(57)【要約】【課題】  光偏向器の偏向角の減少を抑制しつつ、アクチュエータの強度を向上できる光偏向器を提供する。【解決手段】  光偏向器Ａ１は、反射面１ｂを第２軸Ｘ２周りに揺動させる外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を備える。該アクチュエータ１０１，１０２の圧電カンチレバー３１〜３５を連結する連結部４１には、第１方向ｙにおいて、２つの圧電カンチレバーの間の空隙４３の範囲よりも広い範囲に亘って、前記連結部に設けられたリブ４２が突出して設けられている。【選択図】  図２
2014235298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するミラー部と、
前記ミラー部を所定の軸周りに揺動させるアクチュエータとを備え、
前記アクチュエータは、
駆動電圧が印加される圧電体と、該圧電体を支持し該圧電体と共に屈曲変形する支持体とを有し、長手方向を同一として当該長手方向に直交する方向に間隔を存して並列配置された複数の圧電カンチレバーと、
前記複数の圧電カンチレバーのうち隣り合う圧電カンチレバーの同一側の端部を連結する連結部と、
前記連結部から突出し、当該連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの幅方向において、当該２つの圧電カンチレバーの間の空隙の範囲よりも広い範囲に亘って、前記連結部に設けられたリブと
を備えることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向器において、前記リブは、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの幅方向において、当該リブが設けられた前記連結部の一方の端部から他方の端部まで設けられていることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光偏向器において、前記リブは、前記複数の圧電カンチレバーが配置されている方向である第１方向、及び当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向のいずれにも直交する方向である第２方向の長さが、当該リブが設けられた前記連結部の当該第２方向の長さの３倍以上６倍以下であることを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光偏向器において、前記リブは、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向における当該リブの長さが、前記複数の圧電カンチレバーが配置されている方向である第１方向、及び当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向のいずれにも直交する方向である第２方向における、当該リブが設けられた前記連結部の長さの２．５倍以上５倍以下であることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光偏向器において、前記リブは、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向において、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーと、当該リブが設けられた前記連結部との境界から、当該リブまでの長さが、当該長手方向における当該リブの長さ以下であることを特徴とする光偏向器。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光偏向器において、前記リブは、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向において、当該リブの両端部が、当該リブが設けられた前記連結部上に位置していることを特徴とする光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面を揺動可能な光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射面を有するミラー部と、ミラー部を所定の軸周りに揺動させるアクチュエータとを備える光偏向器が知られている（特許文献１）。この光偏向器では、アクチュエータは、駆動電圧が印加される圧電体と、圧電体を支持し圧電体と共に屈曲変形する支持体とを有し、長手方向が同一となり且つ当該長手方向に直交する方向に間隔を存して並ぶように配置された複数の圧電カンチレバーと、複数の圧電カンチレバーのうち隣り合う圧電カンチレバーの端部を連結する連結部とを備える。
【０００３】
各圧電カンチレバーは、その長手方向が同一となり且つ当該長手方向に直交する方向に間隔を存して並ぶように配置され、所謂ミアンダ形状に形成されている。そして、連結部は、複数の圧電カンチレバーのうち隣り合う圧電カンチレバーの端部を連結している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたような光偏向器においては、ミラー部の揺動角度（すなわち、光偏向器の偏向角）の低下を抑制しつつ、アクチュエータの強度を向上させることが求められている。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、光偏向器の偏向角の減少を抑制しつつ、アクチュエータの強度を向上できる光偏向器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、反射面を有するミラー部と、前記ミラー部を所定の軸周りに揺動させるアクチュエータとを備え、前記アクチュエータは、駆動電圧が印加される圧電体と、該圧電体を支持し該圧電体と共に屈曲変形する支持体とを有し、長手方向が同一となり且つ当該長手方向に直交する方向に間隔を存して並ぶように配置された複数の圧電カンチレバーと、前記複数の圧電カンチレバーのうち隣り合う圧電カンチレバーの端部を連結する連結部と、前記連結部から突出し、当該連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの幅方向において、当該２つの圧電カンチレバーの間の空隙よりも一方の前記圧電カンチレバー側の位置から、当該幅方向において、当該空隙よりも他方の前記圧電カンチレバー側の位置まで形成されたリブとを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、リブにより連結部ひいてはアクチュエータの剛性（すなわち、強度）を向上できる。
【０００９】
また、リブによる連結部の剛性の向上により、圧電カンチレバーの屈曲変形による振動が伝達されたときに、連結部にリブが設けられていない場合に比べて、当該振動による連結部の変形が少なくなる。従って、連結部は、当該連結部が連結している２つの圧電カンチレバーの屈曲変形を、効率よく累積することができる。これにより、連結部にリブが設けられていない場合に比べて、アクチュエータによるミラー部の所定の軸回りの揺動角度を増加できる。
【００１０】
