(57)【要約】【課題】光路変更部を傾動させるアクチュエータの駆動力を高める。【解決手段】光学装置１００は、ミラー部３０と、Ｙ軸に沿ってミラー部３０の両側から延びる一対の第１連結部４１，４１と、ミラー部３０を内側に囲み、第１連結部４１に連結された第１可動枠体５０と、Ｘ軸に沿って第１可動枠体５０の両側から延びる一対の第２連結部４２，４２と、第１可動枠体５０を内側に囲み、第２連結部４２に連結された第２可動枠体６０と、第１及び第２可動枠体５０，６０に跨がって設けられた第１アクチュエータ７０と、第２可動枠体６０を内側に囲み、第２可動枠体６０に連結された固定枠体１０と、を備えている。第１アクチュエータ７０はミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させる圧電式アクチュエータである、【選択図】図１
2020154229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路変更部と、
前記光路変更部を通る第１軸に沿って前記光路変更部の両側から延びる一対の第１連結部と、
前記光路変更部を内側に囲むように設けられ、前記一対の第１連結部のそれぞれに連結された第１可動枠体と、
前記第１軸と交差する第２軸に沿って前記第１可動枠体の両側から延びる一対の第２連結部と、
前記第１可動枠体を内側に囲むように設けられ、前記一対の第２連結部のそれぞれに連結された第２可動枠体と、
前記第１可動枠体と前記第２可動枠体とに跨がって設けられた第１アクチュエータと、
前記第２可動枠体を内側に囲むように設けられ、前記第２可動枠体に連結された固定枠体と、を少なくとも備え、
前記第１アクチュエータは、前記光路変更部を前記第１軸の周りに傾動させる圧電式アクチュエータである、光学装置。
【請求項２】
前記第２可動枠体の両側からそれぞれ延びる一対の第３連結部と、
前記第２可動枠体の両側から延び、かつ前記一対の第３連結部と前記第１軸と平行な方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた一対の第４連結部と、をさらに備え、
前記一対の第３連結部と前記一対の第４連結部とは、それぞれ所定の弾性率を有する、請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記一対の第３連結部及び前記一対の第４連結部は前記第２軸と平行な方向にそれぞれ延びるとともに、前記第２可動枠体と前記固定枠体とを連結する、請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２可動枠体を前記第２軸の周りに傾動させる第２アクチュエータ、をさらに備える、請求項２または３に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第２アクチュエータは、
一端が前記固定枠体に、他端が前記第３連結部にそれぞれ連結された第１カンチレバーと、
前記第１カンチレバーの主面に形成された第１圧電素子と、
一端が前記固定枠体に、他端が前記第４連結部にそれぞれ連結された第２カンチレバーと、
前記第２カンチレバーの主面に形成された第２圧電素子と、を有する、請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
前記第１カンチレバー及び前記第２カンチレバーの少なくとも一方において、前記第２軸と平行な方向の幅をＷ、前記第１軸と平行な方向の長さをＬ、前記第１軸及び前記第２軸とそれぞれ交差する第３軸と平行な方向の厚さをＴとそれぞれするとき、
Ｗ＞１０−５×Ｌ３／Ｔ３
の関係を満たす、請求項５に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第１軸を挟んで前記第２可動枠体の相異なる位置にそれぞれ設けられ、前記第１アクチュエータの駆動量を検出する一対の第１検出部と、
前記第２アクチュエータの駆動量を検出する一対の第２検出部と、をさらに備えた、請求項５または６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第２検出部の一方は、前記第１カンチレバーにおける前記第２軸と平行な方向に沿った中央部に、前記第１圧電素子と所定の間隔をあけて設けられ、
前記第２検出部の他方は、前記第２カンチレバーにおける前記第２軸と平行な方向に沿った中央部に、前記第２圧電素子と所定の間隔をあけて設けられている、請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
前記一対の第２検出部は、前記一対の第２アクチュエータの一方のみに設けられている、請求項７または８に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記一対の第１検出部のそれぞれは、前記第２可動枠体と前記第４連結部と前記第２カンチレバーとに跨がって設けられた配線を介して、前記固定枠体の主面に設けられた互いに異なるパッド電極に接続されており、
前記一対の第１検出部の一方に接続された配線は、前記第２圧電素子を挟んで前記一対の第１検出部の他方に接続された配線と反対側に設けられている、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１１】
前記第２アクチュエータと前記固定枠体とを少なくとも区画する第１貫通開口と、前記第２カンチレバーと前記第１カンチレバーとを少なくとも区画する第２貫通開口と、前記第１カンチレバーと前記第２可動枠体とを少なくとも区画する第３貫通開口と、が形成されており、
前記第１軸に平行な方向に延びる前記第２貫通開口の一端は、前記第２カンチレバーと前記固定枠体との連結端部よりも前記固定枠体の外周面に近い側に、他端は、前記第１カンチレバーと前記第２可動枠体との連結端部よりも前記固定枠体の外周面に近い側にそれぞれ延びており、
前記第１軸に平行な方向に延びる前記第３貫通開口の両端は、前記第１カンチレバーと前記固定枠体との連結端部よりも前記固定枠体の外周面に近い側に延びている、前記請求項５ないし１０のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１２】
前記第３連結部と前記第４連結部と前記固定枠体に対向した前記第２可動枠体の辺部のうち少なくとも１つは、前記第１軸と平行な方向の幅が変化している、請求項２ないし１１のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１３】
前記第２可動枠体は、前記第１可動枠体の最も広い部分の幅の２倍よりも狭い幅狭部を有している、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１４】
前記第２可動枠体に設けられた前記第１アクチュエータの面積は、前記第１可動枠体に設けられた第１アクチュエータの面積よりも広い、請求項１ないし１３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１５】
前記光路変更部は、前記光路変更部と前記第１可動枠体とを含む振動系の共振周波数で共振駆動して、前記第１軸の周りに傾動される、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記光路変更部は、入射した光を反射するミラーを有している、請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置、特に入射した光の光路を変更する光路変更部を有する光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入射光を反射させるミラーを直交する２つの軸周りにそれぞれ傾動させることで、所定の領域上に反射光を走査するミラースキャナーが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、光反射部の両側に、光反射部の中心に関して点対称に配置された一対の圧電式アクチュエータを有するミラースキャナーが開示されている。圧電式アクチュエータのそれぞれは、２本のカンチレバーとその上面に形成された圧電薄膜とで構成されている。つまり、一対の圧電式アクチュエータは、４本のカンチレバーとそれぞれの上面に形成された圧電薄膜とを有しており、光反射部をＸ軸の周りに高速で傾動させる。また光反射部をＸ軸と直交するＹ軸の周りに低速で傾動させる。
【０００４】
このような動作をさせるにあたって、４本のカンチレバーにそれぞれ形成された圧電薄膜に複数の電圧成分を重畳させて印加している。具体的には、Ｘ軸周りの傾動用の高周波の電圧成分とＹ軸周りの傾動用の低周波の電圧成分とを重畳して、それぞれの圧電薄膜に印加している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４００６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、一般に、圧電薄膜の耐電圧には限界があるため、特許文献１に開示されるように、圧電薄膜に対して複数の電圧成分を重畳させて印加すると、それぞれの軸を動かす周波数成分が持つ電圧振幅は半減してしまう。その結果、光反射部の傾動量を大きくできないおそれがあった。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的は、光路変更部を傾動させるアクチュエータの駆動力を高めた光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る光学装置は、光路変更部と、前記光路変更部を通る第１軸に沿って前記光路変更部の両側から延びる一対の第１連結部と、前記光路変更部を内側に囲むように設けられ、前記一対の第１連結部のそれぞれに連結された第１可動枠体と、前記第１軸と交差する第２軸に沿って前記第１可動枠体の両側から延びる一対の第２連結部と、前記第１可動枠体を内側に囲むように設けられ、前記一対の第２連結部のそれぞれに連結された第２可動枠体と、前記第１可動枠体と前記第２可動枠体とに跨がって設けられた第１アクチュエータと、前記第２可動枠体を内側に囲むように設けられ、前記第２可動枠体に連結された固定枠体と、を少なくとも備え、前記第１アクチュエータは、前記光路変更部を前記第１軸の周りに傾動させる圧電式アクチュエータである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の光学装置によれば、第１アクチュエータの駆動力を高められる。また、低い電圧で光路変更部を第１軸の周りに傾動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態１に係る光学装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線での断面模式図である。
