, 지지 비임(105)에 비해 미러부(92)에 보다 가까운 지지 비임(103) 상에 모니터 소자(193)를 마련하는 것이 바람직하다. 모니터 소자(193)로부터의 배선을 가능한 한 짧게 하는 경우는, 지지 비임(103)에 비해 지지체(6)에 보다 가까운 지지 비임(105) 상에 모니터 소자(193)를 마련하는 것이 바람직하다.

도 11a는 실시형태 4에 있어서의 다른 광학 반사 소자(1006)의 상면도이다. 도 11a에 있어서, 도 9에 도시하는 광학 반사 소자(1005)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 9에 도시하는 광학 반사 소자(1005)는 지지 비임(3, 5, 103, 105) 대신에 지지 비임(303, 305, 403, 405)을 구비한다.

지지 비임(303)은 미러부(92)에 접속된 단부(303A)와, 음차 진동자(4)의 연결부(7)에 접속된 단부(303B)를 갖는다. 지지 비임(305)은, 음차 진동자(4)의 연결부(7)에 접속된 단부(305A)와, 지지체(6)에 접속된 단부(305B)를 갖는다. 지지 비임(303, 305)은 단부(303A, 305A)로부터 중심축(S1)을 따라 사행하면서 단부(303B, 305B)까지 각각 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 단부(303A, 305A)는 중심축(S1)을 따라서 단부(303B, 305B)의 각각 반대측에 위치한다. 즉, 단부(303A, 305A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(303B, 305B)의 각각 반대측에 위치한다.

지지 비임(403)은 미러부(92)에 접속된 단부(403A)와, 음차 진동자(104)의 연결부(107)에 접속된 단부(403B)를 갖는다. 지지 비임(405)은 음차 진동자(104)의 연결부(107)에 접속된 단부(405A)와, 지지체(6)에 접속된 단부(405B)를 갖는다. 지지 비임(403, 405)은 단부(403A, 405A)로부터 중심축(S1)을 따라 사행하면서 단부(403B, 405B)까지 각각 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 단부(403A, 405A)는 중심축(S1)을 따라서 단부(403B, 405B)의 각각 반대측에 위치한다. 즉, 단부(403A, 405A)는 중심축(S1)의 방향으로 단부(403B, 405B)의 각각 반대측에 위치한다.

지지 비임(303, 305, 403, 405)은 미앤더 형상을 갖는 것에 의해, 도 9에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(3, 5, 103, 105)보다 낮은 공진 주파수를 가지며, 또한 미러부(92)를 큰 진폭으로 회동시켜 진동시킬 수 있다.

지지 비임(303, 305, 403, 405)의 중심이 중심축(S1) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 미러부(92)의 불필요한 진동의 발생을 억제하고, 미러부(92)의 중심인 점(2G)을 부동(不動)으로 하여, 미러부(92)를 안정적으로 반복 회전 진동시킬 수 있어, 광학 반사 소자(1006)는 고정밀도로 광을 주사할 수 있다. 지지 비임(303, 305)은 연결부(7)에 있는 음차 진동자(4)의 진동 중심(10)에 고정되어 있다. 지지 비임(403, 405)은 연결부(107)에 있는 음차 진동자(104)의 진동 중심(110)에 고정되어 있다. 지지 비임(303, 305, 403, 405)은 동일한 공진 주파수를 가져서, 이것에 의해 보다 효율적으로 비틀려 진동한다.

도 11a에 도시하는 광학 반사 소자(1006)는 모두 미앤더 형상을 갖는 지지 비임(303, 305, 403, 405)을 구비한다. 실시형태 4에 의한 광학 반사 소자(1006)는 지지 비임(303, 403) 대신에 도 9에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(3, 103)을 구비해도 좋다. 이 경우에도, 미러부(92)의 점(2G)을 지나 중심축(S1)에 직각인 중심축(S2)에 대해 대칭이 되도록 음차 진동자(4, 104)를 진동시킬 수 있어, 미러부(92)의 점(2G)을 부동으로 하여 미러부(92)를 안정적으로 반복 회전시킬 수 있다. 또한, 실시형태 4에 의한 광학 반사 소자(1006)는 지지 비임(305, 405) 대신에 도 9에 도시하는 직선 형상을 갖는 지지 비임(5, 105)을 구비해도 좋다. 이 경우에도, 미러부(92)의 점(2G)을 지나 중심축(S1)에 직각인 중심축(S2)에 대해 대칭이 되도록 음차 진동자(4, 104)를 진동시킬 수 있어, 미러부(92)의 중심인 점(2G)을 부동으로 하여 미러부(92)를 안정적으로 반복 회전시킬 수 있다.

또한, 실시형태 4에 의한 광학 반사 소자(1006)는, 아암(8, 108)의 서로 대향하는 단부(8B, 108B) 사이를 접속하는 탄성 부재(24)와, 아암(9, 109)의 서로 대향하는 단부(9B, 109B) 사이를 접속하는 탄성 부재(124)를 더 구비해도 좋다. 탄성 부재(24, 124)에 의해, 제조 격차 등에 의해서 음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수가 약간 차이가 나도 그 차이를 해소할 수 있다. 그 결과, 음차 진동자(4, 104)의 대칭성이 높아져, 아암(8, 108)을 같은 방향으로 변위시켜, 아암(9, 109)을 같은 방향으로 변위시키도록 음차 진동자(4, 104)를 진동시키는 것에 의해, 미러부(92)를 큰 진폭으로 회동 진동시킬 수 있다. 대칭성이 높아짐으로써, 음차 진동자(4, 104)의 Q값을 크게 할 수 있어, 불필요한 공진을 저감할 수 있다.

탄성 부재(24, 124)는, 광학 반사 소자(1006)의 기재(16)보다 작은 탄성률을 가져 부드러운 재료로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히 중심축(S1)을 따라서 신축성이 큰 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄성 부재(24, 124)의 재료는 절연성을 갖는 것과 입수의 용이함의 관점으로부터, 금속, 고무 또는 탄성 중합체 중 어느 것을 이용하는 것이 바람직하다.

탄성 부재(24, 124)의 탄성률을 아암(8, 9, 108, 109)의 탄성률보다 작게 하는 것에 의해서 음차 진동자(4, 104)의 진동의 감쇠를 억제할 수 있다.

탄성 부재(24, 124)는 시트 형상을 갖는 것에 의해서 음차 진동자(4, 104)의 불필요한 진동을 억제할 수 있는 동시에, 음차 진동자(4, 104)를 조밀하게 연결할 수 있다. 탄성 부재(24, 124)에 의해 음차 진동자(4, 104)의 진동 모드를 제어할 수 있어, 음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수를 합치시킬 수 있어서, 높은 Q값을 갖는 음차 진동자(4, 104)를 실현할 수 있다. 광학 반사 소자(1006)는 고정밀도로 제어할 수 있어, 보다 소형으로 미러부(92)의 편차 각도를 크게 할 수 있다.

도 9 및 도 10에 도시하는 광학 반사 소자(1005, 1006)에 있어서, 아암(8, 9, 108, 109)의 단부(8B, 9B, 108B, 109B)에는, 도 5에 도시하는 돌기부(20, 120)와 같은 돌기부가 마련되어도 좋다. 돌기부의 질량에 의해서 음차 진동자(4, 104)의 진동의 주파수를 낮게 할 수 있으며, 또한 진폭을 크게 할 수 있다.

도 11b는 실시형태 4에 의한 또다른 광학 반사 소자(1007)의 상면도이다. 도 11b에 있어서, 도 9에 도시하는 광학 반사 소자(1005)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 11b에 도시하는 광학 반사 소자(1007)는, 지지 비임(3)으로부터 아암(8)으로 연장되는 지지 바아(21)와, 지지 비임(3)으로부터 아암(9)으로 연장되는 지지 바아(121)와, 지지 비임(103)으로부터 아암(108)으로 연장되는 지지 바아(221)와, 지지 비임(103)으로부터 아암(109)으로 연장되는 지지 바아(321)를 더 구비한다. 지지 바아(21)는 지지 비임(3)의 단부(3A, 3B) 사이의 위치(3C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(8)의 단부(8A, 8B) 사이의 위치(8C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(121)는 지지 비임(3)의 단부(3A, 3B) 사이의 위치(3C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(9)의 단부(9A, 9B) 사이의 위치(9C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(221)는, 지지 비임(103)의 단부(103A, 103B) 사이의 위치(103C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(108)의 단부(108A, 108B) 사이의 위치(108C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(321)는 지지 비임(103)의 단부(103A, 103B) 사이의 위치(103C)로부터 중심축(S1)과 직각으로 아암(109)의 단부(109A, 109B) 사이의 위치(109C)까지 연장되어 있다. 지지 바아(21, 121, 221, 321)는 직선 형상을 갖는다. 아암(8, 9)의 진동은 연결부(7)를 거칠 뿐만 아니라 지지 바아(21, 121)를 거쳐서도 지지 비임(3)으로 전파한다. 이것에 의해, 음차 진동자(4)의 반복 회전의 진동의 에너지를 연결부(7)와 지지 바아(21, 121)를 거쳐 지지 비임(3)에 전달할 수 있다. 아암(108, 109)의 진동은 연결부(107)를 거칠 뿐만 아니라 지지 바아(221, 321)를 거쳐서도 지지 비임(103)으로 전파한다. 이것에 의해, 음차 진동자(104)의 반복 회전의 진동의 에너지를 연결부(107)와 지지 바아(221, 321)를 거쳐 지지 비임(103)에 전달할 수 있다. 따라서, 미러부(92)를 고효율로 반복 회전시킬 수 있다.

지지 비임(3, 103)과 미러부(92)로 구성된 비틀림 진동자(202B)는 공진 주파수의 고차의 정재파에 의해서도 진동하고 있다. 지지 바아(21, 121, 221, 321)가 접속되어 있는 위치(3C, 103C)는 고차의 정재파의 마디에 마련하는 것이 바람직하다. 진동의 마디에서는 진폭이 매우 작기 때문에, 아암(8, 9, 108, 109)의 휘어짐을 억제하기 어렵다.

