(57)【要約】      （修正有）【課題】ばね部の変形を抑制し、光走査装置の走査精度を高める可動構造体を提供する。【解決手段】可動構造体１００は、第一支持部２と、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの第一回転軸を中心に揺動可能な可動部４と、第一回転軸に沿うように、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂに対向して配置され、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの変形を抑制する第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、を備え、第一支持部２と可動部４のいずれか一方は第一固定部６Ａ、６Ｂを有し、他方は第一軸受部８Ａ、８Ｂを有する。第一固定部６Ａ、６Ｂは、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの一方側を固定し、第一軸受部８Ａ、８Ｂは、可動部４を揺動可能に、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの他方側を支持する。この可動構造体１００は、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの変形を抑制できる。この可動構造体１００を光走査装置に用いた場合、光の走査精度を向上できる。【選択図】図２
2016045336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一支持部と、
前記第一支持部に一端が連結された第一トーションばね部と、
前記第一トーションばね部の他端と連結され、前記第一トーションばね部が捩れることで、前記第一トーションばね部の第一回転軸を中心に揺動可能な可動部と、
前記第一回転軸に沿うように、前記第一トーションばね部に対向して配置され、前記第一トーションばね部の変形を抑制する第一ストッパ部と、を備え、
前記第一支持部および前記可動部のうちいずれか一方は第一固定部を有し、他方は第一軸受部を有し、
前記第一固定部は、前記第一ストッパ部の一方側を固定し、
前記第一軸受部は、前記可動部を揺動可能に、前記第一ストッパ部の他方側を支持する、
可動構造体。
【請求項２】
前記第一軸受部は、前記第一支持部および前記可動部のうち、前記第一軸受部を有する一方と一体的であり、前記一方から折り曲げられて形成されている、
請求項１に記載の可動構造体。
【請求項３】
前記第一固定部は、前記第一支持部および前記可動部のうち、前記第一固定部を有する一方と一体的であり、前記一方から折り曲げられて形成されている、
請求項１または２に記載の可動構造体。
【請求項４】
前記可動部は、
前記第一トーションばね部と連結され、内部に空間を有する枠形状の第二支持部と、
前記空間内に配置され、前記第二支持部に一端が連結されて、前記第一トーションばね部と交差する方向に沿って配置された、第二トーションばね部と、
前記空間内に配置され、前記第二トーションばね部の他端と連結されて、前記第二トーションばね部が捩れることで、前記第二トーションばね部の第二回転軸を中心に揺動可能な揺動板と、を有する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の可動構造体。
【請求項５】
前記第二回転軸に沿うように、前記第二トーションばね部に対向して配置され、前記第二トーションばね部の変形を抑制する第二ストッパ部を備え、
前記第二支持部および前記揺動板のうちいずれか一方は第二固定部を有し、他方は第二軸受部を有し、
前記第一固定部は、前記第二ストッパ部の一方側を固定し、
前記第一軸受部は、前記揺動板を揺動可能に、前記第二ストッパ部の他方側を支持する、
請求項４に記載の可動構造体。
【請求項６】
前記第二軸受部は、前記第二支持部および前記揺動板のうち、前記第二軸受部を有する一方と一体的であり、前記一方から折り曲げられて形成されている、
請求項４または５に記載の可動構造体。
【請求項７】
前記第二固定部は、前記第二支持部および前記揺動板のうち、前記第二固定部を有する一方と一体的であり、前記一方から折り曲げられて形成されている、
請求項４から６のいずれか一項に記載の可動構造体。
【請求項８】
前記可動部に設けられ、光を反射するミラー部を有する、
請求項１から７のいずれか一項に記載の可動構造体。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の可動構造体と、
前記可動構造体を駆動する駆動部と、
前記可動構造体に光を照射する光照射部と、を備えた、
光走査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可動構造体及びそれを用いた光走査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光走査装置は、光を走査することができ、主にプロジェクターやプリンター等に用いられている。
【０００３】
光走査装置は、ミラーデバイスと、ミラーデバイスを駆動する駆動部と、ミラーデバイスに光を照射する光照射部と、を備える。
【０００４】
図１６は、従来のミラーデバイス７００の背面図である。図１６に示すように、ミラーデバイス７００は、支持枠７２と、支持枠７２に一端が固定された一対のトーションばね部７３Ａ、７３Ｂと、トーションばね部７３Ａ、７３Ｂの他端に固定されたミラー部７４と、を備える。ミラー部７４の背面には永久磁石７５が接着されている。
【０００５】
永久磁石７５と光走査装置の駆動部との相互作用によってミラー部７４に回転トルクがかかると、トーションばね部７３Ａ、７３Ｂは回転軸を中心に捩れ振動し、ミラー部７４は回動する。
【０００６】
回動するミラー部７４の表面に光照射部からの光を照射すると、反射光を走査することができる。
【０００７】
この従来技術に類似する例として、下記の特許文献１、２が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２１６９９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５６４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のミラーデバイス７００は、外部振動を受けると、ミラー部７４が回転軸を中心とする揺動以外にも種々の方向へ変位し、トーションばね部７３Ａ、７３Ｂが変形することがある。トーションばね部７３Ａ、７３Ｂが変形すると、ミラーデバイス７００を用いた光走査装置の、光の走査精度が低下することがある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の可動構造体は、第一支持部と、第一支持部に一端が連結された第一トーションばね部と、第一トーションばね部の他端と連結され、第一トーションばね部が捩れることで、第一トーションばね部の第一回転軸を中心に揺動可能な可動部と、第一回転軸に沿うように、第一トーションばね部に対向して配置され、第一トーションばね部の変形を抑制する第一ストッパ部と、を備えている。第一支持部および可動部のうちいずれか一方は第一固定部を有し、他方は第一軸受部を有する。第一固定部は、第一ストッパ部の一方側を固定し、第一軸受部は、可動部を揺動可能に、第一ストッパ部の他方側を支持している。
【００１１】
また本発明の光走査装置は、本発明の可動構造体と、可動構造体を駆動する駆動部と、可動構造体に光を照射する光照射部と、を備えている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の可動構造体は、可動部の揺動を維持しつつ、可動部の種々の方向の変位を抑制できる。そのため、第一トーションばね部の変形を抑制できる。したがって、この可動構造体を光走査装置に用いた場合、光走査装置の走査精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態１における可動構造体の背面斜視図である。
【図２】実施形態１における可動構造体の背面図である。
【図３】実施形態１における可動構造体の正面図である。
【図４】実施形態１における可動構造体の断面図（図３のＡＡ断面）である。
【図５】図４の点線枠内を示す要部拡大断面図である。
【図６】実施形態１における可動構造体の断面図（図３のＢＢ断面）である。
【図７】図６の点線枠内を示す要部拡大断面図である。
【図８】実施形態１における光走査装置の概略構成を示す説明図である。
【図９】実施形態１における別の例の可動構造体の背面斜視図である。
【図１０】実施形態１におけるさらに別の例の可動構造体の背面斜視図である。
【図１１】実施形態１におけるさらに別の例の可動構造体の背面斜視図である。
【図１２】実施形態２における可動構造体の背面斜視図である。
【図１３】実施形態２における可動構造体の背面図である。
【図１４】実施形態２における可動構造体の正面図である。
