(57)【要約】【課題】本発明は、ミアンダ形振動部を用いた光学反射素子において、ミラー部の振れ角を拡大することを目的とする。【解決手段】この目的を達成するために本発明は、光学反射素子１において、固定枠体２と、この固定枠体２の内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対の低速ミアンダ形振動部３と、この低速ミアンダ形振動部３のそれぞれの内端で支持した可動枠体４と、この可動枠体４の内側の低速ミアンダ形振動部３の振動軸と直交した対向部分に、それぞれの内端が支持された一対の高速ミアンダ形振動部５と、この高速ミアンダ形振動部５のそれぞれの内端を支持したミラー部６とを備え、高速ミアンダ形振動部５の湾曲部７の曲率をそれぞれ内端側から外端側へ向かうにつれて小さくした。【選択図】図１
2011209583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠体と、この枠体の内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対のミアンダ形振動部と、これらのミアンダ形振動部のそれぞれの内端で支持したミラー部とを備え、前記ミアンダ形振動部は、複数の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結するとともに、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことを特徴とする光学反射素子。
【請求項２】
前記ミアンダ形振動部のそれぞれの前記振動板は、下部電極と、この下部電極上の圧電体と、この圧電体上の上部電極とを有することを特徴とした請求項１に記載の光学反射素子。
【請求項３】
前記ミアンダ形振動部は、その振動軸の両側に複数の湾曲部を有するとともに、これら両側の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結し、前記振動軸の両側において、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことを特徴とする請求項２に記載の光学反射素子。
【請求項４】
前記ミアンダ形振動部の前記振動板には、前記上部電極を一本置きに配置したことを特徴とする請求項３に記載の光学反射素子。
【請求項５】
前記ミアンダ形振動部の前記振動板には、前記上部電極を一本置きに配置し、その間の振動板には、隣接する両側の前記上部電極を連結する第一の配線を設けたことを特徴とする請求項４に記載の光学反射素子。
【請求項６】
前記第一の配線を設けた振動板には、モニター電極を併設し、前記モニター電極間の振動板には、隣接する両側の前記モニター電極を連結する第二の配線を前記上部電極と併設配置したことを特徴とする請求項５に記載の光学反射素子。
【請求項７】
固定枠体と、この固定枠体の内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対の低速ミアンダ形振動部と、この低速ミアンダ形振動部のそれぞれの内端で支持した可動枠体と、この可動枠体の内側の低速ミアンダ形振動部の振動軸と直交した対向部分に、それぞれの内端が支持された一対の高速ミアンダ形振動部と、この高速ミアンダ形振動部のそれぞれの内端を支持したミラー部とを備え、前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部は、複数の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結するとともに、前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部のうち少なくとも前記高速ミアンダ形振動部は、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことを特徴とする光学反射素子。
【請求項８】
前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部は、下部電極と、この下部電極上の圧電体と、この圧電体上の上部電極とを有することを特徴とした請求項７に記載の光学反射素子。
【請求項９】
