(57)【要約】      （修正有）【課題】圧電膜と電極膜との剥離を防止して、信頼性及び安定性を高めた光偏向器を提供する。【解決手段】外枠支持体と、ミラー部と、前記ミラー部の中心を通る第１軸線上で一端部が該ミラー部と結合され、かつ、他端部が前記外枠支持体と結合された１対のトーションバーと、前記トーションバーを前記第１軸線回りに往復回転させるように、先端部が該トーションバーと結合され、かつ、少なくとも一部分が前記外枠支持体と結合された圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂとを備えた圧電駆動方式のＭＥＭＳ型光偏向器において、圧電アクチュエータの先端部（区画線９１、９２の付近）のＰＺＴ圧電膜を、該圧電アクチュエータの他の部分のＰＺＴ圧電膜より薄く形成する。【選択図】図７
2015169745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠支持体と、
ミラー部と、
前記ミラー部の中心を通る第１軸線上で一端部が該ミラー部と結合され、かつ、他端部が前記外枠支持体と結合された１対のトーションバーと、
前記トーションバーを前記第１軸線回りに往復回転させるように、先端部が該トーションバーと結合され、かつ、少なくとも一部分が前記外枠支持体と結合された第１圧電アクチュエータとを備え、
前記第１圧電アクチュエータの先端部の圧電膜は、該第１圧電アクチュエータの他の部分の圧電膜より薄く形成されてい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、
前記第１圧電アクチュエータの先端部に前記トーションバーの回転角を検出する圧電方式の回転センサを配設し、
前記回転センサを構成する圧電膜を、前記第１圧電アクチュエータの先端部の圧電膜と同じ厚みに形成したことを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
外枠支持体と、
ミラー部と、
前記ミラー部の中心を通る第１軸線上で一端部が該ミラー部と結合され、かつ、他端部が前記外枠支持体と結合された１対のトーションバーと、
前記トーションバーを前記第１軸線回りに往復回転させるように、該トーションバーと前記外枠支持体の両方に結合された第１圧電アクチュエータとを備え、
前記第１圧電アクチュエータの前記トーションバーとの結合部分のうち、該第１圧電アクチュエータの応力が生じる領域の圧電膜を、該第１圧電アクチュエータの他の部分の圧電膜より薄く形成することを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の光偏向器において、
前記ミラー部を、該ミラー部の中心を通り前記第１軸線と同一平面上で直交する第２軸線回りに往復回転させるための第２圧電アクチュエータを備え、
前記第２圧電アクチュエータは、
複数の圧電カンチレバーが、前記第２軸線上に該圧電カンチレバーの長手方向が隣り合うように並べて配置され、
隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように一端部が機械的に連結され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、圧電駆動方式の光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナや小型プロジェクタでレーザ光を走査するため、ミラー部を所定の軸線回りに往復回転させて、光源から入射した光をミラー部で反射させて出射するＭＥＭＳ型の光偏向器が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の２次元光スキャナでは、中央に反射膜を有する円形状のミラー部が形成され、ミラー部の中心を通る軸Ｙ２上にある第１のトーションバー（２つ）が各々の一端でミラー部を軸支している。また、ミラー部の中心を通る軸Ｘ２上にある第２のトーションバー（２つ）が内部可動枠を軸支している。
【０００４】
第１、第２のトーションバーは、その圧電振動板（圧電アクチュエータ）に交流電圧を印加すると、それぞれの軸回りを揺動するので、ミラー部に入射する光の反射光は２次元的に走査される（段落００６２〜００６４、図５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
圧電アクチュエータを駆動してミラー部を回転させるためには、圧電膜にある程度の厚みを持たせる必要があった。しかしながら、圧電膜をより厚くした場合、駆動中に圧電膜とそれに電圧を印加するための電極膜が徐々に剥離して、圧電アクチュエータの性能が低下するという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、圧電膜と電極膜との剥離を防止することで、信頼性及び安定性を高めた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】
【０００８】