【図３Ａ】ミラー部がＹ軸の周りに傾動した状態を示す斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す光学装置をＹ方向から見た模式図である。
【図４Ａ】ミラー部がＸ軸の周りに傾動した状態を示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す光学装置をＸ方向から見た模式図である。
【図５】光学装置の一部をＺ方向下側から見た平面図であり、（ａ）図は、本実施形態に係る平面図であり、（ｂ）図は、比較のための平面図である。
【図６】変形例に係る第２検出部の配置を示す平面図である。
【図７】本発明の実施形態２に係る光学装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものでは全くない。
【００１２】
（実施形態１）
［光学装置の構成］
図１は、本実施形態に係る光学装置の平面図を、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図を示す。なお、以降に示す各図面に描かれた各部材の寸法、厚さ、細部の詳細形状などは実際のものとは異なっている。また、説明の便宜上、図１において、パシベーション膜４４０の図示を省略している。
【００１３】
図１に示す光学装置１００は、ＳＯＩ基板２００（以下、単に基板２００と呼ぶことがある。）に所定の加工が施されてなる以下の部材を有している。具体的には、光学装置１００は、光路変更部であるミラー部３０と、一対の第１連結部４１，４１と、第１可動枠体５０と、一対の第２連結部４２，４２と、第２可動枠体６０と、一対の第３連結部４３，４３と、一対の第４連結部４４，４４と、固定枠体１０と、ベース枠体３００とを備えている。また、光学装置１００は、一対の第１アクチュエータ７０，７０と一対の第２アクチュエータ８０，８０とを備えている。光学装置１００は、半導体微細加工技術を応用したマイクロマシニング技術を用いて基板２００を加工して得られるＭＥＭＳ素子である。
【００１４】
光学装置１００は、一対の第１アクチュエータ７０，７０を駆動させることで、ミラー部３０の中心Ｏと一対の第１連結部４１，４１とを通るＹ軸回りにミラー部３０を傾動させる。また、一対の第２アクチュエータ８０，８０を駆動させることで、ミラー部３０の中心Ｏと一対の第２連結部４２，４２とを通るＸ軸周りにミラー部３０を傾動させる。光学装置１００は、このようにミラー部３０をＸ軸周り及びＹ軸周りに傾動させることで、ミラー部３０に入射された入射光を反射して、所定の領域上に反射光を走査する、いわゆる２軸ミラースキャナーである。
【００１５】
なお、以降の説明において、Ｘ軸を第２軸と、Ｙ軸を第１軸とそれぞれ呼ぶことがある。また、Ｘ軸及びＹ軸とそれぞれ交差する軸、具体的には、基板２００の厚さ方向に沿った軸をＺ軸または第３軸と呼ぶことがある。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸を含んでこれらと平行な方向をそれぞれＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向と呼ぶことがある。なお、Ｘ方向において、第２検出部９２が設けられた側を右側と、その反対側を左側とそれぞれ呼ぶことがある。Ｙ方向において、第４連結部４４が配置された側を上側と、第３連結部４３が配置された側を下側とそれぞれ呼ぶことがある。また、Ｚ方向において、ベース枠体３００が配置された側を下側と、その反対側を上側と呼ぶことがある。また、固定枠体１０において、パッド電極９４が形成された面を主面と呼ぶことがある。他の部材においても、Ｚ方向で固定枠体１０の主面と同じ側の面を同様に主面と呼ぶことがある。
【００１６】
基板２００は、単結晶シリコンで形成された第１シリコン層２１０と、ＳｉＯ２からなる第１絶縁層２２０と、単結晶シリコンからなる第２シリコン層２３０と、がＺ方向にこの順で積層されて構成されている。第１シリコン層２１０の主面には、ＳｉＯ２からなる第２絶縁層２４０が形成されている。第１シリコン層２１０の厚さは、３０μｍ、第１絶縁層２２０の厚さは、１μｍ、第２シリコン層２３０の厚さは、２５０μｍ、第２絶縁層２４０の厚さは、１μｍであるが、特にこれに限定されない。光学装置１００の仕様等に応じて適宜変更されうる。
【００１７】
光学装置１００において、後述する金属膜３１を除くミラー部３０と、第１〜第４連結部４１〜４４と、第１及び第２可動枠体５０，６０と、固定枠体１０とは、基板２００と同じ積層構造を有している。光学装置１００におけるこれらの部材の形状に合わせて、基板２００を貫通するように加工することで、各部材は、互いに連結されるとともに所定の間隔をあけて配置される。なお、通常、ディープドライエッチング法（ＤＲＩＥ）により、基板２００が貫通加工される。また、第１及び第２アクチュエータ７０，８０の構造については後で述べる。
【００１８】
固定枠体１０は、平面視で、ミラー部３０と、第１〜第４連結部４１〜４４と、第１及び第２可動枠体５０，６０と、第１及び第２アクチュエータ７０，８０とを内側に囲むように配設された矩形状の部材である。固定枠体１０及びベース枠体３００を除く各部材が、第１及び第２アクチュエータ７０，８０が駆動される場合に変形あるいは変位する可動部材であるのに対して、固定部材は位置が固定されており、可動部材を安定して支持するとともに、可動部材が変位等する場合の位置基準となる。また、固定枠体１０は、内周面のうちＹ方向下側に位置する面からＹ方向上側に延びる延長部１１を有しており、延長部１１の先端に第２アクチュエータ８０、具体的には後述する第１カンチレバー８１が連結されている。
【００１９】
また、延長部１１を除く固定枠体１０のＺ方向下側にはベース枠体３００が配置されており、固定枠体１０はベース枠体３００の主面に固着されている。固定枠体１０とベース枠体３００との固着方法は種々の方法を適宜採りうる。例えば、両者を図示しない接着材で互いに固着してもよい。また、陽極接合法や拡散接合法により固定枠体１０とベース枠体３００とを固着してもよい。また、ベース枠体３００を構成する部材を単結晶からなるシリコン層と絶縁層との積層構造とし、基板２００の主面と反対側の面に予め貼り合わせた状態で、基板２００を含む積層構造体を加工して、光学装置１００の各部材が形成されるようにしてもよい。また、ベース枠体３００の材質は、シリコンでもＳｉＯ２でもよい。他の材質、例えば、セラミックや金属材料や樹脂材料でもよい。光学装置１００の配置環境における温度変化を考慮すれば、ベース枠体３００の材質は基板２００と熱膨張係数が近いのが好ましい。ベース枠体３００の厚さは、第２シリコン層２３０と同程度かそれ以上であるが、特にこれに限定されない。光学装置１００における可動部材がＺ方向下側に自由に変位するのを許容できる程度の厚さであればよい。
【００２０】
また、固定枠体１０の主面全体に、ＳｉＯ２からなるパシベーション膜４４０が形成されている（図２参照）。このパシベーション膜４４０は、第１及び第２可動枠体５０，６０、第２〜第４連結部４２〜４４及び第１及び第２アクチュエータ７０，８０の主面にもそれぞれ同様に形成されている。パシベーション膜４４０は、光学装置１００の各部材を機械的に保護するとともに、第１及び第２アクチュエータ７０，８０や後述する第１及び第２検出部９１，９２を外部雰囲気中の水分等から保護している。また、固定枠体１０のＹ方向下側の部分において、パシベーション膜４４０の主面に互いに所定の間隔をあけて複数のパッド電極９４が形成されている。これらのパッド電極９４のそれぞれに、一対の第１アクチュエータ７０，７０、一対の第２アクチュエータ８０，８０及び後述する第１及び第２検出部９１，９２が配線９３を介して接続される。なお、入射した光を所定の方向に反射するために、ミラー部３０の主面にはパシベーション膜４４０は形成されていない。また、第１連結部４１の主面にもパシベーション膜４４０は形成されていない。
【００２１】
また、固定枠体１０と第４連結部４４と第２可動枠体６０と第２アクチュエータ８０とを区画するように、これらの間には、基板２００をＺ方向に貫通して形成される第１貫通開口２１が形成されている。同様に、後述する第１カンチレバー８１及び第２カンチレバー８３と第４連結部４４と延長部１１と第２可動枠体６０とを区画するように、これらの間に第２貫通開口２２が形成されている。第１カンチレバー８１と第３連結部４３と延長部１１と第２可動枠体６０とを区画するように、これらの間に第３貫通開口２３が形成されている。第１可動枠体５０と第２可動枠体６０とを区画するように、これらの間に第４貫通開口２４が形成されている。ミラー部３０と第１可動枠体５０とを区画するように、これらの間に第５貫通開口２５が形成されている。
【００２２】