지지 바아(21)가 접속되어 있는 아암(8)의 위치(8C)는, 단부(8B)에 비해 단부(8A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 또한, 지지 바아(121)가 접속되어 있는 아암(9)의 위치(9C)는 단부(9B)에 비해 단부(9A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 개방되어 있는 자유단인 단부(8B, 9B)의 근처에 지지 바아(21, 121)가 접속되어 있으면, 아암(8, 9)의 휨 진동을 억제하여, 오히려 진동의 진폭을 작게 한다. 또한, 지지 바아(221)가 접속되어 있는 아암(108)의 위치(108C)는 단부(108B)에 비해 단부(108A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 또한, 지지 바아(321)가 접속되어 있는 아암(109)의 위치(109C)는 단부(109B)에 비해 단부(109A)에 보다 가까운 것이 바람직하다. 개방되어 있는 자유단인 단부(108B, 109B)의 근처에 지지 바아(221, 321)가 접속되어 있으면, 아암(108, 109)의 휨 진동을 억제하여, 오히려 진동의 진폭을 작게 한다.

(실시형태 5)

도 12는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)의 상면도이다. 도 12에 있어서, 도 9에 도시하는 광학 반사 소자(1005)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 실시형태 5에 있어서의 광학 반사 소자(1008)는, 지지체(6)에 접속된 단부(25A)를 갖는 지지 비임(25)과, 지지 비임(25)의 단부(25B)에 접속된 음차 진동자(26)와, 음차 진동자(26)에 접속된 단부(28A)를 갖는 지지 비임(28)과, 지지 비임(28)의 단부(28B)에 접속된 지지체(29)와, 지지체(6)에 접속된 단부(125A)를 갖는 지지 비임(125)과, 지지 비임(125)의 단부(125B)에 접속된 음차 진동자(126)와, 음차 진동자(126)에 접속된 단부(128A)를 갖는 지지 비임(128)을 더 구비한다. 지지 비임(128)은 지지체(29)에 접속된 단부(128B)를 갖는다. 지지 비임(25, 28, 125, 128)은 단부(25A, 28A, 125A, 128A)로부터 중심축(S2)을 따라 사행하면서 단부(25B, 28B, 125B, 128B)까지 각각 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 단부(25A, 25B, 28A, 28B, 125A, 125B, 128A, 128B)는 중심축(S2) 상에 위치한다. 단부(25A, 28A, 125A, 128A)는 중심축(S2)을 따라서 단부(25B, 28B, 125B, 128B)의 각각 반대측에 위치한다. 즉, 단부(25A, 28A, 125A, 128A)는 중심축(S2)의 방향으로 단부(25B, 28B, 125B, 128B)의 각각 반대측에 위치한다.

음차 진동자(26)는 중심축(S2) 상에 위치하는 연결부(30)와, 연결부(30)로부터 중심축(S2)과 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(31, 32)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(31, 32)은 연결부(30)에 접속된 단부(31A, 32A)와, 중심축(S2)의 방향으로 단부(31A, 32A)에 반대측인 단부(31B, 32B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(31B, 32B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(31, 32)은 중심축(S2)으로부터 이격되어 중심축(S2)에 직각인 방향으로 배열되어, 중심축(S2)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 지지체(6)는 아암(31, 32) 사이에 위치한다. 아암(31, 32)에는, 아암(31, 32)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(26)를 진동시키는 드라이브 소자(411, 511)가 각각 마련되어 있다. 음차 진동자(26)의 연결부(30)는 지지 비임(28)을 거쳐 지지체(29)에 접속되어 있어, 지지체(29)에 대해서 가동이다.

지지 비임(25, 28)은 연결부(30)에 있는 음차 진동자(26)의 진동 중심(27)에 고정되어 있다. 지지 비임(25, 28)은 동일한 공진 주파수를 가져서, 이것에 의해 보다 효율적으로 비틀려 진동한다.

음차 진동자(126)는 중심축(S2) 상에 위치하는 연결부(130)와, 연결부(130)로부터 중심축(S2)과 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(131, 132)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(131, 132)은, 연결부(130)에 접속된 단부(131A, 132A)와, 중심축(S2)의 방향으로 단부(131A, 132A)에 반대측인 단부(131B, 132B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(131B, 132B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(131, 132)은 중심축(S2)으로부터 이격되어 중심축(S2)에 직각인 방향으로 배열되어, 중심축(S2)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 지지체(6)는 아암(131, 132) 사이에 위치한다. 아암(131, 132)에는 아암(131, 132)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(126)를 진동시키는 드라이브 소자(611, 711)가 각각 마련되어 있다. 음차 진동자(126)의 연결부(130)는 지지 비임(128)을 거쳐 지지체(29)에 접속되어 있어, 지지체(29)에 대해서 가동이다. 드라이브 소자(411, 511, 611, 711)는 도 2에 도시하는 드라이브 소자(11, 111)와 동일한 재료로 동일한 구조를 갖는다. 즉, 아암[31(32, 131, 132)]을 구성하는 기재(16) 상에 마련된 하부 전극층(12)과, 하부 전극층(12) 상에 마련된 압전체층(13)과, 압전체층(13) 상에 마련된 상부 전극층(14)을 갖는다.

지지 비임(125, 128)은 연결부(130)에 있는 음차 진동자(126)의 진동 중심(127)에 고정되어 있다. 지지 비임(125, 128)은 동일한 공진 주파수를 가져, 이것에 의해 보다 효율적으로 비틀려 진동한다.

지지체(6)는 음차 진동자(4, 104)와 지지 비임(3, 5, 103, 105)과 미러부(92)를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다. 지지체(29)는 지지체(6)와 음차 진동자(26, 126)와 지지 비임(25, 28, 125, 128)을 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.

서로 직각인 중심축(S1, S2)은 미러부(92)의 거의 중심에 있는 중심인 점(2G)에서 교차한다. 음차 진동자(26, 126)는 모두 중심축(S2)에 대해서 대칭적인 형상을 갖는다. 또한, 음차 진동자(26)와 음차 진동자(126)는 중심축(S1)에 대해서 서로 대칭적인 형상을 갖는다.

도 13a는 광학 반사 소자(1008)의 확대 상면도이며, 지지 비임(25, 28)을 도시한다. 도 13b는 광학 반사 소자(1008)의 확대 상면도이며, 지지 비임(125, 128)을 도시한다. 지지 비임(25, 125)은 중심축(S1, S2)이 교차하는 점(2G)에 대해 서로 대칭이다. 즉, 점(2G)에 대해 지지 비임(25)을 180도 회전시키면 지지 비임(125)과 겹친다. 마찬가지로, 지지 비임(28, 128)은 중심축(S1, S2)이 교차하는 점(2G)에 대해 서로 대칭이다. 즉, 점(2G)에 대해 지지 비임(28)을 180도 회전시키면 지지 비임(128)과 겹친다. 지지 비임(25, 125)이 서로 대칭이며, 지지 비임(28, 128)이 서로 대칭인 것에 의해서, 소자(1008) 전체의 중량 밸런스를 높여, 불필요한 진동의 발생을 저감할 수 있다.

지지 비임(25, 28, 125, 128)의 단부(25A, 25B, 28A, 28B, 125A, 125B, 128A, 128B)가 중심축(S2) 상에 위치하고 있으므로, 불필요한 진동을 억제할 수 있다.

지지 비임(25, 28, 125, 128)은 동일한 길이를 갖고, 동일한 공진 주파수를 가지므로, 효율적으로 음차 진동자(26, 126)를 구동할 수 있다. 지지 비임(25, 28, 125, 128)의 중심은 중심축(S2) 상에 위치하고 있어, 이것에 의해 불필요한 진동을 저감할 수 있다.

음차 진동자(26)의 공진 주파수는 미러부(92)와 음차 진동자(4, 104)와 지지체(6)와 지지 비임(3, 25, 103)으로 구성된 비틀림 진동자의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 마찬가지로, 음차 진동자(126)의 공진 주파수는 미러부(92)와 음차 진동자(4, 104)와 지지체(6)와 지지 비임(3, 125, 103)으로 구성된 비틀림 진동자의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.

도 13a에 도시하는 바와 같이, 지지 비임(25)의 단부(25A)는 중심축(S2)을 따라 지지체(6)에 마련된 오목부(6P)에 접속되어 있으며, 단부(25B)는 중심축(S2)을 따라 음차 진동자(26)의 연결부(30)에 마련된 오목부(26P)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 도 13b에 도시하는 바와 같이, 지지 비임(125)의 단부(125A)는 중심축(S2)을 따라 지지체(6)에 마련된 오목부(6Q)에 접속되어 있으며, 단부(125B)는 중심축(S2)을 따라 음차 진동자(126)의 연결부(130)에 마련된 오목부(126Q)에 접속되어 있다. 이것에 의해, 지지 비임(25, 125)의 비임 길이를 크게 해도, 지지 비임(25, 125)을 작은 스페이스에 배치할 수 있어, 광학 반사 소자(1008)를 소형화할 수 있다. 지지체(6)의 오목부(6P, 6Q)의 중심축(S2) 방향의 깊이는 서로 동일하고, 음차 진동자(26, 126)의 오목부(25P, 126Q)의 중심축(S2) 방향의 깊이는 서로 동일하다.

지지 비임(25, 125)이 인입하는 음차 진동자(26, 126)의 오목부(26P, 126Q)의 중심축(S2) 방향의 깊이는, 지지체(6)의 오목부(6P, 6Q)의 중심축(S2) 방향의 깊이보다 큰 것이 바람직하다. 음차 진동자(26, 126)의 오목부(26P, 126Q)의 깊이를 크게 하면, 음차 진동자(26, 126)의 진동 중심(27, 127)의 근방의 부분의 형상이 복잡하게 되어, 음차 진동자(26, 126)에 불필요한 진동 모드가 발생하는 경우가 있다. 특히, 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는 지지 비임(25, 125)이 미앤더 형상을 가지므로, 음차 진동자(26, 126)의 오목부(26P, 126Q)의 중심축(S2)과 직각인 방향의 폭이 크다. 따라서, 오목부(26P, 126Q)의 깊이가 커지면 오목부(26P, 126Q)의 면적이 커져, 음차 진동자(26, 126)의 불필요한 진동 모드가 커진다.