第１発明の光偏向器は、外枠支持体と、ミラー部と、前記ミラー部の中心を通る第１軸線上で一端部が該ミラー部と結合され、かつ、他端部が前記外枠支持体と結合された１対のトーションバーと、前記トーションバーを前記第１軸線回りに往復回転させるように、先端部が該トーションバーと結合され、かつ、少なくとも一部分が前記外枠支持体と結合された第１圧電アクチュエータとを備え、前記第１圧電アクチュエータの先端部の圧電膜は、該第１圧電アクチュエータの他の部分の圧電膜より薄く形成されていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明では、第１圧電アクチュエータを駆動させることでトーションバーを第１軸線回りに往復回転させ、トーションバーと結合したミラー部を動作させる。これにより、ミラー部は、半導体レーザ等の入射光を様々な方向に反射させることができる。
【００１０】
第１圧電アクチュエータを効率良く駆動させるためには、これを構成する圧電膜にある程度の厚みを持たせなければならないが、トーションバーと第１圧電アクチュエータとの結合部分、すなわち、第１圧電アクチュエータの先端部については、第１圧電アクチュエータの圧電膜を他の部分より薄く形成する。
【００１１】
これにより、第１圧電アクチュエータに電圧を印加して屈曲変形させたとき、第１圧電アクチュエータの薄く形成された圧電膜と、これに接触する電極膜とが、圧電膜の変形に追従できずに剥離してしまうのを防止することができる。
【００１２】
第１発明において、前記第１圧電アクチュエータの先端部に前記トーションバーの回転角を検出する圧電方式の回転センサを配設し、前記回転センサを構成する圧電膜を、前記第１圧電アクチュエータの先端部の圧電膜と同じ厚みに形成することが好ましい。
【００１３】
第１圧電アクチュエータの先端部に回転センサを配設すると、トーションバーの回転角を検出することができる。例えば、回転角の情報（センサ信号）を制御装置にフィードバックすることで、光偏向器によるレーザ光の走査が正確に行える。
【００１４】
ここで、回転センサを構成する圧電膜も第１圧電アクチュエータの先端部の圧電膜と同じ厚み、すなわち薄く形成する。これにより、電極膜と圧電膜が剥離してセンサ信号が不安定になることを防止することができる。
【００１５】
第２発明の光偏向器は、外枠支持体と、ミラー部と、前記ミラー部の中心を通る第１軸線上で一端部が該ミラー部と結合され、かつ、他端部が前記外枠支持体と結合された１対のトーションバーと、前記トーションバーを前記第１軸線回りに往復回転させるように、該トーションバーと前記外枠支持体の両方に結合された第１圧電アクチュエータとを備え、前記第１圧電アクチュエータの前記トーションバーとの結合部分のうち、該第１圧電アクチュエータの応力が生じる領域の圧電膜を、該第１圧電アクチュエータの他の部分の圧電膜より薄く形成することを特徴とする。
【００１６】
応力シミュレーションによれば、第１圧電アクチュエータのトーションバーとの結合部分では、第１圧電アクチュエータによる応力が所定の範囲（例えば、扇形状）に分布することが分かっている。従って、応力が生じる範囲について、局所的に圧電膜を薄く形成することにより、第１圧電アクチュエータの変形量（振れ角）を保持しつつ、電極膜と圧電膜の剥離を防止することができる。
【００１７】
第１、第２発明において、前記ミラー部を、該ミラー部の中心を通り前記第１軸線と同一平面上で直交する第２軸線回りに往復回転させるための第２圧電アクチュエータを備え、前記第２圧電アクチュエータは、複数の圧電カンチレバーが、前記第２軸線上に該圧電カンチレバーの長手方向が隣り合うように並べて配置され、隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように一端部が機械的に連結されていることが好ましい。
【００１８】
ミラー部を第２軸線回りに往復回転させる第２圧電アクチュエータは、複数の圧電カンチレバーにより構成される。圧電カンチレバーは、第２軸線上に圧電カンチレバーの長手方向が隣り合うように並べて配置されているので、それぞれの圧電カンチレバーは、電圧を印加したとき第２軸線回りに屈曲変形する。
【００１９】
また、隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように一端部が機械的に連結されているので、屈曲変形を累積させてミラー部の回転を大きくすることができる。これにより、第１、第２圧電アクチュエータを駆動させてレーザ光を２次元的に走査可能な２次元光偏向器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光スキャナモジュールの構成図。
【図２】２次元光偏向器の斜視図。
【図３】蛇腹状圧電アクチュエータの動作を説明する図。
【図４】可動枠の詳細を説明する図。
【図５】図４の可動枠内の圧電センサの配置部分を説明する図。
【図６】（ａ）応力分布の全体図と、（ｂ）応力分布の拡大図。
【図７】半環状圧電アクチュエータとトーションバーとの結合部分（図５のVII−VII線）の断面図。
【図８】半環状圧電アクチュエータとトーションバーとの結合部分の断面図（別実施例）。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
初めに図１を参照して、光スキャナモジュール１の構成を説明する。光スキャナモジュール１は、例えば、超小型プロジェクタ、バーコードリーダ等に用いられる部品であり、主に２次元光偏向器２、レーザ光源３及び制御装置５から構成される。
【００２２】
