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光学扫描装置

阅读：381发布：2020-05-13

专利汇可以提供光学扫描装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种光学扫描装置，即便在用较高的共振频率进行驱动的情况下，也能减少非线性共振的发生，同时减少产生的应力，防止镜变形。该光学扫描装置由扭转梁(30)从轴向两侧支撑镜支撑部(20)，并通过该扭转梁(30)的扭转使上述镜支撑部(20)绕轴摆动而进行驱动，其特征在于，在上述扭转梁(30)上设有大致平行于上述轴向的狭缝(31)。，下面是光学扫描装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光学扫描装置，其特征在于，具备：
镜；
第一驱动梁，其构成为使镜绕第一轴摆动；以及
第二驱动梁，其构成为使上述镜绕第二轴摆动，
并且上述第二驱动梁是以在与上述第二轴的方向交叉的方向上延伸的多个梁在它们的端部部分与邻接的梁接合的方式设置的驱动梁，并且由此具有锯齿形状，上述多个梁各自包含沿上述梁的宽度方向延伸并从上述梁的表面突出的肋。
2.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
上述肋在与上述第一轴正交的方向上延伸。
3.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
上述肋形成在横切上述多个梁的直线上。
4.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
驱动源形成在不包含曲线部分的各个矩形单元的上述第二驱动梁的表面，上述肋定位于上述第二驱动梁的背面以及上述矩形单元及曲线部分之间的边界附近。
5.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
还具备可动框，其构成为支撑上述镜，
并且上述第二驱动梁被设置为与其左侧及右侧之间的上述可动框对置并将该可动框夹在中间。
6.如权利要求4所述的光学扫描装置，其特征在于，
上述第二驱动梁构成为使不同的分极电压施加在各个矩形单元的邻接的驱动源上。
7.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
通过非共振振动而产生上述第二驱动梁的驱动力。
8.如权利要求1所述的光学扫描装置，其特征在于，
上述肋是在绕上述第二轴驱动上述镜的情况下用于防止作为上述第二驱动梁的驱动频率的倍数的频率的更高次谐波的重叠的肋，以防止更高次谐波重叠。

说明书全文

光学扫描装置

[0001] 本发明是申请号为201110433559.X、发明名称为"光学扫描装置"、申请日为2011年12月21日的发明申请的分案申请。

技术领域

[0002] 本发明涉及光学扫描装置，特别是涉及由扭转梁从轴向两侧支撑镜支撑部，并通过该扭转梁的扭转使上述镜支撑部绕轴摆动而进行驱动的光学扫描装置。

背景技术

[0003] 一直以来，已知有如下光学扫描装置，该光学扫描装置具备使入射光反射的可动板、可转动地轴支撑该可动板的扭梁、和使扭转方向的驱动力作用于该扭梁的驱动部，至少在可动板和扭梁的连接部分附近形成了肋(例如，参照专利文献1)。

[0004] 在该专利文献1所记载的光学扫描装置中，目的在于不增加可动板的重量而抑制反射面的动态偏斜。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献1：日本特开2010－128116号公报

[0007] 另外，近年出现了要求光学扫描装置的高析像度的趋势。为了实现高析像度，必须提高共振频率，为此必须提高扭转梁(扭梁)的刚性。

[0008] 在此，若为了提高刚性而增加扭转梁的宽度，则出现根据离扭转中心轴的距离而扭转梁的变形状态不同，产生位移的非线性的问题。

[0009] 在专利文献1中，由于完全没有考虑这种非线性振动的问题，因此在提高了共振频率时，就出现了位移的非线性问题。另外，在专利文献1所记载的结构中，虽然通过提高刚性得到了防止镜变形的效果，但却不能切断由振动造成的应力，在提高共振频率时，出现了不能防止镜变形的问题。

发明内容

[0010] 于是，本发明的目的在于提供一种光学扫描装置，即便在用较高的共振频率进行驱动的情况下，也能够减少非线性共振的发生，并且减少产生的应力，防止镜变形。

[0011] 为了达到上述目的，本发明的一个实施方式的光学扫描装置，由扭转梁30从轴向两侧支撑镜支撑部20，并通过该扭转梁30的扭转使上述镜支撑部20绕轴摆动而进行驱动，其特征在于，在上述扭转梁30上设有大致平行于上述轴向的狭缝31。

[0012] 另外，上述狭缝31也可以在上述扭转梁30的中央只设置一条。

[0013] 另外，也可以在上述镜支撑部20与上述扭转梁30的连结部的背面设置肋21、21A～21D、22、22A～22D。

[0014] 另外，也可以是上述肋21、21A～21D比支撑于上述镜支撑部20的镜10的端部更向上述扭转梁30侧突出。

[0015] 另外，也可以是上述狭缝31的上述镜支撑部20侧的端部到达比上述肋21、21A～21D、22、22A～22D的外侧端部更靠内侧，上述肋21、21A～21D的一部分从上述狭缝31露出。

[0016] 另外，也可以是上述肋21、21A～21D具有：从上述连结部沿着上述镜支撑部的外周延伸而形成的圆弧状的壁面23、23A～23D；以及以连结该圆弧状的壁面23、23A～23D的端部的方式形成在上述镜支撑部20的背面的弦状的壁面24、24A～24D。

[0017] 另外，也可以是上述肋21、21A～21D还具有连结上述轴向两侧的上述弦状的壁面24、24A～24D彼此的纵穿部分25、25A～25D。

[0018] 另外，还可以是上述肋21、21A～21D还具有在与上述轴向正交的方向上通过上述镜支撑部20的中心而延伸的横穿部分26、26A～26D。

[0019] 另外，还可以具有：包围上述镜支撑部20及上述扭转梁30的可动框60；一对第一驱动梁50，该第一驱动梁50的一端分别连结并支撑在该可动框60的在与上述轴向正交的方向上相对的内侧壁上，并通过上下驱动而产生使上述镜支撑部20向第一方向摆动的驱动力；以及连结梁40，该连结梁40连结该第一驱动梁50的另一端和上述扭转梁30，并向上述扭转梁30传递上述驱动力，该第一驱动梁50的平面形状如下，在连结上述可动框60和上述连结梁40的侧边的靠近上述可动框60且没有到达上述可动框60的位置上，具有向内侧凹陷的弯曲形状部分53。

[0020] 另外，还可以是上述第一驱动梁50的平面形状具有在上述侧边的靠近上述连结梁40侧的位置上凹陷得最深的缩颈形状部分54。

[0021] 另外，还可以具有第二驱动梁70，该第二驱动梁70从外侧连结在上述可动框60上，并经由上述可动框60使上述镜支撑部20向第二方向摆动，在上述可动框60与上述第二驱动梁70的连结部80的背面，具有在上述第二方向上与上述第一方向交叉的串扰防止肋81、82、83。