도 13a에 도시하는 바와 같이, 지지 비임(28)의 단부(28B)는 중심축(S2)을 따라 지지체(29)에 마련된 오목부(29P)에 접속되어 있다. 마찬가지로, 도 13b에 도시하는 바와 같이, 지지 비임(128)의 단부(128B)는 중심축(S2)을 따라 지지체(29)에 마련된 오목부(29Q)에 접속되어 있다. 지지체(6)와 지지 비임(25, 125)을 효율적으로 비틀림 진동시키기 위해서는, 지지 비임(25, 25)과 지지 비임(28, 28)의 비임 길이를 동일하게 할 필요가 있다. 지지 비임(28, 128)을 지지체(29)의 오목부(29P, 29Q)에 인입하는 것에 의해서, 지지 비임(28, 128)이 길어도 공간을 절약하여 배치할 수 있어, 광학 반사 소자(1)를 소형화할 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 지지 비임(5)의 단부(5B)는 중심축(S1)을 따라 지지체(6)에 마련된 오목부(6R)에 접속되어 있으며, 지지 비임(105)의 단부(105B)는, 중심축(S1)을 따라 지지체(6)에 마련된 오목부(6S)에 접속되어 있다. 오목부(6R, 6S)에 대해 지지체(6)의 폭은 국소적으로 좁지만, 음차 진동자(4, 104)의 연결부(7, 107)의 폭은 일정한다. 진동하는 물체의 국소적으로 폭의 좁은 영역에 응력이 집중하고, 불필요한 진동 모드가 발생하는 경우가 있다. 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 음차 진동자(4)는 아암(8, 9)과 연결부(7)에 걸쳐서 폭이 일정하며, 음차 진동자(104)는 아암(108, 109)과 연결부(107)에 걸쳐서 폭이 일정하므로, 응력을 음차 진동자(4, 104)에 균일하게 분산할 수 있어, 안정적으로 음차 진동자(4, 104)를 진동시킬 수 있다.

또한, 음차 진동자(26, 126)의 아암(31, 32, 131, 132)과 연결부(30, 130)를 동일한 폭으로 하는 것에 의해서, 광학 반사 소자(1008)에 발생하는 불필요한 진동 모드를 저감할 수 있다.

실시형태 5에 있어서의 공학 반사 소자(1008)는 아암(31, 32)에 각각 마련된 드라이브 소자(411, 511)의 한쪽을 반드시 갖출 필요는 없으며, 아암(131, 132)에 각각 마련된 드라이브 소자(611, 711)의 한쪽을 반드시 갖출 필요는 없다.

드라이브 소자(11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711)의 상부 전극층(14)과 하부 전극층(12)은 복수의 인출선을 거쳐, 지지체(29) 상에 마련된 복수의 접속 단자(215)에 접속되어 있다. 복수의 접속 단자(215)를 거쳐 드라이브 소자(11, 111)에 서로 역극성을 갖는 교류 전압을 인가할 수 있고, 드라이브 소자(211, 311)에 서로 역극성을 갖는 교류 전압을 인가할 수 있으며, 드라이브 소자(411, 511)에 서로 역극성을 갖는 교류 전압을 인가할 수 있으며, 드라이브 소자(611, 711)에 서로 역극성을 갖는 교류 전압을 인가할 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 드라이브 소자(11, 111) 중 한쪽을, 음차 진동자(4)의 진동을 검출하여 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자로서 기능시켜도 좋다. 마찬가지로, 드라이브 소자(211, 311) 중 한쪽을, 음차 진동자(104)의 진동을 검출하여 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자로서 기능시켜도 좋다. 마찬가지로, 드라이브 소자(411, 511) 중 한쪽을, 음차 진동자(26)의 진동을 검출하여 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자로서 기능시켜도 좋다. 마찬가지로, 드라이브 소자(611, 711) 중 한쪽을, 음차 진동자(126)의 진동을 검출하여 진동에 따른 신호를 출력하는 모니터 소자로서 기능시켜도 좋다. 모니터 소자의 상부 전극층(14)과 하부 전극층(12)은 복수의 인출선을 거쳐 접속 단자(215)에 접속되어 있다. 피드백 회로를 거쳐, 모니터 소자가 출력하는 신호에 따른 구동 신호를 드라이브 소자에 인가하는 것에 의해, 미러부(92)의 진동을 고정밀도로 제어하여, 광학 반사 소자(1008)를 고정밀도로 안정적으로 구동할 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)는, 실시형태 1에 의한 광학 반사 소자(1)와 같은 기재(16)에 의해 제작할 수 있어, 고정밀도로 일괄하여 복수의 광학 반사 소자(1008)를 제작할 수 있다.

실시형태 5에 있어서의 광학 반사 소자(1008)의 동작을 이하에 설명한다.

도 9 및 도 10에 도시하는 실시형태 4에 의한 광학 반사 소자(1005)와 마찬가지로, 드라이브 소자(11, 111, 211, 311)의 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14) 사이에 음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수를 갖는 교류 전압을 인가한다. 아암(8, 9)에 각각 마련된 드라이브 소자(11, 111)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(108, 109)에 각각 마련된 드라이브 소자(211, 311)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(8, 108)에 각각 마련된 드라이브 소자(11, 211)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다. 아암(9, 109)에 각각 마련된 드라이브 소자(111, 311)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다. 교류 전압을 드라이브 소자(11, 111, 211, 311)에 인가하는 것에 의해 아암(8, 9, 108, 109)이 휨 진동한다. 아암(8, 108)은 서로 같은 방향으로 휘고, 아암(9, 109)은 서로 같은 방향으로 휜다. 아암(8, 9)은 서로 반대 방향으로 휘며, 아암(108, 109)은 서로 반대 방향으로 휜다.

아암(8, 9)의 휨 진동은 연결부(7)로 전반한다. 연결부(7)는 지지 비임(5)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있으므로, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(7)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(4)는 지지 비임(5)과 함께 진동 중심(110)을 지나는 중심축(S1)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다. 마찬가지로, 아암(108, 109)의 휨 진동은 연결부(107)로 전반한다. 연결부(107)는 지지 비임(105)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있으므로, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(107)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(104)는 지지 비임(105)과 함께 진동 중심(110)을 지나는 중심축(S1)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다.

음차 진동자(4, 104)의 반복 회전 진동이 지지 비임(3, 103)으로 전파하여, 지지 비임(3, 103)과 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자(202B)가 중심축(S1)을 중심으로 비틀림 진동을 일으킨다. 미러부(92)는 중심축(S1)을 중심으로 하여 반복 회전 진동을 일으킨다. 이 때, 음차 진동자(4, 104)의 반복 회전 진동의 방향과, 지지 비임(3, 103) 및 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자의 반복 회전 진동의 방향은 서로 반대이다.

음차 진동자(4, 104)와 마찬가지로, 드라이브 소자(411, 511, 611, 711)의 하부 전극층(12)과 상부 전극층(14) 사이에 음차 진동자(26, 126)의 공진 주파수를 갖는 교류 전압을 인가한다. 아암(31, 32)에 각각 마련된 드라이브 소자(411, 511)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(131, 132)에 각각 마련된 드라이브 소자(611, 711)에 인가되는 교류 전압은 서로 역극성을 갖는다. 아암(31, 131)에 각각 마련된 드라이브 소자(411, 611)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다. 아암(31, 131)에 각각 마련된 드라이브 소자(511, 711)에 인가되는 교류 전압은 서로 동극성을 갖는다. 교류 전압을 드라이브 소자(411, 511, 611, 711)에 인가하는 것에 의해 아암(31, 32, 131, 132)이 휨 진동한다. 아암(31, 131)은 서로 같은 방향으로 휘고, 아암(32, 132)은 서로 같은 방향으로 휜다. 아암(31, 32)은 서로 반대 방향으로 휘며, 아암(131, 132)은 서로 반대 방향으로 휜다.

아암(31, 32)의 휨 진동은 연결부(30)로 전반한다. 연결부(30)는 지지 비임(28)을 거쳐 지지체(29)에 접속되어 있으므로, 지지체(29)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(30)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(26)는 지지 비임(28)과 함께 진동 중심(27)을 지나는 중심축(S2)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다. 마찬가지로, 아암(131, 132)의 휨 진동은 연결부(130)로 전반한다. 연결부(130)는 지지 비임(128)을 거쳐 지지체(29)에 접속되어 있으므로, 지지체(29)에 대해서 가동이다. 따라서, 연결부(130)로 전반한 진동에 의해, 음차 진동자(126), 특히 연결부(130)는 지지 비임(128)과 함께 진동 중심(127)을 지나는 중심축(S2)을 중심으로 소정의 주파수에서 반복 회전 진동, 즉 비틀림 진동을 일으킨다.

음차 진동자(26, 126)의 반복 회전 진동이 지지 비임(25, 125)으로 전파하여, 지지 비임(25, 125)과 지지체(6)로 구성되는 비틀림 진동자가 중심축(S2)을 중심으로 비틀림 진동을 일으킨다. 지지체(6)는 중심축(S2)을 중심으로 하여 반복 회전 진동을 일으키고, 그것에 따라 미러부(92)는 중심축(S2)을 중심으로 하여 반복 회전 진동을 일으킨다. 이 때, 음차 진동자(26, 126)의 반복 회전 진동의 방향과, 지지 비임(25, 125) 및 지지체(6)로 구성되는 비틀림 진동자의 반복 회전 진동의 방향은 서로 반대이다.