更に、リブは、連結部から突出しており、圧電カンチレバーからは突出していない。このため、駆動電圧が印加されたときの圧電カンチレバーの屈曲変形を妨げることがない。これにより、連結部にリブが設けられた場合であっても、アクチュエータによるミラー部の所定の軸回りの揺動角度の低下を抑制でき、ひいては、光偏向器の偏向角の減少を抑制できる。
【００１１】
以上のように、光偏向器の偏向角の減少を抑制しつつ、アクチュエータの強度を向上できる。
【００１２】
本発明において、前記リブが、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの幅方向において、当該リブが設けられた前記連結部の一方の端部から他方の端部まで設けられていることが好ましい。この構成によれば、リブは、よりアクチュエータの強度を向上させることができる。
【００１３】
本発明において、前記リブを、前記複数の圧電カンチレバーが配置されている方向である第１方向、及び当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向のいずれにも直交する方向である第２方向の長さを、当該リブが設けられた前記連結部の当該第２方向の長さの３倍以上６倍以下として、光偏向器を構成することができる。
【００１４】
本発明において、前記リブを、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向における当該リブの長さを、前記複数の圧電カンチレバーが配置されている方向である第１方向、及び当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向のいずれにも直交する方向である第２方向における、２．５倍以上５倍以下として、光偏向器を構成することができる。
【００１５】
本発明において、前記リブを、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向において、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーと、当該リブが設けられた前記連結部との境界から、当該リブまでの長さを、当該長手方向における当該リブの長さ以下として、光偏向器を構成することができる。
【００１６】
本発明において、前記リブを、当該リブが設けられた前記連結部が連結している２つの前記圧電カンチレバーの長手方向において、当該リブの両端部が当該リブが設けられた前記連結部上に位置させて、光偏向器を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態の光偏向器の構成を示す斜視図。
【図２】本実施形態の光偏向器が備える圧電カンチレバーを連結する連結部に設けられたリブを示す図。
【図３】図１の光偏向器が備える圧電カンチレバー等の構造を模式的に示す断面図。
【図４】予備実験の結果を示す図。
【図５】リブ及び連結部のパラメータを示す図。
【図６】実験１−１の結果を示す図。
【図７】実験１−２の結果を示す図。
【図８】実験１−３の結果を示す図。
【図９】実験２の結果を示す図。
【図１０】実験３−１の結果を示す図。
【図１１】実験３−２の結果を示す図。
【図１２】実験４の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態の光偏向器について説明する。
【００１９】
まず、図１に示した光偏向器Ａ１の構成について説明した後（「１．光偏向器の構成」）、光偏向器Ａ１の作動について説明する（「２．光偏向器の作動」）。その後、光偏向器Ａ１の偏向角の減少を抑制しつつ、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上できることを鑑みたときに、より良い、リブ４２（図２参照）の大きさ及び位置について説明する（「３．リブ及び連結部の適切な形態」）。
【００２０】
「１．光偏向器の構成」
図１に示すように、本実施形態の光偏向器Ａ１は、反射部１と、反射部１が搭載された可動部９と、反射部１を可動部９に対して第１軸Ｘ１の周りに揺動させるための圧電アクチュエータ（以下、「内側圧電アクチュエータ」という）８１，８２と、反射部１及び可動部９を支持基体１１に対して第２軸Ｘ２（第１軸Ｘ１に直交する軸。但し、第１軸Ｘ１と第２軸Ｘ２とが正確に直交している必要はない。）の周りに揺動させるための圧電アクチュエータ（以下、「外側圧電アクチュエータ」という）１０１，１０２とを備えている。
【００２１】
反射部１は、円板状の反射部基体１ａと、この反射部基体１ａ上に入射された光を反射する金属薄膜で形成された反射面１ｂとを備え、反射部基体１ａの直径方向の両端から外側へ向かって延設された１対のトーションバー２ａ，２ｂを介して、可動部９に連結されている。
【００２２】
詳細には、可動部９は方形枠状に形成され、反射部１の周囲を囲むように設けられている。そして、反射部基体１ａから延設されたトーションバー２ａ，２ｂの各々の先端部が、可動部９の内周部に連結されている。
【００２３】
反射部１を可動部９に対して揺動させる内側圧電アクチュエータ８１，８２は、各々が半円弧形状に形成され、互いに反射部１を囲むように空隙を隔てて配置されている。内側圧電アクチュエータ８１，８２は、各々の一方の端部が一方のトーションバー２ａを挟んで対向して配置され、各々の他方の端部が他方のトーションバー２ｂを挟んで対向して配置されている。
【００２４】
各内側圧電アクチュエータ８１，８２は、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された圧電カンチレバーにより構成されている。これにより、各内側圧電アクチュエータ８１，８２が圧電駆動によって屈曲変形することで、トーションバー２ａ，２ｂは、軸心回りに揺動する。これにより、反射部１は、トーションバーの揺動に伴って該トーションバー２ａ，２ｂの軸心となる第１軸Ｘ１の周りに揺動可能となっている。
【００２５】
支持基体１１は方形枠状に形成され、可動部９の周囲を囲むように設けられている。そして、反射部１及び可動部９を支持基体１１に対して揺動させる一対の外側圧電アクチュエータ１０１，１０２が、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、可動部９を挟んで第２軸Ｘ２の方向に対向するようにして配置されており、これらの外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を介して、可動部９が支持基体１１に支持されている。
【００２６】
各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２は、圧電駆動によって屈曲変形するように各々構成された複数（図示例では５つ）の圧電カンチレバー３１〜３５が、連結部４１（図２参照）によって連結されることで構成されている。また、圧電カンチレバー３１，３５は、その長さが、圧電カンチレバー３２〜３４の長さの半分程度となるように形成されている。
【００２７】
複数の圧電カンチレバー３１〜３５は、支持基体１１の内周部と可動部９の外周部との間で、第２軸Ｘ２と直交する方向に延在して、第２軸Ｘ２の方向に間隔を存して並ぶように配置されると共に、その各圧電カンチレバー３１〜３５が隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返されるように連結されている。従って、各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２は、第２軸Ｘ２と直交する方向を振幅方向として蛇行するようにして延在している。
