(57)【要約】【課題】質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、質量部の挙動を検知する機構を実現することができるアクチュエータを提供すること。【解決手段】本発明のアクチュエータ１は、第１の弾性連結部２５を捩れ変形させながら第１の質量部２１、２２を回動させ、これに伴い、第２の弾性連結部２６を捩れ変形させながら第２の質量部２３を回動させるように構成され、第２の弾性連結部２６には、第１の質量部２１、２２および／または第２の質量部２３の回動中心軸２７に対し直角な方向に貫通する貫通部２６３が形成され、発光部が貫通部２６３に向けて光を発光し、貫通部２６３を通過した光を受光部が受光し、受光部によって受光された光の受光量に基づいて、第２の質量部２３の挙動を検知するように構成されている。【選択図】図１
2007295731.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
前記質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記弾性連結部を捩れ変形させながら前記質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記弾性連結部には、前記質量部の回動中心軸に対し直角な方向に貫通する貫通部が形成され、
前記挙動検知手段は、前記貫通部に向けて光を発光する発光部と、前記貫通部を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記第２の質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記第１の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部には、前記第１の質量部および／または前記第２の質量部の回動中心軸に対し直角な方向に貫通する貫通部が形成され、
前記挙動検知手段は、前記貫通部に向けて光を発光する発光部と、前記貫通部を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記第２の質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
前記第２の質量部は、板状をなしており、前記貫通部は、非駆動状態の前記第２の質量部の厚さ方向に貫通している請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記貫通部は、複数設けられ、前記受光部は、前記複数の貫通部を通過した光を受光し得るように構成されている請求項２または３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記複数の貫通部は、前記回動中心軸に沿って並設されている請求項４に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記貫通部は、前記第２の弾性連結部に形成されている請求項２ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記貫通部は、前記回動中心軸に沿って延在する長手形状をなしている請求項２ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成され、前記貫通部は、前記２つの棒状連結部材の間の空間である請求項２ないし７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
少なくとも前記貫通部が形成された前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部に対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有する請求項２ないし７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１０】
前記受光部は、前記間隙を通過した光をも受光する請求項２ないし９のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１１】
前記貫通部の貫通方向での長さをＡとし、前記回動中心軸に直角な方向における前記貫通部の幅をＢとしたときに、Ｂ／Ａは、１×１０−３〜１である請求項２ないし１０のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１２】
前記第１の質量部および前記第２の質量部の非駆動状態において、前記貫通部への前記光の入射方向は、前記貫通部の貫通方向とほぼ同じである請求項２ないし１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１３】
前記第１の質量部と前記支持部と前記第１の弾性連結部と前記第２の質量部と前記第２の弾性連結部とが形成された基体と、該基体を支持する支持体とを有し、前記発光部および／または前記受光部は、前記支持体上に設けられている請求項２ないし１２のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１４】
前記第２の質量部上には、光反射性を有する光反射部が設けられている請求項２ないし１３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項１５】
質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
前記質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記弾性連結部を捩れ変形させながら前記質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記質量部および前記弾性連結部のうちの少なくとも一方に対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有し、
前記挙動検知手段は、前記間隙に向けて光を発光する発光部と、前記間隙を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１６】
第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記第２の質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記第１の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記第１の質量部と前記第１の弾性連結部と前記第２の質量部と前記第２の弾性連結部の少なくとも１つに対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有し、
前記挙動検知手段は、前記間隙に向けて光を発光する発光部と、前記間隙を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、レーザープリンタ等にて光走査により描画を行うための光スキャナとして、捩り振動子で構成されたアクチュエータを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１には、１自由度振動系の捩り振動子を備えるアクチュエータが開示されている。このようなアクチュエータは、１自由度振動系の捩り振動子として、板状をなす質量部をその両側で捩りバネにより支持した構造を有している。そして、質量部上には光反射性を有する光反射部が設けられており、捩りバネを捩れ変形させながら質量部を回動駆動させて、光反射部で光を反射し走査する。これにより、光走査により描画を行うことができる。
【０００３】
