(57)【要約】【課題】消費電力を抑制して被駆動部を駆動することができる光走査装置を提供する。【解決手段】光走査装置が、反射板１０１と、内側ベース１０２と、内側ベース１０２の外側に配置される外側ベース１０３と、内側ベース１０２及び反射板１０１ａを相互に接続し、反射板１０１ａを内側回動軸１０４ａ回りに回動可能に支持する内側弾性部１０４と、外側ベース１０３及び内側ベース１０２を相互に接続し、外側回動軸１０５ａ回りに回動可能に支持する外側弾性部１０５と、反射板１０１及び内側弾性部１０４を有する内側振動系に内側ベース１０２及び外側弾性部１０５を加えた外側振動系の共振周波数である第１周波数で、内側ベース１０２を外側回動軸１０５回りに回動させる外側駆動部１２２と、第１周波数よりも低い第２周波数で、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる内側駆動部１２１と、を備えることを特徴とする。【選択図】図２
2020013048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を反射する反射面を有する被駆動部と、
内側ベースと、
前記内側ベースの外側に配置される外側ベースと、
前記内側ベース及び前記被駆動部を相互に接続し、当該被駆動部を内側回動軸回りに回動可能に支持する内側弾性部と、
前記外側ベース及び前記内側ベースを相互に接続し、当該内側ベースを前記内側回動軸とは異なる外側回動軸回りに回動可能に支持する外側弾性部と、
前記被駆動部及び前記内側弾性部を有する内側振動系に前記内側ベース及び前記外側弾性部を加えた外側振動系の共振周波数である第１周波数で、前記内側ベースを前記外側回動軸回りに回動させる外側駆動部と、
前記第１周波数よりも低い第２周波数で、前記被駆動部を前記内側回動軸回りに回動させる内側駆動部と、
を備えることを特徴とする光走査装置。
【請求項２】
前記内側駆動部は、前記第２周波数として、前記内側振動系の共振周波数よりも低い周波数で、前記被駆動部を回動させることを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記内側振動系の共振周波数は、前記外側振動系の共振周波数よりも低いことを特徴とするとする請求項２に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記内側駆動部は、前記被駆動部における前記反射面の反対面に取り付けられた第１磁気素子と、前記第１磁気素子に磁気的に働きかけて前記内側回動軸回りに前記被駆動部を回動させる第１磁気アクチュエータ、を有し、
前記外側駆動部は、前記内側ベースに取り付けられた第２磁気素子と、前記第２磁気素子に磁気的に働きかけて前記外側回動軸回りに前記内側ベースを回動させる第２磁気アクチュエータ、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの入射光で走査対象領域を走査する光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源からの入射光で走査対象領域を走査する光走査装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の光走査装置は、入射光を反射する反射面を有する被駆動部を駆動することで入射光の反射方向を変えて走査対象領域を走査するものとなっている。
【０００３】
ここで、特許文献１に記載の光走査装置は、被駆動部を、互いに異なる２つの回動軸回りに駆動する装置となっている。このような２軸駆動を可能とするために、被駆動部は内側ベースに内側弾性部を介して内側回動軸回りに回動自在に接続され、内側ベースが外側ベースに外側弾性部を介して外側回動軸回りに回動自在に接続されている。そして、内側ベースに取り付けられた磁石に対し、磁気アクチュエータがコイルに電流を流すことで発生させた磁力を作用させることで被駆動部を駆動するものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０４５６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、上述した光走査装置の分野においても消費電力の抑制が求められつつある。このような求めに対し、例えば、磁気アクチュエータによって動かされる、被駆動部を含む可動部分を軽量化すること等により、磁気アクチュエータにおいてコイルに流す電流を減らして消費電力を抑えることが考えられる。しかしながら、小型化が進む光走査装置の各部品の更なる軽量化は難しく、消費電力の抑制について有効な提案がなされていないのが現状である。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、消費電力を抑制して被駆動部を駆動することができる光走査装置を提供すること等が一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した課題を解決し目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の光走査装置は、入射光を反射する反射面を有する被駆動部と、内側ベースと、前記内側ベースの外側に配置される外側ベースと、前記内側ベース及び前記被駆動部を相互に接続し、当該被駆動部を内側回動軸回りに回動可能に支持する内側弾性部と、前記外側ベース及び前記内側ベースを相互に接続し、当該内側ベースを前記内側回動軸とは異なる外側回動軸回りに回動可能に支持する外側弾性部と、前記被駆動部及び前記内側弾性部を有する内側振動系に前記内側ベース及び前記外側弾性部を加えた外側振動系の共振周波数である第１周波数で、前記内側ベースを前記外側回動軸回りに回動させる外側駆動部と、前記第１周波数よりも低い第２周波数で、前記被駆動部を前記内側回動軸回りに回動させる内側駆動部と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施例における光走査装置を示す模式図である。
【図２】図１に模式的に示されている駆動装置を詳細に示す斜視図である。
【図３】図２に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。
【図４】反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。
【図５】第２実施例における駆動装置を、反射板の反射面及び反対面それぞれの側から見た斜視図である。
【図６】図５に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。
【図７】図５に示される駆動装置において反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。
【図８】第３実施例における駆動装置を、反射板の反射面及び反対面それぞれの側から見た斜視図である。
【図９】図８に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。