２次元光偏向器２は、半導体プロセスやMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用して作製され、一定の方向から入射する光を回転するマイクロミラーで反射し、走査光として出射する。
【００２３】
２次元光偏向器２の可動枠２ａは、主にミラー部９、半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂ、トーションバー（弾性梁）１３ａ、１３ｂ等からなる。レーザ光源３から入射するレーザ光４ａはミラー部９で反射され、反射光（レーザ光４ｂ）が、例えば、超小型プロジェクタの投影面を走査する。
【００２４】
このとき、制御装置５は、可動枠２ａ及びレーザ光源３に制御信号を送信している。該制御信号により可動枠２ａの半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂが駆動され、これと結合したトーションバー１３ａ、１３ｂが捩れることで、ミラー部９を回転させる。また、該制御信号により、レーザ光源３は、レーザ光４ａのオン・オフや輝度が制御される。
【００２５】
次に、図２を参照して、可動枠２ａを含む２次元光偏向器２について説明する。２次元光偏向器２は、外枠支持体１１の中央に可動枠２ａが配設されている。また、可動枠２ａの両脇には、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂが配設され、可動枠２ａの辺部下端及び外枠支持体１１と結合している。
【００２６】
蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂは、複数のカンチレバーを長手方向が隣り合う向きに並べて、上下方向端部で折り返して直列結合した構造になっている。詳細は後述するが、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂを駆動させることにより、可動枠２ａが水平方向、すなわち、図中のＸ軸（本発明の「第２軸線」）の回りを往復回転する。
【００２７】
また、上述したように、半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂを駆動させることにより、ミラー部９がトーションバー１３ａ、１３ｂの軸と一致する、図中のＹ軸（本発明の「第１軸線」）の回りを往復回転する。
【００２８】
この結果、２次元光偏向器２は、レーザ光４ａをミラー部９で反射する際、光を２次元光偏向器２の前方に出射して、さらにＸ軸方向とＹ軸方向の２方向に走査することができる。
【００２９】
外枠支持体１１の下方には、電極パッド７ａ〜７ｅ（以下、電極パッド７という）と、電極パッド８ａ〜８ｅ（以下、電極パッド８という）が配設されている。電極パッド７、８は、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂ及び半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの各電極に駆動電圧を印加できるように電気的に接続されている。
【００３０】
なお、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂの部分がなくても光偏向器として機能する。この場合、可動枠２ａの部分が外枠支持体の役割を果たし、ミラー部９がＹ軸の回りを往復回転する１次元光偏向器となる。
【００３１】
次に、図３を参照して、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａを例に、蛇腹状圧電アクチュエータの動作を説明する。
【００３２】
上述したように、実施例の２次元光偏向器２は、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂを動作させることにより、ミラー部９のＸ軸方向の往復回転を可能としている。なお、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａ、６ｂは、本発明の「第２駆動アクチュエータ」に相当する。
【００３３】
図３（ａ）は、２次元光偏向器２を表側から見たとき、左側に配設される蛇腹状圧電アクチュエータ６ａを切り出した図である。蛇腹状圧電アクチュエータ６ａは、圧電カンチレバーを４つ並べた形状である。また、各圧電カンチレバーは、主に圧電膜とそれを挟む電極膜とで構成される。以下では、可動枠２ａから離れた方より順に、圧電カンチレバー６ａ（１）、６ａ（２）、６ａ（３）、６ａ（４）と呼ぶ。
【００３４】
例えば、蛇腹状圧電アクチュエータ６ａにおいて、奇数番目の圧電カンチレバー６ａ（１）、６ａ（３）に第１の電圧を印加する。また、偶数番目の圧電カンチレバー６ａ（２）、６ａ（４）に、第１の電圧とは逆位相の第２の電圧を印加する。
【００３５】
このようにすることで、図３（ｂ）に示すように、奇数番目の圧電カンチレバー６ａ（１）、６ａ（３）を上方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー６ａ（２）、６ａ（４）を下方向に屈曲変位させることができる。
【００３６】
