(57)【要約】【課題】  圧電素子を利用したアクチュエータ及び該アクチュエータの駆動方法を提供する。【解決手段】入力された電圧によって変位を起こす少なくとも１つの圧電セルと、圧電セルの変位を知るための少なくとも１つの圧電センサとを含み、マイクロミラーの駆動とセンシングとを具現するアクチュエータである。【選択図】      図１
2010067341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された電圧によって変位を起こす少なくとも１つの圧電セルと、
前記圧電セルの変位を知るための少なくとも１つの圧電センサと、
前記圧電センサからエラー値を検出するエラー検出部と、
前記エラー値を利用してフィードバック信号を生成するフィードバック信号生成部とを含む圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項２】
前記エラー検出部は、ＰＬＬ回路を含むことを特徴とする請求項１に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項３】
前記エラー検出部は、前記圧電センサの静電容量から圧電セルの変位を知り、前記圧電セルの変位と基準変位とを比較し、エラー値を検出することを特徴とする請求項１に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項４】
前記圧電セルは、内部に複数層の電極層が積層された構造を有することを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち、いずれか一項に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項５】
前記圧電セルと圧電センサとが二対備わり、圧電セルと圧電センサとが互いに対面するように配されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち、いずれか一項に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項６】
前記圧電セルと圧電センサとにわたって搭載されるヒンジ部材と、前記ヒンジ部材上に搭載されるものであって、ミラーを支持するためのポストとを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうち、いずれか一項に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項７】
前記ヒンジ部材は、前記ミラーの回転軸に平行したバーと、前記バーから延びた屈曲部とを有することを特徴とする請求項６に記載の圧電素子を利用したアクチュエーター。
【請求項８】
前記圧電セル及び圧電センサとヒンジ部材との間に、支持部材がさらに備わったことを特徴とする請求項６に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項９】
前記ヒンジ部材は、
前記支持部材に結合される第１プレートと、
前記ポストが載置される第２プレートとをさらに含み、
前記バーと屈曲部とが前記第１プレートと第２プレートとの間に備わったことを特徴とする請求項８に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項１０】
前記屈曲部は、前記ミラーの回転軸に平行した少なくとも１つの第１部分と、前記ミラーの回転軸に垂直な少なくとも１つの第２部分とを含むことを特徴とする請求項９に記載の圧電素子を利用したアクチュエータ。
【請求項１１】
圧電セルに変位を起こす段階と、
前記圧電セルの変位によって連動される圧電センサからエラー値を検出する段階と、
前記エラー値からフィードバック信号を生成する段階とを含むアクチュエータの駆動方法。
【請求項１２】
前記エラー値を検出する段階は、前記圧電センサの静電容量を検出することを含むことを特徴とする請求項１１に記載のアクチュエータの駆動方法。
【請求項１３】
前記エラー値を検出する段階は、前記圧電センサの静電容量から圧電セルの変位を知り、前記圧電セルの変位と基準変位とを比較してエラー値を検出することを含むことを特徴とする請求項１２に記載のアクチュエータの駆動方法。
【請求項１４】
前記エラー値を検出する段階は、ＰＬＬ制御方法を利用することを含む請求項１１に記載のアクチュエータの駆動方法。