【図１０】図８に示される駆動装置において反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係る光走査装置は、被駆動部と、内側ベースと、外側ベースと、内側弾性部と、外側弾性部と、外側駆動部と、内側駆動部と、を備える。被駆動部は、入射光を反射する反射面を有する。外側ベースは、内側ベースの外側に配置される。内側弾性部は、内側ベース及び被駆動部を相互に接続し、当該被駆動部を内側回動軸回りに回動可能に支持する。外側弾性部は、外側ベース及び内側ベースを相互に接続し、当該内側ベースを内側回動軸とは異なる外側回動軸回りに回動可能に支持する。外側駆動部は、被駆動部及び内側弾性部を有する内側振動系に内側ベース及び外側弾性部を加えた外側振動系の共振周波数である第１周波数で、内側ベースを外側回動軸回りに回動させる。内側駆動部は、第１周波数よりも低い第２周波数で、被駆動部を内側回動軸回りに回動させる。
【００１０】
本実施形態の光走査装置では、外側駆動部が、内側ベース、つまりは、内側振動系と外側振動系とのうち相対的に慣性モーメントが大きい外側振動系を、その外側振動系の共振周波数で駆動する。これにより、外側振動系の駆動に、この外側振動系自体の共振が利用されるので、外側駆動部が駆動エネルギーとして電力を消費するものであっても、その消費電力を抑制することができる。また、内側駆動部については、慣性モーメントが相対的に小さい内側振動系を駆動するものであるので本来的に消費電力を抑制することができる。このように本実施形態の光走査装置によれば、消費電力を抑制して被駆動部を駆動することができる。
【００１１】
ここで、本実施形態では、内側駆動部は、第２周波数として、内側振動系の共振周波数よりも低い周波数で、被駆動部を回動させる。
【００１２】
この光走査装置によれば、内側駆動部は、内側振動系に共振を発生させることがないので、例えば駆動エネルギーとして消費する電力の大きさを制御することで、被駆動部の回動角度を精密に制御することができる。
【００１３】
また、本実施形態では、内側振動系の共振周波数は、外側振動系の共振周波数よりも低い。
【００１４】
一般的に、物体における共振周波数が低いほど、その物体の振動時に発生する応力が分散し易い。本実施形態の光走査装置によれば、内側振動系の共振周波数が外側振動系の共振周波数よりも低いので、振動時に各振動系に生じる応力は、内側振動系の方が外側振動系よりも分散し易くなる。これにより、回動時における被駆動部の歪の発生が抑えられるので、光走査装置における光学性能を向上させることができる。
【００１５】
また、本実施形態の光走査装置は、次のような構成を有するものであってもよい。即ち、内側駆動部が第１磁気素子と第１磁気アクチュエータを有し、外側駆動部が第２磁気素子と第２磁気アクチュエータを有するものであってもよい。第１磁気素子は、被駆動部における前記反射面の反対面に取り付けられている。第１磁気アクチュエータは、第１磁気素子に磁気的に働きかけて内側回動軸回りに被駆動部を回動させる。また、第２磁気素子は、内側ベースに取り付けられている。第２磁気アクチュエータは、第２磁気素子に磁気的に働きかけて外側回動軸回りに内側ベースを回動させる。
【００１６】
この光走査装置によれば、被駆動部に取り付けられた第１磁気素子、及びこれに磁気的に働きかける第１磁気アクチュエータ、という簡単な磁気構造を用いることで、被駆動部を内側回動軸回りに容易に回動させることができる。また、内側ベースに取り付けられた第２磁気素子、及びこれに磁気的に働きかける第２磁気アクチュエータ、という簡単な磁気構造を用いることで、外側回動軸回りの内側ベースの回動についても容易に行なうことができる。
【実施例】
【００１７】
以下、被駆動部の歪を抑制しつつ被駆動部を広角で回動させるという課題を解決するための実施例について図を参照して具体的に説明する。まず、第１実施例について説明する。
【００１８】
図１は、第１実施例における光走査装置を示す模式図である。
【００１９】
図１に示されている光走査装置１は、光源１１、光ディテクタ１２、ビームスプリッタ１３、光源用レンズ１４、ディテクタ用レンズ１５、共用レンズ１６、及び駆動装置１００、を備えている。この光走査装置１は、光源１１からの入射光Ｌ１１で走査対象領域を走査し、その走査対象領域からの戻り光Ｌ１２が光ディテクタ１２で検出されるまでの時間に基づいて、走査対象領域に存在する物体までの距離等を測定する装置である。利用形態としては、例えば車両に搭載されて走行中の周辺状況を検出する等といった形態が一例として挙げられる。
【００２０】
この光走査装置１では、光源１１からの入射光Ｌ１１が光源用レンズ１４を通り、ビームスプリッタ１３を経て駆動装置１００に被駆動部として搭載されている反射板１０１で反射されて走査対象領域へと照射される。駆動装置１００は、反射板１０１を回動させることで、光源１１からの入射光Ｌ１１の反射方向を変えて走査を行う。反射板１０１における反射面１０１ａの反対面１０１ｂには、第１磁気アクチュエータ１０７及び第２磁気アクチュエータ１０８からの磁力を受ける磁気素子１０６が配置されている。駆動装置１００は、反射板１０１における、この磁気素子１０６とは反対側の反射面１０１ａに反射領域が形成されている。第１磁気アクチュエータ１０７及び第２磁気アクチュエータ１０８それぞれが発生する磁力は、第１制御部１０９及び第２制御部１１０によって制御される。この制御によって反射板１０１の回動が制御されることとなっている。
【００２１】
走査対象領域からの戻り光Ｌ１２は、共用レンズ１６を通って駆動装置１００の反射板１０１で反射され、ビームスプリッタ１３及びディテクタ用レンズ１５を通って光ディテクタ１２へと向かう。そして、不図示の制御装置において、光源１１から入射光Ｌ１１が照射されてから、戻り光Ｌ１２が光ディテクタ１２で検出されるまでの時間に基づいて、走査対象領域に存在する物体までの距離等が算出される。
【００２２】
図２は、図１に模式的に示されている駆動装置を詳細に示す斜視図である。
【００２３】
駆動装置１００は、反射板１０１、内側ベース１０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、磁気素子１０６、第１磁気アクチュエータ１０７、第２磁気アクチュエータ１０８、第１制御部１０９、及び第２制御部１１０を備えている。
【００２４】
反射板１０１は、上述したようにこの駆動装置１００における被駆動体であって、略円板形状に形成されており、一方の面に金もしくはアルミニウム等の蒸着により反射面１０１ａが形成されている。この反射面１０１ａに対する反対面１０１ｂには、磁気素子１０６が配置されている。
【００２５】
内側ベース１０２は、反射板１０１の面内方向に延在し、反射板１０１との間に間隙を開けて、その外側を囲んで配置される四角枠である。また、外側ベース１０３も、反射板１０１の面内方向に延在し、内側ベース１０２との間に間隙を開けて、その外側を囲んで配置される四角枠である。
【００２６】
内側弾性部１０４は、反射板１０１と内側ベース１０２との間の間隙に設けられている。内側弾性部１０４は、反射板１０１の面内方向について反射板１０１を両側から支持し、この反射板１０１の面内方向に延在する内側回動軸１０４ａを定めるように一対が設けられている。反射板１０１は、この一対の内側弾性部１０４によって回動可能に支持されて内側ベース１０２に連結されており、一対の内側弾性部１０４は、内側回動軸１０４ａを中心に捩れるトーションバーとなっている。
【００２７】
外側弾性部１０５は、内側ベース１０２と外側ベース１０３との間の間隙に設けられている。外側弾性部１０５は、反射板１０１の面内方向について内側ベース１０２を両側から支持し、この反射板１０１の面内方向に延在するとともに上記の内側回動軸１０４ａと直交する外側回動軸１０５ａを定めるように一対が設けられている。内側ベース１０２は、この一対の外側弾性部１０５によって回動可能に支持されて外側ベース１０３に連結されており、一対の外側弾性部１０５は、外側回動軸１０５ａを中心に捩れるトーションバーとなっている。