図示しないが、蛇腹状圧電アクチュエータ６ｂについては、可動枠２ａに近い方より順に、圧電カンチレバー６ｂ（１）、６ｂ（２）、６ｂ（３）、６ｂ（４）とする。このとき、奇数番目の圧電カンチレバー６ａ（１）、６ａ（３）を下方向に屈曲変位させ、偶数番目の圧電カンチレバー６ａ（２）、６ａ（４）を上方向に屈曲変位させることができる。
【００３７】
これにより、ミラー部９の下側（トーションバー１３ｂ側）よりミラー部９の上側（トーションバー１３ａ側）が高くなる（上側が図中のＵ方向に動く）ように、ミラー部９を変位させることができる。このようにして、ミラー部９をＸ軸回りに揺動させることができる。
【００３８】
次に、図４を参照して、可動枠２ａの詳細を説明する。図４は、可動枠２ａを斜め前方から見た斜視図である。初期状態において、ミラー部９は、中心Ｏから表側に延び出す法線をまっすぐ前方に向けている。
【００３９】
円形のミラー部９は、Ｙ軸方向のトーションバー１３ａ、１３ｂに支持され、可動枠２ａの中心に配設される。ミラー部９の反射面は、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ等の金属薄膜を、例えば、スパッタ法や電子ビーム蒸着法により形成する。なお、ミラー部９の形状は円形に限られず、楕円形やその他の形状であってもよい。
【００４０】
トーションバー１３ａ、１３ｂは、一端がミラー部９、他端が半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂ（以下、単に圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂという）との結合部を越えて、可動枠２ａと結合している。このように、トーションバー１３ａ、１３ｂが可動枠２ａと結合していることで、Ｙ軸方向の往復回転が安定する。
【００４１】
圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂは、ミラー部９を外側から包囲する位置に配設される。圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂは、Ｙ軸上でトーションバー１３ａ、１３ｂと結合し、Ｘ軸上で外枠支持体１１の一部である固定バー１４ａ、１４ｂと結合している。なお、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂは、本発明の「第１駆動アクチュエータ」に相当する。
【００４２】
詳細は後述するが、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂは、半導体プレーナプロセスにより、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電膜を下部電極及び上部電極で挟み込んだ構造となっている。下部電極、上部電極を介して圧電膜に電圧を印加することで、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂを屈曲変形させ、トーションバー１３ａ、１３ｂを捩るという仕組みである。
【００４３】
圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂには、それぞれＹ軸に対して６０°傾いた直線上に分断溝１８が形成されており、圧電膜が周方向に分断されている。また、トーションバー１３ａ、１３ｂは、Ｙ軸上に延びているので、この位置でも圧電膜が周方向に分断されている。
【００４４】
ＭＥＭＳ技術による可動枠２ａの作製時には、まず、トーションバー１３ａ、１３ｂの部分を含めた全周に、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂ用の圧電膜を一律に形成する。その後、エッチングによりトーションバー１３ａ、１３ｂの部分、分断溝１８の部分の圧電膜を除去する。
【００４５】
圧電アクチュエータ１０ａは、２つの分断溝１８により上側から順番に区域１６ａ〜１６ｃに分けられる。一方、圧電アクチュエータ１０ｂは、２つの分断溝１８により上側から順番に区域１７ａ〜１７ｃに分けられる。
【００４６】
これにより、区域１６ａ〜１６ｃ、１７ａ〜１７ｃの圧電膜には、個別に駆動電圧を印加可能になる。例えば、区域１６ａ、１６ｃ、１７ｂに所定の電圧Ｖ１を印加し、区域１６ｂ、１７ａ、１７ｃにＶ１とは逆位相となる電圧Ｖ２を印加することにより、ミラー部９をＹ軸回りに揺動させることができる。また、上記のように圧電膜を分離することで、分離しない場合の約半分の電圧で同じ振れ角が得られ、消費電力を抑えられる。
【００４７】
次に、図５を参照して、可動枠２ａに設けられた圧電センサ１００について説明する。図５は、図４の領域Ｒ（破線部分）の拡大図である。
【００４８】
圧電センサ１００は、トーションバー１３ｂと圧電アクチュエータ１０ｂとの結合部に跨る位置に配設され、圧電アクチュエータ１０ｂの水平方向の歪みに応じた電圧を出力して、ミラー部９の回転角を位相遅れなく検出する。なお、圧電センサ１００は、本発明の「回転センサ」に相当する。
【００４９】
圧電アクチュエータ１０ａは、区画線９１が先端部となる。また、圧電アクチュエータ１０ｂについては、区画線９２が先端部となる。圧電センサ１００は、区画線９２の一部分をエッチングして、該先端部の圧電膜を一部除去することにより形成する。従って、圧電アクチュエータ１０ｂと圧電センサ１００の積層材料は同じである。