【図１５】実施形態２における可動構造体の断面図（図１４のＣＣ断面）である。
【図１６】従来のミラーデバイスの背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に説明する実施形態は、本発明の一例である。本発明は、下記実施形態に限定されない。これらの実施形態以外であっても、本発明における技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
（実施形態１）
以下、図１〜図７を用いて実施形態１の可動構造体１００の構成について説明する。
【００１５】
図１は、可動構造体１００の背面斜視図である。図２は、可動構造体１００の背面図である。図３は、可動構造体１００の正面図である。以下、図２に示す左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向として説明する。Ｘ軸とＹ軸方とは直交する。
【００１６】
図１〜図３に示すように、可動構造体１００は、第一支持部２と、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、可動部４と、を備えている。可動部４は、第二支持部４２と、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂと、揺動板４４と、を備えている。さらに可動構造体１００は、第一トーションばね部３Ａの変形を抑制する第一ストッパ部５Ａと、第一トーションばね部３Ｂの変形を抑制する第一ストッパ部５Ｂと、第二トーションばね部４３Ａの変形を抑制する第二ストッパ部９Ａと、第二トーションばね部４３Ｂの変形を抑制する第二ストッパ部９Ｂと、を備えている。また第二支持部４２は、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、を有している。さらに第一支持部２は、第一軸受部８Ａ、８Ｂを有している。また揺動板４４は、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂを有している。
【００１７】
図１〜図３に示すように、第一支持部２の形状は、中央に空間を有する枠形状である。第一支持部２の断面を図４、図５に示す。図４は、図３のＡＡ方向から見た断面図である。また図５は、図４の点線枠で囲う部分における拡大断面図である。以下、図４、図５の紙面上における上下方向を、可動構造体１００の厚み方向とする。図４、図５に示すように、第一支持部２は、ベース層２１と、ベース層２１上に積層された補強層２２と、を有する積層構造である。ベース層２１と補強層２２の厚みは異なるが、ＸＹ平面における形状は実質的に同じである。補強層２２の、ベース層２１と対向する面には、溝２４Ａ、２４Ｂが形成されている。溝２４Ａ、２４Ｂは、後述する第一回転軸に沿って形成されている。
【００１８】
図１〜図３に示すように、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの形状は、細い帯状の直線形状である。第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、第一支持部２の内部の空間内に配置されている。一対の第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、第一支持部２の中心を通りＹ軸に平行な直線に対し、互いに線対称の関係にある。
【００１９】
一方の第一トーションばね部３Ａの一端は、第一支持部２のＸ軸方向の一端と連結されている。第一トーションばね部３Ａの他端は、第二支持部４２のＸ軸方向の一端と連結されている。図４、図５に示すように、第一トーションばね部３Ａは一層からなり、第一支持部２のベース層２１と連続一体である。また第一トーションばね部３Ａは、後述する第二支持部４２のベース層４２１と連続一体である。
【００２０】
他方の第一トーションばね部３Ｂの一端は、第一支持部２のＸ軸方向の他端、すなわち第一トーションばね部３Ａが連結された一端の反対側の端部と連結されている。第一トーションばね部３Ｂの他端は、第二支持部４２のＸ軸方向の他端、すなわち第一トーションばね部３Ａが連結された一端の反対側の端部と連結されている。図４に示すように、第一トーションばね部３Ｂも一層からなり、第一支持部２のベース層２１と連続一体である。また第一トーションばね部３Ｂは、後述する第二支持部４２のベース層４２１と連続一体である。
【００２１】
上記の一対の第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、可動部４が外力を受けると、それぞれ捩れ振動する。それぞれの捩れ振動の中心である回転軸は共通であり、以下、第一回転軸とする。第一回転軸は、Ｘ軸方向に平行であり、かつ第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの中心を通る直線である。
【００２２】
図１〜図３に示すように、可動部４は、第一支持部２の内部の空間内に配置されている。以下、可動部４の構成について説明する。
【００２３】
可動部４の一部分である第二支持部４２の形状は、内部に空間を有する枠形状である。第二支持部４２の断面を、図６、図７に示す。図６は、図３のＢＢ方向から見た断面図である。また図７は、図６の点線枠で囲う部分における拡大断面図である。図６、図７に示すように、第二支持部４２は、ベース層４２１と、ベース層４２１上に積層された加工層４２３と、を有する積層構造である。ベース層４２１と加工層４２３とは、厚みは異なるが、ＸＹ平面における形状は実質的に同じである。
【００２４】
図１〜図３に示すように、可動部４の一部分である第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの形状は、細い帯状の直線形状である。第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、第二支持部４２の内部の空間内に配置されている。一対の第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、第二支持部４２の中心を通りＸ軸に平行な直線に対し、互いに線対称の関係にある。
【００２５】
一方の第二トーションばね部４３Ａの一端は、第二支持部４２のＹ軸方向の一端と連結されている。第二トーションばね部４３Ａの他端は、揺動板４４のＹ軸方向の一端と連結されている。図６、図７に示すように、第二トーションばね部４３Ａは一層からなり、第二支持部４２のベース層４２１と連続一体である。
【００２６】
他方の第二トーションばね部４３Ｂの一端は、第二支持部４２のＹ軸方向の他端、すなわち第二トーションばね部４３Ａが連結された一端の反対側の端部と連結されている。第二トーションばね部４３Ｂの他端は、揺動板４４のＹ軸方向の他端、すなわち第二トーションばね部４３Ａが連結された一端の反対側の端部と連結されている。図６に示すように、第二トーションばね部４３Ｂも一層からなり、第二支持部４２のベース層４２１と連続一体である。
【００２７】
上記の一対の第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、揺動板４４が外力を受けると、それぞれ捩れ振動する。それぞれの捩れ振動の中心である回転軸は共通であり、以下、第二回転軸とする。第二回転軸は、Ｙ軸方向に平行であり、かつ第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの中心を通る直線である。
【００２８】
図１〜図３に示すように、可動部４の一部分である揺動板４４の形状は、扁平な円形状である。揺動板４４は、第二支持部４２の空間内のほぼ中央に配置されている。揺動板４４は、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂが捩れ振動することで、第二回転軸を中心に揺動する。図６、図７に示すように、揺動板４４は一層からなり、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂと連続一体である。
【００２９】
以下、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂの構成について、説明する。
【００３０】
図１に示すように、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの形状は、中空の軸状である。第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、細い帯状の平板が丸められて、形成されている。
【００３１】