【請求項１５】
前記圧電セルと圧電センサとの上にヒンジ部材が搭載され、前記圧電セルが変位を起こすとき、ヒンジ部材を介して前記圧電センサが変位を起こすことを特徴とする請求項１１ないし請求項１４のうち、いずれか一項に記載のアクチュエータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子を利用したアクチュエータ及び該アクチュエータの駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、ホログラムを利用した情報保存技術が注目を集めている。ホログラムを利用した情報保存法は、情報を光学干渉紋（optical  interference  pattern）形態で、光に敏感な無機質結晶や、あるいはポリマー材料に保存するのである。光学干渉紋は、干渉性を帯びた２条のレーザビームを利用して形成する。経路を異にする参照光と信号光とが互いに干渉して形成される干渉紋が、感光性記録媒体に化学的、あるいは物理的な変化を起こして記録される。このように記録された干渉パターンから情報を再生するためには、記録時の光と類似した参照光が、記録媒体に記録された干渉パターンに照射される。これは、干渉パターンによる回折を起こし、これによって信号光が復元されつつ、情報が再生される。
【０００３】
かようなホログラム情報保存技術は、ボリュームホログラフィ（volume  holography）を利用し、ページ（page）単位で記録／再生するボリュームホログラフィ方式と、マイクロホログラフィ（micro  holography）を利用して単一ビット（single bit）で記録／再生するマイクロホログラフィ方式とがある。ボリュームホログラフィ方式は、大規模な情報を同時に処理するという長所があるが、光学系が非常に精密に調整せねばならないために、一般消費者対象の情報保存装置として商用化し難い。
【０００４】
一方、マイクロホログラフィ方式は、２条の集光された光を焦点で干渉させ、微細な干渉紋を形成し、かような干渉紋を記録媒体の平面上で移動させて多数を記録して記録層を形成し、かような記録層を記録媒体の深さ方向に重畳させて記録することによって、記録媒体上に情報を三次元で記録する方式である。
【０００５】
参照光と信号光との干渉を利用した回折パターンをホログラフィ媒体内に記録し、データを保存するホログラフィ情報保存装置で、ホログラムメディアに記録された信号を再生、あるいは新しいデータを記録するにおいて、各参照光及び信号光のメディアに対する入射角度の精密制御は、非常に重要である。一般的に、ホログラフィ保存装置は、ガルバノミラーを使用するが、ガルバノミラーは、サイズが大きく、小型光学ヘッドに不適である。また、ＭＥＭＳ（micro-electro-mechanical  system）ミラーが使われる場合は、ＭＥＭＳミラーは、静電力を利用するものであるために、駆動力が小さく、駆動周波数が共振周波数に制限され、適用範囲が狭いだけではなく、精密度が低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一実施形態によれば、圧電素子を利用し、マイクロミラーの駆動とセンシングとを具現するアクチュエータを提供する。
【０００７】
本発明の他の実施形態によれば、圧電素子をセンサとして利用し、アクチュエータを駆動する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態によれば、入力された電圧によって変位を起こす少なくとも１つの圧電セルと、前記圧電セルの変位を知るための少なくとも１つの圧電センサと、前記圧電センサからエラー値を検出するエラー検出部と、前記エラー値を利用してフィードバック信号を生成するフィードバック信号生成部とを含む圧電素子を利用したアクチュエータを提供する。
【０００９】
本発明の一側面によれば、前記エラー検出部はＰＬＬ（phase  locked  loop）回路を含むことができる。
【００１０】
本発明の他の側面によれば、前記エラー検出部は、前記圧電センサの静電容量から圧電セルの変位を知り、前記圧電セルの変位と基準変位とを比較してエラー値を検出できる。
【００１１】
本発明の他の側面によれば、前記圧電セルは、内部に複数層の電極層が積層された構造を有することができる。
