(57)【要約】【課題】櫛歯状電極の数を増やすことなく大きな駆動力を生じる静電型アクチュエータを得る。【解決手段】第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの幅とすると、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの幅は、可動体３００との接続部において最も広い幅を有し、枠体２００に近づくにつれて線形に狭くなる。また、可動体３００の厚さ方向における第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの長さは、可動体３００との接続部において、また枠体２００との最接近部において同じである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対して可動部を揺動自在に支持する揺動軸と、
前記揺動軸から突出する複数の可動部側電極を有する櫛歯状電極とを備え、
前記可動部側電極の突出方向に対して直角かつ前記揺動軸に対して平行な第１の断面における前記可動部側電極の突出端の断面積は、前記断面における前記可動部側電極の断面積のうち最大のものよりも小さい静電型アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１の断面における前記可動部側電極の断面積は、前記揺動軸との接続部から突出端まで線形に減少する請求項１に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項３】
前記可動部側電極の突出方向に対して平行かつ前記揺動軸に対して直角な第３の断面における前記可動部側電極の断面の一部が、台形を成す請求項２に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項４】
前記可動部側電極の突出方向と平行となるように前記固定部から前記揺動軸に向かって突出し、前記揺動軸の軸方向から見ると前記可動部側電極の一部と重なっている固定部側電極をさらに備え、
前記第３の断面における前記固定部側電極の断面の一部が、台形を成す請求項３に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項５】
前記可動部側電極の突出方向及び前記揺動軸に対して平行な第２の断面における前記可動部側電極の断面の一部が、台形を成す請求項２に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項６】
前記第１の断面における前記可動部側電極の断面積は、前記揺動軸との接続部から突出端まで階段関数に従い減少する請求項１に記載の静電型アクチュエータ。
【請求項７】
前記可動部側電極の突出方向及び前記揺動軸に対して平行な第２の断面における前記可動部側電極の断面において、前記揺動軸方向に対する幅が第１の長さである基部と、前記第１の長さよりも短い第２の長さの幅である突出端とを前記可動部側電極が備える請求項６に記載の静電型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極間に生じる静電力により駆動される静電型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
可動部と固定部とを備え、可動部及び固定部から交互に突出する櫛歯状の電極を備える静電型アクチュエータが知られている。電極に電圧を印加すると、可動部の電極と固定部の電極との間に電位差が生じ、電位差が電極どうしの間に静電力を生じる。これにより、可動部は固定部に対して駆動される（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３１１３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の構成では、可動部を大きく駆動しようとするとき、櫛歯状電極の数を増やさなければならない。櫛歯状電極の数を増やすと静電型アクチュエータが大きくなり、小型化を阻害する。
【０００５】
本発明は、この問題を鑑みてなされたものであり、櫛歯状電極の数を増やすことなく大きな駆動力を生じる静電型アクチュエータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による静電型アクチュエータは、固定部に対して可動部を揺動自在に支持する揺動軸と、揺動軸から突出する複数の可動部側電極を有する櫛歯状電極とを備え、可動部側電極の突出方向に対して直角かつ揺動軸に対して平行な第１の断面における可動部側電極の突出端の断面積は、断面における可動部側電極の断面積のうち最大のものよりも小さいことを特徴とする。
【０００７】
第１の断面における可動部側電極の断面積は、揺動軸との接続部から突出端まで線形に減少することが好ましい。
【０００８】
このとき、可動部側電極の突出方向に対して平行かつ揺動軸に対して直角な第３の断面における可動部側電極の断面の一部が、台形を成してもよい。