중심축(S1, S2)을 중심으로 하여 반복 회전 진동을 일으키고 있는 미러부(92)에 광원으로부터 레이저 광선을 입사시켜, 광학 반사 소자(1)의 미러부(92)의 반사면(2A)에서 그 레이저 광선을 반사하여 스크린 상에 조사하는 것에 의해, 스크린 상에서 레이저 광선을 주사할 수 있다. 중심축(S1, S2)은 서로 직각이므로, 광학 반사 소자(1008)는 미러부(92)로부터 출사시킨 광을 스크린 상의 2축 방향, 즉 XY 평면에 주사할 수 있다. 이와 같이, 음차 진동자(4, 104, 26, 126)에 의해 효율적으로 2축을 중심으로 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있어, 광학 반사 소자(1008)를 소형화할 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 지지 비임(25, 125)이 미앤더 형상을 가지므로, 작은 스프링 정수를 갖는다. 따라서, 지지 비임(25, 125)에 접속된 지지체(6)를 큰 진폭으로 반복 회전 진동시킬 수 있다. 중심축(S2)은 중심축(S1)과 직각이지만, 제조 오차나 측정 오차로 정확하게는 직각이 아닌 경우가 있다. 그러나, 중심축(S2)이 중심축(S1)과 실질적으로 직각이면 같은 효과를 갖는다.

지지 비임(25, 125)과 반대 방향으로 반복 회전 진동을 일으키는 지지 비임(28, 128)도 미앤더 형상을 가지므로, 지지 비임(25, 28, 125, 128)의 비임 길이를 동일하게 할 수 있어 효율적으로 지지체(6)를 진동시킬 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 지지 비임(25, 28, 125, 128)은 미앤더 형상을 가지므로, 직선 형상을 갖는 지지 비임(3, 5, 103, 105)보다 작은 스프링 정수를 갖는다. 따라서, 중심축(S2)을 중심으로 하여 지지체(6), 즉 미러부(92)를 낮은 주파수로 반복 회전 진동시킬 수 있다. 중심축(S2)을 수평 방향으로 일치시키고, 진동자(26, 126)에 의해서 미러부(92)를 스크린의 상하 방향의 Y축 방향으로 진동시킴으로써, 스크린 상에 투영된 광의 Y축 방향의 주사의 주파수(fV)를 낮게 할 수 있다. 중심축(S1)에 대해 미러부(92)를 진동시킴으로써, Y축과 직각인 X축 방향으로 광을 주사할 수 있다. 광학 반사 소자(1008)에 있어서, 스크린 상의 X축 방향의 주사의 주파수(fH)와 Y축 방향의 주사의 주파수(fV)에 대한 비(fH/fV)를 크게 할 수 있다.

비(fH/fV)를 크게 하면, 스크린 상의 Y축 방향의 주사 속도보다 X축 방향의 주사 속도를 상대적으로 높일 수 있어, 광학 반사 소자(1008)가 투영하는 광에 의한 화상의 분해능을 향상시켜, 고정밀의 화상 투영 장치를 실현할 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 미러부(92)는 음차 진동자(4, 104)로 둘러싸여 있으며, 음차 진동자(4, 104)의 외주는 지지체(6)로 둘러싸여 있다. 또한, 지지체(6)는 음차 진동자(26, 126)로 둘러싸여 있으며, 음차 진동자(26, 126)의 외주는 지지체(29)로 둘러싸여 있다. 미러부(92)와 음차 진동자(4, 26, 104, 126)와 지지체(6, 29)는 작은 간극을 거쳐 평면상에 배열되어 있으므로, 소자(1008) 전체의 데드 스페이스는 작아져, 소자(1008)를 소형화할 수 있다.

드라이브 소자(11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711)는 아암(8, 9, 108, 109, 31, 32, 131, 132)의 각각의 1개의 면에만 형성되어 있다. 동일한 구조를 갖는 드라이브 소자를, 아암(8, 9, 108, 109, 31, 32, 131, 132)의 드라이브 소자(11, 111, 211, 311, 411, 511, 611, 711)가 마련되어 있는 면의 반대측의 면에 각각 마련해도 좋다. 음차 진동자(1, 104)는 음차 진동자(26, 126)보다 면적이 작고, 미러부(92)를 진동시키는 구동력이 약하다. 따라서, 음차 진동자(4, 26, 104, 126) 중 음차 진동자(4, 104)에 서로 반대측의 면의 쌍방으로 드라이브 소자를 마련해도 좋다.

광학 반사 소자(1008)에 의해 소형의 화상 투영 장치나 레이저 노광기를 얻을 수 있다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 큰 진폭으로 지지체(6)나 미러부(92)를 진동시키기 위해서 지지 비임(25, 28, 125, 128)은 미앤더 형상을 갖지만, 직선 형상을 갖고 있어도 좋다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)에서는, 중심축(S1)을 중심으로 하는 진동의 주파수(fH)의, 중심축(S2)을 중심으로 하는 진동의 주파수(fY)에 대한 비(fH/fV)를 크게 하기 위해서, 지지 비임(25, 28, 115, 128)은 미앤더 형상을 가지며, 또한 지지 비임(3, 5, 103, 105)은 직선 형상을 갖는다. 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자에서는, 도 11a에 도시하는 광학 반사 소자(1006)와 마찬가지로, 지지 비임(3, 5, 103, 105)도 미앤더 형상을 갖고 있어도 좋다. 이것에 의해, 광학 반사 소자(1008)보다 비(fH/fV)를 크게 하는 것은 곤란하지만, 중심축(S1)을 중심으로 하는 음차 진동자(4, 104)의 진동의 진폭을 용이하게 크게 할 수 있다. 또한, 지지 비임(3, 5, 103, 105)이 미앤더 형상을 갖는 경우에, 주파수의 비(fH/fV)를 크게 하기 위해서는, 지지 비임(25, 28, 125, 128)의 비임 길이를 지지 비임(3, 5, 103, 105)의 비임 길이보다 길게 한다. 비임 길이는 미앤더 형상의 되접어 꺾은 수를 바꾸는 것에 의해서 용이하게 조정할 수 있다.

지지 비임(3, 5, 303, 305)이 미앤더 형상을 갖는 경우는, 지지 비임(3, 5)이 진동 중심(10)에 대해 서로 회전 대칭이고, 또한 지지 비임(303, 305)이 진동 중심(110)에 대해 서로 대칭인 것이 바람직하다. 이것에 의해 소자(1008) 전체의 중력 밸런스가 높아져, 불필요한 진동의 발생을 억제하여, 이 광학 반사 소자(1008)를 이용하여 고정밀도로 광을 주사할 수 있다.

지지 비임(3, 5, 103, 105)의 단부(3A, 3B, 5A, 5B, 103A, 103B, 105A, 105B)는 중심축(S1) 상에 위치하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 불필요한 진동의 발생을 억제하여, 지지 비임(3, 5, 103, 105)의 회전 진동 에너지를 효율적으로 전달할 수 있다.

지지 비임(3, 5, 103, 105)은 동일 형상을 갖는 것이 바람직하다. 이것에 의해 지지 비임(3, 5, 103, 105)의 공진 주파수를 일치시킬 수 있어, 효율적으로 미러부(92)를 진동시킬 수 있다. 지지 비임(3, 5, 103, 105)의 중심을 중심축(S2) 상에 위치시키는 것에 의해 불필요한 진동의 발생을 저감할 수 있다.

지지 비임(25, 28, 125, 128)이 미앤더 형상을 갖는 경우는, 모니터 소자를 지지 비임(25) 또는 지지 비임(28) 상에 배치하고, 또한 다른 모니터 소자를 지지 비임(125) 또는 지지 비임(128) 상에 배치하는 것에 의해서, 효율적으로 음차 진동자(26, 126)의 진동을 검출할 수 있다. 모니터 소자를 지지 비임(28, 128) 상에 배치하면, 모니터 소자로부터 단자 전극까지의 인출선의 거리를 짧게 할 수 있다.

또한, 광학 반사 소자(1008)는, 도 11a에 도시하는 지지 바아(21, 121, 221, 321)를 더 구비해도 좋다. 광학 반사 소자(1008)는, 아암(31)과 지지 비임(25)을 연결하는 지지 바아와, 아암(32)과 지지 비임(25)을 연결하는 지지 바아와, 아암(131)과 지지 비임(125)을 연결하는 지지 바아와, 아암(132)과 지지 비임(125)을 연결하는 지지 바아를 더 구비해도 좋다.

지지 비임(25, 125)과 지지체(6)로 구성된 비틀림 진동자는 공진 주파수의 고차의 정재파에 의해도 진동하고 있다. 지지 비임(25, 125)의 지지 바아가 접속되어 있는 위치는 고차의 정재파의 마디에 마련하는 것이 바람직하다. 진동의 마디에서는 진폭이 매우 작으므로, 아암(31, 32, 131, 132)의 휘어짐을 억제하기 어렵다. 또한, 효율적으로 음차 진동자(26, 126)의 진동 에너지를 지지 비임(25, 125)에 전반시킬 수 있다. 지지 바아는, 아암(31, 32, 131, 132)의 움직임을 억제하지 않도록, 음차 진동자(26, 126)의 진동 중심(27, 127)에 보다 가까운 위치에 마련하는 것이 바람직하다.

광학 반사 소자(1008)는, 도 11a에 도시하는 광학 반사 소자(1006)와 마찬가지로, 아암(8, 108) 사이를 접속하는 탄성 부재(24)와, 아암(9, 109) 사이를 접속하는 탄성 부재(124)와, 아암(31, 131) 사이를 접속하는 탄성 부재(224)와, 아암(32, 132) 사이를 접속하는 탄성 부재(324)를 더 구비해도 좋다. 탄성 부재(224, 324)는 아암(31, 32, 131, 132)이 연장되는 방향으로 큰 신축성을 갖는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다. 탄성 부재(24, 124)에 의해 음차 진동자(4, 104)의 공진 주파수의 차이를 저감시킬 수 있어, 음차 진동자(4, 104)를 대칭적으로 휘게 할 수 있어 아암(8, 9, 108, 109)의 불필요한 진동을 억제할 수 있어 효율적으로 음차 진동자(4, 104)를 진동시킬 수 있다. 탄성 부재(224, 324)에 의해 음차 진동자(26, 126)의 공진 주파수의 차이를 저감시킬 수 있어, 음차 진동자(26, 126)를 대칭적으로 휘게 할 수 있어 아암(31, 32, 131, 132)의 불필요한 진동을 억제할 수 있어 효율적으로 음차 진동자(26, 126)를 진동시킬 수 있다.