前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部は、それらの振動軸の両側に複数の湾曲部を有するとともに、これら両側の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結し、前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部のうち少なくとも前記高速ミアンダ形振動部は、それぞれの前記振動軸の両側において、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことを特徴とする請求項８に記載の光学反射素子。
【請求項１０】
前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部のうち少なくとも前記高速ミアンダ形振動部には、前記上部電極を一本置きに配置したことを特徴とする請求項９に記載の光学反射素子。
【請求項１１】
前記低速ミアンダ形振動部と前記高速ミアンダ形振動部のうち少なくとも前記高速ミアンダ形振動部は、前記上部電極を一本置きに配置し、その間の振動板には、隣接する両側の前記上部電極を連結する第一の配線を設けたことを特徴とする請求項１０に記載の光学反射素子。
【請求項１２】
前記第一の配線を設けた振動板には、モニター電極を併設し、前記モニター電極間の振動板には、隣接する両側の前記モニター電極を連結する第二の配線を前記上部電極と併設配置したことを特徴とする請求項１１に記載の光学反射素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイ等の画像投影装置に用いられる光学反射素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧電駆動式の光学反射素子において、投影画像の解像度を上げるために高周波駆動部を高周波化しても、ミラー部の振れ角を確保できる光学反射素子が望まれていた。
【０００３】
その要望に応える一つの方法として、ミアンダ形振動部を用いた光学反射素子が知られている。
【０００４】
ミアンダ形振動部を用いた光学反射素子の高周波駆動部の一例を図６に示す。この光学反射素子の高周波駆動部は、ミラー部３０と、このミラー部３０を介して対向すると共に、このミラー部３０にそれぞれの一端が連結された対のミアンダ形振動部３１と、これらのミアンダ形振動部３１の他端と連結され、これらのミアンダ形振動部３１およびミラー部３０の外周を囲う枠体３２とを備えている。そして、このミアンダ形振動部３１の、下部電極と上部電極との間に挟まれた圧電体に交流電圧を印加し共振駆動することで、ミアンダ形振動部３１の端部に連結させたミラー部３０を回動させている。
【０００５】
このように、二軸駆動光学反射素子において、高周波駆動部をミアンダ形状にすることで、振動部の変位の自由度が上がり、共振駆動を利用することで、より低電圧でミラー部３０の振れ角を大きくできる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９３１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、二軸駆動光学反射素子において、高周波駆動部をミアンダ形状にすることで、ミアンダ形振動部３１の変位の自由度が上がり、ミラー部３０の振れ角を確保できる。
【０００８】
しかしながら、二軸駆動光学反射素子において、高周波駆動部にミアンダ形振動部３１を用いた従来の光学反射素子では、ミラー部３０を大きく回動しようとすると、ミアンダ形振動部３１の湾曲部が破壊してしまうことがあった。
【０００９】
それは、ミアンダ形振動部３１のそれぞれの湾曲部に掛かる変位応力に偏りがあり、振動を繰り返すことで、最も大きな変位応力を受ける湾曲部から劣化して壊れてしまうからである。
【００１０】
そのため、ミアンダ形振動部３１を用いた従来の光学反射素子では、実質的には、ミラー部３０の振れ角をそれほど拡大することができなかった。
【００１１】
そこで本発明は、ミアンダ形振動部を用いた光学反射素子において、ミラー部の振れ角を拡大することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために本発明は、光学反射素子において、枠体と、この枠体の内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対のミアンダ形振動部と、これらのミアンダ形振動部のそれぞれの内端で支持したミラー部とを備え、前記ミアンダ形振動部は、複数の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結するとともに、