【００１２】
本発明の他の側面によれば、前記圧電セルと圧電センサとが二対備わり、圧電セルと圧電センサとが互いに対面するように配されうる。
【００１３】
本発明の他の側面によれば、前記圧電セルと圧電センサとにわたって搭載されるヒンジ部材と、前記ヒンジ部材上に搭載されるものであって、ミラーを支持するためのポストとを含むことができる。
【００１４】
本発明の他の側面によれば、前記ヒンジ部材は、前記ミラーの回転軸に平行したバーと、前記バーから延びた屈曲部とを有する圧電素子を利用できる。
【００１５】
本発明の他の側面によれば、前記圧電セル及び圧電センサとヒンジ部材との間に、支持部材がさらに備わりうる。
【００１６】
本発明の他の側面によれば、前記ヒンジ部材は、前記支持部材に結合される第１プレートと、前記ポストが載置される第２プレートとをさらに含み、前記バーと屈曲部とが前記第１プレートと第２プレートとの間に備わりうる。
【００１７】
本発明の他の側面によれば、前記屈曲部は、前記ミラーの回転軸に平行した少なくとも１つの第１部分と、前記ミラーの回転軸に垂直な少なくとも１つの第２部分とを含むことができる。
【００１８】
本発明の他の側面によれば、圧電セルに変位を起こす段階と、前記圧電セルの変位によって連動される圧電センサからエラー値を検出する段階と、前記エラー値からフィードバック信号を生成する段階とを含むアクチュエータの駆動方法を提供する。
【００１９】
本発明の他の側面によれば、前記エラー値を検出する段階は、前記圧電センサの静電容量を検出することを含むことができる。
【００２０】
本発明の他の側面によれば、前記エラー値を検出する段階は、前記圧電センサの静電容量から圧電セルの変位を知り、前記圧電セルの変位と基準変位とを比較してエラー値を検出することを含むことができる。
【００２１】
本発明の他の側面によれば、前記圧電セルと圧電センサとの上にヒンジ部材が搭載され、前記圧電セルが変位を起こすとき、ヒンジ部材を介して前記圧電センサが変位を起こしうる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明一実施形態によれば、圧電素子をマイクロミラーを、駆動するための圧電セル、ならびに圧電セルの変位を検出するためのセンサとして利用できる。従って、圧電セルの変位を検出するための別途のセンサを具備する必要がないので、構造が簡単である。一方、本発明の一実施形態によるアクチュエータは、例えば、ホログラフィ情報保存装置に適用されうる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による圧電素子を利用したアクチュエータを概略的に図示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による圧電素子を利用したアクチュエータに備わったマイクロミラーディバイスの一例を図示した図である。
【図３】図２のＩＩ−ＩＩ’断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による圧電素子を利用したアクチュエータに備わったヒンジ部材の一例を図示した図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態によるアクチュエータに備わる圧電セルの製作方法を説明するための図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態によるアクチュエータに備わる圧電セルの製作方法を説明するための図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態によるアクチュエータに備わる圧電セルの製作方法を説明するための図である。
【図５Ｄ】本発明の一実施形態によるアクチュエータに備わる圧電セルの製作方法を説明するための図である。
【図６Ａ】本発明の実施形態によるアクチュエータに備わる積層型圧電セルの例を図示した図である。