[0022] 另外，还可以是上述可动框60在上述连结部上80具有向与上述第一方向及上述第二方向不同的方向延伸的外壁，具有由该外壁和上述串扰防止肋81、82、83构成的三角形的凹陷84的部分。

[0023] 另外，还可以是上述第一驱动梁50通过共振产生驱动力，上述第二驱动梁70通过非共振产生驱动力。

[0024] 本发明具有如下有益效果。

[0025] 根据本发明，能够减少非线性共振的发生，同时能够防止镜变形。附图说明

[0026] 图1是表示本发明的实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的立体图。图1(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的上面立体图，图1(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的底面立体图。

[0027] 图2是将图1(A)的A部以及B部放大的图。图2(A)是将图1(A)的A部放大的图。图2(B)是将图1(A)的B部放大的图。

[0028] 图3是表示用于说明本实施方式的光学扫描装置的狭缝结构的比较例的图。图3(A)是表示比较例的光学扫描装置的可动框60内的结构的图。图3(B)是将比较例的光学扫描装置的扭转梁130放大而表示的立体图。图3(C)是比较例的光学扫描装置的扭转梁
130的剖视图。

[0029] 图4是表示线性共振和非线性共振的频率/位移特性的图。图4(A)是表示线性共振的频率/位移特性的一例的图。图4(B)是表示非线性共振的频率/位移特性的一例的图。图4(C)是表示非线性共振剧烈发生时的频率/位移特性的一例的图。

[0030] 图5是用于说明实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的图。图5(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的可动框60的内侧的结构的图。图5(B)是实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的放大图。图5(C)是表示实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构的一例的图。

[0031] 图6是表示实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。图6(A)是表示没有狭缝31的比较例的光学扫描装置的实施结果的图。图6(B)是表示形成了狭缝31的实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。

[0032] 图7是表示实施例1以及比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。图7(A)是表示实施例1的光学扫描装置的位移/频率特性的图。图7(B)是使由狭缝31分割的扭转梁30L、30R的矩形比变化时的位移/频率特性。图7(C)是表示比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。

[0033] 图8是关于在实施方式1的光学扫描装置中在扭转梁30上设置了狭缝31时的思考点的说明图。图8(A)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的表面侧的放大图。图8(B)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的背面侧的放大图。图8(C)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的背面侧的应力分布图。

[0034] 图9是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的结构的一例的图。图9(A)是实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的表面侧的结构图。图9(B)是实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的背面侧的结构图。

[0035] 图10是表示在实施方式1的光学扫描装置中扭转梁30的狭缝31的端部31E上的应力分布的图。

[0036] 图11是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置中的镜的变形分布和应力分布的一例的图。图11(A)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的变形分布的一例的图。图11(B)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的应力分布的一例的图。

[0037] 图12是实施方式1的光学扫描装置的镜变形防止结构的说明图。

[0038] 图13是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的背面的肋结构的图。图13(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的立体图。图13(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的俯视图。

[0039] 图14是表示实施方式1的光学扫描装置的镜变形量以及应力分布的一例的图。图14(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜变形量的图。图14(B)是包括连结肋22的突出部而表示实施方式1的光学扫描装置的应力分布的图。图14(C)是表示镜10的面内的应力分布的图。

[0040] 图15是表示本发明的实施例2的光学扫描装置的结构以及实施结果的图。图15(A)是实施例2的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构图。图15(B)是实施例2的光学扫描装置的背面的平面结构图。图15(C)是连结肋22的突出量X与最大倾角时的镜平面度λ以及非线性系数β的关系图。

[0041] 图16是表示在实施方式1的光学扫描装置中，在采用了背面无肋的可动框160时所发生的串扰的说明图。图16(A)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图16(B)是采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的背面侧的结构图。图16(C)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的水平驱动状态的图。

[0042] 图17是在采用了在背面设有肋的可动框60时所发生的串扰的说明图。图17(A)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图17(B)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的背面侧的结构的立体图。
图17(C)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的水平驱动状态的图。

[0043] 图18是实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的向垂直驱动梁的串扰防止结构的说明图。图18(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图18(B)是实施方式1的光学扫描装置的背面侧的立体图。图18(C)是实施方式1的光学扫描装置的串扰防止结构的放大图。

[0044] 图19是具有串扰防止肋81～83的实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布图。

[0045] 图20是由类似于实施方式1的光学扫描装置但无频率变动防止结构的光学扫描装置的驱动所引起的频率变动的说明图。图20(A)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的平面结构图。图20(B)是图20(A)所示的无频率变动防止结构的光学扫描装置的可动框60以及共振驱动梁150的截面结构图。图20(C)是表示共振驱动梁150的驱动状态的图。
图20(D)是共振驱动梁150的累计驱动时间和共振频率变化率的关系图。

[0046] 图21是无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布图。图21(A)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的表面侧的应力分布图。图
21(B)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的背面侧的应力分布图。图
21(C)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的背面侧的应力分布的驱动梁的起点部分的放大图。

[0047] 图22是实施方式1的光学扫描装置的第一频率变动防止结构的说明图。图22(A)是具有频率变动防止结构的本实施方式的光学扫描装置的平面结构图。图22(B)是图22(A)所示的根部52的放大图。

[0048] 图23是具有第一频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布图。图23(A)是第一驱动梁50的表面侧的应力分布图。图23(B)是第一驱动梁50的背面侧的应力分布图。图23(C)是图23(B)所示的第一驱动梁50的根部的放大图。

[0049] 图24是表示由实施方式1的光学扫描装置的共振驱动形成的累计驱动时间和共振频率变化率的图。

[0050] 图25是具有第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的说明图。图25(A)是具有第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的表面侧的平面结构图。图25(B)是具有第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的背面侧的平面结构图。图25(C)是将实施方式1的光学扫描装置的可动框60的内侧放大的俯视图。图25(D)是表示第一驱动梁50的侧边部的应力分布的放大图。

[0051] 图26是将各方式的光学扫描装置的应力分布进行比较而表示的图。图26(A)是没有设置频率变动防止结构的光学扫描装置的应力分布图。图26(B)是仅设置了第一频率变动防止结构的光学扫描装置的应力分布图。图26(C)是设置了第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的应力分布图。

