(57)【要約】【課題】アウタアクチュエータの動特性の悪化を抑制できかつインナフレームの破断を防止した２次元光偏向器を提供する。【解決手段】２次元光偏向器は、ミラー１と、インナフレーム２’と、２つの半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂとによって構成されている。ミラー１と半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂとはトーションバー４ａ、４ｂによって連結され、半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂとインナフレーム２’とはフィックス部５ａ、５ｂによって連結されている。アウタフレームとインナフレーム２’との間にミアンダ状圧電アクチュエータを連結する。インナフレーム２’の幅Ｗは、フィックス部５ａ、５ｂの近傍での最小値Ｗ１から徐々に増加して内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍で最大値Ｗ２となっている。【選択図】  図１
2019128432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーと、
前記ミラーを囲むインナフレームと、
前記ミラーと前記インナフレームとの間に設けられ、前記ミラーを第１の軸に沿って駆動するためのインナアクチュエータと、
前記ミラーと前記インナアクチュエータとを連結し前記第１の軸に沿って設けられたトーションバーと、
前記インナアクチュエータと前記インナフレームとを連結し前記第１の軸に沿って設けられたフィックス部と、
前記インナフレームを囲むアウタフレームと、
前記アウタフレームの第２の軸に沿った連結部と前記インナフレームの前記第２の軸に沿った外側連結部とを連結して前記インナフレームを前記第２の軸に沿って駆動するためのアウタアクチュエータと
を具備し、
前記インナフレームの前記第２の軸に沿った内側連結部は前記インナアクチュエータに連結され、
前記インナフレームの幅は前記フィックス部近傍から前記内側連結部及び前記外側連結部近傍に向って徐々に増加している２次元光偏向器。
【請求項２】
前記インナフレームは前記内側連結部及び前記外側連結部近傍において前記インナ圧電アクチュエータ側に弛んだ弛み形状部を有する請求項１に記載の２次元光偏向器。
【請求項３】
ミラーと、
前記ミラーを囲むインナフレームと、
前記ミラーと前記インナフレームとの間に設けられ、前記ミラーを第１の軸に沿って駆動するためのインナアクチュエータと、
前記ミラーと前記インナアクチュエータとを連結し前記第１の軸に沿って設けられたトーションバーと、
前記インナアクチュエータと前記インナフレームとを連結し前記第１の軸に沿って設けられたフィックス部と、
前記インナフレームを囲むアウタフレームと、
前記アウタフレームの第２の軸に沿った連結部と前記インナフレームの前記第２の軸に沿った外側連結部とを連結して前記インナフレームを前記第２の軸に沿って駆動するためのアウタアクチュエータと
を具備し、
前記インナフレームの前記第２の軸に沿った内側連結部は前記インナアクチュエータに連結され、
前記インナフレームは前記内側連結部及び前記外側連結部近傍において前記インナ圧電アクチュエータ側に弛んだ弛み形状部を有する２次元光偏向器。
【請求項４】
さらに、前記アウタアクチュエータの前記フィックス部の近傍に設けられた圧電センサを具備し、
前記圧電センサの信号線を前記フィックス部上に設けた請求項１〜３のいずれかに記載の２次元光偏向器。
【請求項５】
前記トーションバーは、前記ミラーを中心に前記第１の軸に沿って一方に延びる第１のトーションバーと、当該一方の方向と反対側に延びる第２のトーションバーとからなり、
前記インナアクチュエータは、前記第１のトーションバーと前記第２のトーションバーとに接続された、前記ミラーを囲む２つの半リング状圧電アクチュエータを具備し、
前記インナフレームの幅が、前記の前記半リング状圧電アクチュエータの幅よりも小さい請求項１〜４のいずれかに記載の２次元光偏向器。
【請求項６】
前記インナアクチュエータと前記インナフレームとは、前記第１の軸に沿って延びるフィックス部と、前記第２の軸に沿って延びる連結部により連結されており、
前記アウタアクチュエータはミアンダ状圧電アクチュエータを具備する請求項１〜５のいずれかに記載の２次元光偏向器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２次元光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元光偏向器は、光走査器として、ピコプロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）、レーザレーダ、バーコードリーダ、エリアセンサ、ヘッドランプ等に適用され、半導体製造プロセス及びマイクロマシン技術を用いて製造されたマイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）構造で構成されている。
