(57)【要約】【課題】加振器と協働して回転子を間欠的に回転させる。【解決手段】基台１１上に回転可能に支持され、且つ、外周面が導電性を有して半球状又は球状に形成された導電性回転子１４，１５と、基台１１に少なくとも１箇所以上設置され、且つ、導電性回転子１４，１５の外周面に添接して、信号発生器からの信号波形を印加して生じた振動を導電性回転子１４，１５に伝達する加振手段２０Ａ〜２０Ｄと、導電性回転子１４，１５に静電吸引力を印加して、導電性回転子１４，１５を基台１１側に吸引する静電吸引手段１２，１６〜１７とを備えた。【選択図】      図１
2005033989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に回転可能に支持され、且つ、外周面が導電性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記基台上に少なくとも１箇所以上設置され、且つ、前記回転子の外周面に添接して、信号発生器からの信号波形を印加して生じた振動を前記回転子に伝達する加振手段と、
前記回転子に静電吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する静電吸引手段とを備え、
前記加振手段に対して前記信号波形を印加している最中に、前記静電吸引手段により前記静電吸引力を前記信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成することを特徴とする多自由度振動型アクチュエータ。
【請求項２】
基台上に回転可能に支持され、且つ、磁性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記基台上に少なくとも１箇所以上設置され、且つ、前記回転子の外周面に添接して、信号発生器からの信号波形を印加して生じた振動を前記回転子に伝達する加振手段と、
前記回転子に電磁吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する電磁吸引手段とを備え、
前記加振手段に対して前記信号波形を印加している最中に、前記電磁吸引手段により前記電磁吸引力を前記信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成することを特徴とする多自由度振動型アクチュエータ。
【請求項３】
外周面が導電性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記回転子の外周面が添接して該回転子を回転可能にガイドさせるための半球状孔、前記半球状孔の外周の近傍に略等間隔に配置された複数の貫通孔、前記複数の貫通孔と前記半球状孔の下部頂点とを結ぶ曲面に沿って形成された複数のスリットによって分割された複数の加振部、前記複数の加振部にそれぞれ薄肉で連接して弾性変位する複数の梁部及び前記複数の梁部に厚肉で連接し且つ基台上に固定される固定部がシリコン基板を用いて一体的に形成された加振子と、
前記複数の梁部上にそれぞれ設けられ、複数の信号発生器からの各信号波形を印加して生じた各振動を前記複数の加振部にそれぞれ伝達する複数の薄膜圧電体と、
前記回転子に静電吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する静電吸引手段とを備えたことを特徴とする多自由度振動型アクチュエータ。
【請求項４】
磁性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記回転子の外周面が添接して該回転子を回転可能にガイドさせるための半球状孔、前記半球状孔の外周の近傍に略等間隔に配置された複数の貫通孔、前記複数の貫通孔と前記半球状孔の下部頂点とを結ぶ曲面に沿って形成された複数のスリットによって分割された複数の加振部、前記複数の加振部にそれぞれ薄肉で連接して弾性変位する複数の梁部及び前記複数の梁部に厚肉で連接し且つ基台上に固定される固定部がシリコン基板を用いて一体的に形成された加振子と、
前記複数の梁部上にそれぞれ設けられ、複数の信号発生器からの各信号波形を印加して生じた各振動を前記複数の加振部にそれぞれ伝達する複数の薄膜圧電体と、
前記回転子に電磁吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する電磁吸引手段とを備えたことを特徴とする多自由度振動型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状又は半球状の回転子の外周面に沿って添接させた加振手段により回転子を所望の方向に回転させるように構成した多自由度振動型アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、回転子の一部が光学ミラーになり２次元方向に偏向可能な光偏向器とか、回転子の一部にカメラレンズや高指向性マイクロフォン等を搭載した監視用機器などがある。
【０００３】
また、上記した回転子を所望の方向に回転させる際に、基台上に載置した球状の回転子に圧電素子による振動を加えて、この回転子を所望の方向に回転させる多自由度超音波モータがある（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】日本音響学会２００１年３月講演論文集１−１−１３                              「平板状振動子を用いた多自由度超音波モーターの開発」。
【０００４】
図２６は従来例として平板状振動子を用いた多自由度超音波モーターを説明するための外観斜視図、
図２７は図２６中の振動子の配置と配線を示した平面図である。
【０００５】
図２６に示した多自由度超音波モーター２００は、上記した非特許文献１に開示されたものであり、ここでは非特許文献１を参照して簡略に説明する。
【０００６】
図２６に示した如く、平板状振動子を用いた多自由度超音波モーター２００では、基台として正方形平板２０１が設けられており、この正方形平板２０１の上面２０１ａ側で四辺の各中央に計４本の突起２０１ａ１が突出形成されている。また、正方形平板２０１に形成した計４本の突起２０１ａ１上には、摩擦部材２０２を介して球状の回転子（ロータ）２０３が回転可能に載置されている。また、正方形平板２０１の下面２０１ｂ側には、振動子として複数個の圧電素子２０４が設けられている。
【０００７】
そして、図２７に示した如く、各圧電素子２０４への入力相は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の３相からなり、各入力相への入力の有無及びその位相差に応じて球状の回転子２０３に対してＸ，Ｙ，Ｚ軸回りの回転運動を発生させるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記した平板状振動子を用いた多自由度超音波モーター２００は、小型で消費電力も少なく単純構造であるが、共振を用いているため、回転子２０３の回転速度の線形性が得られない。とくに、圧電素子２０４の駆動周波数に対する回転速度特性の共振曲線から、振動特性の非線形性も見て取れる（応答の跳躍現象）。即ち、回転子２０３の回転速度維持に対し、僅かな駆動周波数シフトでも、大幅な回転数変動が生じてしまうという問題があった。
【０００９】
更に、球状の回転子２０３が回転した後の姿勢の維持（回転角度の維持）に対して何らかの保持機構が必要であるものの、これに対して何等の開示もなされていない。
【００１０】
そこで、回転子を少ない消費電力で所望の方向に所望の角度だけ確実に回転させることができると共に、回転した後の回転子を長時間に亘って確実に固定保持できる多自由度振動型アクチュエーターが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１記載の発明は、基台上に回転可能に支持され、且つ、外周面が導電性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記基台上に少なくとも１箇所以上設置され、且つ、前記回転子の外周面に添接して、信号発生器からの信号波形を印加して生じた振動を前記回転子に伝達する加振手段と、
前記回転子に静電吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する静電吸引手段とを備え、
前記加振手段に対して前記信号波形を印加している最中に、前記静電吸引手段により前記静電吸引力を前記信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成することを特徴とする多自由度振動型アクチュエータである。
【００１２】
また、請求項２記載の発明は、基台上に回転可能に支持され、且つ、外周面が磁性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記基台上に少なくとも１箇所以上設置され、且つ、前記回転子の外周面に添接して、信号発生器からの信号波形を印加して生じた振動を前記回転子に伝達する加振手段と、
前記回転子に電磁吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する電磁吸引手段とを備え、
前記加振手段に対して前記信号波形を印加している最中に、前記電磁吸引手段により前記電磁吸引力を前記信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成することを特徴とする多自由度振動型アクチュエータである。
【００１３】