第１貫通開口２１は、平面視で、一対の第２アクチュエータ８０，８０を囲む逆Ｕ字形状である。第１貫通開口２１は後述する凸部４４ａ、６２に対向する部分を除いて、幅が略一定となるように形成されている。ここで、本願明細書において、「略一定」とは設計値に対して数割程度の差を許容するものであり、当該幅が厳密に一定であることを意味するものではない。また、第１貫通開口２１の両端２１ａは、固定枠体１０と第２カンチレバー８３との連結部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に、この場合は、Ｙ方向下側に延びて形成されている（図５の（ａ）図参照）。第２貫通開口２２は、平面視で、第１カンチレバー８１及び延長部１１を囲む逆Ｃ字形状であり、Ｙ軸に関して互いに線対称となる位置に１箇所ずつ形成されている。第２貫通開口の一端２２ａは、第２カンチレバー８３と固定枠体１０との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に、この場合は、Ｙ方向下側に延びて形成されている。第２貫通開口２２の他端２２ｂは第１カンチレバー８１と第２可動枠体６０との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に、この場合は、後述する第３貫通開口２３に近い側であって、Ｙ方向下側に延びて形成されている（図５の（ａ）図参照）。第３貫通開口２３は、平面視で、一対の第１カンチレバー８１，８１及び第２可動枠体６０を囲むＵ字形状であり、第３貫通開口２３の両端２３ａは、第１カンチレバー８１と延長部１１との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に、この場合は、第２貫通開口２２に近い側であって、Ｙ方向上側にそれぞれ延びて形成されている（図５の（ａ）図参照）。なお、固定枠体１０において、Ｘ方向の一辺の長さは数ｍｍ程度、Ｙ方向の一辺の長さは数ｍｍ程度である。
【００２３】
ミラー部３０は、基板２００と同じ積層構造を有する略楕円状あるいは略円形状の部材の主面に金属膜３１が形成されてなる部材である。金属膜３１は、ミラー部３０部に入射された光を反射して、その光路を変更するミラーとして機能する。入射される光の波長や強度等に応じて、金属膜３１の構成は適宜変更されうる。例えば、入射光が可視光であれば、Ａｌ／Ｔｉの積層膜が用いられ、赤外光であれば、Ａｕ／Ｔｉの積層膜が用いられる。なお、ミラー部３０の平面形状は他の形状、例えば、矩形や多角形であってもよい。
【００２４】
一対の第１連結部４１，４１は、ミラー部３０のＹ方向上側及びＹ方向下側からＹ軸に沿って延びる一対の棒状部材であり、それぞれ第１可動枠体５０に連結されている。一対の第１連結部４１，４１は、Ｙ軸の周りに傾動可能にミラー部３０を第１可動枠体５０に連結している。また、第１アクチュエータ７０を駆動する場合、一対の第１連結部４１，４１には、それぞれＹ軸の周りにねじれ変形を起こすように力が加わる。
【００２５】
第１可動枠体５０は、ミラー部３０及び一対の第１連結部４１，４１を内側に囲むように設けられた環状の部材であり、平面視で、その外形はミラー部３０の外形に相似している。ただし、これに特に限定されず、別の形状を採りうる。また、第１可動枠体５０のＸ方向右側及びＸ方向左側からＸ軸に沿ってそれぞれ第２連結部４２が延びて設けられている。一対の第２連結部４２，４２は、Ｙ軸の周りに傾動可能に第１可動枠体５０を第２可動枠体６０に連結している。
【００２６】
第２可動枠体６０は、第１可動枠体５０及び一対の第２連結部４２，４２を内側に囲むように設けられた環状の部材である。第２可動枠体６０は、平面視で、ミラー部３０と所定の間隔をあけて設けられており、その内周は第１可動枠体５０の外形に相似している。また、第２可動枠体６０の外周は矩形状であり、Ｙ方向下側端部からＸ方向にそれぞれ延びる一対の第３連結部４３，４３と、Ｙ方向上側端部からＸ方向にそれぞれ延びる一対の第４連結部４４，４４と、に連結されている。なお、第２可動枠体６０の外周及び内周は、これに特に限定されず、別の形状を採りうる。また、第２可動枠体６０は、内周の形状と外周の形状とが異なっており、平面視で幅が変化している。第２可動枠体６０における第２連結部４２との連結部分は、他の部分よりも幅が狭くなった幅狭部６１である。幅狭部６１の幅は、第１可動枠体５０の最も広い部分の幅の２倍よりも狭くなるように設定されている。
【００２７】
第１アクチュエータ７０は、第１可動枠体５０と第２連結部４２と第２可動枠体６０とに跨がって、かつミラー部３０を挟んでＹ軸に関して線対称となる位置にそれぞれ形成されている。第１アクチュエータ７０は圧電素子７１を含んでいる。圧電素子７１は、第１可動枠体５０、第２連結部４２及び第２可動枠体６０の主面にそれぞれ跨がって形成されており、下側電極４１０と圧電体層４２０と上側電極４３０とがＺ方向にこの順で積層された積層体である。また、圧電素子７１は第２可動枠体６０の幅狭部６１にも形成されている。下側電極４１０及び上側電極４３０として、Ｐｔ／Ｔｉの積層膜がそれぞれ用いられる。ただし、特にこれに限定されず、例えば、上側電極４３０として、Ａｕ／Ｔｉの積層膜が用いられてもよい。この場合、ミラー部３０の金属膜３１と同時に上側電極４３０を形成するようにしてもよい。このことにより、光学装置１００の製造工程が簡略化される。また、圧電体層４２０として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。ただし、特にこれに限定されず、他の材質の圧電体を用いてもよい。例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）やニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）を用いてもよい。
【００２８】
また、本実施形態において、下側電極４１０と圧電体層４２０とは、ベース枠体３００とミラー部３０と第１連結部４１とを除く光学装置１００の各部材の主面全体に形成されている。一方、上側電極４３０は、図１に示す形状となるように加工されている。上側電極４３０を所定の形状に加工することで、第１アクチュエータ７０の駆動形態、言い換えると、圧電素子７１が形成された第１可動枠体５０と第２連結部４２と第２可動枠体６０とが変形する形態を規定することができる。なお、下側電極４１０と圧電体層４２０とを上側電極４３０と相似の形状に加工してもよい。また、第１アクチュエータ７０は、第２可動枠体６０に設けられた部分の面積が、第１可動枠体５０に設けられた部分の面積よりも広くなるように設定されている。言い換えると、圧電素子７１の上側電極４３０は、第２可動枠体６０に設けられた部分の面積が、第１可動枠体５０に設けられた部分の面積よりも広くなるように設定されている。
【００２９】
第１検出部９１は、第１アクチュエータ７０と所定の間隔をあけてそのＹ方向上側に設けられており、第１アクチュエータ７０と同様に、ミラー部３０を挟んでＹ軸に関して線対称となる位置にそれぞれ形成されている。第１検出部９１は、圧電素子７１と同様の構成を有する積層体であり、第１検出部９１の上側電極４３０は、圧電素子７１の上側電極４３０と所定の間隔をあけて配置されている。後述するように、第１アクチュエータ７０を駆動すると、圧電素子７１が圧縮または伸長されて、圧電素子７１が設けられた第１及び第２可動枠体５０，６０と第２連結部４２が変形する。この変形に応じて、一対の第１検出部９１，９１にも歪みが生じ、それぞれの上側電極４３０に電荷が誘起され、電流信号あるいは電圧信号が出力される、一対の第１検出部９１，９１のそれぞれから出力された信号は極性が互いに逆であるため、図示しない差動アンプに入力して増幅することで、第１アクチュエータ７０の駆動量が検出される。また、この駆動量に基づいてミラー部３０のＹ軸周りの傾動量が検出される。
【００３０】
なお、一対の第１検出部９１，９１の上側電極４３０には、それぞれ配線９３が接続されており、２つの配線９３はいずれもＹ軸よりもＸ方向右側に位置する第４連結部４４及び第２カンチレバー８３を通って、固定枠体１０に形成されたパッド電極９４にそれぞれ接続される。なお、第２カンチレバー８３において、一方の第１検出部９１の上側電極４３０に接続された配線９３は、第２圧電素子８４のＸ方向左側に配置される一方、他方の第１検出部９１の上側電極４３０に接続された配線９３は、第２圧電素子８４のＸ方向右側に配置される。
【００３１】
一対の第２アクチュエータ８０，８０は、第２可動枠体６０を挟んで、Ｘ方向に相対向する位置に設けられており、第１カンチレバー８１と第１圧電素子８２と第２カンチレバー８３と第２圧電素子８４とをそれぞれ有している。この場合、一対の第２アクチュエータ８０，８０は、第２可動枠体６０を挟んでＹ軸に関して線対称となる位置にそれぞれ配置されている。
【００３２】
第１カンチレバー８１は、第２カンチレバー８３よりも第２可動枠体６０に近い位置に配置されており、具体的には、第２可動枠体６０と固定枠体１０の延長部１１との間に、これらと間隔をあけてＹ方向に延びるように設けられている。第１カンチレバー８１はＹ方向下側端部で第３連結部４３に、Ｙ方向上側端部で固定枠体１０の延長部１１にそれぞれ連結されている。また、第３連結部４３との連結端部及び延長部１１との連結端部を除いて、第１カンチレバー８１は第１シリコン層２１０のみで構成されている。光学装置１００における各部材の形状に合わせて、図示しないマスクパターンを形成した後、基板２００を貫通するように加工することで、基板２００に各部材の原形が形成される。この後で、第１カンチレバー８１の所定領域及び第２カンチレバー８３の所定領域を開口させるように、基板２００の裏面、つまり主面と反対側の面に図示しない別のマスクパターンを形成し、当該マスクパターンをエッチングマスクとして、第２シリコン層２３０及び第１絶縁層２２０を除去することで、第１カンチレバー８１を第１シリコン層２１０のみで構成することができる。また、第４連結部４４との連結端部及び固定枠体１０との連結端部を除いて、第２カンチレバー８３も第１シリコン層２１０のみで構成されている。なお、第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３において、第１シリコン層２１０の下面に第１絶縁層２２０が残っていてもよい。その場合、第１絶縁層２２０がもとの厚さのまま残っていてもよいし、薄くなった状態で残っていてもよい。