一方の第一ストッパ部５Ａは、第一回転軸に沿うように、第一トーションばね部３Ａに対向して配置されている。すなわち図２、図４に示すように、可動部４の厚み方向から見た場合に、第一ストッパ部５Ａは、第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置されている。そして第一ストッパ部５Ａの一部分は、第一トーションばね部３Ａと対向している。第一ストッパ部５Ａと第一トーションばね部３Ａとの間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。そして図５に示すように、第一ストッパ部５Ａの他の一部分は、第一支持部２の溝２４Ａに配置されている。すなわち他の一部分は、厚み方向から見た場合に、第一支持部２と重なる位置に配置されている。第一ストッパ部５Ａと、第一支持部２のベース層２１との間、および第一ストッパ部５Ａと、溝２４Ａの内壁との間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。
【００３２】
他方の第一ストッパ部５Ｂは、第一回転軸に沿うように、第一トーションばね部３Ｂに対向して配置されている。すなわち図２、図４に示すように、厚み方向から見た場合に、第一ストッパ部５Ｂは、第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置されている。そして第一ストッパ部５Ｂの一部分は、第一トーションばね部３Ｂと対向している。第一ストッパ部５Ｂと第一トーションばね部３Ｂとの間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。そして第一ストッパ部５Ｂの他の一部分は、第一支持部２の溝２４Ｂに配置されている。すなわち他の一部分は、厚み方向から見た場合に、第一支持部２と重なる位置に配置されている。第一ストッパ部５Ｂと、第一支持部２のベース層２１との間、および第一ストッパ部５Ｂと、溝２４Ｂの内壁との間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。
【００３３】
図１に示すように、第一固定部６Ａ、６Ｂは、第二支持部４２から外側に突出した部分である。
【００３４】
一方の第一固定部６Ａは、第一ストッパ部５Ａの一方側を第二支持部４２に固定している。図４、図５に示すように、第一固定部６Ａは、第一ストッパ部５Ａと連続一体である。また第一固定部６Ａは、第二支持部４２の加工層４２３とも連続一体である。第一固定部６Ａは、第一トーションばね部３Ａから厚み方向に少し離れるように、曲げ起こして形成されている。
【００３５】
他方の第一固定部６Ｂは、第一ストッパ部５Ｂの一方側を第二支持部４２に固定している。図４に示すように、第一固定部６Ｂは、第一ストッパ部５Ｂと連続一体である。また第一固定部６Ｂは、第二支持部４２の加工層４２３とも連続一体である。第一固定部６Ｂは、第一トーションばね部３Ｂから厚み方向に少し離れるように、曲げ起こして形成されている。
【００３６】
図２〜図５に示す第一軸受部８Ａは、図１に示す第一軸受部８Ｂと同一形状であり、中央に孔を有する扁平な四角片である。第一軸受部８Ａは、第一支持部２に設けられている。第一軸受部８Ａの孔には、第一ストッパ部５Ａの一方側であって、第一固定部６Ａで固定された一方側の反対側が挿入され、支持されている。第一軸受部８Ａは、第一ストッパ部５Ａを固定しない。すなわち第一軸受部８Ａは、第一ストッパ部５Ａが第二支持部４２の揺動に伴い孔の内部で可動なように、第一ストッパ部５Ａの外周を囲っている。なお、第一軸受部８Ａは、第一ストッパ部５Ａの外周を３６０度囲っている。図４、図５に示すように、第一軸受部８Ａは、第一支持部２のベース層２１と連続一体であり、ベース層２１から折り曲げられて、形成されている。
【００３７】
同様に第一軸受部８Ｂも、中央に孔を有する扁平な四角片である。第一軸受部８Ｂは、第一支持部２に設けられている。第一軸受部８Ｂの孔には、第一ストッパ部５Ｂの一方側であって、第一固定部６Ｂで固定された一方側と反対側が挿入され、支持されている。第一軸受部８Ｂは、第一ストッパ部５Ｂを固定しない。すなわち第一軸受部８Ｂは、第一ストッパ部５Ｂが第二支持部４２の揺動に伴い孔の内部で可動なように、第一ストッパ部５Ｂの外周を囲っている。なお、第一軸受部８Ｂは、第一ストッパ部５Ｂの外周を３６０度囲っている。図４に示すように、第一軸受部８Ｂは、第一支持部２のベース層２１と連続一体であり、ベース層２１から折り曲げられて、形成されている。
【００３８】
以下、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂの構成について、説明する。
【００３９】
図１に示すように、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの形状は、中空の軸状である。第二ストッパ部９Ａ、９Ｂは、細い帯状の平板が丸められて、形成されている。
【００４０】
一方の第二ストッパ部９Ａは、第二回転軸に沿うように、第二トーションばね部４３Ａに対向して配置されている。すなわち図２、図６、図７に示すように、厚み方向から見た場合に、第二ストッパ部９Ａは、第二回転軸と重なるように、第二回転軸に沿って配置されている。そして第二ストッパ部９Ａの一部分は、第二トーションばね部４３Ａと対向している。第二ストッパ部９Ａと第二トーションばね部４３Ａとの間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。そして第二ストッパ部９Ａの他の一部分は、揺動板４４と対向している。第二ストッパ部９Ａと揺動板４４との間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。
【００４１】
他方の第二ストッパ部９Ｂは、第二回転軸に沿うように、第二トーションばね部４３Ｂに対向して配置されている。すなわち図２、図６に示すように、厚み方向から見た場合に、第二ストッパ部９Ｂは、第二回転軸と重なるように、第二回転軸に沿って配置されている。そして第二ストッパ部９Ｂの一部分は、第二トーションばね部４３Ｂと対向している。第二ストッパ部９Ｂと第二トーションばね部４３Ｂとの間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。そして第二ストッパ部９Ｂの他の一部分は、揺動板４４と対向している。第二ストッパ部９Ｂと揺動板４４との間には、厚み方向にわずかに隙間が空いている。
【００４２】
図１に示すように、第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、第二支持部４２から内側に突出した部分である。
【００４３】
一方の第二固定部１０Ａは、第二ストッパ部９Ａの一方側を第二支持部４２に固定している。図６、図７に示すように、第二固定部１０Ａは、第二ストッパ部９Ａと連続一体である。また第二固定部１０Ａは、第二支持部４２の加工層４２３とも連続一体である。第二固定部１０Ａは、第二トーションばね部４３Ａから厚み方向に少し離れるように曲げ起こして形成されている。
【００４４】
他方の第二固定部１０Ｂは、第二ストッパ部９Ｂの一方側を第二支持部４２に固定している。図６に示すように、第二固定部１０Ｂは、第二ストッパ部９Ｂと連続一体である。また第二固定部１０Ｂは、第二支持部４２の加工層４２３とも連続一体である。第二固定部１０Ｂは、第二トーションばね部４３Ｂから厚み方向に少し離れるように曲げ起こして形成されている。
【００４５】
図１に示すように、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、中央に孔を有する扁平な四角片である。第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、揺動板４４上に設けられている。
【００４６】
一方の第二軸受部１１Ａの孔には、第二ストッパ部９Ａの一方側であって、第二固定部１０Ａで固定された一方側の反対側が挿入され、支持されている。第二軸受部１１Ａは、第二ストッパ部９Ａを固定しない。第二軸受部１１Ａは、揺動板４４の揺動に伴い、第二ストッパ部９Ａの外周を可動なように、第二ストッパ部９Ａの外周を囲っている。なお、第二軸受部１１Ａは、第二ストッパ部９Ａの外周を３６０度囲っている。図６、図７に示すように、第二軸受部１１Ａは、揺動板４４と連続一体であり、揺動板４４から打ち抜かれた部分が折り曲げられて、形成されている。
【００４７】
他方の第二軸受部１１Ｂの孔には、第二ストッパ部９Ｂの一方側であって、第二固定部１０Ｂで固定された一方側の反対側が挿入され、第二軸受部１１Ｂに支持されている。第二軸受部１１Ｂは、第二ストッパ部９Ｂを固定しない。第二軸受部１１Ｂは、揺動板４４の揺動に伴い、第二ストッパ部９Ｂの外周を可動なように、第二ストッパ部９Ｂの外周を囲っている。なお、第二軸受部１１Ｂは、第二ストッパ部９Ｂの外周を３６０度囲っている。図６に示すように、第二軸受部１１Ｂは、揺動板４４と連続一体であり、揺動板４４から打ち抜かれた部分が折り曲げられて、形成されている。
【００４８】
以上の可動構造体１００は、三枚の金属板を積層して形成されている。
【００４９】