【００２８】
本実施例では、反射板１０１、内側ベース１０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、及び外側弾性部１０５が、シリコン基板上に一体に形成されている。
【００２９】
磁気素子１０６は、反射板１０１における反射面１０１ａに対する反対面１０１ｂの略中央に固定された正方形板状の永久磁石である。この磁気素子１０６は、その厚み方向に磁力を発するように着磁されている。
【００３０】
第１磁気アクチュエータ１０７は、磁気素子１０６に磁気的に働きかけて内側回動軸１０４ａ回りの第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１を回動させる。この第１磁気アクチュエータ１０７は、Ｃ字状のヨーク１０７ａと、そのヨーク１０７ａにおける２本の腕部それぞれに形成されたコイル１０７ｂと、を備えている。第１磁気アクチュエータ１０７は、ヨーク１０７ａにおけるＣ字の形成面が反射板１０１及び内側回動軸１０４ａと直交する面となり、且つ、ヨーク１０７ａの腕部の端部間に磁気素子１０６が位置するように配置される。このように配置された第１磁気アクチュエータ１０７のコイル１０７ｂに電流が流されると、ヨーク１０７ａの腕部の端部間に、磁気素子１０６の磁力及び内側回動軸１０４ａと直交する向きの磁力が発生する。このように発生させた磁力と、磁気素子１０６の磁力と、の間の反発と吸引によって第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が回動することとなる。
【００３１】
第２磁気アクチュエータ１０８は、磁気素子１０６に磁気的に働きかけて外側回動軸１０５ａ回りの第２回動方向Ｄ１２に反射板１０１ごと内側ベース１０２を回動させる。この第２磁気アクチュエータ１０８は、Ｃ字状のヨーク１０８ａと、そのヨーク１０８ａにおける２本の腕部それぞれに形成されたコイル１０８ｂと、を備えている。第２磁気アクチュエータ１０８は、ヨーク１０８ａにおけるＣ字の形成面が反射板１０１及び外側回動軸１０５ａと直交する面となり、且つ、ヨーク１０８ａの腕部の端部間に磁気素子１０６が位置するように配置される。このように配置された第２磁気アクチュエータ１０８のコイル１０８ｂに電流が流されると、ヨーク１０８ａの腕部の端部間に、磁気素子１０６の磁力及び外側回動軸１０５ａと直交する向きの磁力が発生する。このように発生させた磁力と、磁気素子１０６の磁力と、の間の反発と吸引によって第２回動方向Ｄ１２に内側ベース１０２が反射板１０１ごと回動することとなる。
【００３２】
第１制御部１０９は、第１磁気アクチュエータ１０７のコイル１０７ｂにＡＣ電流を流すとともに、そのＡＣ電流を制御することで反射板１０１の内側回動軸１０４ａ回りの回動を制御するものである。また、第２制御部１１０は、第２磁気アクチュエータ１０８のコイル１０８ｂにＡＣ電流を流すとともに、そのＡＣ電流を制御することで、内側ベース１０２と一緒に回動する反射板１０１の外側回動軸１０５ａ回りの回動を制御するものである。
【００３３】
本実施例では、磁気素子１０６、第１磁気アクチュエータ１０７、及び第１制御部１０９によって、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる内側駆動部１２１が構成されている。また、磁気素子１０６、第２磁気アクチュエータ１０８、及び第２制御部１１０によって、内側ベース１０２を反射板１０１ごと外側回動軸１０５ａ回りに回動させる外側駆動部１２２が構成されている。
【００３４】
ここまで説明したように、本実施例の駆動装置１００は、反射板１０１を、内側回動軸１０４ａ回り及び外側回動軸１０５ａ回りそれぞれに回動させる２軸駆動の装置となっている。これにより、図１に示されている光走査装置１は、互いに直交する２方向に操作対象領域を走査する二次元走査が可能な装置となっている。
【００３５】
図３は、図２に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。
【００３６】
この図３に示されている構造物１３０は、内側回動軸１０４ａ回りに回動する内側振動系１３１と、外側回動軸１０５ａ回りに回動する外側振動系１３２と、を備えている。内側振動系１３１は、反射板１０１、一対の内側弾性部１０４、及び磁気素子１０６で構成される。外側振動系１３２は、この内側振動系１３１に内側ベース１０２及び外側弾性部１０５を加えたもので、反射板１０１、内側ベース１０２、一対の内側弾性部１０４、一対の外側弾性部１０５、及び磁気素子１０６で構成される。
【００３７】
ここで、本実施例では、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１は、外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２よりも低くなっている。
【００３８】
内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１は、内側振動系１３１の内側回動軸１０４ａ回りの慣性モーメントと内側弾性部１０４のバネ定数によって決まる。他方、外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２は、外側振動系１３２の外側回動軸１０５ａ回りの慣性モーメントと外側弾性部１０５のバネ定数によって決まる。各振動系の共振周波数は、各振動系の慣性モーメントが大きいほど、また、各弾性部のバネ定数が小さいほど低くなる。
【００３９】
外側振動系１３２よりも構成要素が少ない内側振動系１３１は、慣性モーメントが外側振動系１３２よりも小さく共振周波数ｆ１１が高くなりがちである。他方で、本実施例では、この慣性モーメントの小ささを補うほどに内側弾性部１０４のバネ定数が外側弾性部１０５のバネ定数よりも小さくなっている。このバネ定数の小ささによって、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１が、外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２よりも低く設定されている。本実施例では、内側弾性部１０４のバネ定数におけるこのような小ささは、図３に示されているように、内側弾性部１０４が外側弾性部１０５よりも細く形成されていることで実現されている。
【００４０】
また、構造物１３０には、トーションバーとして機能させる内側弾性部１０４及び外側弾性部１０５を除いて、強度補強を目的とした補強構造１３３が設けられている。補強構造１３３は、反射板１０１における反対面１０１ｂ、内側ベース１０２における反対面１０１ｂと同じ側の面、及び外側ベース１０３における反対面１０１ｂと同じ側の面、のそれぞれに設けられている。補強構造１３３は、シリコンで形成された基板層１３４の上に、酸化膜１３５を介して形成されたシリコンの層となっている。補強構造１３３が設けられていない内側弾性部１０４及び外側弾性部１０５は、シリコンの基板層１３４のみの単層構造となっている。
【００４１】