【００３３】
また、第１カンチレバー８１のＸ方向の幅をＷ、Ｙ方向の長さをＬ、Ｚ方向の厚さをＴとそれぞれするとき、式（１）に示す関係を満たすように第１カンチレバー８１の寸法が設定される。
【００３４】
Ｗ＞１０−５×Ｌ３／Ｔ３  ・・・（１）
【００３５】
また、第１カンチレバー８１の主面に第１圧電素子８２が形成されている。第１圧電素子８２の積層構造は、第１アクチュエータ７０における圧電素子７１の積層構造と同じである。なお、第１圧電素子８２の上側電極４３０は、平面視でＹ方向上側端部かつＸ方向に沿った中央部に凹部４３１を有している。凹部４３１の内側には、一対の第２検出部９２，９２の一方が設けられている。一方の第２検出部９２は、第１圧電素子８２と同様の構成を有する積層体であり、第２検出部９２の上側電極４３０は、第１圧電素子８２の上側電極４３０と間隔をあけて配置されている。なお、第２可動枠体６０を挟んでＹ方向左側に位置する第１圧電素子８２において、上側電極４３０に前述の凹部４３１は形成されているが、凹部４３１の内側に第２検出部９２は設けられていない。
【００３６】
第２カンチレバー８３は、第２可動枠体６０と固定枠体１０との間に、これらと間隔をあけてＹ方向に延びるように設けられている。第２カンチレバー８３はＹ方向下側端部で固定枠体１０に、Ｙ方向上側端部で第４連結部４４にそれぞれ連結されている。また、前述したように、一部を除いて、第２カンチレバー８３は第１シリコン層２１０のみで構成されている。また、第２カンチレバー８３は、第１カンチレバー８１よりも幅広に形成されており、第２カンチレバー８３のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各寸法は、式（１）に示す関係を当然に満足する。
【００３７】
また、第２カンチレバー８３の主面に第２圧電素子８４が形成されている。第２圧電素子８４の積層構造は、第１アクチュエータ７０における圧電素子の積層構造と同じである。なお、第２圧電素子８４の上側電極４３０は、平面視でＹ方向下側端部かつＸ方向に沿った中央部に凹部４３２を有している。凹部４３２の内側には、一対の第２検出部９２，９２の他方が設けられている。他方の第２検出部９２は、第２圧電素子８４と同様の構成を有する積層体であり、第２検出部９２の上側電極４３０は、第２圧電素子８４の上側電極４３０と間隔をあけて配置されている。後述するように、第２アクチュエータ８０を駆動すると、第１圧電素子８２及び第２圧電素子８４が互いに反対方向に圧縮または伸長されて、第１カンチレバー８１及び第２カンチレバー８３は、それぞれ反対方向に湾曲する。この湾曲変形に応じて、一対の第２検出部９２，９２の上側電極４３０のそれぞれに電荷が誘起され、電流信号あるいは電圧信号が出力される、一対の第２検出部９２，９２のそれぞれから出力された信号は極性が互いに逆であるため、図示しない差動アンプに入力して増幅することで、第２アクチュエータ８０の駆動量が検出される。また、この駆動量に基づいて第２可動枠体６０、ひいては、ミラー部３０のＸ軸周りの傾動量が検出される。なお、第２可動枠体６０を挟んでＹ方向左側に位置する第２圧電素子８４において、上側電極４３０に前述の凹部４３２は形成されているが、凹部４３２の内側に第２検出部９２は設けられていない。
【００３８】
また、第４連結部４４及びこれに連結された第２可動枠体６０のＹ方向上側辺部にはそれぞれＹ方向上側に突出する凸部４４ａ，６２が設けられている。また、第２可動枠体６０のＹ方向上側辺部に対向する固定枠体１０の辺部にはＹ方向下側に突出する凸部が設けられている。つまり、第４連結部４４及び第４連結部４４が連結された第２可動枠体６０の辺部は、それぞれＹ方向の幅が変化している。また、第２可動枠体６０の当該辺部に対向する固定枠体１０のＹ方向上側辺部は、Ｙ方向の幅が変化している。一方、これらの間に設けられた第１貫通開口２１は、幅が略一定となるように形成されている。これらについては後で説明する。
【００３９】
また、複数の配線９３は、パシベーション膜４４０に形成された図示しない貫通孔を通じて、圧電素子７１や第１及び第２圧電素子８２，８４や第１及び第２検出部９１，９２の上側電極４３０にそれぞれ接続されている。また、複数の配線９３は、第２可動枠体６０、第１及び第２カンチレバー８１，８３及び第４連結部４４の主面に形成されたパシベーション膜４４０の主面にそれぞれ引き出されて延びており、固定枠体１０を覆うパシベーション膜４４０の主面に設けられた複数のパッド電極９４にそれぞれ接続されている。例えば、第１圧電素子８２及び第１カンチレバー８１に設けられた第２検出部９２に接続された配線９３はＸ方向右側に位置する延長部１１を通って、対応するパッド電極９４にそれぞれ接続される。なお、配線９３及びパッド電極９４は、それぞれＡｕ／Ｔｉの積層膜で構成される。また、図示しないが、第１及び第２圧電素子８２，８４や第１及び第２検出部９１，９２の下側電極４１０も固定枠体１０に設けられた複数のパッド電極９４にそれぞれ接続されている。なお、下側電極４１０とパッド電極９４との電気的な接続は種々の構成を取りうる。好ましい構成は、下側電極４１０をなす金属膜を第１アクチュエータ７０や第２アクチュエータ８０から固定枠体１０に設けられたパッド電極９４の近傍まで引き出されるように残して、配線の役割を持たせるようにすることである。この場合、パッド電極９４の直下にあるパッシベーション膜４４０に図示しない貫通孔を設けて下側電極４１０とパッド電極９４とが電気的に接続される。なお、図１において、Ｙ方向下部中央に存在するパッド電極９４がどの配線９３にも接続していないのは、前述の構成をとったもので、これが下側電極４１０に電気的に接続されている。
【００４０】
［光学装置の動作について］
続いて、図１，２に示す光学装置１００の動作について説明する。図３Ａは、ミラー部
がＹ軸の周りに傾動した状態の斜視図を、図３Ｂは、図３Ａに示す光学装置をＹ方向から見た模式図をそれぞれ示す。また、図４Ａは、ミラー部がＸ軸の周りに傾動した状態の斜視図を、図４Ｂは、図３Ａに示す光学装置をＸ方向から見た模式図をそれぞれ示す。なお、光学装置１００の動作を分かりやすくするために、図３Ａにおいて、ミラー部３０の傾動量が実際よりも大きい状態を示している。また、説明の便宜上、図３Ａ〜４Ｂにおいて、基板２００の各層及び第１アクチュエータ７０の上側電極４３０以外の構成要素の図示を省略している。
【００４１】
ミラー部３０は、加工時の熱処理や金属膜３１から受ける応力等により反りが生じていることがある。このような反りが生じていると、ミラー部３０で反射された反射光の光路長が変化してしまい、所定の領域上に投影される画像の画質等に影響を及ぼす場合がある。これを修正するために、まず、ミラー部３０が所定の初期平面に位置するように、一対の圧電素子７１，７１の上側電極４３０と、一対の第１圧電素子８２，８２の上側電極４３０と、一対の第２圧電素子８４，８４の上側電極４３０とにそれぞれ直流電圧が印加される。上側電極４３０のそれぞれに対して、どのように電圧が印加されるかは、ミラー部３０の初期反りの状態に依存する。なお、ミラー部３０の反りが修正されたか否かは、適宜、種々の方法を用いて確認することができる。例えば、ミラー部３０の金属膜３１に所定の角度で光を入射し、反射光を図示しない受光部で検出することにより、受光部上での反射光の位置や拡がり等からミラー部３０の反りの状態を検出し、前述したように、各上側電極４３０に対して、所定の電圧を印加してミラー部３０の反りを修正することができる。また、第１及び第２検出部９１，９２の出力信号と、ミラー部３０の反りの状態とを予め実験的に求めておき、各上側電極４３０に対して、所定の電圧を印加した場合の第１及び第２検出部９１，９２の出力信号に基づいて、印加される電圧値を調整することで、ミラー部３０の反りを修正することができる。あるいは逆に、ミラー部３０の反りが無い状態であっても、ミラー部３０で反射された反射光に意図的に焦点を持たせるために、予め、一対の圧電素子７１，７１の上側電極４３０と、一対の第１圧電素子８２，８２の上側電極４３０と、一対の第２圧電素子８４，８４の上側電極４３０とにそれぞれ所定の直流電圧を印加しておき、受光部上での反射光の位置や拡がり等から印加される電圧値を調整するようにしてもよい。なお、ミラー部３０での反射光を所定の領域上に走査する形態によっては、予め、ミラー部３０を積極的に反らせるようにしてもよい。
【００４２】
図３Ａ，３Ｂに示すように、一対の第１アクチュエータ７０，７０を駆動することで、ミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させることができる。一対の圧電素子７１，７１のそれぞれにおいて、上側電極４３０に互いに逆位相の電圧を印加すると、例えば、Ｘ方向左側に配置された圧電素子７１及び当該圧電素子７１の直下に位置する第１可動枠体５０と第２連結部４２と第２可動枠体６０はＺ方向上側に持ち上がって、上側に凸状となるように湾曲する。また、Ｘ方向右側に配置された圧電素子７１及び当該圧電素子７１の直下に位置する第１可動枠体５０と第２連結部４２と第２可動枠体６０はＺ方向下側に押し下げられて、下側に凸状となるように湾曲する。このように第１可動枠体５０が湾曲変形することで、第１アクチュエータ７０を除く部分において、Ｙ軸よりＸ方向左側に位置する第１可動枠体５０は、湾曲してＺ方向下側に押し下げられ、Ｙ軸よりＸ方向右側に位置する第１可動枠体５０は、湾曲してＺ方向上側に持ち上げられる。その結果、第１連結部４１を介して第１可動枠体５０に連結されたミラー部３０がＹ軸の周りに傾動する。
