(57)【要約】【課題】ねじり梁群によって揺動板と支持部の間を接続するＭＥＭＳ装置において、それぞれのねじり梁を可能な限り揺動軸に近い位置に配置することが可能な技術を提供する。【解決手段】本明細書が開示するＭＥＭＳ装置は、支持部と、揺動板と、揺動板が支持部に対して揺動軸周りに揺動可能となるように、揺動板と支持部の間を接続するねじり梁群を備えている。そのＭＥＭＳ装置では、ねじり梁群のうちの少なくとも１つのねじり梁が、揺動軸から離れて配置されており、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されている。【選択図】図１
2015229220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部と、
揺動板と、
揺動板が支持部に対して揺動軸周りに揺動可能となるように、揺動板と支持部の間を接続するねじり梁群を備えており、
ねじり梁群のうちの少なくとも１つのねじり梁が、揺動軸から離れて配置されており、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されている、ＭＥＭＳ装置。
【請求項２】
ねじり梁群が、揺動軸から離れて配置されており、揺動軸に沿って直線状に伸びる直線ねじり梁と、直線ねじり梁よりも揺動軸から遠い位置に配置された屈曲ねじり梁を備えており、
直線ねじり梁は、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されており、
屈曲ねじり梁は、支持部および／または揺動板との接続部と、支持部および／または揺動板との接続部よりも揺動軸に近い位置に配置された部分を有する形状に形成されている、請求項１のＭＥＭＳ装置。
【請求項３】
直線ねじり梁が、揺動軸を挟んで対称となるように配置されており、
屈曲ねじり梁が、揺動軸を挟んで対称となるように配置されている、請求項２のＭＥＭＳ装置。
【請求項４】
屈曲ねじり梁が、支持部から揺動軸に沿って直線状に伸びる支持側接続部と、支持側接続部から揺動軸に向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸に沿う方向に緩やかに湾曲する支持側湾曲部と、揺動板から揺動軸に沿って直線状に伸びる揺動側接続部と、揺動側接続部から揺動軸に向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸に沿う方向に緩やかに湾曲する揺動側湾曲部と、揺動軸に沿って伸びており、支持側湾曲部と揺動側湾曲部を接続する中央部を備える形状に形成されている、請求項２または３のＭＥＭＳ装置。
【請求項５】
屈曲ねじり梁の断面形状が、直線ねじり梁の断面形状に比べて、幅が細くなっている、請求項２から４の何れか一項のＭＥＭＳ装置。
【請求項６】
揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁に比べて、梁長さが長くなっている、請求項１から５の何れか一項のＭＥＭＳ装置。
【請求項７】
揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁の断面形状が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁の断面形状に比べて、幅が細くなっている、請求項１から６の何れか一項のＭＥＭＳ装置。
【請求項８】
揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁の断面形状が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁の断面形状に比べて、支持部および／または揺動板との接続部において、断面積が大きくなっている、請求項１から７の何れか一項のＭＥＭＳ装置。
【請求項９】
揺動板に固定された永久磁石と、永久磁石を挟むように配置された一対の電磁石を用いて、支持部に対して揺動板を揺動させる、請求項１から８の何れか一項のＭＥＭＳ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、支持部と、揺動板と、揺動板が支持部に対して揺動軸周りに揺動可能となるように、揺動板と支持部の間を接続するねじり梁群を有するＭＥＭＳ装置が開示されている。このＭＥＭＳ装置では、静電アクチュエータ等の駆動手段によって揺動板にトルクを印加することで、揺動板を支持部に対して揺動軸周りに揺動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２１１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
駆動手段が印加する駆動力の周波数を揺動板の共振周波数に一致させると、小さな駆動電力で揺動板を大きく動作させることができる。このような共振駆動において、揺動板を高速で動作させるためには、駆動手段が印加する駆動力の周波数を高くするとともに、それに合わせて揺動板の共振周波数を高くしておく必要がある。また、ＭＥＭＳ装置の耐久性を確保するためには、ねじり梁の強度を確保しておく必要がある。その上で、揺動板以外の部分のサイズを小さくするためには、ねじり梁の長さを可能な限り短くすることが好ましい。
【０００５】
揺動板の共振周波数を高く維持しつつ、ねじり梁の長さを短くするためには、ねじり梁の本数を多くすることが有効である。複数のねじり梁からなるねじり梁群で揺動板を支持する構成とする場合、揺動軸から遠い位置に配置されるねじり梁にはねじり変形に起因して大きな引張応力が作用するため、それぞれのねじり梁を可能な限り揺動軸から近い位置に配置することが好ましい。しかしながら、それぞれのねじり梁の支持部および／または揺動板との接続部に応力集中を緩和するためのフィレット形状を形成すると、隣接するねじり梁同士の間隔を狭めて配置することができず、外側のねじり梁を揺動軸から遠い位置に配置せざるを得なくなる。図１０に、枠状の支持部８０と、矩形平板状の揺動板８２を、ねじり梁群８４ａ，８４ｂで接続した構成を模式的に示す。図１０に示す構成では、ねじり梁群８４ａ，８４ｂの支持部８０および揺動板８２との接続部において、それぞれのねじり梁の両側面に応力集中を緩和するためのフィレット形状が形成されており、隣接するねじり梁同士の間隔を狭めて配置することができず、外側のねじり梁を揺動軸Ｃから遠い位置に配置せざるを得ない。ねじり梁群によって揺動板と支持部の間を接続するＭＥＭＳ装置において、それぞれのねじり梁を可能な限り揺動軸に近い位置に配置することが可能な技術が期待されている。
【０００６】
本明細書では、上記課題を解決する技術を開示する。本明細書では、ねじり梁群によって揺動板と支持部の間を接続するＭＥＭＳ装置において、それぞれのねじり梁を可能な限り揺動軸に近い位置に配置することが可能な技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示するＭＥＭＳ装置は、支持部と、揺動板と、揺動板が支持部に対して揺動軸周りに揺動可能となるように、揺動板と支持部の間を接続するねじり梁群を備えている。そのＭＥＭＳ装置では、ねじり梁群のうちの少なくとも１つのねじり梁が、揺動軸から離れて配置されており、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されている。
【０００８】
上記のＭＥＭＳ装置では、揺動軸から離れて配置された少なくとも１つのねじり梁が、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されている。このような構成とすることによって、そのねじり梁の支持部および／または揺動板との接続部において応力集中を緩和するために必要とされる断面積を確保しつつ、そのねじり梁から見て揺動軸に近い側で隣接するねじり梁との間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁を揺動軸に近い位置に配置して、ねじり梁に作用する引張応力を低減することができる。
【０００９】