【０００９】
静電型アクチュエータは、可動部側電極の突出方向と平行となるように固定部から揺動軸に向かって突出し、揺動軸の軸方向から見ると可動部側電極の一部と重なっている固定部側電極をさらに備え、第３の断面における固定部側電極の断面の一部が、台形を成すように構成されてもよい。
【００１０】
可動部側電極の突出方向及び揺動軸に対して平行な第２の断面における可動部側電極の断面の一部が、台形を成してもよい。
【００１１】
第１の断面における可動部側電極の断面積は、揺動軸との接続部から突出端まで階段関数に従い減少するように構成されてもよい。
【００１２】
このとき、可動部側電極の突出方向及び揺動軸に対して平行な第２の断面における可動部側電極の断面において、揺動軸方向に対する幅が第１の長さである基部と、第１の長さよりも短い第２の長さの幅である突出端とを可動部側電極が備えてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、櫛歯状電極の数を増やすことなく大きな駆動力を生じる静電型アクチュエータを得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施形態による第１の静電型アクチュエータの正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における第１の静電型アクチュエータの断面図である。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線における第１の静電型アクチュエータが揺動したときの状態を示した断面図である。
【図４】回転体と慣性モーメントとの関係を示した図である。
【図５】第２の実施形態による第２の静電型アクチュエータの正面図である。
【図６】第３の実施形態による第３の静電型アクチュエータの正面図である。
【図７】第４の実施形態による第４の静電型アクチュエータの正面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における第４の静電型アクチュエータの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１の実施形態による第１の静電型アクチュエータ１００について図を用いて説明する。
【００１６】
図１及び２に、駆動されていない静止状態における第１の静電型アクチュエータ１００の構成を示す。まず、静止状態における第１の静電型アクチュエータ１００の構成について説明する。
【００１７】
第１の静電型アクチュエータ１００は、角筒形状である枠体２００と、板状の直方体である可動体３００とを有する。
【００１８】
枠体２００の角筒形状の外縁は直方体を成し、直方体の最も短い辺が伸びる方向（厚さ方向）に貫通する開口部２１０を中心部に有する。
【００１９】
可動体３００は、長さの等しい２辺と、その２辺よりも短い厚みを有する直方体であって、厚みが枠体２００の厚さ方向と同じ方向となるように開口部２１０の中に設けられる。可動体３００は枠体２００と同じ厚さを有する。可動体３００においては、厚さ方向に対して垂直となる２つの表面のうち１つが鏡面３０１をなす。
【００２０】
枠体２００において可動体３００の鏡面３０１と同じ方向を向く第１の面２０１は、鏡面３０１と同一平面上に設けられる。そして、第１の面２０１の裏面である第２の面２０２もまた、可動体３００の鏡面３０１の鏡裏面３０２と同一平面上に設けられる。
【００２１】
開口部２１０は、枠体２００の長手方向に延びる２つの長側面２１１ａ、２１１ｂと、幅方向に延びる第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂとからなる。
【００２２】
長側面２１１ａ、２１１ｂの中心から可動体３００に向けて支持軸４００が延び、枠体２００と可動体３００とを接続する。可動体３００において支持軸４００が接続される面の中心に支持軸４００が接続される。支持軸４００は、捻れ方向に弾性を有する。
【００２３】
可動体３００から第１の短側面２１２ａに向けて５つの第１の可動体側電極３２０ａが突出し、可動体３００から第２の短側面２１２ｂに向けて５つの第２の可動体側電極３２０ｂが突出する。図１において第１の短側面２１２ａは、可動体３００の左側に位置し、第２の短側面２１２ｂは、可動体３００の右側から突出する。
【００２４】
そして、第１の可動体側電極３２０ａの間であって、第１の短側面２１２ａから可動体３００に向けて、６つの第１の枠体側電極２２０ａが突出し、第２の可動体側電極３２０ｂの間であって、第２の短側面２１２ｂから可動体３００に向けて、６つの第２の枠体側電極２２０ｂが突出する。図１において第１の短側面２１２ａから突出する枠体側電極を第１の枠体側電極２２０ａとし、第２の短側面２１２ｂから突出する枠体側電極を第２の枠体側電極２２０ｂとする。第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂ、並びに第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂが櫛歯状電極を成す。