ここで、本実施例では、外側ベース１０３の補強構造１３３は、次のような広い間隙を外側弾性部１０５との間に開けて設けられている。即ち、外側ベース１０３の補強構造１３３と外側弾性部１０５との間隙は、反射板１０１の補強構造１３３と内側弾性部１０４との間、及び、内側ベース１０２の補強構造１３３と内側弾性部１０４及び外側弾性部１０５との間、よりも広くなっている。
【００４２】
反射板１０１及び内側ベース１０２の補強構造１３３は、反射板１０１及び内側ベース１０２の略全域に亘って設けられている。このため、反射板１０１の補強構造１３３は、反射板１０１と内側弾性部１０４との接続部まで達しており、内側ベース１０２の補強構造１３３は、内側ベース１０２と内側弾性部１０４及び外側弾性部１０５それぞれとの接続部まで達している。これに対し、外側ベース１０３の補強構造１３３は、外側ベース１０３と外側弾性部１０５との接続部の周囲に台形状のエリアが開くように設けられている。このようにして開けられたエリアは、内側弾性部１０４に比べてバネ定数が高く、回動の際に高くなりがちな外側弾性部１０５の内部応力を、外側ベース１０３側に分散させて緩和させる応力緩和領域１３６となっている。なお、反射板１０１の補強構造１３３は、反射板１０１と内側弾性部１０４との接続部に間隙を設けることで、応力緩和領域を備えるようにしてもよく、内側ベース１０２の補強構造１３３は、内側ベース１０２と内側弾性部１０４及び外側弾性部１０５それぞれとの接続部に間隙を設けることで、応力緩和領域を備えるようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施例では、外側弾性部１０５は、外側ベース１０３との接続部の太さが、内側ベース１０２との接続部の太さよりも細くなっている。具体的には、外側弾性部１０５は、内側ベース１０２から外側ベース１０３に向かって幅が漸減するテーパ形状に形成されている。外側弾性部１０５におけるこのような形状も、回動時の外側弾性部１０５の内部応力を外側ベース１０３側に分散させる役割を果たす。
【００４４】
以上に説明した構造物１３０における反射板１０１が、図２に示されている内側駆動部１２１によって内側回動軸１０４ａ回りに、第１回動方向Ｄ１１に回動される。また、内側ベース１０２が、外側駆動部１２２によって外側回動軸１０５ａ回りに、第２回動方向Ｄ１２に反射板１０１ごと回動される。
【００４５】
図４は、反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。この図４では、図３に示されている構造物１３０が、内側回動軸１０４ａと直交する断面と、外側回動軸１０５ａと直交する断面と、の２つの断面について示されている。
【００４６】
まず、上述したように反射板１０１に取り付けられた磁気素子１０６は、その厚み方向に磁力Ｆ１１を発する。そして、第１制御部１０９が第１磁気アクチュエータ１０７のコイル１０７ｂにＡＣ電流を流すと、ヨーク１０７ａの２本の腕部の端部間に磁気素子１０６の磁力Ｆ１１及び内側回動軸１０４ａと直交する向きの磁力Ｆ１２が発生する。このように発生させた磁力Ｆ１２と、磁気素子１０６の磁力Ｆ１１と、の間の反発と吸引によって第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が内側回動軸１０４ａ回りに回動することとなる。尚、図４には、第１磁気アクチュエータ１０７が発生させる磁力Ｆ１２が、図を見易くするために図中で右向きの矢印で示されている。しかしながら、実際には、第１制御部１０９が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、その磁力Ｆ１２の向きが反転することは言うまでもない。同様に、第１回動方向Ｄ１１についても図中で上向き円弧状の矢印で示されているが、ＡＣ電流の極性が変わって第１磁気アクチュエータ１０７の磁力Ｆ１２の向きが反転する度に、第１回動方向Ｄ１１の向きも反転することとなる。
【００４７】
第２制御部１１０が第２磁気アクチュエータ１０８のコイル１０８ｂにＡＣ電流を流すと、ヨーク１０８ａの２本の腕部の端部間に磁気素子１０６の磁力Ｆ１１及び外側回動軸１０５ａと直交する向きの磁力Ｆ１３が発生する。このように発生させた磁力Ｆ１３と、磁気素子１０６の磁力Ｆ１１と、の間の反発と吸引によって第２回動方向Ｄ１２に内側ベース１０２が外側回動軸１０５ａ回りに回動する。このとき、内側ベース１０２は内側弾性部１０４を介して反射板１０１と連結されているので、内側ベース１０２は反射板１０１ごと回動することとなる。尚、図４には、第２磁気アクチュエータ１０８が発生させる磁力Ｆ１３や第２回動方向Ｄ１２についても一方向を向いた矢印で示されている。しかしながら、第２制御部１１０が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、磁力Ｆ１３や第２回動方向Ｄ１２の向きが反転することは言うまでもない。
【００４８】
ここで、外側駆動部１２２は、第１周波数ｆ１３で、内側ベース１０２を外側回動軸１０５ａ回りに反射板１０１ごと回動させる。この第１周波数ｆ１３は、反射板１０１、内側ベース１０２、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、磁気素子１０６を、有する外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２となっている。具体的には、第２制御部１１０が、第２磁気アクチュエータ１０８のコイル１０８ｂにこの第１周波数ｆ１３のＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。この結果、外側振動系１３２において共振周波数ｆ１２での共振が発生し、反射板１０１及び内側ベース１０２が共振駆動されることとなる。尚、共振駆動では、反射板１０１及び内側ベース１０２の振動が正弦波振動となることから、第２制御部１１０がコイル１０８ｂに流すＡＣ電流として正弦波ＡＣ電流が採用される。
【００４９】
他方、内側駆動部１２１は、外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２である第１周波数ｆ１３よりも低い第２周波数ｆ１４で、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる。具体的には、第１制御部１０９が、第１磁気アクチュエータ１０７のコイル１０７ｂに、上記の第２周波数ｆ１４のＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。
【００５０】
このとき、本実施例では、内側駆動部１２１は、上記の第２周波数ｆ１４として、反射板１０１、内側弾性部１０４、及び磁気素子１０６を有する内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１よりも低い周波数で、反射板１０１を回動させるものとなっている。この結果、内側振動系１３１においては共振が発生せず、第１制御部１０９がコイル１０７ｂに流すＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応した振動が発生し、反射板１０１がリニア駆動されることとなる。リニア駆動では、反射板１０１の振動がＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応することから、第１制御部１０９がコイル１０７ｂに流すＡＣ電流としては、正弦波ＡＣ電流以外にも、三角波ＡＣ電流や鋸歯波ＡＣ電流等といった所望の波形のＡＣ電流が採用される。