一枚目の金属板は、厚さ１００［μｍ］程度の平板である。この金属板をエッチング加工やプレス加工することにより、図１に示す第一支持部２のベース層２１と、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、第二支持部４２のベース層４２１と、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂと、揺動板４４と、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂと、が同一平面に連続一体に形成される。そしてエッチング加工やプレス加工等の後、折り曲げ加工により第一軸受部８Ａ、８Ｂが形成される。また揺動板４４から、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂに相当する部分が、一端が揺動板４４に繋がるように打ち抜かれる。そして打ち抜かれた部分を折り曲げ加工することにより、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂが形成される。金属板の材料は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）である。
【００５０】
また二枚目の金属板は、厚さ３００［μｍ］程度の平板である。この金属板をエッチング加工することにより、第一支持部２の補強層２２が形成される。なお、エッチング加工する際は、金属板の両面に、それぞれ異なるマスクを配置する。このようにマスキングした状態で、金属板の両面からエッチングすれば、補強層２２が枠形状に成形されるのと同時に、一方の面のみに溝２４Ａ、２４Ｂが形成される。金属板の材料は、ベース層２１と同じであり、実施形態１ではＳＵＳである。
【００５１】
さらに三枚目の金属板は、厚さ５０［μｍ］程度の平板である。この金属板をエッチング加工あるいはプレス加工することにより、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二支持部４２の加工層４２３と、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、が同一平面に連続一体に形成される。エッチング加工やプレス加工等の後、曲げ加工により、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、がそれぞれ形成される。金属板の材料は、ベース層２１と同じであり、実施形態１ではＳＵＳである。なおこれらの金属板の厚さ寸法や加工方法は、これに限定されない。
【００５２】
これらの三枚の金属板は、それぞれ成形された後に積層される。そして第一ストッパ部５Ａは、第一軸受部８Ａに挿入され、第一ストッパ部５Ｂは、第一軸受部８Ｂに挿入される。また第二ストッパ部９Ａは、第二軸受部１１Ｂに挿入され、第二ストッパ部９Ｂは、第二軸受部１１Ｂに挿入される。そして第一支持部２のベース層２１と補強層２２とが、溶接によって接合される。また第二支持部４２のベース層４２１と加工層４２３とが、溶接によって接合される。なお接合方法はこれに限定されず、例えば接着剤による接合でもよい。
【００５３】
以上のような可動構造体１００は、例えば図８に示す光走査装置２００に用いられる。可動構造体１００を光走査装置２００に用いる場合、揺動板４４の表面に、ミラー部１２を接着する。ミラー部１２の形状は、扁平な円形状である。ミラー部１２の材料は、例えば金である。また図２に示す揺動板４４の背面と、第二支持部４２の背面に、それぞれ永久磁石を接着する。永久磁石は、例えばネオジム磁石やフェライト磁石、サマコバ磁石やアルニコ磁石などの永久磁石である。
【００５４】
以下、図８に示す光走査装置２００について説明する。この光走査装置２００は、例えば、プリクラッシュセイフティに代表される先進運転システムに用いられる。より具体的には、自動緊急ブレーキシステムや自動駐車支援システムにおける周辺の障害物を検知するレーザスキャナとして使用される。光走査装置２００は、可動構造体１００と、駆動部１６と、光照射部１８と、受光部１９と、計測部と、を備えている。
【００５５】
光走査装置２００は、可動構造体１００と、駆動部１６と、光照射部１８と、受光部１９と、計測部と、を備えている。
【００５６】
駆動部１６は、第一駆動部１６Ａと、第二駆動部１６Ｂと、を有している。第一駆動部１６Ａは、第二支持部４２を駆動する。第二駆動部１６Ｂは、揺動板４４を駆動する。
【００５７】
第一駆動部１６Ａは、コアと、コアに巻回されたコイルと、を有する電磁石である。電磁石には、交流電流が印加される。電磁石と、第二支持部４２に設けられた永久磁石との相互作用によって、第二支持部４２に回転トルクがかかる。第二支持部４２に回転トルクがかかると、図１に示す第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、第一回転軸を中心に捩れ振動する。第一トーションばね部３Ａ、３Ｂが捩れ振動すると、第二支持部４２も第一回転軸を中心に双方向に揺動する。第二支持部４２が揺動すると、第二支持部４２の揺動に伴い、揺動板４４も第一回転軸を中心に双方向に揺動する。揺動する揺動板４４のミラー部１２に、光照射部１８からの光を照射すれば、ミラー部１２からの反射光をＹ軸方向に走査できる。
【００５８】
同様に、第二駆動部１６Ｂも、電磁石である。第二駆動部１６Ｂと、揺動板４４に設けられた永久磁石との相互作用によって、揺動板４４に回転トルクがかかる。揺動板４４に回転トルクがかかると、図１に示す第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、第二回転軸を中心に捩れ振動する。第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂが捩れ振動すると、揺動板４４も第二回転軸を中心に双方向に揺動する。揺動する揺動板４４のミラー部１２に光を照射すれば、ミラー部１２からの反射光をＸ軸方向に走査できる。なお、第一駆動部１６Ａ、第二駆動部１６Ｂに印加する交流電流の周波数を、可動構造体１００の共振周波数と一致させれば、より効率よく揺動させることが出来る。
【００５９】
光照射部１８は、ミラー部１２に、照射光Ｌ１を照射する。照射光Ｌ１は、ミラー部１２で反射され、所定の検知範囲Ｆ１をＸ軸およびＹ軸方向にスキャンする。
【００６０】
受光部１９は、検知範囲Ｆ１内の物体から反射される反射光Ｌ２を受光する。なお、光走査装置２００は、さらに、ビームスプリッタ１５を備えていてもよい。ビームスプリッタ１５は、反射光Ｌ２の光路を変更する。
【００６１】
計測部は、光走査装置２００から検知範囲Ｆ１内の物体までの距離を測定する。この距離は、光照射部１８が照射光Ｌ１を照射してから受光部１９で反射光Ｌ２を受光するまでの時間差（遅れ時間）と、光の速度とに基づいて算出できる。計測部は、たとえば検知部と、マイクロコンピュータと、を有している。検知部は、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差を検知する。マイクロコンピュータは、マイクロコンピュータのＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）等に記憶されたプログラムを実行することによって、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差に基づいて、物体までの距離を計算する。
【００６２】
なお、実施形態１の計測部は、照射光Ｌ１を照射してから反射光Ｌ２を受光するまでの時間差に基づいて、物体までの距離を計算しているが、適宜の方法で物体までの距離を計算してよい。物体までの距離は、例えば、照射光Ｌ１及び反射光Ｌ２の位相差から時間差を計算し、その時間差と光の速度とに基づいて計算して求められてもよい。
【００６３】
また、図８の光走査装置２００は、検知範囲Ｆ１内の物体までの距離を測定する装置であるが、光走査装置２００は、距離を測定する装置に限定されない。例えば検知範囲Ｆ１に照射光Ｌ１を走査する装置であればよい。すなわち光走査装置２００は、少なくとも可動構造体１００と、駆動部１６と、光照射部１８と、を備えていればよい。
【００６４】
実施形態１の可動構造体１００は、第一支持部２と、第一支持部２に一端が連結された第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの他端と連結され、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂが捩れることで、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの第一回転軸を中心に揺動可能な第二支持部４２と、第一回転軸に沿うように、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂに対向して配置され、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの変形を抑制する第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、を備えている。可動部４の一部分である第二支持部４２は、第一固定部６Ａ、６Ｂを有し、第一支持部２は、第一軸受部８Ａ、８Ｂを有している。第一固定部６Ａ、６Ｂは、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの一方側をそれぞれ固定し、第一軸受部８Ａ、８Ｂは、第二支持部４２を揺動可能に、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの他方側を支持している。