【００２８】
換言すると、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各々は、各圧電カンチレバー３１〜３５が所謂ミアンダ形状に形成されている。
【００２９】
ここで、各圧電カンチレバー３１〜３５の配置において端に位置する２つの圧電カンチレバー３１，３５のうち、一方の圧電カンチレバーを先端側圧電カンチレバー３１といい、他方の圧電カンチレバーを基端側圧電カンチレバー３５という。また、各圧電カンチレバー３１〜３５のうち、先端側圧電カンチレバー３１及び基端側圧電カンチレバー３５の間に位置する圧電カンチレバーを、中間圧電カンチレバー３２〜３４という。
【００３０】
先端側圧電カンチレバー３１は、一方の端部が可動部９（より詳細には、可動部９の外周部のうち第１軸Ｘ１に平行な辺の、第１軸Ｘ１に平行な方向における中央部付近）に連結されている。また、先端側圧電カンチレバー３１は、可動部９に連結されている側とは反対側の端部が、隣り合う圧電カンチレバー３２の当該反対側の端部と同一側の端部に、連結部４１によって連結されている。
【００３１】
基端側圧電カンチレバー３５は、一方の端部が支持基体１１（より詳細には、支持基体１１の内周部のうち第１軸Ｘ１に平行な辺の、第１軸Ｘ１に平行な方向における中央部付近）に連結されている。また、基端側圧電カンチレバー３５は、支持基体１１に連結されている側とは反対側の端部が、隣り合う圧電カンチレバー３４の当該反対側の端部と同一側の端部に、連結部４１によって連結されている。
【００３２】
中間圧電カンチレバー３２〜３４の各々は、一方の端部が、隣り合う圧電カンチレバーのうち一方の圧電カンチレバー（「３１又は３３」，「３２又は３４」，「３３又は３５」）の当該一方の端部と同一側の端部に、連結部４１によって連結されている。
【００３３】
また、中間圧電カンチレバー３２〜３４の各々は、当該圧電カンチレバーの一方の端部とは反対側の端部が、隣り合う他方の圧電カンチレバー（「３３又は３１」，「３４又は３２」，「３５又は３３」）の当該反対側の端部と同一側の端部に、連結部４１によって連結されている。
【００３４】
外側圧電アクチュエータ１０１，１０２が以上のようなミアンダ形状に構成されることにより、可動部９が、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を介して支持基体１１に支持されると共に、各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成する圧電カンチレバー３１〜３５の屈曲変形によって、支持基体１１に対して第２軸Ｘ２の周りに揺動可能となっている。
【００３５】
以降の説明では、各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成する圧電カンチレバー３１〜３５を各々、可動部９側から順番に１番目、２番目、３番目、４番目、５番目の圧電カンチレバーということがある。また、圧電カンチレバー３１，３３，３５を奇数番目の圧電カンチレバー、圧電カンチレバー３２，３４を偶数番目の圧電カンチレバーということがある。
【００３６】
なお、図示例の光偏向器Ａ１では、各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成する圧電カンチレバー３１〜３５の個数は５個であるが、２個以上であればいずれの個数により各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成するようにしてもよいことはもちろんである。
【００３７】
また、連結部４１には、当該連結部４１から突出し、当該連結部４１が連結している２つの圧電カンチレバーの幅方向において、当該２つの圧電カンチレバーの間の空隙４３（図２参照）の範囲よりも広い範囲に亘って（後述する第１位置から第２位置の範囲に亘って）、前記連結部４１に設けられたリブ４２が設けられている。なお、リブ４２は、直方体形状に形成されている。
【００３８】
ここで、所定のリブ４２において、当該リブ４２が設けられている連結部４１を「対象連結部」といい、当該リブ４２における対象連結部４１が連結している２つの圧電カンチレバーの各々を、「対象圧電カンチレバー」という。
【００３９】
また、第１位置とは、対象圧電カンチレバーの幅方向（第２軸Ｘ２に平行な方向）において、２つの当該対象圧電カンチレバーの間の空隙４３（図２参照）よりも一方の対象圧電カンチレバー側の所定の位置である。また、第２位置とは、対象圧電カンチレバーの幅方向（第２軸Ｘ２に平行な方向）において、２つの当該対象圧電カンチレバーの間の空隙４３よりも他方の対象圧電カンチレバー側の所定の位置である。
【００４０】
これにより、リブ４２により連結部４１ひいては外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の剛性（すなわち、強度）を向上できる。
【００４１】
本実施形態では、リブ４２は、当該リブ４２の対象圧電カンチレバーの幅方向（第２軸Ｘ２に平行な方向）において、当該リブ４２の対象連結部４１の一方の端部から他方の端部まで設けられている。例えば、図２には、２つの対象圧電カンチレバーが、４番目の圧電カンチレバー３４と５番目の圧電カンチレバー３５とであるときにおける、一方の端部３４ａ及び他方の端部３５ｂを示している。
【００４２】
内側圧電アクチュエータ８１，８２の各々と、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成する圧電カンチレバー３１〜３５の各々とは、図３に模式的な断面図で示すように、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体４の層上に下部電極５、圧電体６及び上部電極７の層を積層した構造の圧電カンチレバーである。
【００４３】
このうち内側圧電アクチュエータ８１，８２の各々と、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を構成する圧電カンチレバー３１〜３５の各々とは、下部電極５と上部電極７との間で圧電体６に駆動電圧を印加することで、圧電体６と共に支持体４が屈曲変形するようになっている。
【００４４】
上記外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の圧電カンチレバー３１〜３５のうち隣り合う圧電カンチレバーの連結部４１は、その隣り合う圧電カンチレバーの各々の支持体４を一体に連結した部分となっている。当該連結部４１には、圧電体６及び上部電極７の層は設けられていない。
【００４５】
また、図１を参照して、支持基体１１上には、８個の電極パッド１２１〜１２６，１３１，１３２が設けられている。
【００４６】
これらの電極パッド１２１〜１２６，１３１，１３２のうち、２つの電極パッド１３１，１３２が、基準電位点となる電極パッド（以下、「下部電極パッド」という）である。
【００４７】
また、以降の説明では、下部電極パッド１３１，１３２以外の６つの電極パッド１２１〜１２６を、上部電極パッドということがある。
【００４８】