【００２５】
第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂは、可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂまでの距離の略３／４まで各々突出し、枠体２００と接触しない。第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂの長さは同じである。
【００２６】
第１の可動体側電極３２０ａは、所定の間隔で、第１の枠体側電極２２０ａと交互に、言い替えると第１の枠体側電極２２０ａに挟まれるように設けられる。第２の可動体側電極３２０ｂも同様に、所定の間隔で、第２の枠体側電極２２０ｂと交互に、言い替えると第２の枠体側電極２２０ｂに挟まれるように設けられる。
【００２７】
第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの幅とすると、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの幅は、可動体３００との接続部において最も広い幅を有し、枠体２００に近づくにつれて線形に狭くなる。また、可動体３００の厚さ方向における第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの長さは、可動体３００との接続部において、また枠体２００との最接近部において同じである。本実施形態においては、第１の可動体側電極３２０ａどうしは、第１の可動体側電極３２０ａの先端部分の最も幅が狭い幅寸法の約３倍の間隔で設けられているが、設計仕様により等倍から５倍程度まで任意設定可能である。また、第２の枠体側電極２２０ｂどうしも、第１の可動体側電極３２０ａと同様に等倍から５倍程度まで任意設定可能である。
【００２８】
第１の枠体側電極２２０ａ及び第２の枠体側電極２２０ｂは、第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂから可動体３００に向けて突出し、可動体３００と接触しない。
【００２９】
第１の枠体側電極２２０ａは、第１の枠体側電極２２０ａの幅の約３倍の間隔を置いて等間隔、かつ第１の可動体側電極３２０ａに挟まれるように設けられる。第２の枠体側電極２２０ｂも同様に、第２の枠体側電極２２０ｂの幅の約３倍の間隔を置いて等間隔、かつ第２の可動体側電極３２０ｂに挟まれるように設けられる。第１の可動体側電極３２０ａ、第２の可動体側電極３２０ｂ、第１の枠体側電極２２０ａ、及び第２の枠体側電極２２０ｂは同一形状、同一寸法となっており、第１可動体側電極３２０ａと第１の枠体側電極２２０ａとの対向面、および第２可動体側電極３２０ｂと第２の枠体側電極２２０ｂとの対向面は互いに平行となっている。このため、各電極ごとに発生する静電力にむらやバラつきは生じない。
【００３０】
第１の枠体側電極２２０ａ及び第２の枠体側電極２２０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第１の枠体側電極２２０ａ及び第２の枠体側電極２２０ｂの幅とすると、第１の枠体側電極２２０ａの幅は、第１の短側面２１２ａとの接続部において最も広く、可動体３００に近づくにつれて線形に狭くなる。同様に、第２の枠体側電極２２０ｂの幅は、第２の短側面２１２ｂとの接続部において最も広く、可動体３００に近づくにつれて線形に狭くなる。
【００３１】
なお、可動体３００の厚さ方向における第１の枠体側電極２２０ａ及び第２の枠体側電極２２０ｂの長さは、第１の短側面２１２ａ又は第２の短側面２１２ｂとの接続部において、また可動体３００との最接近部において同じである。
【００３２】
第１の静電型アクチュエータ１００は、ＭＥＭＳであって、エッチングプロセスにより作成される第１Ｓｉ層１０１ａ、第２Ｓｉ層１０１ｂ、第３Ｓｉ層１０１ｃ、及びそれらの層の間に挟まれる第１ＳｉＯ２層１０２ａ、第２ＳｉＯ２層１０２ｂにより形成される。
【００３３】
鏡面３０１と第１の面２０１は第１Ｓｉ層１０１ａから成り、鏡裏面３０２と第２の面２０２は第３Ｓｉ層１０１ｃから成る。支持軸４００は、中間の第２Ｓｉ層１０１ｂにより形成される。
【００３４】
第１の枠体側電極２２０ａは、第２Ｓｉ層１０１ｂ、第２ＳｉＯ２層１０２ｂ及び第３Ｓｉ層１０１ｃとから構成される。第２の枠体側電極２２０ｂは、第１Ｓｉ層１０１ａ、第１ＳｉＯ２層１０２ａ及び第２Ｓｉ層１０１ｂとから構成される。
【００３５】
第１の可動体側電極３２０ａは、第１Ｓｉ層１０１ａ、第１ＳｉＯ２層１０２ａ及び第２Ｓｉ層１０１ｂとから構成される。第２の可動体側電極３２０ｂは、第２Ｓｉ層１０１ｂ、第２ＳｉＯ２層１０２ｂ及び第３Ｓｉ層１０１ｃとから構成される。