上記のＭＥＭＳ装置は、ねじり梁群が、揺動軸から離れて配置されており、揺動軸に沿って直線状に伸びる直線ねじり梁と、直線ねじり梁よりも揺動軸から遠い位置に配置された屈曲ねじり梁を備えており、直線ねじり梁は、支持部および／または揺動板との接続部において、支持部および／または揺動板に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸までの距離が増加していく形状に形成されており、屈曲ねじり梁は、支持部および／または揺動板との接続部と、支持部および／または揺動板との接続部よりも揺動軸に近い位置に配置された部分を有する形状に形成されているように構成することができる。
【００１０】
ねじり梁群がねじり変形する際には、揺動軸から遠い位置に配置されたねじり梁には、大きな引張応力が作用する。上記のＭＥＭＳ装置では、大きな引張応力が作用する揺動軸から遠い位置には、屈曲ねじり梁を配置しており、それほど大きな引張応力が作用しない揺動軸から近い位置には、直線ねじり梁を配置している。ねじり梁を屈曲した形状とした場合、ねじり梁を直線状の形状とした場合にくらべて、ねじり変形した時の引張応力が緩和される。上記のＭＥＭＳ装置によれば、ねじり変形により大きな引張応力が作用する揺動軸から遠い位置に屈曲ねじり梁を配置することで、ねじり変形に対する強度を確保することができる。
【００１１】
なお、ねじり梁を屈曲した形状とした場合、ねじり梁を直線状の形状とした場合にくらべて、揺動板の支持部に対する並進運動に対する剛性が低下するという問題がある。上記のＭＥＭＳ装置では、屈曲ねじり梁とは別に直線ねじり梁を配置していることで、揺動板の支持部に対する並進運動に対する剛性を確保することができる。
【００１２】
上記のＭＥＭＳ装置は、直線ねじり梁が、揺動軸を挟んで対称となるように配置されており、屈曲ねじり梁が、揺動軸を挟んで対称となるように配置されているように構成することができる。
【００１３】
上記のＭＥＭＳ装置によれば、ねじり梁群の剛性を揺動軸に関して対称とすることができる。
【００１４】
上記のＭＥＭＳ装置は、屈曲ねじり梁が、支持部から揺動軸に沿って直線状に伸びる支持側接続部と、支持側接続部から揺動軸に向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸に沿う方向に緩やかに湾曲する支持側湾曲部と、揺動板から揺動軸に沿って直線状に伸びる揺動側接続部と、揺動側接続部から揺動軸に向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸に沿う方向に緩やかに湾曲する揺動側湾曲部と、揺動軸に沿って伸びており、支持側湾曲部と揺動側湾曲部を接続する中央部を備える形状に形成されているように構成することができる。
【００１５】
揺動軸から離れた位置に配置された梁は、揺動するにつれて支持部側の付け根と揺動板側の付け根の間の距離が離れるため、揺動軸に沿った方向に引張変形する。上記構成のＭＥＭＳ装置によれば、屈曲ねじり梁の中でねじれに寄与する中央部を揺動軸に近づけることができる。これにより、揺動時の引張変形を抑制することが可能となる。また、屈曲ねじり梁の中で揺動軸に垂直となる部分をもつ湾曲部は、梁がねじれた際の引張応力に応じて、揺動軸に沿った方向に変形することが可能である。湾曲部が長いほど、揺動軸に沿った方向のばね定数が小さくなるため、ねじれ以外の変形によって屈曲ねじり梁に発生する引張応力を抑制できる。揺動軸に垂直となっているため、湾曲部を長くしても、梁の揺動軸に沿った方向の長さを変える必要がない。よって、上記のＭＥＭＳ装置は、屈曲ねじり梁の揺動軸に沿った方向の長さを長くすることなく、ねじり変形の際に発生する引張応力を低減することができる。また、支持側湾曲部および揺動側湾曲部における応力集中を緩和することができる。
【００１６】
上記のＭＥＭＳ装置は、屈曲ねじり梁の断面形状が、直線ねじり梁の断面形状に比べて、幅が細くなっているように構成することができる。
【００１７】
屈曲ねじり梁では、ねじりモーメントを分担する部分は、揺動軸に沿った直線形状の中央部である。屈曲ねじり梁は、湾曲部や接続部を有しているため、中央部の長さは直線ねじり梁の長さよりも短い。このため、直線ねじり梁に比べて、ねじりばね定数が高く、ねじりモーメントの分担割合が高くなって、大きなせん断応力が作用する。上記のように、屈曲ねじり梁を直線ねじり梁よりも細く形成する（すなわち、ねじりばね定数を低く形成する）ことで、ねじりモーメントの分担割合を平準化し、屈曲ねじり梁に作用するせん断応力を低減することができる。
【００１８】
上記のＭＥＭＳ装置は、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁に比べて、梁長さが長くなっているように構成することができる。
【００１９】
揺動板が揺動する際に生じるねじり変形は、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁に比べて、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁において、大きなものとなる。上記のＭＥＭＳ装置では、揺動軸から離れた位置に配置されているねじり梁は、揺動軸に近い位置に配置されているねじり梁に比べて、梁長さが長く形成されている。このような構成とすることによって、揺動軸から離れた位置に配置されているねじり梁に大きな引張応力が作用することを防ぐことができる。屈曲ねじり梁の場合は、揺動軸から離れた屈曲ねじり梁ほど、湾曲部の長さを長くする構成にすることが望ましい。湾曲部は、揺動軸に垂直であり、湾曲部を長くしても、梁の揺動軸に沿った方向の長さを変える必要がない。湾曲部を長くしても、梁の揺動軸に平行な方向の長さは増大しない。このため、応力が緩和可能で、かつ、揺動軸に沿った方向の長さの短い、小型のＭＥＭＳ装置を実現できる。
【００２０】
上記のＭＥＭＳ装置は、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁の断面形状が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁の断面形状に比べて、幅が細くなっているように構成することができる。
【００２１】
揺動板の揺動によるねじり梁群のねじり変形においては、揺動軸から遠い位置に配置されたねじり梁は、揺動軸から近い位置に配置されたねじり梁に比べて、ねじりばね定数が高く、ねじりモーメントの分担割合が高くなって、大きなせん断応力が作用する。上記のＭＥＭＳ装置によれば、揺動軸から遠い位置に配置されたねじり梁を揺動軸から近い位置に配置されたねじり梁よりも細く形成する（すなわち、ねじりばね定数を低く形成する）ことで、ねじりモーメントの分担割合を平準化し、揺動軸から遠い位置に配置されたねじり梁に作用するせん断応力を低減することができる。
【００２２】
上記のＭＥＭＳ装置は、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁の断面形状が、揺動軸から近い位置に配置されているねじり梁の断面形状に比べて、支持部および／または揺動板との接続部において、断面積が大きくなっているように構成することができる。
【００２３】
揺動板が揺動する際に、揺動軸から離れた位置に配置された梁は、揺動するにつれて支持部側の付け根と揺動板側の付け根の間の距離が離れるため、揺動軸に沿った方向に引張変形する。この引張変形量は、揺動軸から遠い位置に配置されたねじり梁ほど大きくなる。このため、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁には、ねじり変形に起因してより大きな引張応力が作用する。上記のＭＥＭＳ装置では、揺動軸から遠い位置に配置されているねじり梁の断面形状を、支持部および／または揺動板との接続部において、断面積が大きくなるようにしている。このような構成とすることによって、ねじり変形に起因して大きな引張応力が作用するねじり梁の強度を確保することができる。
【００２４】
上記のＭＥＭＳ装置は、揺動板に固定された永久磁石と、永久磁石を挟むように配置された一対の電磁石を用いて、支持部に対して揺動板を揺動させるように構成することができる。
【００２５】
