(57)【要約】  光学反射素子は、光を反射する反射部と、反射部に連結された第一接続部と、第一接続部に連結された第一と第二伝達部と、第一と第二伝達部の基端部にそれぞれ連結された第一と第二振動部と、第一と第二振動部の先端部にそれぞれ連結された第一と第二駆動部と、基部と、基部に対し第一と第二振動部を振動可能に基部に接続する第二接続部とを備える。この光学反射素子は、振動部の振動を効率よく反射部の回転揺動に変換でき、良好な振れ角特性を有する。
2019087919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一回転軸を中心として回転揺動し、光を反射する反射部と、
前記第一回転軸に沿って配置され、前記反射部に連結された先端部と、基端部とを有する第一接続部と、
基端部と、前記第一接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第一伝達部であって、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第一伝達部の前記先端部から延在し、前記第一接続部にトルクを伝達する前記第一伝達部と、
基端部と、前記第一接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第二伝達部であって、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の逆側において前記第一回転軸から遠ざかるように前記第二伝達部の前記先端部から延在し、前記第一接続部にトルクを伝達する前記第二伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の同じ側において前記第一回転軸と交差する第一交差方向に配置され、前記第一伝達部の前記基端部に連結された第一振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の逆側において前記第一回転軸と交差する第二交差方向に配置され、前記第二伝達部の前記基端部に連結された第二振動部と、
前記第一振動部の前記先端部に連結され、前記第一振動部と前記第一伝達部を介して前記第一接続部を回転揺動させる第一駆動部と、
前記第二振動部の前記先端部に連結され、前記第二振動部と前記第二伝達部を介して前記第一接続部を回転揺動させる第二駆動部と、
第一基部と、
前記第一基部に対し前記第一振動部と前記第二振動部とを振動可能に前記第一基部に接続する第二接続部と
を備える光学反射素子。
【請求項２】
前記第一伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第一伝達部の歪を検出する第一モニタ素子をさらに備えた、請求項１に記載の光学反射素子。
【請求項３】
前記第二伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第二伝達部の歪を検出する第二モニタ素子をさらに備え、
前記第一モニタ素子の出力と前記第二モニタ素子の出力とが差動検出される、請求項２に記載の光学反射素子。
【請求項４】
前記反射部に対し前記第一接続部の逆側に前記第一回転軸に沿って配置され、前記反射部に連結された先端部と、基端部とを有する第三接続部と、
基端部と、前記第三接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第三伝達部であって、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第三伝達部の前記先端部から延在し、前記第三接続部にトルクを伝達する前記第三伝達部と、
基端部と、前記第三接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第四伝達部であって、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の逆側において、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第三伝達部の前記先端部から延在し、前記第三接続部にトルクを伝達する前記第四伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の同じ側において前記第一回転軸と交差する第三交差方向に配置され、前記第三伝達部の前記基端部に連結された第三振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の逆側において前記第一回転軸と交差する第四交差方向に配置され、前記第四伝達部の前記基端部に連結された第四振動部と、
前記第三振動部の前記先端部に連結され、前記第三振動部と前記第三伝達部とを介して前記第三接続部を回転揺動させる第三駆動部と、
前記第四振動部の前記先端部に連結され、前記第四振動部と前記第四伝達部とを介して前記第三接続部を回転揺動させる第四駆動部と、
第二基部と、
前記第二基部に対し前記第三振動部と前記第四振動部とを振動可能に前記第二基部に接続する第四接続部と
をさらに備えた、請求項１に記載の光学反射素子。
【請求項５】
前記第一伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第一伝達部の歪を検出する第一モニタ素子と、
前記第二伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第二伝達部の歪を検出する第二モニタ素子と、
前記第三伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第三伝達部の歪を検出する第三モニタ素子と、
前記第四伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第四伝達部の歪を検出する第四モニタ素子と、
をさらに備え、
前記第一モニタ素子の出力と前記第二モニタ素子の出力と前記第三モニタ素子の出力と前記第四モニタ素子の出力とが差動検出される、請求項４に記載の光学反射素子。
【請求項６】
前記第一モニタ素子は圧電材料を含み、
前記第一駆動部は圧電材料を含む第一圧電素子を有し、
前記第二駆動部は圧電材料を含む第二圧電素子を有し、
前記第一圧電素子の前記圧電材料と前記第二圧電素子の前記圧電材料とは、前記第一モニタ素子の前記圧電材料と同じである、請求項２から５のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項７】
前記第一回転軸と交差する方向に延在する第二回転軸に沿って配置され、前記第一基部に連結された先端部と、基端部とを有する第五接続部と、
基端部と、前記第五接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第五伝達部であって、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第五伝達部の前記先端部から延在し、前記第五接続部にトルクを伝達する前記第五伝達部と、
基端部と、前記第五接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第六伝達部であって、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の逆側において、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第六伝達部の前記先端部から延在し、前記第五接続部にトルクを伝達する前記第六伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の同じ側において前記第二回転軸と交差する第五交差方向に配置され、前記第五伝達部の前記基端部に連結された第五振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の逆側において前記第二回転軸と交差する第六交差方向に配置され、前記第六伝達部の前記基端部に連結された第六振動部と、
前記第五振動部の前記先端部に連結され、前記第五振動部と前記第五伝達部とを介して前記第五接続部を回転揺動させる第五駆動部と、
前記第六振動部の前記先端部に連結され、前記第六振動部と前記第六伝達部とを介して前記第五接続部を回転揺動させる第六駆動部と、
第三基部と、
前記第三基部に対し前記第五振動部と前記第六振動部を振動可能に前記第三基部に接続する第六接続部と
をさらに備えた、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項８】
前記反射部に対し前記第五接続部の逆側に前記第二回転軸に沿って配置され、前記第一基部に連結された先端部と、基端部とを有する第七接続部と、
基端部と、前記第七接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第七伝達部であって、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第七伝達部の前記先端部から延在し、前記第七接続部にトルクを伝達する前記第七伝達部と、
基端部と、前記第七接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第八伝達部であって、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の逆側において、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第八伝達部の前記先端部から延在し、前記第七接続部にトルクを伝達する前記第八伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の同じ側において前記第二回転軸と交差する第七交差方向に配置され、前記第七伝達部の前記基端部に連結された第七振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の逆側において前記第二回転軸と交差する第八交差方向に配置され、前記第八伝達部の前記基端部に連結された第八振動部と、
前記第七振動部の前記先端部に連結され、前記第七振動部と前記第七伝達部とを介して前記第七接続部を回転揺動させる第七駆動部と、
前記第八振動部の前記先端部に連結され、前記第八振動部と前記第八伝達部とを介して前記第七接続部を回転揺動させる第八駆動部と、
第四基部と、
前記第四基部に対し前記第七振動部と前記第八振動部を振動可能に前記第四基部に接続する第八接続部と、
をさらに備えた、請求項７に記載の光学反射素子。
【請求項９】
前記第一伝達部と前記第二伝達部とは前記第一回転軸に対して回転対称である、請求項１から８のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１０】
前記第一伝達部は、前記第一接続部の前記基端部から前記第一振動部まで一直線に延びる棒状であり、
前記第二伝達部は、前記第一接続部の前記基端部から前記第二振動部まで一直線に延びる棒状である、請求項１から９のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１１】
前記第一振動部の前記基端部は前記第二振動部の前記基端部と連結位置で接続され、
前記第一伝達部の前記基端部は、前記連結位置から離れて前記第一振動部に連結され、
前記第二伝達部の前記基端部は、前記連結位置から離れて前記第二振動部に連結される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１２】
前記第一接続部のねじり剛性は前記第二接続部のねじり剛性より小さい、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１３】
前記第一駆動部の前記第一振動部の前記先端部の反対側の部分から突出する第一突出部と、
前記第二駆動部の前記第二振動部の前記先端部の反対側の部分から突出する第二突出部と、
をさらに備えた、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射により光の照射位置を往復動させる光学反射素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１はレーザ光の照射位置を往復動させる従来の光学反射素子を開示している。その光学反射素子は、レーザ光を反射する反射体と、この反射体に接続された接続体と、反射体の回転軸と交差する方向に延在する二本のアーム状の振動体と、これらの振動体をそれぞれ振動させる駆動体とを備えている。接続体は自らが捩れることにより反射体を回転揺動させる。振動体は、接続体に往復の捩れを発生させる。駆動体は、これらの振動体をそれぞれ振動させる圧電素子などを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４４６０２号公報
【発明の概要】
【０００４】
光学反射素子は、光を反射する反射部と、反射部に連結された第一接続部と、第一接続部に連結された第一と第二伝達部と、第一と第二伝達部の基端部にそれぞれ連結された第一と第二振動部と、第一と第二振動部の先端部にそれぞれ連結された第一と第二駆動部と、基部と、基部に対し第一と第二振動部を振動可能に基部に接続する第二接続部とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】図１は、実施の形態１に係る光学反射素子の平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る光学反射素子の斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る他の光学反射素子の平面図である。
【図４】図４は、実施の形態２に係る光学反射素子の平面図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る光学反射素子の示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本開示に係る光学反射素子の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【０００７】
また、図面は、本開示を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。
【０００８】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光学反射素子１００の平面図である。図２は、実施の形態１に係る光学反射素子１００の斜視図である。
【０００９】
光学反射素子１００は、レーザ光などの光の反射角度を周期的に変更して光の照射位置を周期的に掃引する。光学反射素子１００は、反射部１１０と、接続部１２１、１２２と、伝達部１３１、１３２と、振動部１４１、１４２と、駆動部１５１、１５２と、基部１６１とを備えている。本実施の形態では、反射部１１０の一部と、接続部と、伝達部と、振動部の一部と、基部とは１つの基板から不要部分を除去することにより一体に成形されたものである。具体的に例えば、半導体製造過程で用いられるエッチング技術を用いてシリコン基板の不要部分を除去し反射部１１０の一部と、接続部と、伝達部と、振動部の一部と、基部とが一体に成形される。光学反射素子１００は、いわゆるＭＥＭＳ（メムス、Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）である。また、光学反射素子１００は、モニタ素子１７１、１７２をさらに備えている。
【００１０】