また、請求項３記載の発明は、外周面が導電性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記回転子の外周面が添接して該回転子を回転可能にガイドさせるための半球状孔、前記半球状孔の外周の近傍に略等間隔に配置された複数の貫通孔、前記複数の貫通孔と前記半球状孔の下部頂点とを結ぶ曲面に沿って形成された複数のスリットによって分割された複数の加振部、前記複数の加振部にそれぞれ薄肉で連接して弾性変位する複数の梁部及び前記複数の梁部に厚肉で連接し且つ基台上に固定される固定部がシリコン基板を用いて一体的に形成された加振子と、
前記複数の梁部上にそれぞれ設けられ、複数の信号発生器からの各信号波形を印加して生じた各振動を前記複数の加振部にそれぞれ伝達する複数の薄膜圧電体と、
前記回転子に静電吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する静電吸引手段とを備えたことを特徴とする多自由度振動型アクチュエータである。
【００１４】
また、請求項４記載の発明は、磁性を有して半球状又は球状に形成された回転子と、
前記回転子の外周面が添接して該回転子を回転可能にガイドさせるための半球状孔、前記半球状孔の外周の近傍に略等間隔に配置された複数の貫通孔、前記複数の貫通孔と前記半球状孔の下部頂点とを結ぶ曲面に沿って形成された複数のスリットによって分割された複数の加振部、前記複数の加振部にそれぞれ薄肉で連接して弾性変位する複数の梁部及び前記複数の梁部に厚肉で連接し且つ基台上に固定される固定部がシリコン基板を用いて一体的に形成された加振子と、
前記複数の梁部上にそれぞれ設けられ、複数の信号発生器からの各信号波形を印加して生じた各振動を前記複数の加振部にそれぞれ伝達する複数の薄膜圧電体と、
前記回転子に電磁吸引力を印加して、前記回転子を前記基台側に吸引する電磁吸引手段とを備えたことを特徴とする多自由度振動型アクチュエータである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の多自由度振動型アクチュエータによると、とくに、加振手段に対して信号波形を印加している最中に、静電吸引手段により静電吸引力を信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、静電吸引力で回転子を基台側に吸引しているので、回転子に静電吸引力が加わった時に回転子の外周面と加振手段との間で生じる摩擦力により回転子を確実に回転させることができる。勿論、加振手段が停止している際中に、静電吸引力で回転子を基台側に吸引し続ければ、回転子を長時間に亘って確実に固定保持できる。更に、多自由度振動型アクチュエータは共振型ではないので、回転子を任意の速度で回転でき、且つ、静電吸引手段に間欠的に印加する信号波形のパルス数に応じて回転子を所望の回転まで回転させることができる。
【００１６】
また、請求項２記載の多自由度振動型アクチュエータによると、とくに、加振手段に対して信号波形を印加している最中に、電磁吸引手段により電磁吸引力を信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、電磁吸引力で回転子を基台側に吸引しているので、回転子に電磁吸引力が加わった時に回転子の外周面と加振手段との間で生じる摩擦力により回転子を確実に回転させることができる。勿論、加振手段が停止している際中に、電磁吸引力で回転子を基台側に吸引し続ければ、回転子を長時間に亘って確実に固定保持できる。更に、多自由度振動型アクチュエータは共振型ではないので、回転子を任意の速度で回転でき、且つ、電磁吸引手段に間欠的に印加する信号波形のパルス数に応じて回転子を所望の角度まで回転させることができる。
【００１７】
また、請求項３又は請求項４記載の多自由度振動型アクチュエータによると、とくに、加振子をシリコン基板を用いて一体的に形成し、且つ、加振子に形成した複数の梁部上に複数の薄膜圧電体を設けているので、加振子の作製及び組み立てが容易となると共に、加振子をシリコン基板上に多数個取りできると共に、多自由度振動型アクチュエータをシリコン基板上にアレイ状に多数配列して使用することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明に係る多自由度振動型アクチュエータの一実施例を図１乃至図２３を参照して実施例１〜実施例４の順に詳細に説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図、
図２は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの他例を示した外観斜視図、
図３は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図である。
【００２０】
図１又は図２に示した如く、本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０では、絶縁性材料を用いて形成した絶縁性基台１１の上面１１ａの中央部位に導電性を有する電極１２が設けられ、且つ、電極１２上に必要に応じて絶縁膜１３が成膜されている。
【００２１】
また、半球状又は球状に形成された回転子１４が下方の外周面を４個の加振手段（以下、加振器と記す）２０Ａ〜２０Ｄによって回転可能にガイドされながら上記した絶縁膜１３上に載置されている。
【００２２】
この際、絶縁性材料を用いて回転子１４を形成した場合には、図示のように回転子１４の外周面に沿って導電膜１５を膜付けした状態で導電膜１５が絶縁膜１３上に接するように載置されているが、導電性材料を用いて回転子１４を形成した場合には、導電膜なしのままで回転子１４を絶縁膜１３上に載置すれば良く、以下の説明では回転子１４の外周面に沿って導電膜１５を膜付けした回転子１４を導電性回転子１４，１５と呼称して説明する。
【００２３】
更に、後述するように、絶縁性基台１１上に設けた電極１２と導電性回転子１４，１５の外周面との間に静電吸引力（クーロン力）を印加する際に、上記した絶縁膜１３は所定寸法の静電容量用ギャップを形成するものであるが、導電性回転子１４，１５を電極１２に対して所定寸法のギャップを隔てて支持するようにした場合には、空気層で静電容量用ギャップを形成することになるので上記した絶縁膜１３を設けなくても良い。
【００２４】
また、上記した加振器２０Ａ〜２０Ｄは、導電性回転子１４，１５の外周面の下方が添接するように絶縁性基台１１の上面１１ａ上に９０°間隔で４箇所設けられており、例えば、Ｘ軸上に加振器２０Ａと加振器２０Ｃとが導電性回転子１４，１５を挟んで互いに対向して設けられ、且つ、Ｙ軸上に加振器２０Ｂと加振器２０Ｄとが導電性回転子１４，１５を挟んで互いに対向して設けられている。
【００２５】
この際、加振器２０Ａ〜２０Ｄは、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などの積層型圧電素子を用いた振動子２１Ａ〜２１Ｄと、振動子２１Ａ〜２１Ｄからの振動を導電性回転子１４，１５に伝達する加振子２２Ａ〜２２Ｄとを各組みごとに組み合わせて構成されている。そして、加振器２０Ａ〜２０Ｄは、半球状又は球状に形成された導電性回転子１４，１５の中心点Ｏを中心にして導電性回転子１４，１５を所望の方向に回転させるために振動を加える機能を備えている。
【００２６】
尚、ここでは、加振器２０Ａ〜２０Ｄを９０°間隔に設置した場合を図示して、これらの加振器２０Ａ〜２０Ｄで導電性回転子１４，１５が回転できるようにガイドしているものの、４箇所設置に限定されるものでなく、加振器は少なくとも１箇所以上設ければ良いものであり、加振器の設置数が少ない場合にはこれに合わせて導電性回転子１４，１５を回転可能にガイドするガイド部材を導電性回転子１４，１５の外周面下方に沿って適宜設置すれば良いものである。
【００２７】
そして、上記した導電性回転子１４，１５には、ここでの図示を省略するものの、光学ミラーとか、カメラレンズや高指向性マイクロフォン等が搭載されて導電性回転子１４，１５と一体に所望の方向に回転（傾動）できるようになっている。
【００２８】
ここで、本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０をより具体的に説明するにあたって、以下の説明では図１に示した半球状の導電性回転子１４，１５を用いた場合について説明し、図２に示した球状の導電性回転子１４，１５を用いた場合についての説明を省略する。更に、以下の説明では多自由度振動型アクチュエータ１０をＸ軸に沿って断面した構成を説明し、これと同様な構成であるＹ軸に沿って断面した構成についての説明を省略する。
【００２９】
即ち、図３に示した如く、本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０をＸ軸に沿って断面した構成を説明すると、絶縁性基台１１の上面１１ａの中央部位に形成した電極１２上に絶縁膜１３が所定の厚みで膜付けされ、この絶縁膜１３上に導電性回転子１４，１５が例えば加振器２０Ａ，２０Ｃを構成する加振子２２Ａ，２２Ｃによって回転可能にガイドされながら載置されている。
【００３０】
また、絶縁性基台１１上には、回転子１４に膜付けした導電膜１５に常時摺接する導電ブラシ１６が設けられている。更に、電極１２と導電ブラシ１６との間にスイッチ１７と、矩形波電源１８とが直列で接続されており、これらの部材は電極１２と、導電性回転子１４，１５の外周面との間で絶縁膜１３を介して静電吸引力（クーロン力）を生成し、この静電吸引力で導電性回転子１４，１５を絶縁性基台１１側に吸引する静電吸引手段である。
【００３１】
また、絶縁性基台１１上でＸ軸方向に沿って互いに対向して設けた加振器２０Ａ，２０Ｃは、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などの積層型圧電素子を用いた振動子２１Ａ，２１Ｃと、振動子２１Ａ，２１Ｃからの振動を導電性回転子１４，１５に伝達する加振子２２Ａ，２２Ｃと、振動子２１Ａ，２１Ｃを駆動するために接続されたスイッチ２３Ａ，２３Ｃ及び正弦波信号発生器２４Ａ，２４Ｃとから構成されている。