도 14는 실시형태 5에 의한 다른 광학 반사 소자(1009)의 상면도이다. 도 14에 있어서, 도 12에 도시하는 광학 반사 소자(1008)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 14에 도시하는 광학 반사 소자(1009)는, 도 12에 도시하는 광학 반사 소자(1008)의 지지 비임(25, 28, 125, 128) 대신에, 직선 형상을 갖는 지지 비임(225, 228, 325, 328)을 구비한다. 지지 비임(225, 228, 325, 328)은 중심축(S2)을 따른 직선 형상을 갖는다. 지지 비임(225)은, 지지체(6)에 접속된 단부(225A)와, 음차 진동자(26)의 연결부(30)에 접속된 단부(225B)를 갖는다. 지지 비임(225)의 단부(225A)는 중심축(S2)을 따라서 단부(225B)의 반대측에 위치한다. 지지 비임(325)은 지지체(6)에 접속된 단부(325A)와, 음차 진동자(126)의 연결부(130)에 접속된 단부(325B)를 갖는다. 지지 비임(325)의 단부(325A)는 중심축(S2)을 따라서 단부(325B)의 반대측에 위치한다. 지지 비임(228)은 음차 진동자(26)의 연결부(30)에 접속된 단부(228A)와, 지지체(29)에 접속된 단부(228B)를 갖는다. 지지 비임(228)의 단부(228A)는 중심축(S2)을 따라서 단부(228B)의 반대측에 위치한다. 지지 비임(328)은 음차 진동자(126)의 연결부(130)에 접속된 단부(328A)와, 지지체(29)에 접속된 단부(328B)를 갖는다. 지지 비임(328)의 단부(328A)는 중심축(S2)을 따라서 단부(328B)의 반대측에 위치한다.

도 5에 도시하는 광학 반사 소자(1002)와 마찬가지로, 아암(8, 9, 108, 108)의 단부(8B, 9B, 108B, 109B)에 추로서 기능하는 돌기부를 마련하고 있어도 좋다.

아암(31, 32, 131, 132)의 단부(31B, 32B, 131B, 132B)에 추로서 기능하는 돌기부(33, 133, 233, 333)가 각각 접속되어 있다. 돌기부(33)는 중심축(S2)으로부터 멀어지도록 아암(31)의 단부(31B)로부터 연장되는 부분(33A)과, 부분(33A)으로부터 연장되는 부분(33B)을 갖는다. 돌기부(33)의 부분(33B)은 아암(31)의 단부(31B)로부터 단부(31A)로 향하는 방향으로 연장된다. 돌기부(133)는 중심축(S2)으로부터 멀어지도록 아암(32)의 단부(32B)로부터 연장되는 부분(133A)과, 부분(133A)으로부터 연장되는 부분(133B)을 갖는다. 돌기부(133)의 부분(133B)은 아암(32)의 단부(32B)로부터 단부(32A)로 향하는 방향으로 연장된다. 돌기부(233)는 중심축(S2)으로부터 멀어지도록 아암(131)의 단부(131B)로부터 연장되는 부분(233A)과, 부분(233A)으로부터 연장되는 부분(233B)을 갖는다. 돌기부(233)의 부분(233B)은 아암(131)의 단부(131B)로부터 단부(131A)로 향하는 방향으로 연장된다. 돌기부(333)는 중심축(S2)으로부터 멀어지도록 아암(132)의 단부(132B)로부터 연장되는 부분(333A)과, 부분(333A)으로부터 연장되는 부분(333B)을 갖는다. 돌기부(333)의 부분(333B)은 아암(132)의 단부(132B)로부터 단부(132A)로 향하는 방향으로 연장된다. 이것에 의해, 소자(1009)의 면적을 작게 할 수 있다.

도 15는 실시형태 5에 의한 또다른 광학 반사 소자(1010)의 상면도이다. 도 15에 있어서, 도 14에 도시하는 광학 반사 소자(1009)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 15에 도시하는 광학 반사 소자(1010)는, 도 14에 도시하는 광학 반사 소자(1009)의 2개의 음차 진동자(26, 126) 대신에, 1개의 음차 진동자(226)를 구비한다. 음차 진동자(226)는, 지지 비임(325, 328)의 단부(325B, 328A)에 접속되어 중심축(S2) 상에 위치하는 연결부(130)와, 연결부(130)로부터 중심축(S2)에 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(231, 232)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(231, 232)은 연결부(130)에 접속된 단부(231A, 232A)와, 중심축(S2)의 방향으로 단부(231A, 232A)에 반대측인 단부(231B, 232B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 아암(231, 232)은 중심축(S2)으로부터 이격되어 중심축(S2)에 직각인 방향으로 배열되어, 중심축(S2)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 지지체(6)는 아암(231, 232) 사이에 위치한다. 아암(231, 232)에는, 아암(231, 232)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(226)를 진동시키는 드라이브 소자(811, 911)가 각각 마련되어 있다. 음차 진동자(226)의 연결부(130)는 지지 비임(328)을 거쳐 지지체(29)에 접속되어 있어, 지지체(29)에 대해서 가동이다. 음차 진동자(226)는 중심축(S2)에 대해 대칭적인 형상을 갖는다.

음차 진동자(226)는 아암(231, 232)의 단부(231B, 232B)로부터 중심축(S2)을 향해 각각 연장되는 돌기부(33, 133)를 한층 더 가져도 좋다. 돌기부(33, 131)가 아암(231, 232)의 단부(231B, 232B)로부터 각각 중심축(S2)을 향해 연장되어 있는 것에 의해, 음차 진동자(226)를 더욱 효율적으로 비틀림 진동시킬 수 있다. 아암(231, 232)의 단부(231B, 232B)는 각각 추로서 기능하고 있는 돌기부(33, 133)의 지점으로서 각각 기능한다. 이러한 지점을 축으로 하여 돌기부(33, 133)는 그 두께 방향으로 변위하여, 음차 진동자(226)에 관성 모멘트를 발생시킨다. 돌기부(33, 131)가 아암(231, 232)의 단부(231B, 232B)로부터 각각 중심축(S2)을 향해 연장되어 있는 경우에는, 이 관성 모멘트는 음차 진동자(226)의 비틀림 진동을 촉진시키는 방향으로 발생하여, 음차 진동자(226)의 진동의 진폭을 증대시킬 수 있다. 그 결과, 미러부(92)의 반복 회전 진동의 진폭을 크게 할 수 있어, 광학 반사 소자(1010)의 소형화에 기여한다.

음차 진동자(226)의 연결부(130)와 아암(231, 232)과 돌기부(33, 133)로 지지체(6)의 외주를 둘러싸는 것에 의해, 소형의 광학 반사 소자(1010)를 실현할 수 있다.

(실시형태 6)

도 16은 실시형태 6에 의한 광학 반사 소자(1011)의 상면도이다. 도 16에 있어서, 도 14에 도시하는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1009)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 16에 도시하는 실시형태 6에 있어서의 광학 반사 소자(1011)는, 도 14에 도시하는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1009)의 음차 진동자(26, 126)와 지지 비임(25, 28, 125, 128) 대신에, 미앤더형 진동 비임(34, 134)을 구비한다.

미앤더형 진동 비임(34)은 지지체(6)에 접속된 단부(34A)와, 지지체(29)에 접속된 단부(34B)를 갖는다. 단부(34B)는 단부(34A)의 반대측에 위치한다. 미앤더형 진동 비임(34)은 단부(34A)로부터 중심축(S2)을 따라 사행하여 단부(34B)까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 미앤더형 진동 비임(134)은 지지체(6)에 접속된 단부(134A)와, 지지체(29)에 접속된 단부(134B)를 갖는다. 단부(134B)는 단부(134A)의 반대측에 위치한다. 미앤더형 진동 비임(134)은 단부(134A)로부터 중심축(S2)을 따라 사행하여 단부(134B)까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 지지체(29)는 미앤더형 진동 비임(34, 134)과 지지체(6)의 외주를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.

미앤더형 진동 비임(34, 134)은 중심축(S1)에 대해 서로 대칭이다. 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 단부(34A, 134A)는 중심축(S2)으로부터 동일한 방향으로 이격되어 있는 지지체(6)의 코너(6C, 6D)에 각각 접속되어 있다. 코너(6C, 6D)는 중심축(S1)에 대해 서로 대칭의 위치에 마련되어 있다. 중심축(S2)을 따라 사행하면서 연장되는 미앤더형 진동 비임(34)은 중심축(S1)과 평행하게 연장되는 복수의 진동 부분(35)과, 복수의 진동 부분(35)을 연결하는 복수의 되접어 꺾임 연결부(36)를 갖는다. 복수의 진동 부분(35)은 동일 평면상에 연장되어 있다. 중심축(S2)을 따라 사행하면서 연장되는 미앤더형 진동 비임(134)은 중심축(S1)과 평행하게 연장되는 복수의 진동 부분(135)과, 복수의 진동 부분(135)을 연결하는 복수의 되접어 꺾임 연결부(136)를 갖는다. 복수의 진동 부분(135)은 동일 평면상에 연장되어 있다.

실시형태 6에서는, 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 단부(34A, 134A)가 지지체(6)의 변이 아닌 코너(6C, 6D)에 각각 접속되는 것에 의해, 지렛대의 원리에 의해서 지지체(6)를 큰 진폭으로 중심축(S2)에 대해 회전 진동시킬 수 있다. 지지체(29)에 접속되어 있는 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 단부(34B, 134B)는 중심축(S2) 상에 위치하고 있으므로, 미앤더형 진동 비임(34, 134)은 안정적으로 중심축(S2)에 대해 회전 진동시킬 수 있다.