接続部１２１、１２２は先端部１２１Ａ、１２２Ａと基端部１２１Ｂ、１２２Ｂとをそれぞれ有し、先端部１２１Ａ、１２２Ａから基端部１２１Ｂ、１２２Ｂまで、すなわち基端部１２１Ｂ、１２２Ｂから先端部１２１Ａ、１２２Ａまでそれぞれ延びている。伝達部１３１、１３２は先端部１３１Ａ、１３２Ａと基端部１３１Ｂ、１３２Ｂとをそれぞれ有し、先端部１３１Ａ、１３２Ａから基端部１３１Ｂ、１３２Ｂまで、すなわち基端部１３１Ｂ、１３２Ｂから先端部１３１Ａ、１３２Ａまでそれぞれ延びている。振動部１４１、１４２は先端部１４１Ａ、１４２Ａと基端部１４１Ｂ、１４２Ｂとをそれぞれ有し、先端部１４１Ａ、１４２Ａから基端部１４１Ｂ、１４２Ｂまで、すなわち基端部１４１Ｂ、１４２Ｂから先端部１４１Ａ、１４２Ａまでそれぞれ延びている。駆動部１５１、１５２は先端部１５１Ａ、１５２Ａと基端部１５１Ｂ、１５２Ｂとをそれぞれ有し、先端部１５１Ａ、１５２Ａから基端部１５１Ｂ、１５２Ｂまで、すなわち基端部１５１Ｂ、１５２Ｂから先端部１５１Ａ、１５２Ａまでそれぞれ延びている。
【００１１】
ここで、基板を構成する材料は、特に限定されるものではないが、金属、結晶体、ガラス、樹脂など機械的強度および高いヤング率を有する材料が好ましい。具体的には、シリコン、チタン、ステンレス、エリンバー、黄銅合金などの金属や合金を例示出る。これら金属、合金などを用いれば、振動特性、加工性に優れた光学反射素子１００を実現できる。
【００１２】
反射部１１０は、回転軸１０１を中心として反復回転振動し、光を反射する。反射部１１０の形状は、特に限定されるものではないが、本実施の形態では、矩形の板状であり、光を高い反射率で反射することができる反射面１１１を有する。反射面１１１の材質は、任意に選定することができ、例えば、金、銀、銅、アルミニウムなどの金属や金属化合物などの他、二酸化珪素、二酸化チタンなどから構成される誘電体多層膜を例示できる。また、反射面１１１は複数層で構成されるものでもよい。さらに、反射面１１１は、反射部１１０の表面を平滑に磨くことにより設けてもかまわない。反射面１１１は、平面ばかりでなく曲面であってもよい。
【００１３】
接続部１２１は、回転軸１０１に沿って配置され、反射部１１０と先端部１２１Ａが連結されて反射部１１０を保持する。接続部１２１は、反射部１１０を回転揺動させる為のトルクを反射部１１０に伝達し、接続部１２１が回転軸１０１周りに角度θ１だけ捩れることで反射部１１０を保持しつつ反射部１１０を角度θ１だけ回転揺動させることができる。
【００１４】
接続部１２１の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより反射部１１０を回転揺動させる部材であるため、反射部１１０よりも幅（図中Ｘ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２１の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２１の厚さは反射部１１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２１は、反射部１１０から伝達部１３１、１３２すなわち先端部１２１Ａから基端部１２１Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０１に沿って均一の形状および均一の面積とすることにより、光学反射素子１００を駆動させた際に接続部１２１が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２１の破損を回避することができる。
【００１５】
なお、これらの構成材料が同じ厚みである必要は無く、例えば反射部１１０は、接続部１２１や伝達部１３１よりも厚くすることで、反射部１１０の表面の歪みを抑制できるので好ましい。また、基部１６１を他の部分より厚くすることで、光学反射素子１００を例えば他の製品の平坦な面に実装した時に、駆動部１５１、１５２および反射部１１０が駆動するために必要なＺ軸方向の空間を確保することができるので好ましく、また、光学反射素子１００全体の構造的強度が向上するので好ましい。
【００１６】
なお、回転軸１０１に沿うとは、本実施の形態のように、接続部１２１が真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、接続部１２１が蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていても、仮想的に真っ直ぐな回転軸１０１に全体として沿う場合を含む。
【００１７】
伝達部１３１、１３２は、振動部１４１、１４２の振動をトルクとして接続部１２１に伝達する。伝達部１３１は、接続部１２１の反射部１１０の反対側の基端部１２１Ｂに先端部１３１Ａが連結され、基端部１３１Ｂは振動部１４１に連結されている。伝達部１３１は、回転軸１０１に交差し回転軸１０１から遠ざかるように先端部１３１Ａから延在し、かつ、振動部１４１と交差するように延在している。伝達部１３２は、回転軸１０１を含み反射部１１０の表面に垂直な仮想面に対し伝達部１３１の逆側に位置する。接続部１２１の反射部１１０の反対側の基端部１２１Ｂに先端部１３２Ａが連結され、基端部１３２Ｂは振動部１４２に連結されている。伝達部１３２は、回転軸１０１に交差し回転軸１０１から遠ざかるように先端部１３２Ａから延在し、かつ、振動部１４２と交差するように延在している。
【００１８】
本実施の形態では、伝達部１３１と伝達部１３２とは、回転軸１０１を中心に１８０度回転させると一致する回転対称の関係、すなわち線対称に配置されている。伝達部１３１は、接続部１２１の基端部１２１Ｂすなわち伝達部１３１の先端部１３１Ａから振動部１４１すなわち基端部１３１Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３２は、接続部１２１の基端部１２１Ｂすなわち伝達部１３２の先端部１３２Ａから振動部１４２すなわち基端部１３２Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３１と伝達部１３２との間には回転軸１０１を含む隙間１０１Ｓ１（空間）が存在している。隙間１０１Ｓ１は回転軸１０１上に位置する。このように、伝達部１３１、１３２が一直線上に延在する棒形状である場合、振動部１４１、１４２の振動をトルクとして高効率で接続部１２１に伝達することが可能である。
【００１９】
特許文献１に開示されている従来の光学反射素子は、モーターによりポリゴンミラーを回転させる反射素子に比べて小型かつ軽量であり反射体を回転揺動させる電力も少ない。しかし、前記光学反射素子は、回転揺動可能な範囲である振れ角が狭いため、反射したレーザ光が到達する範囲が狭い。
【００２０】
対して、本実施の形態における光学反射素子１００では、前述のように、振動部１４１、１４２の振動をトルクとして高効率で接続部１２１に伝達することが可能である。
【００２１】
伝達部１３１、１３２が延びる方向の回転軸１０１に対する角度は１５度以上、８０度以下の範囲から選定されても良い。なお、伝達部１３１、１３２の形状は、直線状ばかりでなく、湾曲や屈曲するものでもかまわない。
【００２２】
なお、実施の形態において「交差」とは、二本の線が接触する交差ばかりでなく二本の線が接触しない立体交差も含む。
【００２３】
振動部１４１、１４２は、回転軸１０１を中心とする周方向に振動することにより、反射部１１０を回転揺動させるトルクを発生させるためのアーム状の部材であり、回転軸１０１に交差する交差方向Ｄ１４１、Ｄ１４２にそれぞれ延在する。振動部１４１は、回転軸１０１に対し伝達部１３１の同じ側において回転軸１０１と交差する交差方向Ｄ１４１に配置され、伝達部１３１の基端部１３１Ｂが連結されている。振動部１４２は、回転軸１０１に対し伝達部１３１の逆側において回転軸１０１と交差する交差方向Ｄ１４２に配置され、伝達部１３２の基端部１３２Ｂが連結されている。
【００２４】
本実施の形態では、振動部１４１は、回転軸１０１に直交する方向に延在する矩形棒状の部材である。振動部１４２は、回転軸１０１に直交し振動部１４１の逆方向に延在する矩形棒状の部材である。
【００２５】
また、振動部１４１の基端部１４１Ｂと振動部１４２の基端部１４２Ｂとは連結部１１４９により一体に連結位置１１４９Ｐで連結されている。振動部１４１と振動部１４２とは、回転軸１０１を中心にして回転軸１０１に直交する方向に延在する真っ直ぐな１つの棒状を構成する。伝達部１３１の基端部１３１Ｂは、連結部１１４９と駆動部１５１との間の位置すなわち振動部１４１の先端部１４１Ａと基端部１４１Ｂとの間の位置に連結されている。伝達部１３２の基端部１３２Ｂは、連結部１１４９と駆動部１５２との間の位置すなわち振動部１４２の先端部１４２Ａと基端部１４２Ｂとの間の位置に連結されている。また、伝達部１３１と振動部１４１とが連結する部分の少なくとも一部と、伝達部１３２と振動部１４２とが連結する部分の少なくとも一部とは、接続部１２２よりもＸ方向において外側に配置されるすなわち接続部１２２の外郭よりも回転軸１０１から離れていることが望ましい。この構成により、振動部１４１、１４２の振動を伝達部１３１、１３２に効果的に伝達できる。本実施の形態では、伝達部１３１、１３２と振動部１４１、１４２とが連結する部分の全部が、接続部１２２よりも外側に配置されている。すなわち接続部１２２の外郭よりも回転軸１０１から離れている。すなわち、隙間１０１Ｓ１の回転軸１０１に直角の方向の幅Ｌ１０１Ｓ１は、伝達部１３１、１３２の基端部１３１Ｂ、１３２Ｂ間の間隔であり、接続部１２２の回転軸１０１に直角の方向の幅Ｌ１２２より大きい。隙間１０１Ｓ１の回転軸１０１に直角の方向の幅Ｌ１０１Ｓ１は、接続部１２２の回転軸１０１に直角の方向の幅Ｌ１２２を含む。
【００２６】
実施の形態１における光学反射素子１００では、互いに連結された振動部１４１と駆動部１５１と、互いに連結された振動部１４２と駆動部１５２と、振動部１４１、１４２の基端部１４１Ｂ、１４２Ｂを連結位置１１４９Ｐで互いに連結する連結部１１４９とを備える、所謂、音叉振動子で駆動振動を発生させて反射部１１０を回転させるためのトルクを発生させる。上記音叉振動子では、駆動部１５１と連結する振動部１４１が、駆動部１５２と連結する振動部１４２と連結部１１４９によりリジットに固定されていることにより、駆動部１５１、１５２と振動部１４１、１４２の高いＱ値を有する音叉振動（駆動）を実現することができる。その結果、安定した駆動振動（トルク）を伝達部１３１、１３２と接続部１２１に発生させることができる。
【００２７】
振動部１４１、１４２の基端部１４１Ｂ、１４２Ｂの間に切欠部が設けられていて、振動部１４１、１４２が連結部１１４９により連結されていない場合には、音叉振動子としての理想的な駆動が励起されにくくなり、その結果、Ｑ値が低くなり、安定した駆動ができなる。
【００２８】
駆動部１５１、１５２は、振動部１４１、１４２の先端部１４１Ａ、１４２Ａを回転軸１０１を中心とする周方向にそれぞれ振動させるための駆動力を発生させる。駆動部１５１は振動部１４１の先端部１４１Ａに連結され、振動部１４１を回転軸１０１周りに振動させ、伝達部１３１を介して接続部１２１を回転軸１０１周りに回転揺動させる。駆動部１５２は、振動部１４２の先端部１４２Ａに連結され、振動部１４２を回転軸１０１周りに振動させ、伝達部１３２を介して接続部１２１を回転軸１０１周りに回転揺動させる。
【００２９】
本実施の形態では、駆動部１５１は、振動部１４１の先端部１４１Ａに基端部１５１Ｂが一体に連結され、回転軸１０１に沿って反射部１１０に向かって延在する駆動本体部１８３を備える。駆動本体部１８３は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１８３は先端部１８３Ａと基端部１８３Ｂとを有し、先端部１８３Ａから基端部１８３Ｂまで、すなわち基端部１８３Ｂから先端部１８３Ａまで延びている。駆動部１５１の先端部１５１Ａと基端部１５１Ｂは、それぞれ駆動本体部１８３の先端部１８３Ａと基端部１８３Ｂである。駆動本体部１８３の表面に回転軸１０１に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１８５を備えている。圧電素子１８５に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１８５が伸縮を繰り返す。圧電素子１８５の伸縮に対応して駆動本体部１８３（駆動部１５１）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１８３（駆動部１５１）は、振動部１４１に連結している基端部１８３Ｂよりも突出している先端部１８３Ａが大きく振動し、駆動本体部１８３（駆動部１５１）全体の振動エネルギーが振動部１４１の先端部１４１Ａに伝達する。
【００３０】
駆動部１５２も駆動部１５１と同様に、駆動本体部１８４と圧電素子１８６とを備え、回転軸１０１を含み反射部１１０の表面に直交する仮想的な面に対し駆動部１５１と対称の位置に配置されている。駆動部１５２の動作も駆動部１５１の動作と同様である。
【００３１】
すなわち、駆動部１５２は、振動部１４２の先端部１４２Ａに基端部１５２Ｂが一体に連結され、回転軸１０１に沿って反射部１１０に向かって延在する駆動本体部１８４を備える。駆動本体部１８４は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１８４は先端部１８４Ａと基端部１８４Ｂとを有し、先端部１８４Ａから基端部１８４Ｂまで、すなわち基端部１８４Ｂから先端部１８４Ａまで延びている。駆動部１５２の先端部１５２Ａと基端部１５２Ｂは、それぞれ駆動本体部１８４の先端部１８４Ａと基端部１８４Ｂである。駆動本体部１８４の表面に回転軸１０１に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１８６を備えている。圧電素子１８６に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１８６が伸縮を繰り返す。圧電素子１８６の伸縮に対応して駆動本体部１８４（駆動部１５２）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１８４（駆動部１５２）は、振動部１４２に連結している基端部１８４Ｂよりも突出している先端部１８４Ａが大きく振動し、駆動部１５２全体の振動エネルギーが振動部１４２の先端部１４２Ａに伝達する。
【００３２】
本実施の形態では、圧電素子１８５、１８６は、駆動本体部１８３、１８４の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５１、１５２をより薄型にすることができる。
【００３３】
なお、駆動部１５１、１５２は、圧電素子１８５、１８６の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、またそれら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。圧電素子１８５、１８６は、振動体１４１、１４２まで延びていてもよい。その場合、伝達体に対するトルクを更に大きくすることができる。
【００３４】
基部１６１は、光学反射素子１００を外部の構造部材などに取り付けるための部材である。基部１６１は、基部１６１に対して振動部１４１、１４２を振動可能に接続する接続部１２２と連結されている。
【００３５】
接続部１２２は、回転軸１０１に沿って配置されており、基端部１２２Ｂが基部１６１に連結され、先端部１２２Ａが振動部１４１の基端部１４１Ｂと振動部１４２の基端部１４２Ｂとに連結されている。
【００３６】