【図６Ｂ】本発明の実施形態によるアクチュエータに備わるバルク型圧電セルの例を図示した図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態によるアクチュエータが一軸を中心に駆動される例を図示した図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態によるアクチュエータが一軸を中心に駆動される例を図示した図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態によるアクチュエータが他の軸を中心に駆動される例を図示した図である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態によるアクチュエータが他の軸を中心に駆動される例を図示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態による圧電素子を利用したアクチュエータ及びその駆動方法について、添付された図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
本発明の一実施形態によるアクチュエータは、圧電素子を利用してミラー駆動を行うと共に、圧電セルの変位を検出する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態によるアクチュエータを概略的に図示した図である。図１を参照するに、本発明の一実施形態によるアクチュエータは、少なくとも１つの圧電セルと、少なくとも１つの圧電センサとを有する圧電素子１０を含むマイクロミラーデバイス１と、前記圧電センサから静電容量を検出するエラー検出部５とを含む。エラー検出部５から検出された静電容量を利用し、フィードバック信号生成部７で変位エラー値を検出し、制御部３で前記エラー値が訂正されるように、圧電セルの変位を制御する。
【００２７】
図２を参照するに、圧電素子１０は、マイクロミラーを駆動するためのものであり、一対以上の圧電セルと圧電センサとを具備する。例えば、２対の圧電セルと圧電センサとが備わり、圧電セルと圧電センサとが互いに対面するように配されうる。マイクロミラーデバイス１は、圧電素子１０を利用してマイクロミラーを駆動する。
【００２８】
図２は、マイクロミラーデバイス１の一例を図示した図である。マイクロミラーデバイス１は、第１圧電セル１０ａと、第１圧電セル１０ａに対面する第１圧電センサ１０ｃと、第２圧電セル１０ｄと、第２圧電セル１０ｄに対面する第２圧電センサ１０ｂとを含む。圧電素子１０上には、ヒンジ部材３０が搭載され、ヒンジ部材３０上にポスト４０が備わり、ポスト４０上に、マイクロミラー５０が支持されている。ヒンジ部材３０は、第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｄの変位によって回転軸として作用し、マイクロミラー５０がチルトされる。ヒンジ部材３０は、圧電素子１０上に直接に（directly）搭載されうる一方、圧電素子１０とヒンジ部材３０との間に、支持部材２０がさらに備わりうる。以下では、支持部材２０が備わった構造について説明する。
【００２９】
本発明の実施形態によれば、コンピュータ２は、マイクロミラーのチルト角に対応する圧電セルの基準変位に対するデータと、圧電センサの静電容量変化値に対応する圧電セルの変位データとを含むことができる。かようなデータを利用して圧電センサから検出した静電容量によって、圧電セルの変位エラーを知り、この変位エラーを圧電セルに反映することによって、マイクロミラーを精密に制御できる。コンピュータ２からマイクロミラー５０のチルト角に対応する圧電セルの基準変位値が制御部３に入力され、この基準変位値に対応する電圧が、増幅器４を介していずれか１つの圧電セルに入力される。電圧が入力された圧電セルは、変位を起こし、変位を起こした圧電セルに対応する圧電センサがヒンジ部材３０を介して力が伝えられ、下降したり上昇する。例えば、第１圧電セル１０ａに電圧が入力されれば、第１圧電セル１０ａが変位を起こし、これに対面している第１圧電センサ１０ｃが連動されて変位を起こす。第２圧電セル１０ｄに電圧が入力されれば、第２圧電センサ１０ｂが連動されて変位を起こす。
【００３０】
第１圧電センサ１０ｃまたは第２圧電センサ１０ｂが変位を起こすことによって、圧電センサの静電容量値が変わり、エラー検出部５から静電容量値を検出する。この静電容量値から第１圧電セル１０ａまたは第２圧電セル１０ｄの変位を知り、変位エラー値を計算する。そして、フィードバック信号生成部７は、この変位エラー値からフィードバック信号を生成して制御部３に伝達する。制御部３は、フィードバック信号を反映して圧電素子を制御する。
【００３１】