【００３２】
ここで、正弦波信号発生器２４Ａ，２４Ｃは、数Ｖ〜１００Ｖの範囲内で、且つ、多自由度振動型アクチュエータ１０の固有振動数に一致しない１Ｈｚ〜１００００Ｈｚの周波数範囲内で正弦波信号波形を生成し、この正弦波信号波形を振動子２１Ａ，２１Ｃに印加するものである。
【００３３】
尚、この実施例では、振動子２１Ａ，２１Ｃに正弦波信号波形を印加しているが、これに限定されるもでもなく、三角波信号波形，台形波信号波形などを印加しても良く、これらの三角波信号波形，台形波信号波形などに合わせた信号発生器を用いれば良いもである。
【００３４】
ここで、図示右側の加振子２２Ａと図示左側の加振子２２Ｃは、導電性回転子１４，１５を挟んで左右対称に形成されているために図示右側の加振器２０Ａについて説明すると、振動子２１Ａは、絶縁性基台１１上に垂設されて下端が絶縁性基台１１上に固着され、且つ、上端が下記する加振子２２Ａの加振部２２ｄの底面に当接して加振子２２Ａの加振部２２ｄに縦方向の振動を加えるようになっている。
【００３５】
一方、加振子２２Ａは、絶縁性を有し且つ弾性変位可能な弾性材（例えばプラスチック材）を用いて一体的に形成されており、絶縁性基台１１上に固定するために厚肉で剛性を持たせた固定部２２ａと、この固定部２２ａの上方部位を絶縁性基台１１に沿って略平行に貫通させた複数の貫通孔２２ｂと、固定部２２ａに連接して複数の貫通孔２２ｂ間を薄肉に形成してバネ性を持たせた梁部２２ｃと、一端側が梁部２２ｃに連接すると共に他端側が導電性回転子１４，１５の外周面を円弧面２２ｄ１でガイドしながら添接して振動子２１Ａからの縦振動を導電性回転子１４，１５に伝達する加振部２２ｄとから構成されている。
【００３６】
次に、上記のように構成した本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０の動作を先に説明した図３と新たな図４とを用いて説明する。
【００３７】
図４は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子の信号波形と、電極の信号波形とをそれぞれ示した図である。
【００３８】
まず、図３に示した如く、例えばＸ軸方向の右側に設置した加振器２０Ａを駆動させる場合には、スイッチ２３ＡをＯＮにして正弦波信号発生器２４Ａを作動すると、正弦波信号発生器２４Ａによって図４（ａ）に示したような正弦波信号波形が振動子２１Ａに印加され、この正弦波信号波形によって振動子２１Ａが縦方向（上下方向）に振動する。これに伴って、振動子２１Ａからの縦振動が加振子２２Ａの加振部２２ｄに伝達される。
【００３９】
ここで、振動子２１Ａに正弦波信号波形が印加されている最中に、電極１２と導電ブラシ１６との間に接続したスイッチ１７をＯＮにして矩形波電源１８により導電性回転子１４，１５に対して静電吸引力が作用する方向に電流を流して、図４（ｂ）に示したような矩形波信号波形を電極１２と導電ブラシ１６との間に間欠的に印加する。この際、図４（ｂ）に示した矩形波信号波形は、振動子２１Ａに印加する正弦波信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成されるものである。この際、上記した１サイクル中の所定期間は、例えば、正弦波信号波形に対して位相を９０°ずらして正弦波信号波形の最下点電圧から最上点電圧に向かう期間に対応している。そして、矩形波信号波形が印加されている際中に電極１２と導電性回転子１４，１５との間に絶縁膜１３を介して静電吸引力が発生し、この静電吸引力により導電性回転子１４，１５が絶縁性基台１１側に吸引されるので、導電性回転子１４，１５の外周面と加振子２２Ａの円弧面２２ｄ１との間に発生する摩擦力により導電性回転子１４，１５が例えば時計方向（又は反時計方向）に間欠的に回転する。
【００４０】
この後、上記した所定期間以外では矩形波信号波形の印加がないので、振動子２１Ａから導電性回転子１４，１５に対して上記とは逆に例えば反時計方向（又は時計方向）に回転させる振動が生じるものの、矩形波信号波形が電極１２に印加されていない期間では静電吸引力が発生しないために、導電性回転子１４，１５の外周面と加振子２２Ａの円弧面２２ｄ１との間の摩擦力が電極１２への正弦波信号波形印加による吸引時と比較して低下するので両者間でスベリが発生し、導電性回転子１４，１５の回転が停止する。以下、これを繰り返すことで、導電性回転子１４，１５を所望の角度まで間欠的に回転させることができる。
【００４１】
更にその後、導電性回転子１４，１５が所定の角度回転した後に、振動子２１Ａに対して正弦波信号発生器２４Ａからの正弦波信号波形の印加を停止し、矩形波電源１８から出力された一定電圧の直流波形を電極１２と導電ブラシ１６との間に印加し続ければ静電吸引力により導電性回転子１４，１５が所定の角度回転した状態で固定保持される。
【００４２】
尚、上記した実施例とは異なって、振動子２１Ａに三角波信号波形，台形波信号波形などを印加する場合には、電極１２と導電性回転子１４，１５との間に印加する矩形波信号波形の所定期間は、例えば、三角波信号波形，台形波信号波形中の最下点電圧から最上点電圧に向かう期間に対応させれば良い。
【００４３】
次に、導電性回転子１４，１５をＸ，Ｙ，α，β軸回りに回転させる場合に、各振動子２１Ａ〜２１Ｄの信号波形の位相差と、電極１２の信号波形の位相差とについて、図５及び図６を用いて説明する。
【００４４】
図５は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子を４箇所設置して、回転子をＸ，Ｙ，α，β軸回りに回転させる場合に、各振動子の信号波形の位相差と、電極の信号波形の位相差とを説明するための図、
図６は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子を２箇所設置して、回転子をＸ，Ｙ，α，β軸回りに回転させる場合に、各振動子の信号波形の位相差と、電極の信号波形の位相差とを説明するための図である。
【００４５】
まず、図５（ａ）に示した如く、導電性回転子１４，１５の外周面下方に沿って加振器２０Ａ〜２０Ｄを９０°間隔で４箇所設置した場合について説明すると、図５（ｂ）に示した如く、導電性回転子１４，１５をＸ軸回りに回転させる場合には、導電性回転子１４，１５を介してＹ軸に沿って対向させた振動子２１Ｂ，２１Ｄに正弦波信号波形を１８０°の位相差でそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００４６】
また、導電性回転子１４，１５をＹ軸回りに回転させる場合には、導電性回転子１４，１５を介してＸ軸に沿って対向させた振動子２１Ａ，２１Ｃに正弦波信号波形を１８０°の位相差でそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００４７】
また、導電性回転子１４，１５をα軸回りに回転させる場合には、互いに直交する振動子２１Ａ，２１Ｂの組みと、互いに直交する振動子２１Ｃ，２１Ｄの組みとに正弦波信号波形を１８０°の位相差でそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００４８】
また、導電性回転子１４，１５をβ軸回りに回転させる場合には、互いに直交する振動子２１Ｂ，２１Ｃの組みと、互いに直交する振動子２１Ａ，２１Ｄの組みとに正弦波信号波形を１８０°の位相差でそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００４９】
次に、図６（ａ）に示した如く、導電性回転子１４，１５の外周面下方に沿って加振器２０Ａ，２０Ｂを互いに直交させて２箇所設置し、且つ、導電性回転子１４，１５の外周面下方に沿ってガイド部材を適宜設置した場合について説明すると、図６（ｂ）に示した如く、導電性回転子１４，１５をＸ軸回りに回転させる場合には、Ｙ軸に沿って設けた振動子２１Ｂのみに正弦波信号波形を印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００５０】
また、導電性回転子１４，１５をＹ軸回りに回転させる場合には、Ｘ軸に沿って設けた振動子２１Ａのみに正弦波信号波形を印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００５１】
また、導電性回転子１４，１５をα軸回りに回転させる場合には、互いに直交する振動子２１Ａ，２１Ｂに正弦波信号波形を１８０°の位相差でそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００５２】
また、導電性回転子１４，１５をβ軸回りに回転させる場合には、互いに直交する振動子２１Ａ，２１Ｂに正弦波信号波形を位相差なしでそれぞれ印加すると共に、電極１２に矩形波信号波形を正弦波信号波形に対して９０°の位相差で印加すれば良い。
【００５３】
更に、図示を省略するものの、導電性回転子１４，１５の外周下方面に沿って例えば加振器２０ＡのみをＸ軸に沿っって１箇所設置し、且つ、導電性回転子１４，１５の外周面下方に沿ってガイド部材を適宜設置した場合には、導電性回転子１４，１５をＹ軸回りに回転させることが可能となる。
【００５４】