接続部１２２の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより振動部１４１、１４２の振動を伝達部１３１、１３２を介して効果的に接続部１２１にトルクとして伝達させるために、接続部１２１と同様、または接続部１２１よりも太い棒状となっている。接続部１２２の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形である。接続部１２２の厚さは接続部１２１、および他の部分と同じ厚さになっている。従って、接続部１２２の幅（図中Ｘ軸方向の長さ）は、接続部１２１よりも広くなっている。また、接続部１２２は、基部１６１から振動部１４１、１４２に至るまですなわち基端部１２２Ｂから先端部１２２Ａに至るまで同一の断面形状となっている。これにより、接続部１２１と同様、応力の集中を回避して接続部１２２が破断することを防止している。また、接続部１２１のねじり剛性は、回転軸１０１の方向の同じ長さの接続部１２２のねじり剛性よりも小さくなっている。
【００３７】
なお、接続部１２２も接続部１２１と同様、回転軸１０１に真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていてもかまわない。
【００３８】
モニタ素子１７１、１７２は、伝達部１３１、１３２に取り付けられ、伝達部１３１、１３２の湾曲状態を歪としてそれぞれ検出する。特に直線状に延在する棒状の伝達部１３１、１３２は、接続部１２１にトルクを伝達するために殆ど捩れることなく厚み方向（Ｚ軸方向）に湾曲するため、モニタ素子１７１、１７２が伝達部１３１、１３２の湾曲を高精度に検出することが可能となる。従って、モニタ素子１７１、１７２により反射部１１０の回転揺動の状態を正確にモニタリングすることができる。
【００３９】
本実施の形態では、伝達部１３１、１３２に、モニタ素子１７１、１７２がそれぞれ取り付けられている。モニタ素子１７１、１７２は検出回路９０１に接続されている。検出回路９０１は２つのモニタ素子１７１、１７２の出力を差動検出する、すなわち、２つのモニタ素子１７１、１７２の出力の差を検出しその差に対応する差動信号を出力する。これにより２つのモニタ素子１７１、１７２の出力に含まれる種々のノイズをキャンセルして高い精度で反射部１１０の回転揺動の状態を上記の差によりモニタリングでき、駆動部１５１、１５２の駆動の制御にフィードバックすることが可能となる。具体的には、検出回路９０１は差動信号に基づいて圧電素子１８５、１８６に印加する電圧を制御して駆動部１５１、１５２の振動の振幅を制御する。
【００４０】
本実施の形態では、伝達部１３１、１３２の湾曲による歪を検出するモニタ素子１７１、１７２は、一対の電極と、それらの電極間に挟まれた圧電材料よりなる。モニタ素子１７１、１７２の圧電材料は、圧電素子１８５、１８６の圧電材料と同じであることが好ましい。この構成により、光学反射素子１００を製造する際に、モニタ素子１７１、１７２と圧電素子１８５、１８６とを１つのプロセスで同時に高効率に形成することができる。
【００４１】
モニタ素子１７１、１７２は、圧電材料の代わりに、金属歪ゲージや半導体歪ゲージ等の、歪に応じて変化する抵抗値を有する歪抵抗素子で形成されていてもよい。
【００４２】
実施の形態１にかかる光学反射素子１００では、駆動部１５１と駆動部１５２とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４１と振動部１４２とが逆位相に振動して回転軸１０１周りに同じ回転方向のトルクが発生する。回転軸１０１を挟んで両側に分離した状態で配置される伝達部１３１、１３２により接続部１２１の基端部１２１Ｂにこのトルクを伝達することで、伝達部１３１、１３２どうしでトルクを相殺することなく高効率でトルクを伝達することができる。従って、高い周波数で駆動部１５１、１５２を駆動させた場合でも共振状態で回転揺動する反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、圧電素子１８５、１８６に印加する電圧が小さくても、反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、つまり、振れ角特性の良好な光学反射素子１００を提供することができる。
【００４３】
なお、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本開示の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本開示の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本開示に含まれる。
【００４４】
図３は、実施の形態１に係る他の光学反射素子１００Ａの平面図である。図３において、図１に示す光学反射素子１００と同じ部分には同じ参照番号を付す。光学反射素子１００Ａは、駆動部１５１から突出する突出部３０１と、駆動部１５２から突出する突出部３０２とをさらに有する。突出部３０１は駆動本体部１８３と一体的に形成されており、駆動部１５１の振動部１４１の先端部１４１Ａの反対側の部分からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４１に突出する。突出部３０１は振動部１４１からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４１に位置する。突出部３０２は駆動本体部１８４と一体的に形成されており、駆動部１５２の振動部１４２の先端部１４２Ａの反対側の部分からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４２に突出する。突出部３０２は振動部１４２からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４２に位置する。駆動部１５１はＹ軸の方向に延びる外縁１１５１と、外縁１１５１に比べて回転軸１０１からより遠いＹ軸の方向に延びる外縁２１５１とを有する。駆動部１５２はＹ軸の方向に延びる外縁１１５２と、外縁１１５２に比べて回転軸１０１からより遠いＹ軸の方向に延びる外縁２１５２とを有する。突出部３０１、３０２のＹ軸の方向の幅は、振動部１４１、１４２（先端部１４１Ａ、１４１Ａ）のＹ軸の方向の幅と同じである。Ｘ軸の方向において、突出部３０１、３０２は、振動部１４１、１４２（先端部１４１Ａ、１４１Ａ）とそれぞれ完全に重なる。
【００４５】
図１に示す光学反射素子１００では、振動部１４１、１４２に連結された外縁１１５１、１１５２は、何も連結されていない自由端の外縁２１５１、２１５２より剛性が大きい。駆動部１５１、１５２がＺ軸の方向、詳細には回転軸１０１と中心とする周方向に振動した場合、振動部１４１、１４２の外縁２１５１、２１５２は、剛性が大きい外縁１１５１、１１５２よりも大きく変位し振動する。駆動部１５１、１５２の振動の振幅が極度に大きくなると、外縁２１５１、２１５２の変位が外縁１１５１、１１５２の変位よりも極度に大きくなり、共振周波数の変動等、安定した駆動ができなくなる現象が発生する場合がある。
【００４６】
図３に示す光学反射素子１００Ａでは、突出部３０１、３０２が駆動部１５１、１５２の外縁２１５１、２１５２の剛性を大きくして。外縁１１５１、２１５１、１１５２、２１５２の剛性の差を減少させる。さらに、突出部３０１、３０２は、駆動部１５１、１５２の振動部１４１、１４２の先端部１４１Ａ、１４２Ａの反対側の部分からＸ軸の方向にそれぞれ突出しているので、駆動部１５１、１５２の振動の中心を変位させない。これらの構成により、駆動部１５１、１５２の振動の振幅が極度に大きい場合でも、上記の現象の発生を抑えることができる。
【００４７】
（実施の形態２）
次に、光学反射素子の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態１と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００４８】
図４は、実施の形態２に係る光学反射素子２００の平面図である。図４において、図１と図２に示す実施の形態１にかかる光学反射素子１００と同じ部分には同じ参照番号を付す。
【００４９】
実施の形態２に係る光学反射素子２００では、回転軸１０１に直交し反射部１１０の中心を含む仮想面Ｐ２００に対し面対称の関係にある２つの回転揺動機構により１つの反射部１１０を回転揺動させる。２つの回転揺動機構の一方の回転揺動機構が備える接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子は、２つの回転揺動機構の他方の回転揺動機構が備える接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子と仮想面Ｐ２００に対し面対称に配置されている。また、回転揺動機構がそれぞれ備える接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子の機能や連結態様は、実施の形態１と同様である。
【００５０】
具体的には図４に示すように、回転揺動機構２０１が備える接続部１２１、１２２とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０２は、接続部１２３、１２４を備えている。接続部１２３は、反射部１１０に対し接続部１２１の逆側に回転軸１０１に沿って配置され、反射部１１０と先端部１２３Ａが連結されている。回転揺動機構２０１が備える伝達部１３１、１３２とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０２は、伝達部１３３、１３４を備えている。回転揺動機構２０１が備える振動部１４１、１４２とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０２は、振動部１４３、１４４を備えている。回転揺動機構２０１が備える駆動部１５１、１５２とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０２は、駆動部１５３、１５４を備えている。駆動部１５３は、駆動本体部１８７と、圧電素子１８９とを備え、駆動部１５４は、駆動本体部１８８と圧電素子１９０を備える点も、回転揺動機構２０１と同様である。回転揺動機構２０１が備える基部１６１と面対称に回転揺動機構２０２は基部１６２を備えている。本実施の形態では、基部１６１と基部１６２とは、一体に連結されており、全体として矩形環状の枠部材９１０を形成している。なお、基部１６１と基部１６２とは、枠部材９１０で繋がっていなくとも良い。また、回転揺動機構２０２は、回転揺動機構２０１と同様、伝達部１３３にモニタ素子１７３が取り付けられ、伝達部１３４にモニタ素子１７４が取り付けられている。モニタ素子１７３、１７４はモニタ素子１７１、１７２と同じ材料よりなる。
【００５１】
以下に回転揺動機構２０２の詳細を説明する。
【００５２】
接続部１２３、１２４は先端部１２３Ａ、１２４Ａと基端部１２３Ｂ、１２４Ｂとをそれぞれ有し、先端部１２３Ａ、１２４Ａから基端部１２３Ｂ、１２４Ｂまで、すなわち基端部１２３Ｂ、１２４Ｂから先端部１２３Ａ、１２４Ａまでそれぞれ延びている。伝達部１３３、１３４は先端部１３３Ａ、１３４Ａと基端部１３３Ｂ、１３４Ｂとをそれぞれ有し、先端部１３３Ａ、１３４Ａから基端部１３３Ｂ、１３４Ｂまで、すなわち基端部１３３Ｂ、１３４Ｂから先端部１３３Ａ、１３４Ａまでそれぞれ延びている。振動部１４３、１４４は先端部１４３Ａ、１４４Ａと基端部１４３Ｂ、１４４Ｂとをそれぞれ有し、先端部１４３Ａ、１４４Ａから基端部１４３Ｂ、１４４Ｂまで、すなわち基端部１４３Ｂ、１４４Ｂから先端部１４３Ａ、１４４Ａまでそれぞれ延びている。駆動部１５３、１５４は先端部１５３Ａ、１５４Ａと基端部１５３Ｂ、１５４Ｂとをそれぞれ有し、先端部１５３Ａ、１５４Ａから基端部１５３Ｂ、１５４Ｂまで、すなわち基端部１５３Ｂ、１５４Ｂから先端部１５３Ａ、１５４Ａまでそれぞれ延びている。
【００５３】
接続部１２３は、回転軸１０１に沿って配置され、反射部１１０と先端部１２３Ａが連結されて反射部１１０を保持する。接続部１２３は、反射部１１０を回転揺動させる為のトルクを反射部１１０に伝達し、接続部１２３が回転軸１０１周りに角度θ１だけ捩れることで反射部１１０を保持しつつ反射部１１０を角度θ１だけ回転揺動させることができる。
【００５４】
接続部１２３の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより反射部１１０を回転揺動させる部材であるため、反射部１１０よりも幅（図中Ｘ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２３の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２３の厚さは反射部１１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２３は、反射部１１０から伝達部１３３、１３４すなわち先端部１２３Ａから基端部１２３Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０１に沿って均一の形状および均一の面積とすることにより、光学反射素子２００を駆動させた際に接続部１２３が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２３の破損を回避することができる。
【００５５】
伝達部１３３、１３４は、振動部１４３、１４４の振動をトルクとして接続部１２３に伝達する。伝達部１３３は、接続部１２３の反射部１１０の反対側の基端部１２３Ｂに先端部１３３Ａが連結され、基端部１３３Ｂは振動部１４３に連結されている。伝達部１３３は、回転軸１０１に交差し回転軸１０１から遠ざかるように先端部１３３Ａから延在し、かつ、振動部１４３と交差するように延在している。伝達部１３４は、回転軸１０１を含み反射部１１０の表面に垂直な仮想面に対し伝達部１３３の逆側に位置する。接続部１２３の反射部１１０の反対側の基端部１２３Ｂに先端部１３４Ａが連結され、基端部１３４Ｂは振動部１４４に連結されている。伝達部１３４は、回転軸１０１に交差し回転軸１０１から遠ざかるように先端部１３４Ａから延在し、かつ、振動部１４４と交差するように延在している。
【００５６】
本実施の形態では、伝達部１３３と伝達部１３４とは、回転軸１０１を中心に１８０度回転させると一致する回転対称の関係、すなわち線対称に配置されている。伝達部１３３は、接続部１２３の基端部１２３Ｂすなわち伝達部１３３の先端部１３３Ａから振動部１４３すなわち基端部１３３Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３４は、接続部１２３の基端部１２３Ｂすなわち伝達部１３４の先端部１３４Ａから振動部１４４すなわち基端部１３４Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３３と伝達部１３４との間には回転軸１０１を含む隙間１０１Ｓ２（空間）が存在している。隙間１０１Ｓ２は回転軸１０１上に位置する。このように、伝達部１３３、１３４が一直線上に延在する棒形状である場合、振動部１４３、１４４の振動をトルクとして高効率で接続部１２３に伝達することが可能である。また、伝達部１３３、１３４が延びる方向の回転軸１０１に対する角度は１５度以上、８０度以下の範囲から選定されても良い。なお、伝達部１３３、１３４の形状は、直線状ばかりでなく、湾曲や屈曲するものでもかまわない。
【００５７】
振動部１４３、１４４は、回転軸１０１を中心とする周方向に振動することにより、反射部１１０を回転揺動させるトルクを発生させるためのアーム状の部材であり、回転軸１０１に交差する交差方向Ｄ１４３、Ｄ１４４にそれぞれ延在する。振動部１４３は、回転軸１０１に対し伝達部１３３の同じ側において回転軸１０１と交差する交差方向Ｄ１４３に配置され、伝達部１３３の基端部１３３Ｂが連結されている。振動部１４４は、回転軸１０１に対し伝達部１３３の逆側において回転軸１０１と交差する交差方向Ｄ１４４に配置され、伝達部１３４の基端部１３４Ｂが連結されている。
【００５８】