上記のＭＥＭＳ装置によれば、揺動板に対する電流の供給が不要であるため、支持部から揺動板へのねじり梁群を介した電気配線が不要となる。このような構成とすることで、ねじり梁群を構成するねじり梁の断面を、より小さく形成することができる。その結果、より短い長さのねじり梁群を用いることが可能となり、小型のＭＥＭＳ装置を実現することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本明細書が開示するＭＥＭＳ装置によれば、揺動板の共振周波数を高く維持しつつ、かつ、揺動板以外の部分のサイズを小さくすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１のＭＥＭＳ装置２の概略の構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面で見た横断面図である。
【図３】実施例１のＭＥＭＳ装置２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図４】実施例１のＭＥＭＳ装置２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図５】実施例１のＭＥＭＳ装置２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図６】実施例２のＭＥＭＳ装置５２の概略の構成を示す平面図である。
【図７】実施例２のＭＥＭＳ装置５２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図８】実施例２のＭＥＭＳ装置５２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図９】実施例２のＭＥＭＳ装置５２の変形例の概略の構成を示す平面図である。
【図１０】参考例のＭＥＭＳ装置の概略の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
（実施例１）
図１および図２は、本実施例のＭＥＭＳ装置２を示している。ＭＥＭＳ装置２は、支持フレーム４と、揺動板６と、ミラー８と、ねじり梁群１０ａ，１０ｂと、永久磁石１２と、電磁石１４ａ，１４ｂを備えている。
【００２９】
支持フレーム４と、揺動板６と、ねじり梁群１０ａ，１０ｂは、単結晶シリコンからなるシリコンウェハを選択的にエッチングすることによって形成されている。支持フレーム４と、揺動板６と、ねじり梁群１０ａ，１０ｂは、継ぎ目無く一体的に形成されている。
【００３０】
支持フレーム４は、矩形の枠形状に形成されている。
【００３１】
揺動板６は、矩形の平板形状に形成されている。揺動板６は、支持フレーム４の内側に配置されている。揺動板６は、ねじり梁群１０ａ，１０ｂを介して、支持フレーム４に対して揺動軸Ｃ周りに揺動可能に支持されている。なお、本実施例では、揺動軸Ｃに沿う方向をＸ軸とし、揺動板６に直交する方向をＺ軸とし、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸としている。
【００３２】
ミラー８は、揺動板６の表面にＡＬ等の金属を蒸着することによって形成されている。ミラー８は、ＭＥＭＳ装置２の上面側から入射する光を反射する。揺動板６が揺動軸Ｃ周りに揺動すると、ミラー８の反射角度が変化する。すなわち、ＭＥＭＳ装置２は、光偏向装置として動作することができる。
【００３３】
ねじり梁群１０ａ，１０ｂは、Ｘ軸方向の両側から（すなわち揺動軸Ｃに沿う方向の両側から）揺動板６を支持している。ねじり梁群１０ａは、揺動板６の揺動軸Ｃに沿った一方の端部（図１の左側の端部）を支持している。ねじり梁群１０ｂは、揺動板６の揺動軸Ｃに沿った他方の端部（図１の右側の端部）を支持している。揺動板６が揺動する際には、ねじり梁群１０ａ，１０ｂがそれぞれねじり変形する。
【００３４】
ねじり梁群１０ａは、２つのねじり梁１６ａ，１８ａを備えている。ねじり梁１６ａ，１８ａは、何れも矩形断面を有しており、直線状に伸びている。ねじり梁１６ａ，１８ａは、同一平面内（ＸＹ平面内）で、揺動軸Ｃに沿って、互いに平行に配置されている。ねじり梁１６ａ，１８ａは、ＭＥＭＳ装置２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。ねじり梁１６ａ，１８ａは、いずれも揺動軸Ｃから離れて配置されている。
【００３５】
ねじり梁１６ａの支持フレーム４との接続部２０ａでは、ねじり梁１６ａの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１６ａの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４の側面と接続する形状に形成されている。また、ねじり梁１８ａの支持フレーム４との接続部２２ａでは、ねじり梁１８ａの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１８ａの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁１６ａ，１８ａは、支持フレーム４との接続部２０ａ，２２ａにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。
【００３６】
ねじり梁１６ａの揺動板６との接続部２４ａでは、ねじり梁１６ａの揺動軸Ｃに近い側の側面は揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１６ａの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。また、ねじり梁１８ａの揺動板６との接続部２６ａでは、ねじり梁１８ａの揺動軸Ｃに近い側の側面は揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１８ａの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁１６ａ，１８ａは、揺動板６との接続部２６ａ，２８ａにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。
【００３７】
ねじり梁群１０ｂは、２つのねじり梁１６ｂ，１８ｂを備えている。ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、何れも矩形断面を有しており、直線状に伸びている。ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、同一平面内（ＸＹ平面内）で、揺動軸Ｃに沿って、互いに平行に配置されている。ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、ＭＥＭＳ装置２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、いずれも揺動軸Ｃから離れて配置されている。
【００３８】
ねじり梁１６ｂの支持フレーム４との接続部２０ｂでは、ねじり梁１６ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１６ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は応力集中を緩和するための凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４の側面と接続する形状に形成されている。また、ねじり梁１８ｂの支持フレーム４との接続部２２ｂでは、ねじり梁１８ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１８ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は応力集中を緩和するための凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、支持フレーム４との接続部２０ｂ，２２ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。
【００３９】