従って、実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０によれば、とくに、加振器２０Ａ〜２０Ｄに対して正弦波信号波形を印加している最中に、導電性回転子１４，１５の外周面と、導電性回転子１４，１５に対して僅かなギャップを隔て設けた電極１２との間で静電吸引力を上記正弦波信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、静電吸引力で導電性回転子１４，１５を絶縁性基台１１側に吸引しているので、導電性回転子１４，１５に静電吸引力が加わった時に導電性回転子１４，１５の外周面と加振器２０Ａ〜２０Ｄとの間で生じる摩擦力により導電性回転子１４，１５を確実に回転させることができる。勿論、加振器２０Ａ〜２０Ｄが停止している際中に、静電吸引力で導電性回転子１４，１５を絶縁性基台１１側に吸引し続ければ、導電性回転子１４，１５を長時間に亘って確実に固定保持できる。更に、実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０は共振型ではないので、導電性回転子１４，１５を任意の速度で回転でき、且つ、電極１２と導電ブラシ１６の間に間欠的に印加する正弦波信号波形のパルス数に応じて導電性回転子１４，１５を所望の角度まで回転させることができる。
【００５５】
次に、本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０を一部変形させた変形例１及び変形例２について図７及び図８を用いて簡略に説明する。
【００５６】
図７は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータを一部変形させた変形例１を示したＸ軸方向縦断面図、
図８は本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータを一部変形させた変形例２を示したＸ軸方向縦断面図である。
【００５７】
尚、説明の都合上、先に説明した実施例１と同じ構成部材に対して同一の符号を付して図示する共に、実施例１と異なる構成部材に新たな符号を付して実施例１と異なる点を中心に説明する。
【００５８】
まず、図７に示した如く、実施例１を一部変形させた変形例１の多自由度振動型アクチュエータ１０’では、絶縁性基台１１’の上面中心部１１ａ’上に電極１２と絶縁膜１３とが積層して形成され、且つ、上面中心部１１ａ’の外周側に上面中心部１１ａ’に対して略４５°傾斜した傾斜面１１ｂと、導電性回転子１４，１５の外周面より大径で同心的に形成した円弧面１１ｃとが形成されている。
【００５９】
そして、例えばＸ軸に沿って導電性回転子１４，１５を挟んだ傾斜面１１ｂ，１１ｂに振動子２１Ａ，２１Ｃの下端が固着されており、これらの振動子２１Ａ，２１Ｃは導電性回転子１４，１５の外周面から僅かに離れて外周面に沿うように斜め上方に向かっていると共に、振動子２１Ａ，２１Ｃの上端に加振子２２Ａ’，２２Ｃ’が当接している。
【００６０】
上記した加振子２２Ａ’，（２２Ｃ’）は、絶縁性を有し且つ弾性変位可能な弾性材（例えばプラスチック材）を用いて一体的に形成されており、実施例１と異なる点は、固定部が形成されていないだけであり、絶縁性基台１１’の円弧面１１ｃに略沿って貫通させた複数の貫通孔２２ｂ’と、複数の貫通孔２２ｂ’間を薄肉に形成してバネ性を持たせた梁部２２ｃ’と、一端側が梁部２２ｃ’に連接すると共に他端側が導電性回転子１４，１５の外周面を円弧面２２ｄ１’でガイドしながら添接して振動子２１Ａ，（２１Ｃ）からの円弧振動を導電性回転子１４，１５に伝達する加振部２２ｄ’とから構成されている。
【００６１】
そして、加振子２２Ａ’，２２Ｃ’は、絶縁性基台１１’の円弧面１１ｃと、導電性回転子１４，１５の外周面との間に挟まれて導電性回転子１４，１５の外周面に添接している。
【００６２】
上記の構成から振動子２１Ａ，２１Ｃは、実施例１の縦振動とは異なって、導電性回転子１４，１５の外周面に対して接線方向に振動する円弧振動であり、この円弧振動が加振子２２Ａ’，２２Ｃ’から回転子１４に伝達されるようになっているものである。
【００６３】
尚、振動子２１Ａ〜２１Ｄに印加する正弦波信号波形の位相差と、電極１２と導電ブラシ１６との間に印加する矩形波信号波形の位相差との関係は、先に図５及び図６を用いて説明した実施例１と略同じであるのでここでの詳述を省略する。
【００６４】
次に、図８に示した如く、実施例１を一部変形させた変形例２の多自由度振動型アクチュエータ１０’’では、例えば絶縁性基台１１上に固定した振動子２１Ａ，２１Ｃの各上端に絶縁性を有する加振子２２Ａ’’，２２Ｃ’’が一体的に固着され、且つ、加振子２２Ａ’’，２２Ｃ’’で導電性回転子１４，１５の外周面を回転可能にガイドしながら振動子２１Ａ，２１Ｃからの振動を導電性回転子１４，１５に伝達している点に特徴があるものであり、この場合には加振子２２Ａ’’，２２Ｃ’’の材料に弾性変位可能な弾性材を用いる必要がなく、且つ、加振子２２Ａ’’，２２Ｃ’’の形状も簡単となる点が有利である。
【実施例２】
【００６５】
図９は本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータを示した外観斜視図、
図１０は本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータを示したＸ軸方向縦断面図である。
【００６６】
図９及び図１０に示した実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０は、先に図１及び図３を用いて説明した実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０における加振器（加振手段）２０Ａ〜２０Ｄをそのまま適用する一方、実施例１で採用した回転子への静電吸引力の印加に代えて、実施例２では磁性を有する回転子（以下、磁性回転子と記す）３２に電磁吸引力を印加するように構成した点が異なるものであり、実施例１と同じ構成部材に対して同一の符号を付して適宜説明し、且つ、実施例１と異なる構成部材に新たな符号を付して実施例１と異なる点を中心に説明する。
【００６７】
図９及び図１０に示した如く、実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０では、絶縁性材料を用いて形成した絶縁性基台３１の上面３１ａの中央部位に有底孔３１ａ１が形成されており、この有底孔３１ａ１内に電磁石４０が設置されている。
【００６８】
上記した電磁石４０は、絶縁性基台３１上で後述する磁性回転子３２に対して僅かなギャップを隔てて設けた鉄心４１に沿ってコイル４２が巻回され、且つ、コイル４２にスイッチ４３と矩形波電源４４とが直列で接続されており、これらの部材は鉄心４１と、磁性回転子３２の外周面との間で電磁吸引力を生成し、この電磁吸引力で磁性回転子３２を絶縁性基台３１側に吸引する電磁吸引手段である。
【００６９】
また、絶縁性基台３１の上面３１ａ上には、磁性を有して半球状（又は球状…図示せず）に形成された磁性回転子３２が下方の外周面を４個の加振器２０Ａ〜２０Ｄによって回転可能にガイドされながら載置されている。この際、磁性回転子３２の外周面の下部頂点部位は僅かなギャップを介して電磁石４０の鉄心４１の上端に対向しており、上記したギャップが形成されるように磁性回転子３２の外周面が加振器２０Ａ〜２０Ｄによって支持されている。
【００７０】
次に、上記のように構成した本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０の動作を先に説明した図１０と新たな図１１とを用いて説明する。
【００７１】
図１１は本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子の信号波形と、電磁石の信号波形とをそれぞれ示した図である。
【００７２】
まず、図１０に示した如く、例えばＸ軸方向の右側に設置した加振器２０Ａを駆動させる場合には、スイッチ２３ＡをＯＮにして正弦波信号発生器２４Ａを作動すると、正弦波信号発生器２４Ａによって図１１（ａ）に示したような正弦波信号波形が振動子２１Ａに印加され、この正弦波信号波形によって振動子２１Ａが縦方向（上下方向）に振動する。これに伴って、振動子２１Ａからの縦振動が加振子２２Ａの加振部２２ｄに伝達される。
【００７３】
ここで、振動子２１Ａに正弦波信号波形が印加されている最中に、電磁石４０中のスイッチ４３をＯＮにして矩形波電源４４により磁性回転子３２に対して電磁吸引力が作用する方向に電流を流して、図１１（ｂ）に示したような矩形波信号波形をコイル４２に間欠的に印加する。この際、図１１（ｂ）に示した矩形波信号波形は、振動子２１Ａに印加する正弦波信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成されるものである。この際、上記した１サイクル中の所定期間は、例えば、正弦波信号波形に対して位相を９０°ずらして正弦波信号波形の最下点電圧から最上点電圧に向かう期間に対応している。そして、矩形波信号波形が印加されている際中に磁性回転子３２と鉄心４１の間に電磁吸引力が発生し、この電磁吸引力により磁性回転子３２が絶縁性基台３１側に吸引されるので、磁性回転子３２の外周面と加振子２２Ａの円弧面２２ｄ１との間に発生する摩擦力により磁性回転子３２が例えば時計方向（又は反時計方向）に間欠的に回転する。
【００７４】
この後、上記した所定期間以外では矩形波信号波形の印加がないので、振動子２１Ａから磁性回転子３２に対して上記とは逆に例えば反時計方向（又は時計方向）に回転させる振動が生じるものの、矩形波信号波形がコイル４２に印加されていない期間では電磁吸引力が発生しないために、磁性回転子３２と加振子２２Ａの円弧面２２ｄ１との間の摩擦力がコイル４２への正弦波信号波形印加による吸引時と比較して低下するので両者間でスベリが発生し、磁性回転子３２の回転が停止する。以下、これを繰り返すことで、磁性回転子３２を所望の角度まで間欠的に回転させることができる。
【００７５】