미앤더형 진동 비임(34)의 복수의 진동 부분(35)에는 복수의 드라이브 소자(911A)가 각각 마련되어 있으며, 미앤더형 진동 비임(134)의 복수의 진동 부분(135)에는 복수의 드라이브 소자(911B)가 각각 마련되어 있다. 복수의 드라이브 소자(911A, 911B)는, 도 2에 도시하는 드라이브 소자(11)와 마찬가지로, 기재(16) 상에 마련된 하부 전극층(12)과 압전체층(13)과 상부 전극층(14)으로 이루어진다.

실시형태 6에 있어서의 광학 반사 소자(1011)의 동작을 이하에 설명한다.

실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1009)와 마찬가지로, 음차 진동자(4)의 아암(8, 9)을 서로 반대 방향으로 변위시키도록 휨 진동시키고, 음차 진동자(104)의 아암(108, 109)을 서로 반대 방향으로 변위시키도록 휨 진동시킨다. 이것에 의해, 중심축(S1)을 중심으로 지지 비임(3, 103)과 미러부(92)로 이루어지는 비틀림 진동자가 음차 진동자(4, 104)의 비틀림 방향과 반대 방향으로 반복 회전 진동하고, 미러부(92)가 중심축(S1)을 중심으로 하여 반복 회전 진동한다.

복수의 드라이브 소자(911A, 911B)에 교류 전압을 인가함으로써, 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 복수의 진동 부분(35, 135)을 휨 진동시킨다. 이 때, 복수의 진동 부분(35, 135)에서는, 이웃하는 진동 부분에 역극성의 교류 전압을 인가하는 것에 의해, 서로 반대 방향으로 휨 진동시킨다.

도 17은 광학 반사 소자(1011)의 동작을 나타내는 측면도이다. 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 복수의 진동 부분(35, 135)에 있어서, 서로 이웃하는 진동 부분이 서로 반대 방향으로 휘는 것에 의해, 진동 부분(35, 135)의 수에 따라 중심축(S2)을 중심으로 하여 진동 부분(35, 135)의 휨이 중첩하여, 지지체(6)를 큰 진폭으로 반복 회전 진동시킬 수 있다. 이것에 의해, 미러부(92)의 중심인 점(2G)을 부동으로 하면서, 중심축(S2)을 중심으로 하여 큰 진폭으로 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있다.

도 16에 도시하는 복수의 드라이브 소자(911A, 911B)는 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 복수의 진동 부분(35, 135) 모두에 마련되어 있지만, 그 외에 예를 들면, 복수의 드라이브 소자(911A)는 복수의 진동 부분(35)의 1개 간격으로 마련하고, 복수의 드라이브 소자(911B)는 복수의 진동 부분(135)의 1개 간격으로 마련해도 좋다. 이 경우에는, 복수의 드라이브 소자(911A, 911B)에는 서로 같은 극성의 교류 전압을 인가한다. 이것에 의해, 공진에 의해서 복수의 진동 부분(35, 135)에 있어서 서로 이웃하는 진동 부분을 서로 반대 방향으로 휨 진동시킬 수 있다.

실시형태 6에 의한 광학 반사 소자(1011)에서는, 복수의 진동 부분(35, 135)에 있어서 서로 이웃하는 진동 부분에 서로 같은 극성의 교류 전압을 인가해도 좋다. 이 경우에는, 미앤더형 진동 비임(34, 134)의 단부(34A, 134A)가 중심축(S1, S2)에 직각인 방향(D2)으로 변위하여 진동한다. 이것에 의해, 미러부(92)의 중심인 점(2G)을 부동으로 하면서 중심축(S2)을 중심으로 하여 지지체(6)와 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있다.

미앤더형 진동 비임(34, 134)은 중심축(S2)을 중심으로 하여 미러부(92)를 낮은 주파수(fV)로 진동시킬 수 있다. 따라서, 음차 진동자(4, 104)에 의한 미러부(92)의 중심축(S1)을 중심으로 하는 반복 회전 진동의 주파수(fH)의 주파수(fV)에 대한 비(fH/fV)를 크게 할 수 있다.

중심축(S1)을 중심으로 하는 미러부(92)의 반복 회전 진동의 주파수(fH)는 음차 진동자(4, 104)에 의해서 높게 할 수 있다. 중심축(S2)을 중심으로 하는 미러부(92)의 반복 회전 진동의 주파수(fV)는 진동 부분(35, 135)의 길이를 크게 함으로써 낮게 할 수 있다. 따라서, 미러부(92)의 중심축(S1)을 중심으로 하는 반복 회전 진동의 주파수(fH)의, 중심축(S2)을 중심으로 하는 반복 회전 진동의 주파수(fV)에 대한 비(fH/fV)를 크게 할 수 있다.

또한, 실시형태 6에 의한 광학 반사 소자는 미앤더형 진동 비임(34, 134) 중 한쪽을 구비할 필요는 없다. 이것에 의해, 광학 반사 소자를 더욱 소형화할 수 있다. 또한, 이 광학 반사 소자에서는, 미러부(92)의 중심축(S2)을 중심으로 하는 반복 회전 진동의 주파수(fV)를 더욱 낮게 할 수 있으므로, 미러부(92)의 중심축(S1)을 중심으로 하는 반복 회전 진동의 주파수(fH)의 주파수(fV)에 대한 비(fH/fV)를 보다 크게 할 수 있다.

(실시형태 7)

도 18은 실시형태 7에 의한 광학 반사 소자(1012)의 상면도이다. 도 18에 있어서, 도 14에 도시하는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1009)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 18에 도시하는 실시형태 7에 있어서의 광학 반사 소자(1012)는, 도 14에 도시하는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1009)의 음차 진동자(4, 104)와 지지 비임(3, 5, 103, 105) 대신에, 미앤더형 진동 비임(44, 144)을 구비한다.

미앤더형 진동 비임(44)은 미러부(92)에 접속된 단부(44A)와, 지지체(6)에 접속된 단부(44B)를 갖는다. 단부(44B)는 단부(44A)의 반대측에 위치한다. 미앤더형 진동 비임(44)은 단부(44A)로부터 중심축(S1)을 따라 사행하여 단부(44B)까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 미앤더형 진동 비임(144)은 미러부(92)에 접속된 단부(144A)와, 지지체(6)에 접속된 단부(144B)를 갖는다. 단부(144B)는 단부(144A)의 반대측에 위치한다. 미앤더형 진동 비임(144)은 단부(144A)로부터 중심축(S1)을 따라 사행하여 단부(144B)까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는다. 지지체(6)는 미앤더형 진동 비임(44, 144)과 미러부(92)를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는다.

미앤더형 진동 비임(44, 144)은 중심축(S2)에 대해 서로 대칭이다. 미앤더형 진동 비임(44, 144)의 단부(44A, 144A)는 중심축(S1)으로부터 동일한 방향으로 이격되어 있는 미러부(92)의 코너(2C, 2D)에 각각 접속되어 있다. 코너(2C, 2D)는 중심축(S2)에 대해 서로 대칭의 위치에 마련되어 있다. 중심축(S1)을 따라 사행하면서 연장되는 미앤더형 진동 비임(44)은 중심축(S2)과 평행하게 연장되는 복수의 진동 부분(45)과, 복수의 진동 부분(45)을 연결하는 복수의 되접어 꺾임 연결부(46)를 갖는다. 복수의 진동 부분(45)은 동일 평면상에 연장되어 있다. 중심축(S1)을 따라 사행하면서 연장되는 미앤더형 진동 비임(144)은 중심축(S2)과 평행하게 연장되는 복수의 진동 부분(145)과, 복수의 진동 부분(145)을 연결하는 복수의 되접어 꺾임 연결부(146)를 갖는다. 복수의 진동 부분(145)은 동일 평면상에 연장되어 있다.

실시형태 7에서는, 미앤더형 진동 비임(44, 144)의 단부(44A, 144A)가 미러부(92)의 변이 아닌 코너(2C, 2D)에 각각 접속되는 것에 의해, 지렛대의 원리에 의해서 미러부(92)를 큰 진폭으로 중심축(S1)에 대해 회전 진동시킬 수 있다. 지지체(6)에 접속되어 있는 미앤더형 진동 비임(44, 144)의 단부(44B, 144B)는 중심축(S1) 상에 위치하고 있으므로, 미앤더형 진동 비임(44, 144)은 안정적으로 중심축(S1)에 대해 회전 진동시킬 수 있다.

이와 같이 제 2 음차 진동자(26)를 이용하는 것에 의해서, 높은 구동 효율을 가져, 소형의 광학 반사 소자(1)를 실현할 수 있다.

도 16 및 도 17에 도시하는 실시형태 7에 의한 미앤더형 진동 비임(34, 134)과 마찬가지로, 미앤더형 진동 비임(44, 144)의 복수의 진동 부분(45, 145)을 휨 진동시킨다. 이 때, 복수의 진동 부분(45, 145)에서는, 서로 이웃하는 진동 부분을 서로 반대 방향으로 휨 진동시킨다. 미앤더형 진동 비임(44, 144)의 복수의 진동 부분(45, 145)에 있어서, 서로 이웃하는 진동 부분이 서로 반대 방향으로 휘는 것에 의해, 진동 부분(45, 145)의 수에 따라 중심축(S1)을 중심으로 하여 진동 부분(45, 145)의 휨이 중첩하여, 미러부(92)를 큰 진폭으로 반복 회전 진동시킬 수 있다. 이것에 의해, 미러부(92)의 중심인 점(2G)을 부동으로 하면서, 중심축(S1)을 중심으로 하여 큰 진폭으로 미러부(92)를 반복 회전 진동시킬 수 있다.

또한, 실시형태 7에 의한 광학 반사 소자(1012)는 미러부(92)에 접속된 미앤더형 진동 비임(44, 144)을 구비하지만, 미앤더형 진동 비임(44, 144) 대신에 다른 형상을 갖는 진동 비임을 구비해도 좋다.