【００６５】
すなわち実施形態１において、厚み方向から見た場合に、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、それぞれ第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置され、かつそれぞれの一方側のみ固定された片持ち構造である。したがって、第一ストッパ部５Ａが、第一支持部２および第一トーションばね部３Ａと対向する位置に配置され、第一ストッパ部５Ｂが第一支持部２および第一トーションばね部３Ｂと対向する位置に配置されていても、第二支持部４２の第一回転軸を中心とした揺動を維持できる。その上で、可動構造体１００が外部振動を受け、第二支持部４２が第一回転軸を中心とする揺動以外に種々の方向に変位しようとすると、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂによって変位が抑えられる。その結果、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの変形を抑制でき、可動構造体１００を用いた光走査装置２００の光の走査精度を向上できる。
【００６６】
また第一軸受部８Ａ、８Ｂは、それぞれ第一支持部２のベース層２１と一体的であり、ベース層２１から折り曲げて形成されている。したがって、第一軸受部８Ａと第一支持部２との接合強度、および第一軸受部８Ｂと第一支持部２との接合強度を向上できる。また第一軸受部８Ａ、８Ｂをベース層２１と同時に一体成形できるため、生産効率を向上できる。
【００６７】
さらに第一軸受部８Ａは、第一ストッパ部５Ａの外周を３６０度囲っている。同様に、第一軸受部８Ｂは、第一ストッパ部５Ｂの外周を３６０度囲っている。したがって、第二支持部４２の、厚み方向や斜め方向、水平方向といったあらゆる方向の変位を抑制できる。なお、第一軸受部８Ａ、８Ｂは、それぞれ第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの外周を３６０度囲う以外に、それぞれの外周の少なくとも一部を囲う構造であってもよい。例えば特定の外部振動の方向に合わせて、それぞれの外周の一部のみを囲う構造とすることもできる。
【００６８】
また第一固定部６Ａ、６Ｂは、それぞれ第二支持部４２の加工層４２３と一体的であり、加工層４２３から折り曲げられて形成されている。したがって、第一固定部６Ａと第二支持部４２との接合強度、および第一固定部６Ｂと第二支持部４２との接合強度を向上できる。
【００６９】
また実施形態１では、第一固定部６Ａを、第一トーションばね部３Ａから厚み方向に離れるように折り曲げて形成している。したがって、第一ストッパ部５Ａと第一トーションばね部３Ａとの間には、隙間が形成されている。同様に、第一固定部６Ｂを、第一トーションばね部３Ｂから厚み方向に離れるように折り曲げて形成している。したがって、第一ストッパ部５Ｂと第一トーションばね部３Ｂとの間には、隙間が形成されている。これらの隙間により、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、滑らかに揺動できる。なお、これらの隙間は、前述のとおり有利な効果を奏するが、実施形態１に必須の構成ではない。すなわち第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、厚み方向から見た場合に、第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置されている。したがって、第一ストッパ部５Ａが第一トーションばね部３Ａと接触し、第一ストッパ部５Ｂが第一トーションばね部３Ｂと接触している場合も、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、第一回転軸を中心に揺動できる。
【００７０】
また第一ストッパ部５Ａと、第一支持部２のベース層２１および溝２４Ａの内壁との間には、隙間が形成されている。同様に第一ストッパ部５Ｂと、ベース層２１および溝２４Ｂの内壁との間には、隙間が形成されている。これらの隙間により、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、第二支持部４２の揺動に伴って滑らかに揺動できる。したがって、第二支持部４２の揺動を効率よく維持できる。なお、これらの隙間も、実施形態１に必須の構成ではない。すなわち第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、それぞれ厚み方向から見た場合に、第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置されている。したがって、第一ストッパ部５Ａが、ベース層２１や溝２４Ａの内壁と接触し、第一ストッパ部５Ｂが、ベース層２１や溝２４Ｂの内壁と接触している場合も、第二支持部４２は、第一回転軸を中心に揺動できる。
【００７１】
また実施形態１の可動部４は、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂのそれぞれの端部と連結され、内部に空間を有する枠形状の第二支持部４２と、空間内に配置され、第二支持部４２に一端が連結されて、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと交差する方向に沿って配置された、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂと、空間内に配置され、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの他端と連結されて、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂが捩れることで、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの第二回転軸を中心に揺動可能な揺動板４４と、を有する。これにより可動構造体１００は、揺動板４４を第一回転軸および第二回転軸を中心に揺動できる。したがって、可動構造体１００を、光を二軸方向に走査する光走査装置２００に用いることができる。なお、可動部４を、実施形態１のように複数の部材で構成するのではなく、一部材として構成すれば、第一回転軸のみを中心に揺動できる。したがって、可動構造体１００を、光を一軸方向にのみ走査する光走査装置２００に用いることができる。
【００７２】
また実施形態１の可動構造体１００は、第二回転軸に沿うように、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂに対向して配置され、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの変形を抑制する第二ストッパ部９Ａ、９Ｂを備えている。第二支持部４２は第二固定部１０Ａ、１０Ｂを有し、揺動板４４は第二軸受部１１Ａ、１１Ｂを有している。第一固定部６Ａ、６Ｂは、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂのそれぞれの一方側を固定している。第一軸受部８Ａ、８Ｂは、揺動板４４を揺動可能に、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの他方側を支持している。
【００７３】
すなわち実施形態１では、厚み方向から見た場合に、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂは、それぞれ第二回転軸と重なるように第二回転軸に沿って配置され、かつそれぞれの一方側のみ固定された片持ち構造である。したがって、第二ストッパ部９Ａが、第二トーションばね部４３Ａおよび揺動板４４と対向する位置に配置され、第二ストッパ部９Ｂが、第二トーションばね部４３Ｂおよび揺動板４４と対向する位置に配置されていても、揺動板４４の第二回転軸を中心とした揺動を維持することができる。その上で、可動構造体１００が外部振動を受け、揺動板４４が、第二回転軸を中心とする揺動以外に種々の方向に変位しようとすると、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂによって抑えられ、変位を抑制できる。その結果、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの変形を抑制でき、可動構造体１００を用いた光走査装置２００の、光の走査精度を向上できる。