図１及び図３を参照して、電極パッド１２１は、内側圧電アクチュエータ８１の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。電極パッド１２２は、内側圧電アクチュエータ８２の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。
【００４９】
電極パッド１２３は、外側圧電アクチュエータ１０１の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。電極パッド１２４は、外側圧電アクチュエータ１０１の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。
【００５０】
電極パッド１２５は、外側圧電アクチュエータ１０２の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。電極パッド１２６は、外側圧電アクチュエータ１０２の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４の上部電極７と下部電極５との間に駆動電圧を印加するための上部電極パッドである。
【００５１】
下部電極パッド１３１は、上部電極パッド１２１，１２３，１２４に対して共通の下部電極パッドである。下部電極パッド１３２は、上部電極パッド１２２，１２５，１２６に対して共通の下部電極パッドである。
【００５２】
下部電極５と下部電極パッド１３１，１３２とは、支持体４を構成する半導体基板（例えばシリコン基板）上の金属薄膜（本実施形態では２層の金属薄膜。以下、下部電極層ということがある）を、半導体プレーナプロセスを用いて形状加工することにより形成されている。この金属薄膜の材料としては、例えば、１層目（下層）にはチタン（Ｔｉ）を用い、２層目（上層）には白金（Ｐｔ）が用いられる。
【００５３】
各内側圧電アクチュエータ８１，８２の下部電極５は、該内側圧電アクチュエータ８１，８２の支持体４上のほぼ全面に形成されている。各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の圧電カンチレバー３１〜３５の下部電極５は、各々、支持体４（直線部（各圧電カンチレバー３１〜３５が延在する部分）と連結部とを合わせた全体）上のほぼ全面に形成されている。
【００５４】
そして、下部電極パッド１３１，１３２は、支持基体１１上及び可動部９上に形成された下部電極層を介して、各々、内側圧電アクチュエータ８１，８２の下部電極５、及び外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の下部電極５に導通される。
【００５５】
各内側圧電アクチュエータ８１，８２、及び各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の圧電カンチレバー３１〜３５の各々の圧電体６は、半導体プレーナプロセスを用いて、下部電極層上の１層の圧電膜（以下、圧電体層ということがある）を形状加工することにより、各々の下部電極５上に互いに分離して形成されている。この圧電膜の材料としては、例えば、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。
【００５６】
この場合、各内側圧電アクチュエータ８１，８２の圧電体６は、各内側圧電アクチュエータ８１，８２毎に、下部電極５上のほぼ全面に形成されている。また、各外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の圧電体６は、各圧電カンチレバー３１〜３５の延在部分（直線部）において、下部電極５上のほぼ全面に形成されている。
【００５７】
各上部電極７と、上部電極パッド１２１〜１２６と、これらを導通する上部電極配線（図示せず）は、半導体プレーナプロセスを用いて、圧電体層上の金属薄膜（本実施形態では１層の金属薄膜。以下、上部電極層ということがある）を形状加工することにより形成されている。この金属薄膜の材料としては、例えば白金（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）が用いられる。
【００５８】
この場合、内側圧電アクチュエータ８１，８２の上部電極７は、内側圧電アクチュエータ８１，８２毎に、その圧電体６上のほぼ全面に形成されている。外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の上部電極７は、圧電カンチレバー３１〜３５毎に、その圧電体６上のほぼ全面に形成されている。
【００５９】
そして、電極パッド１２１，１２２は、各々、内側圧電アクチュエータ８１の上部電極７、内側圧電アクチュエータ８２の上部電極７に、上部電極配線（図示せず）を介して導通される。
【００６０】
また、電極パッド１２３〜１２６は、各々、外側圧電アクチュエータ１０１の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５の上部電極７、外側圧電アクチュエータ１０１の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４の上部電極７、外側圧電アクチュエータ１０２の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５の上部電極７、及び外側圧電アクチュエータ１０２の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４の上部電極７の各々に、上部電極配線（図示せず）を介して導通される。
【００６１】
反射部１の反射面１ｂは、半導体プレーナプロセスを用いて、反射部基体１ａ上の金属薄膜（本実施形態では１層の金属薄膜）を形状加工して形成されている。その金属薄膜の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が用いられる。
【００６２】
また、反射部基体１ａと、トーションバー２ａ，２ｂと、支持体４と、可動部９と、支持基体１１と、連結部４１と、リブ４２とは、複数の層から構成される半導体基板（シリコン基板）を形状加工することにより一体的に形成されている。半導体基板を形状加工する手法としては、フォトリソグラフィ技術又はドライエッチング技術等を利用した半導体プレーナプロセス及びＭＥＭＳプロセスが用いられる。
【００６３】
更に、光偏向器Ａ１は、反射部１の揺動（偏向及び走査）を制御する制御回路（図示省略）に接続されている。制御回路は、ＣＰＵ、プロセッサ、記憶装置等を含む電子回路ユニットである。制御回路は、内側圧電アクチュエータ８１，８２及び外側圧電アクチュエータ１０１，１０２に印加する駆動電圧を制御する。
【００６４】
本実施形態において、反射部１、トーションバー２ａ，２ｂ、内側圧電アクチュエータ８１，８２、及び可動部９が、本発明におけるミラー部を構成している。外側圧電アクチュエータ１０１，１０２が、本発明における「アクチュエータ」に相当する。外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各圧電カンチレバー３１〜３５の支持体４が、本発明における「支持体」に相当する。第２軸Ｘ２が、本発明における「所定の軸」に相当する。
【００６５】
「２．光偏向器の作動」
次に、本実施形態の光偏向器Ａ１の作動について説明する。