(실시형태 8)

도 19는 실시형태 8에 의한 광학 반사 소자(1013)의 상면도이다. 도 19에 있어서, 도 11a에 도시하는 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자(1006)와 동일한 부분에는 동일한 참조 번호를 부여하여, 그 설명을 생략한다. 도 19에 도시하는 광학 반사 소자(1013)는, 도 11a에 도시하는 실시형태 4에 있어서의 광학 반사 소자(1006)의 음차 진동자(4, 104) 대신에, 음차 진동자(204, 304)를 구비한다.

음차 진동자(204)는 중심축(S1) 상에 위치하는 연결부(207)와, 연결부(207)로부터 중심축(S1)과 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(208, 209)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(208, 209)은 연결부(207)에 접속된 단부(208A, 209A)와, 중심축(S1)의 방향으로 단부(208A, 209A)에 반대측인 단부(208B, 209B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(208B, 209B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(208, 209)은 중심축(S1)으로부터 이격되어 중심축(S1)에 직각인 방향(D1)으로 배열되어, 중심축(S1)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 미러부(92)는 아암(208, 209) 사이에 위치한다. 아암(208, 209)에는 아암(208, 209)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(204)를 진동시키는 드라이브 소자가 각각 마련되어 있다. 연결부(207)에는 지지 비임(303)의 단부(303B)와 지지 비임(305)의 단부(305A)가 접속되어 있다. 음차 진동자(204)의 연결부(207)는 지지 비임(305)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있어, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 음차 진동자(204)는 중심축(S1)에 대해 대칭적인 형상을 갖는다.

음차 진동자(304)는 중심축(S1) 상에 위치하는 연결부(307)와, 연결부(307)로부터 중심축(S1)과 실질적으로 평행하게 연장되는 아암(308, 309)을 갖는 음차 형상을 갖는다. 아암(308, 309)은 연결부(307)에 접속된 단부(308A, 309A)와, 중심축(S1)의 방향으로 단부(308A, 309A)에 반대측인 단부(308B, 309B)를 각각 가져 직선 형상을 갖는다. 단부(308B, 309B)는 어느 것도 접속되지 않고 개방되어, 자유단이다. 아암(308, 309)은 중심축(S1)으로부터 이격되어 중심축(S1)에 직각인 방향(D1)으로 배열되어, 중심축(S1)에 대해 서로 대칭으로 마련되어 있다. 미러부(92)는 아암(308, 309) 사이에 위치한다. 아암(308, 309)에는 아암(308, 309)을 휘게 하여 진동시키는 것에 의해 음차 진동자(304)를 진동시키는 드라이브 소자가 각각 마련되어 있다. 연결부(307)에는 지지 비임(403)의 단부(403B)와 지지 비임(405)의 단부(405A)가 접속되어 있다. 음차 진동자(304)의 연결부(307)는 지지 비임(305)을 거쳐 지지체(6)에 접속되어 있어, 지지체(6)에 대해서 가동이다. 음차 진동자(304)는 중심축(S1)에 대해 대칭적인 형상을 갖는다.

광학 반사 소자(1013)는 도 11a에 도시하는 실시형태 4에 의한 광학 반사 소자(1006)와 마찬가지로 동작한다.

광학 반사 소자(1013)에서는, 중심축(S1)에 대향하는 아암(208, 209)의 내측의 변과 연결부(207)의 내측의 변이 이루는 각도(θ1)는 둔각이다. 연결부(207)는 지지 비임(303)과 지지 비임(305)에 접속된 중앙부(207A)와, 중심축(S1)에 대해서 경사져 연장되는 경사 단부(207B, 207C)를 갖는다. 경사 단부(207B, 207C)는 아암(208, 209)의 단부(208A, 209A)에 각각 접속되어 있다.

연결부(207)의 중앙부(207A)는 중심축(S1)과 직교한다(θ2=90°). 경사 단부(207B, 207C)는 중심축(S1)에 대해 서로 대칭이다. 연결부(207)의 중앙부(207A)의 내측의 변과 경사 단부(207B)의 내측의 변이 이루는 각도(θ3)는 둔각이며, 연결부(207)의 중앙부(207A)의 내측의 변과 경사 단부(207C)의 내측의 변이 이루는 각도(θ13)는 둔각이다. 연결부(207)의 경사 단부(207B)의 내측의 변과 아암(208)의 내측의 변이 이루는 각도(θ1)는 둔각이며, 경사 단부(207C)의 내측의 변과 아암(209)의 내측의 변이 이루는 각도(θ11)는 둔각이다. 연결부(207)의 중앙부(207A)의 외측의 변과 경사 단부(207B)의 외측의 변이 이루는 각도(θ5)는 둔각이며, 연결부(207)의 중앙부(207A)의 외측의 변과 경사 단부(207C)의 외측의 변이 이루는 각도(θ15)는 둔각이다. 연결부(207)의 경사 단부(207B)의 외측의 변과 아암(208)의 외측의 변이 이루는 각도(θ4)는 둔각이며, 경사 단부(207C)의 외측의 변과 아암(209)의 외측의 변이 이루는 각도(θ14)는 둔각이다.

연결부(307)의 중앙부(307A)는 중심축(S1)과 직교한다(θ22=90°). 경사 단부(307B, 307C)는 중심축(S1)에 대해 서로 대칭이다. 연결부(307)의 중앙부(307A)의 내측의 변과 경사 단부(307B)의 내측의 변이 이루는 각도(θ23)는 둔각이며, 연결부(307)의 중앙부(307A)의 내측의 변과 경사 단부(307C)의 내측의 변이 이루는 각도(θ33)는 둔각이다. 연결부(307)의 경사 단부(307B)의 내측의 변과 아암(308)의 내측의 변이 이루는 각도(θ21)는 둔각이며, 경사 단부(307C)의 내측의 변과 아암(309)의 내측의 변이 이루는 각도(θ31)는 둔각이다. 연결부(307)의 중앙부(307A)의 외측의 변과 경사 단부(307B)의 외측의 변이 이루는 각도(θ25)는 둔각이며, 연결부(307)의 중앙부(307A)의 외측의 변과 경사 단부(307C)의 외측의 변이 이루는 각도(θ35)는 둔각이다. 연결부(307)의 경사 단부(307B)의 외측의 변과 아암(308)의 외측의 변이 이루는 각도(θ24)는 둔각이며, 경사 단부(307C)의 외측의 변과 아암(309)의 외측의 변이 이루는 각도(θ34)는 둔각이다.

이와 같이, 아암(208, 209, 308, 309)의 내측의 변과 연결부(207, 307)의 내측의 변이 이루는 각도(θ1, θ21, θ31, θ41)를 둔각으로 하는 것에 의해서, 아암(208, 209)과 연결부(207)는 완만하게 연결되며, 아암(308, 309)과 연결부(307)와는 완만하게 연결된다. 따라서, 아암(208, 209)의 진동 에너지는 효율적으로 연결부(207)로 전반하고, 아암(308, 309)의 진동 에너지는 효율적으로 연결부(307)로 전반한다. 이것에 의해, 지지 비임(303, 403) 및 미러부(92)로 구성되는 비틀림 진동자의 회동하는 각도를 크게 할 수 있어, 미러부(92)를 큰 각도로 회전 진동시킬 수 있다.

실시형태 8에서는, 연결부(207)의 중앙부(207A)의 내측의 변과 경사 단부(207B, 207C)의 내측의 변이 이루는 각도(θ3, θ13)를 둔각으로 하고, 연결부(307)의 중앙부(307A)의 내측의 변과 경사 단부(307B, 307C)의 내측의 변이 이루는 각도(θ23, θ33)를 둔각으로 하고 있다. 이것에 의해, 연결부(207, 307)의 경사 단부(207B, 207C, 307B, 307C)로부터 중앙부(207A, 307A)의 진동 중심(210, 310)에 진동 에너지를 효율적으로 전반하여, 결과적으로 미러부(92)를 큰 진폭으로 진동시킬 수 있다.

또한, 아암(208, 209, 308, 309)의 외측의 변과 연결부(207, 307)의 외측의 변이 이루는 각도(θ4, θ14, θ24, θ34)를 둔각으로 하고, 연결부(207, 307)의 외측의 변의 각도(θ5, θ15, θ25, θ35)를 둔각으로 하는 것에 의해, 연결부(207, 307)로부터 아암(8, 209, 308, 309)에 걸쳐서 폭이 균일화되어, 미러부(92)의 진동의 진폭을 보다 크게 할 수 있다. 또한, 진동 에너지가 전파하는 경로의 도중에 폭이 넓어지면 에너지가 확산하므로, 진동 에너지의 전파 효율이 저하한다. 따라서, 아암(208, 209, 308, 309)으로부터 연결부(207, 209)로의 진동 에너지가 전파하는 경로에서 폭을 균일화함으로써, 진동 에너지의 확산을 저감할 수 있다.

연결부(207, 307)와 중심축(S1)이 이루는 각도(θ2, θ22)를 직각으로 하는 것에 의해서, 연결부(207)의 진동 중심(210)의 근방인 중앙부(207A)와 연결부(307)의 진동 중심(310)의 근방인 중앙부(307A)를 직선 형상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 아암(208)의 진동 에너지와 아암(209)의 진동 에너지를 효율적으로 진동 중심(210)에 집중시킬 수 있고, 또한 아암(308)의 진동 에너지와 아암(309)의 진동 에너지를 효율적으로 진동 중심(310)에 집중시킬 수 있어, 미러부(92)의 진동의 진폭을 보다 크게 할 수 있다.

또한, 도 12에 도시하는 실시형태 5에 의한 광학 반사 소자(1008)의 음차 진동자(26, 126)에 있어서도 마찬가지로, 아암(31, 32)의 내측의 변과 연결부(30)의 내측의 변이 이루는 각도를 둔각으로 하고, 또한 아암(131, 132)의 내측의 변과 연결부(130)의 내측의 변이 이루는 각도를 둔각으로 함으로써, 지지체(6)의 진동의 진폭을 크게 할 수 있다. 또한, 아암(31, 32)의 외측의 변과 연결부(30)의 외측의 변이 이루는 각도를 둔각으로 하고, 또한 아암(131, 132)의 외측의 변과 연결부(130)의 외측의 변이 이루는 각도를 둔각으로 하는 것에 의해, 효율적으로 지지체(6)를 진동시킬 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명에 의한 광학 반사 소자는 소형화할 수 있으며, 특히 전자 사진 방식의 복사기, 레이저 프린트, 광학 스캐너 등의 소형의 기기에 유용하다.