【００５１】
図１に示されている光走査装置１では、反射板１０１及び内側ベース１０２が外側回動軸１０５ａ回りに共振駆動されるときの入射光Ｌ１１による走査が、共振駆動による反射板１０１の回動範囲が広くて回動速度が速いこと等から、主走査として利用される。他方、反射板１０１が内側回動軸１０４ａ回りにリニア駆動されるときの入射光Ｌ１１による走査が、リニア駆動による反射板１０１の回動が、第１制御部１０９が流すＡＣ電流によって精密に制御可能であること等から、副走査として利用される。
【００５２】
以上に説明した第１実施例の駆動装置１００及び光走査装置１によれば、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１が外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２よりも低い。一般的に、ねじり振動系においては、共振周波数が低いほど弾性部のバネ定数を小さくすることができる。本実施例でいえば、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１を外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２よりも低い構成とすることで、内側振動系１３１に含まれる内側弾性部１０４のバネ定数を小さくすることができ、その結果、反射板１０１と内側弾性部１０４の接続部分に働く応力を抑制させることができる。これにより、本実施例によれば、反射板１０１の歪を抑制しつつ反射板１０１を広角で回動させることができる。
【００５３】
ここで、本実施例では、内側弾性部１０４のバネ定数は、外側弾性部１０５のバネ定数よりも小さい。このようなバネ定数の差異を設けることで、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１を外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２よりも容易に低くすることができる。
【００５４】
また、本実施例では、反射板１０１に取り付けられた磁気素子１０６、及びこれに磁気的に働きかける第１磁気アクチュエータ１０７、という簡単な磁気構造を用いることで、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに容易に回動させることができる。
【００５５】
更に、本実施例では、上記の磁気素子１０６に磁気的に働きかける第２磁気アクチュエータ１０８を加えることで、内側ベース１０２を反射板１０１ごと外側回動軸１０５ａ回りに容易に回動させることができる。
【００５６】
また、本実施例では、外側ベース１０３に設けられた補強構造１３３が、上述した広い間隙を外側弾性部１０５との間に応力緩和領域１３６として開けて設けられている。これにより、反射板１０１や内側ベース１０２の回動時に生じる応力を、上記の広い応力緩和領域１３６に分散させて緩和させることができる。
【００５７】
また、本実施例では、外側弾性部１０５は、外側ベース１０３との接続部の太さが、内側ベース１０２との接続部の太さよりも細い。これにより、反射板１０１や内側ベース１０２の回動時に応力が高くなる場所を、反射板１０１から遠い外側ベース１０３と外側弾性部１０５との接続部に寄せることができるので、反射板１０１の歪みを一層抑制することができる。
【００５８】
また、本実施例では、外側駆動部１２２が、内側ベース１０２、つまりは、内側振動系１３１と外側振動系１３２とのうち相対的に慣性モーメントが大きい外側振動系１３２を、その外側振動系１３２の共振周波数ｆ１２で駆動する。これにより、外側振動系１３２の駆動に、この外側振動系１３２自体の共振が利用されるので、外側駆動部１２２の消費電力を抑制することができる。また、内側駆動部１２１については、慣性モーメントが相対的に小さい内側振動系１３１を駆動するものであるので本来的に消費電力を抑制することができる。このように本実施例によれば、消費電力を抑制して反射板１０１を駆動することができる。
【００５９】
また、本実施例では、内側駆動部１２１が、第２周波数として、内側振動系１３１の共振周波数ｆ１１よりも低い周波数で、反射板１０１を回動させる。これにより、内側振動系１３１に共振を発生させることがないので、上述したリニア駆動を行い、駆動エネルギーとしての電力の大きさを制御することで、反射板１０１の回動角度を精密に制御することができる。
【００６０】
次に、第２実施例について説明する。この第２実施例は、反射板１０１を駆動するためのアクチュエータ構造が、上述した第１実施例と異なっている。一方で、光走査装置１の基本構造等は、第１実施例と同等である。以下では、第２実施例について、第１実施例との相違点について説明し、第１実施例と同等な光走査装置１については、図示や重複説明を割愛する。
【００６１】
図５は、第２実施例における駆動装置を、反射板の反射面及び反対面それぞれの側から見た斜視図である。図６は、図５に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。尚、図５及び図６では、図２や図３に示されている構成要素と同等な構成要素については図２や図３と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
【００６２】
駆動装置２００は、第１実施例の駆動装置１００と同様に、反射板１０１、内側ベース２０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、を備えている。反射板１０１、内側ベース２０２、及び外側ベース１０３、にはそれぞれ補強構造１３３が設けられている。外側ベース１０３の補強構造１３３は、外側ベース１０３と外側弾性部１０５との接続部の周囲に台形状に応力緩和領域１３６が開くように設けられている。そして、反射板１０１における反射面１０１ａに対する反対面１０１ｂには、第１実施例の磁気素子１０６と同様の第１磁気素子２０６が固定されている。
【００６３】
更に、内側ベース２０２に２つの第２磁気素子２０７が、外側回動軸１０５ａに対して線対称をなすように固定されている。四角枠状の内側ベース２０２において外側回動軸１０５ａに沿って延在する２本の枠部分２０２ａには、各枠部分２０２ａと内側回動軸１０４ａとの交差箇所近傍に、第２磁気素子２０７の固定領域２０２ｂが設けられている。固定領域２０２ｂは、図５のように内側ベース２０２の突出部に設けられてもよいし、内側ベース２０２の補強構造１３３に設けられてもよい。各固定領域２０２ｂに固定された第２磁気素子２０７は、第１磁気素子２０６と同様に、厚み方向に磁力を発するように着磁されたものである。また、第１磁気素子２０６及び２つの第２磁気素子２０７は、各磁力の向きが互いに同じ向きとなるように取り付けられている。
【００６４】
本実施例では、反射板１０１、内側ベース２０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、第１磁気素子２０６、及び２つの第２磁気素子２０７で構造物２３０が構成されている。そして、図６に示されているように、この構造物２３０のうち、反射板１０１、内側弾性部１０４、及び第１磁気素子２０６で、内側回動軸１０４ａ回りに第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が回動する内側振動系２３１が構成される。また、この内側振動系２３１に内側ベース２０２、外側弾性部１０５、及び２つの第２磁気素子２０７を加えて、外側回動軸１０５ａ回りに第２回動方向Ｄ１２に内側ベース２０２が反射板１０１ごと回動する外側振動系２３２が構成される。