【００６６】
光偏向器Ａ１は、例えば、電子写真の画像形成装置又は走査型ディスプレイ等の画像表示装置に備えられ、反射部１に入射する光を、画像投影面等に対して偏向及び走査する。
【００６７】
この場合、内側圧電アクチュエータ８１，８２を圧電駆動することで反射部１の第１軸Ｘ１周りの揺動が行われ、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を圧電駆動することで反射部１（もしくは、可動部９）の第２軸Ｘ２周りの揺動が行われる。反射部１の第１軸Ｘ１周りの揺動と、第２軸Ｘ２周りの揺動とは、各々、例えば水平方向の偏向及び走査、垂直方向の偏向及び走査のための揺動である。
【００６８】
反射部１の第１軸Ｘ１周りの揺動は、以下のように行われる。すなわち、制御回路は、内側圧電アクチュエータ８１の上部電極７と下部電極５との間に第１駆動電圧を印加すると共に、内側圧電アクチュエータ８２の上部電極７と下部電極５との間に第２駆動電圧を印加する。
【００６９】
この場合、第１駆動電圧と第２駆動電圧とは、互いに逆位相、或いは位相のずれた所定周波数の周期性信号である（例えば、正弦波等の交流信号、又は該交流電圧に直流成分が加えられてオフセットされた信号）。
【００７０】
これにより、内側圧電アクチュエータ８１，８２が、互いに逆方向に屈曲変形するように圧電駆動される。これにより、反射部１は、第１軸Ｘ１周りに揺動し、第１軸Ｘ１周りでの光の偏向及び走査が行われる。
【００７１】
本実施形態においては、内側圧電アクチュエータ８１，８２を含む反射部１の機械的な共振周波数付近の周波数の電圧信号を、内側圧電アクチュエータ８１，８２に印加して共振駆動させている。
【００７２】
なお、本実施形態においては、第１駆動電圧及び第２駆動電圧の周波数は30[kHz]である。
【００７３】
反射部１（もしくは可動部９）の第２軸Ｘ２周りの揺動は、次のように行われる。制御回路は、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各々の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５を圧電駆動するための第３駆動電圧を出力すると共に、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各々の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４を圧電駆動するための第４駆動電圧を出力する。
【００７４】
ここで、第３駆動電圧と第４駆動電圧とは、互いに逆位相、或いは位相のずれた所定周波数の周期性信号である。例えば、第３駆動電圧及び第４駆動電圧は、正弦波等の交流信号、又は該交流電圧に直流成分が加えられてオフセットされた信号である。
【００７５】
本実施形態では、第３駆動電圧及び第４駆動電圧として、本願出願人が特開２０１２−１８５３１４号公報等に提案したような所定周波数のノコギリ波状の電圧信号を用いている。
【００７６】
詳細には、第３駆動電圧及び第４駆動電圧は、互いに同一周波数で、且つ、互いに逆位相である。そして、第３駆動電圧は、その電圧値が極小値から極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴ１ａ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴ１ｂとしたとき、本実施形態では、「Ｔ１ａ：Ｔ１ｂ＝９：１」となるようにＴ１ａ，Ｔ１ｂの比率があらかじめ設定されている。
【００７７】
また、第４駆動電圧は、第３駆動電圧の波形の逆位相の波形とされている。すなわち、第４駆動電圧は、その電圧値が極小値から極大値まで増加していく立ち上がり期間の時間幅をＴ２ａ、電圧値が極大値から次の極小値まで減少していく立ち下がり期間の時間幅をＴ２ｂとしたとき、「Ｔ２ａ：Ｔ２ｂ＝１：９」となるようにＴ２ａ，Ｔ２ｂの比率があらかじめ設定されている。換言すれば、Ｔ２ａ，Ｔ２ｂの比率は、第１駆動電圧のＴ１ａ，Ｔ１ｂの比率と逆の比率になるように設定されている。
【００７８】
また、本実施形態では、第４駆動電圧は、第３駆動電圧に対して非同期の電圧信号とされ、第４駆動電圧の立ち上がり期間の始点のタイミングが、第３駆動電圧の立ち上がり期間の始点よりも多少遅れたタイミングとなるように、第３駆動電圧と第４駆動電圧との位相差が設定されている。
【００７９】
なお、第４駆動電圧が第３駆動電圧に対して非同期であるということは、第４駆動電圧の電圧値が極小値となるタイミングが、第３駆動電圧の電圧値が極大値となるタイミングと一致しない（すなわち、第４駆動電圧の立ち下がり期間の始点（又は終点）が、第３駆動電圧の立ち上がり期間の始点（又は終点）と一致しない）ことを意味する。
【００８０】
なお、連結部４１にリブ４２を設けて、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を含むミラー部（可動部９等）の機械的な共振周波数ｆを600[Hz]以上とした場合、第３駆動電圧と第４駆動電圧を、以下に示されるような駆動電圧として外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を駆動してもよい。
【００８１】
詳細には、第３駆動電圧は、遮断周波数が600[Hz]のローパスフィルタを通過させた本実施形態の第３駆動電圧（「Ｔ１ａ：Ｔ１ｂ＝９：１」）である。また、第４駆動電圧は、当該第３駆動電圧（当該ローパスフィルタを通過した本実施形態の第３駆動電圧）の最小値及び最大値における中央値に対して、線対称な駆動電圧である。
【００８２】
以下、本実施形態の説明に戻る。
【００８３】
外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各々の奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５を上記のような第３駆動電圧により圧電駆動した場合には、基本的には、該第３駆動電圧の電圧値の立ち上がり期間において、１番目の圧電カンチレバー３１の先端部（可動部９との連結部分）と、３番目の圧電カンチレバー３３の先端部（２番目の圧電カンチレバー３２との連結部分）と、５番目の圧電カンチレバー３５の先端部（４番目の圧電カンチレバー３４との連結部分）とが、各々の圧電カンチレバー３１，３３，３５の基端部に対して同じ向き（上向き又は下向き）に変位するように、奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５が屈曲変形する。
【００８４】
また、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の各々の偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４を上記のような第４駆動電圧により圧電駆動した場合には、基本的には、該第４駆動電圧の電圧値の立ち下がり期間において、２番目の圧電カンチレバー３２の先端部（１番目の圧電カンチレバー３１との連結部分）と、４番目の圧電カンチレバー３４の先端部（３番目の圧電カンチレバー３３との連結部分）とが、各々の圧電カンチレバー３２，３４の基端部に対して、奇数番目の圧電カンチレバー３１，３３，３５の場合と逆向き（下向き又は上向き）に変位するように、偶数番目の圧電カンチレバー３２，３４が屈曲変形する。