更にその後、磁性回転子３２が所定の角度回転した後に、振動子２１Ａに対して正弦波信号発生器２４Ａからの正弦波信号波形の印加を停止し、矩形波電源４４から出力された一定電圧の直流波形を電磁石４０中のコイル４３に印加し続ければ電磁吸引力により磁性回転子３２が所定の角度回転した状態で固定保持される。
【００７６】
尚、振動子２１Ａ〜２１Ｄに印加する正弦波信号波形の位相差と、電磁石４０に印加する矩形波信号波形の位相差との関係は、先に図５及び図６を用いて説明した実施例１と略同じであるので詳述を省略する。また、この実施例２でも振動子２１Ａ〜２１Ｄに印加する信号波形は、三角波信号波形，台形波信号波形などでも良く、これらの三角波信号波形，台形波信号波形などに合わせた信号発生器を用いれば良いもである。
【００７７】
従って、実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０によれば、とくに、加振器２０Ａ〜２０Ｄに対して正弦波信号波形を印加している最中に、磁性回転子３２の外周面と、磁性回転子３２に対して僅かなギャップを隔て設けた鉄心４１との間で電磁吸引力を上記正弦波信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、電磁吸引力で磁性回転子３２を絶縁性基台３１側に吸引しているので、磁性回転子３２に電磁吸引力が加わった時に磁性回転子３２の外周面と加振器２０Ａ〜２０Ｄとの間で生じる摩擦力により磁性回転子３２を確実に回転させることができる。勿論、加振器２０Ａ〜２０Ｄが停止している際中に、電磁吸引力で磁性回転子３２を絶縁性基台３１側に吸引し続ければ、磁性回転子３２を長時間に亘って確実に固定保持できる。更に、実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０は共振型ではないので、磁性回転子３２を任意の速度で回転でき、且つ、電磁石４０に間欠的に印加する正弦波信号波形のパルス数に応じて磁性回転子３２を所望の角度まで回転させることができる。
【実施例３】
【００７８】
図１２は本発明に係る実施例３の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図、
図１３は本発明に係る実施例３の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図である。
【００７９】
図１２又は図１３に示した如く、本発明に係る実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０では、先に図１又は図３を用いて説明した本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータ１０における４個の加振子２２Ａ〜２２Ｄに代えて単結晶シリコン基板を用いて１個の加振子５２を一体的に形成し、且つ、加振子５２上に４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを一体的に設けた点が特徴となるものである。
【００８０】
実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０の基台となる絶縁性基台５１は、絶縁性材料を用いて上面５１ａの中央部位に一段くぼんだ凹部５１ａ１（図１３のみ図示）が形成されており、この凹部５１ａ１より外側で上面５１ａの外周部位上に１個の加振子５２が載置されている。
【００８１】
上記した加振子５２は、実施例３の要部を構成するものであり、単結晶シリコン基板を用いて上面５２ａ及び下面５２ｂを平坦に正方形状に形成し、且つ、上面５２ａと下面５２ｂとの間の厚みは導電膜５６を外周面に膜付けした半球状の回転子５５の半径よりもわずかに薄い寸法に設定されている。尚、以下の説明において、導電膜５６を外周面に膜付けした半球状の回転子５５を導電性回転子５５，５６と呼称する。
【００８２】
ここで、加振子５２は、正方形状に形成した上面５２ａをＸ軸とＹ軸とで略均等に４分割して図示した際、Ｘ軸とＹ軸とが交差する中心部位に導電性回転子５５，５６の外周面が添接して導電性回転子５５，５６を回転可能にガイドするための半球状孔５２ｃが上面５２ａから下面５２ｂに向かって形成されており、且つ、半球状孔５２ｃの下部頂点側に小径な孔５２ｄ（図１３のみ図示）が貫通して形成され、この孔５２ｄが絶縁性基台５１の凹部５１ａ１と対向している。
【００８３】
また、加振子５２は、半球状孔５２ｃの外周の近傍に略等間隔に配置され、且つ、Ｘ軸とＹ軸とをそれぞれ跨いで各対角方向に４個の角形貫通孔５２ｅが貫通して穿設されており、各角形貫通孔５２ｅのコーナから半球状孔５２ｃの下部頂点に向かって４本のスリット５２ｆが貫通して切り込まれることで、半球状孔５２ｃ内は４本のスリット５２ｆによって４分割されている。
【００８４】
また、加振子５２は、４分割された各半球状孔５２ｃをそれぞれ含み、且つ、各角孔５２間に４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４が厚肉のままで形成されており、これら４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４はＸ軸及びＹ軸を跨いでＸ軸及びＹ軸に対して直交するように形成されている。
【００８５】
また、加振子５２は、４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４からＸ軸及びＹ軸に沿って下面５２ｂ側をそれぞれ外側に向かって凹状にへこませて４個の凹部５２ｈ１〜５２ｈ４を形成して、４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に連接した上面５２ａ側を所定の面積にわたって薄肉に形成した４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４がＸ軸及びＹ軸に沿って上下方向に弾性変位可能になっている。
【００８６】
また、加振子５２は、４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４の外側及び４個の角形貫通孔５２ｅの外側を厚肉のままで矩形状に囲った状態で固定部５２ｊが形成されており、この固定部５２ｊの下面は、絶縁性基台５１の上面５１ａ上にしっかりと固定されている。
【００８７】
また、図１３のみに図示したように、加振子５２の上面５２ａ及び半球状孔５２ｃ内に絶縁性を有するＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）５３が一様に成膜されている。
【００８８】
更に、４本のスリット５２ｆにより４分割した半球状孔５２ｃ内のＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）５３上にＡｌやＴｉなどを用いて電極膜５４Ａ〜５４Ｄ｛図１３は電極膜５４Ａのみを図示｝が成膜され、図１２に示したように、半球状孔５２ｃ内から電極膜５４Ａ〜５４Ｄを加振子５２の上面５２ａ上でＸ軸及びＹ軸と略平行にそれぞれ延出させている。
【００８９】
また、加振子５２の上面５２ａ上で４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４に沿って４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄがそれぞれ加振子５２と一体的に形成されている。この際、薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄのうちで例えば薄膜圧電体６５Ｃは、図１３に示したように、加振子５２の上面５２ａに成膜したＳｉＯ２膜５３上にＴｉなどを用いて成膜した下電極６６と、下電極６６上にＺｎＯ（酸化亜鉛）やＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などを用いて成膜した圧電薄膜６７と、圧電薄膜６７上にＴｉなどを用いて成膜した上電極６８とから構成されており、他の薄膜圧電体６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｄも薄膜圧電体６５Ｃと同様に構成されている。
【００９０】
そして、薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを形成した後に、薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄ上と、加振子５２の半球状孔５２ｃ内から上面５２ａにかけて成膜した電極膜５４Ａ〜５４Ｄ上とに絶縁性を有するＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）６９が一様に成膜されている。
【００９１】
また、加振子５２の半球状孔５２ｃ内には、半球状の導電性回転子５５，５６が回転可能にガイドされながら載置されている。ここで、図１３に示したように、半球状の導電性回転子５５，５６は、球状のシリコンで、例えば、ボールセミコンダクター社の単結晶球状シリコンを半分に割った回転子５５の外周面に沿って導電膜５６を膜付けした状態で形成されており、且つ、回転子５５の上面にＡｌとかＡｇなどを用いて反射膜５７が成膜されている。
【００９２】
尚、この実施例３では、半球状の導電性回転子５５，５６を用いた場合を図示しているが、球状の導電性回転子を用いても良いものである。
【００９３】
また、絶縁性基台５１の上面５１ａに形成した凹部５１ａ１上には、回転子５５に膜付けした導電膜５６に常時摺接する導電ブラシ６１が設けられている。更に、加振子５２の上面５２ａ上にそれぞれ延出させた電極膜５４Ａ〜５４Ｄと導電ブラシ６１との間にスイッチ６２Ａ〜６２Ｄと、矩形波電源６３Ａ〜６３Ｄとが直列で接続されており、これらの部材は電極膜５４Ａ〜５４Ｄと、導電性回転子５５，５６の外周面との間でＳｉＯ２膜６９を介して静電吸引力（クーロン力）を生成し、この静電吸引力で導電性回転子５５，５６を絶縁性基台５１側に吸引する静電吸引手段である。