【０００３】
図８は従来の２次元光偏向器を示す斜視図である（参照：特許文献１の図５、特許文献２の図３）。図８において、１０は２次元光偏向器、２０は２次元光偏向器１０を制御するための制御ユニット、３０はレーザ光Ｌ１を発生するためのレーザ光源である。Ｌ２はレーザ光Ｌ１の２次元光偏向器１０からの反射光である。
【０００４】
図８において、２次元光偏向器１０は円形のミラー１の水平駆動系及び垂直駆動系よりなる。
【０００５】
水平駆動系は、ミラー１を囲む可動のインナフレーム２と、ミラー１とインナフレーム２との間に設けられ、ミラー１を水平走査軸（Ｙ軸）に沿って駆動するために、インナフレーム２の内側連結部２ａ、２ｂによって支持され、連結された２つの半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ（インナ圧電アクチュエータ）とによって構成されている。また、ミラー１と半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂとはＹ軸に沿ったトーションバー４ａ、４ｂによって連結され、さらに、半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂとインナフレーム２とはＹ軸に沿ったフィックス部５ａ、５ｂによって連結されている。
【０００６】
半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ間には圧電センサ６ａ、６ｂが設けられ、フィックス部５ａ、５ｂは、後述の図９に示すごとく、圧電センサ６ａ、６ｂのセンサ信号線Ｌ６ａ、Ｌ６ｂを通過させるためのものである。尚、センサ信号線Ｌ６ａ、Ｌ６ｂは後述のミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）層とは図示しない絶縁層によって電気的に絶縁されている。これにより、圧電センサ６ａ、６ｂの電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂと半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂの電圧ＶＹ1、ＶＹ2とのクロストークを避けることができる。
【０００７】
他方、ミラー１の垂直駆動系は、偏光器の基準面を構成する固定のアウタフレーム７と、ミラー１を垂直走査軸（Ｘ軸）に沿って駆動するためにアウタフレーム７の連結部７ａ、７ｂとインナフレーム２の外側連結部２ｃ、２ｄとの間に連結されたミアンダ状（蛇腹状）圧電アクチュエータ（アウタ圧電アクチュエータ）８ａ、８ｂとによって構成されている。ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂはアウタフレーム７の連結部７ａ、７ｂとインナフレーム２の外側連結部２ｃ、２ｄとを結ぶＸ軸に対称に設けられているので、ミラー１のＸ軸からのずれを抑制できる。
【０００８】
半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂには、周波数ｆｙの互いに逆位相の正弦波電圧Ｖｙａ、Ｖｙｂが電極パッドＰｙａ、Ｐｙｂを介して印加される。これにより、ミラー１はＹ軸回りに揺動する。このとき、制御ユニット２０は電極パッドＰｓａ、Ｐｓｂを介して得られる圧電センサ６ａ、６ｂのセンサ電圧Ｖｓａ、Ｖｓｂが最大となるように正弦波電圧Ｖｙａ、Ｖｙｂの周波数ｆｙをフィードバック制御して共振周波数ｆｙを実現する。
【０００９】
他方、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂには、非共振周波数ｆｘの互いに逆位相の鋸歯波電圧Ｖｘ１、Ｖｘ２が電極パッドＰｘ１ａ、Ｐｘ２ａ；Ｐｘ１ｂ、Ｐｘ２ｂを介して印加される。具体的には、鋸歯波電圧Ｖｘ１はミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの奇数番目圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−３、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−３、８ｂ−５に印加され、他方、鋸歯波電圧Ｖｘ２はミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの偶数番目圧電カンチレバー８ａ−２、８ａ−４；８ｂ−２、８ｂ−４に印加される。従って、たとえば、奇数番目圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−３、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−３、８ｂ−５は下方向に屈曲し、偶数番目圧電カンチレバー８ａ−２、８ａ−４；８ｂ−２、８ｂ−４は上方向に屈曲する。この結果、ミラー１がＸ軸回りに揺動する。