【００３６】
支持軸４００の軸方向から第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとを見ると、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとは、第２Ｓｉ層１０１ｂから成る部分が互いに重畳する。別言すると、支持軸４００の軸方向に垂直な投影面において、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂの第２Ｓｉ層１０１ｂの部分とが互いに重畳している。
【００３７】
枠体２００の第１及び第２の面２０１、２０２には第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂに電荷を与えるための枠体電極用回路（図示しない）が形成される。枠体電極用回路には図示しない電源装置が接続され、第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂに電位を与える。
【００３８】
可動体側電極３２０ａ、３２０ｂには、可動体３００及び支持軸４００を介して枠体２００の第２の面２０２上まで伸びる可動体電極用回路（図示しない）が接続される。可動体電極用回路には図示しない電源装置が接続され、第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂと第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂとの間に電位差を与える。
【００３９】
次に、図２及び３を用いて第１の静電型アクチュエータ１００の動作について説明する。
【００４０】
電源装置から第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとの間に電位差が与えられると、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとの間には、静電力により互いに引き合う引力、すなわち静電引力が生じる。ここで、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとの間に静電引力が生じさせる駆動トルクＴは、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとの間の電位差、すなわち第１の静電型アクチュエータ１００の駆動電圧に応じて増減する。
【００４１】
そして、静電引力により支持軸４００が捻れて、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂが第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂと重なりあう方向に移動する。これにより可動体３００が支持軸４００周りに揺動、つまり回転する（図３参照）。可動体３００が回転すると、第１の面２０１に対する鏡面３０１の角度が変化し、鏡面３０１による反射光の射出方向が変化する。
【００４２】
一般に、支持軸４００回りに回転する可動体３００の共振周波数ｆｒは、以下の式による。
ｆｒ＝（１／２π）√（ｋ／Ｉ）      （１）
ここで、ｋはねじりバネ定数、Ｉは慣性モーメントである。この式を参照すると、共振周波数ｆｒは、ねじりバネ定数ｋと慣性モーメントＩとにより決定されることがわかる。
【００４３】
一方、第１の静電型アクチュエータ１００の駆動トルクＴは以下の式による。
Ｔ＝ｋθ      （２）
ここで、ｋはねじりバネ定数、θは可動体３００の振れ角度である。この式により、駆動トルクＴが一定の場合、ねじりバネ定数ｋを小さくすると、振れ角度θが大きくなることがわかる。なお、第１の静電型アクチュエータ１００の駆動電圧を一定にしたとき、駆動トルクＴが一定となる。
【００４４】
式（１）から、共振周波数ｆｒを一定に保持しようとするとき、慣性モーメントＩを小さくすれば、ねじりバネ定数ｋを小さくすることができる。ねじりバネ定数ｋを小さくすることができれば、式（２）より、振れ角度θを大きくすることができる。
【００４５】
ここで、可動体３００の慣性モーメントＩは一般に次式により求められる。
Ｉ＝（ａ２＋ｂ２）・Ｍ／１２      （３）
ここで、Ｍは回転体の質量、ａは回転軸に対して直角方向に対する回転体の長辺方向長さ、ｂは回転軸に対して直角方向に対する回転体の短辺方向長さである（図４参照）。すなわち、慣性モーメントＩは、回転軸からの距離と質量の積で表される。そのため、回転軸からの距離が離れた部位の質量を軽くできれば、慣性モーメントＩを小さくすることができる。
【００４６】
従って、本実施形態では、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの幅が可動体３００から枠体２００に近づくにつれて線形に狭くなるため、可動体３００及び第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの慣性モーメントＩが小さくなって、駆動電圧が等しい条件では従来と比較して振れ角度θを大きくすることができる。