【００９４】
尚、実施例３では、加振子５２の半球状孔５２ｃ内に電極膜５４Ａ〜５４Ｄを成膜してこれらの電極膜５４Ａ〜５４Ｄを上面５２ａまで延出させるように形成したが、これに代えて、実施例１のように絶縁性基台５１の凹部５１ａ１上に電極と絶縁膜とを形成しても良い。
【００９５】
また、加振子５２の上面５２ａ上で４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４に沿って形成した４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄは、スイッチ７０Ａ〜７０Ｄを介して正弦波信号発生器７１Ａ〜７１Ｄに接続されており、これらの薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを適宜動作させることで、動作させた薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄと対応する梁部５２ｉ１〜５２ｉ４が上下方向に弾性変位して対応する加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に振動が伝達されることで、加振子５２の半球状孔５２ｃ内に載置した導電性回転子５５，５６が中心点Ｏを中心にして回転可能になるものである。この際、導電性回転子５５，５６がシリコン基板５２の半球状孔５２ｃ内から脱落しないようにシリコン基板５２の上面５２ａの外周部に沿ってガラスカバー７２を貼り付けている。
【００９６】
そして、上記のように構成した実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０において、先に説明した実施例１と略同じように、４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄのいずれかに信号波形を印加している最中に、前記した静電吸引手段により静電吸引力を信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、静電吸引力で導電性回転子５５，５６を絶縁性基台５１側に吸引することで、導電性回転子５５，５６を所望の方向に傾動させることができ、また、４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄに信号波形を印加せずに静電吸引力で導電性回転子５５，５６を絶縁性基台５１側に吸引し続ければ、導電性回転子５５，５６を長時間に亘って確実に固定保持できる。
【００９７】
次に、実施例３の要部となる加振子５２を作製する方法について図１４〜図２２を用いて説明する。
【００９８】
図１４はシリコン基板の上面の中心部位に半球状孔を形成する工程を順に示した断面図、
図１５は加振子に形成した半球状孔の外周の近傍に４個の角形貫通孔と、４本のスリットとを形成する工程を示した斜視図、
図１６は加振子の下面側から半球状孔を含む４個の加振部に連接して４個の凹部を形成して、４個の加振部に連接した上面側に４個の梁部を弾性変位可能に形成する工程を示した斜視図、
図１７は加振子の上面側から半球状孔の近傍を示した示した斜視図、
図１８は加振子の上面側に４個の電極膜と、４個の薄膜圧電体を成膜する工程を示した斜視図、
図１９は加振子の半球状孔内に半球状の導電性回転子を載置する状態を示した斜視図、
図２０は加振子の半球状孔内で半球状の導電性回転子を傾動させた状態を示した斜視図、
図２１は加振子の上面をガラスカバーで覆った状態を示した斜視図、
図２２は実施例３の多自由度振動型アクチュエータをシリコン基板上にアレイ状に形成した状態を示した平面図である。
【００９９】
まず、図１４（ａ），（ａ’）に示した如く、実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０（図１２，１３）の加振子５２を単結晶シリコン基板（以下、シリコン基板と記す）を用いて作製する場合に、シリコン基板は回転子５５（図１２，１３）の半径よりわずかに薄い厚みのものを用いており、このシリコン基板の上面にＳｉＯ２膜を熱酸化法にて成膜する。
【０１００】
次に、図１４（ｂ）に示した如く、シリコン基板の上面に成膜したＳｉＯ２膜上にスピンコート法を用いてフォトレジストを成膜し、且つ、回転子５５（図１２，１３）の半径より小径な孔を穿設したマスキング材（図示せず）を用いてフォトレジストを露光する。
【０１０１】
次に、図１４（ｃ），（ｃ’）に示した如く、フォトレジスト上で露光した部位を、例えばＣＦ４ガスを用いたＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：反応性イオンエッチング）処理によりＳｉＯ２膜に孔を形成した後に、フォトレジストを除去する。
【０１０２】
次に、図１４（ｄ）に示した如く、ＳｉＯ２膜に形成した孔の上方からＸｅＦ２ガスを用いて等方性エッチング処理を行い、シリコン基板内にＳｉＯ２膜に形成した孔の径に応じた半球状孔を形成する。
【０１０３】
次に、図１４（ｅ），（ｅ’）に示した如く、ＸｅＦ２ガスを用いて等方性エッチング処理を更に続けると、加振子５２内にＳｉＯ２膜に形成した孔の径よりも大径な半球状孔５２ｃが形成されると共に、シリコン基板の厚みが回転子５５（図１２，１３）の半径よりも薄いために半球状孔５２ｃの下部頂点側に小径な孔５２ｄが形成されて貫通する。この際、ＸｅＦ２ガスを用いた等方性エッチング処理の条件（ガス流量、基板温度、プラズマ諸条件  等）を厳密に制御しつつ、ＳｉＯ２膜をマスク越しに見える半球状孔５２ｃの半径を回転子５５（図１２，１３）の半径と揃えるまでエッチングを施す。エッチングで形成した半球状孔５２ｃの曲率は、必ずしも回転子５５の外形のそれと一致させる必要はなく、むしろ、若干小さい曲率が望ましい。曲率が一致すると、半球状孔５２ｃと回転子５５との間でスティッキングを生じる場合があり、うまく動作しない問題がある。また、半球状孔５２ｃが回転子５５より大きい曲率の場合、回転子５５に吸引力を働かせても、表面で転動してしまい、傾斜角度の保持がうまくいかないという問題も生じる。
【０１０４】
この後、図１４（ｆ），（ｆ’）に示した如く、加振子５２上のＳｉＯ２膜をＣＦ４ガスを用いてエッチング処理により除去して、半球状孔５２ｃを形成した加振子５２を得る。
【０１０５】
次に、図１５に示した如く、加振子５２の上面５２ａ側からＳＦ６ガスとＣ４Ｆ８ガスとを用いてＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Ｄｅｅｐ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）処理により半球状孔５２ｃの外周の近傍に略等間隔で４個の角形貫通孔５２ｅを貫通して形成すると共に、各角形貫通孔５２ｅのコーナから半球状孔５２ｃの下部頂点に向かって４本のスリット５２ｆを貫通して切り込むことで、４本のスリット５２ｆにより半球状孔５２ｃ内は４分割される。尚、４個の角形貫通孔５２ｅ及び４本のスリット５２ｆは、加振子５２の下面側からＤｅｅｐ−ＲＩＥ処理により形成することも可能である。
【０１０６】
次に、図１６に示した如く、加振子５２の下面５２ｂ側で４本のスリット５２ｆにより４分割された各半球状孔５２ｃをそれぞれ含み、且つ、各角孔５２間に４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４を厚肉のままで形成し、更に、４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に続いて下面５２ｂ側から外側に向かってＤｅｅｐ−ＲＩＥ処理により凹状にへこませて４個の凹部５２ｈ１〜５２ｈ４を形成して、４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に連接した上面５２ａ側に４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４を薄肉で弾性変位可能に形成している。この際、回転子５５（図１２，図１３）と接する各加振部５２ｇ１〜５２ｇ４の振動振幅を大きく取るために、各梁部５２ｉ１〜５２ｉ４の厚みを等しくすることで、４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４の共振周波数が略一致して、４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄ（図１２）に対して信号を印加する帯域が揃うことになる。
【０１０７】
そして、図１７に示した如く、加振子５２の上面５２ａ側から見ると、４本のスリット５２ｆにより４分割された各半球状孔５２ｃをそれぞれ含んだ４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に続いて４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４が上下方向に弾性変位可能となり、且つ、４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４に続いて固定部５２ｊが形成されている。
【０１０８】
次に、図１８に示した如く、加振子５２の上面５２ａ及び半球状孔５２ｃ内にＳｉＯ２膜５３（図１３）を一様に成膜した後に、４分割した半球状孔５２ｃ内のＳｉＯ２膜５３上にＡｌやＴｉなどを用いて電極膜５４Ａ〜５４Ｄを成膜して、この電極膜５４Ａ〜５４Ｄを加振子５２の上面５２ａ上までそれぞれ延出させている。この時、加振子５２の上面５２ａと半球状孔５２ｃとは、同一平面にないので、スプレーレジスト塗布法と、長焦点の露光方法等により、電極膜５４Ａ〜５４Ｄを一括で形成している。