ねじり梁１６ｂの揺動板６との接続部２４ｂでは、ねじり梁１６ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１６ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は応力集中を緩和するための凹型のフィレット形状を介して揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。また、ねじり梁１８ｂの揺動板６との接続部２６ｂでは、ねじり梁１８ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁１８ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は応力集中を緩和するための凹型のフィレット形状を介して揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁１６ｂ，１８ｂは、揺動板６との接続部２６ｂ，２８ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。
【００４０】
永久磁石１２は、ネオジム磁石（Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）や、サマリウムコバルト磁石（ＳｍＣｏ５（１−５系）、Ｓｍ２Ｃｏ１７（２−１７系）等）や、フェライト磁石等からなる永久磁石である。永久磁石１２は、揺動板６の裏面中央部に形成された窪みに固定されている。図１に示すように、ＭＥＭＳ装置２を上方から平面視したときに、永久磁石１２は、揺動軸Ｃと重なる位置に配置されている。図２に示すように、永久磁石１２は、極性の向きが揺動板６に直交する姿勢で、揺動板６に固定されている。本実施例では、永久磁石１２のＮ極が揺動板６に近い側に配置され、Ｓ極が揺動板６から遠い側に配置されている。
【００４１】
電磁石１４ａ，１４ｂは、鉄心の周りにコイルを捲回して形成されている。電磁石１４ａ，１４ｂは、Ｙ軸方向に関して、支持フレーム４の外側から、揺動板６の永久磁石１２を挟みこむように配置されている。
【００４２】
例えば、電磁石１４ａがＮ極となり、電磁石１４ｂがＳ極となるように、電磁石１４ａ，１４ｂに電流を流すと、揺動板６の永久磁石１２には、電磁石１４ｂから電磁石１４ａに向かう方向の磁場が作用する。これにより、永久磁石１２には、Ｓ極を電磁石１４ａに近づけ、Ｎ極を電磁石１４ｂに近づける方向のトルクが作用する。このトルクによって、揺動板６は、電磁石１４ａ側の端部が上昇し、電磁石１４ｂ側の端部が下降する方向に揺動する。これにより、ミラー８の反射角度が変化する。
【００４３】
逆に、電磁石１４ａがＳ極となり、電磁石１４ｂがＮ極となるように、電磁石１４ａ，１４ｂに電流を流すと、揺動板６の永久磁石１２には、電磁石１４ａから電磁石１４ｂに向かう方向の磁場が作用する。これにより、永久磁石１２には、Ｓ極を電磁石１４ｂに近づけ、Ｎ極を電磁石１４ａに近づける方向のトルクが作用する。このトルクによって、揺動板６は、電磁石１４ｂ側の端部が上昇し、電磁石１４ａ側の端部が下降する方向に揺動する。これにより、ミラー８の反射角度が変化する。
【００４４】
本実施例では、永久磁石１２と電磁石１４ａ，１４ｂの間に作用する磁力を用いて、揺動板６を揺動させている。このような構成とすることで、揺動板６に対する電流の供給が不要となり、支持フレーム４から揺動板６へのねじり梁群１０ａ，１０ｂを介した電気配線が不要となる。このような構成とすることで、ねじり梁群１０ａ，１０ｂのねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂの断面を、より小さく形成することができる。
【００４５】
揺動板６が揺動する際には、ねじり梁群１０ａ，１０ｂには、ねじり変形が生じる。この際に、揺動軸Ｃから離れて配置されているねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂには、ねじり変形に起因する引張応力が作用する。この引張応力は、ねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂが揺動軸Ｃから離れて配置されているほど、大きなものとなる。
【００４６】
本実施例のＭＥＭＳ装置２では、ねじり梁１６ａ，１６ｂが、支持フレーム４との接続部２０ａ，２０ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部２４ａ，２４ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁１６ａ，１６ｂの支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２０ａ，２０ｂ，２４ａ，２４ｂにおいて応力集中を緩和するために必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁１６ａ，１６ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁１８ａ，１８ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁１６ａ，１６ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁１６ａ，１６ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００４７】
同様に、本実施例のＭＥＭＳ装置２では、ねじり梁１８ａ，１８ｂが、支持フレーム４との接続部２２ａ，２２ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部２６ａ，２６ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁１８ａ，１８ｂの支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂにおいて応力集中を緩和するために必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁１８ａ，１８ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁１６ａ，１６ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁１８ａ，１８ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁１８ａ，１８ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００４８】
なお、上記の実施例においては、ねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂの支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２０ａ，２２ａ，２４ａ，２６ａ，２０ｂ，２２ｂ，２４ｂ，２６ｂにおいて、ねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面にはフィレットが形成されていない形態について説明した。これとは異なり、ねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面に、揺動軸Ｃから遠い側の側面に形成されたフィレットよりも小さいフィレットが形成されていてもよい。このような構成とする場合でも、ねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂの支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ，２６ｂにおいて応力集中を緩和するために必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００４９】
