(57)【要約】【課題】第１方向（Ｙ方向）に長くなるのを抑制するとともに、非駆動状態においてミラー部が傾斜するのを抑制することが可能な振動ミラー素子を提供する。【解決手段】この振動ミラー素子１００は、Ｙ１側に形成された端部（固定端）４１ａとＹ２側に形成された端部（自由端）４１ｂとを含み、直線状に延びる片持ち梁状の駆動部４１と、Ｘ方向光走査部１０を傾斜させた状態で支持することが可能なミラー支持部４６と、Ｙ２側に形成された端部（固定端）５１ａとＹ１側に形成された端部（自由端）５１ｂとを含み、Ｘ方向光走査部１０（ミラー１１）の中心Ｒ３を対称点として駆動部４１と略点対称の関係を有し、直線状に延びる片持ち梁状の駆動部５１と、中心Ｒ３を対称点としてミラー支持部４６と略点対称の関係を有し、Ｘ方向光走査部１０を傾斜させた状態で支持することが可能なミラー支持部５６とを備える。【選択図】図２
2011141333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラー部と、
前記ミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも前記第１方向の一方側に形成された第１固定端と、前記ミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも前記第１方向の他方側に形成された第１自由端とを含み、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な片持ち梁状の第１駆動部と、
駆動時に前記第１自由端側における傾斜に応じて前記ミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能な第１ミラー支持部と、
前記ミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも前記第１方向の他方側に形成された第２固定端と、前記ミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも前記第１方向の一方側に形成された第２自由端とを含み、前記ミラー部の中心を対称点として前記第１駆動部と略点対称の関係を有し、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な片持ち梁状の第２駆動部と、
前記ミラー部の中心を対称点として前記第１ミラー支持部と略点対称の関係を有し、駆動時に前記第２自由端側における傾斜に応じて前記ミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能な第２ミラー支持部とを備える、振動ミラー素子。
【請求項２】
前記第１駆動部および前記第２駆動部には、残留応力が蓄積されており、
前記第１駆動部の残留応力と、前記ミラー部の中心を対称点として前記第１駆動部と略点対称の関係を有する前記第２駆動部の残留応力とが相殺されることによって、前記ミラー部は、前記第１駆動部および前記第２駆動部の非駆動状態において、前記第１駆動部の第１固定端と前記第２駆動部の第２固定端とを通る平面と略平行に配置されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
【請求項３】
前記第１駆動部は、前記第１自由端側に形成された第１接続部をさらに含み、
前記第２駆動部は、前記第２自由端側に形成された第２接続部をさらに含み、
前記第１ミラー支持部は、前記第１接続部における傾斜に応じて前記ミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能なように構成されているとともに、前記第２ミラー支持部は、前記第２接続部における傾斜に応じて前記ミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能なように構成されている、請求項１または２に記載の振動ミラー素子。
【請求項４】
前記第１駆動部および前記第２駆動部を変形させながら駆動する際に、前記第１ミラー支持部、前記第２ミラー支持部および前記ミラー部は、傾斜した状態で略同一の平面上に位置するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【請求項５】
前記第１駆動部および前記第２駆動部は、電圧が印加されることによって駆動するように構成されており、
前記第１駆動部および前記第２駆動部には、互いに逆の位相の電圧が印加されるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【請求項６】
前記第１駆動部と前記第１ミラー支持部との間に配置され、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な少なくとも１つの第３駆動部と、
前記第３駆動部と同じ数設けられ、前記第１駆動部と前記第１ミラー支持部との間に配置され、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、傾斜可能な第１支持部と、
前記ミラー部の中心を対称点として前記第３駆動部と略点対称の関係を有し、前記第２駆動部と前記第２ミラー支持部との間に配置され、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な第４駆動部と、
前記ミラー部の中心を対称点として前記第１支持部と略点対称の関係を有し、前記第２駆動部と前記第２ミラー支持部との間に配置され、前記第１方向に沿って直線状に延びるとともに、傾斜可能な第２支持部とをさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【請求項７】
前記第３駆動部と前記第１支持部とは、前記第１方向と直交する第２方向に沿って前記第１ミラー支持部側から前記第１駆動部側に向かって前記第３駆動部と前記第１支持部とが交互に並べられるように配置された状態で、隣接したものが互いに順次前記第１方向の一方側および他方側のいずれか一方側で交互に折り返されるように接続されることにより、前記第１ミラー支持部から前記第１駆動部まで連続的に接続されており、
前記第４駆動部と前記第２支持部とは、前記第２方向に沿って前記第２ミラー支持部側から前記第２駆動部側に向かって前記第４駆動部と前記第２支持部とが交互に並べられるように配置された状態で、隣接したものが互いに順次前記第１方向の一方側および他方側のいずれか一方側で交互に折り返されるように接続されることにより、前記第２ミラー支持部から前記第２駆動部まで連続的に接続されている、請求項６に記載の振動ミラー素子。
【請求項８】
前記第１駆動部は、前記第１自由端側に形成された第１接続部をさらに含み、
前記第２駆動部は、前記第２自由端側に形成された第２接続部をさらに含み、
前記第３駆動部は、前記第２方向の前記ミラー部側の隣接する前記第１支持部または前記第１ミラー支持部と接続される第３接続部を含み、
前記第４駆動部は、前記第２方向の前記ミラー部側の隣接する前記第２支持部または前記第２ミラー支持部と接続される第４接続部を含み、
前記第１駆動部は、前記第１接続部において隣接する前記第１支持部と接続されるとともに、前記第２駆動部は、前記第２接続部において隣接する前記第２支持部と接続されるように構成されており、
前記第１駆動部の第１固定端の接線に対する前記第１ミラー支持部の傾斜角度は、前記第１駆動部の第１固定端の接線に対する前記第１接続部の傾斜角度と、前記第２方向の前記第１駆動部側に位置する隣接する前記第１支持部に対する前記第３駆動部の第３接続部の傾斜角度との略合計であるとともに、
前記第２駆動部の第２固定端の接線に対する前記第２ミラー支持部の傾斜角度は、前記第２駆動部の第２固定端の接線に対する前記第２接続部の傾斜角度と、前記第２方向の前記第２駆動部側に位置する隣接する前記第２支持部に対する前記第４駆動部の第４接続部の傾斜角度との略合計である、請求項７に記載の振動ミラー素子。
【請求項９】
前記ミラー部は、第１回動中心回りに回動するように構成されており、
前記ミラー部は、ミラーと、前記ミラーの面内方向において前記第１回動中心と直交する第２回動中心回りに前記ミラーを回動させる第５駆動部とを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【請求項１０】
前記第１駆動部および前記第２駆動部は、第１周波数に基づいて、前記ミラー部を前記第１回動中心回りに回動させるように構成されており、
前記第５駆動部は、前記第１周波数よりも大きい第２周波数に基づいて、前記ミラーを前記第２回動中心回りに回動させるように構成されている、請求項９に記載の振動ミラー素子。
【請求項１１】
前記第１駆動部、前記第１ミラー支持部、前記第２駆動部、前記第２ミラー支持部および前記ミラー部は、一体的に形成されている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【請求項１２】
前記第１駆動部および前記第２駆動部は、各々、電極を有する駆動部分と、前記駆動部分の表面上に形成され、コンタクトホールを有する絶縁層と、前記絶縁層の表面上を延びるように形成され、前記コンタクトホールを介して前記駆動部分の電極と接続される配線部とをさらに含む、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の振動ミラー素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、振動ミラー素子に関し、特に、駆動部を備える振動ミラー素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駆動部を備える振動ミラー素子が知られている（たとえば、特許文献１および２参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、Ｘ方向に沿って配置された一対の駆動部と、この一対の駆動部の間にＸ方向において挟み込まれるように配置され、一対の駆動部によって回動されるミラー部と、Ｘ方向およびＹ方向（Ｘ方向と同一面内で直交する方向）に沿って一対の駆動部とミラー部とを取り囲むように配置された支持部とを備える光偏向器が開示されている。この一対の駆動部の各々の一方端部は、それぞれ、Ｘ方向の一方側および他方側においてミラー部と接続されている。また、一対の駆動部の各々の他方端部は、Ｘ方向のミラー部とは反対側に位置する支持部によって固定されている。また、一対の駆動部の各々は、Ｙ方向に延びる個々の圧電アクチュエータがＸ方向に複数並べられた状態で配置されており、複数の圧電アクチュエータの各々の端部において互いに折り返された状態で連続的に接続されている。なお、この光偏向器の一対の駆動部の一方端部は、共にミラー部のＹ方向の一方側の隅部においてミラー部と接続されているとともに、一対の駆動部の他方端部は、共に支持部のＹ方向の一方側の角部において支持部と接続されている。
【０００４】