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことを特徴とし、これにより、所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明は、光学反射素子において、枠体と、この枠体の内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対のミアンダ形振動部と、これらのミアンダ形振動部のそれぞれの内端で支持したミラー部とを備え、前記ミアンダ形振動部は、複数の湾曲部を振動板でミアンダ形状に連結するとともに、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことで、ミラー部の振れ角を拡大することができる。
【００１４】
それは、高周波駆動するミアンダ形振動部の湾曲部の破壊を抑制することができるからである。
【００１５】
すなわち、高周波駆動するミアンダ形振動部において、ミアンダ形振動部の複数の湾曲部のうち、第一の湾曲部の曲率を、この第一の湾曲部より内側の第二の湾曲部の曲率と比べて小さくしたことで、それぞれの湾曲部に掛かるミアンダ形振動部の変位応力の偏りを低減し、湾曲部に掛かる最大応力を低減できる。そのため、ミアンダ形振動部の湾曲部の破壊を抑制でき、この結果として、ミラー部の限界振れ角を拡大することができるのである。
【００１６】
これにより、高周波駆動するミアンダ形振動部において、駆動周波数を高周波化しても、大きなミラー部の振れ角を増大することが可能となる。
【００１７】
また、共振駆動を利用する場合には、共振周波数を低下させることなく、限界振れ角を増大させることができる。
【００１８】
このような光学反射素子は、例えば二軸駆動光学反射素子における高速側駆動部として利用する場合には、電子機器の小型化と投影画像の高解像度化が実現できる。
【００１９】
すなわち、電子機器において、光学反射素子とディスプレイとの距離を変えない場合は、高解像度画像の投影面積を拡大することができ、投影面積を変えない場合には、ディスプレイとの距離を縮めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態１における光学反射素子の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における光学反射素子の高周波駆動部の斜視図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における光学反射素子の高周波駆動部の片側の斜視図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線の断面図
【図４】本発明の実施の形態１における光学反射素子の動作を示す斜視図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態２における光学反射素子の高周波駆動部の片側の斜視図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線の断面図
【図６】従来の圧電駆動式光学反射素子の一例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における光学反射素子について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施の形態１における光学反射素子の斜視図であり、図２は図１の光学反射素子の高周波駆動部の斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態１における光学反射素子１は、長方形枠状の固定枠体２と、この固定枠体２の短辺内側の対向部分にそれぞれの外端が支持された一対の低速ミアンダ形振動部３と、この低速ミアンダ形振動部３のそれぞれの内端で支持した長方形枠状の可動枠体４と、この可動枠体４の短辺内側の低速ミアンダ形振動部３の振動軸Ｓ２と直交した対向部分に、それぞれの内端が支持された一対の高速ミアンダ形振動部５と、この高速ミアンダ形振動部５のそれぞれの内端を支持したミラー部６とを備え、前記低速ミアンダ形振動部３と前記高速ミアンダ形振動部５は、湾曲部７Ａ〜７Ｆを振動板８Ａ〜８Ｅでミアンダ形状に連結している。
【００２３】