一方、他の変形例として、エラー検出部５が、ＰＬＬ（phase  locked  loop）回路を含むことができる。ＰＬＬ回路は、一定のインダクタンス値Ｌを有するインダクタを具備し、圧電センサの静電容量Ｃと前記インダクタンスＬとを利用し、電気的な共振周波数を得ることができる。このときに得られた共振周波数を、制御変数として利用して圧電素子の動作を制御できる。この場合には、コンピュータ２は、圧電セルの変位に対応する共振周波数のデータを有する。かような制御方法をＰＬＬ制御法という。
【００３２】
さらに他の変形例として、エラー検出部５が圧電センサの変位によって変わる電圧を検出し、この電圧値からエラーを検出できる。圧電センサは、機械的力が加えられれば電圧が発生するので、この電圧を測定できる。この場合には、コンピュータ２が圧電セルの変位に対応する圧電センサの電圧のデータを有する。本発明の実施形態によれば、圧電素子をセンサとして利用し、マイクロミラーの駆動時にエラー値を検出できる。
【００３３】
次は、マイクロミラーデバイス１の一例について説明する。第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｄと、第１圧電センサ１０ｂ及び第２圧電センサ１０ｃは、それぞれ別途の本体として分離されていたり、または図２に図示されているように、本体部分は、所定ギャップ１３で互いに分離されている一方、下面１１が互いに連結されている構造で形成されうる。下面１１が互いに連結されている構造は、第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｄと第１圧電センサ１０ｂ及び第２圧電センサ１０ｃとが互いに安定的に固定されうるようにしてする。一方、第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｄと、第１圧電センサ１０ｂ及び第２圧電センサ１０ｃとの各側面には、電極１５が備わる。
【００３４】
支持部材２０は、ヒンジ部材３０を支持するためのものであり、前記圧電セルと圧電センサとの個数に対応するように設けられて圧電素子１０の上面に搭載される。支持部材２０は、第１支持部材ないし第４支持部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを含み、それぞれの支持部材が独立的に分離されていたり、または隣接する支持部材間に備わったコネクタ２７によって結合されうる。コネクタ２７は、支持部材２０の移動時に、隣接する支持部材２０の運動を妨害しないように、弾性材質で形成される。支持部材は、上部面にグルーブ２３を具備し、側面２６に突起２５を具備する。支持部材２０の側面２６は、傾斜面によって形成され、突起２５は、支持部材ごとに２個ずつ備わりうる。突起２５は、ミラー５０の回転時に、圧電素子１０にミラーが接触することを防止する役割を行う。また、突起２５と突起２５との間に、支持部材２０を圧電素子１０に付着するためのエポキシを塗布し、支持部材２０を固定させることができる。
【００３５】
前記第１支持部材ないし第４支持部材２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによって囲まれた真ん中の部分は、空き空間２１によって形成され、空間２１は、ヒンジ部材３０が動くことができる空間を提供する。図３を参照するに、支持部材２０の厚さがヒンジ部材３０の厚さより厚く、ヒンジ部材３０の端部が支持部材２０のグルーブ２３に支持されており、ヒンジ部材３０は、空間２１上に浮いている。ヒンジ部材３０の上部には、ポスト４０が装着され、ポスト４０によって、マイクロミラー５０が支持されている。
【００３６】
図４は、ヒンジ部材３０の拡大斜視図である。ヒンジ部材３０は、マイクロミラー５０の回転軸に平行したバー３２と、バー３２から延びた屈曲部３３とを有する。屈曲部３３は、ミラー５０の回転軸（Ｘ軸またはＹ軸）と平行した少なくとも１つの第１部分３３ａと、ミラーの回転軸に垂直な少なくとも１つの第２部分３３ｂとを含む。ミラーの回転軸と平行した第１部分３３ａは、ツイスティングが起こり、ミラーの回転軸に垂直な第２部分３３ｂは、ベンディング（bending）が起こる。ヒンジ部材が動くとき、ツイスティングされる部分とベンディングされる部分とを介して応力を分散させることによって、精密制御が可能になる。
【００３７】