また、上記特許文献２には、水平駆動部と、水平駆動部のＸ方向の一方側に配置され、Ｘ方向に延びる一対の第１カンチレバー（片持ち梁）と、水平駆動部のＸ方向の他方側に配置され、Ｘ方向に延びる一対の第２カンチレバーと、一対の第１カンチレバーの各々と水平駆動部とを接続する一対の第１コネクタと、一対の第２カンチレバーの各々と水平駆動部とを接続する一対の第２コネクタと、Ｘ方向およびＹ方向に沿って上記した全ての構成を取り囲むように配置されたフレームとを備える２軸マイクロスキャナが開示されている。この２軸マイクロスキャナの一対の第１カンチレバーおよび一対の第２カンチレバーは、それぞれ、Ｘ方向の第１コネクタおよび第２コネクタとは反対側においてフレームに固定されている。なお、一対の第１カンチレバーの一方および一対の第２カンチレバーの一方は、共にＸ方向に延びる第１直線上に配置されているとともに、一対の第１カンチレバーの他方および一対の第２カンチレバーの他方は、共にＸ方向に延びる第２直線上に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６９２９０号公報
【特許文献２】特開２００７−１８８０７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光偏向器では、一対の駆動部の一方端部および他方端部は、共にミラー部の中心に対してＹ方向の一方側に片寄った位置（ミラー部の隅部および支持部の角部）においてミラー部および支持部と接続されているため、一対の駆動部が駆動されない状態（非駆動状態）においては、ミラー部の自重に起因してミラー部のＸ方向の他方側が一方側に対して下方に位置するように傾斜するという問題点がある。
【０００７】
また、上記特許文献２に記載の２軸マイクロスキャナでは、一対の第１カンチレバーの一方および一対の第２カンチレバーの一方が共にＸ方向に延びる第１直線上に配置されているとともに、一対の第１カンチレバーの他方および一対の第２カンチレバーの他方が共にＸ方向に延びる第２直線上に配置されているため、駆動力を向上させるために一対の第１カンチレバーおよび一対の第２カンチレバーのＸ方向の長さを大きくする際には、一対の第１カンチレバーと一対の第２カンチレバーとの大きくした長さの合計分、２軸マイクロスキャナのサイズがＸ方向（第１方向）に長くなるという問題点がある。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、第１方向に長くなるのを抑制するとともに、非駆動状態においてミラー部が傾斜するのを抑制することが可能な振動ミラー素子を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
この発明の一の局面による振動ミラー素子は、ミラー部と、ミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも第１方向の一方側に形成された第１固定端と、ミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも第１方向の他方側に形成された第１自由端とを含み、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な片持ち梁状の第１駆動部と、駆動時に第１自由端側における傾斜に応じてミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能な第１ミラー支持部と、ミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも第１方向の他方側に形成された第２固定端と、ミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも第１方向の一方側に形成された第２自由端とを含み、ミラー部の中心を対称点として第１駆動部と略点対称の関係を有し、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な片持ち梁状の第２駆動部と、ミラー部の中心を対称点として第１ミラー支持部と略点対称の関係を有し、駆動時に第２自由端側における傾斜に応じてミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能な第２ミラー支持部とを備える。
【００１０】
この発明の一の局面による振動ミラー素子では、上記のように、第２駆動部がミラー部の中心を対称点として第１駆動部と略点対称の関係を有し、第２ミラー支持部がミラー部の中心を対称点として第１ミラー支持部と略点対称の関係を有するように構成することによって、平面的に見て、略点対称の配置関係にある第１駆動部および第２駆動部と、略点対称の配置関係にある第１ミラー支持部および第２ミラー支持部とによって、ミラー部を支持させることができる。これにより、ミラー部の自重を第１ミラー支持部および第２ミラー支持部に均等に分散させることができるので、非駆動状態においてミラー部が傾斜するのを抑制することができる。また、第１駆動部および第２駆動部に残留応力が蓄積されている場合、第１駆動部と第２駆動部とが略点対称の配置関係にあることによって、互いの残留応力を相殺することができるので、これによっても、非駆動状態においてミラー部が傾斜するのを抑制することができる。
【００１１】
また、上記一の局面による振動ミラー素子では、第１方向に沿って直線状に延びる第１駆動部の第１固定端をミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも第１方向の一方側に形成し、第１自由端をミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも第１方向の他方側に形成するとともに、第１方向に沿って直線状に延びる第２駆動部の第２固定端をミラー部の第１方向の他方側の他方端部よりも第１方向の他方側に形成し、第２自由端をミラー部の第１方向の一方側の一方端部よりも第１方向の一方側に形成することによって、第１駆動部および第２駆動部を、共にミラー部の第１方向の一方側から他方側に向かって延びるように形成することができる。すなわち、第１駆動部と第２駆動部とによって、第１方向と直交する方向（第２方向）にミラー部が挟み込まれるように、第１駆動部と第２駆動部とを第２方向に並んで配置することができる。これにより、第１方向に延びる共通の直線上に、第１駆動部と第２駆動部とが配置されないので、第１駆動部および第２駆動部の各々の第１方向の長さを大きくした場合であっても、第１駆動部および第２駆動部における大きくした長さの合計分、振動ミラー素子全体が第１方向に長くなることはない。この結果、振動ミラー素子のサイズが第１方向に長くなるのを抑制することができる。
【００１２】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部および第２駆動部には、残留応力が蓄積されており、第１駆動部の残留応力と、ミラー部の中心を対称点として第１駆動部と略点対称の関係を有する第２駆動部の残留応力とが相殺されることによって、ミラー部は、第１駆動部および第２駆動部の非駆動状態において、第１駆動部の第１固定端と第２駆動部の第２固定端とを通る平面と略平行に配置されている。このように構成すれば、容易に、第１駆動部および第２駆動部に残留応力が蓄積されている場合であっても、非駆動状態において、第１駆動部の第１固定端と第２駆動部の第２固定端とを通る平面に対してミラー部が傾斜するのを抑制することができる。
【００１３】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部は、第１自由端側に形成された第１接続部をさらに含み、第２駆動部は、第２自由端側に形成された第２接続部をさらに含み、第１ミラー支持部は、第１接続部における傾斜に応じてミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能なように構成されているとともに、第２ミラー支持部は、第２接続部における傾斜に応じてミラー部を傾斜させた状態で支持することが可能なように構成されている。このように構成すれば、第１ミラー支持部は、少なくとも第１接続部における傾斜を維持した状態でミラー部を支持することができるとともに、第２ミラー支持部は、少なくとも第２接続部における傾斜を維持した状態でミラー部を支持することができる。
【００１４】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部および第２駆動部を変形させながら駆動する際に、第１ミラー支持部、第２ミラー支持部およびミラー部は、傾斜した状態で略同一の平面上に位置するように構成されている。このように構成すれば、第１駆動部の傾斜に応じて傾斜している第１ミラー支持部の傾斜と、第２駆動部の傾斜に応じて傾斜している第２ミラー支持部の傾斜と、ミラー部の傾斜とが略同一になるように維持した状態で、安定的にミラー部を傾斜させることができる。
【００１５】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部および第２駆動部は、電圧が印加されることによって駆動するように構成されており、第１駆動部および第２駆動部には、互いに逆の位相の電圧が印加されるように構成されている。このように構成すれば、容易に、第１駆動部および第２駆動部において、互いに異なる方向に反らせるような変形を起こさせることができる。これにより、第１駆動部の第１自由端側と、第２駆動部の第２自由端側とが、非駆動状態における位置を基準として互いに反対側に同程度変位するように構成することができる。この結果、第１駆動部の第１自由端側における傾斜に応じて傾斜する第１ミラー支持部と、第１ミラー支持部と略点対称の関係を有し、第２駆動部の第２自由端側における傾斜に応じて傾斜する第２ミラー支持部とを、略同じ傾斜角度で傾斜させることができる。したがって、第１ミラー支持部および第２ミラー支持部によって支持されているミラー部を所定の方向に傾斜させることができる。
【００１６】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部と第１ミラー支持部との間に配置され、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な少なくとも１つの第３駆動部と、第３駆動部と同じ数設けられ、第１駆動部と第１ミラー支持部との間に配置され、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、傾斜可能な第１支持部と、ミラー部の中心を対称点として第３駆動部と略点対称の関係を有し、第２駆動部と第２ミラー支持部との間に配置され、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、変形可能な第４駆動部と、ミラー部の中心を対称点として第１支持部と略点対称の関係を有し、第２駆動部と第２ミラー支持部との間に配置され、第１方向に沿って直線状に延びるとともに、傾斜可能な第２支持部とをさらに備える。このように構成すれば、第３駆動部、第１支持部、第４駆動部および第２支持部をさらに備える振動ミラー素子全体を略点対称になるように構成することができるので、第１ミラー支持部と、ミラー部の中心を対称点として第１ミラー支持部と略点対称の関係を有する第２ミラー支持部とによりミラー部を略均等に支持させることができる。また、第１駆動部および第２駆動部に加えて、第３駆動部および第４駆動部を駆動させることによって、駆動時にミラー部をより大きな傾斜角度を有して傾斜させることができる。
【００１７】