[0052] 图27是对图26所示的各频率变动防止结构，表示第一驱动梁50的根部的应力测定结果的图。

[0053] 图28是表示本发明的实施方式2的光学扫描装置的一例的图。

[0054] 图29是表示本发明的实施方式3的光学扫描装置的一例的图。

[0055] 图30是表示本发明的实施方式4的光学扫描装置的一例的图。

[0056] 图31是表示本发明的实施方式5的光学扫描装置的一例的图。

[0057] 图中：

[0058] 10－镜，20－镜支撑部，21、21A～21D－肋，

[0059] 22、22A～22D－连结肋，23、23A～23D－圆弧状肋，

[0060] 24、24A～24D－弦状肋，25、25A～25D－纵穿肋，

[0061] 26、26A～26D－横穿肋，27A、27B－贯通肋，30－扭转梁，31－狭缝，[0062] 32－黑色保护膜，40－连结梁，50－第一驱动梁，51、71－驱动源，[0063] 52、63－根部，53－弯曲形状部，54－缩颈部，60－可动框，61－氧化膜，[0064] 62－裂纹，64－起点，70－第二驱动梁，72－高次谐波重叠防止用肋，[0065] 80－连结部，81、82、83－串扰防止肋，90－固定框，

[0066] 100－镜水平角度传感器，101－镜垂直角度传感器。

具体实施方式

[0067] 以下，参照附图说明用于实施本发明的方式。

[0068] 实施方式1

[0069] 整体结构

[0070] 图1是表示本发明的实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的立体图。图1(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的上面立体图，图1(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的一例的结构的底面立体图。

[0071] 在图1(A)、(B)中，本实施方式的光学扫描装置具备镜10、镜支撑部20、扭转梁30、连结梁40、第一驱动梁50、可动框60、第二驱动梁70、串扰防止肋80和固定框90。在扭转梁30上设有狭缝31。另外，如图1(A)所示，第一驱动梁50具备驱动源51，第二驱动梁70具备驱动源71。而且，如图1(B)所示，在镜支撑部20的背面设有肋21，在第二驱动梁70的背面设有高次谐波防止用肋72。

[0072] 在图1(A)、(B)中，将镜10支撑在镜支撑部20的表面上，镜支撑部20连结在位于两侧的扭转梁30的端部上。扭转梁30构成摆动轴，并向轴向延伸而从轴向两侧支撑镜支撑部20。通过扭转梁30扭转，支撑在镜支撑部20上的镜10摆动，进行使照射到镜10上的光的反射光扫描的动作。扭转梁30连结并支撑在连结梁40上，并与第一驱动梁50连结。第一驱动梁50、连结梁40、扭转梁30、镜支撑部20以及镜10由可动框60包围。第一驱动梁50的一侧支撑在可动框60上，并且向内周侧延伸而与连结梁40连结。第一驱动梁50在与扭转梁30正交的方向上，隔着镜10以及镜支撑部20而成对地设置两个。在第一驱动梁50的表面上，作为驱动源51形成有压电元件的薄膜。由于压电元件根据施加的电压的极性而伸长或缩小，因此通过在左侧的第一驱动梁50和右侧的第一驱动梁50上交替施加不同相位的电压，在镜10的左侧和右侧，第一驱动梁50能够向上下相反侧交替地振动，并能够将扭转梁30作为摆动轴或旋转轴，使镜10绕轴摆动。以后，将该镜10在扭转梁30的周围摆动的方向称作水平方向。例如，在由第一驱动梁50进行的水平驱动上，能够采用共振，并高速地摆动驱动镜10。另外，在可动框60的外部连结有第二驱动梁70的一端。第二驱动梁70是与第一驱动梁50平行地延伸的梁在端部与邻接的梁连结的结构，整体具有锯齿状的形状。并且，第二驱动梁70的另一端连结在固定框90的内侧。第二驱动梁70也从左右两侧夹住可动框60而成对地设置两个。另外，在第二驱动梁70的表面上，在不包括曲线部的每个矩形单位上，作为驱动源71形成有压电元件的薄膜。通过在每个矩形单位邻接的驱动源71彼此上施加不同极性的电压，能够使邻接的矩形梁向上下相反方向弯曲，并能够将各矩形梁的上下活动的积蓄传递给可动框60。并且，能够使镜10在与水平方向正交的方向、即垂直方向上摆动。例如，也可以通过非共振来产生第二驱动梁70的驱动力。

[0073] 本实施方式的光学扫描装置具有如上所述的结构，只要能够实现这种结构，可以利用各种材料以及加工方法来实现。例如，本实施方式的光学扫描装置可以利用MEMS(Micro Electro Machine Systems，微电子机械系统)技术使用半导体来实现。例如，通过采用SOI(Silicon On Insulator，绝缘体硅)基板，厚度较薄的梁部分只残留表面侧的硅基片而进行加工，而厚度较厚的框和肋的部分则还残留背面的硅基片而进行加工，由此能够很容易地制造光学扫描装置的结构体。

[0074] 本实施方式的光学扫描装置可以作为能够搭载在显微投影装置上的压电双轴驱动型驱动器来构成。能够以小型、高性能且低价地制造。再者，所谓的小型的意思是例如高度为7mm以下；所谓的高性能的意思是能够以50cm的距离在A3尺寸的画面上，以析像度XGA(eXtended Graphic Array，扩展图形阵列，1024×768 像素的析像度)或720p进行高速描绘。本实施方式的光学扫描装置也可以作为小型且高性能的双轴驱动型微镜驱动器来构成，该双轴驱动型微镜驱动器搭载了例如以60Hz的锯齿波并以机械角±9deg在垂直方向摆动的非共振驱动型驱动器机构、和在水平方向以共振频率25kHz并以机械角±12deg摆动的共振驱动型驱动器。

[0075] 图2是将图1(A)的A部以及B部放大的图。图2(A)是将图1(A)的A部放大的图，图2(B)是将图1(A)的B部放大的图。

[0076] 在图2(A)中，在连结梁40上设有四个镜水平角度传感器100。镜水平角度传感器100是检测镜10的水平方向的倾斜角度的传感器。由于连结梁40反映了根据第一驱动梁
50形成的水平方向的镜10的倾斜角度，因此通过将镜水平角度传感器100设在连结梁40上，能够检测水平方向的镜10的倾斜角度。镜水平角度传感器100也可以按如下的方式构成，例如具有压电元件的薄膜，根据角度检测在压电元件的薄膜上激发的电压，从而检测水平方向的角度。

[0077] 在图2(B)中，在第二驱动梁70上设有镜垂直角度传感器101。由于垂直方向的驱动反映到第二驱动梁70的动作上，因此，例如也可以将镜垂直角度传感器101设在第二驱动梁70上。如上所述，镜垂直角度传感器101例如也可以用压电元件构成。