【００４３】
また、この場合、ミラー部３０と一対の第１連結部４１，４１と第１可動枠体５０とで構成される振動系の共振周波数に近い周波数の交流電圧を上側電極４３０に印加することで、ミラー部３０はＹ軸の周りに共振駆動される。振動系の質量分布や各部材の剛性等にもよるが、通常の場合、共振周波数は数ｋＨｚ〜数十ｋＨｚ程度となる。ミラー部３０が共振駆動することで、ミラー部３０を高速で傾動できるとともに、低い印加電圧でミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。なお、低い電圧でミラー部３０を共振駆動させるために、第１アクチュエータ７０の曲げ変形が最も大きくなる位置に圧電素子７１、特に上側電極４３０を配置するのが好ましい。
【００４４】
また、図４Ａ，４Ｂに示すように、一対の第２アクチュエータ８０，８０を駆動させることで、ミラー部３０をＸ軸の周りに傾動させることができる。第１圧電素子８２及び第２圧電素子８４のそれぞれにおいて、上側電極４３０に互いに逆位相の電圧を印加すると、例えば、第２圧電素子８４がＹ方向に収縮し、これに応じて、ユニモルフ構造の関係にある第２カンチレバー８３はＺ方向下側に凸状になるように湾曲する。このとき、第２カンチレバー８３のＹ方向下側端部は、固定枠体１０に連結されているため、この部分は変位せず、その反動で、第２カンチレバー８３の先端、つまり、第４連結部４４に連結された部分がＺ方向上側に持ち上がるように第２カンチレバー８３が湾曲変形する。また、第１圧電素子８２はＹ方向に伸長し、これに応じて、ユニモルフ構造の関係にある第１カンチレバー８１はＺ方向上側に凸状になるように湾曲する。このとき、第１カンチレバー８１のＹ方向上側端部は、固定枠体１０の延長部１１に連結されているため、この部分は変位せず、その反動で、第２カンチレバー８３の先端、つまり、第３連結部４３に連結された部分がＺ方向下側に押し下げられるに第１カンチレバー８１が湾曲変形する。
【００４５】
また、第１カンチレバー８１が変形することで、第３連結部４３はＺ方向下側に押し下げられ、第２カンチレバー８３が変形することで、第４連結部４４はＺ方向上側に持ち上げられる。そのため、Ｙ方向の端部が第３連結部４３及び第４連結部４４にそれぞれ連結された第２可動枠体６０は、Ｘ軸の周りに傾動する。第２連結部４２を介して第２可動枠体６０に連結された第１可動枠体５０と、第１連結部４１を介して第１可動枠体５０に連結されたミラー部３０も同様に、Ｘ軸の周りに傾動する。このように、第１カンチレバー８１と第２カンチレバー８３とをＺ方向に沿って互いに反対側に変形させることで、第１カンチレバー８１の変形量に応じた駆動力と第２カンチレバー８３の変形量に応じた駆動力とが足し合わされて、第２アクチュエータ８０に高い駆動力が発生する。このため、比較的質量の大きな第２駆動枠体及びこれに連結された第１可動枠体５０とミラー部３０とをすばやく傾動させることができる。
【００４６】
なお、第２アクチュエータ８０に印加される交流電圧の周波数、つまり、第２アクチュエータ８０の駆動周波数は、第１アクチュエータ７０の駆動周波数よりも低く、数十Ｈｚ程度であり、第２アクチュエータ８０は非共振駆動される。
【００４７】
このようにミラー部３０をＸ軸周りやＹ軸周りに傾動させることで、ミラー部３０で反射された反射光を所定の領域上に走査できる。例えば、ミラー部３０をＹ軸周りに共振周波数で傾動させることにより、所定の方向に反射光を線状に走査し、次に、ミラー部３０をＸ軸周りに傾動させることで、所定の線と交差する方向に反射光の走査線をずらす動作を繰り返す、いわゆる、ラスタースキャンを行うことにより、所定の領域上に画像を生成、表示することができる。このように、本実施形態の光学装置１００は、プロジェクターやヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤという）やヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤという）等での画面表示用の走査光源として用いることができる。
【００４８】
［効果等］
以上説明したように、本実施形態に係る光学装置１００は、光路変更部であるミラー部３０と、ミラー部３０を通るＹ軸（第１軸）に沿ってミラー部３０の両側から延びる一対の第１連結部４１，４１と、ミラー部３０を内側に囲むように設けられ、一対の第１連結部４１，４１のそれぞれに連結された第１可動枠体５０と、Ｙ軸と交差するＸ軸（第２軸）に沿って第１可動枠体５０の両側から延びる一対の第２連結部４２，４２と、第１可動枠体５０を内側に囲むように設けられ、一対の第２連結部４２，４２のそれぞれに連結された第２可動枠体６０と、第２可動枠体６０を内側に囲むように設けられ、第２可動枠体６０に連結された固定枠体１０と、を少なくとも備えている。
【００４９】
また、光学装置１００は、第１可動枠体５０と第２可動枠体６０とに跨がって、かつミラー部３０を挟んでＸ軸に沿って相対向する位置に設けられた一対の第１アクチュエータ７０，７０を、備えており、一対の第１アクチュエータ７０，７０は、ミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させる圧電式アクチュエータである。
【００５０】
光学装置１００をこのように構成することで、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められ、低い電圧でミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させることができる。特に、第１可動枠体５０と第２可動枠体６０とに跨がるように第１アクチュエータ７０を設けることで、第１可動枠体５０のみに第１アクチュエータ７０を設けた場合に比べて、圧電素子７１の面積を大きくでき、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められる。また、第２可動枠体６０のみに第１アクチュエータ７０を設けた場合に比べて、ミラー部３０に連結された第１可動枠体５０の変形量を大きくでき、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められる。また、低い電圧でミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。
【００５１】
一対の第１アクチュエータ７０，７０は、Ｙ軸に関して線対称となる位置にそれぞれ配置されているのが好ましい。このようにすることで、２つの第１アクチュエータ７０，７０を互いに逆方向に駆動させた場合、ミラー部３０の傾動量をＹ軸に関して対称にすることができる。
【００５２】
第２可動枠体６０は、第１可動枠体５０の最も広い部分の幅の２倍よりも狭い幅狭部６１を有している、のが好ましい。
【００５３】
第２可動枠体６０に上記の幅狭部６１を設けることで、第１アクチュエータ７０を駆動させた場合の第２可動枠体６０の変形量を大きくすることができる。その結果、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められ、また、ミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。
【００５４】
第２可動枠体６０に設けられた第１アクチュエータ７０の面積は、第１可動枠体５０に設けられた第１アクチュエータ７０の面積よりも広い、のが好ましい。
【００５５】
第１可動枠体５０が大型化すると、ミラー部３０と第１可動枠体５０とを含む振動系の共振周波数が低下してしまい、所望の周波数でミラー部３０を共振駆動できないおそれがある。このため、第１可動枠体５０のサイズは制限される。しかし、このような場合、第１可動枠体５０のみに第１アクチュエータ７０を設けるようにすると、圧電素子７１の面積が小さくなり、第１アクチュエータ７０の駆動力を十分に得られないおそれがあった。
【００５６】
一方、本実施形態によれば、第２可動枠体６０に設けられた第１アクチュエータ７０の面積を、第１可動枠体５０に設けられた第１アクチュエータ７０の面積よりも広くすることで、第１可動枠体５０が大型化するのを抑制しつつ、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められる。また、ミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。
【００５７】
一対の第１アクチュエータ７０，７０の一方と他方とにそれぞれ逆位相の電圧が印加されることで、一対の第１アクチュエータ７０，７０は、ミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させる。ミラー部３０は、ミラー部３０と第１可動枠体５０とを含む振動系の共振周波数で共振駆動し、Ｙ軸の周りに傾動される。
【００５８】
本実施形態によれば、ミラー部３０を高速で傾動できるとともに、低い印加電圧でミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。
【００５９】
ミラー部３０は、入射した光を反射するミラーとして金属膜３１を有しており、金属膜３１で反射した反射光を所定の領域上に確実に走査させられる。
【００６０】
また、光学装置１００は、第２可動枠体６０の両側から延びる一対の第３連結部４３，４３と、第２可動枠体６０の両側から延び、かつ一対の第３連結部４３，４３とＹ方向に沿って所定の間隔をあけて設けられた一対の第４連結部４４，４４と、をさらに備えており、一対の第３連結部４３，４３と一対の第４連結部４４，４４とは、それぞれ所定の弾性率を有している。また、一対の第３連結部４３，４３及び一対の第４連結部４４，４４はＸ方向にそれぞれ延びるとともに、第２可動枠体６０と固定枠体１０とを連結している。
【００６１】