【００８５】
これにより、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２では、各圧電カンチレバー３１〜３５の屈曲変形の大きさを累積した大きさの角度変位が発生する。
【００８６】
なお、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２は、各圧電カンチレバー３１〜３５の屈曲変形の大きさを累積するように構成されている。これにより、第３電圧信号及び第４電圧信号として、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を含む可動部９の機械的な共振周波数ではない非共振周波数の電圧信号、又は直流の電圧信号を用いた場合であっても、充分に光走査可能な偏向角を得ることができる。
【００８７】
第３電圧信号及び第４電圧信号として、直流電圧を用いた場合には、各圧電カンチレバー３１〜３５は、直流電圧の大きさに応じて線形的に変化する。従って、例えば周期性を有する電圧信号を印加して圧電カンチレバーを共振駆動させる場合と異なり、直流電圧の大きさを制御することで外側圧電アクチュエータ１０１，１０２から任意の出力を得ることができる。
【００８８】
このように、光偏向器Ａ１では、第２軸Ｘ２周りに揺動する場合には、駆動電圧として印加した直流電圧の大きさに応じて線形的に偏向角を制御することができるので、任意の速度で任意の偏向角を得ることができる。
【００８９】
なお、第３電圧信号及び第４電圧信号として、駆動電圧として外側圧電アクチュエータ１０１，１０２を含む可動部９の機械的な共振周波数付近の周波数の電圧信号を印加して共振駆動させた場合には、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２には、より大きな偏向角で光走査することができる。
【００９０】
なお、本実施形態においては、第３駆動電圧及び第４駆動電圧の周波数は60[Hz]である。
【００９１】
以上のように構成されて作動する光偏向器Ａ１において、リブ４２によって連結部４１の剛性が向上することにより、圧電カンチレバー３１〜３５の屈曲変形による振動が当該連結部４１に伝達されたときに、連結部４１にリブ４２が設けられていない場合に比べて、当該振動による連結部４１の変形が少なくなる。
【００９２】
従って、連結部４１は、当該連結部４１が連結している２つの圧電カンチレバーの屈曲変形を、効率よく累積することができる。これにより、連結部４１にリブ４２が設けられていない場合に比べて、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２による可動部９の第２軸Ｘ２回りの揺動角度を増加できる。
【００９３】
更に、リブ４２は、連結部４１から突出しており、圧電カンチレバー３１〜３５からは突出していない。このため、駆動電圧が印加されたときの圧電カンチレバー３１〜３５の屈曲変形を、リブ４２によって妨げられることがない。これにより、連結部４１にリブ４２が設けられた場合であっても、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２による可動部９の第２軸Ｘ２回りの揺動角度の低下を抑制でき、ひいては、光偏向器Ａ１の第２軸Ｘ２回りの偏向角の減少を抑制できる。
【００９４】
以上のように、光偏向器Ａ１の第２軸Ｘ２回りの偏向角の減少を抑制しつつ、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上できる。
【００９５】
特に、本実施形態においては、リブ４２は、当該リブ４２の対象圧電カンチレバーの幅方向（第２軸Ｘ２に平行な方向）において、当該リブ４２の対象連結部４１の一方の端部から他方の端部まで設けられている。この構成により、リブ４２は、より外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上させることができる。このため、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２による可動部９の第２軸Ｘ２回りの揺動角度の低下をより抑制でき、ひいては、光偏向器Ａ１の偏向角の減少をより抑制できる。
【００９６】
「３．リブ及び連結部の適切な形態」
本願発明者は、光偏向器Ａ１の偏向角の減少を抑制しつつ、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上することを鑑みたときに、リブ４２及び連結部４１のより好ましい形態を求めるために、リブの配置形態を求める予備実験を行った。
【００９７】
本願発明者は、この予備実験によって、上述した本実施形態のように、リブ４２の形態としては、連結部４１のみから突出させる（圧電カンチレバーからは突出させない）形態が、光偏向器Ａ１の偏向角の減少を抑制しつつ外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上させるという目的を達成するのに、最適であることを導出した。
【００９８】
そして、当該予備実験で最適となったリブの配置形態において、より適切なリブの形態を求める本実験として、４種類の実験を行った。
【００９９】
「３−１．予備実験」
図４を参照して、予備実験について説明する。なお、図４では、圧電カンチレバーを便宜上「３０」という符号で表している。
【０１００】
予備実験は、以下の３つのリブの配置形態についての実験である。
【０１０１】
第１の予備実験は、図４（ａ）に示されるように、本実施形態で説明したリブ４２（すなわち、連結部４１上のみから突出しているリブ）の配置形態である。
【０１０２】
第２の予備実験は、図４（ｂ）に示されるように、２つのリブ４２ｂが、連結部４１によって連結されている２つの圧電カンチレバー３０上から１つずつ突出している配置形態である。すなわち、リブ４２ｂは、連結部４１上からは突出していない配置形態である。
【０１０３】
第３の予備実験は、図４（ｃ）に示されるように、１つのリブ４２ｃが、「連結部４１」及び「当該連結部４１によって連結されている２つの圧電カンチレバー３０」に亘って突出している配置形態である。
【０１０４】
これら３つのリブの配置形態において、「外側圧電アクチュエータ１０１，１０２及びミラー部（反射部１、トーションバー２ａ，２ｂ、内側圧電アクチュエータ８１，８２、及び可動部９）により構成される構造体の共振周波数ｆ（以下、単に「共振周波数f」という）」と、「反射面１ｂの第２軸Ｘ２回りの偏向角θ（以下、単に「偏向角θ」という）」について計測した結果が図４（ｄ）である。
【０１０５】
なお、共振周波数ｆが大きいということは、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の剛性が大きいということである。
【０１０６】
図４（ｄ）より、共振周波数ｆが最も高いのは、リブ４２ｃ（図４（ｄ）の右端）であるが、当該リブ４２ｃは、偏向角θが最も小さい。これは、リブ４２ｃが連結部４１に加え圧電カンチレバー３０上からも突出しているので、圧電カンチレバー３０の屈曲変形を抑制しているのが原因と考えられる。
【０１０７】