[0078] 接下来，按照每个结构部分依次说明实施方式1的光学扫描装置的结构的详细内容。再者，在实施方式1的光学扫描装置中，在有测定结果等实施例的情况下，按照每个结构部分采用实施例来说明。

[0079] 狭缝结构

[0080] 图3是表示用于说明本实施方式的光学扫描装置的狭缝结构的比较例的图。在图3中，表示了与本实施方式不同，并具有未形成狭缝31的扭转梁130的比较例的光学扫描装置。再者，在图3中，对于与本实施方式的光学扫描装置相同的结构要素，标以与图1以及图2相同的参照标号，对于与本实施方式的光学扫描装置不同的结构要素标以不同的参照标号。

[0081] 图3(A)是表示比较例的光学扫描装置的可动框60内的结构的图。如图3(A)所示，在可动框60的内侧，未在扭转梁130上形成狭缝31，只有这一点与本实施方式的光学扫描装置不同。

[0082] 图3(B)是将比较例的光学扫描装置的扭转梁130放大而表示的立体图。如图3(B)所示，表示了扭转梁130是宽度比厚度大的薄板的形状。由于近年要求高析像度，因此必须在每个单位时间内扫描更多的像素量，故要求高速化的用于扫描的摆动驱动。为了实现高速化，必须提高驱动镜10的共振频率，为此，必须提高扭转梁130的刚性。这样，在利用MEMS技术使用半导体工艺方法构成光学扫描装置时，梁等较薄部分的厚度由第二驱动梁70的摆动灵敏度和与一次共振频率fo有关的刚性决定，并总体一定地构成，因此为了提高刚性，必须增加扭转梁130的宽度。

[0083] 图3(C)是比较例的光学扫描装置的扭转梁130的剖视图。如图3(C)所示，扭转梁130的截面是宽度比厚度大的长方形的形状。这是因为，如上所述，增加了扭转梁130的梁宽，提高了刚性。这样，在扭转梁130扭转时，在扭转梁的中心位置Ct、端部Eg和中间部Md上，根据位置发生不同的变形。在镜角度较大地扭转的情况下，根据位置Ct、Md、Eg的变形状态差便作为位移的非线性而表现出来。

[0084] 图4是表示线性共振和非线性共振的频率/位移特性的图。图4(A)是表示线性共振的频率/位移特性的一例的图。如图4(A)所示，在线性共振中，以共振频率fa为中心，显示左右对称的振动。

[0085] 图4(B)是表示非线性共振的频率/位移特性的一例的图。如图4(B)所示，左右的平衡被破坏，变成共振频率的最高峰向右或向左倾斜的状态。在图4(B)中，成为共振频率的最高峰向右倾斜的状态。

[0086] 图4(C)是表示非线性共振剧烈产生时的频率/位移特性的例子的图。如图4(C)所示，非线性共振剧烈产生时的最大的问题点在于，即便将驱动频率f设为一定值并将驱动电压增减至V1～V3，在驱动频率f的位移也不会增减。即，发生如下现象，由于峰值已经倾斜，因此即便增减驱动电压，位移也不会向倾斜的方向增减，在频率f这一点，位移丝毫不会增减。这样便不能通过施加电压的调整来自由地改变激光的投影尺寸。

[0087] 返回到图3。图3(D)是表示具有正方形的截面的梁的图。在图3(D)中，宽度用W、厚度用T表示。防止非线性的最有效的方法是将梁的截面形状从图3(C)所示的长方形变为图3(D)所示的正方形。

[0088] 但是，为了在将驱动频率保持一定的同时将截面形状设成正方形，必须从图3(C)的长方形的形状增加厚度T。但是，如果只增加厚度T，则作为垂直非共振驱动机构的第二驱动梁70的厚度也增加，就不能得到所需的垂直驱动电压灵敏度。

[0089] 于是，在本实施方式的光学扫描装置中，设计成如下的结构，即，在扭转梁30上设置狭缝31，狭缝31的两侧的扭转梁30的截面分别设成正方形，并且作为整体增加扭转梁30的宽度，从而确保了刚性。

[0090] 图5是用于说明实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的图。图5(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的可动框60的内侧的结构的图。在图5(A)中，本实施方式的光学扫描装置的扭转梁30具有狭缝31。

[0091] 图5(B)是实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的放大图。如图5(B)所示，本实施方式的光学扫描装置的扭转梁30具有平行于轴向的狭缝31。在图5(B)中，由于在扭转梁30的中央只设有一条狭缝31，因此将狭缝31设在与摆动轴相一致的位置上。另外，狭缝31未到达扭转梁30的内侧端及外侧端，并不是分割扭转梁30的结构。

[0092] 图5(C)是表示实施方式1的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构的一例的图。如图5(C)所示，通过在扭转梁30的中央形成狭缝31，在包括狭缝31在内的截面上，扭转梁
30分割成左侧的扭转梁30L和右侧的扭转梁30R。已分割的左侧的扭转梁30L以及右侧的扭转梁30R都是接近正方形的截面形状。因此，左侧的扭转梁30L的旋转中心30LC以及右侧的扭转梁30R的旋转中心30RC都成为各个扭转梁30L、30R的中心，不会出现由位移引起的差，能够减少非线性振动。另外，作为扭转梁30整体，能够以虚拟旋转中心31C为中心摆动，并使镜10进行所需的水平方向的摆动。

[0093] 这样，根据本实施方式的光学扫描装置，通过在扭转梁30上设置平行于轴向的狭缝31，在狭缝31所在的截面上，将已分割的扭转梁30L、30R设成接近正方形的形状，从而能够防止产生非线性振动。

[0094] 实施例1

[0095] 图6是表示本发明的实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。图6(A)是表示无狭缝31的比较例的光学扫描装置的实施结果的图，图6(B)是表示形成了狭缝31的实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。

[0096] 图6(A)表示在比较例的光学扫描装置的结构中，线性位移时和非线性位移时的力矩。表示当线性和非线性的力矩背离时，非线性较强，相一致时，没有非线性。在图6(A)中，线性和非线性的力矩没有重叠，具有没有设置狭缝31的扭转梁130的比较例的光学扫描装置显示出非线性较强的特性。

[0097] 另一方面，图6(B)表示在具有与实施方式1相同的结构的实施例1的光学扫描装置的结构中，线性位移时和非线性位移时的力矩。在图6(B)中，线性和非线性的力矩重叠，表示没有非线性。