光学装置１００をこのように構成することで、第２可動枠体６０を確実に固定枠体１０に連結させることができる。また、固定枠体１０に対して第２可動枠体６０を変位または傾動させることができる。
【００６２】
また、光学装置１００は、第２可動枠体６０を挟んでＸ軸に沿って相対向する位置に配置された一対の第２アクチュエータ８０，８０をさらに備えており、一対の第２アクチュエータ８０，８０は、第２可動枠体６０をＸ軸の周りに傾動させる圧電式アクチュエータである。
【００６３】
一対の第２アクチュエータ８０，８０を設けることで、第２可動枠体６０をＸ軸の周りに傾動させることができる。また、第２連結部４２を介して第２可動枠体６０に連結された第１可動枠体５０と、第１連結部４１を介して第１可動枠体５０に連結されたミラー部３０も同様に、Ｘ軸の周りに傾動させることができる。
【００６４】
一対の第２アクチュエータ８０，８０は、Ｙ軸に関して線対称となる位置にそれぞれ配置されているのが好ましい。このようにすることで、一対の第２アクチュエータ８０，８０を互いに同じ方向に駆動させた場合、第２可動枠体６０の傾動量、ひいてはミラー部３０の傾動量をＸ軸に関して対称にすることができる。
【００６５】
第２アクチュエータ８０は、一端が固定枠体１０に、他端が第３連結部４３にそれぞれ連結された第１カンチレバー８１と、第１カンチレバー８１の主面に形成された第１圧電素子８２と、一端が固定枠体１０に、他端が第４連結部４４にそれぞれ連結された第２カンチレバー８３と、第２カンチレバー８３の主面に形成された第２圧電素子８４と、を有している。
【００６６】
第１圧電素子８２と第２圧電素子８４とにそれぞれ逆位相の電圧が印加され、第１カンチレバー８１における第３連結部４３との連結端部と、第２カンチレバー８３における４連結部４４との連結端部とが、Ｚ方向に沿って互いに反対側に移動することで、第２可動枠体６０がＸ軸の周りに傾動される。
【００６７】
第２アクチュエータ８０をこのように構成することで、第１カンチレバー８１の変形量に応じた駆動力と第２カンチレバー８３の変形量に応じた駆動力とが足し合わされて、第２アクチュエータ８０に高い駆動力が発生する。このことにより、比較的質量の大きな第２駆動枠体とこれに連結された第１可動枠体５０及びミラー部３０とをＸ軸の周りにすばやく傾動させることができる。
【００６８】
固定枠体１０は、第１カンチレバー８１と第２カンチレバー８３との間を通り、かつ先端が第４連結部４４の近くまで延びる延長部１１を有しており、第１カンチレバー８１の一端は、延長部１１の先端に連結されている。
【００６９】
このようにすることで、第１カンチレバー８１のＹ方向の長さを第２カンチレバー８３のＹ方向の長さに近づけることができる。よって、第２アクチュエータ８０が駆動された場合に、第１カンチレバー８１における第３連結部４３との連結端部がＺ方向下側に変位する変位量と、第２カンチレバー８３における４連結部との連結端部がＺ方向上側に変位する変位量と、を略等しくすることができる。このことにより、第２可動枠体６０、ひいてはミラー部３０をＸ軸の周りに傾動させられるとともに、ミラー部３０の傾動量をＸ軸に関して対称にすることができる。なお、第１カンチレバー８１の一端が固定されていれば、原理的にはミラー部３０に所望の動作を与えられるから、延長部１１の代わりに、例えば、ベース枠体３００につながるビームと突起からなる構造体（図示せず）があって、その部分に第１カンチレバー８１の一端が接合されていてもよい。ベース枠体３００が貫通されておらず、底板部（図示せず）があって、アイランド状に突起構造（図示せず）を持ち、その部分に第１カンチレバー８１の一端が接続されていても良い。
【００７０】
第１カンチレバー８１及び第２カンチレバー８３の少なくとも一方において、Ｘ方向の幅をＷ、Ｙ方向の長さをＬ、Ｚ方向の厚さをＴとそれぞれするとき、Ｗ＞１０−５×Ｌ３／Ｔ３の関係を満たすことが好ましい。
【００７１】
第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３をこのように構成することで、これらのＺ方向への変形量を確保しつつ、外部からの衝撃等に機械的に耐えうる剛性を持たせることができる。例えば、第１カンチレバー８１の長さＬが数ｍｍ、つまり、数千μｍである場合、幅Ｗは数百μｍ程度であり、長さＬの数分の一から十分の一程度となる。また、厚さＴは第１シリコン層２１０の厚さにほぼ等しいので、３０μｍ程度である。このように、第１カンチレバー８１はＺ方向に薄く、かつＹ方向に長いため、たわみが生じやすく、外的衝撃により容易に変形してしまうおそれがある。また、光学装置１００をハンドリングする際の衝撃により破損するおそれがある。
【００７２】
一方、本実施形態によれば、第１カンチレバー８１のＸ方向の幅Ｗを上記のように規定することで、第１カンチレバー８１全体の剛性を高めて、外部からの衝撃等により、第１カンチレバー８１が破損したり、変形したりするのを抑制できる。また、ミラー部３０が意図せずにＸ軸の周りに傾動するのを抑制できる。なお、第２カンチレバー８３の各寸法に関して同様の関係を規定することで、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７３】
光学装置１００は、Ｙ軸を挟んで第２可動枠体６０の相異なる位置にそれぞれ設けられ、第１アクチュエータ７０の駆動量を検出する一対の第１検出部９１，９１と、第２アクチュエータ８０の駆動量を検出する一対の第２検出部９２，９２と、をさらに備えている。
【００７４】
第１検出部９１及び第２検出部９２を設けることで、第１アクチュエータ７０及び第２アクチュエータ８０の駆動量を検出でき、ひいてはミラー部３０のＸ軸周り及びＹ軸周りの傾動量をそれぞれ検出することができる。例えば、図示しない制御部に、第１検出部９１及び第２検出部９２の出力信号をフィードバックして、第１アクチュエータ７０や第２アクチュエータ８０に印加される電圧値を調整することで、ミラー部３０の傾動量を所望の値に制御することが可能となる。
【００７５】
第２検出部９２の一方は、第１カンチレバー８１におけるＸ方向に沿った中央部に、第１圧電素子８２と所定の間隔をあけて設けられ、第２検出部９２の他方は、第２カンチレバー８３におけるＸ方向に沿った中央部に、第２圧電素子８４と所定の間隔をあけて設けられているのが好ましい。
【００７６】
このようにすることで、第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３がねじれて変形した場合の影響を抑制することができる。前述したように、第１カンチレバー８１はＺ方向に薄くＹ方向に長く形成されている。また、第３連結部４３が変形すると、第３連結部４３との連結端部には、ＸＺ平面内を回転するように力が加わって、第１カンチレバー８１がねじれ変形を起こす場合がある。第２カンチレバー８３についても同様の事象が起こりうる。このような場合、第２検出部９２が、Ｘ方向に関して第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３の端部に位置していると、ねじれ変形の影響を受けて、第２アクチュエータ８０の駆動量を正確に検出できないおそれがある。
【００７７】
一方、本実施形態によれば、第２検出部９２を前述した位置に配置することで、ねじれ変形の影響を抑制でき、第２アクチュエータ８０の駆動量を正確に検出することができる。
【００７８】
第２検出部９２の一方は、第１カンチレバー８１における固定枠体１０との連結端部の近くに設けられ、第２検出部９２の他方は、第２カンチレバー８３における固定枠体１０との連結端部の近くに設けられているのがさらに好ましい。
【００７９】
固定枠体１０との連結端部に第２検出部９２を配置することで、ねじれ変形の影響をより受けにくくなり、第２アクチュエータ８０の駆動量を正確に検出することができる。
【００８０】
一対の第２検出部９２，９２は、一対の第２アクチュエータ８０，８０の一方のみに設けられてもよく、第２アクチュエータ８０の駆動量を検出することができる。なお、この場合に、一対の第２アクチュエータ８０，８０の一方に含まれる第１及び第２圧電素子８２，８４の平面形状と、一対の第２アクチュエータ８０，８０の他方に含まれる第１及び第２圧電素子８２，８４の平面形状とが同じになるようにするのが好ましい。本実施形態では、第２検出部９２が設けられていない側の第２アクチュエータ８０に関して、第１圧電素子８２及び第２圧電素子８４の上側電極４３０にそれぞれ凹部４３１，４３２を設けることで、この関係を満たすようにしている。このようにすることで、一対の第２アクチュエータ８０，８０のそれぞれにおいて、駆動特性を同じにでき、ミラー部３０をＸ軸の周りに傾動できるとともに、その傾動量をＸ軸に関して対称とすることができる。
【００８１】
固定枠体１０の主面には複数のパッド電極９４が設けられており、一対の第１アクチュエータ７０，７０、一対の第２アクチュエータ８０，８０、一対の第１検出部９１，９１及び一対の第２検出部９２，９２はそれぞれ、配線９３を介して複数のパッド電極９４のいずれかに接続されている。
【００８２】
一対の第１検出部９１，９１のそれぞれは、第２可動枠体６０と第４連結部４４と第２カンチレバー８３とに跨がって設けられた配線９３を介して、互いに異なるパッド電極９４に接続されており、一方の第１検出部９１に接続された配線９３は、第２圧電素子８４を挟んで他方の第１検出部９１に接続された配線９３と反対側に設けられている。
【００８３】
一対の第１検出部９１，９１のそれぞれに接続された配線９３をこのように配置することで、配線９３に入り込むクロストーク成分が等しくなり、検出回路で差分をとれば、この成分は相殺されるから、第１アクチュエータ７０の駆動量を正確に検出することができる。
【００８４】