【００４７】
また、本実施形態では、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの側面が可動体３００の側面と鈍角を成すように伸びるため、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂの側面が可動体３００の側面と直角を成す場合と比較して、第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂと対向する面積が大きくなる。そのため、第１及び第２の可動体側電極３２０ａ、３２０ｂと、第１及び第２の枠体側電極２２０ａ、２２０ｂとの間に生じる静電引力が大きくなり、第１の静電型アクチュエータ１００の駆動トルクＴを大きくすることができる。駆動トルクＴを大きくすることにより、振れ角度θを大きくすることができる。
【００４８】
本実施形態によれば、枠体２００及び可動体３００から突出する櫛歯状電極の数を増やすことなく、振れ角度を大きくすることができる。
【００４９】
次に、図５を参照して第２の実施形態による第２の静電型アクチュエータ５００について説明する。第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００５０】
可動体３００から第１の短側面２１２ａに向けて５つの第３の可動体側電極３３０ａが突出し、可動体３００から第２の短側面２１２ｂに向けて５つの第４の可動体側電極３３０ｂが突出する。
【００５１】
そして、第３の可動体側電極３３０ａの間であって、第１の短側面２１２ａから可動体３００に向けて、６つの第３の枠体側電極２３０ａが突出し、第４の可動体側電極３３０ｂの間であって、第２の短側面２１２ｂから可動体３００に向けて、６つの第４の枠体側電極２３０ｂが突出する。図５において第１の短側面２１２ａから突出する枠体側電極を第３の枠体側電極２３０ａとし、第２の短側面２１２ｂから突出する枠体側電極を第４の枠体側電極２３０ｂとする。
【００５２】
第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂは、可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂまでの距離の略３／４まで突出し、枠体２００と接触しない。第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂと第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂの長さは同じである。
【００５３】
第３の可動体側電極３３０ａは所定の間隔で、第３の枠体側電極２３０ａと交互に、言い替えると第３の枠体側電極２３０ａに挟まれるように設けられる。第４の可動体側電極３３０ｂも同様に、所定の間隔で、第４の枠体側電極２３０ｂと交互に、言い替えると第４の枠体側電極２３０ｂに挟まれるように設けられる。第３の可動体側電極３３０ａどうしの間隔は、第３の可動体側電極３３０ａにおいて最も狭い幅の等倍から５倍程度まで、設計仕様に応じ任意に設定可能である。
【００５４】
第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂの幅とすると、第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂの幅は、枠体２００に近づくにつれて段階的に狭くなる。
【００５５】
第３の可動体側電極３３０ａの幅は、可動体３００との接続部から第３の可動体側電極３３０ａの長手方向における略中央まで最も広く、第３の可動体側電極３３０ａの長手方向における略中央から第１の短側面２１２ａに最も近づいた部位まで最も狭い。最も狭い幅は、最も広い幅の約１／３となっている。可動体３００との接続部から第３の可動体側電極３３０ａの長手方向における略中央まで、第３の可動体側電極３３０ａの幅は同じであり、第３の可動体側電極３３０ａの長手方向における略中央から第１の短側面２１２ａに最も近づいた部位まで、第３の可動体側電極３３０ａの幅は同じである。
【００５６】
第４の可動体側電極３３０ｂもまた同様であり、可動体３００との接続部において最も広い幅を有し、第２の短側面２１２ｂに近づくにつれて幅が段階的に狭くなる。
【００５７】
可動体３００の厚さ方向における第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂの長さは、可動体３００との接続部において、また枠体２００との最接近部において同じである。
【００５８】