【００７４】
また第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、揺動板４４と一体的であり、揺動板４４から打ち抜かれた部分が折り曲げられて、形成されている。したがって、第二軸受部１１Ａと揺動板４４との接合強度、および第二軸受部１１Ｂと揺動板４４との接合強度を向上できる。さらに第二軸受部１１Ａ、１１Ｂを揺動板４４と同時に一体成形できるため、生産効率を向上できる。また揺動板４４の一部を打ち抜くため、揺動板４４を軽量化できる。
【００７５】
また第二軸受部１１Ａは、第二ストッパ部９Ａの外周を３６０度囲っている。同様に、第二軸受部１１Ｂは、第二ストッパ部９Ｂの外周を３６０度囲っている。したがって、揺動板４４の、厚み方向や斜め方向、水平方向といったあらゆる方向の変位を抑制できる。なお、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの外周を３６０度囲う以外に、それぞれの外周の少なくとも一部を囲う構造であってもよい。例えば特定の外部振動の方向に合わせて、それぞれの外周の一部のみを囲う構造とすることもできる。
【００７６】
また第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ第二支持部４２の加工層４２３と一体的であり、第二支持部４２の加工層４２３から折り曲げられて形成されている。したがって、第二固定部１０Ａと第二支持部４２との接合強度、および第二固定部１０Ｂと第二支持部４２との接合強度を向上できる。
【００７７】
また実施形態１では、上述の第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二支持部４２の加工層４２３と、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、が一枚の金属板から形成され、連続一体である。したがって、これらの部材を同時に一体成形でき、生産効率を顕著に向上できる。また材料となる金属板の面積を小さくできるため、可動構造体１００を軽量化できる。さらに材料コストを低減できる。
【００７８】
さらに実施形態１では、第二固定部１０Ａを、第二トーションばね部４３Ａから厚み方向に離れるように折り曲げて形成している。したがって、第二ストッパ部９Ａと第二トーションばね部４３Ａとの間には、隙間が形成されている。同様に、第二固定部１０Ｂを、第二トーションばね部４３Ｂから厚み方向に離れるように折り曲げて形成している。したがって、第二ストッパ部９Ｂと第二トーションばね部４３Ｂとの間には、隙間が形成されている。これらの隙間により、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、滑らかに揺動できる。なお、これらの隙間は、前述のとおり有利な効果を奏するが、実施形態１に必須の構成ではない。すなわち、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂは、厚み方向から見た場合に、第二回転軸と重なるように、第二回転軸に沿って配置されている。したがって、第二ストッパ部９Ａが第二トーションばね部４３Ａと接触し、第二ストッパ部９Ｂが第二トーションばね部４３Ｂと接触していても、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、第二回転軸を中心に揺動できる。
【００７９】
また第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと揺動板４４との間には、隙間が形成されている。これらの隙間により、揺動板４４は滑らかに揺動できる。なお、これらの隙間は、前述のとおり有利な効果を奏するが、実施形態１に必須の構成ではない。すなわち、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂは、それぞれ厚み方向から見た場合に、第二回転軸と重なるように、第二回転軸に沿って配置されている。したがって、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂが揺動板４４と接触していても、揺動板４４は、第二回転軸を中心に揺動できる。
【００８０】
また実施形態１では、第一支持部２と、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、第二支持部４２と、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂと、揺動板４４と、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂの材料は、いずれもＳＵＳである。したがって、実際の使用時に熱を受けても、いずれの部材も同様に膨張、収縮する。その結果、部材どうしの接合強度を高めることができる。なお、これらの材料は、ＳＵＳの他、リン青銅等の他の金属材料でもよい。弾性変形しやすい金属材料は特に好ましい。第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂと、を、折り曲げ加工により形成しない場合は、金属材料の他に、半導体や水晶、樹脂等の材料でもよい。これらの部材の材料は、それぞれ異なっていてもよい。
【００８１】
またミラー部１２は、揺動板４４とは別の光学部材を、揺動板４４の一面に貼り付けることで形成されている。したがって、ミラー部１２の平坦性を容易に高めることができる。ミラー部１２の形成方法はこれに制限されず、例えば揺動板４４の表面に金属材料を蒸着あるいは塗布する方法でもよい。あるいは揺動板４４の表面を鏡面加工することで、ミラー部１２を形成できる。
【００８２】
なお実施形態１では、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂと、を、いずれも中央に孔を有する扁平な四角片としたが、この形態に制限されない。例えば第一支持部２に設けられた溝２４Ａ、２４Ｂ自体を第一軸受部８Ａ、８Ｂとして用いてもよい。第二軸受部１１Ａ、１１Ｂも同様に、例えば揺動板４４に溝を設け、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂとして用いてもよい。第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂの形態は、それぞれ異なっていてもよい。
【００８３】
また第一ストッパ部５Ａと第一軸受部８Ａとの間、および第一ストッパ部５Ｂと第一軸受部８Ｂとの間には、摺動性を高めるための摺動部材を配置してもよい。摺動部材を、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの外周を被覆するように設けてもよく、第一軸受部８Ａ、８Ｂの孔の内壁を被覆するように設けてもよい。摺動部材の材料は、例えばポリエチレンテレフタレートやポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料である。あらかじめ成形した摺動部材を、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂや第一軸受部８Ａ、８Ｂに配置してもよく、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂや第一軸受部８Ａ、８Ｂに、摺動部材を塗布してもよい。同様に、第二ストッパ部９Ａと第二軸受部１１Ａとの間、および第二ストッパ部９Ｂと第二軸受部１１Ｂとの間にも、上述の摺動部材を配置してもよい。
【００８４】
さらに第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂの形態も、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂ、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂを固定することができれば、実施形態１に示す形態に制限されない。例えば第一軸受部８Ａ、８Ｂおよび第二軸受部１１Ａ、１１Ｂのように、中央に孔を有する扁平な四角片を、第一固定部６Ａ、６Ｂや第二固定部１０Ａ、１０Ｂとして用いることができる。この場合は、孔内で第一ストッパ部５Ａ、５Ｂ、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂが動かないように、固定すればよい。あるいは第一支持部２に溝２４Ａ、２４Ｂを設けているように、第二支持部４２に溝を設け、これらの溝を第一固定部６Ａ、６Ｂおよび第二固定部１０Ａ、１０Ｂとして用いることもできる。この場合は、溝の内部で第一ストッパ部５Ａ、５Ｂおよび第二ストッパ部９Ａ、９Ｂが動かないように、固定すればよい。第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂの形態は、それぞれ異なっていてもよい。