上記の実施例においては、ねじり梁群１０ａ，１０ｂがそれぞれ２つのねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂから構成されている場合について説明したが、ねじり梁群１０ａ，１０ｂを構成するねじり梁の本数は、これに限られるものではない。
【００５０】
例えば、図３に示すように、ねじり梁群１０ａが３つのねじり梁１６ａ，１８ａ，２８ａから構成されていてもよく、ねじり梁群１０ｂが３つのねじり梁１６ｂ，１８ｂ，２８ｂから構成されていてもよい。図３に示す例では、ねじり梁２８ａ，２８ｂはねじり梁１６ａ，１８ａ，１６ｂ，１８ｂと同様に、矩形断面を有しており、直線状に伸びている。ねじり梁２８ａは、ねじり梁１６ａ，１８ａの間に、ねじり梁１６ａ，１８ａに対して平行に配置されている。ねじり梁２８ｂは、ねじり梁１６ｂ，１８ｂの間に、ねじり梁１６ｂ，１８ｂに対して平行に配置されている。ＭＥＭＳ装置２を上方から平面視したときに、ねじり梁２８ａ，２８ｂは、揺動軸Ｃと重なる位置に配置されている。ねじり梁２８ａ，２８ｂは、一様な断面形状で支持フレーム４および揺動板６に接続している。すなわち、ねじり梁２８ａ，２８ｂの支持フレーム４との接続部３０ａ，３０ｂおよび揺動板６との接続部３２ａ，３２ｂには、応力集中を緩和するためのフィレット形状が形成されていない。
【００５１】
図３に示す構成では、ねじり梁群１０ａ，１０ｂをそれぞれ３つのねじり梁１６ａ，１８ａ，２８ａ，１６ｂ，１８ｂ，２８ｂから構成しているため、図１に示す構成に比べて、支持フレーム４に対する揺動板６の並進運動に対する剛性を高めることができる。
【００５２】
また、図３に示す構成では、図１に示す構成と同様に、ねじり梁１６ａ，１６ｂが、支持フレーム４との接続部２０ａ，２０ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部２４ａ，２４ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁１６ａ，１６ｂにおいて応力集中を緩和するために支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２０ａ，２０ｂ，２４ａ，２４ｂで必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁１６ａ，１６ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁２８ａ，２８ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁１６ａ，１６ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁１６ａ，１６ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００５３】
同様に、図３に示す構成では、図１に示す構成と同様に、ねじり梁１８ａ，１８ｂが、支持フレーム４との接続部２２ａ，２２ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部２６ａ，２６ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁１８ａ，１８ｂにおいて応力集中を緩和するために支持フレーム４および／または揺動板６との接続部２２ａ，２２ｂ，２６ａ，２６ｂで必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁１８ａ，１８ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁２８ａ，２８ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁１８ａ，１８ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁１８ａ，１８ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００５４】
あるいは、図４に示すように、ねじり梁群１０ａが４つのねじり梁１６ａ，１８ａ，３４ａ，３６ａから構成されていてもよく、ねじり梁群１０ｂが４つのねじり梁１６ｂ，１８ｂ，３４ｂ，３６ｂから構成されていてもよい。図４に示す例では、ねじり梁３４ａ，３６ａはねじり梁１６ａ，１８ａと同様に、矩形断面を有しており、直線状に伸びている。ねじり梁３４ａは、ねじり梁１６ａから見て揺動軸Ｃから遠い側でねじり梁１６ａに隣接するように配置されており、ねじり梁３６ａは、ねじり梁１８ａから見て揺動軸Ｃから遠い側でねじり梁１８ａに隣接するように配置されている。ねじり梁３４ａ，３６ａは、ねじり梁１６ａ，１８ａに対して平行に配置されている。ねじり梁３４ａ，３６ａはいずれも、揺動軸Ｃから離れて配置されている。ねじり梁３４ｂ，３６ｂはねじり梁１６ｂ，１８ｂと同様に、矩形断面を有しており、直線状に伸びている。ねじり梁３４ｂは、ねじり梁１６ｂから見て揺動軸Ｃから遠い側でねじり梁１６ｂに隣接するように配置されており、ねじり梁３６ｂは、ねじり梁１８ｂから見て揺動軸Ｃから遠い側でねじり梁１８ｂに隣接するように配置されている。ねじり梁３４ｂ，３６ｂは、ねじり梁１６ｂ，１８ｂに対して平行に配置されている。ねじり梁３４ｂ，３６ｂはいずれも、揺動軸Ｃから離れて配置されている。
【００５５】
ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの支持フレーム４との接続部３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂでは、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂは、支持フレーム４との接続部３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。なお、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの支持フレーム４との接続部３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂにおいて形成されているフィレット形状は、ねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂの支持フレーム４との接続部２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂにおいて形成されているフィレット形状よりも大きい。
【００５６】
ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動板６との接続部４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂでは、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂは、揺動板６との接続部４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。なお、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの揺動板６との接続部４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂにおいて形成されているフィレット形状は、ねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂの揺動板６との接続部２４ａ，２４ｂ，２６ａ，２６ｂにおいて形成されているフィレット形状よりも大きい。
【００５７】
図４に示す構成では、ねじり梁群１０ａ，１０ｂをそれぞれ４つのねじり梁１６ａ，１８ａ，３４ａ，３６ａ，１６ｂ，１８ｂ，３４ｂ，３６ｂから構成しているため、図１に示す構成に比べて、支持フレーム４に対する揺動板６の並進運動に対する剛性を高めることができる。
【００５８】