前述したように、第１可動枠体５０及び第２可動枠体６０の変形量に応じて、一対の第１検出部９１，９１に歪みが生じて、それぞれの上側電極４３０に電荷が誘起されて電流信号あるいは電圧信号が発生する。この信号に基づいて第１アクチュエータ７０の駆動量が検出される。一対の第１検出部９１，９１は互いにＺ方向で反対側に変形するため、それぞれから出力される信号は、互いに逆相となる。一方、配線９３が長く引き回されることで、他の導電体、例えば第２圧電素子８４の上側電極４３０との間に容量結合が生じ、配線９３に伝送される信号にクロストーク成分が重畳することがある。このクロストーク成分は信号のノイズ成分となり、第１アクチュエータ７０の駆動量が正確に検出されないおそれがある。
【００８５】
一方、本実施形態によれば、一対の第１検出部９１，９１のそれぞれに接続された配線９３を前述したように配置することで、各々の配線９３に重畳されたクロストーク成分の振幅はほぼ同じとなり、その位相は互いに同相となる。よって、これらの信号の差分を取ることでクロストーク成分、つまり信号のノイズ成分が相殺され、第１アクチュエータ７０の駆動量を正確に検出することができる。
【００８６】
また、第４連結部４４は、Ｙ方向の幅が変化していてもよい。具体的には、第４連結部４４にはＹ方向上側に突出する凸部４４ａが設けられていてもよい。このようにすることで、ミラー部３０が共振駆動されるときに、第２アクチュエータ８０が意図せずに変位するのを抑制できる。このことにより、所定の領域上に確実にミラー部３０で反射された反射光を走査することができる。このことについてさらに説明する。
【００８７】
前述したように、第１アクチュエータ７０が駆動されると、ミラー部３０は、ミラー部３０と第１可動枠体５０とを含む振動系の共振周波数で共振駆動される。一方、第２可動枠体６０は第２連結部４２を介して第１可動枠体５０に連結され、第２アクチュエータ８０は、第３連結部４３及び第４連結部４４を介して第２可動枠体６０に連結されている。このため、ミラー部３０が共振駆動すると、その影響が第２アクチュエータ８０に伝達される場合がある。一般的には、ミラー部３０と第１可動枠体５０とを含む振動系の共振周波数（以下、第１共振点と呼ぶことがある。）と、第２アクチュエータ８０の振動系、特に第１カンチレバー８１及び第２カンチレバー８３が周期的に湾曲変形する共振周波数（以下、第２共振点と呼ぶことがある。）とは離れており、ミラー部３０が共振駆動しても第２アクチュエータ８０の変形量は非常に小さい。
【００８８】
しかし、光学装置１００のサイズや、光学装置１００に含まれる各部材のサイズや質量、さらに各部材の間隔等によっては、前述の第１共振点と第２共振点とが近くなり、ミラー部３０の共振駆動によって第２アクチュエータ８０が大きく変形する場合がある。このようなことが起こると、ミラー部３０がＸ軸の周りに意図せずに傾動してしまい、ミラー部３０に入射された光は、所望の方向を外れて反射されてしまう。
【００８９】
一方、本実施形態によれば、第４連結部４４のＹ方向の幅を変化させることで、第４連結部４４の慣性モーメントや曲げ剛性を変化させ、第４連結部４４に連結された第２アクチュエータ８０の共振周波数をずらすことができる。このようにして、第１共振点と第２共振点とを所定以上に離すことができ、意図しないミラー部３０の傾動を抑制して、所定の領域上に確実にミラー部３０で反射された反射光を走査することができる。
【００９０】
同様の理由から、第４連結部４４が連結された第２可動枠体６０の辺部において、Ｙ方向の幅を変化させるようにしてもよい。具体的には、当該辺部にＹ方向上側に突出する凸部６２が設けられる。この場合も、第１共振点と第２共振点とを所定以上に離すことができ、意図しないミラー部３０の傾動を抑制して、所定の領域上に確実にミラー部３０で反射された反射光を走査することができる。
【００９１】
固定枠体１０と第２可動枠体６０との間隔は略一定であることが好ましい。ＤＲＩＥにより基板２００が貫通加工される場合、第１〜第５貫通開口２１〜２５の幅が異なると、エッチングスピートが変化することがある。貫通される溝の幅に対する深さの比が大きくなる第１〜第３貫通開口２１〜２３では、この傾向は顕著となる。しかし、エッチングスピートが異なると、最終的に形成される幅が変わるおそれがあった。このようなことが生じると各部材の寸法や質量が変化してしまい、ミラー部３０の傾動量が変化したり、あるいは共振駆動時の周波数が変化したりするおそれがあった。
【００９２】
本実施形態では、図１に示すように、第２可動枠体６０に連結された第４連結部４４の配置に応じて、固定枠体１０の辺部に凹凸を設けることで、固定枠体１０と第２可動枠体６０との間隔は略一定とし、光学装置１００の各部材の寸法や質量が変動するのを抑制している。このことにより、ミラー部３０を所望の周波数で傾動させられるとともに、傾動量を所望の値とすることができる。
【００９３】
また、光学装置１００には、第２アクチュエータ８０と固定枠体１０とを少なくとも区画する第１貫通開口２１と、第２カンチレバー８３と第１カンチレバー８１とを少なくとも区画する第２貫通開口２２と、第１カンチレバー８１と第２可動枠体６０とを少なくとも区画する第３貫通開口２３と、がそれぞれ形成されている。第１貫通開口２１の一端２１ａは、第２カンチレバー８３と固定枠体１０との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に形成されている。第２貫通開口２２の一端２２ａは、第２カンチレバー８３と固定枠体１０との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側に形成され、他端２２ｂは第１カンチレバー８１と第２可動枠体６０との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側にそれぞれ延びて形成されている。第３貫通開口２３の両端２３ａは、第１カンチレバー８１と延長部１１との連結端部よりも固定枠体１０の外周面に近い側にそれぞれ延びて形成されている。
【００９４】
このようにすることで、第１カンチレバー８１と第２カンチレバー８３の加工不良を低減できる。図５を用いてさらに説明する。
【００９５】
図５は、光学装置をＺ方向下側から見た部分平面図を示し、（ａ）図は、本実施形態に係る平面図を、（ｂ）図は、比較のための平面図をそれぞれ示す。なお、図５において、ベース枠体３００の図示を省略している。
【００９６】
前述したように、基板２００に第１〜第５貫通開口２１〜２５を形成した後、第１及び第２カンチレバー８１，８３の薄板部分に対応する領域の第１絶縁層２２０及び第２シリコン層２３０を除去することで、光学装置１００が形成される。このとき、前者の加工と後者の加工とではそれぞれ異なる形状のマスクパターン（図示せず）が用いられる。
【００９７】
しかし、後者の加工時に所定以上のマスクパターンの合わせずれが生じていると、例えば、第１〜第３貫通開口２１〜２３の各端部２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２３ａにおいて形状不良が生じることがある（図５の（ｂ）図参照）。特に、第２貫通開口の両端２２ａ，２２ｂや第３貫通開口の両端２３ａにこのような形状不良が生じると、当該端部近傍２２ａ，２２ｂ，２３ａでの第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３に予期しない応力集中が生じてしまい、ワレ等の問題が生じるおそれがある。特に、第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３の薄板部分が変形してしまうと、その傾向が顕著となる。
【００９８】
一方、図５の（ａ）図に示すように、予め、第１〜第３貫通開口２１〜２３の各端部２１ａ，２２ａ，２２ｂ，２３ａが前述の位置に来るように第１〜第３貫通開口２１〜２３の形状を設定することで、前述の合わせずれが起こった場合にも、第１及び第２カンチレバー８１，８３の最終的な加工形状の不良を抑制できる。このことにより、第１及び第２カンチレバー８１，８３の応力集中によるワレ等の問題を回避できる。
【００９９】
＜変形例＞
図６は、本変形例に係る第２検出部９２の配置の平面図を示す。なお、説明の便宜上、図６において、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１００】
本変形例に示す第２検出部９２は、第１カンチレバー８１の主面にＸ方向に所定の間隔をあけて２箇所設けられている点で、実施形態１に示す第２検出部９２の配置と異なる。また、２つの第２検出部９２ａ，９２ｂにそれぞれ接続された配線９３は１本にまとめられて、対応するパッド電極９４に接続されている。また、２つの第２検出部９２ａ，９２ｂは、第１カンチレバー８１のＸ方向中央部をＹ方向に通る対称線（図示せず）に関して線対称となるように配置されている。
【０１０１】
第２検出部９２をこのように構成してもよく、この場合も実施形態１と同様の効果を奏することができる。また、Ｘ方向に沿って複数の第２検出部９２ａ，９２ｂを設けることで、第１カンチレバー８１のねじれ変形による傾動量の誤検出を確実に抑制することができる。
【０１０２】
なお、図示しないが、第２カンチレバー８３に設けられた第２検出部９２も図６に示すのと同様に分割して配置される。このようにすることで、第２検出部９２の形状対称性を維持して、第２アクチュエータ８０の駆動量を正しく検出することができる。また、ミラー部３０のＸ軸周りの傾動量を所望の値とすることができる。
【０１０３】
また、３つ以上の第２検出部９２が、Ｘ方向に沿って第１及び第２カンチレバー８１，８３の主面にそれぞれ設けられていてもよい。この場合も、第１カンチレバー８１のＸ方向中央部をＹ方向に通る対称線（図示せず）に関して線対称となるように、また、第２カンチレバー８３のＸ方向中央部をＹ方向に通る対称線（図示せず）に関して線対称となるように、それぞれ第２検出部９２を配置することで、第１カンチレバー８１や第２カンチレバー８３のねじれ変形による傾動量の誤検出を確実に抑制することができる。
【０１０４】