本実施の形態では、振動部１４３は、回転軸１０１に直交する方向に延在する矩形棒状の部材である。振動部１４４は、回転軸１０１に直交し振動部１４３の逆方向に延在する矩形棒状の部材である。
【００５９】
また、振動部１４３の基端部１４３Ｂと振動部１４４の基端部１４４Ｂとは連結部２１４９により一体に連結位置２１４９Ｐで連結されている。振動部１４３と振動部１４４とは、回転軸１０１を中心にして回転軸１０１に直交する方向に延在する真っ直ぐな１つの棒状を構成する。伝達部１３３の基端部１３３Ｂは、連結部２１４９と駆動部１５３との間の位置すなわち振動部１４３の先端部１４３Ａと基端部１４３Ｂとの間の位置に連結されている。伝達部１３４の基端部１３４Ｂは、連結部２１４９と駆動部１５４との間の位置すなわち振動部１４４の先端部１４４Ａと基端部１４４Ｂとの間の位置に連結されている。また、伝達部１３３と振動部１４３とが連結する部分の少なくとも一部と、伝達部１３４と振動部１４４とが連結する部分の少なくとも一部とは、接続部１２４よりも外側に配置されるすなわち接続部１２４の外郭よりも回転軸１０１から離れていることが望ましい。この構成により、振動部１４３、１４４の振動を伝達部１３３、１３４に効果的に伝達できる。本実施の形態では、伝達部１３３、１３４と振動部１４３、１４４とが連結する部分の全部が、接続部１２４よりも外側に配置されているすなわち接続部１２４の外郭よりも回転軸１０１から離れている。すなわち、隙間１０１Ｓ２の回転軸１０１に直角の方向の幅は、伝達部１３３、１３４の基端部１３３Ｂ、１３４Ｂ間の間隔であり、接続部１２４の回転軸１０１に直角の方向の幅より大きい。隙間１０１Ｓ２の回転軸１０１に直角の方向の幅は、接続部１２４の回転軸１０１に直角の方向の幅を含む。
【００６０】
駆動部１５３、１５４は、振動部１４３、１４４の先端部１４３Ａ、１４４Ａを回転軸１０１を中心とする周方向にそれぞれ振動させるための駆動力を発生させる。駆動部１５３は振動部１４３の先端部１４３Ａに連結され、振動部１４３を回転軸１０１周りに振動させ、伝達部１３３を介して接続部１２３を回転軸１０１周りに回転揺動させる。駆動部１５４は、振動部１４４の先端部１４４Ａに連結され、振動部１４４を回転軸１０１周りに振動させ、伝達部１３４を介して接続部１２３を回転軸１０１周りに回転揺動させる。
【００６１】
本実施の形態では、駆動部１５３は、振動部１４３の先端部１４３Ａに基端部１５３Ｂが一体に連結され、回転軸１０１に沿って反射部１１０に向かって延在する駆動本体部１８７を備える。駆動本体部１８７は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１８７は先端部１８７Ａと基端部１８７Ｂとを有し、先端部１８７Ａから基端部１８７Ｂまで、すなわち基端部１８７Ｂから先端部１８７Ａまで延びている。駆動部１５３の先端部１５３Ａと基端部１５３Ｂは、それぞれ駆動本体部１８７は先端部１８７Ａと基端部１８７Ｂである。駆動本体部１８７の表面に回転軸１０１に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１８９を備えている。圧電素子１８９に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１８９が伸縮を繰り返す。圧電素子１８９の伸縮に対応して駆動本体部１８７（駆動部１５３）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１８７（駆動部１５３）は、振動部１４３に連結している基端部１８７Ｂよりも突出している先端部１８７Ａが大きく振動し、駆動本体部１８７（駆動部１５３）全体の振動エネルギーが振動部１４３の先端部１４３Ａに伝達する。
【００６２】
駆動部１５４も駆動部１５３と同様に、駆動本体部１８８と圧電素子１９０とを備え、回転軸１０１を含み反射部１１０の表面に直交する仮想的な面に対し駆動部１５３と対称の位置に配置されている。駆動部１５４の動作も駆動部１５３の動作と同様である。
【００６３】
すなわち、駆動部１５４は、振動部１４４の先端部１４４Ａに基端部１５４Ｂが一体に連結され、回転軸１０１に沿って反射部１１０に向かって延在する駆動本体部１８８を備える。駆動本体部１８８は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１８８は先端部１８８Ａと基端部１８８Ｂとを有し、先端部１８８Ａから基端部１８８Ｂまで、すなわち基端部１８８Ｂから先端部１８８Ａまで延びている。駆動部１５４の先端部１５４Ａと基端部１５４Ｂは、それぞれ駆動本体部１８８の先端部１８８Ａと基端部１８８Ｂである。駆動本体部１８８の表面に回転軸１０１に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９０を備えている。圧電素子１９０に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９０が伸縮を繰り返す。圧電素子１９０の伸縮に対応して駆動本体部１８８（駆動部１５４）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１８８（駆動部１５４）は、振動部１４４に連結している基端部１８８Ｂよりも突出している先端部１８８Ａが大きく振動し、駆動本体部１８８（駆動部１５４）全体の振動エネルギーが振動部１４４の先端部１４４Ａに伝達する。
【００６４】
本実施の形態では、圧電素子１８９、１９０は、駆動本体部１８７、１８８の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５３、１５４をより薄型にすることができる。
【００６５】
なお、駆動部１５３、１５４は、圧電素子１８９、１９０の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、また。それら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電体材料を例示することができる。
【００６６】
基部１６２は、光学反射素子２００を外部の構造部材などに取り付けるための部材である。基部１６２は、基部１６２に対して振動部１４３、１４４を振動可能に接続する接続部１２４と連結されている。
【００６７】
接続部１２４は、回転軸１０１に沿って配置されており、基端部１２４Ｂが基部１６２に連結され、先端部１２４Ａが振動部１４３の基端部１４３Ｂと振動部１４４の基端部１４４Ｂとに連結されている。
【００６８】
接続部１２４の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより振動部１４３、１４４の振動を伝達部１３３、１３４を介して効果的に接続部１２３にトルクとして伝達させるために、接続部１２３と同様、または接続部１２３よりも太い棒状となっている。接続部１２４の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形である。接続部１２４の厚さは接続部１２３、および他の部分と同じ厚さになっている。従って、接続部１２４の幅（図中Ｘ軸方向の長さ）は、接続部１２３よりも広くなっている。また、接続部１２４は、基部１６２から振動部１４３、１４４に至るまですなわち基端部１２４Ｂから先端部１２４Ａに至るまで同一の断面形状となっている。これにより、接続部１２３と同様、応力の集中を回避して接続部１２４が破断することを防止している。また、接続部１２３のねじり剛性は、回転軸１０１の方向の同じ長さの接続部１２４のねじり剛性よりも小さくなっている。
【００６９】
なお、接続部１２４も接続部１２３と同様、回転軸１０１に真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていてもかまわない。
【００７０】
モニタ素子１７３、１７４は、伝達部１３３、１３４に取り付けられ、伝達部１３３、１３４の湾曲状態を歪としてそれぞれ検出する。特に直線状に延在する棒状の伝達部１３３、１３４は、接続部１２３にトルクを伝達するために殆ど捩れることなく厚み方向（Ｚ軸方向）に湾曲するため、モニタ素子１７３、１７４が伝達部１３３、１３４の湾曲を高精度に検出することが可能となる。従って、モニタ素子１７３、１７４により反射部１１０の回転揺動の状態を正確にモニタリングすることができる。
【００７１】
本実施の形態では、伝達部１３３、１３４に、モニタ素子１７３、１７４がそれぞれ取り付けられている。モニタ素子１７３、１７４は検出回路９０１（図１参照）に接続されている。検出回路９０１は、モニタ素子１７１、１７２の出力と同様に、２つのモニタ素子１７３、１７４の出力を差動検出する、すなわち２つのモニタ素子１７３、１７４の出力の差を検出する。詳細には、検出回路９０１は、２つのモニタ素子１７３、１７４の出力を差動検出して得られた信号と、２つのモニタ素子１７１、１７２の出力を差動検出して得られた信号とに基づき、差動信号を生成する。これにより種々のノイズをキャンセルして高い精度で反射部１１０の回転揺動の状態をモニタリングでき、駆動部１５３、１５４の駆動の制御にフィードバックすることが可能となる。具体的には、検出回路９０１は差動信号に基づいて圧電素子１８９、１９０に印加する電圧を制御して、駆動部１５３、１５４の振動の振幅を制御する。
【００７２】
実施の形態２にかかる光学反射素子２００では、駆動部１５３と駆動部１５４とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４３と振動部１４４とが逆位相に振動して回転軸１０１周りに同じ回転方向のトルクが発生する。回転軸１０１を挟んで両側に分離した状態で配置される伝達部１３３、１３４により接続部１２３の基端部１２３Ｂにこのトルクを伝達することで、伝達部１３３、１３４どうしでトルクを相殺することなく高効率でトルクを伝達することができる。従って、高い周波数で駆動部１５１〜１５４を駆動させた場合でも共振状態で回転揺動する反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、圧電素子１８５、１８６、１８９、１９０に印加する電圧が小さくても、反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、つまり、振れ角特性の良好な光学反射素子２００を提供することができる。
【００７３】
回転軸１０１と直交すなわち交差する直線（仮想面Ｐ２００）を挟んで、接続部１２３、１２４と駆動部１５３、１５４と振動部１４３、１４４とは、接続部１２１、１２２と駆動部１５１、１５２と振動部１４１、１４２とにそれぞれ対向している。
【００７４】
実施の形態２にかかる光学反射素子２００では、駆動部１５１と駆動部１５３とを同相で、駆動部１５２と駆動部１５４とを同相で駆動し、かつ駆動部１５１および駆動部１５３に対して、駆動部１５２および駆動部１５４とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４１および振動部１４３と振動部１４２および振動部１４４とが逆位相で振動して回転軸１０１周りに同じ回転方向のトルクをより大きく発生させることができる。
【００７５】
実施の形態２にかかる光学反射素子２００は、実施の形態１で記載した効果に加えて、回転軸１０１に沿って反射部１１０の両側から回転揺動のためのトルクが伝達されるため、反射部１１０の振れ角を大きくすることが可能となる。また、反射部の振れ角が実施の形態１と同じ場合は、各圧電素子に印加する電圧を下げることができる。
【００７６】
さらに、基部１６１、１６２の両端部がそれぞれ連結されて枠状の枠部材９１０を構成する。したがって、光学反射素子２００全体の構造的強度が向上し、反射部１１０の回転揺動が安定する。つまり、反射部１１０がぶれにくくなり回転軸１０１周りを安定して回転揺動することが可能となる。
【００７７】
なお、光学反射素子２００は、図３に示す光学反射素子１００Ａの突出部３０１、３０２と同様の構成を有して駆動部１５３、１５４から突出する突出部をさらに備えてもよく、同様の効果を有する。
【００７８】
（実施の形態３）
次に、光学反射素子の他の実施の形態について説明する。なお、前記実施の形態１、２と同様の作用や機能、同様の形状や機構や構造を有するもの（部分）には同じ符号を付して説明を省略する場合がある。また、以下では実施の形態１、２と異なる点を中心に説明し、同じ内容については説明を省略する場合がある。
【００７９】
図５は、実施の形態３に係る光学反射素子３００の平面図である。図５において、図１と図２と図４に示す実施の形態１、２にかかる光学反射素子１００、２００と同じ部分には同じ参照番号を付す。なお、回転揺動機構２０１、および回転揺動機構２０２の詳細な符号は省略している。
【００８０】
実施の形態３に係る光学反射素子３００は、実施の形態２に係る光学反射素子２００の反射部１１０、回転揺動機構２０１、および回転揺動機構２０２を全体として回転揺動させることができる回転揺動機構２０３、と回転揺動機構２０４とをさらに備えている。
【００８１】
回転揺動機構２０３は、回転揺動機構２０１、および回転揺動機構２０２が反射部１１０を回転揺動させる回転軸１０１と交差（本実施の形態では直交）する回転軸１０２周りに枠部材９１０を回転揺動させることにより、反射部１１０、回転揺動機構２０１、および回転揺動機構２０２を一体に回転軸１０２周りに回転揺動させる。回転揺動機構２０３、２０４のそれぞれは、回転揺動機構２０１、２０２と同様、接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子を備えている。また、接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子の機能や連結態様は、実施の形態２と同様である。
【００８２】
具体的には図５に示すように、回転揺動機構２０３は、接続部１２５、１２６と、伝達部１３５、１３６と、振動部１４５、１４６と、駆動部１５５、１５６と、基部１６３とを備えている。
【００８３】
接続部１２５、１２６は先端部１２５Ａ、１２６Ａと基端部１２５Ｂ、１２６Ｂとをそれぞれ有し、先端部１２５Ａ、１２６Ａから基端部１２５Ｂ、１２６Ｂまで、すなわち基端部１２５Ｂ、１２６Ｂから先端部１２５Ａ、１２６Ａまでそれぞれ延びている。伝達部１３５、１３６は先端部１３５Ａ、１３６Ａと基端部１３５Ｂ、１３６Ｂとをそれぞれ有し、先端部１３５Ａ、１３６Ａから基端部１３５Ｂ、１３６Ｂまで、すなわち基端部１３５Ｂ、１３６Ｂから先端部１３５Ａ、１３６Ａまでそれぞれ延びている。振動部１４５、１４６は先端部１４５Ａ、１４６Ａと基端部１４５Ｂ、１４６Ｂとをそれぞれ有し、先端部１４５Ａ、１４６Ａから基端部１４５Ｂ、１４６Ｂまで、すなわち基端部１４５Ｂ、１４６Ｂから先端部１４５Ａ、１４６Ａまでそれぞれ延びている。駆動部１５５、１５６は先端部１５５Ａ、１５６Ａと基端部１５５Ｂ、１５６Ｂとをそれぞれ有し、先端部１５５Ａ、１５６Ａから基端部１５５Ｂ、１５６Ｂまで、すなわち基端部１５５Ｂ、１５６Ｂから先端部１５５Ａ、１５６Ａまでそれぞれ延びている。
【００８４】
接続部１２５は、反射部１１０を通過する回転軸１０２に沿って配置され、基部１６１、１６２からなる枠部材９１０と先端部１２５Ａが連結されている。駆動部１５５は、駆動本体部１９１と、駆動本体部１９１上に設けられた圧電素子１９２とを備える。駆動部１５６は、駆動本体部１９３と、駆動本体部１９３上に設けられた圧電素子１９４とを備えている。本実施の形態では、基部１６３は、光学反射素子３００を外部の構造部材に取り付けるための部材であり、基部１６１は回転揺動機構２０３の接続部１２５の先端部１２５Ａに一体に取り付けられている。また、回転揺動機構２０３は、回転揺動機構２０１などと同様、伝達部１３５にモニタ素子１７５が取り付けられ、伝達部１３６にモニタ素子１７６が取り付けられている。
【００８５】
以下に回転揺動機構２０３の詳細を説明する。