図４に示す構成では、ねじり梁３４ａ，３４ｂが、支持フレーム４との接続部３８ａ，３８ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部４２ａ，４２ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁３４ａ，３４ｂにおいて応力集中を緩和するために支持フレーム４および／または揺動板６との接続部３８ａ，３８ｂ，４２ａ，４２ｂで必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁３４ａ，３４ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁１６ａ，１６ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁３４ａ，３４ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁３４ａ，３４ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００５９】
同様に、図４に示す構成では、ねじり梁３６ａ，３６ｂが、支持フレーム４との接続部４０ａ，４０ｂにおいて、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されており、揺動板６との接続部４４ａ，４４ｂにおいて、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることによって、ねじり梁３６ａ，３６ｂにおいて応力集中を緩和するために支持フレーム４および／または揺動板６との接続部４０ａ，４０ｂ，４４ａ，４４ｂで必要とされる断面積を確保しつつ、ねじり梁３６ａ，３６ｂから見て揺動軸Ｃに近い側で隣接するねじり梁１８ａ，１８ｂとの間の間隔を狭めて配置することができる。これにより、ねじり梁３６ａ，３６ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、ねじり梁３６ａ，３６ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００６０】
揺動板６が揺動する際に生じるねじり変形は、揺動軸Ｃから近い位置に配置されているねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂに比べて、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されているねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂにおいて、大きなものとなる。このため、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されているねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂには、ねじり変形に起因してより大きな引張応力が作用する。図４に示す構成では、ねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６の支持フレーム４との接続部３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂおよび揺動板６との接続部４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂに形成されるフィレット形状を、ねじり梁１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂの支持フレーム４との接続部２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂおよび揺動板６との接続部２４ａ，２４ｂ，２６ａ，２６ｂに形成されるフィレット形状よりも大きく形成している。このような構成とすることによって、ねじり変形に起因して大きな引張応力が作用するねじり梁３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂの強度を確保することができる。
【００６１】
あるいは、図５に示すように、ねじり梁群１０ａが５つのねじり梁１６ａ，１８ａ，２８ａ，３４ａ，３６ａから構成されていてもよく、ねじり梁群１０ｂが５つのねじり梁１６ｂ，１８ｂ，２８ｂ，３４ｂ，３６ｂから構成されていてもよい。
【００６２】
図５に示す構成では、ねじり梁群１０ａ，１０ｂをそれぞれ５つのねじり梁１６ａ，１８ａ，２８ａ，３４ａ，３６ａ，１６ｂ，１８ｂ，２８ｂ，３４ｂ，３６ｂから構成しているため、図１に示す構成に比べて、支持フレーム４に対する揺動板６の並進運動に対する剛性を高めることができる。
【００６３】
（実施例２）
図６は本実施例のＭＥＭＳ装置５２を示している。ＭＥＭＳ装置５２は、実施例１のＭＥＭＳ装置２とほぼ同様の構成を備えている。以下では、実施例１のＭＥＭＳ装置２と同様の構成要素については、同一の参照符号を付して、説明を省略する。
【００６４】
ＭＥＭＳ装置５２では、ねじり梁群５４ａ，５４ｂを介して、揺動板６が支持フレーム４に対して揺動軸Ｃ軸周りに揺動可能に支持されている。ねじり梁群５４ａ，５４ｂは、Ｘ軸方向の両側から（すなわち揺動軸Ｃに沿う方向の両側から）揺動板６を支持している。ねじり梁群５４ａは、揺動板６の揺動軸Ｃに沿った一方の端部（図６の左側の端部）を支持している。ねじり梁群５４ｂは、揺動板６の揺動軸Ｃに沿った他方の端部（図６の右側の端部）を支持している。揺動板６が揺動する際には、ねじり梁群５４ａ，５４ｂがそれぞれねじり変形する。
【００６５】
ねじり梁群５４ａは、２つの直線ねじり梁５６ａ，５８ａと、６つの屈曲ねじり梁６０ａ，６２ａ，６４ａ，６６ａ，６８ａ，７０ａを備えている。ねじり梁群５４ｂは、２つの直線ねじり梁５６ｂ，５８ｂと、６つの屈曲ねじり梁６０ｂ，６２ｂ，６４ｂ，６６ｂ，６８ｂ，７０ｂを備えている。直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂと、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂは、何れも同じ矩形断面を有しており、同一平面内（ＸＹ平面内）に配置されている。
【００６６】
直線ねじり梁５６ａ，５８ａは、直線状に伸びており、揺動軸Ｃに沿って、互いに平行に配置されている。直線ねじり梁５６ａ，５８ａは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。直線ねじり梁５６ａ，５８ａは、いずれも揺動軸Ｃから離れて配置されている。直線ねじり梁５６ｂ，５８ｂは、直線状に伸びており、揺動軸Ｃに沿って、互いに平行に配置されている。直線ねじり梁５６ｂ，５８ｂは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。直線ねじり梁５６ｂ，５８ｂは、いずれも揺動軸Ｃから離れて配置されている。
【００６７】
直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂの支持フレーム４との接続部および揺動板６との接続部では、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂの揺動軸Ｃに近い側の側面は支持フレーム４または揺動板６の側面と直交する形状に形成されており、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂの揺動軸Ｃから遠い側の側面は凹型のフィレット形状を介して支持フレーム４または揺動板６の側面と接続する形状に形成されている。言い換えると、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂは、支持フレーム４との接続部において、支持フレーム４に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。また、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂは、揺動板６との接続部において、揺動板６に近づくにつれて、断面積が増加し、かつ断面の中心から揺動軸Ｃまでの距離が増加する形状に形成されている。このような構成とすることで、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂにおいて応力集中を緩和するために支持フレーム４および／または揺動板６との接続部で必要とされる断面積を確保しつつ、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂを揺動軸Ｃに近い位置に配置して、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂに作用する引張応力を低減することができる。