【００６５】
そして、駆動装置２００は、第１磁気素子２０６に磁気的に働きかける第１磁気アクチュエータ２０８と、２つの第２磁気素子２０７に磁気的に働きかける２つの第２磁気アクチュエータ２０９と、を備えている。各磁気アクチュエータは、Ｃ字状のヨーク２０８ａ，２０９ａと、ヨーク２０８ａ，２０９ａにおいて２本の腕部を繋ぐ部分に設けられたコイル２０８ｂ，２０９ｂと、を備えている。
【００６６】
また、駆動装置２００は、第１磁気アクチュエータ２０８のコイル２０８ｂにＡＣ電流を流すとともに、そのＡＣ電流を制御する第１制御部２１０を備えている。更に、２つの第２磁気アクチュエータ２０９それぞれのコイル２０９ｂにＡＣ電流を流すとともに、各ＡＣ電流を制御する第２制御部２１１を備えている。
【００６７】
本実施例では、第１磁気素子２０６、第１磁気アクチュエータ２０８、及び第１制御部２１０によって、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる内側駆動部２２１が構成されている。また、２つの第２磁気素子２０７、２つの第２磁気アクチュエータ２０９、及び第２制御部２１１によって、内側ベース１０２を反射板１０１ごと外側回動軸１０５ａ回りに回動させる外側駆動部２２２が構成されている。
【００６８】
図７は、図５に示される駆動装置において反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。この図７では、図６に示されている構造物２３０が、内側回動軸１０４ａと直交する断面と、外側回動軸１０５ａと直交する断面と、の２つの断面について示されている。
【００６９】
まず、反射板１０１に取り付けられた第１磁気素子２０６は、その厚み方向に磁力Ｆ２１を発する。そして、第１制御部２１０が第１磁気アクチュエータ２０８のコイル２０８ｂにＡＣ電流を流すと、ヨーク２０８ａの２本の腕部の端部間に第１磁気素子２０６の磁力Ｆ２１及び内側回動軸１０４ａと直交する向きの磁力Ｆ２２が発生する。このように発生させた磁力Ｆ２２と、第１磁気素子２０６の磁力Ｆ２１と、の間の反発と吸引によって第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が内側回動軸１０４ａ回りに回動することとなる。図７には、第１磁気アクチュエータ２０８が発生させる磁力Ｆ２２が、図中で右向きの矢印で示されている。しかしながら、第１制御部２１０が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、その磁力Ｆ２２の向きが反転する。同様に、第１回動方向Ｄ１１についても図中で上向き円弧状の矢印で示されているが、第１磁気アクチュエータ２０８の磁力Ｆ２２の向きが反転する度に、第１回動方向Ｄ１１の向きも反転する。
【００７０】
内側ベース２０２に取り付けられた２つの第２磁気素子２０７は、各厚み方向について互いに同じ向きの磁力Ｆ２３を発する。そして、本実施例では、第２制御部２１１が、２つの第２磁気アクチュエータ２０９のコイル２０９ｂに互いに逆位相のＡＣ電流を流す。すると、各ヨーク２０９ａにおける２本の腕部の端部間に、第２磁気素子２０７の磁力Ｆ２３及び外側回動軸１０５ａと直交し、且つ２つの第２磁気アクチュエータ２０９の相互間で逆向きとなる磁力Ｆ２４１，Ｆ２４２が発生する。このように発生させた２つの磁力Ｆ２４１，２４２と、２つの第２磁気素子２０７の磁力Ｆ２３と、の間の反発と吸引によって、２つの第２磁気素子２０７を、互いに上下逆向きに動かそうとする力が働く。その結果、内側ベース２０２が外側回動軸１０５ａ回りに、第２回動方向Ｄ１２に反射板１０１ごと回動する。図７には、第２磁気アクチュエータ２０９が発生させる磁力Ｆ２４１，２４２や第２回動方向Ｄ１２について、各々一方向を向いた矢印で示されている。しかしながら、第２制御部２１１が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、磁力Ｆ２４１，２４２や第２回動方向Ｄ１２の向きは反転する。
【００７１】
ここで、外側駆動部２２２は、次のような第１周波数ｆ２３で、内側ベース２０２を外側回動軸１０５ａ回りに反射板１０１ごと回動させる。ここにいう第１周波数ｆ２３とは、反射板１０１、内側ベース２０２、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、第１磁気素子２０６、及び２つの第２磁気素子２０７を、有する外側振動系２３２の共振周波数ｆ２２である。具体的には、第２制御部２１１が、２つの第２磁気アクチュエータ２０９のコイル２０９ｂそれぞれに、外側振動系２３２の共振周波数ｆ２２である第１周波数ｆ２３で、且つ互いに逆位相のＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。この結果、外側振動系２３２において共振周波数ｆ２２での共振が発生し、反射板１０１及び内側ベース２０２が共振駆動されることとなる。尚、本実施例でも、この共振駆動について第２制御部２１１がコイル２０９ｂに流すＡＣ電流として正弦波ＡＣ電流が採用される。
【００７２】
他方、内側駆動部２２１は、外側振動系２３２の共振周波数ｆ２２である第１周波数ｆ２３よりも低い第２周波数ｆ２４で、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる。具体的には、第１制御部２１０が、第１磁気アクチュエータ２０８のコイル２０８ｂに、上記の第２周波数ｆ２４のＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。
【００７３】
このとき、本実施例では、内側駆動部２２１は、上記の第２周波数ｆ２４として、反射板１０１、内側弾性部１０４、及び第１磁気素子２０６を有する内側振動系２３１の共振周波数ｆ２１よりも低い周波数で、反射板１０１を回動させるものとなっている。この結果、内側振動系２３１においては共振が発生せず、第１制御部２１０がコイル２０８ｂに流すＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応した振動が発生し、反射板１０１がリニア駆動されることとなる。リニア駆動では、反射板１０１の振動がＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応することから、第１制御部２１０がコイル２０８ｂに流すＡＣ電流としては所望の波形のＡＣ電流が採用される。
【００７４】
本実施例においても、図１に示されている光走査装置１では、反射板１０１及び内側ベースが外側回動軸１０５ａ回りに共振駆動されるときの入射光Ｌ１１による走査が主走査として利用される。また、反射板１０１が内側回動軸１０４ａ回りにリニア駆動されるときの入射光Ｌ１１による走査が副走査として利用される。
【００７５】
以上に説明した第２実施例の駆動装置２００及び光走査装置１によっても、上述した第１実施例と同様に、反射板１０１の歪を抑制しつつ反射板１０１を広角で回動させることができることはいうまでもない。また、本実施例によれば、消費電力を抑制して反射板１０１を駆動することができることについても第１実施例と同様である。
【００７６】