特に、特許文献１にかかるアクチュエータにあっては、質量部にその厚さ方向に貫通する貫通孔が形成され、質量部の一方の面側から貫通孔に向け光を照射し、貫通孔を通過した光を質量部の他方の面側で受光し、その受光量を計測することにより、質量部の回動角を検知するようになっている。このような検知結果に基づいて質量部を回動駆動することにより、質量部の挙動を所望のものとすることができる。
このようなアクチュエータにあっては、質量部や捩りバネに電気的な配線を施すことなく、質量部の挙動を検知することができる。そのため、アクチュエータの製造が簡単かつ安価になる。
【０００４】
しかしながら、特許文献１にかかるアクチュエータでは、前述したような貫通孔が質量部に設けられ、挙動検出用の光と光走査用の光とを兼用しているため、光走査に用いる光の一部を損失することとなり、光スキャナとしての特性を低下させてしまう。
これを防止するために、仮に、質量部における光走査のための領域外の部分に貫通孔を設け、このような貫通孔に対し挙動検出用の光を光走査用の光と別途照射するように構成すると、質量部の大型化などによりアクチュエータの設計の自由度が低くなってしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５１２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、質量部の挙動を検知する機構を実現することができるアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
前記質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記弾性連結部を捩れ変形させながら前記質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記弾性連結部には、前記質量部の回動中心軸に対し直角な方向に貫通する貫通部が形成され、
前記挙動検知手段は、前記貫通部に向けて光を発光する発光部と、前記貫通部を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とする。
これにより、質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。
【０００８】
本発明のアクチュエータは、第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記第２の質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記第１の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部には、前記第１の質量部および／または前記第２の質量部の回動中心軸に対し直角な方向に貫通する貫通部が形成され、
前記挙動検知手段は、前記貫通部に向けて光を発光する発光部と、前記貫通部を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記第２の質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とする。
これにより、第１の質量部や第２の質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。
【０００９】
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部は、板状をなしており、前記貫通部は、非駆動状態の前記第２の質量部の厚さ方向に貫通していることが好ましい。
これにより、アクチュエータを製造時に、基板に対し１回のエッチングなどの加工により第１の質量部と第１の弾性連結部と支持部と第２の質量部と第２の弾性連結部と貫通部とを簡単に一括形成することができる。その結果、アクチュエータの製造コストを低減し、ひいては、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。
【００１０】
本発明のアクチュエータでは、前記貫通部は、複数設けられ、前記受光部は、前記複数の貫通部を通過した光を受光し得るように構成されていることが好ましい。
これにより、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の受光に最適なところのみに貫通部を設けることができ、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の強度を保ちながら、受光部での受光量を多くすることができる。
【００１１】
本発明のアクチュエータでは、前記複数の貫通部は、前記回動中心軸に沿って並設されていることが好ましい。
第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の捩れ量は、その両端部で異なる。例えば、第２の弾性連結部の捩れ量は、第２の質量部に近いところで最大となり、第１の質量部に近い部分では最小となる。このような第１の弾性連結部や第２の弾性連結部に貫通部を回動中心軸に沿って複数並設し、複数の貫通部を通過した光を受光部で一度に受光することによって、貫通部の位置による受光部での受光量のムラを低減し、第２の質量部の挙動の検知精度を上げることができる。
【００１２】
本発明のアクチュエータでは、前記貫通部は、前記第２の弾性連結部に形成されていることが好ましい。
これにより、第２の質量部の回動に対する受光部での受光量の変化の幅を大きくすることができるので、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。これは、第２の弾性連結部が第１の弾性連結部よりも大きく捩れ変形するからである。
【００１３】
本発明のアクチュエータでは、前記貫通部は、前記回動中心軸に沿って延在する長手形状をなしていることが好ましい。
これにより、第２の質量部の回動に対する受光部での受光量の変化の幅を大きくすることができるので、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部は、前記回動中心軸を介して、互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材で構成され、前記貫通部は、前記２つの棒状連結部材の間の空間であることが好ましい。
これにより、各棒状連結部材を主として曲げ変形させることにより、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の全体を捩れ変形させることができる。そのため、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部に生じる応力を低減して、アクチュエータの信頼性や耐久性を向上させることができる。
【００１４】
本発明のアクチュエータでは、少なくとも前記貫通部が形成された前記第１の弾性連結部および／または前記第２の弾性連結部に対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有することが好ましい。
これにより、発光部からの光が貫通部を通過せずに不本意に第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の外側から回り込んで受光部に到達するのを抑制することができる。そのため、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。
【００１５】
本発明のアクチュエータでは、前記受光部は、前記間隙を通過した光をも受光することが好ましい。
これにより、第２の質量部の回動に対する受光部での受光量の変化の幅を大きくすることができるので、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記貫通部の貫通方向での長さをＡとし、前記回動中心軸に直角な方向における前記貫通部の幅をＢとしたときに、Ｂ／Ａは、１×１０−３〜１であることが好ましい。