【００８５】
また揺動板４４の形状は、円形の他に、矩形や多角形等の形状でもよい。
【００８６】
またミラー部１２の形状は、円形の他に、矩形や多角形等の形状でもよい。
【００８７】
また第一トーションばね部３Ａ、３Ｂおよび第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの形状は、それぞれ直線形状の他に、ジグザグ形状や、Ｓ字形状でもよい。あるいは第一トーションばね部３Ａ、３Ｂは、第一回転軸を中心に、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂは、第二回転軸を中心に、左右に一または複数の梁を備えた構造であってもよい。第一回転軸、第二回転軸を中心に線対称に配置された梁どうしの間隔は、一定でもよく、例えば一端から他端に向けて広がるような形態であってもよい。なお、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの形状が直線形状以外の場合、第一回転軸に沿って第一トーションばね部３Ａ、３Ｂに対向して配置される構成とは、第一回転軸に沿って第一トーションばね部３Ａ、３Ｂの中心線と対向して配置される構成を指す。同様に、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの形状が直線形状以外の場合、第二回転軸に沿って第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂに対向して配置される構成とは、第二回転軸に沿って第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの中心線と対向して配置される構成を指す。第一トーションばね部３Ａ、３Ｂと、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの形態は、それぞれ異なっていてもよい。
【００８８】
さらに第一支持部２の形状は、環状の枠形状の他に、一部が切断された形状でもよい。あるいは複数の独立した第一支持部２を備えていてもよい。この場合、第二支持部４２は、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂを介してそれぞれ異なる第一支持部２に支持されていればよい。
【００８９】
また実施形態１では、第一駆動部１６Ａおよび第二駆動部１６Ｂは、電磁力を用いた駆動部１６としたが、その他静電気力や圧電素子を用いた駆動部１６であってもよい。第一駆動部１６Ａと第二駆動部１６Ｂとで、駆動方法を変えてもよい。第一駆動部１６Ａおよび第二駆動部１６Ｂは、それぞれ可動構造体１００に内蔵されていてもよく、外付けでもよい。
【００９０】
なお、実施形態１では、上述のとおり、第一固定部６Ａ、６Ｂおよび第二固定部１０Ａ、１０Ｂを、いずれも第二支持部４２に設けることで、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二支持部４２の加工層４２３と、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、の多くの部材を、小さな面積の金属板から一体形成することができるが、第一固定部６Ａ、６Ｂ、第二固定部１０Ａ、１０Ｂの配置位置はこの形態に制限されない。すなわち第一支持部２および第二支持部４２のうちいずれか一方が第一固定部６Ａ、６Ｂを有し、他方が第一軸受部８Ａ、８Ｂを有していればよい。また第二支持部４２および揺動板４４のうちいずれか一方が第二固定部１０Ａ、１０Ｂを有し、他方が第二軸受部１１Ａ、１１Ｂを有していればよい。以下に第一固定部６Ａ、６Ｂ、第二固定部１０Ａ、１０Ｂの配置位置を変えた変形例について説明する。
【００９１】
図９は、実施形態１の別の例の可動構造体１１０の背面斜視図である。可動構造体１１０の第一固定部６Ａ、６Ｂは、第一支持部２に設けられている。第一軸受部８Ａ、８Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第一ストッパ部５Ａの一端は、第一固定部６Ａに固定され、他端は第一軸受部８Ａに軸受けされている。第一軸受部８Ａは、第二支持部４２の揺動に伴い、第一ストッパ部５Ａの他端の外周を揺動する。同様に、第一ストッパ部５Ｂの一端は、第一固定部６Ｂに固定され、他端は第一軸受部８Ｂに軸受けされている。第一軸受部８Ｂは、第二支持部４２の揺動に伴い、第一ストッパ部５Ｂの他端の外周を揺動する。また第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、揺動板４４に設けられ、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第二ストッパ部９Ａの一端は、第二固定部１０Ａに固定され、他端は第二軸受部１１Ａに軸受けされている。第二ストッパ部９Ａは、揺動板４４の揺動に伴い、第二軸受部１１Ａの内部で可動である。同様に、第二ストッパ部９Ｂの一端は、第二固定部１０Ｂに固定され、他端は第二軸受部１１Ｂに軸受けされている。第二ストッパ部９Ｂは、揺動板４４の揺動に伴い、第二軸受部１１Ｂの内部で可動である。
【００９２】
第一支持部２は、ベース層２１と、ベース層２１上に積層された加工層２３との積層構造である。ベース層２１と加工層２３との、ＸＹ平面上における形状は、実質的に同一である。加工層２３の材料は、ベース層２１と同じＳＵＳである。第一支持部２の加工層２３と、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂとは、一枚の金属板から形成することができ、同時に一体成形できる。
【００９３】
また第二支持部４２は、ベース層４２１と、ベース層４２１上に積層された加工層４２３との積層構造である。第二支持部４２の加工層４２３と、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂとは、一枚の金属板から形成することができ、同時に一体成形できる。そして第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂとは、第二支持部４２の加工層４２３から折り曲げられて形成されている。
【００９４】
図１０は、実施形態１のさらに別の例の可動構造体１２０の背面斜視図である。図１０の可動構造体１２０の、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂの構成は、図９に示す可動構造体１１０と同様である。図１０の可動構造体１２０の、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂの構成は、図１に示す可動構造体１００と同様である。すなわち第一固定部６Ａ、６Ｂは、第一支持部２に設けられている。第一軸受部８Ａ、８Ｂは、第二支持部４２に設けられている。また第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、揺動板４４に設けられている。第一支持部２の加工層２３と、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂとは、一枚の金属板から形成することができ、同時に一体成形できる。また第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二支持部４２の加工層４２３と、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂとは、一枚の金属板から形成することができ、同時に一体成形できる。
【００９５】
図１１は、実施形態１のさらに別の例の可動構造体１３０の背面斜視図である。図１１の可動構造体１３０の、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂの構成は、図１に示す可動構造体１００と同様である。図１１の可動構造体１３０の、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂと、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂの構成は、図９に示す可動構造体１１０と同様である。すなわち、第一固定部６Ａ、６Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第一軸受部８Ａ、８Ｂは、第一支持部２に設けられている。また第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、揺動板４４に設けられている。第二軸受部１１Ａ、１１Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第二支持部４２の加工層４２３と、第二軸受部１１Ａ、１１Ｂとは、一枚の金属板から形成することができ、同時に一体成形できる。
【００９６】