ヒンジ部材３０は、支持部材２０のグルーブ２３に結合される第１プレート３１と、ポスト４０が載置される第２プレート３５とを含み、第１プレート３１と第２プレート３５との間に、バー３２と屈曲部３３とが備わる。屈曲部３３は、第１部分３３ａと第２部分３３ｂとが多いほど、応力を分散させるのに有利であるが、アクチュエータの小型化のためには、第１部分３３ａと第２部分３３ｂとの個数を制限する必要がある。ミラー５０は、ヒンジ部材３０の動きによって回転し、図４のＸ軸またはＹ軸がミラーの回転軸になる。
【００３８】
図５Ａないし図５Ｄは、圧電素子の製造方法を説明するための図である。図５Ａに図示されているように、複数枚の成形シート６１を製造する。図５Ｂに図示されているように、内部電極層６３を成形シート６１に交互に積層させ、熱と圧力とを加えて圧着して積層体６２を形成する。そして、図５Ｃに図示されているように、積層体６２の外部に露出された内部電極層６３に導電性ペーストを塗布し、電極６４を形成する。その後、図５Ｄに図示されているように、積層体６２をダイシング（dicing）やソーカッティング（saw  cutting）のような方法で４個のセルに切る。このとき、積層体を底端まで切らずに、下部分６６は、互いに連結されている状態になるように残す。これによって、各セル間のギャップ６５を一定に維持できる。分離工程と共に、圧電体の寸法を一定にするために、セラミック面の研磨と同じ方法を追加しうる。
【００３９】
図６Ａは、積層型圧電素子１６０を、図６Ｂは、バルク型圧電素子１７０を概略的に図示した図である。積層型圧電素子１６０は、内部に第１電極層１６１と第２電極層１６２が交互に積層され、両側面に第１電極１６３及び第２電極１６４が備わる。バルク型圧電素子１７０は、内部に電極層が備わらずに、両側面に第１電極１７３及び第２電極１７４が備わる。例えば、積層型圧電素子１６０は、静電容量を検出してマイクロミラー駆動エラー値を検出するとき、複数対の第１電極層と第２電極層との静電容量が合わさるために静電容量を検出しやすい。
【００４０】
次は、本発明の一実施形態によるアクチュエータの駆動方法について説明する。
【００４１】
図７Ａを参照するに、第１圧電セル１０ａと第２圧電セル１０ｃとのうち、選択的に電圧を印加すれば、印加された電圧によって、第１圧電セル及び第２圧電セルのうち、いずれか一つに変位が発生し、圧電セルの高さが変わる。圧電セルの変位によって、支持部材２０の位置が変わり、支持部材２０に結合されたヒンジ部材３０が変形する。ヒンジ部材３０の変形によって、ヒンジ部材３０にポスト４０を介して支持されたマイクロミラー５０が回転される。ここで、マイクロミラー５０がヒンジ部材３０上に直接結合されず、ポスト４０によって支持されることは、ミラー５０の回転空間を確保することと共に、ヒンジ部材の変形がマイクロミラーに直接影響を及ぼすことによって、精密制御されないこととを防止するためである。
【００４２】
さらに具体的にアクチュエータを駆動するための方法について説明する。第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｃの変位によって、マイクロミラー５０のチルト角を調節できる。マイクロミラー５０のチルト角を精密に制御するために、第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｃの変位エラーを検出し、このエラー値を利用し、第１圧電セル１０ａ及び第２圧電セル１０ｃの変位を訂正する。一方、圧電素子の平衡度を維持するために、マイクロミラーから反射された光をフォトダイオードで検出した信号を利用し、平衡度を調節できる。
【００４３】
図７Ａ及び図７Ｂで（から）ａ，ｂ，ｃ，ｄは、圧電素子に加えられる電圧を示す。図７Ａを参照するに、第１圧電セル１０ａに（＋）電圧を印加すれば、第１圧電セル１０ａが上昇し、支持部材２０（図２）とヒンジ部材３０（図２）とを介して、第１圧電セル１０ａに対面する第１圧電センサ１０ｃが下に押される。従って、第１圧電センサ１０ｃが変位を起こす。このとき、第２圧電セル１０ｄと第２圧電センサ１０ｂは、マイクロミラーの回転軸を支持する役割を果たし、マイクロミラー５０がＸ軸を中心にチルトされる。エラー検出部５では、前記第１圧電センサから静電容量を検出したり、または電圧を検出したり、またはＰＬＬ制御方法を利用し、共振周波数を検出できる。ここでは、静電容量を利用してエラーを検出することについて説明する。