[0098] 图7是表示实施例1以及比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。图7(A)是表示实施例1的光学扫描装置的位移/频率特性的图，图7(B)是使由狭缝31分割的扭转梁30L、30R的矩形比变化时的位移/频率特性，图7(C)是表示比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。

[0099] 如图7(A)所示，实施例1的光学扫描装置具有如下的特性，即，几乎没有非线性，通过增减驱动电压，以频率f能够增减位移。由此，通过增减驱动电压，便能够增减光的照射面积。

[0100] 再者，如图7(B)所示，即便设有狭缝31，若对于狭缝31的右侧的扭转梁30R以及左侧的扭转梁30L，改变矩形比，缓和产生的应力，则出现非线性。但是，非线性较弱，在频率f为一定时，通过增减驱动电压，便能够增减位移。

[0101] 因而，从图7(A)、(B)可知，通过在扭转梁30上设置狭缝31，在将频率f设成一定值，并增减驱动电压时，就能够增减位移。

[0102] 另一方面，如图7(C)所示可知，在像比较例的光学扫描装置那样非线性较强的情况下，即便将频率f设成一定并增减驱动电压，在频率f的位移也没有变化，不能改变扫描区域的大小。

[0103] 这样，根据实施例1的光学扫描装置，通过在扭转梁30的中央部分设置大致平行于轴向的狭缝31，便能够减少非线性。这时，狭缝31是与旋转轴或摆动轴相一致的。

[0104] 再者，还能够以旋转轴为对称地在扭转梁30上设置多条狭缝31。但是，当以旋转轴对称地将狭缝31的数量增加至两条、三条时，非线性更弱，而作为轴梁的刚性也变弱。若为了加强刚性而在镜支撑部20的背面设置多条肋21，则这次镜重心向比旋转轴更靠厚度下方移动，产生振动子运动。因而，在增加狭缝31的数量时，必须在考虑与刚性的平衡的同时增加狭缝31的数量。再者，虽然即便在狭缝31只有一条的情况下，振动子运动本身也会发生，但由于扭转梁30的扭转刚性足够高，因此即便在镜倾角为机械角±12deg而摆动时，振动子位移量是很微量的，不会构成问题。

[0105] 根据应力分散的位移放大结构

[0106] 图8是用于说明在实施方式1的光学扫描装置中，作为非线性振动对策，当在扭转梁30上设置狭缝31时应该考虑的问题点的图。图8(A)是在扭转梁30上设置短的狭缝131时的表面侧的放大图，图8(B)是在扭转梁30上设置短的狭缝131时的背面侧的放大图，图8(C)是表示在扭转梁30上设置短的狭缝131时的背面侧的应力分布的图。

[0107] 在图8(A)、(B)中，表示设在扭转梁30上的狭缝131的端部与设在镜支撑部20的背面上的肋121的端面接触的情况。在该情况下会出现如下的问题，如图8(C)所示，应力集中于狭缝31的端部而容易使其破损，不能使镜10倾斜较大。这种现象在狭缝131的端部没有到达肋121的端面的情况下也会出现。

[0108] 图9是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的结构的一例的图。为了防止发生在图8中说明的应力向狭缝31的端部集中的情况，在实施方式1的光学扫描装置中，采用图9所示的结构。

[0109] 图9(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的表面侧的结构的图，图9(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的背面侧的结构的一例的图。

[0110] 在图9(A)中，是如下的结构，即，设在扭转梁30上的狭缝31的端部31E切入比镜支撑部20的背面的肋21的外侧端靠内侧，肋21的一部分从狭缝31露出。如上所述，通过使狭缝31的端部31E到达比肋21的外侧端靠内侧，成为由肋21加强狭缝31的端部31E的结构，就能够用肋21吸收并缓和在狭缝31的端部31E上产生的应力。

[0111] 再者，在图9(A)中，在镜10和扭转梁30之间形成有黑色保护膜32的薄膜。形成黑色保护膜32，是为了防止在超过镜10的范围内照射光时，光从与比镜10更靠外侧的扭转梁30之间反射。黑色保护膜32例如可以用涂敷的方式形成。

[0112] 如图9(B)所示可知，形成为狭缝31到达存在于镜支撑部20和扭转梁30的连结部的肋22的内侧的结构。

[0113] 图10是表示在实施方式1的光学扫描装置中在扭转梁30的狭缝31的端部31E的应力分布的图。在图10中表示在狭缝31的端部31E上产生的应力不是集中于端部31E，而是分散在扭转梁30中。与图8(C)比较就明白其差别。

[0114] 如上所述，通过设成使设在扭转梁30上的狭缝31的镜支撑部20侧的端部到达比肋21的外侧端面靠内侧，切入镜10侧的结构，能够将在狭缝端部31E上产生的应力分散到狭缝端部31E以外，并能够以较大的位移使镜10倾斜。

[0115] 镜变形防止结构

[0116] 图11是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜的变形分布和应力分布的一例的图。图11(A)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的变形分布的一例的图，图11(B)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的应力分布的一例的图。

[0117] 在图11(A)中，通过镜10的中心的上下为摆动轴。如图11(A)所示，距离与摆动轴正交的直径上的中心最远的部分、以及与之间的摆动轴相对称的部分的变形变大。

[0118] 在图11(B)中，通过镜10的中心的上下为摆动轴这一点与图11(A)相同。从图11(B)可知，在镜10上产生的应力大的部分是与扭转梁30的连结部。

[0119] 图12是用于说明实施方式1的光学扫描装置的镜变形防止结构的图。在图12中，镜10的变形大的部分用A～F表示。在实施方式1的光学扫描装置中，通过在镜支撑部20的背面设置这种连结镜10的变形大的部分的肋21，并且在扭转梁30与镜支撑部20的边界的连结部上设置肋21，以最少的肋数量得到最大的镜变形防止效果。

[0120] 图13是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的背面的肋结构的图。图13(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的立体图，图13(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的俯视图。

[0121] 在图13(A)、(B)中，以连结图12所示的应力大的A～F点的方式设有肋21。具体而言，具备：将图12的A和B、C和D分别连结成圆弧状的圆弧状肋23；连结圆弧状肋23的两端从而加强圆弧状肋23的弦状肋24；在与摆动轴正交的方向上连结E和F的横穿肋26；以及在平行于摆动轴的方向上连结A和C、B和D的纵穿肋25。利用该肋23～26能够直接抑制镜10的变形。