２つの第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂから可動体３００に向けて６つの第３の枠体側電極２３０ａ及び６つの第４の枠体側電極２３０ｂが突出する。第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂは、第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂから突出し、可動体３００と接触しない。第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂどうしは、第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂの幅の約３倍の間隔を置いて等間隔に設けられる。
【００５９】
第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂの幅とすると、第３の枠体側電極２３０ａの幅は、第１の短側面２１２ａから可動体３００に近づくにつれて段階的に狭くなる。
【００６０】
第３の枠体側電極２３０ａの幅は、第１の短側面２１２ａとの接続部から第３の枠体側電極２３０ａの長手方向における略中央まで最も広く、第３の枠体側電極２３０ａの長手方向における略中央から可動体３００に最も近づいた部位まで最も狭い。第１の短側面２１２ａとの接続部から第３の枠体側電極２３０ａの長手方向における略中央まで、第３の枠体側電極２３０ａの幅は同じである。第３の枠体側電極２３０ａの長手方向における略中央から可動体３００に最も近づいた部位まで、第３の枠体側電極２３０ａの幅は同じである。
【００６１】
同様に、第４の枠体側電極２３０ｂは、第２の短側面２１２ｂとの接続部において最も広い幅を有し、可動体３００に近づくにつれて幅が段階的に狭くなる。
【００６２】
なお、可動体３００の厚さ方向における第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂの長さは、第１の短側面２１２ａ又は第２の短側面２１２ｂとの接続部において、また可動体３００との最接近部において同じである。また、第３の可動体側電極３３０ａにおける幅が段階的に変化する部位も含めて、第３の可動体側電極３３０ａと第３の枠体側電極２３０ａとの対向面は平行である。同様に、第４の可動体側電極３３０ｂと第４の枠体側電極２３０ｂとの対向面もまた平行である。このため、各電極ごとに発生する静電力にむらやバラつきは生じない。
【００６３】
支持軸４００の軸方向から見た第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂ及び第３の枠体側電極２３０ａ及び第４の枠体側電極２３０ｂは、第１の静電型アクチュエータ１００と同様であるため、説明を省略する。また、第２の静電型アクチュエータ５００の動作は、第１の静電型アクチュエータ１００と同様であるため、説明を省略する。
【００６４】
本実施形態によれば、第３及び第４の可動体側電極３３０ａ、３３０ｂの幅が可動体３００から枠体２００に近づくにつれて狭くなるため、櫛歯状電極の数を増やすことなく、振れ角度θを大きくすることができる。
【００６５】
次に、図６を参照して第３の実施形態による第３の静電型アクチュエータ６００について説明する。第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００６６】
可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂに向けて第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂが各々突出する。
【００６７】
可動体３００から第１の短側面２１２ａに向けて５つの第５の可動体側電極３４０ａが突出し、可動体３００から第２の短側面２１２ｂに向けて５つの第６の可動体側電極３４０ｂが突出する。
【００６８】
そして、第５の可動体側電極３４０ａの間であって、第１の短側面２１２ａから可動体３００に向けて、６つの第５の枠体側電極２４０ａが突出し、第６の可動体側電極３４０ｂの間であって、第２の短側面２１２ｂから可動体３００に向けて、６つの第６の枠体側電極２４０ｂが突出する。図６において第１の短側面２１２ａから突出する枠体側電極を第５の枠体側電極２４０ａとし、第２の短側面２１２ｂから突出する枠体側電極を第６の枠体側電極２４０ｂとする。
【００６９】
第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂは、可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂまでの距離の略３／４まで突出し、枠体２００と接触しない。第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂと第５の枠体側電極２４０ａ及び第６の枠体側電極２４０ｂの長さは同じである。
【００７０】