【００８６】
接続部１２５は、回転軸１０２に沿って配置され、枠部材９１０と先端部１２５Ａが連結されて枠部材９１０を保持する。接続部１２５は、枠部材９１０を回転揺動させる為のトルクを枠部材９１０に伝達し、接続部１２５が回転軸１０２周りに角度θ２だけ捩れることで枠部材９１０を保持しつつ枠部材９１０を角度θ２だけ回転揺動させることができる。
【００８７】
接続部１２５の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより枠部材９１０を回転揺動させる部材であるため、枠部材９１０よりも幅（図中Ｙ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２５の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２５の厚さは枠部材９１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２５は、枠部材９１０から伝達部１３５、１３６すなわち先端部１２５Ａから基端部１２５Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０２に沿って均一の形状および均一の面積とすることにより、光学反射素子３００を駆動させた際に接続部１２５が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２５の破損を回避することができる。
【００８８】
なお、これらの構成材料が同じ厚みである必要は無く、例えば、基部１６３を他の部分より厚くすることで、光学反射素子３００を例えば他の製品の平坦な面に実装した時に、駆動部１５５、１５６および枠部材９１０が駆動するために必要なＺ軸方向の空間を確保することができるので好ましく、また、光学反射素子３００全体の構造的強度が向上するので好ましい。
【００８９】
なお、回転軸１０２に沿うとは、本実施の形態のように、接続部１２５が真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、接続部１２５が蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていても、仮想的に真っ直ぐな回転軸１０２に全体として沿う場合を含む。
【００９０】
伝達部１３５、１３６は、振動部１４５、１４６の振動をトルクとして接続部１２５に伝達する。伝達部１３５は、接続部１２５の枠部材９１０の反対側の基端部１２５Ｂに先端部１３５Ａが連結され、基端部１３５Ｂは振動部１４５に連結されている。伝達部１３５は、回転軸１０２に交差し回転軸１０２から遠ざかるように先端部１３５Ａから延在し、かつ、振動部１４５と交差するように延在している。伝達部１３６は、回転軸１０２を含み回転軸１０１に垂直な仮想面に対し伝達部１３５の逆側に位置する。接続部１２５の枠部材９１０の反対側の基端部１２５Ｂに先端部１３６Ａが連結され、基端部１３６Ｂは振動部１４６に連結されている。伝達部１３６は、回転軸１０２に交差し回転軸１０２から遠ざかるように先端部１３６Ａから延在し、かつ、振動部１４６と交差するように延在している。
【００９１】
本実施の形態では、伝達部１３５と伝達部１３６とは、回転軸１０２を中心に１８０度回転させると一致する回転対称の関係、すなわち線対称に配置されている。伝達部１３５は、接続部１２５の基端部１２５Ｂすなわち伝達部１３５の先端部１３５Ａから振動部１４５すなわち基端部１３５Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３６は、接続部１２５の基端部１２５Ｂすなわち伝達部１３６の先端部１３６Ａから振動部１４６すなわち基端部１３６Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３５と伝達部１３６との間には回転軸１０２を含む隙間１０２Ｓ１（空間）が存在している。隙間１０２Ｓ１は回転軸１０２上に位置する。このように、伝達部１３５、１３６が一直線上に延在する棒形状である場合、振動部１４５、１４６の振動をトルクとして高効率で接続部１２５に伝達することが可能である。また、伝達部１３５、１３６が延びる方向の回転軸１０２に対する角度は１５度以上、８０度以下の範囲から選定されても良い。なお、伝達部１３５、１３６の形状は、直線状ばかりでなく、湾曲や屈曲するものでもかまわない。
【００９２】
振動部１４５、１４６は、回転軸１０２を中心とする周方向に振動することにより、枠部材９１０を回転揺動させるトルクを発生させるためのアーム状の部材であり、回転軸１０２に交差する交差方向Ｄ１４５、Ｄ１４６にそれぞれ延在する。振動部１４５は、回転軸１０２に対し伝達部１３５の同じ側において回転軸１０２と交差する交差方向Ｄ１４５に配置され、伝達部１３５の基端部１３５Ｂが連結されている。振動部１４６は、回転軸１０２に対し伝達部１３５の逆側において回転軸１０２と交差する交差方向Ｄ１４６に配置され、伝達部１３６の基端部１３６Ｂが連結されている。
【００９３】
本実施の形態では、振動部１４５は、回転軸１０２に直交する方向に延在する矩形棒状の部材である。振動部１４６は、回転軸１０２に直交し振動部１４５の逆方向に延在する矩形棒状の部材である。
【００９４】
また、振動部１４５の基端部１４５Ｂと振動部１４６の基端部１４６Ｂとは連結部３１４９により一体に連結位置３１４９Ｐで連結されている。振動部１４５と振動部１４６とは、回転軸１０２を中心にして回転軸１０２に直交する方向に延在する真っ直ぐな１つの棒状を構成する。伝達部１３５の基端部１３５Ｂは、連結部３１４９と駆動部１５５との間の位置すなわち振動部１４５の先端部１４５Ａと基端部１４５Ｂとの間の位置に連結されている。伝達部１３６の基端部１３６Ｂは、連結部３１４９と駆動部１５６との間の位置すなわち振動部１４６の先端部１４６Ａと基端部１４６Ｂとの間の位置に連結されている。また、伝達部１３５と振動部１４５とが連結する部分の少なくとも一部と、伝達部１３６と振動部１４６とが連結する部分の少なくとも一部とは、接続部１２６よりも外側に配置されるすなわち接続部１２６の外郭よりも回転軸１０２から離れていることが望ましい。この構成により、振動部１４５、１４６の振動を伝達部１３５、１３６に効果的に伝達できる。本実施の形態では、伝達部１３５、１３６と振動部１４５、１４６とが連結する部分の全部が、接続部１２６よりも外側に配置されているすなわち接続部１２６の外郭よりも回転軸１０２から離れている。すなわち、隙間１０２Ｓ１の回転軸１０２に直角の方向の幅は、伝達部１３５、１３６の基端部１３５Ｂ、１３６Ｂ間の間隔であり、接続部１２６の回転軸１０２に直角の方向の幅より大きい。隙間１０２Ｓ１の回転軸１０２に直角の方向の幅は、接続部１２６の回転軸１０２に直角の方向の幅を含む。
【００９５】
駆動部１５５、１５６は、振動部１４５、１４６の先端部１４５Ａ、１４６Ａを回転軸１０２を中心とする周方向にそれぞれ振動させるための駆動力を発生させる。駆動部１５５は振動部１４５の先端部１４５Ａに連結され、振動部１４５を回転軸１０２周りに振動させ、伝達部１３５を介して接続部１２５を回転軸１０２周りに回転揺動させる。駆動部１５６は、振動部１４６の先端部１４６Ａに連結され、振動部１４６を回転軸１０２周りに振動させ、伝達部１３６を介して接続部１２５を回転軸１０２周りに回転揺動させる。
【００９６】
本実施の形態では、駆動部１５５は、振動部１４５の先端部１４５Ａに基端部１５５Ｂが一体に連結され、回転軸１０２に沿って枠部材９１０に向かって延在する駆動本体部１９１を備える。駆動本体部１９１は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１９１は先端部１９１Ａと基端部１９１Ｂとを有し、先端部１９１Ａから基端部１９１Ｂまで、すなわち基端部１９１Ｂから先端部１９１Ａまで延びている。駆動部１５５の先端部１５５Ａと基端部１５５Ｂは、それぞれ駆動本体部１９１の先端部１９１Ａと基端部１９１Ｂである。駆動本体部１９１の表面に回転軸１０２に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９２を備えている。圧電素子１９２に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９２が伸縮を繰り返す。圧電素子１９２の伸縮に対応して駆動本体部１９１（駆動部１５５）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１９１（駆動部１５５）は、振動部１４５に連結している基端部１９１Ｂよりも突出している先端部１９１Ａが大きく振動し、駆動本体部１９１（駆動部１５５）全体の振動エネルギーが振動部１４５の先端部１４５Ａに伝達する。
【００９７】
駆動部１５６も駆動部１５５と同様に、駆動本体部１９３と圧電素子１９４とを備え、回転軸１０２を含み回転軸１０１に直交する仮想的な面に対し駆動部１５５と対称の位置に配置されている。駆動部１５６の動作も駆動部１５５の動作と同様である。
【００９８】
すなわち、駆動部１５６は、振動部１４６の先端部１４６Ａに基端部１５６Ｂが一体に連結され、回転軸１０２に沿って枠部材９１０に向かって延在する駆動本体部１９３を備える。駆動本体部１９３は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１９３は先端部１９３Ａと基端部１９３Ｂとを有し、先端部１９３Ａから基端部１９３Ｂまで、すなわち基端部１９３Ｂから先端部１９３Ａまで延びている。駆動部１５６の先端部１５６Ａと基端部１５６Ｂは、それぞれ駆動本体部１９３の先端部１９３Ａと基端部１９３Ｂである。駆動本体部１９３の表面に回転軸１０２に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９４を備えている。圧電素子１９４に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９４が伸縮を繰り返す。圧電素子１９４の伸縮に対応して駆動本体部１９３（駆動部１５６）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１９３（駆動部１５６）は、振動部１４６に連結している基端部１９３Ｂよりも突出している先端部１９３Ａが大きく振動し、駆動本体部１９３（駆動部１５６）全体の振動エネルギーが振動部１４６の先端部１４６Ａに伝達する。
【００９９】
本実施の形態では、圧電素子１９２、１９３は、駆動本体部１９１、１９３の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５５、１５６をより薄型にすることができる。
【０１００】
なお、駆動部１５５、１５６は、圧電素子１９２、１９３の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、また、それら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。
【０１０１】
基部１６３は、光学反射素子３００を外部の構造部材などに取り付けるための部材である。基部１６３は、基部１６３に対して振動部１４５、１４６を振動可能に接続する接続部１２６と連結されている。
【０１０２】
接続部１２６は、回転軸１０２に沿って配置されており、基端部１２６Ｂが基部１６３に連結され、先端部１２６Ａが振動部１４５の基端部１４５Ｂと振動部１４６の基端部１４６Ｂとに連結されている。
【０１０３】
接続部１２６の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより振動部１４５、１４６の振動を伝達部１３５、１３６を介して効果的に接続部１２５にトルクとして伝達させるために、接続部１２５と同様、または接続部１２５よりも太い棒状となっている。接続部１２６の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形である。接続部１２６の厚さは接続部１２５、および他の部分と同じ厚さになっている。従って、接続部１２６の幅（図中Ｙ軸方向の長さ）は、接続部１２５よりも広くなっている。また、接続部１２６は、基部１６３から振動部１４５、１４６に至るまですなわち基端部１２６Ｂから先端部１２６Ａに至るまで同一の断面形状となっている。これにより、接続部１２５と同様、応力の集中を回避して接続部１２６が破断することを防止している。また、接続部１２５のねじり剛性は、回転軸１０２の方向の同じ長さの接続部１２６のねじり剛性よりも小さくなっている。
【０１０４】
なお、接続部１２６も接続部１２５と同様、回転軸１０２に真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていてもかまわない。
【０１０５】
モニタ素子１７５、１７６は、伝達部１３５、１３６に取り付けられ、伝達部１３５、１３６の湾曲状態を歪としてそれぞれ検出する。特に直線状に延在する棒状の伝達部１３５、１３６は、接続部１２５にトルクを伝達するために殆ど捩れることなく厚み方向（Ｚ軸方向）に湾曲するため、モニタ素子１７５、１７６が伝達部１３５、１３６の湾曲を高精度に検出することが可能となる。従って、モニタ素子１７５、１７６により枠部材９１０の回転揺動の状態を正確にモニタリングすることができる。
【０１０６】
本実施の形態では、伝達部１３５、１３６に、モニタ素子１７５、１７６がそれぞれ取り付けられている。モニタ素子１７５、１７６は検出回路９０１に接続されている。検出回路９０１は、モニタ素子１７１、１７２の出力と同様に、２つのモニタ素子１７５、１７６の出力を差動検出する、すなわち、モニタ素子１７５、１７６の出力の差を検出し、差に応じた差動信号を出力する。これにより種々のノイズをキャンセルして高い精度で枠部材９１０の回転揺動の状態をモニタリングでき、駆動部１５５、１５６の駆動の制御にフィードバックすることが可能となる。具体的には、検出回路９０１は差動信号に基づいて圧電素子１９２、１９４に印加する電圧を制御して、駆動部１５５、１５６の振動の振幅を制御する。
【０１０７】
実施の形態３にかかる光学反射素子３００では、駆動部１５５と駆動部１５６とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４５と振動部１４６とが逆位相に振動して回転軸１０２周りに同じ回転方向のトルクが発生する。回転軸１０２を挟んで両側に分離した状態で配置される伝達部１３５、１３６により接続部１２５の基端部１２５Ｂにこのトルクを伝達することで、伝達部１３５、１３６どうしでトルクを相殺することなく高効率でトルクを伝達することができる。従って、高い周波数で駆動部１５５、１５６を駆動させた場合でも回転揺動する枠部材９１０の振れ角を大きくすることができ、圧電素子１９２、１９３に印加する電圧が小さくても、反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、つまり、振れ角特性の良好な光学反射素子３００を提供することができる。
【０１０８】
回転揺動機構２０４は、回転軸１０２に直交し反射部１１０の中心を含む仮想面に対し回転揺動機構２０３と面対称の位置関係にある。回転揺動機構２０４がそれぞれ備える接続部、伝達部、振動部、駆動部、基部、および、モニタ素子は、回転揺動機構２０３のそれぞれに対し面対称に配置されている。
【０１０９】