【００１０】
図８においては、ミラー１のＸ軸回りの揺動によるインナフレーム２の振動を抑制するために、インナフレーム２は上面視で矩形として面積を大きくして質量を大きくしてある。しかし、この場合、インナフレーム２の垂直走査軸（Ｘ軸）回りの慣性モーメントが大きくなり、ミラー１の垂直走査軸（Ｘ軸）回りの振れ角が小さくなる。このため、図９に示すごとく、インナフレーム２は上面視で細くし、垂直走査軸（Ｘ軸）回りの慣性モーメントを小さくすることも提案されている（参照：特許文献３の図１）。この場合、インナフレーム２の幅Ｗは小さくたとえば１００μｍで一様である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１５−１８４５９２号公報
【特許文献２】特開２０１６−９０５０号公報
【特許文献３】特開２０１７−２０７６３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、図１０の（Ａ）に示すごとく、ミラー１の振れ角αがトーションバー４ａの振れ角βを超えて共振によるΔβが上乗せされた振れ角領域に入ると、トーションバー４ａは半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂの変形動作に対して位相遅れを伴いながらフィックス部５ａを介してインナフレーム２の振動γを誘発する。つまり、図１０の（Ｂ）に示すごとく、ミラー１の捩り応力Ｓ１は、半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂの捩り応力Ｓ２、インナフレーム２の捩り応力Ｓ３として伝播する。
【００１３】
インナフレーム２の幅Ｗは小さく一様であるので、図１１の（Ａ）に示すごとく、捩り応力Ｓ３はせん断応力としてインナフレーム２を一様に伝播する。尚、図１１の（Ａ）においては、便宜上、インナフレーム２を直線状にしてある。従って、図１１の（Ｂ）に示すごとく、インナフレーム２のせん断応力Ｓ３の振動伝播は、単一モードに近く、この結果、インナフレーム２の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の振動変位は大きくなる。
【００１４】
インナフレーム２の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の大きな振動変位は、図１２の（Ａ）に示すごとく、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂを垂直走査軸（Ｘ軸）方向に大きく伸縮させる。この結果、ミラー１の共振によるインナフレーム２の振動がミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの振動に重畳し、つまり、クロストークし、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの動特性を悪化させるという課題がある。また、ミラー１の共振エネルギーが大きくなると、図１２の（Ｂ）に示すごとく、インナフレーム２の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍が破断するという課題もある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を解決するために、本発明に係る２次元光偏向器は、ミラーと、ミラーを囲むインナフレームと、ミラーとインナフレームとの間に設けられ、ミラーを第１の軸に沿って駆動するためのインナアクチュエータと、ミラーとインナアクチュエータとを連結し第１の軸に沿って設けられたトーションバーと、インナアクチュエータとインナフレームとを連結し第１の軸に沿って設けられたフィックス部と、インナフレームを囲むアウタフレームと、アウタフレームの第２の軸に沿った連結部とインナフレームの第２の軸に沿った外側連結部とを連結してインナフレームを第２の軸に沿って駆動するためのアウタアクチュエータとを具備し、インナフレームの第２の軸に沿った内側連結部はインナアクチュエータに連結され、インナフレームの幅はフィックス部近傍からその内側連結部及び外側連結部近傍に向って徐々に増加しているものである。
【００１６】
また、本発明に係る２次元光偏向器は、ミラーと、ミラーを囲むインナフレームと、ミラーとインナフレームとの間に設けられ、ミラーを第１の軸に沿って駆動するためのインナアクチュエータと、ミラーとインナアクチュエータとを連結し第１の軸に沿って設けられたトーションバーと、インナアクチュエータとインナフレームとを連結し第１の軸に沿って設けられたフィックス部と、インナフレームを囲むアウタフレームと、アウタフレームの第２の軸に沿った連結部とインナフレームの第２の軸に沿った外側連結部とを連結してインナフレームを第２の軸に沿って駆動するためのアウタアクチュエータとを具備し、インナフレームの第２の軸に沿った内側連結部はインナアクチュエータに連結され、インナフレームはその内側連結部及び外側連結部近傍においてインナ圧電アクチュエータ側に弛んだ弛み形状部を有するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インナフレームの内側連結部及び外側連結部の近傍の振動変位は小さくなるので、アウタアクチュエータの第２の軸方向の伸縮は抑制できる。