ここで、本実施の形態１における最も重要な特徴について図２を用いて説明すると、高速ミアンダ形振動部５の振動軸Ｓ１の両側の湾曲部７Ａ〜７Ｆにおいて、それぞれ内端（ミラー部６側）から外端（可動枠体４）へ向かうにつれて湾曲部７Ａ〜７Ｆの曲率を小さくしている。具体的には、湾曲部７Ａ〜７Ｆの各湾曲部の内側の曲率（μｍ-1）は、７Ａ：０．０２６４、７Ｂ：０．０２３１、７Ｃ：０．０２１３、７Ｄ：０．０２０１、７Ｅ：０．０１９６、７Ｆ：０．０１９６、と徐々に小さくしている。
【００２４】
そして、この高速ミアンダ形振動部５の振動板８Ａ、８C、８Ｅは、これらの一本おきに圧電アクチュエータ９が配置されている。その圧電アクチュエータ９の間の振動板８B、８Dには、隣接する両側の圧電アクチュエータ９を連結する配線１５を設けている。なお、図１および図２では圧電アクチュエータ９および配線１５は省略して示し、これらについては、図３を用いて詳しく説明する。
【００２５】
図３（ａ）に示すように、本実施の形態１では、高速ミアンダ形振動部５において、振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅ（８Ｅは図示していないが、同様とする。以下同じ。）に圧電アクチュエータ９を形成し、振動板８Ｂ、８Ｄ（８Ｄは図示していないが、同様とする。以下、同じ。）に配線１５を形成し、圧電アクチュエータ９と配線１５が交互に連結して配置している。なお、低速ミアンダ形振動部３も同様の構造となっているため省略する。
【００２６】
また、図３（ｂ）に示すように、高速ミアンダ形振動部５の振動板８Ａ〜８Ｅは、シリコン基板１０、シリコン酸化膜１１、下部電極１２、圧電体１３が順に積層され、その上に上部電極１４又は配線１５が積層されたものである。振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅには上部電極１４が形成され、振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅと隣接する振動板８Ｂ、８Ｄには、この上部電極１４より幅の狭い第一の配線１５が形成されている。上述の圧電アクチュエータ９は、下部電極１２、圧電体１３、上部電極１４で構成している。
【００２７】
次に本実施の形態１における光学反射素子１の部材の組成について以下に説明する。
【００２８】
この光学反射素子１の基材として本実施の形態１はシリコン基板１０を用いたが、金属、ガラスまたはセラミック基板などの弾性、機械的強度および高いヤング率を有する材料で構成することが生産性の観点から好ましい。例えば、金属、水晶、ガラス、石英またはセラミック材料を用いることが機械的特性と入手性の観点から好ましい。さらに、シリコンの他に、チタン、ステンレス、エリンバー、黄銅合金などの金属を用いれば、振動特性、加工性に優れた光学反射素子を実現できる。
【００２９】
そして、圧電体１３に用いる圧電体材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）などの高い圧電定数を有する材料が好ましい。
【００３０】
この場合、下部電極１２として白金を用いることにより、圧電体１３の結晶性を向上させることが出来る。上部電極１４としては、チタン／金等が挙げられる。
【００３１】
本実施の形態１における光学反射素子１の製造方法について説明する。
【００３２】
まず始めに、図３（ｂ）に示す基材として、厚みが約０．５ｍｍのシリコン基板１０を準備し、シリコン基板１０上に絶縁膜としてシリコン酸化膜１１を形成する。そしてこのシリコン酸化膜１１上にスパッタリング法または蒸着法などの薄膜プロセスを用いて下部電極１２を積層する。このとき、シリコン基板１０の厚みは変えても良い。厚みを変えることにより、固有周波数を調整できる。
【００３３】
その後、この下部電極１２の上にスパッタリング法などによって圧電体１３の層を形成する。このとき、圧電体１３と下部電極１２との間には、配向制御層としてＰｂとＴｉを含む酸化物誘電体を用いることが好ましく、ＰＬＭＴからなる配向制御層を形成することがより好ましい。これによって、圧電体１３の結晶配向性がより高まり、圧電特性に優れた圧電アクチュエータ９を形成できる。
【００３４】
次に、この圧電体１３の上に上部電極１４あるいはその配線１５となるチタン／金膜を形成している。
【００３５】
このとき、金膜の下層のチタン膜はＰＺＴ薄膜などの圧電体１３との密着力を高めるために形成しており、チタンの他にクロムなどの金属を用いることができる。これによって、圧電体１３との密着性に優れ、かつ、金電極とは強固な拡散層を形成していることから、密着強度の高い圧電アクチュエータ９を形成することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、白金の下部電極１２の厚みは０．２μｍ、圧電体１３は３．５μｍ、および上部電極１４のチタン部分は０．０１μｍとし、金電極部分は０．３μｍで形成している。