[0122] 但是，如图11(B)所示，由于考虑到扭转梁30的应力从与镜支撑部20的连结部到达镜10，带来使镜10变形的作用，因此必须有应力的对策。于是，在本实施方式的光学扫描装置中，在扭转梁30和镜支撑部20的连结部上也设有连结肋22。而且，如图13(B)所示，使连结肋比镜10的端部更向扭转梁30侧突出，有效地阻止应力从扭转梁30传递过来。由于该连结肋22的突出部位于旋转轴(或者摇动轴)附近，因此不会增加惯性，成为有利于高速驱动的结构。

[0123] 图14是表示实施方式1的光学扫描装置的镜变形量以及应力分布的一例的图。图14(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的镜变形量的一例的图。如图14(A)所示可知，在作为镜变形防止结构而在镜支撑部20的背面设置了肋21的情况下，镜10的变形量基本上没有了，变得十分平坦。

[0124] 图14(B)是包括连结肋22的突出部而表示实施方式1的光学扫描装置的应力分布的图。如图14(B)所示可知，通过使肋21(连结肋22)比镜10的端部更向扭转梁30侧突出，在突出部集中应力而成为扭转梁30的应力缓冲部。

[0125] 图14(C)是表示镜10的面内的应力分布的图。如图14(C)所示，在镜10的面内几乎不产生应力。这是因为，如图14(B)所示，来自于扭转梁30的应力被连结肋22的突出部吸收，没有传递到镜10。

[0126] 实施例2

[0127] 图15是表示本发明的实施例2的光学扫描装置的结构以及实施结果的图。图15(A)是表示实施例2的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构的图。如图15(A)所示，在扭转梁30的中央设置狭缝31，在狭缝31的两侧形成有截面形状接近正方形的扭转梁30L、
30R。左侧的扭转梁30L以及右侧的扭转梁30R具有相同的截面结构，用W表示宽度，用T表示厚度。

[0128] 图15(B)是表示实施例2的光学扫描装置的背面的平面结构的图。如图15(B)所示，实施例2的光学扫描装置具有与在图13中说明的实施方式1的光学扫描装置相同的结构，具有比镜10的外周更向扭转梁30侧突出的连结肋22，用X[mm]表示连结肋22的从镜10突出的量。

[0129] 图15(C)是表示连结肋22的突出量X与最大倾角时的镜平面度λ以及非线性系数β的关系的图。在图15中，W表示扭转梁的一侧的宽度，T表示扭转梁的厚度，W/T表示扭转梁的一侧的矩形比，X表示肋突出量，λ表示最大倾角时的镜平面度，β表示非线性系数。另外，用实线显示的特性表示镜平面度λ，用虚线显示的特性表示非线性系数β。

[0130] 在图15(C)的虚线显示的特性中，扭转梁的矩形比W/T小至接近1(接近正方形)，突出量X[mm]越小，非线性系数β就越小。但是，即便肋突出量X发生变化，非线性系数β的值变化也比较小。

[0131] 另一方面，在图15(C)的实线显示的特性中，镜平面度λ在W/T＝1.8、X＝0.1mm附近是极小值。在X＝0.1mm，非线性系数β不一定是最佳值，但如上所述，非线性系数β的变化并不是那么大，并且使肋21突出的结构是以防止镜变形为目的，鉴于此情况，将W/T＝1.8、X＝0.1mm作为最佳值。

[0132] 图15(D)是表示扭转梁30的矩形比W/T与最大倾角时镜平面度λ、最大倾角时轴梁最大应力σ以及非线性系数β的关系的图。在图15(D)中，根据图15(C)的结果，将突出量X固定在X＝0.1mm。然后，使扭转梁30的一侧30R、30L的矩形比W/T变化，测定了最大倾角时镜平面度λ、最大倾角时轴梁最大应力σ以及非线性系数β的变化。

[0133] 如图15(D)所示，W/T越小，越接近1(越接近正方形)，非线性系数β就越小。这可以说，使扭转梁30的一侧30R、30L接近正方形本来就是作为非线性对策而进行的，因此是理所当然的结果。

[0134] 另一方面，在W/T＝1.76，最大倾角时的镜平面度λ取最小值。另外，W/T变得越大，最大倾角时轴梁最大应力σ就越小，但如果最大应力σ在扭转梁30的允许应力以下是没问题的。图15(D)所示的最大倾角时轴梁最大应力σ都是没问题的值。

[0135] 根据图15(C)，肋突出量X的最佳范围是0.05≤X≤0.15[mm]，X＝0.1mm是最佳值。

[0136] 另外，根据图15(D)所示的最大倾角时轴梁最大应力σ以及非线性系数β的特性，W/T的最佳范围是1.7≤W/T≤1.9，W/T＝1.76是最佳值。

[0137] 如上所述，通过调整肋突出量X以及扭转梁30的一侧30R、30L的W/T，能够在将施加在扭转梁30上的最大应力σ设成没有问题的大小的同时，减少镜平面度λ以及非线性系数β。

[0138] 水平驱动时的对垂直驱动梁的串扰防止结构

[0139] 图16是用于说明在实施方式1的光学扫描装置中，在采用了背面无肋的可动框160的情况下发生的串扰的图。图16(A)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图，图16(B)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的背面侧的结构的图，图16(C)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的水平驱动状态的图。

[0140] 如图16(A)、(B)所示，在用背面无肋的可动框160构成光学扫描装置的情况下，将可动框160也构成为与其他的梁相同厚度的梁。

[0141] 如图16(C)所示，在用背面无肋的可动框160构成光学扫描装置的情况下，由于扭转梁30的水平驱动，作为垂直驱动梁的第二驱动梁70发生较大变形。也就是说，在水平驱动时对垂直驱动造成影响，即发生所谓的串扰。

[0142] 图17是用于说明在采用了在背面设有肋的可动框60的情况下也发生串扰的图。图17(A)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图，图17(B)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的背面侧的结构的立体图，图17(C)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的水平驱动状态的图。

[0143] 如图17(A)、(B)所示，通过采用在背面设有肋的可动框60，将可动框60构成为具有厚度且刚性高的框。

[0144] 但是，如图17(C)所示，若用第一驱动梁50进行水平驱动时，在作为垂直驱动梁的第二驱动梁70上仍然发生变形。

[0145] 图18是用于说明实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的对垂直驱动梁的串扰防止结构的图。图18(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的表面侧的结构的图，图18(B)是实施方式1的光学扫描装置的背面侧的立体图，图18(C)是实施方式1的光学扫描装置的串扰防止结构的放大图。