この場合、好ましくは、第３駆動部と第１支持部とは、第１方向と直交する第２方向に沿って第１ミラー支持部側から第１駆動部側に向かって第３駆動部と第１支持部とが交互に並べられるように配置された状態で、隣接したものが互いに順次第１方向の一方側および他方側のいずれか一方側で交互に折り返されるように接続されることにより、第１ミラー支持部から第１駆動部まで連続的に接続されており、第４駆動部と第２支持部とは、第２方向に沿って第２ミラー支持部側から第２駆動部側に向かって第４駆動部と第２支持部とが交互に並べられるように配置された状態で、隣接したものが互いに順次第１方向の一方側および他方側のいずれか一方側で交互に折り返されるように接続されることにより、第２ミラー支持部から第２駆動部まで連続的に接続されている。このように構成すれば、第１駆動部と第１支持部との接続部分における変位に基づいて、第３駆動部を駆動させることができるとともに、第２駆動部と第２支持部との接続部分における変位に基づいて、第４駆動部を駆動させることができるので、第１ミラー支持部および第２ミラー支持部における傾斜角度をより大きくすることができる。これにより、ミラー部の傾斜角度をより大きくすることができる。
【００１８】
上記第３駆動部、第１支持部、第４駆動部および第２支持部を備える振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部は、第１自由端側に形成された第１接続部をさらに含み、第２駆動部は、第２自由端側に形成された第２接続部をさらに含み、第３駆動部は、第２方向のミラー部側の隣接する第１支持部または第１ミラー支持部と接続される第３接続部を含み、第４駆動部は、第２方向のミラー部側の隣接する第２支持部または第２ミラー支持部と接続される第４接続部を含み、第１駆動部は、第１接続部において隣接する第１支持部と接続されるとともに、第２駆動部は、第２接続部において隣接する第２支持部と接続されるように構成されており、第１駆動部の第１固定端の接線に対する第１ミラー支持部の傾斜角度は、第１駆動部の第１固定端の接線に対する第１接続部の傾斜角度と、第２方向の第１駆動部側に位置する隣接する第１支持部に対する第３駆動部の第３接続部の傾斜角度との略合計であるとともに、第２駆動部の第２固定端の接線に対する第２ミラー支持部の傾斜角度は、第２駆動部の第２固定端の接線に対する第２接続部の傾斜角度と、第２方向の第２駆動部側に位置する隣接する第２支持部に対する第４駆動部の第４接続部の傾斜角度との略合計である。このように構成すれば、第１固定端の接線に対する第１ミラー支持部の傾斜角度を、第１駆動部に基づく傾斜角度と第３駆動部に基づく傾斜角度とを略合わせた傾斜角度にすることができるとともに、第２固定端の接線に対する第２ミラー支持部の傾斜角度を、第２駆動部に基づく傾斜角度と第４駆動部に基づく傾斜角度とを略合わせた傾斜角度にすることができるので、第１ミラー支持部および第２ミラー支持部における傾斜角度をさらに大きくすることができる。これにより、ミラー部の傾斜角度をさらに大きくすることができる。
【００１９】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、ミラー部は、第１回動中心回りに回動するように構成されており、ミラー部は、ミラーと、ミラーの面内方向において第１回動中心と直交する第２回動中心回りにミラーを回動させる第５駆動部とを含む。このように構成すれば、ミラーにおいて第１回転中心回りに光を正確に反射させることが可能であるとともに、２次元的に光を走査することが可能な振動ミラー素子を得ることができる。
【００２０】
この場合、好ましくは、第１駆動部および第２駆動部は、第１周波数に基づいて、ミラー部を第１回動中心回りに回動させるように構成されており、第５駆動部は、第１周波数よりも大きい第２周波数に基づいて、ミラーを第２回動中心回りに回動させるように構成されている。このように構成すれば、ミラー部が第１回動中心回りよりも第２回動中心回りにより大きな周波数で回動するように構成された状態で２次元的に光を走査することができる。
【００２１】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部、第１ミラー支持部、第２駆動部、第２ミラー支持部およびミラー部は、一体的に形成されている。このように構成すれば、互いの接続を別途行う必要がないので、振動ミラー素子の製造工程を短くすることができる。
【００２２】
上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、第１駆動部および第２駆動部は、各々、電極を有する駆動部分と、駆動部分の表面上に形成され、コンタクトホールを有する絶縁層と、絶縁層の表面上を延びるように形成され、コンタクトホールを介して駆動部分の電極と接続される配線部とをさらに含む。このように構成すれば、配線部とコンタクトホールとを介して、容易に、第１駆動部および第２駆動部の駆動部分の電極に電圧を印加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態による振動ミラー素子の構造を示した斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。
【図３】図２に示した振動ミラー素子をＥ方向（Ｆ方向）から見た側面図である。
【図４】図２に示した振動ミラー素子の１０００−１０００線に沿った拡大断面図である。
【図５】図２に示した振動ミラー素子の２０００−２０００線に沿った拡大断面図である。
【図６】図２に示した振動ミラー素子の３０００−３０００線に沿った拡大断面図である。
【図７】図２に示した振動ミラー素子の４０００−４０００線に沿った拡大断面図である。
【図８】図２に示した振動ミラー素子の５０００−５０００線に沿った拡大断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による振動ミラー素子の圧電アクチュエータ近傍を示した拡大断面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による振動ミラー素子がＢ１側に所定の傾斜角度で傾斜した状態を示した斜視図である。
【図１１】本発明の一実施形態による振動ミラー素子が所定の傾斜角度で傾斜した状態を示した側面図である。
【図１２】本発明の一実施形態による振動ミラー素子が所定の傾斜角度で傾斜した状態を示した側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態による振動ミラー素子がＢ２側に所定の傾斜角度で傾斜した状態を示した斜視図である。
【図１４】本発明の一実施形態による振動ミラー素子の製造工程を示した断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態による振動ミラー素子の製造工程を示した断面図である。
【図１６】本発明の一実施形態の第1変形例による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。
【図１７】本発明の一実施形態の第２変形例による振動ミラー素子のＹ方向光走査部の駆動部の構造を示した拡大断面図である。
【図１８】本発明の一実施形態の第２変形例による振動ミラー素子のＹ方向光走査部の支持部およびミラー支持部の構造を示した拡大断面図である。
【図１９】本発明の一実施形態の第２変形例による振動ミラー素子のＹ２側の接続部を示した断面図である。
【図２０】本発明の一実施形態の第２変形例による振動ミラー素子のＹ１側の接続部を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
まず、図１〜図９を参照して、本発明の一実施形態による振動ミラー素子１００の構成について説明する。
【００２６】
本発明の一実施形態による振動ミラー素子１００は、図１〜図３に示すように、後述するミラー１１を用いてＸ方向に光を走査するためのＸ方向光走査部１０と、ミラー１１を用いてＸ方向と直交するＹ方向に光を走査するためのＹ方向光走査部３０とを備えている。また、Ｘ方向光走査部１０およびＹ方向光走査部３０は、図４〜図８に示すように、約０．１ｍｍの厚みｔ１を有する共通のＳｉ基板１上に一体的に形成されている。なお、Ｘ方向光走査部１０は、本発明の「ミラー部」の一例である。
【００２７】
また、振動ミラー素子１００は、図示しないプロジェクタなどの光を走査する機器に組み込まれ、Ｘ方向光走査部１０によりＸ方向に光を走査するとともに、Ｙ方向光走査部３０によりＹ方向に光を走査するように構成されている。また、Ｘ方向光走査部１０は、約３０ｋＨｚの共振周波数で共振駆動するように構成されている一方、Ｙ方向光走査部３０は、約６０Ｈｚの周波数で非共振駆動するように構成されている。ここで、Ｙ方向光走査部３０を非共振駆動するように構成することによって、振動ミラー素子１００の周囲の温度変化に起因した共振周波数の変化が存在しないので、後述するミラー１１を安定的に駆動させることが可能である。なお、約３０ｋＨｚの共振周波数は、本発明の「第２周波数」の一例であり、約６０Ｈｚの周波数は、本発明の「第１周波数」の一例である。
【００２８】
また、図４および図８に示すように、後述する枠体２０を除くＸ方向光走査部１０とＹ方向光走査部３０とは、Ｚ方向に約０．１ｍｍの厚みｔ１を有する一方、枠体２０は、ｔ１よりも大きい約０．５ｍｍの厚みｔ２を有する。なお、枠体２０は、約０．１ｍｍの厚みｔ１を有するＳｉ基板１と、Ｓｉ基板１の下面（Ｚ２側）に形成された薄いＳｉＯ２層２と、ＳｉＯ２層２の下面に形成された約０．４ｍｍの厚みを有する下部Ｓｉ層３とから構成されている。
【００２９】
また、Ｘ方向光走査部１０は、図１および図２に示すように、ミラー１１と、ミラー１１と接続され、ねじり変形可能なトーションバー１２および１３と、トーションバー１２と接続され、傾斜可能なバー１４と、トーションバー１３と接続され、傾斜可能なバー１５と、バー１４および１５と接続される内側駆動部１６および１７と、内側駆動部１６および１７を固定する固定部１８および１９と、枠体２０とを含む。また、図２に示すように、枠体２０（Ｘ方向光走査部１０）は、Ｙ方向に約５ｍｍの長さＬ１を有するとともに、Ｘ方向に約４ｍｍの長さＬ２を有する。なお、内側駆動部１６および１７は、本発明の「第５駆動部」の一例である。
【００３０】
また、ミラー１１とトーションバー１２および１３とは、共振によってバー１４および１５の傾斜角度以上に傾斜されるように構成されている。また、振動ミラー素子１００がＸ方向に光を走査する際の回動中心Ｒ１およびＹ方向に光を走査する際の回動中心Ｒ２は、共にミラー１１の中心Ｒ３を通るように構成されている。このミラー１１の中心Ｒ３は、Ｘ方向光走査部１０のＸ方向およびＹ方向の中央に位置するように構成されている。なお、回動中心Ｒ１は、本発明の「第２回動中心」の一例であり、回動中心Ｒ２は、本発明の「第１回動中心」の一例である。また、Ｙ方向は、本発明の「第１方向」の一例であり、Ｘ方向は、本発明の「第２方向」の一例である。
【００３１】
また、図１に示すように、内側駆動部１６および１７は、それぞれ、固定部１８および１９を固定端として、Ｚ方向に凹形状または凸形状に変形するように構成されている。この内側駆動部１６と内側駆動部１７とを互いに逆方向に変形させることによって、ミラー１１を回動中心Ｒ１（図２参照）回りにＡ１方向またはＡ２方向に傾斜させることが可能なように構成されている。また、この変形動作を繰り返すことによって、Ｘ方向光走査部１０は、ミラー１１を回動中心Ｒ１回りにＡ方向に振動させてＸ方向に光を走査させるように構成されている。なお、内側駆動部１６および１７の詳細な構造は後述する。