【００３７】
次に、下部電極１２、圧電体１３、上部電極１４およびその配線１５を、フォトリソ技術を用いてエッチングし、パターニングする。
【００３８】
このとき、上部電極１４およびその配線１５のエッチング液としてはヨウ素／ヨウ化カリウム混合溶液と水酸化アンモニウム、過酸化水素混合溶液からなるエッチング液を用いて所定の電極パターンを形成した。
【００３９】
また、下部電極１２、圧電体１３に用いるエッチング方法としては、ドライエッチング法とウエットエッチング法のいずれかの方法、あるいはこれらを組み合わせた方法などを用いることができる。
【００４０】
一例として、ドライエッチング法であればフルオロカーボン系のエッチングガス、あるいはＳＦ6ガスなどを用いることができる。
【００４１】
その他、圧電体１３の層を、沸酸、硝酸、酢酸および過酸化水素の混合溶液を用いてウエットエッチングし、パターニングし、その後、さらに、ドライエッチングによって下部電極１２をエッチングしてパターニングする方法がある。
【００４２】
次に、ＸｅＦ2ガスを用いてシリコン基板１０を等方的にドライエッチングすることによって不必要なシリコン部分を除去し、基材をパターニングすれば、図１に示すような形状の光学反射素子１を形成することができる。
【００４３】
なお、シリコン基板１０をより高精度にエッチングする場合は、シリコンの異方性を利用したドライエッチングが好ましい。この場合は、エッチングを促進するＳＦ6ガスとエッチングを抑制するＣ4Ｆ8ガスの混合ガスを用いるか、あるいはこれらのガスを交互に切り替えることにより、より直線的にエッチングできる。
【００４４】
以上のような製造方法によって、小型で、高精度な光学反射素子１を一括して効率よく作製することができる。
【００４５】
本実施の形態１では、ミラー部６、高速ミアンダ形振動部５、低速ミアンダ形振動部３、可動枠体４、固定枠体２の基材を、シリコン基板１０から一体形成とすることによって、安定した振動特性と、生産性に優れた光学反射素子１を実現することができる。
【００４６】
なお、ミラー部６は基材の表面を鏡面研磨することによっても形成できるが、光の反射特性に優れた金やアルミニウムの金属薄膜をミラー膜として形成することもできる。本実施の形態１では、上部電極１４として金を用いた為、この金の膜をそのままミラー膜として用いることができ、生産効率も高まる。
【００４７】
本実施の形態１における光学反射素子１の動作について下記に説明する。
【００４８】
まず、図３（ｂ）に示す高速ミアンダ形振動部５の下部電極１２を接地状態にし、上部電極１４には、この光学反射素子１の共振周波数に相当する周波数（３０ｋＨｚ）の交流電圧を入力する。
【００４９】
するとある時点において、図３（ａ）に示す幅広の上部電極１４が配置されている振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅは、下部電極１２と上部電極１４との間に挟まれた圧電体１３に電圧が印加され、下に凸、あるいは上に凸に湾曲するように変位する。
【００５０】
この時、隣の振動板８Ｂ、８Ｄには、幅の狭い配線１５が配置されているため、圧電体１３には電圧が殆ど印加されない。したがってこの振動板８Ｂ、８Ｄは、共振の原理により、隣接する振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅと対称的な駆動をする。すなわち振動板８Ｂ、８Ｄは、隣の振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅとは１８０度異なる方向に変位駆動する。
【００５１】
このように本実施の形態１では、一本の上部電極１４でも隣接する振動板８Ａ〜８Ｅが１８０度異なる方向に変位するため、高速ミアンダ形振動部５は、振動板８Ａ〜８Ｅの数が増えるにしたがって、その振動軸Ｓ１周りに変位が蓄積され、一本の上部電極１４でも大きく変位する。
【００５２】
また、本実施の形態１では、交流電圧を印加し共振させるため、単位時間毎に湾曲する方向が逆になり、変位量も倍増する。
【００５３】
そして、図２に示すように、高速ミアンダ形振動部５の端部にミラー部６を連結させているため、この高速ミアンダ形振動部５の振動エネルギーがミラー部６に伝播することで、ミラー部６をその振動軸Ｓ１を中心に回動させることが出来る。