[0146] 如图18(A)所示，在光学扫描装置的表面侧没有特别地设置串扰防止结构。

[0147] 另一方面，如图18(B)所示，在实施方式1的光驱动装置的背面侧设置具有肋的可动框60，并且在第二驱动梁70和可动框60的连结部80上设有多条串扰防止肋81～83。再者，在图18(B)中，在第二驱动梁70上，在与可动框60的连结部80之外的地方也设有肋
72，这是向垂直方向驱动时的高次谐波重叠防止用肋72，与串扰防止用肋不同。再者，例如，在用60Hz驱动第二驱动梁70时，存在120Hz、240Hz、360Hz等60Hz的倍数的频率的高次谐波重叠的情况，因此为了防止这种高次谐波的重叠，设置了高次谐波重叠防止用肋72。

[0148] 如图18(C)所示，可动框60和第二驱动梁70的连结部80具有在水平驱动的轴向以及与该轴向正交的方向上延伸的多条串扰防止肋81～83。串扰防止肋81是与扭转梁30以及第二驱动梁70平行地从可动框60连续地延伸的肋。另外，串扰防止肋82与高次谐波重叠防止用肋72对称地向第二驱动梁70的宽度方向延伸地设置。串扰防止肋83与串扰防止肋82平行地从可动框60连续地延伸设置。另外，在可动框60的外侧，由串扰防止肋81、83形成三角形的凹陷84。

[0149] 如上所述，通过在作为垂直驱动梁的第二驱动梁70的端部和可动框60之间设置串扰防止肋81～83，能够防止水平驱动时的振动向第二驱动梁70传递。特别是通过由肋81和肋83形成三角形84，能够由三角形84的部分吸收水平驱动所产生的应力，并减少对作为垂直驱动梁的第二驱动梁70的影响。

[0150] 图19是表示具有串扰防止肋81～83的实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布的图。如图19所示，虽然应力作用于水平驱动的镜10上，但在作为垂直驱动梁的第二驱动梁70上没有产生应力。如上所述，通过在垂直驱动梁端和可动框60之间设置串扰防止肋81～83，能够切断水平共振驱动时的摆动振动向垂直驱动梁传播。

[0151] 频率变动防止结构

[0152] 图20是用于说明由形状类似于实施方式1的光学扫描装置但无频率变动防止结构的光学扫描装置的驱动引起的频率变动的图。图20(A)是表示无频率变动防止结构的光学扫描装置的平面结构的图。在图20(A)中，无频率变动防止结构的光学扫描装置具有水平方向的共振驱动梁150从可动框60的内壁面延伸的形状。共振驱动梁150从可动框60的内壁面以长度L垂直地延伸。

[0153] 图20(B)是表示图20(A)所示的无频率变动防止结构的光学扫描装置的可动框60以及共振驱动梁150的截面结构的图。如图20(B)所示，可动框60由包括厚的硅基片在内的SOI基板整体构成，共振驱动梁150经由氧化膜61由较薄的硅基片构成。另外，共振驱动梁150在表面上具备由压电元件的薄膜构成的驱动源151。由此，像可动框60那样，具有肋的部分由背面的厚的硅基片、氧化膜、表面的薄的硅基片层叠而成的SOI基板整体构成。另外，像共振驱动梁150那样，构成梁的部分就只由表面的薄的硅基片构成。关于这一点，实施方式1的光学扫描装置也是同样的。

[0154] 图20(C)是表示驱动共振驱动梁150的状态的图。驱动源151按照驱动电压的极性反复伸缩，共振驱动梁150上下振动。这时，被共振驱动梁150和可动框60夹住的氧化膜61成为上下驱动的起点，另外，由于氧化膜61是弹性少的玻璃之类的部件，因此脆性较高，容易损坏。因而，存在因共振驱动梁150的上下驱动而出现裂纹62并破损的情况。

[0155] 图20(D)是表示共振驱动梁150的累计驱动时间和共振频率变化率的关系的一例的图。如图20(D)所示，若进行共振驱动梁150的连续驱动，则在某个时间Tc，在氧化膜61的起点开始发生裂纹62，外观上的共振驱动梁150的长度L增大到(L+α)，频率向较低的一方偏移而变动。

[0156] 图21是表示无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布的图。图21(A)是表示无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的表面侧的应力分布的图，图21(B)是表示无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的背面侧的应力分布的图，图21(C)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的水平驱动时的背面侧的应力分布的驱动梁的起点部分的放大图。

[0157] 如图21(A)、(B)所示，共振驱动梁150在从可动框60垂直地延伸的状态下接合。另外，如图21(C)所示可知，成为在可动框60的作为共振驱动梁150的起点的根部63容易产生应力的状态。

[0158] 图22是用于说明实施方式1的光学扫描装置的第一频率变动防止结构的图。图22(A)是表示具有频率变动防止结构的本实施方式的光学扫描装置的平面结构的图。在图
22(A)中，构成为如下的结构，即，第一驱动梁50的与可动框60接合的根部52并不是垂直地连结在可动框60的内周壁面上，而是在可动框60的跟前形成具有圆形结构的弯曲形状部53，并经由弯曲形状部53连结在可动框60上。即，第一驱动梁50的平面形状是在靠近连结可动框60和连结梁40的侧边的可动框60并且没有到达可动框60的位置上，具有向内侧凹陷的弯曲形状部53的形状。

[0159] 图22(B)是图22(A)所示的根部52的放大图。在图22(B)中，在从作为可动框60和第一驱动梁50的边界部的起点64只离开距离D的部位上，形成有向内侧凹陷的弯曲形状部53。由于弯曲形状部53具有分散应力而使其缓和的效果，因此通过将其形成在比可动框60的起点64更靠近内侧，能够使集中于起点64的应力分散到弯曲形状部53。由此，能够保护可动框60的氧化膜61的部分，即便进行连续驱动也很难损坏。

[0160] 图23是表示具有第一频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布的图。图23(A)是表示实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的第一驱动梁50的表面侧的应力分布的图，图23(B)是表示实施方式1的光学扫描装置的水平驱动时的第一驱动梁50的背面侧的应力分布的图。在图23(A)、(B)中，在第一驱动梁50的根部52形成有弯曲形状部53。

[0161] 图23(C)是将图23(B)所示的第一驱动梁50的根部52放大的图。在图23(C)中，在比起点64更靠内侧并且比连结梁40更靠近可动框的位置上，形成有弯曲形状部53。表示应力分布发生在比弯曲形状部53更靠近内侧，还没有到达起点64的部分的情况。在此，起点64与弯曲形状部53的最靠近起点64的位置的距离D若过小，则不能从上下驱动的起点64隔离产生的应力；若过大，则镜10的摆动灵敏度降低，有可能不能满足规格。因而，必须将距离D设定为适当的值，例如，可以设定为0.1mm。