【００５０】
また、略扇形状の領域Ｓ（破線部分）の圧電膜は、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの他の部分より薄く形成されている。これは、圧電膜と電極膜との密着性を良くするためであるが、詳細は断面図を用いて後述する。
【００５１】
圧電センサ１００には、信号線１１０が接続されている。信号線１１０は、トーションバー１３ｂの軸線に沿って外枠支持体１１に引き出され、他端が外枠支持体１１上の電極パッド８（図２参照）に接続される。
【００５２】
圧電センサ１００のセンサ信号は、電極パッド８を介して制御装置５（図１参照）に送られる。これにより、制御装置５は、リアルタイムでミラー部９の回転角をフィードバックして制御することができる。
【００５３】
信号線１１１、１１２はグランド線であり、信号線１１０を挟む位置に配設されている。信号線１１１、１１２をこの位置とすることでシールド効果が生じ、信号線１１０のセンサ信号がノイズの影響を受けて乱れる、いわゆるクロストーク現象を防止することができる。
【００５４】
次に、図６を参照して、可動枠２ａ部分の応力分布ついて説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、市販のシミュレーションプログラムを用いて算出した応力分布である。
【００５５】
図６（ａ）の応力分布（全体図）によれば、トーションバー１３ａ、１３ｂの部分が濃い色で示され、特に応力が集中していることが分かる。応力は、トーションバー１３ａ、１３ｂから離れるにつれて小さくなるが、ミラー部９や圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの一部にも生じている。
【００５６】
また、図６（ｂ）の応力分布は、図６（ａ）の破線部分を拡大したものである。圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの先端付近では、応力が扇形状に分布しており、上述の圧電センサ１００も、この応力領域に含まれている。
【００５７】
これは、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂを駆動することで、トーションバー１３ａ、１３ｂ端部の捩れと圧電膜自体の応力の間で歪みが発生するためである。圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの垂直方向の振れ角を保持するためには、例えば、４μｍ程度の厚みの圧電膜が必要となるが、そうすることで圧電膜と電極膜の密着強度が弱くなる場合がある。
【００５８】
そこで、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂのトーションバー１３ａ、１３ｂとの結合部分について、上記シミュレーション結果の扇形に一致するように、圧電膜を薄く形成している。
【００５９】
また、圧電センサ１００も応力が生じる扇形状の領域に含まれるので、圧電センサ１００の圧電膜も薄く形成する。これにより、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの垂直方向の振れ角を保持しつつ、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂと圧電センサについて、圧電膜と電極膜の密着強度が低下することがない。
【００６０】
次に、図７を参照して、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂとトーションバー１３ｂとの結合部分の構造を説明する。なお、図７は、図５のVII−VII線の断面図である。
【００６１】
圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂは、下層から順に基板としてのＳｉ（ケイ素）、層間絶縁膜としてのＳｉＯ２（二酸化ケイ素）、電極密着膜としてのＴｉ（チタン）又はＴｉＯ２（二酸化チタン）、下部電極膜としてのＰｔ（プラチナ）、圧電膜としてのＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、上部電極膜としてのＰｔ（プラチナ）、電極密着膜としてのＴｉ（チタン）、パッシベーション膜としてのＳｉＮ（窒化ケイ素）を有する。なお、下部電極膜と圧電膜の間にＳＲＯ（酸化ストロンチウム）による拡散防止層を形成してもよい。
【００６２】
電極密着膜とは、電極と接する薄膜（例えば、ＰｔとＳｉＯ２）の密着性を高めるための層である。また、パッシベーション膜とは、水分や金属イオンから配線や回路素子を保護するための機能を持つもので、ＳｉＯＮ（シリコン酸窒化膜）、ＳｉＯ２（二酸化ケイ素）又はＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）により形成してもよい。
【００６３】
なお、各層の膜厚は、特開２００５−１４８４５９号公報等、既に公知の文献を参照し、適宜設定してもよい。また、ＰＺＴの圧電膜は、デバイスの種類に応じて、エッチングにより膜厚を調整することができる。エッチングは、ウェットエッチング又はドライエッチングを用いることができる。