【００３２】
また、Ｙ方向光走査部３０は、図２に示すように、Ｘ方向光走査部１０のＸ１側に形成された駆動ユニット４０と、Ｘ方向光走査部１０のＸ２側に形成された駆動ユニット５０とを備える。すなわち、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０とは、Ｘ方向において、Ｘ方向光走査部１０を挟み込むように配置されている。
【００３３】
ここで、本実施形態では、駆動ユニット４０では、Ｘ方向に沿ってＸ１側からＸ２側に向かって、駆動部４１、支持部４２、駆動部４３、支持部４４、駆動部４５およびミラー支持部４６がこの順に並べられて配置されている。また、駆動ユニット５０では、Ｘ方向に沿ってＸ２側からＸ１側に向かって、駆動部５１、支持部５２、駆動部５３、支持部５４、駆動部５５およびミラー支持部５６がこの順に並べられて配置されている。また、駆動部４１、支持部４２、駆動部４３、支持部４４、駆動部４５およびミラー支持部４６は、Ｙ方向に直線状に延びるように形成されているとともに、駆動部５１、支持部５２、駆動部５３、支持部５４、駆動部５５およびミラー支持部５６は、Ｙ方向に直線状に延びるように形成されている。なお、駆動部４１は、本発明の「第１駆動部」の一例であり、駆動部５１は、本発明の「第２駆動部」の一例である。また、ミラー支持部４６は、本発明の「第１ミラー支持部」の一例であり、ミラー支持部５６は、本発明の「第２ミラー支持部」の一例である。また、支持部４２および４４は、本発明の「第１支持部」の一例であり、支持部５２および５４は、本発明の「第２支持部」の一例である。また、駆動部４３および４５は、本発明の「第３駆動部」の一例であり、駆動部５３および５５は、本発明の「第４駆動部」の一例である。
【００３４】
また、本実施形態では、図２に示すように、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０とは、ミラー１１の中心Ｒ３を中心として、略点対称の関係を有するように構成されている。すなわち、駆動ユニット５０の駆動部５１、支持部５２、駆動部５３、支持部５４、駆動部５５およびミラー支持部５６は、ミラー１１の中心Ｒ３を中心として１８０度回転されることによって、それぞれ、駆動ユニット４０の駆動部４１、支持部４２、駆動部４３、支持部４４、駆動部４５およびミラー支持部４６と略重なるような位置関係に配置されている。なお、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０との具体的な配置については後述する。
【００３５】
なお、駆動ユニット４０（駆動部４１、４３および４５）と、駆動ユニット５０（駆動部５１、５３および５５）とには、共に残留応力が蓄積されている。ここで、本実施形態では、駆動ユニット４０の残留応力と駆動ユニット５０の残留応力とは、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０とが、ミラー１１の中心Ｒ３を中心として略点対称の関係を有することにより、互いに相殺することが可能なように構成されている。
【００３６】
また、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５は、Ｙ方向に約１２ｍｍの長さＬ３を有するとともに、Ｘ方向に約０．４ｍｍの幅Ｗ１を有する。また、支持部４２、４４、５２および５４は、Ｙ方向に約１２ｍｍの長さＬ３を有するとともに、Ｘ方向に約０．３ｍｍの幅Ｗ２を有する。また、ミラー支持部４６および５６は、Ｙ方向に約３．５ｍｍの長さＬ４を有するとともに、Ｘ方向に約０．３ｍｍの幅Ｗ２を有する。また、ミラー１１の中心Ｒ３を通る回動中心Ｒ２は、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の非駆動状態において、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５と、支持部４２、４４、５２および５４とのＹ方向の略中央を通るように構成されている。
【００３７】
また、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５は、電圧が印加されることにより変形して駆動するように構成されているとともに、駆動部４１、４３および４５に印加される電圧と駆動部５１、５３および５５に印加される電圧とが互いに逆の位相になるように構成されている。
【００３８】
また、駆動ユニット４０の駆動部４１のＹ１側の端部４１ａは、図示しない外枠体によって固定されている。すなわち、駆動部４１は、Ｙ１側の端部４１ａを固定端とするとともに、Ｙ２側の端部４１ｂを自由端とする片持ち梁状の構造を有している。これにより、駆動部４１が駆動する際には、駆動部４１が反るように変形することにより、端部４１ｂをＺ方向（図１参照）に変位させて傾斜させるように構成されている。この際、固定端である端部４１ａは、駆動部４１が駆動する際においても変位しない。これにより、固定端である端部４１ａにおける接線Ｃ０（図３参照）に対して、自由端である端部４１ｂにおける接線Ｃ１（図３参照）は、第１の傾斜角度で傾斜するように構成されている。なお、本実施形態では、接線Ｃ０は、水平面上に位置するように構成されている。
【００３９】
また、駆動部４１のＹ２側の端部４１ｂの近傍には、接続部４１ｃが設けられている。駆動部４１は、接続部４１ｃにおいて支持部４２のＹ２側の端部４２ａの近傍の接続部４２ｂと接続されている。また、支持部４２は、駆動部４１の駆動状態において、駆動部４１の端部４１ｂがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、支持部４２は、駆動部４１の駆動状態において、自由端である駆動部４１の端部４１ｂにおける接線Ｃ１上に位置することによって、固定端である駆動部４１の端部４１ａにおける接線Ｃ０に対して、第１の傾斜角度で傾斜するように構成されている。なお、接続部４１ｃは、本発明の「第１接続部」の一例である。
【００４０】
また、支持部４２のＹ１側の端部４２ｃの近傍には、接続部４２ｄが設けられている。支持部４２は、接続部４２ｄにおいて駆動部４３のＹ１側の端部４３ａの近傍の接続部４３ｂと接続されている。なお、支持部４２は略撓まないことにより、接続部４２ｄは接線Ｃ１（図３参照）上に位置するように構成されている。これにより、接続部４２ｄにおいて接続されている駆動部４３の接続部４３ｂ（端部４３ａ）は、接線Ｃ１上に位置しているとともに、接線Ｃ０（図３参照）に対して第１の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００４１】
また、支持部４２の接続部４２ｄにおいて接続されている駆動部４３は、Ｙ１側の接続部４３ｂ（端部４３ａ）を基準として変形するように構成されている。これにより、駆動部４３が駆動する際には、駆動部４３が反るように変形することにより、端部４３ｃをＺ方向（図１参照）に変位させて支持部４２に対して傾斜させるように構成されている。これにより、基準となる端部４３ａにおける接線Ｃ１（図３参照）に対して、端部４３ｃにおける接線Ｃ２（図３参照）は、第２の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００４２】
また、駆動部４３のＹ２側の端部４３ｃの近傍には、接続部４３ｄが設けられている。駆動部４３は、接続部４３ｄにおいて支持部４４のＹ２側の端部４４ａの近傍の接続部４４ｂと接続されている。また、支持部４４は、駆動部４３の駆動状態において、駆動部４３の端部４３ｃがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、支持部４４は、駆動部４３の駆動状態において、駆動部４３の端部４３ｃにおける接線Ｃ２上に位置することによって、基準となる端部４３ａにおける接線Ｃ１に対して、第２の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００４３】
また、支持部４４のＹ１側の端部４４ｃの近傍には、接続部４４ｄが設けられている。支持部４４は、接続部４４ｄにおいて駆動部４５のＹ１側の端部４５ａの近傍の接続部４５ｂと接続されている。なお、支持部４４は略撓まないことにより、接続部４４ｄは接線Ｃ２（図３参照）上に位置するように構成されている。これにより、接続部４４ｄにおいて接続されている駆動部４５の接続部４５ｂ（端部４５ａ）は、接線Ｃ２上に位置しているとともに、接線Ｃ１（図３参照）に対して第２の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００４４】
また、支持部４４の接続部４４ｄにおいて接続されている駆動部４５は、Ｙ１側の接続部４５ｂ（端部４５ａ）を基準として変形するように構成されている。これにより、駆動部４５が駆動する際には、駆動部４５が反るように変形することにより、端部４５ｃをＺ方向（図１参照）に変位させて支持部４４に対して傾斜させるように構成されている。これにより、基準となる端部４５ａにおける接線Ｃ２（図３参照）に対して、端部４５ｃにおける接線Ｃ３（図３参照）は、第３の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００４５】
また、駆動部４５のＹ２側の端部４５ｃの近傍には、接続部４５ｄが設けられている。駆動部４５は、接続部４５ｄにおいてミラー支持部４６のＹ２側の端部４６ａの近傍の接続部４６ｂと接続されている。また、ミラー支持部４６は、駆動部４５の駆動状態において、駆動部４５の端部４５ｃがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、ミラー支持部４６は、駆動部４５の駆動状態において、駆動部４５の端部４５ｃにおける接線Ｃ３上に位置することによって、基準となる端部４５ａにおける接線Ｃ２に対して、第３の傾斜角度で傾斜するように構成されている。この結果、ミラー支持部４６は、接線Ｃ０（水平面上に位置：図３参照）に対して、第１の傾斜角度と第２の傾斜角度と第３の傾斜角度とを略合計した第４の傾斜角度でＢ１側またはＢ２側（図１参照）に傾斜するように構成されている。
【００４６】
また、ミラー支持部４６は、Ｙ１側の端部４６ｃにおいて、Ｘ方向光走査部１０の枠体２０のＹ２側の側面のＸ１側の端部近傍で接続されている。これらにより、駆動ユニット４０では、Ｘ２側のミラー支持部４６からＸ１側の駆動部４１に向かって、隣接したものが互いに順次Ｙ１側の端部近傍またはＹ２側の端部近傍で交互に折り返されるように接続されることによって、ミラー支持部４６から駆動部４１まで連続的に接続された状態として構成されている。
【００４７】
また、図２に示すように、駆動部４１のＹ１側の端部４１ａ、支持部４２のＹ１側の端部４２ｃ、駆動部４３のＹ１側の端部４３ａ、支持部４４のＹ１側の端部４４ｃおよび駆動部４５のＹ１側の端部４５ａは、Ｘ方向光走査部１０のＹ１側の側面よりもＹ１側に位置するように配置されている。また、駆動部４１のＹ２側の端部４１ｂ、支持部４２のＹ２側の端部４２ａ、駆動部４３のＹ２側の端部４３ｃ、支持部４４のＹ２側の端部４４ａおよび駆動部４５のＹ２側の端部４５ｃは、Ｘ方向光走査部１０のＹ２側の側面よりもＹ２側に位置するように配置されている。