[0162] 图24是表示实施方式1的光学扫描装置的共振驱动的累计驱动时间和共振频率变化率的图。如图24所示，与图20(D)的例子不同，表示即便累计驱动时间变长，共振频率变化率也是一定的，共振频率保持一定。

[0163] 如上所述，根据实施方式1的光学扫描装置，通过将进行共振驱动的第一驱动梁50的平面形状设成如下的形状，即，在连结可动框60和连结梁40的侧边，在靠近可动框60并且没有到达可动框60的位置上，形成向内侧凹陷的弯曲形状部53，从而能够防止应力向可动框60和第一驱动梁50的边界的起点64集中，并能够防止可动框60的氧化膜61的破损，从而能够保持驱动频率一定。

[0164] 图25是用于说明在第一频率变动防止结构的基础上，还具有第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的图。图25(A)是具有第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的表面侧的平面结构图，图25(B)是具有第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的背面侧的平面结构图。在图25(A)、(B)中，第一驱动梁50的侧边不仅具有弯曲形状部53，还具有向镜10侧切入的缩颈部54，这一点与图22以及图24所示的形状不同。如上所述，不仅设置弯曲形状部53，还设置向内侧削去的缩颈部54，从而能够进一步使第一驱动梁50的应力进一步向内侧移动而分散。

[0165] 图25(C)是放大实施方式1的光学扫描装置的可动框60的内侧的俯视图，图25(D)是表示第一驱动梁50的侧边部的应力分布的放大图。如图25(C)所示，第一驱动梁
50将弯曲形状部53和缩颈部54连接而构成第一驱动梁50的侧边部。另外，如图25(D)所示可知，通过在镜10附近的靠近连结梁40处设置缩颈部54，应力向缩颈部54一方偏移，在可动框60侧的根部，应力变得非常少。即，通过从可动框60的起点64留出间隔形成缩颈部54，能使对起点64的应力向缩颈部54大量移动，能使起点64的应力变得极小。

[0166] 图26是比较各方式的光学扫描装置的应力分布而表示的图。图26(A)是表示未设置频率变动防止结构的光学扫描装置的应力分布的图，图26(B)是表示只设置了第一频率变动防止结构的光学扫描装置的应力分布的图，图26(C)是表示设置了第一以及第二频率变动防止结构的实施方式1的光学扫描装置的应力分布的图。

[0167] 在图26(A)中，表示应力施加在共振驱动梁150的根部的起点64上，起点64有可能破损的应力分布。

[0168] 另一方面，在图26(B)中，通过在比起点64更靠内侧设置弯曲形状部53，能够在比弯曲形状部53更靠内侧产生应力，并防止应力到达起点64。

[0169] 而且，在图26(C)中，通过在镜10侧、即连结梁40侧设置缩颈部54，使应力向缩颈部54移动，在比弯曲形状部53更靠外侧处几乎没有产生应力。

[0170] 图27是对于图26所示的各频率变动防止结构，表示在第一驱动梁50的根部的应力测定结果的图。如图27所示，与无频率变动防止结构的(A)的梁形状相比，通过设置第一频率变动防止结构，(B)的梁形状大幅度地减少了根部的应力。另外，通过进一步设置第二频率变动防止结构，(C)的梁形状比(B)的梁形状更进一步减少了根部产生的应力。

[0171] 如上所述，通过在第一驱动梁50上设置弯曲形状部53以及缩颈部54的频率变动防止结构，能够防止可动框60的起点64的氧化膜61的破损，即便在进行长时间的连续驱动的情况下，也能够保持频率一定。

[0172] 实施方式2

[0173] 图28是表示本发明的实施方式2的光学扫描装置的一例的图。在实施方式2的光学扫描装置中，只有设在镜支撑部20的背面的肋21A的结构与实施方式1的光学扫描装置不同。因而，对于其他的结构要素采用与以上的说明相同的参照标号，同时省略其说明。

[0174] 就实施方式2的光学扫描装置的肋21A而言，关于连结肋22A、圆弧状肋23A、弦状肋24A、纵穿肋25A以及横穿肋26A，具有与实施方式1的光学扫描装置相同的结构。在实施方式2的光学扫描装置中，使纵穿肋25A延长的贯通肋27A与弦状肋24A交叉，进而到达圆弧状肋23A的内壁，这一点与实施方式1的光学扫描装置不同。

[0175] 根据实施方式2的光学扫描装置，通过进一步设置贯通弦状肋24A并到达圆弧状肋23A的贯通肋27A，能够进一步抑制镜10的变形。

[0176] 实施方式3

[0177] 图29是表示本发明的实施方式3的光学扫描装置的一例的图。在实施方式3的光学扫描装置的肋21B中，纵穿肋25B以及贯通肋27B具有将A和D、B和C分别连结并交叉成X状的形状，这一点与实施方式2的光学扫描装置不同。关于其他的连结肋22B、圆弧状肋23B、弦状肋24B和横穿肋26B，具有与实施方式2的光学扫描装置的对应肋相同的结构，因此省略其说明。

[0178] 根据实施方式3的光学扫描装置，能够构成为对于斜向的应力也较强的镜变形防止结构。

[0179] 实施方式4

[0180] 图30是表示本发明的实施方式4的光学扫描装置的一例的图。在实施方式4的光学扫描装置的肋21C中，连结肋22C、圆弧状肋23C以及弦状肋24C形成为一个大的块体，这一点与实施方式1以及2不同。如上所述，也可以将连结肋22C与圆弧状肋23C以及弦状肋24C一体地构成。由于更牢固地增强镜支撑部20，因此能够可靠地提高防止镜变形的效果。再者，关于纵穿肋25C以及横穿肋26C的结构，由于与实施方式1以及2相同，故省略其说明。

[0181] 实施方式5

[0182] 图31是表示本发明的实施方式5的光学扫描装置的一例的图。在实施方式5的光学扫描装置的肋21D中，连结肋22D、圆弧状肋23D以及弦状肋24D形成为一个大的块体，这一点与实施方式3不同。在该情况下，也更牢固地增强镜支撑部20，因此能够可靠地提高防止镜变形的效果。再者，关于纵穿肋25D以及横穿肋26D的结构，由于与实施方式3相同，故省略其说明。

[0183] 以上虽然对本发明的优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的范围的情况下，可以在上述实施方式中添加各种变形以及置换。

[0184] 本发明在产业上具有如下的可利用性。

[0185] 本发明能够用于使光进行扫描来投影影像的投影机等图像投影装置。

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