2A : 반사면 3 : 지지 비임(제 1 지지 비임)
4 : 음차 진동자(제 1 음차 진동자) 5 : 지지 비임(제 2 지지 비임)
6 : 지지체(제 1 지지체) 7 : 연결부(제 1 연결부)
8 : 아암(제 1 아암) 9 : 아암(제 2 아암)
11 : 드라이브 소자 22 : 모니터 소자
26 : 음차 진동자(제 3 음차 진동자) 27 : 지지 비임
28 : 지지 비임 30 : 연결부(제 3 연결부)
31 : 아암(제 5 아암) 32 : 아암(제 6 아암)
34 : 미앤더형 진동 비임 44 : 진동 비임
92 : 미러부 93 : 모니터 소자
103 : 지지 비임 104 : 음차 진동자(제 2 음차 진동자)
105 : 지지 비임 107 : 연결부(제 2 연결부)
108 : 아암(제 3 아암) 109 : 아암(제 4 아암)
111 : 드라이브 소자 126 : 음차 진동자(제 4 음차 진동자)
127 : 지지 비임 128 : 지지 비임
130 : 연결부(제 4 연결부) 131 : 아암(제 7 아암)
132 : 아암(제 8 아암) 203 : 지지 비임
205 : 지지 비임 303 : 지지 비임
305 : 지지 비임 403 : 지지 비임
405 : 지지 비임 S1 : 중심축(제 1 중심축)
S2 : 중심축(제 2 중심축)

Claims

광을 반사하도록 구성된 반사면을 갖는 미러(mirror)부와,
상기 미러부에 접속된 제 1 단부와, 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖고, 제 1 중심축을 따라 연장되는 제 1 지지 비임(beam)과,
상기 제 1 지지 비임의 상기 제 2 단부에 접속된 제 1 연결부와, 상기 제 1 중심축으로부터 이격되어 상기 제 1 연결부로부터 연장되는 제 1 아암과, 상기 제 1 중심축에 대해서 상기 제 1 아암에 대해 대칭으로 상기 제 1 연결부로부터 연장되는 제 2 아암을 갖는 제 1 음차 진동자와,
상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 1 연결부에 접속된 제 3 단부와, 상기 제 3 단부의 반대측인 제 4 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축을 따라 연장되는 제 2 지지 비임과,
상기 제 2 지지 비임의 상기 제 4 단부에 접속된 제 1 지지체를 구비한
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지 비임은 상기 제 1 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 2 단부까지 연장되는 미앤더(meander) 형상을 가지며,
상기 제 2 지지 비임은 상기 제 3 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 4 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 1 아암에 마련되어, 상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 1 아암을 휘게 하는 제 1 드라이브 소자를 더 구비한
광학 반사 소자.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 2 아암에 마련되어, 상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 2 아암을 휘게 하는 제 2 드라이브 소자를 더 구비한
광학 반사 소자.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 음차 진동자의 상기 제 2 아암에 마련되어, 상기 제 2 아암의 휨을 검출하는 모니터 소자를 더 구비한
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 미러부에 대해서 상기 제 1 지지 비임의 상기 제 1 단부의 반대측에서 상기 미러부에 접속된 제 5 단부와, 상기 제 5 단부의 반대측인 제 6 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축을 따라 연장되는 제 3 지지 비임과,
상기 제 3 지지 비임의 상기 제 6 단부에 접속된 제 2 연결부와, 상기 제 1 중심축으로부터 이격되어 상기 제 2 연결부로부터 연장되는 제 3 아암과, 상기 제 1 중심축에 대해서 상기 제 3 아암에 대해 대칭으로 상기 제 2 연결부로부터 연장되는 제 4 아암을 갖는 제 2 음차 진동자와,
상기 제 2 음차 진동자의 상기 제 2 연결부에 접속된 제 7 단부와, 상기 제 7 단부의 반대측에 위치하며 또한 상기 제 1 지지체에 접속된 제 8 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축을 따라 연장되는 제 4 지지 비임을 더 구비한
광학 반사 소자.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 지지 비임은 상기 제 1 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 2 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 3 지지 비임은 상기 제 5 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 6 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 7 항에 있어서,
상기 제 2 지지 비임은 상기 제 3 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 4 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 4 지지 비임은 상기 제 7 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 8 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 지지 비임은 상기 제 3 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 4 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 4 지지 비임은 상기 제 7 단부로부터 상기 제 1 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 8 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 지지체는 상기 미러부와 제 1 지지 비임과 상기 제 1 음차 진동자와 상기 제 2 지지 비임의 외주를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 지지체에 접속된 제 9 단부와, 상기 제 9 단부의 반대측인 제 10 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축과 직각인 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 5 지지 비임과,
상기 제 5 지지 비임의 상기 제 10 단부에 접속된 제 3 연결부와, 상기 제 2 중심축으로부터 이격되어 상기 제 3 연결부로부터 연장되는 제 5 아암과, 상기 제 2 중심축에 대해서 상기 제 5 아암에 대해 대칭으로 상기 제 3 연결부로부터 연장되는 제 6 아암을 갖는 제 3 음차 진동자와,
상기 제 3 음차 진동자의 상기 제 3 연결부에 접속된 제 11 단부와, 상기 제 11 단부의 반대측인 제 12 단부를 갖고, 상기 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 6 지지 비임과,
상기 제 6 지지 비임의 상기 제 12 단부에 접속된 제 2 지지체를 더 구비한
광학 반사 소자.
제 11 항에 있어서,
상기 제 5 지지 비임은 상기 제 9 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 10 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 6 지지 비임은 상기 제 11 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 12 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 11 항에 있어서,
상기 제 1 지지체에 대해서 상기 제 5 지지 비임의 상기 제 9 단부의 반대측에서 상기 제 1 지지체에 접속된 제 13 단부와, 상기 제 13 단부의 반대측인 제 14 단부를 갖고, 상기 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 7 지지 비임과,
상기 제 7 지지 비임의 상기 제 14 단부에 접속된 제 4 연결부와, 상기 제 2 중심축으로부터 이격되어 상기 제 4 연결부로부터 연장되는 제 7 아암과, 상기 제 2 중심축에 대해서 상기 제 7 아암에 대해 대칭으로 상기 제 4 연결부로부터 연장되는 제 8 아암을 갖는 제 4 음차 진동자와,
상기 제 4 음차 진동자의 상기 제 4 연결부에 접속된 제 15 단부와, 상기 제 15 단부의 반대측에 위치하며 또한 상기 제 2 지지체에 접속된 제 16 단부를 갖고, 상기 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 8 지지 비임을 더 구비한
광학 반사 소자.
제 13 항에 있어서,
상기 제 7 지지 비임은 상기 제 13 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 14 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 8 지지 비임은 상기 제 15 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 16 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지체는 상기 미러부와 제 1 지지 비임과 상기 제 1 음차 진동자와 상기 제 2 지지 비임의 외주를 둘러싸는 프레임 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지체에 접속된 제 5 단부와, 상기 제 5 단부의 반대측인 제 6 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축에 직각인 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 3 지지 비임과,
상기 제 3 지지 비임의 상기 제 6 단부에 접속된 제 2 연결부와, 상기 제 2 중심축으로부터 이격되어 상기 제 2 연결부로부터 연장되는 제 3 아암과, 상기 제 2 중심축에 대해서 상기 제 3 아암에 대해 대칭으로 상기 제 2 연결부로부터 연장되는 제 4 아암을 갖는 제 2 음차 진동자와,
상기 제 2 음차 진동자의 상기 제 2 연결부에 접속된 제 7 단부와, 상기 제 7 단부의 반대측인 제 8 단부를 갖고, 상기 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 4 지지 비임과,
상기 제 4 지지 비임의 상기 제 8 단부에 접속된 제 2 지지체를 더 구비한
광학 반사 소자.
제 16 항에 있어서,
상기 제 3 지지 비임은 상기 제 5 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 6 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 가지며,
상기 제 4 지지 비임은 상기 제 7 단부로부터 상기 제 2 중심축을 따라 사행하면서 상기 제 8 단부까지 연장되는 미앤더 형상을 갖는
광학 반사 소자.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 지지체에 접속된 제 5 단부와, 상기 제 5 단부의 반대측인 제 6 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축에 직각인 제 2 중심축을 따라 사행하면서 연장되는 미앤더형 진동 비임과,
상기 미앤더형 진동 비임의 상기 제 6 단부에 접속된 제 2 지지체를 더 구비한
광학 반사 소자.
광을 반사하도록 구성된 반사면을 갖는 미러부와,
상기 미러부에 접속된 제 1 단부와, 상기 제 1 단부의 반대측인 제 2 단부를 갖고, 제 1 중심축을 따라 연장되는 진동 비임과,
상기 진동 비임의 상기 제 2 단부에 접속된 제 1 지지체와,
상기 제 1 지지체에 접속된 제 3 단부와, 상기 제 3 단부의 반대측인 제 4 단부를 갖고, 상기 제 1 중심축과 직각인 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 1 지지 비임과,
상기 제 1 지지 비임의 상기 제 4 단부에 접속된 연결부와, 상기 제 2 중심축으로부터 이격되어 상기 연결부로부터 연장되는 제 1 아암과, 상기 제 2 중심축에 대해서 상기 제 1 아암에 대해 대칭으로 상기 연결부로부터 연장되는 제 2 아암을 갖는 음차 진동자와,
상기 음차 진동자의 상기 제 1 연결부에 접속된 제 3 단부와, 상기 제 3 단부의 반대측인 제 4 단부를 갖고, 상기 제 2 중심축을 따라 연장되는 제 2 지지 비임과,
상기 제 2 지지 비임의 상기 제 4 단부에 접속된 제 2 지지체를 구비한
광학 반사 소자.