【００４８】
また、駆動ユニット５０の駆動部５１のＹ２側の端部５１ａは、図示しない外枠体によって固定されている。すなわち、駆動部５１は、Ｙ２側の端部５１ａを固定端とするとともに、Ｙ１側の端部５１ｂを自由端とする片持ち梁状の構造を有している。これにより、駆動部５１が駆動する際には、駆動部５１が反るように変形することにより、端部５１ｂをＺ方向（図１参照）に変位させて傾斜させるように構成されている。この際、固定端である端部５１ａは、駆動部５１が駆動する際においても変位しない。これにより、固定端である端部５１ａにおける接線Ｄ０（図３参照）に対して、自由端である端部５１ｂにおける接線Ｄ１（図３参照）は、第５の傾斜角度で傾斜するように構成されている。なお、本実施形態では、接線Ｄ０は、水平面上に位置するように構成されている。
【００４９】
また、駆動部５１のＹ１側の端部５１ｂの近傍には、接続部５１ｃが設けられている。駆動部５１は、接続部５１ｃにおいて支持部５２のＹ１側の端部５２ａの近傍の接続部５２ｂと接続されている。また、支持部５２は、駆動部５１の駆動状態において、駆動部５１の端部５１ｂがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、支持部５２は、駆動部５１の駆動状態において、自由端である駆動部５１の端部５１ｂにおける接線Ｄ１上に位置することによって、固定端である駆動部５１の端部５１ａにおける接線Ｄ０に対して、第５の傾斜角度で傾斜するように構成されている。なお、接続部５１ｃは、本発明の「第２接続部」の一例である。
【００５０】
また、支持部５２のＹ２側の端部５２ｃの近傍には、接続部５２ｄが設けられている。支持部５２は、接続部５２ｄにおいて駆動部５３のＹ２側の端部５３ａの近傍の接続部５３ｂと接続されている。なお、支持部５２は略撓まないことにより、接続部５２ｄは接線Ｄ１（図３参照）上に位置するように構成されている。これにより、接続部５２ｄにおいて接続されている駆動部５３の接続部５３ｂ（端部５３ａ）は、接線Ｄ１上に位置しているとともに、接線Ｄ０（図３参照）に対して第５の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００５１】
また、支持部５２の接続部５２ｄにおいて接続されている駆動部５３は、Ｙ２側の接続部５３ｂ（端部５３ａ）を基準として変形するように構成されている。これにより、駆動部５３が駆動する際には、駆動部５３が反るように変形することにより、端部５３ｃをＺ方向（図１参照）に変位させて支持部５２に対して傾斜させるように構成されている。これにより、基準となる端部５３ａにおける接線Ｄ１（図３参照）に対して、端部５３ｃにおける接線Ｄ２（図３参照）は、第６の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００５２】
また、駆動部５３のＹ１側の端部５３ｃの近傍には、接続部５３ｄが設けられている。駆動部５３は、接続部５３ｄにおいて支持部５４のＹ１側の端部５４ａの近傍の接続部５４ｂと接続されている。また、支持部５４は、駆動部５３の駆動状態において、駆動部５３の端部５３ｃがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、支持部５４は、駆動部５３の駆動状態において、駆動部５３の端部５３ｃにおける接線Ｄ２上に位置することによって、基準となる端部５３ａにおける接線Ｄ１に対して、第６の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００５３】
また、支持部５４のＹ２側の端部５４ｃの近傍には、接続部５４ｄが設けられている。支持部５４は、接続部５４ｄにおいて駆動部５５のＹ２側の端部５５ａの近傍の接続部５５ｂと接続されている。なお、支持部５４は略撓まないことにより、接続部５４ｄは接線Ｄ２（図３参照）上に位置するように構成されている。これにより、接続部５４ｄにおいて接続されている駆動部５５の接続部５５ｂ（端部５５ａ）は、接線Ｄ２上に位置しているとともに、接線Ｄ１（図３参照）に対して第６の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００５４】
また、支持部５４の接続部５４ｄにおいて接続されている駆動部５５は、Ｙ２側の接続部５５ｂ（端部５５ａ）を基準として変形するように構成されている。これにより、駆動部５５が駆動する際には、駆動部５５が反るように変形することにより、端部５５ｃをＺ方向（図１参照）に変位させて支持部５４に対して傾斜させるように構成されている。これにより、基準となる端部５５ａにおける接線Ｄ２（図３参照）に対して、端部５５ｃにおける接線Ｄ３（図３参照）は、第７の傾斜角度で傾斜するように構成されている。
【００５５】
また、駆動部５５のＹ１側の端部５５ｃの近傍には、接続部５５ｄが設けられている。駆動部５５は、接続部５５ｄにおいてミラー支持部５６のＹ１側の端部５６ａの近傍の接続部５６ｂと接続されている。また、ミラー支持部５６は、駆動部５５の駆動状態において、駆動部５５の端部５５ｃがＺ方向（図１参照）に変位した状態であっても、略撓まないように構成されている。これにより、ミラー支持部５６は、駆動部５５の駆動状態において、駆動部５５の端部５５ｃにおける接線Ｄ３上に位置することによって、基準となる端部５５ａにおける接線Ｄ２に対して、第７の傾斜角度で傾斜するように構成されている。この結果、ミラー支持部５６は、接線Ｄ０（水平面上に位置：図３参照）に対して、第５の傾斜角度と第６の傾斜角度と第７の傾斜角度とを略合計した第８の傾斜角度でＢ１側またはＢ２側（図１参照）に傾斜するように構成されている。
【００５６】
また、ミラー支持部５６は、Ｙ２側の端部５６ｃにおいて、Ｘ方向光走査部１０の枠体２０のＹ１側の側面のＸ２側の端部近傍で接続されている。これらにより、駆動ユニット５０では、Ｘ１側のミラー支持部５６からＸ２側の駆動部５１に向かって、隣接したものが互いに順次Ｙ１側の端部近傍またはＹ２側の端部近傍で交互に折り返されるように接続されることによって、ミラー支持部５６から駆動部５１まで連続的に接続された状態として構成されている。
【００５７】
また、図２に示すように、駆動部５１のＹ２側の端部５１ａ、支持部５２のＹ２側の端部５２ｃ、駆動部５３のＹ２側の端部５３ａ、支持部５４のＹ２側の端部５４ｃおよび駆動部５５のＹ２側の端部５５ａは、Ｘ方向光走査部１０のＹ２側の側面よりもＹ２側に位置するように配置されている。また、駆動部５１のＹ１側の端部５１ｂ、支持部５２のＹ１側の端部５２ａ、駆動部５３のＹ１側の端部５３ｃ、支持部５４のＹ１側の端部５４ａおよび駆動部５５のＹ１側の端部５５ｃは、Ｘ方向光走査部１０のＹ１側の側面よりもＹ１側に位置するように配置されている。
【００５８】
また、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の非駆動状態において、Ｘ方向光走査部１０およびＹ方向光走査部３０（駆動ユニット４０および５０）は、駆動部４１のＹ１側の端部（固定端）４１ａと、駆動部５１のＹ２側の端部（固定端）５１ａとを通る平面（水平面）と略平行に配置されている。
【００５９】
また、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の各々に電圧が印加されて変形させながら駆動する際に、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０とが略点対称の関係を有することによって、ミラー支持部４６とミラー支持部５６との傾斜の度合いは略同程度になるように構成されている。さらに、駆動部４１、４３および４５に印加される電圧と駆動部５１、５３および５５に印加される電圧とが互いに逆の位相であることによって、ミラー支持部４６の接線Ｃ０（水平面上に位置）に対する第４の傾斜角度と、ミラー支持部５６の接線Ｄ０（水平面上に位置）に対する第８の傾斜角度とは水平面に対して対称になるように構成されている。すなわち、ミラー支持部５６の水平面に対する第８の傾斜角度は、ミラー支持部４６の水平面に対する第４の傾斜角度の向きとは逆の向きであるとともに、大きさ（スカラー量）は略同じになるように構成されている。
【００６０】
また、Ｘ方向光走査部１０は、Ｘ方向光走査部１０の枠体２０のＹ２側の側面のＸ１側の端部近傍でミラー支持部４６と接続されている一方、枠体２０のＹ１側の側面のＸ２側の端部近傍でミラー支持部５６と接続されていることによって、枠体２０のＹ１側の側面がＹ２側の側面よりも上方（Ｚ１側）または下方（Ｚ２側）に位置することによりＢ方向（図１参照）に傾斜するように構成されている。この結果、Ｘ方向光走査部１０は、接線Ｃ３およびＤ３を含む平面上に位置する状態で、ミラー支持部４６および５６によって傾斜した状態で支持されるように構成されている。なお、Ｙ方向光走査部３０の具体的な駆動動作に関しては後述する。
【００６１】
また、図４および図６〜図８に示すように、内側駆動部１６および１７（図４参照）と駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５とは、Ｓｉ基板１の上面（Ｚ１側の面）に圧電アクチュエータ６０が形成された構造を有している。この圧電アクチュエータ６０は、図９に示すように、Ｓｉ基板１側（Ｚ２側）から、下部電極６１と圧電体６２と上部電極６３とが積層された構造を有している。なお、下部電極６１は、ＴｉまたはＰｔなどからなり、Ｓｉ基板１の上面に形成されている。これにより、圧電アクチュエータ６０の下部電極６１への配線処理をＳｉ基板１の任意の部分に対して行うことが可能なように構成されている。なお、圧電アクチュエータ６０の厚みはＳｉ基板１に対して十分に小さいので、図３、図１１および図１２では、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５に形成されている圧電アクチュエータ６０の図示を省略している。また、下部電極６１の厚みは十分に小さいので、図９以外の図面では、Ｓｉ基板１の上面に形成されている下部電極６１の図示を省略している。
【００６２】
また、図９に示すように、圧電体６２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなり、膜厚方向（Ｚ方向）に分極されることによって、電圧を印加されると伸縮するように構成されている。なお、圧電体６２は、支持部４２、４４、５２および５４（図４参照）とミラー支持部４６（図６参照）およびミラー支持部５６（図７参照）との下部電極６１の上面上にも形成されている。また、図２に示すように、圧電体６２（図９参照）が形成されることによって、駆動ユニット４０（駆動部４１、４３および４５）と、駆動ユニット５０（駆動部５１、５３および５５）とには、残留応力が蓄積されている。なお、圧電体６２の厚みはＳｉ基板１に対して十分に小さいので、図３、図１１および図１２では、支持部４２、４４、５２および５４とミラー支持部４６および５６との上面上に形成されている圧電体６２の図示を省略している。
【００６３】
また、図９に示すように、上部電極６３は、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＡｕまたはＰｔなどの導電性のある金属材料からなる。
【００６４】