【０１０９】
更に、加振子５２の上面５２ａ側で４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４上に、薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを一体的に形成する。この際、薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄは、Ｔｉなどを用いて下電極をスパッタリング法により成膜し、この下電極上にＺｎＯやＰＺＴなどを用いて圧電薄膜を成膜し、更に、圧電薄膜上にＴｉなどを用いて上電極をスパッタリング法により成膜している。そして、上下電極及び圧電薄膜は、図示する様に、所定の引き出しリード線と、ボンディングパッドパターンをリソグラフィーとエッチングで形成する。
【０１１０】
この後、図１９に示した如く、加振子５２の上面５２ａ側から導電性回転子５５，５６を半球状孔５２ｃ内に載置した後、図２０に示した如く、４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを適宜動作させると、導電性回転子５５，５６を半球状孔５２ｃ内で所望の方向に傾動させることができる。
【０１１１】
この際、図２１に示した如く、導電性回転子５５，５６が加振子５２の半球状孔５２ｃ内から脱落しないよう加振子５２の上面５２ａの外周部に沿ってガラスカバー７２を陽極接合法によって貼り付けている。接合するガラスカバー７２は、導電性回転子５５，５６が加振子５２の上面５２ａから突出する寸法以上で、導電性回転子５５，５６の半径寸法以内の深さに設定することで、導電性回転子５５，５６を落下することなく傾動させることが可能となる。
【０１１２】
以上詳述した実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０は、１個の場合を説明したが、これに限ることなく、図２２に示した如く、多自由度振動型アクチュエータ５０をシリコン基板上でＸ軸方向及びＹ軸方向にアレイ状に多数配列させて使用することも可能であり、このようなアレイ構造は光ファイバーからの光の方向切り換えに適用できる。
【０１１３】
また、ここでの図示を省略するものの、加振子５２をシリコン基板上に多数個同時に形成し、且つ、各加振子５２上に４個の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄをそれぞれ設けて、多数個取りすることも可能である。
【０１１４】
上記により、実施例３の多自由度振動型アクチュエータ５０によると、とくに、加振子５２をシリコン基板を用いて一体的に形成し、且つ、加振子５２に形成した複数の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４上に複数の薄膜圧電体６５Ａ〜６５Ｄを設けているので、加振子５２の作製及び加振子５２の絶縁性基台５１上への組み立てが容易となると共に、加振子５２をシリコン基板上に多数個取りでき、更に、多自由度振動型アクチュエータ５０をシリコン基板上にアレイ状に多数配列して使用することも可能となる。
【実施例４】
【０１１５】
図２３は本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図、
図２４は本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図、
図２５は本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータをシリコン基板上にアレイ状に形成した状態を示した平面図である。
【０１１６】
図２３又は図２４に示した如く、本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータ８０では、先に図９又は図１０を用いて説明した本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータ３０における４個の加振子２２Ａ〜２２Ｄに代えて単結晶シリコン基板を用いて１個の加振子８２を一体的に形成し、且つ、加振子８２上に４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄを一体的に設けた点が特徴となるものである。
【０１１７】
実施例４の多自由度振動型アクチュエータ８０の基台となる絶縁性基台８１も、実施例３と同様に絶縁性材料を用いて上面８１ａの中央部位に一段くぼんだ凹部８１ａ１（図２４のみ図示）が形成されており、この凹部８１ａ１より外側で上面８１ａの外周部位上に１個の加振子８２が載置されている。
【０１１８】
上記した加振子８２も、実施例４の要部を構成するものであり、単結晶シリコン基板を用いて上面８２ａ及び下面８２ｂを平坦に正方形状に形成し、且つ、上面８２ａと下面８２ｂとの間の厚みは磁性を有する回転子（以下、磁性回転子と記す）８５の半径よりもわずかに薄い寸法に設定されている。
【０１１９】
ここで、加振子８２は、実施例３と同様な形状に形成されており、Ｘ軸とＹ軸とが交差する中心部位に磁性回転子８５の外周面が添接して磁性回転子８５を回転可能にガイドするための半球状孔８２ｃが上面８２ａから下面８２ｂに向かって形成されており、且つ、半球状孔８２ｃの下部頂点側に小径な孔８２ｄ（図２４のみ図示）が貫通して形成され、この孔８２ｄが絶縁性基台８１の凹部８１ａ１と対向している。
【０１２０】
また、加振子８２は、半球状孔８２ｃの外周の近傍に略等間隔に配置された４個の角形貫通孔８２ｅが貫通して形成され、且つ、各角形貫通孔８２ｅのコーナから半球状孔８２ｃの下部頂点に向かって４本のスリット５２ｆが貫通して切り込まれることで、半球状孔８２ｃ内は４本のスリット８２ｆによって４分割されていると共に、各角孔８２間に４個の加振部８２ｇ１〜８２ｇ４が厚肉のままで形成され、更に、４個の加振部８２ｇ１〜８２ｇ４に続いて下面８２ｂ側から外側に向かって凹状にへこませて４個の凹部８２ｈ１〜８２ｈ４を形成して、４個の加振部５２ｇ１〜５２ｇ４に連接した上面８２ａ側に４個の梁部５２ｉ１〜５２ｉ４が薄肉で弾性変位可能に形成されていると共に、４個の梁部８２ｉ１〜８２ｉ４の外側及び４個の角形貫通孔８２ｅの外側を厚肉のままで矩形状に囲った状態で固定部８２ｊが形成されており、この固定部８２ｊの下面は、絶縁性基台８１の上面８１ａ上にしっかりと固定されている。
【０１２１】
また、図２４のみに図示したように、加振子８２の上面８２ａ及び半球状孔８２ｃ内に絶縁性を有するＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）８３が一様に成膜されている。
【０１２２】
また、加振子８２の上面８２ａ上で４個の梁部８２ｉ１〜８２ｉ４に沿って４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄがそれぞれ加振子８２と一体的に形成されている。この際、薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄのうちで例えば薄膜圧電体９５Ａ，９５Ｃは、図２４に示したように、加振子８２の上面８２ａに成膜したＳｉＯ２膜８３上にＴｉなどを用いて成膜した下電極９６と、下電極９６上にＺｎＯ（酸化亜鉛）やＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）などを用いて成膜した圧電薄膜９７と、圧電薄膜９７上にＴｉなどを用いて成膜した上電極９８とから構成されており、他の薄膜圧電体９５Ｂ，９５Ｄも薄膜圧電体９５Ａ，９５Ｃと同様に構成されている。
【０１２３】
そして、薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄを形成した後に、薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄ上に絶縁性を有するＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）９９が成膜されている。
【０１２４】
また、加振子８２の半球状孔８２ｃ内には、半球状の磁性回転子８５が回転可能にガイドされながら載置されており、且つ、磁性回転子８５の上面にＡｌとかＡｇなどを用いて反射膜８７が成膜されている。
【０１２５】
また、絶縁性基台５１の上面５１ａに形成した凹部５１ａ１上には、磁性回転子８５に対して僅かなギャップを隔てて設けた鉄心９１に沿ってコイル９２が巻回され、且つ、コイル９２にスイッチ９３と矩形波電源９４とが直列で接続されており、これらの部材は鉄心９１と、磁性回転子８５の外周面との間で電磁吸引力を生成し、この電磁吸引力で磁性回転子８５を絶縁性基台８１側に吸引する電磁吸引手段である。
【０１２６】
また、加振子８２の上面８２ａ上で４個の梁部８２ｉ１〜８２ｉ４に沿って形成した４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄは、スイッチ１００Ａ〜１００Ｄを介して正弦波信号発生器１０１Ａ〜１０１Ｄに接続されており、これらの薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄを適宜動作させることで、動作させた薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄと対応する梁部８２ｉ１〜８２ｉ４が上下方向に弾性変位して対応する加振部８２ｇ１〜８２ｇ４に振動が伝達されることで、加振子８２の半球状孔８２ｃ内に載置した磁性回転子８５が中心点Ｏを中心にして回転可能になるものである。この際、磁性回転子８５がシリコン基板８２の半球状孔８２ｃ内から脱落しないようにシリコン基板８２の上面８２ａの外周部に沿ってガラスカバー１０２を貼り付けている。