【００６４】
図中のトーションバー１３ｂ（破線部分）の上部は、基本的にエッチングによって圧電膜や電極膜が除去されている。また、トーションバー１３ｂの両脇部分（扇形状の領域）では圧電膜が薄く形成され、これに伴い上部電極膜及びパッシベーション膜も一段低い構造となっている。
【００６５】
上述したように、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂとトーションバー１３ｂの結合部分は、応力が扇形状に分布している。従って、扇形に一致するように、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの先端部（区画線９１、９２付近）の圧電膜と、圧電センサ１００の部分の圧電膜とが薄く形成されている。
【００６６】
圧電膜の膜厚が厚い場合（例えば、４μｍ以上）、変形する圧電膜の動きに電極膜が追従できず、電極膜と圧電膜が剥離してしまうことがある。そこで、圧電膜を局所的に薄く形成することで剥離を防いでいる。また、剥離が防ぐことで圧電センサ１００から、ミラー部９の動きに対して位相遅れのない、感度の良いセンサ信号を得ることができる。
【００６７】
圧電センサ１００の圧電膜は、薄くし過ぎるとセンサ信号が得られなくなるが、センサ信号が得られる程度（例えば、２〜３μｍ）に薄く形成することができる。センサ信号用の信号線１１０は、コンタクトホールを介して、上部電極膜と接続している。信号線１１０は、配線膜としてＡｌ（アルミニウム）が用いられている。なお、信号線１１１、１１２は図面上で省略した。
【００６８】
最後に別実施例として、図８を参照して、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂとトーションバー１３ａとの結合部分の構造を説明する。図８は、トーションバー１３ａ側の該結合部分の断面図であるが、圧電センサ１００がない点で異なっている。
【００６９】
図中のトーションバー１３ａ（破線部分）の上部も、エッチングによって圧電膜や電極膜が除去され、トーションバー１３ａの両脇部分では圧電膜が薄く形成されている。
【００７０】
ここでも、応力が検出される扇形に一致するように、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの先端部（区画線９１’、９２’付近）の圧電膜を薄く形成することで、電極膜と圧電膜の剥離を防ぐことができる。
【００７１】
このように、圧電センサの有無に関わらず、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの先端部の圧電膜を薄く形成することで、剥離を防ぐ効果が高まる。例えば、分断溝１８の部分では圧電膜が分断されているので、圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの先端部となっている。従って、分断溝１８の付近の圧電膜を圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂの他の部分より薄く形成するようにしてもよい。
【００７２】
以上のように、実施例の２次元光偏向器２では、半環状圧電アクチュエータ１０ａ、１０ｂのトーションバー１３ａ、１３ｂとの結合部分において、圧電アクチュエータの圧電膜（ＰＺＴ）を、圧電アクチュエータの他の部分より薄く形成した。これにより、圧電膜と電極膜の剥離を防いで、２次元光偏向器２の信頼性及び安定性を高めることができる。
【００７３】
上記実施例は、本発明の一例であり、これ以外にも様々な変形例が考えられる。例えば、トーションバーの一端が半環状圧電アクチュエータと結合している、すなわち、外枠支持体まで伸びていない光偏向器であっても、本発明を適用可能である。
【００７４】
半環状圧電アクチュエータの圧電膜を分離する分断溝はなくてもよい。また、ミラー部や、ミラー部を駆動する圧電アクチュエータは、実施例の形状に限られず、様々な形状を採用することができる。圧電センサは、両トーションバーの回転角を検出するため２つ設けてもよい。
【００７５】
上記実施例では、応力が検出される扇形に一致するように、圧電アクチュエータの先端部の圧電膜を薄く形成したが、区画線に沿って該先端部の圧電膜を薄く形成してもよい。また、応力が検出される扇形を囲む長方形部分の圧電膜を薄く形成するようにすれば、エッチングを行い易い。
【符号の説明】
【００７６】
１…光スキャナモジュール、２…２次元光偏向器、２ａ…可動枠（外枠支持体）、３…レーザ光源、４ａ…レーザ光（入射光）、４ｂ…レーザ光（反射光）、５…制御装置、６ａ，６ｂ…蛇腹状圧電アクチュエータ、７，８…電極パッド、９…ミラー部、１０ａ，１０ｂ…半環状圧電アクチュエータ、１１…外枠支持体、１３ａ，１３ｂ…トーションバー、１４ａ，１４ｂ…固定バー、１６ａ〜１６ｃ…区域（半環状圧電アクチュエータ１０ａ）、１７ａ〜１７ｃ…区域（半環状圧電アクチュエータ１０ｂ）、１８…分断溝、９１，９１’９２，９２’…区画線、１００…圧電センサ、１１０〜１１２…信号線
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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