次に、図１、図３および図９〜図１３を参照して、本発明の一実施形態による振動ミラー素子１００のＹ方向光走査部３０の駆動動作を説明する。
【００６５】
図１および図３に示すような駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５が非駆動状態であることにより水平に保たれている状態から、図１０に示すように、駆動ユニット４０の駆動部４１、４３および４５に、圧電アクチュエータ６０の上面側（Ｚ１側）が下面側（Ｚ２側）よりも収縮されるような電圧を印加する。一方、駆動ユニット５０の駆動部５１、５３および５５に、駆動部４１、４３および４５に印加された電圧とは逆の位相である圧電アクチュエータ６０の下面側（Ｚ２側）が上面側（Ｚ１側）よりも収縮されるような電圧を印加する。
【００６６】
これにより、図１１に示すように、駆動部４１、４３および４５では、それぞれ、Ｙ２側の端部４１ｂ、４３ｃおよび４５ｃがＹ１側の端部４１ａ、４３ａおよび４５ａよりも上方（Ｚ１側）に位置することにより、駆動部４１、４３および４５は上方に反るように変形される。この際、駆動部４１の端部４１ｂは、接線Ｃ０に対してＺ１側に第１の傾斜角度θ１を有してＢ１側へ傾斜する。また、駆動部４３の端部４３ｃは、接線Ｃ１に対してＺ１側に第２の傾斜角度θ２を有してＢ１側へ傾斜する。また、駆動部４５の端部４５ｃは、接線Ｃ２に対してＺ１側に第３の傾斜角度θ３を有してＢ１側へ傾斜する。この結果、ミラー支持部４６は、接線Ｃ０（水平面上に位置）に対して、Ｚ１側に第１の傾斜角度θ１と第２の傾斜角度θ２と第３の傾斜角度θ３とを合計した第４の傾斜角度θ４（＝θ１＋θ２＋θ３）を有してＢ１側へ傾斜する。
【００６７】
一方、図１２に示すように、駆動部５１、５３および５５では、それぞれ、Ｙ１側の端部５１ｂ、５３ｃおよび５５ｃがＹ２側の端部５１ａ、５３ａおよび５５ａよりも下方（Ｚ２側）に位置することにより、駆動部５１、５３および５５は下方に反るように変形される。この際、駆動部５１の端部５１ｂは、接線Ｄ０に対してＺ２側に第５の傾斜角度θ５を有してＢ１側へ傾斜する。また、駆動部５３の端部５３ｃは、接線Ｄ１に対してＺ２側に第６の傾斜角度θ６を有してＢ１側へ傾斜する。また、駆動部５５の端部５５ｃは、接線Ｄ２に対してＺ２側に第７の傾斜角度θ７を有してＢ１側へ傾斜する。この結果、ミラー支持部５６は、接線Ｄ０（水平面上に位置）に対して、Ｚ２側に第５の傾斜角度θ５と第６の傾斜角度θ６と第７の傾斜角度θ７とを合計した第８の傾斜角度θ８（＝θ５＋θ６＋θ７）を有してＢ１側へ傾斜する。
【００６８】
ここで、第１の傾斜角度θ１と第５の傾斜角度θ５とは略同一であり、第２の傾斜角度θ２と第６の傾斜角度θ６とは略同一であるとともに、第３の傾斜角度θ３と第７の傾斜角度θ７とは略同一である。したがって、第４の傾斜角度θ４（＝θ１＋θ２＋θ３）と第８の傾斜角度θ８（＝θ５＋θ６＋θ７）とは、略同一になるように構成されている。
【００６９】
この結果、図１０に示すように、ミラー支持部４６は、接線Ｃ０（図１１参照）に対して、Ｚ１側に第４の傾斜角度θ４（図１１参照）を保った状態で、かつ、ミラー支持部４６自身は撓まない状態でＢ１側に傾斜される。一方、ミラー支持部５６は、接線Ｄ０（図１２参照）に対して、Ｚ２側に第８の傾斜角度θ８（＝θ４）（図１２参照）を保った状態で、かつ、ミラー支持部５６自身は撓まない状態でＢ１側に傾斜される。これにより、ミラー支持部４６にＸ１側で、かつ、Ｙ２側で支持されているとともに、ミラー支持部５６にＸ２側で、かつ、Ｙ１側で支持されているＸ方向光走査部１０（ミラー１１）は、接線Ｃ０およびＤ０を含む水平面に対してＢ１側に傾斜される。この際、Ｘ方向光走査部１０とミラー支持部４６とミラー支持部５６とは、Ｂ１側に傾斜した状態で略同一平面内に位置する。
【００７０】
また、図１３に示すように、駆動ユニット４０の駆動部４１、４３および４５に、圧電アクチュエータ６０の下面側（Ｚ２側）が上面側（Ｚ１側）よりも収縮されるような電圧を印加する。一方、駆動ユニット５０の駆動部５１、５３および５５に、駆動部４１、４３および４５に印加された電圧とは逆の位相である圧電アクチュエータ６０の上面側（Ｚ１側）が下面側（Ｚ２側）よりも収縮されるような電圧を印加する。
【００７１】
これにより、図１２に示すように、駆動部４１、４３および４５では、それぞれ、Ｙ２側の端部４１ｂ、４３ｃおよび４５ｃがＹ１側の端部４１ａ、４３ａおよび４５ａよりも下方（Ｚ２側）に位置することにより、駆動部４１、４３および４５は下方に反るように変形される。この際、駆動部４１の端部４１ｂは、接線Ｃ０に対してＺ２側に第１の傾斜角度θ１を有してＢ２側へ傾斜する。また、駆動部４３の端部４３ｃは、接線Ｃ１に対してＺ２側に第２の傾斜角度θ２を有してＢ２側へ傾斜する。また、駆動部４５の端部４５ｃは、接線Ｃ２に対してＺ２側に第３の傾斜角度θ３を有してＢ２側へ傾斜する。この結果、ミラー支持部４６は、接線Ｃ０（水平面上に位置）に対して、Ｚ２側に第１の傾斜角度θ１と第２の傾斜角度θ２と第３の傾斜角度θ３とを合計した第４の傾斜角度θ４（＝θ１＋θ２＋θ３）を有してＢ２側へ傾斜する。
【００７２】
一方、図１１に示すように、駆動部５１、５３および５５では、それぞれ、Ｙ１側の端部５１ｂ、５３ｃおよび５５ｃがＹ２側の端部５１ａ、５３ａおよび５５ａよりも上方（Ｚ１側）に位置することにより、駆動部５１、５３および５５は上方に反るように変形される。この際、駆動部５１の端部５１ｂは、接線Ｄ０に対してＺ１側に第５の傾斜角度θ５を有してＢ２側へ傾斜する。また、駆動部５３の端部５３ｃは、接線Ｄ１に対してＺ１側に第６の傾斜角度θ６を有してＢ２側へ傾斜する。また、駆動部５５の端部５５ｃは、接線Ｄ２に対してＺ１側に第７の傾斜角度θ７を有してＢ２側へ傾斜する。この結果、ミラー支持部５６は、接線Ｄ０（水平面上に位置）に対して、Ｚ１側に第５の傾斜角度θ５と第６の傾斜角度θ６と第７の傾斜角度θ７とを合計した第８の傾斜角度θ８（＝θ５＋θ６＋θ７）を有してＢ２側へ傾斜する。ここで、上記したように、第４の傾斜角度θ４と第８の傾斜角度θ８とは、略同一になるように構成されている。
【００７３】
この結果、図１３に示すように、ミラー支持部４６は、接線Ｃ０（図１２参照）に対して、Ｚ２側に第４の傾斜角度θ４（図１２参照）を保った状態で、かつ、ミラー支持部４６自身は撓まない状態でＢ２側に傾斜される。一方、ミラー支持部５６は、接線Ｄ０（図１１参照）に対して、Ｚ１側に第８の傾斜角度θ８（＝θ４）（図１１参照）を保った状態で、かつ、ミラー支持部５６自身は撓まない状態でＢ２側に傾斜される。これにより、Ｘ方向光走査部１０（ミラー１１）は、接線Ｃ０およびＤ０を含む水平面に対して傾斜角度θ４でＢ２側に傾斜される。この際、Ｘ方向光走査部１０とミラー支持部４６とミラー支持部５６とは、Ｂ２側に傾斜した状態で略同一平面内に位置する。
【００７４】
さらに、Ｙ方向光走査部３０の駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５には、約６０Ｈｚの周波数で圧電アクチュエータ６０の上面側（Ｚ１側）が下面側（Ｚ２側）よりも収縮される状態と、下面側（Ｚ２側）が上面側（Ｚ１側）よりも収縮される状態とが繰り返されるように非共振駆動するように電圧が印加される。これにより、Ｘ方向光走査部１０（ミラー１１）は、図１０のようにＢ１側に傾斜される状態と、図１３のようにＢ２側に傾斜される状態とが繰り返される。これにより、Ｙ方向光走査部３０は、ミラー１１を回動中心Ｒ２回りにＢ方向に傾斜させて図示しないＹ方向に光を走査させる。
【００７５】
次に、図８、図９、図１４および図１５を参照して、本発明の一実施形態による振動ミラー素子１００の製造工程について説明する。なお、図１４および図１５は、図２に示した５０００−５０００線に沿った断面図である。
【００７６】
まず、図１４に示すように、Ｓｉ基板１と、Ｓｉ基板１の下面（Ｚ２側）に形成されたＳｉＯ２層２と、ＳｉＯ２層２の下面に形成された下部Ｓｉ層３とを有するＳＯＩ基板４を準備する。そして、ＳＯＩ基板４の上面（Ｓｉ基板１のＺ１側の表面）上の全面に、スパッタなどにより下部電極６１（図９参照）および圧電体６２（図９参照）を順次形成する。そして、内側駆動部１６および１７と、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５とに対応する圧電体６２の上面上に、蒸着などにより上部電極６３（図９参照）を形成する。このようにして、内側駆動部１６および１７と、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５とに圧電アクチュエータ６０が形成される。
【００７７】
そして、内側駆動部１６および１７と、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５と、支持部４２、４４、５２および５４と、ミラー支持部４６および５６とに対応する位置にフォトリソグラフィによりレジストパターン（図示せず）を形成した後、そのレジストパターンをマスクとしてウェットエッチングなどを行うことにより、内側駆動部１６および１７と、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５と、支持部４２、４４、５２および５４と、ミラー支持部４６および５６とに対応する位置以外の位置に形成された圧電体６２を除去する。その後、ＳＯＩ基板４の下面（下部Ｓｉ層３のＺ２側の表面）の枠体２０および図示しない外枠体に対応する位置に、蒸着などによりＡｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＡｕまたはＰｔなどからなるマスクパターン５を形成する。
【００７８】
そして、振動ミラー素子１００に対応する位置にフォトリソグラフィによりレジストパターン（図示せず）を形成した後、そのレジストパターンをマスクとしてウェットエッチングなどを行うことにより、振動ミラー素子１００に対応する位置以外の位置に形成された下部電極６１（図９参照）を除去する。これにより、振動ミラー素子１００を形成するＳｉ基板１の上面（Ｚ１側の表面）上にのみ下部電極６１が形成される。
【００７９】
その後、図１５に示すように、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などにより、振動ミラー素子１００に対応する位置以外の位置に形成されたＳｉ基板１を除去する。そして、マスクパターン５をマスクとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などにより、枠体２０および図示しない外枠体に対応する位置以外の位置に形成された下部Ｓｉ層３を除去する。その後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などにより、振動ミラー素子１００に対応する位置以外の位置に形成されたＳｉＯ２層２を除去する。これにより、図８に示す振動ミラー素子１００が形成される。
【００８０】