【００５４】
さらに、図１に示すように、低周波駆動部を構成する低速ミアンダ形振動部３は、その振動軸Ｓ２が高速ミアンダ形振動部５の振動軸Ｓ１と直交するようにし、高速ミアンダ形振動部３と同様な構造、同様な動作を行うことにより、ミラー部６をその振動軸Ｓ２を中心に回動させることが出来る。具体的には、本実施の形態１では、１ｋＨｚの周波数で共振駆動させている。
【００５５】
これにより、図４に示すように、ミラー部６へ入射する光を二軸走査することができる。すなわち、光源１８からミラー部６へ入射した入射光１９は、ミラー部６から反射する反射光２０として水平方向および垂直方向に二軸走査され、スクリーン２１に投影画像２２を映し出すことができる。なお、低速側は、より低周波化にすることで投影画像２２の解像度を高めることができる。
【００５６】
そして、高速ミアンダ形振動部５の振動軸Ｓ１と低速ミアンダ形振動部３の振動軸Ｓ２とは、ミラー部６の中心で交わっているため、このミラー部６の中心は不動点となり、この不動部分に光を入射すれば、入射光と反射光との光路長が一定となり、高精度な画像を投影することができる。
【００５７】
これは、二軸走査可能な光学反射素子１として、例えばヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイ等に利用することで、電子機器を小型しつつ、映像を大画面で投影できる。
【００５８】
なお、高周波駆動部だけの構造を取り出して用いた場合には、ミラー部６を一つの振動軸Ｓ１を中心に回動するので、光を一軸走査させることができる。
【００５９】
これは、例えばレーザープリンタ等に利用できる。
【００６０】
本実施の形態１における効果を以下に説明する。
【００６１】
本実施の形態１では、ミアンダ形振動部を用いた光学反射素子において、高速ミアンダ形振動部５の湾曲部７の破壊を抑制することできる。
【００６２】
すなわち、高速ミアンダ形振動部５の振動軸Ｓ１の両側の湾曲部７Ａ〜７Ｆにおいて、それぞれ内端（ミラー部６側）から外端（可動枠体４）へ向かうにつれて曲率を小さくすることで、それぞれの湾曲部７Ａ〜７Ｆの破壊を抑制することができる。
【００６３】
それは、高周波駆動部の高速ミアンダ形振動部５において、それぞれの湾曲部７Ａ〜７Ｆに掛かる変位応力の偏りを低減し、均等になるように分散させるにより、破壊限界の変位応力を低減できるからである。湾曲部７Ａ〜７Ｆの曲率は小さいほど、そこにかかる変位応力は小さくなるため、より大きな変位応力がかかりやすい外側の湾曲部７の曲率を内側の湾曲部７の曲率に比べて小さくしていくことで、変位応力の偏りを低減することができるのである。
【００６４】
これにより、高速側駆動部の駆動周波数を高周波化しても、大きなミラー部６の振れ角を増大することが可能となる。
【００６５】
また、本実施の形態１の光学反射素子１は、共振駆動を利用する場合でも、共振周波数を低下させることなく、ミラー部６の限界振れ角を増大させることができる。
【００６６】
これは、駆動周波数を高周波化しようとすると振れ角が小さくなり、振れ角を増大させようとすると共振周波数が低下してしまうというこれまでの課題を同時に解決できるものである。
【００６７】
例えば、これまでは高速ミアンダ形振動部５の長さを長くすることで、振れ角の増大を図る手段が考えられたが、この場合、素子サイズが大きくなる上に、共振周波数が低下してしまう。また、湾曲部７の曲率を一律に小さくする、湾曲部７の幅を一律に小さくするといった手段等も考えられたが、いずれにおいても、共振周波数が低下してしまう。
【００６８】
しかし、本実施の形態１の光学反射素子１は、素子サイズや共振周波数を変えずに、ミラー部６の限界振れ角を増大させることができる。
【００６９】
具体的には、本実施の形態１は、湾曲部７Ａ〜７Ｆの各湾曲部の内側の曲率（μｍ-1）を、７Ａ：０．０２６４、７Ｂ：０．０２３１、７Ｃ：０．０２１３、７Ｄ：０．０２０１、７Ｅ：０．０１９６、７Ｆ：０．０１９６、と徐々に小さくすることで、素子サイズや共振周波数（３０ｋＨｚ）を変えずに、大きなミラー部６の限界振れ角（±１２．６度）を確保できる。
【００７０】
具体的には、例えば、これまでの各湾曲部７の内側の曲率を一律に０．０１４２８μｍ-1とした場合のミラー部６の限界振れ角（±９．５度）と比べ、素子サイズや共振周波数（３０ｋＨｚ）を変えずに、ミラー部６の限界振れ角を３０％程度増大するものである。
【００７１】