具体的には、回転揺動機構２０３が備える接続部１２５、１２６とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０４は、接続部１２７、１２８を備えている。接続部１２７は、反射部１１０に対し接続部１２５の逆側に回転軸１０２に沿って配置され、基部１６２と先端部１２７Ａが連結されている。回転揺動機構２０３が備える伝達部１３５、１３６とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０４は、伝達部１３７、１３８を備えている。回転揺動機構２０３が備える振動部１４５、１４６とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０４は、振動部１４７、１４８を備えている。回転揺動機構２０３が備える駆動部１５５、１５６とそれぞれ面対称に、回転揺動機構２０４は、駆動部１５７、１５８を備えている。駆動部１５７は、駆動本体部１９５と、駆動本体部１９５上に設けられた圧電素子１９６とを備える。駆動部１５８は、駆動本体部１９７と、駆動本体部１９７上に設けられた圧電素子１９８とを備える点も、回転揺動機構２０３と同様である。回転揺動機構２０３が備える基部１６３と面対称に回転揺動機構２０４は、基部１６４を備えている。本実施の形態では、基部１６３と基部１６４とは一体に連結されており、全体として矩形環状の枠部材９１１を形成している。また、回転揺動機構２０４は、回転揺動機構２０３と面対称に、伝達部１３７にモニタ素子１７７が取り付けられ、伝達部１３８にモニタ素子１７８が取り付けられている。モニタ素子１７５〜１７８はモニタ素子１７１〜１７４と同じ材料よりなる。以下に回転揺動機構２０４の詳細を説明する。
【０１１０】
接続部１２７、１２８は先端部１２７Ａ、１２８Ａと基端部１２７Ｂ、１２８Ｂとをそれぞれ有し、先端部１２７Ａ、１２８Ａから基端部１２７Ｂ、１２８Ｂまで、すなわち基端部１２７Ｂ、１２８Ｂから先端部１２７Ａ、１２８Ａまでそれぞれ延びている。伝達部１３７、１３８は先端部１３７Ａ、１３８Ａと基端部１３７Ｂ、１３８Ｂとをそれぞれ有し、先端部１３７Ａ、１３８Ａから基端部１３７Ｂ、１３８Ｂまで、すなわち基端部１３７Ｂ、１３８Ｂから先端部１３７Ａ、１３８Ａまでそれぞれ延びている。振動部１４７、１４８は先端部１４７Ａ、１４８Ａと基端部１４７Ｂ、１４８Ｂとをそれぞれ有し、先端部１４７Ａ、１４８Ａから基端部１４７Ｂ、１４８Ｂまで、すなわち基端部１４７Ｂ、１４８Ｂから先端部１４７Ａ、１４８Ａまでそれぞれ延びている。駆動部１５７、１５８は先端部１５７Ａ、１５８Ａと基端部１５７Ｂ、１５８Ｂとをそれぞれ有し、先端部１５７Ａ、１５８Ａから基端部１５７Ｂ、１５８Ｂまで、すなわち基端部１５７Ｂ、１５８Ｂから先端部１５７Ａ、１５８Ａまでそれぞれ延びている。
【０１１１】
接続部１２７は、回転軸１０２に沿って配置され、枠部材９１０と先端部１２７Ａが連結されて枠部材９１０を保持する。接続部１２７は、枠部材９１０を回転揺動させる為のトルクを枠部材９１０に伝達し、接続部１２７が回転軸１０２周りに角度θ２だけ捩れることで枠部材９１０を保持しつつ枠部材９１０を角度θ２だけ回転揺動させることができる。
【０１１２】
接続部１２７の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより枠部材９１０を回転揺動させる部材であるため、枠部材９１０よりも幅（図中Ｙ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２７の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２７の厚さは枠部材９１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２７は、枠部材９１０から伝達部１３７、１３８すなわち先端部１２７Ａから基端部１２７Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０２に沿って均一の形状および均一の面積とすることにより、光学反射素子３００を駆動させた際に接続部１２７が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２７の破損を回避することができる。
【０１１３】
なお、これらの構成材料が同じ厚みである必要は無く、例えば、基部１６４を他の部分より厚くすることで、光学反射素子３００を例えば他の製品の平坦な面に実装した時に、駆動部１５７、１５８および枠部材９１０が駆動するために必要なＺ軸方向の空間を確保することができるので好ましく、また、光学反射素子３００全体の構造的強度が向上するので好ましい。
【０１１４】
なお、回転軸１０２に沿うとは、本実施の形態のように、接続部１２７が真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、接続部１２７が蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていても、仮想的に真っ直ぐな回転軸１０２に全体として沿う場合を含む。
【０１１５】
伝達部１３７、１３８は、振動部１４７、１４８の振動をトルクとして接続部１２７に伝達する。伝達部１３７は、接続部１２７の枠部材９１０の反対側の基端部１２７Ｂに先端部１３７Ａが連結され、基端部１３７Ｂは振動部１４７に連結されている。伝達部１３７は、回転軸１０２に交差し回転軸１０２から遠ざかるように先端部１３７Ａから延在し、かつ、振動部１４７と交差するように延在している。伝達部１３８は、回転軸１０２を含み回転軸１０１に垂直な仮想面に対し伝達部１３７の逆側に位置する。接続部１２７の枠部材９１０の反対側の基端部１２７Ｂに先端部１３８Ａが連結され、基端部１３８Ｂは振動部１４８に連結されている。伝達部１３８は、回転軸１０２に交差し回転軸１０２から遠ざかるように先端部１３８Ａから延在し、かつ、振動部１４８と交差するように延在している。
【０１１６】
本実施の形態では、伝達部１３７と伝達部１３８とは、回転軸１０２を中心に１８０度回転させると一致する回転対称の関係、すなわち線対称に配置されている。伝達部１３７は、接続部１２７の基端部１２７Ｂすなわち伝達部１３７の先端部１３７Ａから振動部１４７すなわち基端部１３７Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３８は、接続部１２７の基端部１２７Ｂすなわち伝達部１３８の先端部１３８Ａから振動部１４８すなわち基端部１３８Ｂまで一直線に延びる棒状である。伝達部１３７と伝達部１３８との間には回転軸１０２を含む隙間１０２Ｓ２（空間）が存在している。隙間１０２Ｓ２は回転軸１０２上に位置する。このように、伝達部１３７、１３８が一直線上に延在する棒形状である場合、振動部１４７、１４８の振動をトルクとして高効率で接続部１２７に伝達することが可能である。また、伝達部１３７、１３８が延びる方向の回転軸１０２に対する角度は１５度以上、８０度以下の範囲から選定されても良い。なお、伝達部１３７、１３８の形状は、直線状ばかりでなく、湾曲や屈曲するものでもかまわない。
【０１１７】
振動部１４７、１４８は、回転軸１０２を中心とする周方向に振動することにより、枠部材９１０を回転揺動させるトルクを発生させるためのアーム状の部材であり、回転軸１０２に交差する交差方向Ｄ１４７、Ｄ１４８にそれぞれ延在する。振動部１４７は、回転軸１０２に対し伝達部１３７の同じ側において回転軸１０２と交差する交差方向Ｄ１４７に配置され、伝達部１３７の基端部１３７Ｂが連結されている。振動部１４８は、回転軸１０２に対し伝達部１３７の逆側において回転軸１０２と交差する交差方向Ｄ１４８に配置され、伝達部１３８の基端部１３８Ｂが連結されている。
【０１１８】
本実施の形態では、振動部１４７は、回転軸１０２に直交する方向に延在する矩形棒状の部材である。振動部１４８は、回転軸１０２に直交し振動部１４７の逆方向に延在する矩形棒状の部材である。
【０１１９】
また、振動部１４７の基端部１４７Ｂと振動部１４８の基端部１４８Ｂとは連結部４１４９により一部に連結位置４１４９Ｐで連結されている。振動部１４７と振動部１４８とは、回転軸１０２を中心にして回転軸１０２に直交する方向に延在する真っ直ぐな１つの棒状を構成する。伝達部１３７の基端部１３７Ｂは、連結部４１４９と駆動部１５７との間の位置すなわち振動部１４７の先端部１４７Ａと基端部１４７Ｂとの間の位置に連結されている。伝達部１３８の基端部１３８Ｂは、連結部４１４９と駆動部１５８との間の位置すなわち振動部１４８の先端部１４８Ａと基端部１４８Ｂとの間の位置に連結されている。また、伝達部１３７と振動部１４７とが連結する部分の少なくとも一部と、伝達部１３８と振動部１４８とが連結する部分の少なくとも一部とは、接続部１２８よりも外側に配置されるすなわち接続部１２８の外郭よりも回転軸１０２から離れていることが望ましい。この構成により、振動部１４７、１４８の振動を伝達部１３７、１３８に効果的に伝達できる。本実施の形態では、伝達部１３７、１３８と振動部１４７、１４８とが連結する部分の全部が、接続部１２８よりも外側に配置されているすなわち接続部１２８の外郭よりも回転軸１０２から離れている。すなわち、隙間１０２Ｓ２の回転軸１０２に直角の方向の幅は、伝達部１３７、１３８の基端部１３７Ｂ、１３８Ｂ間の間隔であり、接続部１２８の回転軸１０２に直角の方向の幅より大きい。隙間１０２Ｓ２の回転軸１０２に直角の方向の幅は、接続部１２８の回転軸１０２に直角の方向の幅を含む。
【０１２０】
駆動部１５７、１５８は、振動部１４７、１４８の先端部１４７Ａ、１４８Ａを回転軸１０２を中心とする周方向にそれぞれ振動させるための駆動力を発生させる。駆動部１５７は振動部１４７の先端部１４７Ａに連結され、振動部１４７を回転軸１０２周りに振動させ、伝達部１３７を介して接続部１２７を回転軸１０２周りに回転揺動させる。駆動部１５８は、振動部１４８の先端部１４８Ａに連結され、振動部１４８を回転軸１０２周りに振動させ、伝達部１３８を介して接続部１２７を回転軸１０２周りに回転揺動させる。
【０１２１】
本実施の形態では、駆動部１５７は、振動部１４７の先端部１４７Ａに基端部１５７Ｂが一体に連結され、回転軸１０２に沿って枠部材９１０に向かって延在する駆動本体部１９５を備える。駆動本体部１９５は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１９５は先端部１９５Ａと基端部１９５Ｂとを有し、先端部１９５Ａから基端部１９５Ｂまで、すなわち基端部１９５Ｂから先端部１９５Ａまで延びている。駆動部１５７の先端部１５７Ａと基端部１５７Ｂは、それぞれ駆動本体部１９５の先端部１９５Ａと基端部１９５Ｂである。駆動本体部１９５の表面に回転軸１０２に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９６を備えている。圧電素子１９６に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９６が伸縮を繰り返す。圧電素子１９６の伸縮に対応して駆動本体部１９５（駆動部１５７）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１９５（駆動部１５７）は、振動部１４７に連結している基端部１９５Ｂよりも突出している先端部１９５Ａが大きく振動し、駆動本体部１９５（駆動部１５７）全体の振動エネルギーが振動部１４７の先端部１４７Ａに伝達する。
【０１２２】
駆動部１５８も駆動部１５７と同様に、駆動本体部１９７と圧電素子１９８とを備え、回転軸１０２を含み回転軸１０１に直交する仮想的な面に対し駆動部１５７と対称の位置に配置されている。駆動部１５８の動作も駆動部１５７の動作と同様である。
【０１２３】
すなわち、駆動部１５８は、振動部１４８の先端部１４８Ａに基端部１５８Ｂが一体に連結され、回転軸１０２に沿って枠部材９１０に向かって延在する駆動本体部１９７を備える。駆動本体部１９７は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１９７は先端部１９７Ａと基端部１９７Ｂとを有し、先端部１９７Ａから基端部１９７Ｂまで、すなわち基端部１９７Ｂから先端部１９７Ａまで延びている。駆動部１５８の先端部１５８Ａと基端部１５８Ｂは、それぞれ駆動本体部１９７の先端部１９７Ａと基端部１９３Ｂである。駆動本体部１９７の表面に回転軸１０２に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９８を備えている。圧電素子１９８に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９８が伸縮を繰り返す。圧電素子１９８の伸縮に対応して駆動本体部１９７（駆動部１５８）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１９７（駆動部１５８）は、振動部１４８に連結している基端部１９７Ｂよりも突出している先端部１９７Ａが大きく振動し、駆動本体部１９７（駆動部１５８）全体の振動エネルギーが振動部１４８の先端部１４８Ａに伝達する。
【０１２４】
本実施の形態では、圧電素子１９２、１９３は、駆動本体部１９１、１９３の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５７、１５８をより薄型にすることができる。
【０１２５】
なお、駆動部１５７、１５８は、圧電素子１９２、１９３の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、また、それら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。
【０１２６】
基部１６４は、光学反射素子３００を外部の構造部材などに取り付けるための部材である。基部１６４は、基部１６４に対して振動部１４７、１４８を振動可能に接続する接続部１２８と連結されている。
【０１２７】
接続部１２８は、回転軸１０２に沿って配置されており、基端部１２８Ｂが基部１６４に連結され、先端部１２８Ａが振動部１４７の基端部１４７Ｂと振動部１４８の基端部１４８Ｂとに連結されている。
【０１２８】
接続部１２８の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより振動部１４７、１４８の振動を伝達部１３７、１３８を介して効果的に接続部１２７にトルクとして伝達させるために、接続部１２７と同様、または接続部１２７よりも太い棒状となっている。接続部１２８の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形である。接続部１２８の厚さは接続部１２７、および他の部分と同じ厚さになっている。従って、接続部１２８の幅（図中Ｙ軸方向の長さ）は、接続部１２７よりも広くなっている。また、接続部１２８は、基部１６４から振動部１４７、１４８に至るまですなわち基端部１２８Ｂから先端部１２８Ａに至るまで同一の断面形状となっている。これにより、接続部１２６と同様、応力の集中を回避して接続部１２８が破断することを防止している。また、接続部１２７のねじり剛性は、回転軸１０２の方向の同じ長さの接続部１２８のねじり剛性よりも小さくなっている。
【０１２９】
なお、接続部１２８も接続部１２７と同様、回転軸１０２に真っ直ぐに沿う場合ばかりでなく、蛇行状に湾曲したり、ジグザグに屈曲したりしていてもかまわない。
【０１３０】
モニタ素子１７７、１７８は、伝達部１３７、１３８に取り付けられ、伝達部１３７、１３８の湾曲状態を歪としてそれぞれ検出する。特に直線状に延在する棒状の伝達部１３７、１３８は、接続部１２７にトルクを伝達するために殆ど捩れることなく厚み方向（Ｚ軸方向）に湾曲するため、モニタ素子１７７、１７８が伝達部１３７、１３８の湾曲を高精度に検出することが可能となる。従って、モニタ素子１７７、１７８により枠部材９１０の回転揺動の状態を正確にモニタリングすることができる。
【０１３１】