また、本実施例では、内側振動系２３１の駆動とは別に、外側振動系２３２の駆動に、内側ベース２０２に取り付けられた２つの第２磁気素子２０７、及び２つの第２磁気アクチュエータ２０９、という簡単な磁気構造が採用されている。これにより、外側回動軸１０５ａ回りの内側ベース２０２の回動についても容易に行なうことができる。
【００７７】
次に、第３実施例について説明する。この第３実施例も、上述した第２実施例と同様に、反射板１０１を駆動するためのアクチュエータ構造が、上述した第１実施例と異なっている。一方で、光走査装置１の基本構造等は、第１実施例と同等である。以下では、第３実施例についても、第１実施例との相違点について説明し、第１実施例と同等な光走査装置１については、図示や重複説明を割愛する。
【００７８】
図８は、第３実施例における駆動装置を、反射板の反射面及び反対面それぞれの側から見た斜視図である。図９は、図８に示されている反射板、内側ベース、外側ベース、内側弾性部、外側弾性部、及び磁気素子からなる構造物を、反射板における反射面と反対面とのそれぞれの側から見た平面図である。尚、図８及び図９では、図２や図３に示されている構成要素と同等な構成要素については図２や図３と同じ符号が付されており、以下では、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。
【００７９】
駆動装置３００は、第１実施例の駆動装置１００と同様に、反射板１０１、内側ベース
１０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、を備えている。反射板１０１、内側ベース１０２、及び外側ベース１０３、には、外側ベース１０３に応力緩和領域１３６を形成しつつ、それぞれ補強構造１３３が設けられている。反射板１０１における反射面１０１ａに対する反対面１０１ｂには、第１実施例の磁気素子１０６と同様の第１磁気素子３０６が固定されている。
【００８０】
更に、四角枠状の内側ベース２０２において内側回動軸１０４ａに沿って延在する２本の枠部分１０２ａに、各々第２磁気素子３０７が設けられている。各枠部分１０２ａの第２磁気素子３０７は、外側回動軸１０５ａに対して線対称をなすように配置された２つの素子部分３０７ａを有している。各素子部分３０７ａは、第１磁気素子３０６と同様に、厚み方向に磁力を発するように着磁された永久磁石である。また、２つの素子部分３０７ａについては互いに磁力が逆向きとなるように取り付けられている。
【００８１】
本実施例では、反射板１０１、内側ベース１０２、外側ベース１０３、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、第１磁気素子３０６、及び２つの第２磁気素子３０７で構造物３３０が構成されている。そして、図９に示されているように、この構造物３３０のうち、反射板１０１、内側弾性部１０４、及び第１磁気素子３０６で、内側回動軸１０４ａ回りに第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が回動する内側振動系３３１が構成される。また、この内側振動系３３１に内側ベース１０２、外側弾性部１０５、及び２つの第２磁気素子３０７を加えて、外側回動軸１０５ａ回りに第２回動方向Ｄ１２に内側ベース１０２が反射板１０１ごと回動する外側振動系３３２が構成される。
【００８２】
そして、駆動装置３００は、第１磁気素子３０６に磁気的に働きかける第１磁気アクチュエータ３０８と、２つの第２磁気素子３０７に磁気的に働きかける２つの第２磁気アクチュエータ３０９と、を備えている。各磁気アクチュエータは、Ｃ字状のヨーク３０８ａ，３０９ａと、ヨーク３０８ａ，３０９ａにおいて２本の腕部を繋ぐ部分に設けられたコイル３０８ｂ，３０９ｂと、を備えている。
【００８３】
また、駆動装置３００は、第１磁気アクチュエータ３０８のコイル３０８ｂにＡＣ電流を流すとともに、そのＡＣ電流を制御する第１制御部３１０を備えている。更に、２つの第２磁気アクチュエータ３０９それぞれのコイル３０９ｂにＡＣ電流を流すとともに、各ＡＣ電流を制御する第２制御部３１１を備えている。
【００８４】
本実施例では、第１磁気素子３０６、第１磁気アクチュエータ３０８、及び第１制御部３１０によって、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる内側駆動部３２１が構成されている。また、２つの第２磁気素子３０７、２つの第２磁気アクチュエータ３０９、及び第２制御部３１１によって、内側ベース１０２を反射板１０１ごと外側回動軸１０５ａ回りに回動させる外側駆動部３２２が構成されている。
【００８５】
図１０は、図８に示される駆動装置において反射板が内側駆動部によって内側回動軸回りに回動され、内側ベースが、外側駆動部によって外側回動軸回りに反射板ごと回動される様子を示す図である。この図１０では、図９に示されている構造物３３０が、内側回動軸１０４ａと直交する断面と、外側回動軸１０５ａと直交する断面と、の２つの断面について示されている。
【００８６】
まず、反射板１０１に取り付けられた第１磁気素子３０６は、その厚み方向に磁力Ｆ３１を発する。そして、第１制御部３１０が第１磁気アクチュエータ３０８のコイル３０８ｂにＡＣ電流を流すと、ヨーク３０８ａの２本の腕部の端部間に第１磁気素子３０６の磁力Ｆ３１及び内側回動軸１０４ａと直交する向きの磁力Ｆ３２が発生する。このように発生させた磁力Ｆ３２と、第１磁気素子３０６の磁力Ｆ３１と、の間の反発と吸引によって第１回動方向Ｄ１１に反射板１０１が内側回動軸１０４ａ回りに回動することとなる。そして、第１制御部３１０が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、第１磁気アクチュエータ３０８の磁力Ｆ３２の向きが反転し、それにより第１回動方向Ｄ１１の向きも反転する。
【００８７】
内側ベース１０２に取り付けられた第２磁気素子３０７をなす２つの素子部分３０７ａは、各厚み方向について互いに同じ向きの磁力Ｆ３３１，Ｆ３３２を発する。また、２つの第２磁気素子３０７の相互間でも、対応する位置の素子部分３０７ａにおける磁力の向きは同じ向きになる。
【００８８】
そして、本実施例では、第２制御部３１１が、２つの素子部分３０７ａをヨーク３０９ａの端部間に挟むように配置された第２磁気アクチュエータ３０９のコイル３０９ｂにＡＣ電流を流す。すなわち、２つの素子部分３０７ａの各々に近いヨーク３０９ａの端部の各々には、異なる極性が現れる。各々が２つの素子部分３０７ａからなる２つの第２磁気素子３０７それぞれについて設けられた２つの第２磁気アクチュエータ３０９の相互間では、第２制御部３１１から各コイル３０９ｂに互いに同位相のＡＣ電流が流される。
【００８９】
各第２磁気アクチュエータ３０９のコイル３０９ｂにこのようなＡＣ電流が流されると、ヨーク３０９ａにおける２本の腕部の端部間に、２つの素子部分３０７ａに対し、まとめて磁気的に働きかける磁力Ｆ３４が発生する。この磁力Ｆ３４は、各素子部分３０７ａの磁力Ｆ３３１，Ｆ３３２及び外側回動軸１０５ａと直交するものである。このように発生させた磁力Ｆ３４と、２つの素子部分３０７ａの磁力Ｆ３３１，Ｆ３３２と、の間の反発と吸引によって、２つの素子部分３０７ａを、互いに上下逆向きに動かそうとする力が働く。その結果、第２回動方向Ｄ１２に内側ベース１０２が外側回動軸１０５ａ回りに反射板１０１ごと回動する。第２制御部３１１が流すＡＣ電流の極性が変わる度に、磁力Ｆ３４や第２回動方向Ｄ１２の向きは反転する。