第５の可動体側電極３４０ａは、第５の可動体側電極３４０ａの幅の約２倍の間隔を置いて等間隔、かつ第５の枠体側電極２４０ａに挟まれるように設けられる。第６の可動体側電極３４０ｂも同様に、第６の可動体側電極３４０ｂの幅の約２倍の間隔を置いて等間隔、かつ第６の枠体側電極２４０ｂに挟まれるように設けられる。
【００７１】
第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂの幅として、以下説明する。
【００７２】
第５の可動体側電極３４０ａは、可動体３００との接続部分を成す基部３４１ａと、基部３４１ａから枠体２００に向けて伸びるテーパ部３４２ａとからなる。基部３４１ａは、第５の可動体側電極３４０ａの長手方向に向けて可動体３００からわずかに突出する略立方体である。テーパ部３４２ａは、鏡面３０１と平行な断面において台形を成す四角柱である。台形の底辺は基部３４１ａの一辺よりも長く、その中央で基部３４１ａと接続される。第５の可動体側電極３４０ａの幅は、基部３４１ａとの接続部が最も長く、基部３４１ａとの接続部から第１の短側面２１２ａに最も近づいた部位に向けて単調に短くなる。
【００７３】
第６の可動体側電極３４０ｂもまた第５の可動体側電極３４０ａと同様の形状を有する。
【００７４】
可動体３００の厚さ方向における第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂの長さは、可動体３００との接続部において、また枠体２００との最接近部において同じである。
【００７５】
２つの第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂから可動体３００に向けて６つの第５の枠体側電極２４０ａ及び６つの第６の枠体側電極２４０ｂが突出する。第５の枠体側電極２４０ａ及び第６の枠体側電極２４０ｂは、第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂから可動体３００までの距離の略３／４まで突出し、可動体３００と接触しない。第５の枠体側電極２４０ａ及び第６の枠体側電極２４０ｂどうしは、第５の枠体側電極２４０ａ及び第６の枠体側電極２４０ｂの幅の約２倍の間隔を置いて等間隔に設けられる。
【００７６】
第５及び第６の枠体側電極２４０ａ、２４０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第５及び第６の枠体側電極２４０ａ、２４０ｂの幅として、以下説明する。
【００７７】
第５の枠体側電極２４０ａは、枠体２００との接続部分を成す基部２４１ａと、基部２４１ａから可動体３００に向けて伸びるテーパ部２４２ａとからなる。基部２４１ａは、第５の枠体側電極２４０ａの長手方向に向けて枠体２００からわずかに突出する略立方体である。テーパ部２４２ａは、鏡面３０１と平行な断面において台形を成す四角柱である。台形の底辺は基部２４１ａの一辺よりも長く、その中央で基部２４１ａと接続される。第５の枠体側電極２４０ａの幅は、基部２４１ａとの接続部が最も長く、基部２４１ａとの接続部から可動体３００に最も近づいた部位に向けて単調に短くなる。
【００７８】
第６の枠体側電極２４０ｂもまた第５の枠体側電極２４０ａと同様の形状を有する。
【００７９】
なお、可動体３００の厚さ方向における第５の枠体側電極２４０ａ及び第６の枠体側電極２４０ｂの長さは、第１の短側面２１２ａ又は第２の短側面２１２ｂとの接続部において、また可動体３００との最接近部において同じである。
【００８０】
支持軸４００の軸方向から見た第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂ並びに第５及び第６の枠体側電極２４０ａ、２４０ｂは、第１の静電型アクチュエータ１００と同様であるため、説明を省略する。また、第３の静電型アクチュエータ６００の動作は、第１の静電型アクチュエータ１００と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
本実施形態によれば、第５及び第６の可動体側電極３４０ａ、３４０ｂの幅が可動体３００から枠体２００に近づくにつれて狭くなるため、櫛歯状電極の数を増やすことなく、振れ角度θを大きくすることができる。
【００８２】
次に、図７及び８を参照して第４の実施形態による第４の静電型アクチュエータ７００について説明する。第１の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付して説明を省略する。
【００８３】
可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂに向けて第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂが各々突出する。
【００８４】
可動体３００から第１の短側面２１２ａに向けて５つの第７の可動体側電極３５０ａが突出し、可動体３００から第２の短側面２１２ｂに向けて５つの第８の可動体側電極３５０ｂが突出する。