この結果、ミラーの共振によるインナフレームの振動とアウタアクチュエータの振動とのクロストークは小さくなり、アウタアクチュエータの動特性の悪化を抑制できる。また、ミラーの共振エネルギーが大きくなっても、インナフレームの内側連結部及び外側連結部の近傍の破断を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る２次元光偏向器の第１の実施の形態を示す部分上面図である。
【図２】図１の２次元光偏向器の動作を説明するための図であって、（Ａ）はインナフレームの上面図、（Ｂ）はインナフレームの断面図である。
【図３】本発明に係る２次元光偏向器の第２の実施の形態を示す部分上面図である。
【図４】図９の２次元光偏向器のインナフレームの応力分布のシミュレーション結果を示す写真である。
【図５】図３の２次元光偏向器の動作を説明するための部分上面図である。
【図６】本発明に係る２次元光偏向器の第３の実施の形態を示す部分上面図である。
【図７】図１、図３、図６の２次元光偏向器の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】従来の２次元光偏向器を示す斜視図である。
【図９】図８の改良例を示す部分上面図である。
【図１０】課題を説明するための図９のミラー、半リング状圧電アクチュエータ及びインナフレームを示す図であって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は部分上面図である。
【図１１】課題を説明するための図９のインナフレームを示す図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は断面図である。
【図１２】課題を説明するための図９の２次元光偏向器を示す図であって、（Ａ）は全体上面図、（Ｂ）は部分上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明に係る２次元光偏向器の第１の実施の形態を示す部分上面図である。
【００２０】
図１においては、図９のインナフレーム２の代りに、インナフレーム２’を設けてある。インナフレーム２’の幅Ｗは、フィックス部５ａ、５ｂの近傍での最小値Ｗ１から徐々に増加して内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍で最大値Ｗ２となっている。たとえば、Ｗ１＝１００μｍ、Ｗ２＝２・Ｗ１＝２００μｍである。この場合、インナフレーム２’の全体の平均幅は小さいので、垂直走査軸（Ｘ軸）回りの慣性モーメントの増大を抑制でき、従って、ミラー１の垂直走査軸（Ｘ軸）回りの振れ角の減少を抑制できる。
【００２１】
インナフレーム２’の幅Ｗは徐々に増大するので、図２の（Ａ）に示すごとく、捩り応力Ｓ３はせん断応力としてインナフレーム２’を幅Ｗに応じて徐々に拡大して伝播する。尚、図２の（Ａ）においては、便宜上、インナフレーム２’を直線状にしてある。従って、図２の（Ｂ）に示すごとく、インナフレーム２のせん断応力Ｓ３の振動伝播は、マルチモードとなり、この結果、インナフレーム２’の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の振動変位は互いに打ち消し合って小さくなる。
【００２２】
インナフレーム２’の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の振動変位は小さいので、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの垂直走査軸（Ｘ軸）方向の伸縮は抑制できる。この結果、ミラー１の共振によるインナフレーム２’の振動とミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの振動とのクロストークは小さくなり、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの動特性の悪化を抑制できる。また、ミラー１の共振エネルギーが大きくなっても、インナフレーム２’の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の破断を防止できる。
【００２３】
図３は本発明に係る２次元光偏向器の第２の実施の形態を示す部分上面図である。
【００２４】