【０１２７】
そして、上記のように構成した実施例４の多自由度振動型アクチュエータ８０において、先に説明した実施例２と略同じように、４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄのいずれかに信号波形を印加している最中に、前記した電磁吸引手段により電磁吸引力を信号波形の１サイクル中の所定期間ごとに間欠的に生成して、電磁吸引力で磁性回転子８５を絶縁性基台８１側に吸引することで、磁性回転子８５を所望の方向に傾動させることができ、また、４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄに信号波形を印加せずに電磁吸引力で磁性回転子８５を絶縁性基台８１側に吸引し続ければ、磁性回転子８５を長時間に亘って確実に固定保持できる。
【０１２８】
以上詳述した実施例４の多自由度振動型アクチュエータ８０は、１個の場合を説明したが、これに限ることなく、図２５に示した如く、多自由度振動型アクチュエータ８０をシリコン基板上でＸ軸方向及びＹ軸方向にアレイ状に多数配列させて使用することも可能であり、このようなアレイ構造は光ファイバーからの光の方向切り換えに適用できる。
【０１２９】
また、ここでの図示を省略するものの、加振子８２をシリコン基板上に多数個同時に形成し、且つ、各加振子８２上に４個の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄをそれぞれ設けて、多数個取りすることも可能である。
【０１３０】
上記により、実施例４の多自由度振動型アクチュエータ８０によると、とくに、加振子８２をシリコン基板を用いて一体的に形成し、且つ、加振子８２に形成した複数の梁部８２ｉ１〜８２ｉ４上に複数の薄膜圧電体９５Ａ〜９５Ｄを設けているので、加振子８２の作製及び加振子８２の絶縁性基台８１上への組み立てが容易となると共に、加振子８２をシリコン基板上に多数個取りでき、更に、多自由度振動型アクチュエータ８０をシリコン基板上にアレイ状に多数配列して使用することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図である。
【図２】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの他例を示した外観斜視図である。
【図３】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図である。
【図４】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子の信号波形と、電極の信号波形とをそれぞれ示した図である。
【図５】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子を４箇所設置して、回転子をＸ，Ｙ，α，β軸回りに回転させる場合に、各振動子の信号波形の位相差と、電極の信号波形の位相差とを説明するための図である。
【図６】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子を２箇所設置して、回転子をＸ，Ｙ，α，β軸回りに回転させる場合に、各振動子の信号波形の位相差と、電極の信号波形の位相差とを説明するための図である。
【図７】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータを一部変形させた変形例１を示したＸ軸方向縦断面図である。
【図８】本発明に係る実施例１の多自由度振動型アクチュエータを一部変形させた変形例２を示したＸ軸方向縦断面図である。
【図９】本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータを示した外観斜視図である。
【図１０】本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータを示したＸ軸方向縦断面図である。
【図１１】本発明に係る実施例２の多自由度振動型アクチュエータにおいて、振動子の信号波形と、電磁石の信号波形とをそれぞれ示した図である。
【図１２】本発明に係る実施例３の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図である。
【図１３】本発明に係る実施例３の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図である。
【図１４】シリコン基板の上面の中心部位に半球状孔を形成する工程を順に示した断面図である。
【図１５】加振子に形成した半球状孔の外周の近傍に４個の角形貫通孔と、４本のスリットとを形成する工程を示した斜視図である。
【図１６】加振子の下面側から半球状孔を含む４個の加振部に連接して４個の凹部を形成して、４個の加振部に連接した上面側に４個の梁部を弾性変位可能に形成する工程を示した斜視図である。
【図１７】加振子の上面側から半球状孔の近傍を示した示した斜視図である。
【図１８】加振子の上面側に４個の電極膜と、４個の薄膜圧電体を成膜する工程を示した斜視図である。
【図１９】加振子の半球状孔内に半球状の導電性回転子を載置する状態を示した斜視図である。
【図２０】加振子の半球状孔内で半球状の導電性回転子を傾動させた状態を示した斜視図である。
【図２１】加振子の上面をガラスカバーで覆った状態を示した斜視図である。
【図２２】実施例３の多自由度振動型アクチュエータをシリコン基板上にアレイ状に形成した状態を示した平面図である。
【図２３】本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータの一例を示した外観斜視図である。
【図２４】本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータの一例を示したＸ軸方向縦断面図である。
【図２５】本発明に係る実施例４の多自由度振動型アクチュエータをシリコン基板上にアレイ状に形成した状態を示した平面図である。
【図２６】従来例として平板状振動子を用いた多自由度超音波モーターを説明するための外観斜視図である。
【図２７】図２４中の振動子の配置と配線を示した平面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０…実施例１の多自由度振動型アクチュエータ、
１０’…実施例１を変形させた変形例１の多自由度振動型アクチュエータ、
１０’’…実施例１を変形させた変形例２の多自由度振動型アクチュエータ、
１１…絶縁性基台、１２…電極、１３…絶縁膜、
１４…回転子、１５…導電膜、１４，１５…導電性回転子、
１６…導電ブラシ、１７…スイッチ、１８…矩形波電源、
２０Ａ〜２０Ｄ…加振手段（加振器）、
２１Ａ〜２１Ｄ…振動子、
２２Ａ〜２２Ｄ…加振子、２２ａ…固定部、２２ｂ…貫通孔、２２ｃ…梁部、
２２ｄ…加振部、２２ｄ１…円弧面、
２３Ａ，２３Ｃ…スイッチ、２４Ａ，２４Ｃ…正弦波信号発生器、
３０…実施例２の多自由度振動型アクチュエータ、
３１…絶縁性基台、３２…回転子（磁性回転子）、
４０…電磁石、４１…鉄心、４２…コイル、
４３…スイッチ、４４…矩形波電源、
５０…実施例３の多自由度振動型アクチュエータ、
５１…絶縁性基台、
５２…加振子、５２ａ…上面、５２ｂ…下面、５２ｃ…半球状孔、５２ｄ…小径な孔、
５２ｅ…角形貫通孔、５２ｆ…スリット、５２ｇ１〜５２ｇ４…加振部、
５２ｈ１〜５２ｈ４…凹部、５２ｉ１〜５２ｉ４…梁部、５２ｊ…固定部、
５３…ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）、５４Ａ〜５４Ｄ…電極膜、
５５…回転子、５６……導電膜、５５，５６…導電性回転子、５７…反射膜、
６１…導電ブラシ、６２Ａ〜６２Ｄ…スイッチ、６３Ａ〜６３Ｄ…矩形波電源、
６５Ａ〜６５Ｄ…薄膜圧電体、６６…下電極、６７…圧電薄膜、６８…上電極、
６９…ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）、
７０Ａ〜７０Ｄ…スイッチ、７１Ａ〜７１Ｄ…正弦波信号発生器、
７２…ガラスカバー、
８０…実施例４の多自由度振動型アクチュエータ、
８１…絶縁性基台、
８２…加振子、８２ａ…上面、８２ｂ…下面、８２ｃ…半球状孔、８２ｄ…小径な孔、
８２ｅ…角形貫通孔、８２ｆ…スリット、８２ｇ１〜８２ｇ４…加振部、
８２ｈ１〜８２ｈ４…凹部、８２ｉ１〜８２ｉ４…梁部、８２ｊ…固定部、
８３…ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）、
８５…回転子（磁性回転子）、８７…反射膜、
９１…鉄心、９２…コイル、９３…スイッチ、９４…矩形波電源、
９５Ａ〜９５Ｄ…薄膜圧電体、９６…下電極、９７…圧電薄膜、９８…上電極、
９９…ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）、
１００Ａ〜１００Ｄ…スイッチ、１０１Ａ〜１０１Ｄ…正弦波信号発生器、
１０２…ガラスカバー。
【図１】
2005033989.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】
2005033989.tif 000009
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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