これは、投影画像２２の高解像度化と面積拡大を同時に実現できるものであり、電子機器の小型化や性能を向上させるものである。
【００７２】
本実施の形態１では、高周波駆動部を中心に説明したが、低周波駆動部を構成する低速ミアンダ形振動部３も高速ミアンダ形振動部５と同様な構造にし、同様な動作を行うことで、同様の効果が得られる。
【００７３】
なお、本実施の形態１では、低速ミアンダ形振動部３と高速ミアンダ形振動部５の振動板８は５本としたが、これより少なくても、多くても同様の効果が得られる。また、固定枠体２や可動枠体４と低速ミアンダ形振動部３や高速ミアンダ形振動部５の接続位置についても、振動軸Ｓ１、Ｓ２上であっても、それ以外でも、同様の効果が得られる。
【００７４】
本実施の形態１においては、低速ミアンダ形振動部３を１ｋＨｚで駆動し、また、高速ミアンダ形振動部５を３０ｋＨｚで駆動したが、この駆動周波数については、これに限定されるものではなく、要は、相対的に低速ミアンダ形振動部３と高速ミアンダ形振動部５を比較した場合に、低速ミアンダ形振動部３が低速で駆動されるように、また、高速ミアンダ形振動部５が高速で駆動されるものであればよい。
【００７５】
（実施の形態２）
本実施の形態２と実施の形態１との違いは、図５（ａ）に示すように、高速ミアンダ形振動部５上に上部電極１４とモニター電極１６とを交互に配置した点である。
【００７６】
本実施の形態２では、このモニター電極１６は、図５（ｂ）に示すように、上部電極１４と同様に圧電体１３上に積層されている。そして振動板８Ｂ、８Ｄ（８Ｄは図示していないが、同様とする。以下、同じ。）上において、このモニター電極１６は、上部電極１４の配線１５と併設配置され、隣接する振動板８Ｂ、８Ｄ上には、その配線１７が上部電極１４と併設配置されている。
【００７７】
すなわち、本実施の形態２では、幅広の上部電極１４が配置されている振動板８Ａ、８Ｃ、８Ｅ（８Ｅは図示していないが、同様とする。以下、同じ。）にはモニター電極１６の幅狭の配線１７が配置され、上部電極１４の幅狭の配線１５が配置されている振動板８Ｂ、８Ｄには幅広のモニター電極１６が形成されている。
【００７８】
このモニター電極１６では、圧電体１３の変位を電気信号として検知することができる。そして上部電極１４とモニター電極１６とを複数の振動板８Ａ〜８Ｅ上において交互に配置することで、モニター電極１６で検知した電気信号は、この上部電極１４に印加する電気信号とは逆位相となる。したがって、この信号を、フィードバック回路を介して上部電極１４に入力すれば、高速ミアンダ形振動部５を高精度に自励駆動させることができる。
【００７９】
本実施の形態２では、図１に示す実施の形態１と同様に圧電アクチュエータ９は一つおきに配置されているため、高速ミアンダ形振動部５に引き回す電極数は、モニター電極１６と上部電極１４と合わせて二本でよい。したがって電極数の増大を抑えることができ、小型の光学反射素子の生産性を向上させることが出来る。
【００８０】
なお、低周波駆動部を構成する低速ミアンダ形振動部３も同様な構成にすることで、同様な動作および効果が得られる。
【００８１】
その他実施の形態１と同様の構成および効果については説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明の光学反射素子は、従来に比べてミラー部の振幅角増大、解像度向上が可能であり、ヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイ、レーザープリンタ等の画像投影装置に利用出来る。
【符号の説明】
【００８３】
１  光学反射素子
２  固定枠体
３  低速ミアンダ形振動部
４  可動枠体
５  高速ミアンダ形振動部
６  ミラー部
７  湾曲部
８  振動板
９  圧電アクチュエータ
１０  シリコン基板
１１  シリコン酸化膜
１２  下部電極
１３  圧電体
１４  上部電極
１５、１７  配線
１６  モニター電極
１８  光源
１９  入射光
２０  反射光
２１  スクリーン
２２  投影画像
Ｓ１  高速ミアンダ形振動部の振動軸（Ｙ軸方向の振動軸）
Ｓ２  低速ミアンダ形振動部の振動軸（Ｘ軸方向の振動軸）
【図１】
2011209583.tif 000003
【図２】
2011209583.tif 000004
【図３】
2011209583.tif 000005
【図４】
2011209583.tif 000006
【図５】
2011209583.tif 000007
【図６】
2011209583.tif 000008