【００６８】
屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂは、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂから見て揺動軸Ｃから遠い側で、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂに隣接して配置されている。屈曲ねじり梁６０ａ，６６ａは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。屈曲ねじり梁６０ｂ，６６ｂは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。屈曲ねじり梁６２ａ，６２ｂ，６８ａ，６８ｂは、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂから見て揺動軸Ｃから遠い側で、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂに隣接して配置されている。屈曲ねじり梁６２ａ，６８ａは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。屈曲ねじり梁６２ｂ，６８ｂは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。屈曲ねじり梁６４ａ，６４ｂ，７０ａ，７０ｂは、屈曲ねじり梁６２ａ，６２ｂ，６８ａ，６８ｂから見て揺動軸Ｃから遠い側で、屈曲ねじり梁６２ａ，６２ｂ，６８ａ，６８ｂに隣接して配置されている。屈曲ねじり梁６４ａ，７０ａは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。屈曲ねじり梁６４ｂ，７０ｂは、ＭＥＭＳ装置５２を上方から平面視したときに、揺動軸Ｃを挟んで対称な位置に配置されている。
【００６９】
屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂは、いずれも、支持フレーム４から揺動軸Ｃに沿って直線状に伸びる支持側接続部と、支持側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸Ｃに沿う方向に緩やかに湾曲する支持側湾曲部と、揺動板６から揺動軸Ｃに沿って直線状に伸びる揺動側接続部と、揺動側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸Ｃに沿う方向に緩やかに湾曲する揺動側湾曲部と、揺動軸Ｃに沿って伸びており、支持側湾曲部と揺動側湾曲部を接続する中央部を備えている。屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂの支持側湾曲部と揺動側湾曲部は、ねじり変形の際に発生する引張応力を緩和する応力緩和部として機能する。このような構成とすることで、ねじり梁群５４ａ，５４ｂのねじり剛性を一定に保ちつつ、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂの強度を向上することができる。大きく駆動しても破断しない、信頼性の高いねじり梁群５４ａ，５４ｂを実現することができる。また、ねじり剛性が揺動板６の傾き角に依存しないため、共振周波数を傾き角に依らず一定にすることができる。従って、所望の共振周波数を維持しつつ、大きく動作可能なＭＥＭＳ装置を実現することができる。
【００７０】
また、本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、ねじり梁群５４ａ，５４ｂの中央（すなわち、揺動軸Ｃに近い位置）に、直線状に形成された直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂが配置されている。このような構成とすることによって、揺動板６の並進運動に対する剛性を確保することができる。
【００７１】
本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂにおいて、支持側接続部が支持フレーム４から揺動軸Ｃに沿って直線状に伸びており、支持側湾曲部が支持側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲している。このような構成とすることによって、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂの揺動軸Ｃに沿った方向の長さを長くすることなく、湾曲部の揺動軸Ｃに直角に伸びた部分を長くすることができる。この部分が長いほど、揺動軸Ｃに沿った方向に変形しやすくなるため、ねじり変形に伴う引張応力を緩和することが可能である。その結果、多くのねじり梁を有するＭＥＭＳ装置を実現できるため、ねじり梁の剛性を維持しつつ、揺動板以外の部分のサイズを小さくすることが可能である。また、本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂにおいて、支持側湾曲部が、支持側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸Ｃに沿う方向に緩やかに湾曲している。このような構成とすることによって、支持側湾曲部における応力集中を緩和することができる。
【００７２】
本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂにおいて、揺動側接続部が揺動板６から揺動軸Ｃに沿って直線状に伸びており、揺動側湾曲部が揺動側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲している。このような構成とすることによって、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂの揺動軸Ｃに沿った方向の長さを長くすることなく、湾曲部の揺動軸Ｃに直角に伸びた部分を長くすることができる。この部分が長いほど、揺動軸Ｃに沿った方向に変形しやすくなるため、ねじり変形に伴う引張応力を緩和することが可能である。その結果、多くのねじり梁を有するＭＥＭＳ装置を実現できるため、ねじり梁の剛性を維持しつつ、揺動板以外の部分のサイズを小さくすることが可能である。また、本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂにおいて、揺動側湾曲部が、揺動側接続部から揺動軸Ｃに向けてほぼ直角に屈曲した後、揺動軸Ｃに沿う方向に緩やかに湾曲している。このような構成とすることによって、揺動側湾曲部における応力集中を緩和することができる。
【００７３】
また、接続部は、太くしておくことが望ましい。接続部が太いほど、湾曲部よりもばね定数が高くなるため、接続部は変形しにくくなる。変形量が少なくなるため、接続部での応力発生を抑制できる。なお、上記の実施例では、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂの支持フレーム４との接続部および揺動板６との接続部には応力緩和のためのフィレットが形成されているものの、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂの支持側接続部と揺動側接続部には応力緩和のためのフィレットが形成されていない。これは、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂにおいては、応力緩和部として機能する支持側湾曲部と揺動側湾曲部が形成されているため、支持側接続部と揺動側接続部にそれほど大きな応力集中が発生しないためである。このような構成とすることで、隣接する屈曲ねじり梁間の間隔を狭めて配置することができ、支持フレーム４および揺動板６の限られたスペースに配置可能な屈曲ねじり梁の本数を多くすることができる。なお、上記とは異なり、屈曲ねじり梁の支持側接続部や揺動側接続部にも、応力集中を緩和するためのフィレットを形成してもよい。