（実施形態２）
図７は、本実施形態に係る光学装置の平面図を示す。なお、説明の便宜上、図７において、実施形態１と同様の箇所については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。また、配線９３及びパッド電極９４の図示を省略する。
【０１０５】
本実施形態に示す光学装置１１０は、第２アクチュエータ８０が省略されている点で、実施形態１に示す光学装置１００と異なる。
【０１０６】
この場合、光学装置１１０は、ミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させることで、ミラー部３０での反射光を１方向に走査する１軸ミラースキャナーとして機能する。
【０１０７】
なお、一対の第３連結部４３，４３のそれぞれは、Ｙ方向に直線状に延びて固定枠体１０と第２可動枠体６０のＹ方向下側辺部とを連結し、一対の第４連結部４４，４４のそれぞれは、Ｙ方向に直線状に延びて固定枠体１０と第２可動枠体６０のＹ方向上側辺部とを連結している。また、実施形態１と同様に、第３及び第４連結部４３，４４は、それぞれ所定の弾性率を有する弾性体である。このことにより、第１アクチュエータ７０が駆動された場合、第２可動枠体６０は固定枠体１０に対して変形可能かつ変位可能に連結される。
【０１０８】
本実施形態によれば、実施形態１に示すのと同様に、第１アクチュエータ７０の駆動力を高められ、低い電圧でミラー部３０を傾動させることができる。
【０１０９】
また、本実施形態に示す構成では、第１貫通開口２１の幅が略一定である一方、ミラー部３０の共振駆動に影響を受ける第２アクチュエータ８０を省略しているため、第２可動枠体６０や第４連結部４４や固定枠体１０に凸部は設けられていない。このようにすることで、光学装置１１０の各部材のパターン設計や加工が簡素化される。
【０１１０】
また、第３連結部４３及び第４連結部４４はともに、第１アクチュエータ７０が駆動されることで湾曲変形し、また、第１アクチュエータ７０が非駆動状態になると、元の形状に復元する。言い換えると、第３連結部４３及び第４連結部４４はともに、所定の弾性率を有する弾性体である。なお、図１に示す第３連結部４３及び第４連結部４４も、所定の弾性率を有する弾性体である。
【０１１１】
なお、第３及び第４連結部４３，４４の平面形状は図７に示す形状に限定されるものでなく、他の形状であってもよい。第１アクチュエータ７０が駆動された場合、第２可動枠体６０が固定枠体１０に対して変形可能かつ変位可能に連結されるように、第３及び第４連結部４３，４４の平面形状がそれぞれ設定されていればよい。
【０１１２】
（その他の実施形態）
上記の各実施形態及び変形例で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。また、第１アクチュエータ７０は、Ｙ軸を挟んでＸ方向に１箇所のみ設けられていてもよく、第１可動枠体５０と第２可動枠体６０とに跨がって形成されていればよい。この場合も、ミラー部３０をＹ軸の周りに傾動させることができる。なお、図１に示すように、ミラー部３０を挟んでＸ軸に沿って相対向する位置に一対の第１アクチュエータ７０，７０を設けることで、ミラー部３０の傾動量をＹ軸周りに対称となるよう制御することが容易となり、また、ミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。また、光が入射されるミラー部３０の中心ＯがＺ方向に移動するのを抑制することが容易となる。このことにより、反射光の光路長を一定にできる。同様に、第２アクチュエータ８０も、Ｙ軸を挟んでＸ方向に１箇所のみ設けられていてもよい。この場合も、ミラー部３０をＸ軸の周りに傾動させることができる。なお、図１に示すように、第２可動枠体６０を挟んでＸ軸に沿って相対向する位置に一対の第２アクチュエータ８０，８０を設けることで、ミラー部３０の傾動量をＸ軸周りに対称となるよう制御することが容易となり、また、ミラー部３０の傾動量を大きくすることができる。また、光が入射されるミラー部３０の中心ＯがＺ方向に移動するのを抑制することが容易となる。このことにより、反射光の光路長を一定にできる。
【０１１３】
また、実施形態１，２において、光路変更部がミラー部３０である構成を例に取って説明したが、光路変更部が別の光学機能を有する部材であってもよい。例えば、入射光に対して１よりも大きい屈折率を有し、入射光を透過させる部材であってもよい。また、光路変更部に直接、発光ダイオード（ＬＥＤ）や面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等の光源を配置するようにしてもよい。この場合は、ミラーとしての金属膜３１の形成は省略される
また、図１または図７に示す光学装置１００、１１０を複数個用いて、プロジェクターやＨＵＤやＨＭＤ等の画像表示装置を構成するようにしてもよい。例えば、ＲＧＢ３色光源から出射された光を、それぞれ光学装置１００または１１０で走査して、画像を生成するようにしてもよい。また、光学装置１００または１１０をアレイ状に配置して、それぞれに光を入射させ、反射光を所定の領域上に走査することで、画像を生成するようにしてもよい。
【０１１４】
また、第２検出部９２をＸ方向左側に位置する第２アクチュエータ８０に配置するようにしてもよい。一対の第２アクチュエータ８０，８０は、ミラー部３０の中心Ｏに関して点対称となる位置にそれぞれ配置されていてもよい。
【０１１５】
また、第１アクチュエータ７０，７０をミラー部３０の中心Ｏに関して点対称に配置してもよい。その場合、当然に、一対の第１検出部９１，９１もミラー部３０の中心Ｏに関して点対称に配置される。
【０１１６】
また、実施形態１において、ミラー部３０をＸ軸の周りに傾動させる第２アクチュエータ８０として圧電式アクチュエータを用いる例を説明したが、特にこれに限定されず、他の駆動方式のアクチュエータを用いてもよい。例えば、励磁コイルを用いた電磁式アクチュエータを用いてもよいし、静電式アクチュエータを用いてもよい。
【０１１７】
なお、図２において、第４連結部４４に凸部を設けたが、第３連結部４３に凸部を設けるようにしてもよいし、第３連結部４３と第４連結部４４の両方に凸部を設けてもよい。また、第２可動枠体６０におけるＹ方向下側の辺部に凸部を設けるようにしてもよい。Ｙ方向上側及び下側の両方の辺部に凸部を設けるようにしてもよい。これらは、光学装置１００における各部材のレイアウトによって適宜選択されうる。ミラー部３０と第１可動枠体５０とを含む振動系の共振点と、第２可動枠体６０と第２アクチュエータ８０とを含む振動系の共振点とが所定以上に離れるようにできればよい。また、同じ目的を達成するために、別の形で第２可動枠体６０や第３及び第４連結部４３，４４の形状等を変えるようにしてもよい。例えば、第２可動枠体６０や第３及び第４連結部４３，４４の一部の厚さを変えたり、これらに別の重量物を接着等したりしてもよい。
【０１１８】
なお、実施形態１，２において、第２カンチレバー８３は、第１カンチレバー８１よりも幅広に形成された例を示したが、特にこれに限定されず、第２カンチレバー８３のＸ方向の幅が第１カンチレバー８１のＸ方向の幅と同じか、これよりも幅狭に形成されていてもよい。光学装置１００のサイズや第２アクチュエータ８０に求められる駆動特性等によって適宜変更されうる。なお、第２カンチレバー８３のＸ方向の幅と第１カンチレバー８１のＸ方向の幅とが互いに異なるようにすることで、前述の第２共振点を変更しやすくなる。また、この場合も、第２カンチレバー８３のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の各寸法は、式（１）に示す関係を当然に満足することは言うまでもない。
【０１１９】
また、ミラー部３０の固有共振周波数と第１可動枠体５０の固有共振周波数とを周波数マッチングさせることでミラー部３０は共振駆動する。一方、光学装置１００のサイズによっては、第１可動枠体５０のサイズを小さくする必要があるが、この場合、第１可動枠体５０の固有共振周波数が所定以上に高くなり、前述の周波数マッチングがうまくいかない場合がある。このような場合は、第１連結部４１の平面サイズを変えるか、一部の厚さを変えるかして、周波数マッチングを行ってもよい。同様に、ミラー部３０の一部あるいは第１可動枠体５０の一部の厚さを変えるかして、周波数マッチングを行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明に係る光学装置は、光路変更部を傾動させるアクチュエータの駆動力を高められるため、プロジェクターやＨＵＤやＨＭＤ等に用いられる光スキャナーとして有用である。
【符号の説明】
【０１２１】
１０    固定枠体
１１    延長部
２１〜２５  第１〜第５貫通開口
３０    ミラー部（光路変更部）
３１    金属膜（ミラー）
４１〜４４  第１〜第４連結部
５０    第１可動枠体
６０    第２可動枠体
７０    第１アクチュエータ
７１    圧電素子
８０    第２アクチュエータ
８１    第１カンチレバー
８２    第１圧電素子
８３    第２カンチレバー
８４    第２圧電素子
９１    第１検出部
９２    第２検出部
９３    配線
９４    パッド電極
１００，１１０  光学装置
２００  ＳＯＩ基板（基板）
２１０  第１シリコン層
２２０  第１絶縁層
２３０  第２シリコン層
３００  ベース枠体
４１０  下側電極
４２０  圧電体層
４３０  上側電極
４４０  パシベーション膜
【図１】
2020154229.tif 000003
【図２】
2020154229.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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