本実施の形態では、伝達部１３７、１３８に、モニタ素子１７７、１７８がそれぞれ取り付けられている。モニタ素子１７７、１７８は検出回路９０１に接続されている。検出回路９０１は、モニタ素子１７１、１７２の出力と同様に、２つのモニタ素子１７７、１７８の出力を差動検出する、すなわち、モニタ素子１７７、１７８の出力の差を検出する。詳細には、検出回路９０１は２つのモニタ素子１７５、１７６の出力を差動検出して得られた信号と、２つのモニタ素子１７７、１７８の出力を差動検出して得られた信号とに基づいて差動信号を生成する。これにより種々のノイズをキャンセルして高い精度で枠部材９１０の回転揺動の状態をモニタリングでき、駆動部１５７、１５８の駆動の制御にフィードバックすることが可能となる。具体的には、検出回路９０１は差動信号に基づいて圧電素子１９６、１９８に印加する電圧を制御して、駆動部１５７、１５８の振動の振幅を制御する。
【０１３２】
実施の形態３にかかる光学反射素子３００では、駆動部１５７と駆動部１５８とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４７と振動部１４８とが逆位相に振動して回転軸１０２周りに同じ回転方向のトルクが発生する。回転軸１０２を挟んで両側に分離した状態で配置される伝達部１３７、１３８により接続部１２７の基端部１２７Ｂにこのトルクを伝達することで、伝達部１３７、１３８どうしでトルクを相殺することなく高効率でトルクを伝達することができる。従って、高い周波数で駆動部１５７、１５８を駆動させた場合でも回転揺動する枠部材９１０の振れ角を大きくすることができ、圧電素子１９６、１９８に印加する電圧が小さくても、反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、つまり、振れ角特性の良好な光学反射素子３００を提供することができる。
【０１３３】
実施の形態３にかかる光学反射素子３００では、回転軸１０１を挟んで、接続部１２７、１２８と駆動部１５７、１５８と振動部１４７、１４８とは、接続部１２５、１２６と駆動部１５５、１５６と振動部１４５、１４６とにそれぞれ対向している。
【０１３４】
実施の形態３にかかる光学反射素子３００は、実施の形態１で記載した効果、および実施の形態２で記載した効果に加えて、回転揺動機構２０１、２０２により回転軸１０１を中心に回転揺動する反射部１１０を回転軸１０１と交差する回転軸１０２を中心にさらに回転揺動させることができる。従って、例えば反射させるレーザ光が１本の場合でも、レーザ光の照射位置を２次元的に掃引することができる。
【０１３５】
また、実施の形態１、２においても、反射部１１０のほぼ中心を回転軸１０が通る構成となる。この構成により、反射部１１０の中心は、移動しない不動点となる。不動点に光を入射することにより、反射された光の光路は一定となり、高精度なスキャニングが可能となる。
【０１３６】
なお本実施の形態では、回転軸１０１と回転軸１０２とは、反射部１１０のほぼ中心で直交する。これにより反射部１１０の中心は移動しない不動点となる。不動点に光を入射することにより、スクリーン上に投影される光の光路は一定となり、プロジェクタなどに光学反射素子３００を用いた場合、画像を高精度にスクリーン上に投影することができる。
【０１３７】
なお、光学反射素子３００は、図３に示す光学反射素子１００Ａの突出部３０１、３０２と同様の構成を有して駆動部１５３〜１５８から突出する突出部をさらに備えてもよく、同様の効果を有する。
【０１３８】
なお上記実施の形態１〜３では、一対の振動部、および一対の駆動部で全体的に音叉形状を有する。これにより一対の振動部、および一対の駆動部は反射部１１０を囲むように配置される。この配置により光学反射素子３００を小型化できる。振動部の先端および駆動部の先端が自由端となるため、反射部１１０の振れ角度を効率よく大きくでき、また、小さなエネルギーで大きな振動エネルギーを得ることができる。ただし、本開示は、上記実施の形態１〜３に限定されるものではない。例えば振動部と駆動部とを１本の棒状に形成してもかまわない。
【０１３９】
例えば、回転揺動機構２０１および回転揺動機構２０２を面対称に配置し、回転揺動機構２０３および回転揺動機構２０４を面対称に配置したが、これらをそれぞれ回転対称に配置してもかまわない。
【０１４０】
また圧電素子を駆動本体部の片面に形成したが、両面に形成してもよい。さらに、振動部の表面にも圧電素子を形成してもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本開示にかかる光学反射素子に関して小型化できるという効果を有し、例えば小型のディスプレイ装置、小型のプロジェクタ、車載用のヘッドアップディスプレイ装置、電子写真方式の複写機、レーザープリンタ、光学スキャナ、光学レーダーなどに利用することができる。
【符号の説明】
【０１４２】
１００，１００Ａ，２００，３００    光学反射素子
１０１    回転軸（第一回転軸）
１０２    回転軸（第二回転軸）
１１０    反射部
１１１    反射面
１２１    接続部（第一接続部）
１２２    接続部（第二接続部）
１２３    接続部（第三接続部）
１２４    接続部（第四接続部）
１２５    接続部（第五接続部）
１２６    接続部（第六接続部）
１２７    接続部（第七接続部）
１２８    接続部（第八接続部）
１３１    伝達部（第一伝達部）
１３２    伝達部（第二伝達部）
１３３    伝達部（第三伝達部）
１３４    伝達部（第四伝達部）
１３５    伝達部（第五伝達部）
１３６    伝達部（第六伝達部）
１３７    伝達部（第七伝達部）
１３８    伝達部（第八伝達部）
１４１    振動部（第一振動部）
１４２    振動部（第二振動部）
１４３    振動部（第三振動部）
１４４    振動部（第四振動部）
１４５    振動部（第五振動部）
１４６    振動部（第六振動部）
１４７    振動部（第七振動部）
１４８    振動部（第八振動部）
１１４９    連結部
２１４９    連結部
１５１    駆動部（第一駆動部）
１５２    駆動部（第二駆動部）
１５３    駆動部（第三駆動部）
１５４    駆動部（第四駆動部）
１５５    駆動部（第五駆動部）
１５６    駆動部（第六駆動部）
１５７    駆動部（第七駆動部）
１５８    駆動部（第八駆動部）
１６１    基部（第一基部）
１６２    基部（第二基部）
１６３    基部（第三基部）
１６４    基部（第四基部）
１７１    モニタ素子（第一モニタ素子）
１７２    モニタ素子（第二モニタ素子）
１７３    モニタ素子（第三モニタ素子）
１７４    モニタ素子（第四モニタ素子）
１７５    モニタ素子（第五モニタ素子）
１７６    モニタ素子（第六モニタ素子）
１７７    モニタ素子（第七モニタ素子）
１７８    モニタ素子（第八モニタ素子）
１８３，１８４    駆動本体部
１８５，１８６    圧電素子
１８７，１８８    駆動本体部
１８９，１９０    圧電素子
１９１    第五駆動本体部
１９２    第五圧電素子
１９３    第六駆動本体部
１９４    第六圧電素子
１９５    第七駆動本体部
１９６    第七圧電素子
１９７    第八駆動本体部
１９８    第八圧電素子
２０１〜２０４    回転揺動機構
【図１】
2019087919.tif 000003
【図２】
2019087919.tif 000004
【図３】
2019087919.tif 000005
【図４】
2019087919.tif 000006
【図５】
2019087919.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和2年3月18日(2020.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
接続部１２１の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより反射部１１０を回転揺動させる部材であるため、反射部１１０よりも幅（図中Ｘ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２１の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２１の厚さは反射部１１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２１は、反射部１１０から伝達部１３１、１３２すなわち先端部１２１Ａから基端部１２１Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０１に沿って均一の形状および均一の断面積とすることにより、光学反射素子１００を駆動させた際に接続部１２１が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２１の破損を回避することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
なお、駆動部１５１、１５２は、圧電素子１８５、１８６の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、またそれら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。圧電素子１８５、１８６は、振動部１４１、１４２まで延びていてもよい。その場合、伝達部に対するトルクを更に大きくすることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
図３は、実施の形態１に係る他の光学反射素子１００Ａの平面図である。図３において、図１に示す光学反射素子１００と同じ部分には同じ参照番号を付す。光学反射素子１００Ａは、駆動部１５１から突出する突出部３０１と、駆動部１５２から突出する突出部３０２とをさらに有する。突出部３０１は駆動本体部１８３と一体的に形成されており、駆動部１５１の振動部１４１の先端部１４１Ａの反対側の部分からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４１に突出する。突出部３０１は振動部１４１からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４１に位置する。突出部３０２は駆動本体部１８４と一体的に形成されており、駆動部１５２の振動部１４２の先端部１４２Ａの反対側の部分からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４２に突出する。突出部３０２は振動部１４２からＸ軸の方向である交差方向Ｄ１４２に位置する。駆動部１５１はＹ軸の方向に延びる外縁１１５１と、外縁１１５１に比べて回転軸１０１からより遠いＹ軸の方向に延びる外縁２１５１とを有する。駆動部１５２はＹ軸の方向に延びる外縁１１５２と、外縁１１５２に比べて回転軸１０１からより遠いＹ軸の方向に延びる外縁２１５２とを有する。突出部３０１、３０２のＹ軸の方向の幅は、振動部１４１、１４２（先端部１４１Ａ、１４２Ａ）のＹ軸の方向の幅と同じである。Ｘ軸の方向において、突出部３０１、３０２は、振動部１４１、１４２（先端部１４１Ａ、１４２Ａ）とそれぞれ完全に重なる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
接続部１２３の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより反射部１１０を回転揺動させる部材であるため、反射部１１０よりも幅（図中Ｘ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２３の回転軸１０１に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２３の厚さは反射部１１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２３は、反射部１１０から伝達部１３３、１３４すなわち先端部１２３Ａから基端部１２３Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０１に沿って均一の形状および均一の断面積とすることにより、光学反射素子２００を駆動させた際に接続部１２３が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２３の破損を回避することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８７】
接続部１２５の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより枠部材９１０を回転揺動させる部材であるため、枠部材９１０よりも幅（図中Ｙ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２５の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２５の厚さは枠部材９１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２５は、枠部材９１０から伝達部１３５、１３６すなわち先端部１２５Ａから基端部１２５Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０２に沿って均一の形状および均一の断面積とすることにより、光学反射素子３００を駆動させた際に接続部１２５が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２５の破損を回避することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
本実施の形態では、圧電素子１９２、１９４は、駆動本体部１９１、１９３の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５５、１５６をより薄型にすることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
なお、駆動部１５５、１５６は、圧電素子１９２、１９４の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、また、それら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０７】
実施の形態３にかかる光学反射素子３００では、駆動部１５５と駆動部１５６とを逆位相で逆の方向に駆動することにより、振動部１４５と振動部１４６とが逆位相に振動して回転軸１０２周りに同じ回転方向のトルクが発生する。回転軸１０２を挟んで両側に分離した状態で配置される伝達部１３５、１３６により接続部１２５の基端部１２５Ｂにこのトルクを伝達することで、伝達部１３５、１３６どうしでトルクを相殺することなく高効率でトルクを伝達することができる。従って、高い周波数で駆動部１５５、１５６を駆動させた場合でも回転揺動する枠部材９１０の振れ角を大きくすることができ、圧電素子１９２、１９４に印加する電圧が小さくても、反射部１１０の振れ角を大きくすることができ、つまり、振れ角特性の良好な光学反射素子３００を提供することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１２】
接続部１２７の形状は、特に限定されるものではないが、それ自体が捩れることにより枠部材９１０を回転揺動させる部材であるため、枠部材９１０よりも幅（図中Ｙ軸方向の長さ）の狭い細い棒状となっている。接続部１２７の回転軸１０２に垂直な断面形状は矩形であり、接続部１２７の厚さは枠部材９１０および他の部分と同じ厚さになっている。接続部１２７は、枠部材９１０から伝達部１３７、１３８すなわち先端部１２７Ａから基端部１２７Ｂに至るまで同一の断面形状となっている。このように、回転軸１０２に沿って均一の形状および均一の断面積とすることにより、光学反射素子３００を駆動させた際に接続部１２７が全体として均等に捩れ、応力が集中することによる接続部１２７の破損を回避することができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