図３においては、図９のインナフレーム２の代りに、インナフレーム２”を設けてある。インナフレーム２”においては、内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍に半リング状圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ側へ弛んだ弛み形状部Ｃを設けてある。弛み形状部Ｃがない場合、図４において、四角の枠で囲んだ歪集中部Ｃ’に、駆動時に応力歪みが集中する。尚、応力ひずみについてはシミュレーションソフトを用いて応力の分布状態を検討した。弛み形状部Ｃを設けることで歪集中部の応力集中が解消される。
【００２５】
図５は図３の２次元光偏向器の動作を説明するための部分上面図である。
【００２６】
図５の応力歪解放領域Ｃ”に示すごとく、弛み形状部Ｃは曲ることによって集中応力歪みを吸収する。つまり、捩り応力Ｓ３がせん断応力としてインナフレーム２”を伝播すると、弛み形状部Ｃが応力歪みを吸収する。
【００２７】
応力歪みが吸収されることによりインナフレーム２”の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の振動変位は小さくなり、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの垂直走査軸（Ｘ軸）方向の伸縮は抑制できる。この結果、ミラー１の共振によるインナフレーム２”の振動とミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの振動とのクロストークは小さくなり、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの動特性の悪化を抑制できる。また、ミラー１の共振エネルギーが大きくなっても、インナフレーム２”の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の破断を防止できる。
【００２８】
図６は本発明に係る２次元光偏向器の第３の実施の形態を示す部分上面図である。
【００２９】
図６においては、図９のインナフレーム２の代りに、インナフレーム２’’’を設けてある。インナフレーム２’’’は図１のインナフレーム２’と図３のインナフレーム２”とを兼ね合わせたものである。つまり、インナフレーム２’’’の幅Ｗは、フィックス部５ａ、５ｂの近傍での最小値Ｗ１から徐々に増加して内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍で最大値Ｗ２となっている。さらに、インナフレーム２’’’においては、内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍に弛み形状部Ｃを設ける。
【００３０】
図６においては、インナフレーム２’’’の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の振動変位はさらに小さくなるので、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの垂直走査軸（Ｘ軸）方向の伸縮はさらに抑制できる。この結果、ミラー１の共振によるインナフレーム２’’’の振動とミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの振動とのクロストークはさらに小さくなり、ミアンダ状圧電アクチュエータ８ａ、８ｂの動特性の悪化をさらに抑制できる。また、ミラー１の共振エネルギーが大きくなっても、インナフレーム２’’’の内側連結部２ａ、２ｂ及び外側連結部２ｃ、２ｄの近傍の破断をさらに防止できる。
【００３１】
図１、図３、図６の光偏向器１０の製造方法を図７を参照して説明する。
【００３２】
始めに、単結晶シリコンサポート層（ハンドル層ともいう）７０１、酸化シリコン中間層（埋込層、ボックス層ともいう）７０２及び単結晶シリコン活性層（デバイス層ともいう）７０３よりなるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｎ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）構造を準備する。次いで、単結晶シリコンサポート層７０１及び単結晶シリコン活性層７０３を熱酸化して酸化シリコン層７０４及び酸化シリコン層７０５を形成する。
【００３３】
次に、酸化シリコン層７０５上に、インナ圧電アクチュエータ２’、２”、２’’’、圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５を形成する。すなわち、スパッタリング法による約５０ｎｍのＴｉ及びその上の約１５０ｎｍのＰｔよりなるＴｉ／Ｐｔ下部電極層７０６、アーク放電反応性イオンプレーティング（ＡＤＲＩＰ）法による約３μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）層７０７、及びスパッタリング法による約１５０ｎｍのＴｉ上部電極層７０８を形成する。
【００３４】
次に、上部電極層７０８、ＰＺＴ層７０７をフォトリソグラフィ及びエッチング法によってパターン化し、次いで、下部電極層７０６及び酸化シリコン層７０５をフォトリソグラフィ及びエッチング法によってパターン化する。