偏向角θが最も大きいのは、リブ４２ｂ（図４（ｄ）の中央）であるが、当該リブ４２ｂは、共振周波数ｆが最も低い。これは、リブ４２ｂが、屈曲変形する圧電カンチレバー３０からのみ突出しているので、連結部４１の剛性への寄与が極端に小さくなっているのが原因と考えられる。
【０１０８】
これらに対して、本実施形態のリブ４２が、共振周波数ｆが高く、偏向角θが大きい。これは、リブ４２が、連結部４１から突出していることで連結部４１の剛性を向上させると共に、圧電カンチレバー３０から突出していないことで圧電カンチレバー３０の屈曲変形を抑制しているからと考えられる。
【０１０９】
以上の予備実験から、本実施形態のリブ４２が、他のリブ４２ｂ，４２ｃに比べて、光偏向器Ａ１の偏向角の減少を抑制しつつ、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２の強度を向上することを鑑みたときに、より好ましい形態であることが導出された。
【０１１０】
「３−２．本実験」
まず、図５を参照して、本実験としての４種類の実験で用いられる寸法について説明する。なお、図５においても、圧電カンチレバーを便宜上「３０」という符号で表している。
【０１１１】
また、下記の説明では、第１方向Ｙ、第２方向Ｚ、及び第３方向Ｘという３つの方向が用いられている。
【０１１２】
第１方向Ｙとは、各圧電カンチレバー３１〜３５が配置されている方向（すなわち、第２軸Ｘ２に平行な方向）である。第３方向Ｘとは、各圧電カンチレバー３１〜３５の長手方向（すなわち、第１軸Ｘ１に平行な方向）である。第２方向Ｚとは、第１方向Ｙ及び第３方向Ｘに直交する方向である。従って、第１方向Ｙ、第２方向Ｚ、及び第３方向Ｘは、互いに直交している。
【０１１３】
これらの実験では、適切な形態を選定するためのパラメータとして、連結部奥行きｘ４１、連結部厚ｚ４１、リブ幅ｘ４２、リブ厚ｚ４２、リブ距離ｘ０４、及びリブはみ出し距離ｘ０５が用いられている。
【０１１４】
ここで、連結部奥行きｘ４１とは、「連結部４１の第３方向Ｘにおける長さ」である。連結部厚ｚ４１とは、「連結部４１の第２方向Ｚにおける長さ」である。
【０１１５】
リブ幅ｘ４２とは、「リブ４２の第３方向Ｘにおける長さ」である。リブ厚ｚ４２とは、「リブ４２の第２方向Ｚにおける長さ」である。リブ距離ｘ０４とは、「連結部４１と該連結部４１が連結している２つの圧電カンチレバー３０との境界Ｌから、リブ４２までの第３方向Ｘにおける長さ」である。
【０１１６】
リブはみ出し距離ｘ０５とは、「リブ４２の図５の右側の端部が、連結部４１の図５の右側の端部よりどの程度右側に出ているかを表す長さ」である。図５においては、「リブ４２の図５の右側の端部が、連結部４１の図５の右側の端部より左側に位置しているのでマイナスとなっているが、図１２（ｂ）に示されるように、「リブ４２の図５の右側の端部が、連結部４１の図５の右側の端部より右側に位置している場合にはプラスとなる。
【０１１７】
各実験１〜５では、これらのパラメータのうちいずれかのパラメータ（以下、「対象パラメータ」という）が、所定の範囲（以下、「計測範囲」という）で変化したときの、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２及びミラー部による構造体の共振周波数ｆと、反射面１ｂの第２軸Ｘ２回りの偏向角θとを測定している。
【０１１８】
なお、実験１（詳細には、実験１−１〜実験１−３）の結果は図６〜図８に、実験２の結果は図９に、実験３（詳細には、実験３−１及び実験３−２）の結果は図１０〜図１１に、実験４の結果は図１２に示されている。図６〜図１２においては、（ａ）が、対象パラメータが計測範囲の最小値のときの、圧電カンチレバー３０、連結部４１及びリブ４２を示す。また、（ｂ）が、対象パラメータが計測範囲の最大値のときの、圧電カンチレバー３０、連結部４１及びリブ４２を示す。なお、（ａ）及び（ｂ）の各々は、概略図であり、図の見易さを優先するために、各寸法の比率は大まかなものとなっている。
【０１１９】
また、（ｃ）が、対象パラメータが計測範囲で変化したときの、共振周波数ｆ（各図の（ｃ）内の実線）、偏向角θ（各図の（ｃ）内の破線）を示す。また、（ｃ）は、横軸が対象パラメータを示す。
【０１２０】
以下、これらの４種類の実験の内容及び結果について説明する。
【０１２１】
「３−２−１．実験１」
図６〜図８を参照して、実験１について説明する。実験１は、「リブ厚ｚ４２」と「連結部厚ｚ４１」との適切な関係を求めるための実験である。
【０１２２】
実験１では、連結部厚ｚ４１が異なる形態において、リブ厚ｚ４２と連結部厚ｚ４１との適切な関係を求める３種類の実験（実験１−１、実験１−２及び実験１−３）を行っている。
【０１２３】
以下に示される実験１−１〜実験１−３より、「リブ厚ｚ４２」は、「連結部厚ｚ４１」の３倍以上６倍以下であることが好ましいことが導出された。
【０１２４】
なお、以下の実験１−１〜実験１−３では、対象パラメータがリブ厚ｚ４２であり、計測範囲が0[μm]〜300[μm]であり、連結部奥行きｘ４１が500[μm]、リブ幅ｘ４２が100[μm]、リブ距離ｘ０４が0[μm]である点が共通している。なお、実験１−１〜実験１−３では、リブはみ出し距離ｘ０５については考慮していないことも共通している。
【０１２５】
「３−２−１−１．実験１−１」
本実験では、連結部厚ｚ４１が40[μm]である。
【０１２６】
図６（ｃ）に示されるように、共振周波数ｆがある程度の高さとなるリブ厚ｚ４２が、120[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(40[μm])の３倍）以上240[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(40[μm])の６倍）以下である。このとき、偏向角θは、充分な大きさである。
【０１２７】
本実験より、「リブ厚ｚ４２」は、「連結部厚ｚ４１」の３倍以上６倍以下であることが好ましいことが導出された。
【０１２８】
「３−２−１−２．実験１−２」
本実験では、連結部厚ｚ４１が37[μm]である。
【０１２９】
図７（ｃ）に示されるように、共振周波数ｆがある程度の高さとなるリブ厚ｚ４２が、111[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(37[μm])の３倍）以上222[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(37[μm])の６倍）以下である。このとき、偏向角θは、充分な大きさである。
【０１３０】
本実験より、「リブ厚ｚ４２」は、「連結部厚ｚ４１」の３倍以上６倍以下であることが好ましいことが導出された。
【０１３１】
「３−２−１−３．実験１−３」
本実験では、連結部厚ｚ４１が50[μm]である。
【０１３２】
図８（ｃ）に示されるように、共振周波数ｆがある程度の高さとなるリブ厚ｚ４２が、150[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(50[μm])の３倍）以上300[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(50[μm])の６倍）以下である。このとき、偏向角θは、充分な大きさである。
【０１３３】