本実施形態では、上記のように、駆動ユニット４０の駆動部４１、支持部４２、駆動部４３、支持部４４、駆動部４５およびミラー支持部４６と、駆動ユニット５０の駆動部５１、支持部５２、駆動部５３、支持部５４、駆動部５５およびミラー支持部５６とが、ミラー１１の中心Ｒ３を中心として、それぞれ、略点対称の関係を有するように構成することによって、平面的に見て、略点対称の配置関係にある駆動ユニット４０および駆動ユニット５０とによって、Ｘ方向光走査部１０を支持させることができる。これにより、Ｘ方向光走査部１０の自重をミラー支持部４６およびミラー支持部５６に均等に分散させることができるので、非駆動状態においてＸ方向光走査部１０が傾斜するのを抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、上記のように、駆動部４１のＹ１側の端部４１ａ、支持部４２のＹ１側の端部４２ｃ、駆動部４３のＹ１側の端部４３ａ、支持部４４のＹ１側の端部４４ｃおよび駆動部４５のＹ１側の端部４５ａを、Ｘ方向光走査部１０のＹ１側の側面よりもＹ１側に位置するように配置し、駆動部４１のＹ２側の端部４１ｂ、支持部４２のＹ２側の端部４２ａ、駆動部４３のＹ２側の端部４３ｃ、支持部４４のＹ２側の端部４４ａおよび駆動部４５のＹ２側の端部４５ｃを、Ｘ方向光走査部１０のＹ２側の側面よりもＹ２側に位置するように配置するとともに、駆動部５１のＹ２側の端部５１ａ、支持部５２のＹ２側の端部５２ｃ、駆動部５３のＹ２側の端部５３ａ、支持部５４のＹ２側の端部５４ｃおよび駆動部５５のＹ２側の端部５５ａを、Ｘ方向光走査部１０のＹ２側の側面よりもＹ２側に位置するように配置し、駆動部５１のＹ１側の端部５１ｂ、支持部５２のＹ１側の端部５２ａ、駆動部５３のＹ１側の端部５３ｃ、支持部５４のＹ１側の端部５４ａおよび駆動部５５のＹ１側の端部５５ｃを、Ｘ方向光走査部１０のＹ１側の側面よりもＹ１側に位置するように配置することによって、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５を、共にＸ方向光走査部１０（ミラー１１）のＹ方向のＹ１側からＹ２側に向かって延びるように形成することができる。すなわち、駆動部４１、４３および４５と駆動部５１、５３および５５とによって、Ｙ方向と直交する方向（Ｘ方向）にＸ方向光走査部１０が挟み込まれるように、駆動部４１、４３および４５と駆動部５１、５３および５５とをＸ方向に並んで配置することができる。これにより、Ｙ方向に延びる共通の直線上に、駆動部４１、４３および４５と駆動部５１、５３および５５とが配置されないので、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の各々のＹ方向の長さを大きくした場合であっても、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５における大きくした長さの合計分、振動ミラー素子１００全体がＹ方向に長くなることはない。この結果、振動ミラー素子１００のサイズがＹ方向に長くなるのを抑制することができる。
【００８２】
また、本実施形態では、上記のように、駆動ユニット４０の残留応力と駆動ユニット５０の残留応力とを、駆動ユニット４０と駆動ユニット５０とがミラー１１の中心Ｒ３を中心として略点対称の関係を有するように構成されていることにより、互いに相殺されるように構成することによって、容易に、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５に残留応力が蓄積されている場合であっても、非駆動状態において、駆動部４１のＹ１側の端部（固定端）４１ａと駆動部５１のＹ２側の端部（固定端）５１ａとを通る平面（水平面）に対してＸ方向光走査部１０（ミラー１１）が傾斜するのを抑制することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、上記のように、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の非駆動状態において、Ｘ方向光走査部１０およびＹ方向光走査部３０（駆動ユニット４０および５０）を、駆動部４１のＹ１側の端部（固定端）４１ａと駆動部５１のＹ２側の端部（固定端）５１ａとを通る平面（水平面）と略平行に配置することによって、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５の駆動状態および非駆動状態のいずれの状態においても変位しない駆動部４１の端部４１ａと駆動部５１の端部５１ａとを通る水平面と略平行にミラー部を配置することができるので、安定的にＸ方向光走査部１０（ミラー１１）を傾斜させることができる。
【００８４】
本実施形態では、上記のように、駆動ユニット４０では、Ｘ方向に沿ってＸ１側から、駆動部４１、支持部４２、駆動部４３、支持部４４、駆動部４５およびミラー支持部４６が順に並べられるように配置されるとともに、駆動ユニット５０では、Ｘ方向に沿ってＸ２側から、駆動部５１、支持部５２、駆動部５３、支持部５４、駆動部５５およびミラー支持部５６が順に並べられるように配置されるように構成することによって、駆動部４１および５１に加えて、駆動部４３、４５、５３および５５を駆動させることにより、駆動時にＸ方向光走査部１０（ミラー１１）をより大きな傾斜角度を有して傾斜させることができる。
【００８５】
また、本実施形態では、上記のように、ミラー支持部４６を、接線Ｃ０（水平面上に位置）に対して、第１の傾斜角度と第２の傾斜角度と第３の傾斜角度とを略合計した第４の傾斜角度でＢ１側またはＢ２側に傾斜するように構成するとともに、ミラー支持部５６を、接線Ｄ０（水平面上に位置）に対して、第５の傾斜角度と第６の傾斜角度と第７の傾斜角度とを略合計した第８の傾斜角度でＢ１側またはＢ２側に傾斜するように構成することによって、ミラー支持部４６は、接続部４１ｃ（端部４１ｂ）における傾斜に応じてＸ方向光走査部１０（ミラー１１）を支持することができるとともに、ミラー支持部５６は、接続部５１ｃ（端部５１ｂ）における傾斜に応じてＸ方向光走査部１０を支持することができる。また、ミラー支持部４６および５６における傾斜角度をさらに大きくすることができるので、Ｘ方向光走査部１０の傾斜角度をさらに大きくすることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、上記のように、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５が変形しながら駆動する際に、Ｘ方向光走査部１０が、接線Ｃ３およびＤ３を含む平面上に位置する状態で、ミラー支持部４６および５６によって傾斜した状態で支持されるように構成することによって、ミラー支持部４６の傾斜と、ミラー支持部５６の傾斜と、Ｘ方向光走査部１０の傾斜とが略同一になるように維持した状態で、安定的にＸ方向光走査部１０（ミラー１１）を傾斜させることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、上記のように、駆動部４１、４３および４５に印加される電圧と駆動部５１、５３および５５に印加される電圧とが互いに逆の位相になるように構成することによって、容易に、駆動部４１、４３および４５と駆動部５１、５３および５５とにおいて、互いに異なる方向に反らせるような変形を起こさせることができる。これにより、駆動部４１の端部４１ｂと駆動部５１の端部５１ｂとが非駆動状態における位置を基準として互いに反対側に同程度変位し、駆動部４３の端部４３ｃと駆動部５３の端部５３ｃとが非駆動状態における位置を基準として互いに反対側に同程度変位し、駆動部４５の端部４５ｃと駆動部５５の端部５５ｃとが非駆動状態における位置を基準として互いに反対側に同程度変位するように構成することができる。これにより、ミラー支持部４６と、ミラー支持部４６と略点対称の関係を有するミラー支持部５６とを、略同じ傾斜角度（θ４＝θ８）で傾斜させることができる。この結果、ミラー支持部４６および５６によって支持されているＸ方向光走査部１０（ミラー１１）をＢ方向に傾斜させることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、上記のように、駆動ユニット４０では、Ｘ２側のミラー支持部４６からＸ１側の駆動部４１に向かって、隣接したものが互いに順次Ｙ１側またはＹ２側で交互に折り返されるように接続されることによって、ミラー支持部４６から駆動部４１まで連続的に接続されるとともに、駆動ユニット５０では、Ｘ１側のミラー支持部５６からＸ２側の駆動部５１に向かって、隣接したものが互いに順次Ｙ１側またはＹ２側で交互に折り返されるように接続されることによって、ミラー支持部５６から駆動部５１まで連続的に接続されるように構成することによって、駆動部４１の端部４１ｂ（接続部４１ｃ）における変位に基づいて、駆動部４３を駆動させることができるとともに、駆動部４３の端部４３ｃ（接続部４３ｄ）における変位に基づいて、駆動部４５を駆動させることができる。また、駆動部５１の端部５１ｂ（接続部５１ｃ）における変位に基づいて、駆動部５３を駆動させることができるとともに、駆動部５３の端部５３ｃ（接続部５３ｄ）における変位に基づいて、駆動部５５を駆動させることができる。これにより、ミラー支持部４６および５６における傾斜角度をより大きくすることができるので、Ｘ方向光走査部１０（ミラー１１）の傾斜角度をより大きくすることができる。
【００８９】
また、本実施形態では、上記のように、Ｘ方向光走査部１０に、ミラー１１と、回動中心Ｒ１回りにミラー１１を回動させる内側駆動部１６および１７とを設けることによって、ミラー１１において回転中心Ｒ２回りに光を精度よく反射させることが可能であるとともに、回転中心Ｒ１回りの回動と回動中心Ｒ２回りの回動とによって、２次元的に光を走査することができる。
【００９０】
また、本実施形態では、上記のように、Ｘ方向光走査部１０を、約３０ｋＨｚの共振周波数で共振駆動するように構成する一方、Ｙ方向光走査部３０を、約６０Ｈｚの周波数で非共振駆動するように構成することによって、Ｘ方向光走査部１０が回動中心Ｒ２回りよりも回動中心Ｒ１回りにより大きな周波数で回動するように構成された状態で２次元的に光を走査することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、上記のように、駆動ユニット４０および５０（Ｙ方向光走査部３０）と、Ｘ方向光走査部１０とを、共通のＳｉ基板１上に一体的に形成することによって、互いの接続を別途行う必要がないので、振動ミラー素子１００の製造工程を簡素化することができる。
【００９２】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９３】
たとえば、上記実施形態では、振動ミラー素子１００がＸ方向光走査部１０とＹ方向光走査部３０とを備え、ミラー１１をＡ方向およびＢ方向（２次元的）に回動させた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１６に示す第１変形例における振動ミラー素子２００のように、Ｘ方向光走査部を備えずに、Ｙ方向光走査部２３０とミラー２１１とを備えるように構成することによって、本実施形態のＢ方向（図１参照）に（１次元的）のみ回動させるように構成してもよい。この際、ミラー２１１は、Ｘ１側で、かつ、Ｙ２側において駆動ユニット２４０のミラー支持部２４６のＹ１側の端部２４６ｄと接続されているとともに、Ｘ２側で、かつ、Ｙ１側において駆動ユニット２５０のミラー支持部２５６のＹ２側の端部２５６ｄと接続されている。これにより、ミラー２１１をＢ方向に傾斜可能なように構成されている。また、駆動ユニット２４０と駆動ユニット２５０とは、ミラー２１１の中心Ｒ３を中心として、略点対称の関係を有するように構成されている。なお、ミラー２１１は、本発明の「ミラー部」の一例である。