【００３５】
次に、プラズマ化学的気相析出（ＰＣＶＤ）法により約５００ｎｍの層間酸化シリコン層７０９を形成する。次いで、層間酸化シリコン層７０９のうち偶数番目圧電カンチレバー８ａ−２、８ａ−４；８ｂ−２、８ｂ−４の領域をフォトリソグラフィ及びドライエッチング法により除去し、当該領域にＰＣＶＤ法により約５００ｎｍの層間窒化シリコン層７１０を形成する。
【００３６】
次に、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により層間酸化シリコン層７０９及び層間窒化シリコン層７１０にコンタクトホールを開孔する。このコンタクトホールはインナ圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ、圧電センサ６ａ、６ｂ、圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５及び電極パッドＰ（Ｐｘ１ａ、…）に相当する。
【００３７】
次に、フォトリソグラフィ、スパッタリング及びソフトオフ法によりＡｌＣｕ（１％Ｃｕ）よりなる配線層７１１を形成する。配線層７１１はインナ圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ、圧電センサ６ａ、６ｂ及び圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５並びにこれらの電極パッドＰ（Ｐｘ１ａ、…）の上部電極層７０８間を電気的に接続する。
【００３８】
次に、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により酸化シリコン層７０４をエッチングし、インナフレーム２’、２”、２’’’、アウタフレーム７及びミラー１の補強リブ１ａの領域のみに酸化シリコン層７０４を残す。
【００３９】
次に、酸化シリコン層７０４をエッチングマスクとしてドライエッチング法により単結晶シリコンサポート層７０１をエッチングする。次いで、単結晶シリコンサポート層７０１をエッチングマスクとしてウェットエッチング法により酸化シリコン層７０２をエッチングする。
【００４０】
最後に、蒸着法によりＡｌ反射層７１２を単結晶シリコン活性層７０３上に形成し、フォトリソグラフィ及びエッチング法によりＡｌ反射層７１２をパターン化し、これにより、２次元光偏向器１０は完成する。この場合、内側連結部２ａ、２ｂ、外側連結部２ｃ、２ｄ、トーションバー４ａ、４ｂ、フィックス部５ａ、５ｂ及び連結部７ａ、７ｂは単結晶シリコン活性層７０３よりなる。
【００４１】
尚、上述の実施形態において、半リング状圧電アクチュエータ３ａ，３ｂの形状は、円形状のミラー１の外縁に相似する半円形からフィックス部５ａ，５ｂと上辺および下辺にて接続し、内側連結部２ａ、２ｂと左辺および右辺にて接続する八角形に近似する形状としている。これにより、インナ圧電アクチュエータを円形状とした場合に比べて長く形成することができるので、ミラー１の振り角を大きくすることができるからである。また、インナフレーム２’、２”、２’’’の幅は、剛性が確保できる範囲で半リング状圧電アクチュエータ３ａ，３ｂの幅よりも細くする。細幅とすることでＸ軸を中心として揺動する際に可動部の大きさを小さく（軽量化）することができる。
【００４２】
尚、本発明は上述の実施の形態の自明の範囲のいかなる変更に適用し得る。
【符号の説明】
【００４３】
１０：２次元光偏向器
２０：制御ユニット
３０：レーザ光源
１：ミラー
１ａ：補強リブ
２’、２”、２’’’：インナフレーム
２ａ、２ｂ：内側連結部
２ｃ、２ｄ：外側連結部
３ａ、３ｂ：半リング状圧電アクチュエータ（インナ圧電アクチュエータ）
４ａ、４ｂ：トーションバー
５ａ、５ｂ：フィックス部
６ａ、６ｂ：圧電センサ
７：アウタフレーム
７ａ、７ｂ：連結部
８ａ、８ｂ：ミアンダ状圧電アクチュエータ（アウタ圧電アクチュエータ）
Ｐｘ１ａ、Ｐｘ２ａ、Ｐｘ１ｂ、Ｐｘ２ｂ、Ｐｓａ、Ｐｓｂ：電極パッド
Ｃ：弛み形状部
Ｃ’：応力集中部
【図１】
2019128432.tif 000003
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019128432.tif 000012
【図１１】
2019128432.tif 000013
【図１２】
2019128432.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月26日(2018.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【図１】本発明に係る２次元光偏向器の第１の実施の形態を示す部分上面図である。
【図２】図１の２次元光偏向器の動作を説明するための図であって、（Ａ）はインナフレームの上面図、（Ｂ）はインナフレームの断面図である。
【図３】本発明に係る２次元光偏向器の第２の実施の形態を示す部分上面図である。
【図４】図９の２次元光偏向器のインナフレームの応力分布のシミュレーション結果を示す部分上面図である。