【００８５】
そして、第７の可動体側電極３５０ａの間であって、第１の短側面２１２ａから可動体３００に向けて、６つの第７の枠体側電極２５０ａが突出し、第８の可動体側電極３５０ｂの間であって、第２の短側面２１２ｂから可動体３００に向けて、６つの第８の枠体側電極２５０ｂが突出する。図６において第１の短側面２１２ａから突出する枠体側電極を第７の枠体側電極２５０ａとし、第２の短側面２１２ｂから突出する枠体側電極を第８の枠体側電極２５０ｂとする。
【００８６】
第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂは、可動体３００から第１及び第２の短側面２１２ａ、２１２ｂまでの距離の略３／４まで突出し、枠体２００と接触しない。第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂと第７の枠体側電極２５０ａ及び第８の枠体側電極２５０ｂの長さは同じである。
【００８７】
第７の可動体側電極３５０ａは、第７の可動体側電極３５０ａの幅の約３倍の間隔を置いて等間隔、かつ第７の枠体側電極２５０ａに挟まれるように設けられる。第８の可動体側電極３５０ｂも同様に、第８の可動体側電極３５０ｂの幅の約３倍の間隔を置いて等間隔、かつ第８の枠体側電極２５０ｂに挟まれるように設けられる。
【００８８】
第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂが伸びる方向に対して直角かつ鏡面３０１と平行な方向における長さを第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂの幅として、以下説明する。
【００８９】
第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂの幅は、可動体３００との接続部から枠体２００に最も近づく先端まで同じである。一方、可動体３００の厚さ方向における第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂの長さは、可動体３００との接続部において最も広い幅を有し、枠体２００に近づくにつれて線形に狭くなる。
【００９０】
第７及び第８の枠体側電極２５０ａ、２５０ｂの幅は、枠体２００との接続部から可動体３００に最も近づく先端まで同じである。一方、可動体３００の厚さ方向における第７及び第８の枠体側電極２５０ａ、２５０ｂの長さは、枠体２００との接続部において最も広い幅を有し、可動体３００に近づくにつれて線形に狭くなる。
【００９１】
支持軸４００の軸方向から第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂと第７及び第８の枠体側電極３５０ａ、３５０ｂとを見ると、第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂと第７及び第８の枠体側電極３５０ａ、３５０ｂとは、第２Ｓｉ層１０１ｂから成る部分が互いに重畳する。別言すると、支持軸４００の軸方向に垂直な投影面において、第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂと第７及び第８の枠体側電極３５０ａ、３５０ｂにおける第２Ｓｉ層１０１ｂからなる部分が互いに重畳している。
【００９２】
第４の静電型アクチュエータ７００の動作は、第１の静電型アクチュエータ１００と同様であるため、説明を省略する。
【００９３】
本実施形態によれば、第７及び第８の可動体側電極３５０ａ、３５０ｂの幅が可動体３００から枠体２００に近づくにつれて狭くなるため、櫛歯状電極の数を増やすことなく、振れ角度θを大きくすることができる。
【００９４】
なお、１軸の静電型アクチュエータについて説明したが、枠体２００の周囲に更に枠体、電極及び支持軸を設けることにより、静電型アクチュエータを２軸としても良い。
【符号の説明】
【００９５】
１００  第１の静電型アクチュエータ
１０１ａ  第１Ｓｉ層
１０１ｂ  第２Ｓｉ層
１０１ｃ  第３Ｓｉ層
１０２ａ  第１ＳｉＯ２層
１０２ｂ  第２ＳｉＯ２層
２００  枠体
２０１  第１の面
２０２  第２の面
２１０  開口部
２１２ａ  第１の短側面
２１２ｂ  第２の短側面
２２０ａ  第１の枠体側電極
２２０ｂ  第２の枠体側電極
３００  可動体
３０１  鏡面
３０２  鏡裏面
３２０ａ  第１の可動体側電極
３２０ｂ  第２の可動体側電極
４００  支持軸
【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】
2010283994.tif 000008
【図７】
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【図８】
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