図９〜図１１に示す変形例について、その他図１の可動構造体１００と同様の構成については説明を省略する。
（実施形態２）
以下、図１２〜図１５を用いて実施形態２の可動構造体１４０について説明する。図１２は、可動構造体１４０の背面斜視図である。図１３は、可動構造体１４０の背面図である。図１４は、可動構造体１４０の正面図である。図１５は、可動構造体１４０を図１４のＣＣ方向から見た断面図である。以下、図１３に示す左右方向をＸ軸方向とし、上下方向をＹ軸方向として説明する。実施形態２の可動構造体１４０と、実施形態１の可動構造体１００との主な違いは、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂと、第一固定部６Ａ、６Ｂと、第一軸受部８Ａ、８Ｂと、第二支持部４２と、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂと、第二固定部１０Ａ、１０Ｂの構成である。これらの構成について、以下に説明する。
【００９７】
図１２に示すように、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの形状は、円柱形状である。図１３、図１５に示すように、第一ストッパ部５Ａ、５Ｂは、厚み方向から見た場合に、第一回転軸と重なるように、第一回転軸に沿って配置されている。そして第一ストッパ部５Ａの一部分は、溝２４Ａに配置され、厚み方向から見た場合に、第一支持部２と重なる位置に配置されている。また他の一部分は、第一トーションばね部３Ａと対向している。さらに他の一部分は、後述の溝４２４Ａに配置され、厚み方向から見た場合に、第二支持部４２と重なる位置に配置されている。同様に、第一トーションばね部３Ｂの一部分は、溝２４Ｂに配置され、厚み方向から見た場合に、第一支持部２と重なる位置に配置されている。また他の一部分は、第一トーションばね部３Ｂと対向している。さらに他の一部分は、後述の溝４２４Ｂに配置され、厚み方向から見た場合に、第二支持部４２と重なる位置に配置されている。第一ストッパ部５Ａ、５Ｂの材料は、ＳＵＳである。
【００９８】
第一固定部６Ａ、６Ｂは、中央に孔を有する扁平な四角片である。図１５に示すように、第一固定部６Ａ、６Ｂは、第一支持部２に設けられている。第一固定部６Ａ、６Ｂと第一支持部２のベース層２１とは連続一体である。第一固定部６Ａ、６Ｂは、ベース層２１から折り曲げられて形成されている。第一固定部６Ａ、６Ｂの材料は、ベース層２１と同じＳＵＳである。
【００９９】
第一軸受部８Ａ、８Ｂは、中央に孔を有する扁平な四角片である。図１５に示すように、第一軸受部８Ａ、８Ｂは、第二支持部４２に設けられている。第一軸受部８Ａ、８Ｂと第二支持部４２のベース層４２１とは、連続一体である。第一軸受部８Ａ、８Ｂは、ベース層４２１から折り曲げられて形成されている。第一軸受部８Ａ、８Ｂの材料は、ベース層４２１と同じＳＵＳである。
【０１００】
図１２、図１５に示すように、第二支持部４２は、ベース層４２１と、ベース層４２１上に設けられた補強層４２２と、を有する積層構造である。補強層４２２の、ベース層４２１と対向する面には、溝４２４Ａ、４２４Ｂが形成されている。溝４２４Ａには第一ストッパ部５Ａが配置され、溝４２４Ｂには第一ストッパ部５Ｂが配置されている。補強層４２２の材料はＳＵＳであり、厚みは補強層２２と同じである。溝４２４Ａ、４２４Ｂは、溝２４Ａ、２４Ｂと同様のエッチング法により形成されている。
【０１０１】
図１２、図１３に示すように、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの形状は、円柱形状である。第二ストッパ部９Ａ、９Ｂは、厚み方向から見た場合に、第二回転軸と重なるように、第二回転軸に沿って配置されている。第二ストッパ部９Ａの一部分は、第二トーションばね部４３ＡのＹ軸方向おける中央から揺動板４４側と対向している。また他の一部分は、揺動板４４と対向している。同様に、第二トーションばね部４３Ｂの一部分は、第二トーションばね部４３ＢのＹ軸方向における中央から揺動板４４側と対向している。また他の一部分は、揺動板４４と対向している。第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの材料は、ＳＵＳである。
【０１０２】
図１２〜図１４に示すように、第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、Ｘ軸方向に平行な平板である。第二固定部１０Ａ、１０Ｂは、それぞれ、第二支持部４２のＹ軸に平行な二辺を橋渡しするように配置され、これらの二辺と溶接により固定されている。第二固定部１０Ａは、第二ストッパ部９Ａと交差するように、第二ストッパ部９Ａ上に配置されている。第二固定部１０Ａと第二ストッパ部９Ａとは、溶接により固定されている。第二固定部１０Ｂは、第二ストッパ部９Ｂと交差するように、第二ストッパ部９Ｂ上に配置されている。第二固定部１０Ｂと第二ストッパ部９Ｂとは、溶接により固定されている。第二固定部１０Ａ、１０Ｂの材料は、ＳＵＳである。
【０１０３】
実施形態２においても、第二支持部４２および揺動板４４の揺動を維持しつつ、第二支持部４２および揺動板４４の種々の方向の変位を抑制できる。
【０１０４】
ここで、図８に示す光走査装置２００で光をＸ軸、Ｙ軸方向へ走査する場合、走査角を広げるためには、揺動板４４を、Ｙ軸方向よりもＸ軸方向に高速に揺動させる必要がある。すなわち、揺動板４４の、第一回転軸を中心とする揺動よりも第二回転軸を中心とする揺動の方を高速にする必要がある。この場合、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂを、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂよりも弾性変形しやすくするために、第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの長さを、第一トーションばね部３Ａ、３Ｂよりも大きくすることがある。第二トーションばね部４３Ａ、４３Ｂの長さを大きくする場合も、実施形態２のように、第二ストッパ部９Ａの、第二トーションばね部４３Ａと対向する部分の長さ、および第二ストッパ部９Ｂの、第二トーションばね部４３Ｂと対向する部分の長さを短くすることで、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの機械的強度を維持できる。なお、第二ストッパ部９Ａ、９Ｂの長さは、実施形態２の形態に制限されないが、第二ストッパ部９Ａの、第二トーションばね部４３Ａと対向する部分の長さを、第二トーションばね部４３Ａの長さの半分以下とすることがより好ましい。同様に、第二ストッパ部９Ｂの、第二トーションばね部４３Ｂと対向する部分の長さを、第二トーションばね部４３Ｂの長さの半分以下とすることがより好ましい。
【０１０５】
また実施形態２のように、第二トーションばね部４３Ａの中央、あるいは中央よりも揺動板４４に近い部分と対向する位置で、第二ストッパ部９Ａを第二固定部１０Ａに固定することで、揺動板４４の変位を効率よく抑制できる。同様に、第二トーションばね部４３Ｂの中央、あるいは中央よりも揺動板４４に近い部分と対向する位置で、第二ストッパ部９Ｂを第二固定部１０Ｂに固定することで、揺動板４４の変位を効率よく抑制できる。
【０１０６】
その他実施形態１と同様の構成については説明を省略する。
【０１０７】
なお、上記実施形態１、２において、「平行」とは、ほぼ平行、すなわち実質的に平行な関係を含むものとする。また「直交」とは、ほぼ垂直に交わる関係、すなわち実質的に垂直に交わる関係を含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の可動構造体はトーションばね部の変位を抑制できる。したがって、高精度で高い信頼性が求められる光走査装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００、１１０、１２０、１３０、１４０  可動構造体
２００  光走査装置
２  第一支持部
３Ａ、３Ｂ  第一トーションばね部
４  可動部
４２  第二支持部
４３Ａ、４３Ｂ  第二トーションばね部
４４  揺動板
５Ａ、５Ｂ  第一ストッパ部
６Ａ、６Ｂ  第一固定部
８Ａ、８Ｂ  第一軸受部
９Ａ、９Ｂ  第二ストッパ部
１０Ａ、１０Ｂ  第二固定部
１１Ａ、１１Ｂ  第二軸受部
１２  ミラー部
１５  ビームスプリッタ
１６  駆動部
１６Ａ  第一駆動部
１６Ｂ  第二駆動部
１８  光照射部
１９  受光部
２１  ベース層
２２  補強層
２３  加工層
２４Ａ、２４Ｂ  溝
４２１  ベース層
４２２  補強層
４２３  加工層
４２４Ａ、４２４Ｂ  溝
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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