また、振動部１４７の基端部１４７Ｂと振動部１４８の基端部１４８Ｂとは連結部４１４９により一体に連結位置４１４９Ｐで連結されている。振動部１４７と振動部１４８とは、回転軸１０２を中心にして回転軸１０２に直交する方向に延在する真っ直ぐな１つの棒状を構成する。伝達部１３７の基端部１３７Ｂは、連結部４１４９と駆動部１５７との間の位置すなわち振動部１４７の先端部１４７Ａと基端部１４７Ｂとの間の位置に連結されている。伝達部１３８の基端部１３８Ｂは、連結部４１４９と駆動部１５８との間の位置すなわち振動部１４８の先端部１４８Ａと基端部１４８Ｂとの間の位置に連結されている。また、伝達部１３７と振動部１４７とが連結する部分の少なくとも一部と、伝達部１３８と振動部１４８とが連結する部分の少なくとも一部とは、接続部１２８よりも外側に配置されるすなわち接続部１２８の外郭よりも回転軸１０２から離れていることが望ましい。この構成により、振動部１４７、１４８の振動を伝達部１３７、１３８に効果的に伝達できる。本実施の形態では、伝達部１３７、１３８と振動部１４７、１４８とが連結する部分の全部が、接続部１２８よりも外側に配置されているすなわち接続部１２８の外郭よりも回転軸１０２から離れている。すなわち、隙間１０２Ｓ２の回転軸１０２に直角の方向の幅は、伝達部１３７、１３８の基端部１３７Ｂ、１３８Ｂ間の間隔であり、接続部１２８の回転軸１０２に直角の方向の幅より大きい。隙間１０２Ｓ２の回転軸１０２に直角の方向の幅は、接続部１２８の回転軸１０２に直角の方向の幅を含む。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
すなわち、駆動部１５８は、振動部１４８の先端部１４８Ａに基端部１５８Ｂが一体に連結され、回転軸１０２に沿って枠部材９１０に向かって延在する駆動本体部１９７を備える。駆動本体部１９７は矩形状の断面を有する棒状である。駆動本体部１９７は先端部１９７Ａと基端部１９７Ｂとを有し、先端部１９７Ａから基端部１９７Ｂまで、すなわち基端部１９７Ｂから先端部１９７Ａまで延びている。駆動部１５８の先端部１５８Ａと基端部１５８Ｂは、それぞれ駆動本体部１９７の先端部１９７Ａと基端部１９７Ｂである。駆動本体部１９７の表面に回転軸１０２に沿って配置されている細長い板形状の圧電素子１９８を備えている。圧電素子１９８に周期的に変動する電圧を印加することにより圧電素子１９８が伸縮を繰り返す。圧電素子１９８の伸縮に対応して駆動本体部１９７（駆動部１５８）が湾曲と復帰とを繰り返す。駆動本体部１９７（駆動部１５８）は、振動部１４８に連結している基端部１９７Ｂよりも突出している先端部１９７Ａが大きく振動し、駆動本体部１９７（駆動部１５８）全体の振動エネルギーが振動部１４８の先端部１４８Ａに伝達する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
本実施の形態では、圧電素子１９６、１９８は、駆動本体部１９５、１９７の表面にそれぞれ形成された、電極と圧電体とを厚さ方向に積層した積層体構造からなる薄膜積層型圧電アクチュエータである。これによって、駆動部１５７、１５８をより薄型にすることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
なお、駆動部１５７、１５８は、圧電素子１９６、１９８の歪により振動するものばかりでなく、磁場、電場との相互作用により力が発生する部材、装置などを備え、外部装置により発生させた磁場、および電場の少なくとも一方を変化させ、また、それら自体が発生させる磁場、および電場の少なくとも一方を変化させることにより振動するものでもかまわない。また、圧電体を構成する材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する圧電材料を例示することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
また、実施の形態１、２においても、反射部１１０のほぼ中心を回転軸１０１が通る構成となる。この構成により、反射部１１０の中心は、移動しない不動点となる。不動点に光を入射することにより、反射された光の光路は一定となり、高精度なスキャニングが可能となる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一回転軸を中心として回転揺動し、光を反射する反射部と、
前記第一回転軸に沿って配置され、前記反射部に連結された先端部と、基端部とを有する第一接続部と、
基端部と、前記第一接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第一伝達部であって、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第一伝達部の前記先端部から延在し、前記第一接続部にトルクを伝達する前記第一伝達部と、
基端部と、前記第一接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第二伝達部であって、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の逆側において前記第一回転軸から遠ざかるように前記第二伝達部の前記先端部から延在し、前記第一接続部にトルクを伝達する前記第二伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の同じ側において前記第一回転軸と交差する第一交差方向に配置され、前記第一伝達部の前記基端部に連結された第一振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第一伝達部の逆側において前記第一回転軸と交差する第二交差方向に配置され、前記第二伝達部の前記基端部に連結された第二振動部と、
前記第一振動部の前記先端部に連結され、前記第一振動部と前記第一伝達部を介して前記第一接続部を回転揺動させる第一駆動部と、
前記第二振動部の前記先端部に連結され、前記第二振動部と前記第二伝達部を介して前記第一接続部を回転揺動させる第二駆動部と、
第一基部と、
前記第一基部に対し前記第一振動部と前記第二振動部とを振動可能に前記第一基部に接続する第二接続部と
を備える光学反射素子。
【請求項２】
前記第一伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第一伝達部の歪を検出する第一モニタ素子をさらに備えた、請求項１に記載の光学反射素子。
【請求項３】
前記第二伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第二伝達部の歪を検出する第二モニタ素子をさらに備え、
前記第一モニタ素子の出力と前記第二モニタ素子の出力とが差動検出される、請求項２に記載の光学反射素子。
【請求項４】
前記反射部に対し前記第一接続部の逆側に前記第一回転軸に沿って配置され、前記反射部に連結された先端部と、基端部とを有する第三接続部と、
基端部と、前記第三接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第三伝達部であって、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第三伝達部の前記先端部から延在し、前記第三接続部にトルクを伝達する前記第三伝達部と、
基端部と、前記第三接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第四伝達部であって、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の逆側において、前記第一回転軸から遠ざかるように前記第三伝達部の前記先端部から延在し、前記第三接続部にトルクを伝達する前記第四伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の同じ側において前記第一回転軸と交差する第三交差方向に配置され、前記第三伝達部の前記基端部に連結された第三振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第一回転軸に対し前記第三伝達部の逆側において前記第一回転軸と交差する第四交差方向に配置され、前記第四伝達部の前記基端部に連結された第四振動部と、
前記第三振動部の前記先端部に連結され、前記第三振動部と前記第三伝達部とを介して前記第三接続部を回転揺動させる第三駆動部と、
前記第四振動部の前記先端部に連結され、前記第四振動部と前記第四伝達部とを介して前記第三接続部を回転揺動させる第四駆動部と、
第二基部と、
前記第二基部に対し前記第三振動部と前記第四振動部とを振動可能に前記第二基部に接続する第四接続部と
をさらに備えた、請求項１に記載の光学反射素子。
【請求項５】
前記第一伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第一伝達部の歪を検出する第一モニタ素子と、
前記第二伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第二伝達部の歪を検出する第二モニタ素子と、
前記第三伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第三伝達部の歪を検出する第三モニタ素子と、
前記第四伝達部に少なくとも一部が取り付けられて、前記第四伝達部の歪を検出する第四モニタ素子と、
をさらに備え、
前記第一モニタ素子の出力と前記第二モニタ素子の出力と前記第三モニタ素子の出力と前記第四モニタ素子の出力とが差動検出される、請求項４に記載の光学反射素子。
【請求項６】
前記第一モニタ素子は圧電材料を含み、
前記第一駆動部は圧電材料を含む第一圧電素子を有し、
前記第二駆動部は圧電材料を含む第二圧電素子を有し、
前記第一圧電素子の前記圧電材料と前記第二圧電素子の前記圧電材料とは、前記第一モニタ素子の前記圧電材料と同じである、請求項５に記載の光学反射素子。
【請求項７】
前記第一回転軸と交差する方向に延在する第二回転軸に沿って配置され、前記第一基部に連結された先端部と、基端部とを有する第五接続部と、
基端部と、前記第五接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第五伝達部であって、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第五伝達部の前記先端部から延在し、前記第五接続部にトルクを伝達する前記第五伝達部と、
基端部と、前記第五接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第六伝達部であって、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の逆側において、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第六伝達部の前記先端部から延在し、前記第五接続部にトルクを伝達する前記第六伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の同じ側において前記第二回転軸と交差する第五交差方向に配置され、前記第五伝達部の前記基端部に連結された第五振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第五伝達部の逆側において前記第二回転軸と交差する第六交差方向に配置され、前記第六伝達部の前記基端部に連結された第六振動部と、
前記第五振動部の前記先端部に連結され、前記第五振動部と前記第五伝達部とを介して前記第五接続部を回転揺動させる第五駆動部と、
前記第六振動部の前記先端部に連結され、前記第六振動部と前記第六伝達部とを介して前記第五接続部を回転揺動させる第六駆動部と、
第三基部と、
前記第三基部に対し前記第五振動部と前記第六振動部を振動可能に前記第三基部に接続する第六接続部と
をさらに備えた、請求項１から６のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項８】
前記反射部に対し前記第五接続部の逆側に前記第二回転軸に沿って配置され、前記第一基部に連結された先端部と、基端部とを有する第七接続部と、
基端部と、前記第七接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第七伝達部であって、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第七伝達部の前記先端部から延在し、前記第七接続部にトルクを伝達する前記第七伝達部と、
基端部と、前記第七接続部の前記基端部に連結された先端部とを有する第八伝達部であって、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の逆側において、前記第二回転軸から遠ざかるように前記第八伝達部の前記先端部から延在し、前記第七接続部にトルクを伝達する前記第八伝達部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の同じ側において前記第二回転軸と交差する第七交差方向に配置され、前記第七伝達部の前記基端部に連結された第七振動部と、
基端部と先端部とを有し、前記第二回転軸に対し前記第七伝達部の逆側において前記第二回転軸と交差する第八交差方向に配置され、前記第八伝達部の前記基端部に連結された第八振動部と、
前記第七振動部の前記先端部に連結され、前記第七振動部と前記第七伝達部とを介して前記第七接続部を回転揺動させる第七駆動部と、
前記第八振動部の前記先端部に連結され、前記第八振動部と前記第八伝達部とを介して前記第七接続部を回転揺動させる第八駆動部と、
第四基部と、
前記第四基部に対し前記第七振動部と前記第八振動部を振動可能に前記第四基部に接続する第八接続部と、
をさらに備えた、請求項７に記載の光学反射素子。
【請求項９】
前記第一伝達部と前記第二伝達部とは前記第一回転軸に対して回転対称である、請求項１から８のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１０】
前記第一伝達部は、前記第一接続部の前記基端部から前記第一振動部まで一直線に延びる棒状であり、
前記第二伝達部は、前記第一接続部の前記基端部から前記第二振動部まで一直線に延びる棒状である、請求項１から９のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１１】
前記第一振動部の前記基端部は前記第二振動部の前記基端部と連結位置で接続され、
前記第一伝達部の前記基端部は、前記連結位置から離れて前記第一振動部に連結され、
前記第二伝達部の前記基端部は、前記連結位置から離れて前記第二振動部に連結される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１２】
前記第一接続部のねじり剛性は前記第二接続部のねじり剛性より小さい、請求項１から１１のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【請求項１３】
前記第一駆動部の前記第一振動部の前記先端部の反対側の部分から突出する第一突出部と、
前記第二駆動部の前記第二振動部の前記先端部の反対側の部分から突出する第二突出部と、
をさらに備えた、請求項１から１２のいずれか一項に記載の光学反射素子。
【国際調査報告】
2019087919.tif 000008
2019087919.tif 000009
2019087919.tif 000010