【図５】図３の２次元光偏向器の動作を説明するための部分上面図である。
【図６】本発明に係る２次元光偏向器の第３の実施の形態を示す部分上面図である。
【図７】図１、図３、図６の２次元光偏向器の製造方法を説明するための断面図である。
【図８】従来の２次元光偏向器を示す斜視図である。
【図９】図８の改良例を示す部分上面図である。
【図１０】課題を説明するための図９のミラー、半リング状圧電アクチュエータ及びインナフレームを示す図であって、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は部分上面図である。
【図１１】課題を説明するための図９のインナフレームを示す図であって、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は断面図である。
【図１２】課題を説明するための図９の２次元光偏向器を示す図であって、（Ａ）は全体上面図、（Ｂ）は部分上面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、酸化シリコン層７０５上に、インナフレーム２’、２”、２’’’、圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５を形成する。すなわち、スパッタリング法による約５０ｎｍのＴｉ及びその上の約１５０ｎｍのＰｔよりなるＴｉ／Ｐｔ下部電極層７０６、アーク放電反応性イオンプレーティング（ＡＤＲＩＰ）法による約３μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）層７０７、及びスパッタリング法による約１５０ｎｍのＴｉ上部電極層７０８を形成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
次に、プラズマ化学的気相析出（ＰＣＶＤ）法により約５００ｎｍの層間酸化シリコン層７０９を形成する。次いで、層間酸化シリコン層７０９のうち偶数番目圧電カンチレバー８ａ−２、８ａ−４；８ｂ−２、８ｂ−４の領域をフォトリソグラフィ及びドライエッチング法により除去し、当該領域にＰＣＶＤ法により約５００ｎｍの層間窒化シリコン層（図示せず）を形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
次に、フォトリソグラフィ及びドライエッチング法により層間酸化シリコン層７０９及び層間窒化シリコン層（図示せず）にコンタクトホールを開孔する。このコンタクトホールはインナ圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ、圧電センサ６ａ、６ｂ、圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５及び電極パッドＰ（Ｐｘ１ａ、…）に相当する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
次に、フォトリソグラフィ、スパッタリング及びソフトオフ法によりＡｌＣｕ（１％Ｃｕ）よりなる配線層７１１を形成する。配線層７１１はインナ圧電アクチュエータ３ａ、３ｂ、圧電センサ６ａ、６ｂ及び圧電カンチレバー８ａ−１、８ａ−２、８ａ−３、８ａ−４、８ａ−５；８ｂ−１、８ｂ−２、８ｂ−３、８ｂ−４、８ｂ−５、上部電極層７０８並びにこれらの電極パッドＰ（Ｐｘ１ａ、…）の間を電気的に接続する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
１０：２次元光偏向器
２０：制御ユニット
３０：レーザ光源
１：ミラー
１ａ：補強リブ
２’、２”、２’’’：インナフレーム
２ａ、２ｂ：内側連結部
２ｃ、２ｄ：外側連結部
３ａ、３ｂ：半リング状圧電アクチュエータ（インナ圧電アクチュエータ）
４ａ、４ｂ：トーションバー
５ａ、５ｂ：フィックス部
６ａ、６ｂ：圧電センサ
７：アウタフレーム
７ａ、７ｂ：連結部
８ａ、８ｂ：ミアンダ状圧電アクチュエータ（アウタ圧電アクチュエータ）
Ｐｘ１ａ、Ｐｘ２ａ、Ｐｘ１ｂ、Ｐｘ２ｂ、Ｐｓａ、Ｐｓｂ：電極パッド
Ｃ：弛み形状部
Ｃ’：歪集中部
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2019128432.tif 000015
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2019128432.tif 000016
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2019128432.tif 000017
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2019128432.tif 000018
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2019128432.tif 000019