本実験より、「リブ厚ｚ４２」は、「連結部厚ｚ４１」の３倍以上６倍以下であることが好ましいことが導出された。
【０１３４】
「３−２−２．実験２」
図９を参照して、実験２について説明する。実験２は、「リブ幅ｘ４２」と「連結部厚ｚ４１」との適切な関係を求めるための実験である。
【０１３５】
本実験では、対象パラメータがリブ幅ｘ４２であり、計測範囲が0[μm]〜500[μm]である。そして、連結部奥行きｘ４１が500[μm]、連結部厚ｚ４１が40[μm]、リブ厚ｚ４２が150[μm]、リブ距離ｘ０４が0[μm]である。なお、本実験では、リブはみ出し距離ｘ０５については考慮していない。
【０１３６】
図９（ｃ）に示されるように、リブ幅ｘ４２が、100[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(40[μm])の５倍）以上200[μm]（すなわち、連結部厚ｚ４１(40[μm])の２．５倍）以下のときには、共振周波数ｆ及び偏向角θがある程度の大きさとなっている。更に、リブ幅ｘ４２が200[μm]を超えると、共振周波数ｆが著しく減少する傾向がある。また、リブ幅ｘ４２が100[μm]を下回ると、共振周波数ｆ及び偏向角θが共に減少する傾向がある。
【０１３７】
本実験より、「リブ幅ｘ４２」は、「連結部厚ｚ４１」の２．５倍以上５倍以下であることが好ましいことが導出された。
【０１３８】
「３−２−３．実験３」
図１０〜図１１を参照して、実験３について説明する。実験３は、「リブ距離ｘ０４」と「リブ幅ｘ４２」との適切な関係を求めるための実験である。
【０１３９】
実験３では、連結部奥行きｘ４１及びリブ幅ｘ４２が異なる形態において、リブ距離ｘ０４とリブ幅ｘ４２との適切な関係を求める２種類の実験（実験３−１及び実験３−２）を行っている。
【０１４０】
以下に示される実験３−１及び実験３−２より、「リブ距離ｘ０４」は、「リブ幅ｘ４２」以下であることが好ましいことが導出された。
【０１４１】
なお、以下の実験３−１及び実験３−２では、対象パラメータがリブ距離ｘ０４、連結部厚ｚ４１が40[μm]、リブ厚ｚ４２が150[μm]である点が共通している。なお、実験３−１及び実験３−２では、リブはみ出し距離ｘ０５については考慮していないことも共通している。
【０１４２】
「３−２−３−１．実験３−１」
本実験では、計測範囲が0[μm]〜400[μm]、連結部奥行きｘ４１が500[μm]、リブ幅ｘ４２が100[μm]である。
【０１４３】
図１０（ｃ）に示されるように、リブ距離ｘ０４が、100[μm]（すなわち、リブ幅ｘ４２(100[μm])）以下のときには共振周波数ｆ及び偏向角θがある程度の大きさとなっている。更に、リブ距離ｘ０４が100[μm]を超えると、共振周波数ｆ及び偏向角θが共に著しく減少する傾向がある。
【０１４４】
本実験より、「リブ距離ｘ０４」は、「リブ幅ｘ４２」以下であることが好ましいことが導出された。
【０１４５】
「３−２−３−２．実験３−２」
本実験では、計測範囲が0[μm]〜800[μm]、連結部奥行きｘ４１が1000[μm]、リブ幅ｘ４２が200[μm]である。
【０１４６】
図１０（ｃ）に示されるように、リブ距離ｘ０４が、200[μm]（すなわち、リブ幅ｘ４２(200[μm])）以下のときには共振周波数ｆ及び偏向角θがある程度の大きさとなっている。更に、リブ距離ｘ０４が200[μm]を超えると、共振周波数ｆ及び偏向角θが共に著しく減少する傾向がある。
【０１４７】
本実験より、「リブ距離ｘ０４」は、「リブ幅ｘ４２」以下であることが好ましいことが導出された。
【０１４８】
「３−２−４．実験４」
図１２を参照して、実験４について説明する。実験４は、適切な「リブはみ出し距離ｘ０５」を求めるための実験である。
【０１４９】
本実験では、対象パラメータがリブはみ出し距離ｘ０５であり、計測範囲が0[μm]〜250[μm]である。そして、連結部奥行きｘ４１が500[μm]、連結部厚ｚ４１が40[μm]、リブ幅ｘ４２が500[μm]、リブ厚ｚ４２が150[μm]、である。なお、本実験では、リブ距離ｘ０４については考慮していない。
【０１５０】
図１２（ｃ）に示されるように、リブはみ出し距離ｘ０５が０より増加するに従って、共振周波数ｆが著しく減少することが確認された。
【０１５１】
本実験より、「リブはみ出し距離ｘ０５」は０であることが好ましいことが導出された。すなわち、第３方向Ｘにおいて、リブ４２の両端部が、当該リブ４２が設けられた連結部４１上に位置していることが好ましい。
【０１５２】
「４．変形例」
なお、本実施形態においては、先端側圧電カンチレバー３１及び基端側圧電カンチレバー３５と、中間圧電カンチレバー３２〜３４との長さが異なるように形成されている。しかしながら、アクチュエータの態様としては、全てのカンチレバーの長さが同一となるように構成されている態様も取り得る。
【０１５３】
また、本実施形態では、アクチュエータを、第１軸Ｘ１について線対称な一対の外側圧電アクチュエータ１０１，１０２として構成している。しかしながら、アクチュエータの態様としては、第１軸Ｘ１及び第２軸Ｘ２の交点について点対称な一対の圧電アクチュエータとして構成されている態様も取り得る。
【０１５４】
また、アクチュエータの態様としては、本実施形態の外側圧電アクチュエータ１０１，１０２のいずれか片方のみで構成されるような態様も取り得る。
【０１５５】
また、本実施形態では、光偏向器を第１軸Ｘ１及び第２軸Ｘ２の二軸周りで揺動するような態様であるが、これに限らず、光偏向器の態様としては、本実施形態の内側圧電アクチュエータ８１，８２を省略して、一軸（第２軸Ｘ２）周りのみに揺動するような態様も取り得る。この場合、可動部９に対して反射部１が固定されるように構成される。
【０１５６】
また、光偏向器の他の態様の例としては、本実施形態の光偏向器Ａ１において、内側圧電アクチュエータ８１，８２が、外側圧電アクチュエータ１０１，１０２のように、複数の圧電カンチレバーがミアンダ形状に形成されて、第１軸Ｘ１回りに揺動されるように構成された態様も挙げられる。
【０１５７】
この場合には、内側圧電アクチュエータの各圧電カンチレバーの連結部に、外側圧電アクチュエータの各圧電カンチレバーの連結部に設けられているリブと同様のリブを設けることで、光偏向器の第１軸Ｘ１回りの偏向角の減少を抑制しつつ、内側圧電アクチュエータの強度を向上できる。
【符号の説明】
【０１５８】
Ａ１…光偏向器、Ｘ２…第２軸（所定の軸）、１ｂ…金属薄膜（反射面）、３１〜３５…圧電カンチレバー、４…支持体、６…圧電体、９…可動部（ミラー部）、１０１，１０２…外側圧電アクチュエータ（アクチュエータ）、１１…支持基体（支持部）、４１…連結部、４２…リブ、Ｙ…第１方向、Ｚ…第２方向、Ｘ…第３方向。
【図３】
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【図１】
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【図２】
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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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