第１圧電センサ１０ｃが変位を起こせば、静電容量値が変わる。例えば、図６Ａに図示された積層型圧電セル１６０が変位を起こせば、第１電極層１６１と第２電極層１６２との間隔が変わる。ところで、静電容量は、第１電極層１６１と第２電極層１６２との面積とその間の間隔とに依存する。第１電極層１６１及び第２電極層１６２の面積が一定であり、圧電セルの変位によって、第１電極層１６１及び第２電極層１６２間の間隔が変わるとき、静電容量が変わる。圧電センサから静電容量値を検出すれば、圧電セルの変位を逆算して知ることができる。このように逆算された圧電セルの変位値と基準変位値とを比較し、圧電セルの変位エラーを計算し、変位エラー値を訂正したフィードバック信号を生成する。ここで、基準変位値は、マイクロミラーのチルト角に対応する圧電セルの変位を示す。図７Ｂを参照するに、第１圧電セル１０ａに（−）電圧を印加すれば、第１圧電セル１０ａが下降し、支持部材２０（図２）とヒンジ部材３０（図２）とを介して第１圧電セル１０ａに対面する第１圧電センサ１０ｃが上に上がる。次は、圧電セルの強制変位、圧電セルに加えた力、静電容量変化量、圧電センサの発生変位を検出した例を示した表である。
【００４４】
【表１】
2010067341.tif 000003
図８Ａを参照するに、第２圧電セル１０ｄに（＋）電圧を印加すれば、第２圧電セル１０ｄが上昇し、支持部材２０とヒンジ部材３０とを介して、第２圧電セル１０ｄに対面する第２圧電センサ１０ｂが下に押される。従って、第２圧電センサ１０ｂが変位を起こす。このとき、第１圧電セル１０ａと第１圧電センサ１０ｃは、マイクロミラーの回転軸を支持する役割を果たし、マイクロミラー５０がＹ軸を中心にチルトされる。図８Ｂを参照するに、第２圧電セル１０ｄに（−）電圧を印加すれば、第２圧電セル１０ｄが下降し、支持部材２０とヒンジ部材３０とを介して、第２圧電セル１０ｄに対面する第２圧電センサ１０ｂが上に上がる。エラー検出部は、第２圧電センサ１０ｂの変位によって変わる電圧、静電容量、共振周波数のうち、いずれか一つを検出してエラー値を抽出し、このエラー値からフィードバック信号を生成し、訂正されたチルト角でマイクロミラーを駆動できる。
【００４５】
本発明の一実施形態によれば、圧電素子をマイクロミラーを駆動するための圧電セル、並びに圧電セルの変位を検出するためのセンサとして利用できる。従って、圧電セルの変位を検出するための別途のセンサを具備する必要がないので、構造が簡単である。一方、本発明の一実施形態によるアクチュエータは、例えば、ホログラフィ情報保存装置に適用されうる。
【００４６】
前記実施形態は、例示的なものに過ぎず、当技術分野の当業者ならば、それらから多様な変形及び均等な他実施形態が可能であろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想によって決まるものである。
【符号の説明】
【００４７】
１      マイクロミラーデバイス
２      コンピュータ
３      制御部
４      増幅器
５      エラー検出器
７      フィードバック信号生成器
１０    圧電素子
１０ａ  第１圧電セル
１０ｂ  第２圧電センサ
１０ｃ  第１圧電センサ
１０ｄ  第２圧電セル
１１    底面
１３    所定ギャップ
１５，６４  電極
２０    支持部材
２０ａ  第１支持部材
２０ｂ  第２支持部材
２０ｃ  第３支持部材
２０ｄ  第４支持部材
２１    空き空間
２３    グルーブ
２５    突起
２６    側面
２７    コネクタ
３０    ヒンジ部材
３１    第１プレート
３２    バー
３３    屈曲部
３３ａ  第１部分
３３ｂ  第２部分
３５    第２プレート
４０    ポスト
５０    マイクロミラー
６１    成形シート
６２    積層体
６３    内部電極層
６５    ギャップ
６６    底部分
１６０  積層型圧電素子
１６１  第１電極層
１６２  第２電極層
１６３，１７３  第１電極
１６４，１７４  第２電極
１７０  バルク型圧電素子
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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