【００９０】
ここで、外側駆動部３２２は、次のような第１周波数ｆ３３で、内側ベース１０２を外側回動軸１０５ａ回りに反射板１０１ごと回動させる。ここにいう第１周波数ｆ３３とは、反射板１０１、内側ベース１０２、内側弾性部１０４、外側弾性部１０５、第１磁気素子３０６、及び２つの第２磁気素子３０７を、有する外側振動系３３２の共振周波数ｆ３２である。具体的には、第２制御部３１１が、２つの第２磁気アクチュエータ３０９のコイル３０９ｂそれぞれに、外側振動系３３２の共振周波数ｆ３２である第１周波数ｆ３３でＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。この結果、外側振動系３３２において共振周波数ｆ３２での共振が発生し、反射板１０１及び内側ベース１０２が共振駆動されることとなる。尚、本実施例でも、この共振駆動について第２制御部３１１がコイル３０９ｂに流すＡＣ電流として正弦波ＡＣ電流が採用される。
【００９１】
他方、内側駆動部３２１は、外側振動系３３２の共振周波数ｆ３２である第１周波数ｆ３３よりも低い第２周波数ｆ３４で、反射板１０１を内側回動軸１０４ａ回りに回動させる。具体的には、第１制御部３１０が、第１磁気アクチュエータ３０８のコイル３０８ｂに、上記の第２周波数ｆ３４のＡＣ電流を流すことで、このような回動が行われる。
【００９２】
このとき、本実施例では、内側駆動部３２１は、上記の第２周波数ｆ３４として、反射板１０１、内側弾性部１０４、及び第１磁気素子３０６を有する内側振動系３３１の共振周波数ｆ３１よりも低い周波数で、反射板１０１を回動させるものとなっている。この結果、内側振動系３３１においては共振が発生せず、第１制御部３１０がコイル３０８ｂに流すＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応した振動が発生し、反射板１０１がリニア駆動されることとなる。リニア駆動では、反射板１０１の振動がＡＣ電流の振幅変化にリニアに対応することから、第１制御部３１０がコイル３０８ｂに流すＡＣ電流としては所望の波形のＡＣ電流が採用される。
【００９３】
本実施例においても、図１に示されている光走査装置１では、上述した共振駆動のときの入射光Ｌ１１による走査が主走査として利用される。また、リニア駆動のときの入射光Ｌ１１による走査が副走査として利用される。
【００９４】
以上に説明した第３実施例の駆動装置３００及び光走査装置１によっても、上述した第１実施例と同様に、反射板１０１の歪を抑制しつつ反射板１０１を広角で回動させることができることはいうまでもない。また、本実施例によれば、消費電力を抑制して反射板１０１を駆動することができることについても第１実施例と同様である。
【００９５】
また、本実施例では、第２磁気アクチュエータ３０９が、第２磁気素子３０７をなす２つの素子部分３０７ａに対し、まとめて磁気的に働きかけるものとなっている。これによれば、２つの素子部分３０７ａそれぞれについて磁気アクチュエータを設ける構造と比較して第２磁気アクチュエータ３０９の数が抑えられるので、装置構造の簡単化によるコスト低減を図ることができる。
【００９６】
尚、本発明は、以上に説明した実施例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００９７】
例えば、上述した第１〜第３実施例では、被駆動部の一例として、反射板１０１が例示されている。しかしながら、被駆動部はこれに限るものではなく、回動されるものであれば、その具体的な態様を問うものではない。
【００９８】
また、上述した第１〜第３実施例では、第１磁気素子の一例として永久磁石の磁気素子１０６、第１磁気素子２０６，３０６が例示されている。同様に、第２磁気素子の一例として、永久磁石の第２磁気素子２０７、永久磁石の素子部分３０７ａを２つ有する第２磁気素子３０７が例示されている。しかしながら、第１磁気素子や第２磁気素子は、これらに限るものではなく、例えば電流が流されて磁界を受けると駆動力が生じるコイル等であってもよい。この場合、このコイルを動かす磁気アクチュエータは永久磁石であってもよい。
【００９９】
また、上述した第１〜第３実施例では、円板状の反射板１０１、四角枠の内側ベース１０２，２０２、及び四角枠の外側ベース１０３が例示されている。しかしながら、反射板、内側ベース、及び外側ベースはこれらに限るものではない。反射板、内側ベース、及び外側ベースの各形状は、四角板状や円形枠等であってもよく、具体的な形状については任意に設定し得る。
【０１００】
また、本実施例では、磁気素子１０６、第１磁気素子２０６，３０６、第２磁気素子２０７，３０７について、反射板１０１の一方の面の側に取り付けられたものとして説明した。しかしながら、各取付位置の両面に取り付けてもよく、各取付位置に開口を設け、そこに磁気素子をはめ込んでもよい。この場合、反射板１０１の両方の面に磁気素子が現れることになる。磁気素子を両面に取り付けた場合、又は開口にはめ込んだ場合は、反射板の回転軸に対してバランスがとれた状態にできるので、例えば非駆動時において反射板が回転して一方に傾いてしまうことがない。
【０１０１】
また、本実施例では、正方形板状の磁気素子１０６、第１磁気素子２０６，３０６、及び直方体状の第２磁気素子２０７、第２磁気素子３０７をなす直方体状の素子部分が例示されている。しかしながら、これらの磁気素子は、反射板１０１や内側ベース１０２，２０２を回転駆動させるのに十分な力が得られるのであれば、磁気素子の形状やサイズ等は任意に設定できる。
【符号の説明】
【０１０２】
１      光走査装置
１１    光源
１２    光ディテクタ
１３    ビームスプリッタ
１４    光源用レンズ
１５    ディテクタ用レンズ
１６    共用レンズ
１００，２００，３００  駆動装置
１０１  反射板
１０１ａ  反射面
１０１ｂ  反対面
１０２，２０２  内側ベース
１０３  外側ベース
１０４  内側弾性部
１０４ａ  内側回動軸
１０５  外側弾性部
１０５ａ  外側回動軸
１０６  磁気素子
１０７，２０８，３０８  第１磁気アクチュエータ
１０７ａ，１０８ａ，２０８ａ，２０９ａ，３０８ａ，３０９ａ  ヨーク
１０７ｂ，１０８ｂ，２０８ｂ，２０９ｂ，３０８ｂ，３０９ｂ  コイル
１０８，２０９．３０９  第２磁気アクチュエータ
１０９，２１０，３１０  第１制御部
１１０，２１１，３１１  第２制御部
１２１，２２１，３２１  内側駆動部
１２２，２２２，３２２  外側駆動部
１３０，２３０，３３０  構造物
１３１，２３１，３３１  内側振動系
１３２，２３２，３３２  外側振動系
１３３  補強構造
１３５  酸化膜
１３４  基板層
１３６  応力緩和領域
２０２ａ  枠部分
２０２ｂ  固定領域
２０６，３０６  第１磁気素子
２０７，３０７  第２磁気素子
３０７ａ  素子部分
Ｄ１１  第１回動方向
Ｄ１２  第２回動方向
Ｆ１１，Ｆ１２，Ｆ１３，Ｆ２１，Ｆ２２，Ｆ２３，Ｆ２４１，Ｆ２４２，Ｆ３１，Ｆ３２，Ｆ３３１，Ｆ３３２，Ｆ３４  磁力
Ｌ１１  入射光
Ｌ１２  戻り光
ｆ１２，ｆ２２，ｆ３２  共振周波数
ｆ１３，ｆ２３，ｆ３３  第１周波数
ｆ１４，ｆ２４，ｆ３４  第２周波数
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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