【００７４】
揺動板６が揺動する際に生じるねじり変形は、揺動軸Ｃから近い位置に配置されているねじり梁（例えば屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６４ａ，６４ｂ）に比べて、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されているねじり梁（例えば屈曲ねじり梁６４ａ，６４ｂ，７０ａ，７０ｂ）において、大きなものとなる。これに対応して、本実施例のＭＥＭＳ装置５２では、揺動軸Ｃから離れた位置に配置されているねじり梁（例えば屈曲ねじり梁６４ａ，６４ｂ，７０ａ，７０ｂ）は、揺動軸Ｃに近い位置に配置されているねじり梁（例えば屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂ）に比べて、梁長さが長く形成されている。このような構成にすることで、湾曲部の揺動軸Ｃに沿った方向のばね定数を小さくすることができる。揺動時に揺動軸Ｃに沿った方向の変形量が多くなっても、湾曲部のばね定数が小さくなるため、湾曲部に発生する応力を低減できる。その結果、揺動軸Ｃから離れた位置に配置されているねじり梁に、大きな引張応力が作用することを防ぐことができる。
【００７５】
上記の実施例においては、ねじり梁群５４ａ，５４ｂがそれぞれ２つの直線ねじり梁５６ａ，５８ａ，５６ｂ，５８ｂを備えている場合について説明したが、ねじり梁群５４ａ，５４ｂが備える直線ねじり梁の本数は、これに限られるものではない。
【００７６】
例えば、図７に示すように、ねじり梁群５４ａ，５４ｂがそれぞれ１つの直線ねじり梁７２ａ，７２ｂを備えるように構成してもよい。あるいは、図８に示すように、ねじり梁群５４ａ，５４ｂがそれぞれ３つの直線ねじり梁５６ａ，５８ａ，７２ａ，５６ｂ，５８ｂ，７２ｂを備えるように構成してもよい。
【００７７】
また、上記の実施例においては、ねじり梁群５４ａ，５４ｂを構成する直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂと、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂが、いずれも同じ断面形状を有する場合について説明したが、それぞれのねじり梁の断面形状を異なるものとしてもよい。例えば、図９に示すように、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂを最も幅広な断面形状で形成し、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂを直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂよりも幅が細い断面形状で形成し、屈曲ねじり梁６２ａ，６２ｂ，６８ａ，６８ｂを屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６６ａ，６６ｂよりも幅が細い断面形状で形成し、屈曲ねじり梁６４ａ，６４ｂ，７０ａ，７０ｂを屈曲ねじり梁６２ａ，６２ｂ，６８ａ，６８ｂよりも幅が細い断面形状で形成してもよい。
【００７８】
揺動板６の揺動によるねじり梁群５４ａ，５４ｂのねじり変形においては、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されたねじり梁は、揺動軸Ｃから近い位置に配置されたねじり梁に比べて、ねじりばね定数が高く、ねじりモーメントの分担割合が高くなって、大きなせん断応力が作用する。上記のように、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されたねじり梁を揺動軸Ｃから近い位置に配置されたねじり梁よりも細く形成する（すなわち、ねじりばね定数を低く形成する）ことで、ねじりモーメントの分担割合を平準化し、揺動軸Ｃから遠い位置に配置されたねじり梁に作用するせん断応力を低減することができる。
【００７９】
また、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂでは、ねじり変形においてねじりモーメントを分担する中央部の梁長さが短いため、直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂに比べて、ねじりばね定数が高く、ねじりモーメントの分担割合が高くなって、大きなせん断応力が作用する。上記のように、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂを直線ねじり梁５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂよりも細く形成する（すなわち、ねじりばね定数を低く形成する）ことで、ねじりモーメントの分担割合を平準化し、屈曲ねじり梁６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂに作用するせん断応力を低減することができる。
【００８０】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００８１】
上記の実施例では、何れも１つの揺動軸Ｃ（Ｘ軸）の周りに揺動板６を揺動させる構成について説明したが、例えば支持フレーム４の外側を囲う第２の支持フレームを用意し、Ｙ軸に沿って配置された第２のねじり梁群によって支持フレーム４と第２の支持フレームを接続して、２つの揺動軸周りに揺動板６を揺動させる構成としてもよい。この場合、永久磁石１２をＸ軸の両側から挟むように配置された一対の電磁石を別途用意することで、揺動板６を２軸周りに揺動させることができる。
【００８２】
ねじり梁群の個々のねじり梁の断面形状に関して、断面の長辺がＺ方向に沿うように、すなわち断面の幅に比べて断面の高さの方が大きな形状に形成することが望ましい。このような構成とすることで、すべてのねじり梁を揺動軸Ｃに近づけることができ、ＭＥＭＳ装置が動作したときに揺動軸Ｃから離れた位置にあるねじり梁に作用する引張応力を低減することができる。また、すべてのねじり梁を揺動軸Ｃに近づけることで、ねじり剛性に及ぼす傾き角の影響を抑制し、共振周波数を傾き角に依らず一定とすることができる。これによって、所望の共振周波数を維持しつつ、大きく動作可能なＭＥＭＳ装置を実現することができる。
【００８３】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８４】
２     ＭＥＭＳ装置
４     支持フレーム
６     揺動板
８     ミラー
１０ａ，１０ｂ       ねじり梁群
１２   永久磁石
１４ａ，１４ｂ       電磁石
１６ａ，１６ｂ，１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，３４ａ，３４ｂ，３６ａ，３６ｂ      ねじり梁
２０ａ，２０ｂ，２２ａ，２２ｂ，２４ａ，２４ｂ，２６ａ，２６ｂ，３０ａ，３０ｂ，３２ａ，３２ｂ，３８ａ，３８ｂ，４０ａ，４０ｂ，４２ａ，４２ｂ，４４ａ，４４ｂ   接続部
５２   ＭＥＭＳ装置
５４ａ，５４ｂ       ねじり梁群
５６ａ，５６ｂ，５８ａ，５８ｂ，７２ａ，７２ｂ   直線ねじり梁
６０ａ，６０ｂ，６２ａ，６２ｂ，６４ａ，６４ｂ，６６ａ，６６ｂ，６８ａ，６８ｂ，７０ａ，７０ｂ    屈曲ねじり梁
８０   支持部
８２   揺動板
８４ａ，８４ｂ       ねじり梁群
【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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