【００９４】
また、上記実施形態では、駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５とがＳｉ基板１の上面（Ｚ１側の面）に圧電アクチュエータ６０が形成された構造を有している例を示したが、図１７に示す第２変形例における振動ミラー素子３００のように、駆動部３４１、３４３、３４５、３５１、３５３および３５５に形成された圧電アクチュエータ６０の上面にさらに絶縁層３７０と配線部３８０とをＹ方向（図１参照）に延びるように形成するとともに、絶縁層３７０にコンタクトホール３７０ａを形成してもよい。これにより、コンタクトホール３７０ａを介して圧電アクチュエータ６０の上部電極６３と配線部３８０とを接続することが可能になるので、配線部３８０とコンタクトホール３７０ａとを介して、容易に、駆動部３４１、３４３、３４５、３５１、３５３および３５５の圧電アクチュエータ６０の上部電極６３に電圧を印加することが可能になる。また、第２変形例における振動ミラー素子３００では、図１８に示すように、支持部３４２、３４４、３５２および３５４と、ミラー支持部３４６および３５６との上面に配置された圧電体６２の上面にさらに絶縁層３７０と配線部３８０とを形成する。そして、図１９および図２０に示すように、隣接する駆動部と支持部またはミラー支持部との接続部（接続部４１ｃ、４２ｂ、４２ｄ、４３ｂ、４３ｄ、４４ｂ、４４ｄ、４５ｂ、４５ｄ、４６ｂ、５１ｃ、５２ｂ、５２ｄ、５３ｂ、５３ｄ、５４ｂ、５４ｄ、５５ｂ、５５ｄ、５６ｂ）において、各々の配線部３８０を互いに接続してもよい。このように構成することによって、容易に、駆動ユニット３４０の駆動部３４１、３４３および３４５に同一の電圧を印加することが可能になるとともに、駆動ユニット３５０の駆動部３５１、３５３および３５５に同一の電圧を印加することが可能になる。さらに、内側駆動部１６（図１参照）とミラー支持部３４６の配線部３８０とを接続することによって、容易に、内側駆動部１６に電圧を印加することが可能になるとともに、内側駆動部１７（図１参照）とミラー支持部３５６の配線部３８０とを接続することによって、容易に、内側駆動部１７に電圧を印加することが可能になる。なお、圧電アクチュエータ６０は、本発明の「駆動部分」の一例であり、上部電極６３は、本発明の「電極」の一例である。
【００９５】
また、上記実施形態では、駆動ユニット４０の駆動部４１（第１駆動部）とミラー支持部４６（第１ミラー支持部）との間に２つの第１支持部（支持部４２および４４）と２つの第３駆動部（駆動部４３および４５）とを設けるとともに、駆動ユニット５０の駆動部５１（第２駆動部）とミラー支持部５６（第２ミラー支持部）との間に２つの第２支持部（支持部５２および５４）と２つの第４駆動部（駆動部５３および５５）とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１駆動部および第１ミラー支持部との間に、第１支持部および第３駆動部を各々１つ以下または３つ以上設けてもよいし、第２駆動部および第２ミラー支持部との間に、第２支持部および第４駆動部を各々１つ以下または３つ以上設けてもよい。この際、第２支持部および第４駆動部は、それぞれ、ミラー部の中心を対称点として第１支持部および第３駆動部と略点対称の関係を有するように設けられる必要がある。
【００９６】
また、上記実施形態では、駆動部４１のＹ２側の端部４１ｂの近傍に接続部４１ｃを設けるとともに、駆動部５１のＹ１側の端部５１ｂの近傍に接続部５１ｃを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動部の自由端側に接続部が設けられていれば、駆動部の端部近傍に接続部を設けなくてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、圧電体６２がチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、ＰＺＴ以外の鉛、チタンおよびジルコニウムを主成分とした酸化物からなる圧電材料や、他の圧電材料により形成されていてもよい。具体的には、圧電体は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）などの圧電材料により形成されていてもよい。
【００９８】
また、上記実施形態では、駆動ユニット４０（駆動部４１、４３および４５）と、駆動ユニット５０（駆動部５１、５３および５５）とに残留応力が蓄積されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１駆動部、第２駆動部、第３駆動部および第４駆動部に残留応力が蓄積されていなくてもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、駆動ユニット４０においてミラー支持部４６から駆動部４１まで連続的に接続されているとともに、駆動ユニット５０においてミラー支持部５６から駆動部５１まで連続的に接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１（第２）ミラー支持部から第１（第２）駆動部まで連続的に接続されなくてもよい。この際、一対の駆動ユニットが互いにミラー部の中心を対称点として略点対称の関係を有するとともに、第１（第２）駆動部が片持ち梁状である必要がある。
【０１００】
また、上記実施形態では、駆動ユニット４０に２つの第１支持部（支持部４２および４４）と２つの第３駆動部（駆動部４３および４５）とを設けるとともに、駆動ユニット５０に２つの第２支持部（支持部５２および５４）と２つの第４駆動部（駆動部５３および５５）とを設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動ユニットに設けられる第１（第２）支持部の個数と第３（第４）駆動部の個数とは異なっていてもよい。この際、形成された第２支持部および第４駆動部は、それぞれ、ミラー部の中心を対称点として第１支持部および第３駆動部と略点対称の関係を有する必要がある。
【０１０１】
また、上記実施形態では、第１の傾斜角度θ１と第５の傾斜角度θ５とが略同一であり、第２の傾斜角度θ２と第６の傾斜角度θ６とが略同一であるとともに、第３の傾斜角度θ３と第７の傾斜角度θ７とが略同一であることにより、第４の傾斜角度θ４（＝θ１＋θ２＋θ３）と第８の傾斜角度θ８（＝θ５＋θ６＋θ７）とが略同一になるように構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第４の傾斜角度θ４と第８の傾斜角度θ８とが略同一であれば、第１の傾斜角度θ１と第５の傾斜角度θ５とは略同一でなくてもよいし、第２の傾斜角度θ２と第６の傾斜角度θ６とは略同一でなくてもよいし、第３の傾斜角度θ３と第７の傾斜角度θ７とは略同一でなくてもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、Ｙ方向光走査部３０が約６０Ｈｚの周波数で非共振駆動するように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｙ方向光走査部が共振駆動するように構成してもよい。なお、Ｙ方向光走査部は、約３０Ｈｚ以上約１２０Ｈｚ以下の周波数で非共振駆動するのが好ましい。
【０１０３】
また、上記実施形態では、駆動ユニット４０および５０（Ｙ方向光走査部３０）と、Ｘ方向光走査部１０とを、共通のＳｉ基板１上に一体的に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｙ方向光走査部およびＸ方向光走査部を一体的に形成しなくてもよいし、駆動ユニットの駆動部、支持部およびミラー支持部を一体的に形成しなくてもよい。たとえば、駆動部、支持部およびミラー支持部を別途作成した後に、互いに接合することによって、Ｙ方向光走査部を形成してもよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、内側駆動部１６および１７と駆動部４１、４３、４５、５１、５３および５５とが、下部電極６１と圧電体６２と上部電極６３とが積層された構造を有する圧電アクチュエータ６０を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、内側駆動部および駆動部は、圧電アクチュエータ以外の駆動装置によって駆動するように構成されてもよい。たとえば、電極に挟まれたエラストマからなる駆動装置としてもよい。この際、電極間に電圧を印加することにより、電極同士が引き合うことによって、エラストマが圧縮されて駆動装置が変形するように構成される。
【符号の説明】
【０１０５】
１０  Ｘ方向光走査部（ミラー部）
１１  ミラー
１６、１７  内側駆動部（第５駆動部）
４１、３４１  駆動部（第１駆動部）
４１ａ  端部（第１固定端）
４１ｂ  端部（第１自由端）
４１ｃ  接続部（第１接続部）
４２、４４、３４２、３４４  支持部（第１支持部）
４３、４５、３４３、３４５  駆動部（第３駆動部）
４３ｄ、４５ｄ  接続部（第３接続部）
４６、２４６、３４６  ミラー支持部（第１ミラー支持部）
５１、３５１  駆動部（第２駆動部）
５１ａ  端部（第２固定端）
５１ｂ  端部（第２自由端）
５１ｃ  接続部（第２接続部）
５２、５４、３５２、３５４  支持部（第２支持部）
５３、５５、３５３、３５５  駆動部（第４駆動部）
５３ｄ、５５ｄ  接続部（第４接続部）
５６、２５６、３５６  ミラー支持部（第２ミラー支持部）
６０  圧電アクチュエータ（駆動部分）
６３  上部電極（電極）
１００、２００、３００  振動ミラー素子
２１１  ミラー（ミラー部）
３７０  絶縁層
３７０ａ  コンタクトホール
３８０  配線部
Ｒ１  回動中心（第２回動中心）
Ｒ２  回動中心（第１回動中心）
Ｒ３  対称点
Ｘ方向  （第２方向）
Ｙ方向  （第１方向）
【図１】
2011141333.tif 000003
【図２】
2011141333.tif 000004
【図３】
2011141333.tif 000005
【図４】
2011141333.tif 000006
【図５】
2011141333.tif 000007
【図６】
2011141333.tif 000008
【図７】
2011141333.tif 000009
【図８】
2011141333.tif 000010
【図９】
2011141333.tif 000011
【図１０】
2011141333.tif 000012
【図１１】
2011141333.tif 000013
【図１２】
2011141333.tif 000014
【図１３】
2011141333.tif 000015
【図１４】
2011141333.tif 000016
【図１５】
2011141333.tif 000017
【図１６】
2011141333.tif 000018
【図１７】
2011141333.tif 000019
【図１８】
2011141333.tif 000020
【図１９】
2011141333.tif 000021
【図２０】
2011141333.tif 000022