これにより、第２の質量部の回動に対する受光部での受光量の変化の幅を大きくすることができるので、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。
【００１６】
本発明のアクチュエータでは、前記第１の質量部および前記第２の質量部の非駆動状態において、前記貫通部への前記光の入射方向は、前記貫通部の貫通方向とほぼ同じであることが好ましい。
これにより、第２の質量部の振幅が小さくても、第２の質量部の挙動を検出することができる。
【００１７】
本発明のアクチュエータでは、前記第１の質量部と前記支持部と前記第１の弾性連結部と前記第２の質量部と前記第２の弾性連結部とが形成された基体と、該基体を支持する支持体とを有し、前記発光部および／または前記受光部は、前記支持体上に設けられていることが好ましい。
これにより、基体に対し発光部および受光部を固定的に設けて、第２の質量部の挙動をより正確に検知することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部上には、光反射性を有する光反射部が設けられていることが好ましい。
これにより、本発明のアクチュエータを光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどの光学デバイスに適用することができる。
【００１８】
本発明のアクチュエータは、質量部と、
前記質量部を支持するための支持部と、
前記質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記質量部と前記支持部とを連結する弾性連結部と、
前記質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記弾性連結部を捩れ変形させながら前記質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記質量部および前記弾性連結部のうちの少なくとも一方に対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有し、
前記挙動検知手段は、前記間隙に向けて光を発光する発光部と、前記間隙を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とする。
これにより、質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。特に、弾性連結部にも加工を施すことなく、簡単かつ安価に、質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。
【００１９】
本発明のアクチュエータは、第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記第１の質量部を前記支持部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記支持部とを連結する第１の弾性連結部と、
第２の質量部と、
前記第２の質量部を前記第１の質量部に対し回動可能とするように前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の質量部を回動するための駆動力を発生させる駆動手段と、
前記第２の質量部の挙動を検知する挙動検知手段とを有し、
前記挙動検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段を作動させ、前記第１の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩れ変形させながら前記第２の質量部を回動させるように構成されたアクチュエータであって、
前記第１の質量部と前記第１の弾性連結部と前記第２の質量部と前記第２の弾性連結部の少なくとも１つに対し間隙を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部を有し、
前記挙動検知手段は、前記間隙に向けて光を発光する発光部と、前記間隙を通過した光を受光する受光部とを備え、前記受光部によって受光された光の受光量に基づいて、前記質量部の挙動を検知するように構成されていることを特徴とする。
これにより、第１の質量部や第２の質量部に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。特に、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部にも特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部の挙動を検知する機構を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のアクチュエータの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のアクチュエータの第１実施形態について説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す平面図（内部透視図）、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、図１中のＢ−Ｂ線断面図、図４は、図１に示すアクチュエータの駆動のための電極と挙動検出のための発光部および受光部との配置を示す平面図、図５は、図１に示すアクチュエータにおける制御系の概略構成を示すブロック図、図６は、図１に示すアクチュエータにおける第２の質量部の挙動検出を説明するための図、図７は、図１に示すアクチュエータにおける駆動電圧の一例を示す図、図８は、駆動電圧として交流電圧を用いた場合における駆動電圧の周波数と第１の質量部および第２の質量部の振幅との関係を示すグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図１および図４中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００２１】
アクチュエータ１は、図１に示すような２自由度振動系を有する基体２を有しており、図２および図３に示すように、この基体２の下部には、支持体３が接合され、また、基体２の上部には、光透過性の支持体４が接合されている。そして、支持体４上には、２自由度振動系を静電引力により駆動するための４つの電極３２が設けられている。
このような本実施形態のアクチュエータ１は、電極３２に電圧を印加することにより、支持体３と支持体４との間で、基体２の２自由度振動系が駆動されるようになっている。
【００２２】
特に、本実施形態のアクチュエータ１は、支持体４の上面に設けられた発光部４３から光を発光し、支持体３の下面に設けられた受光部３３で受光した光の受光量に基づいて、２自由度振動系の挙動を検出し、その検出結果に基づいて、２自由度振動系が駆動されるようになっている。
以下、アクチュエータ１を構成する各部を順次詳細に説明する。
【００２３】
基体２は、一対の第１の質量部（駆動部）２１、２２と、一対の第１の質量部（駆動部）２１、２２の間に設けられた第２の質量部（可動部）２３と、これらの質量部を囲むように設けられた枠状の支持部２４とを備えている。
具体的には、基体２は、第２の質量部２３を中心として、その一端側（図１および図２中、左側）に第１の質量部２１が設けられ、他端側（図１および図２中、右側）に第１の質量部２２が設けられて構成されている。
【００２４】
また、本実施形態では、第１の質量部２１、２２は、互いにほぼ同一形状かつほぼ同一寸法をなし、第２の質量部２３を介して、ほぼ対称に設けられている。
第２の質量部（可動部）２３の上面（後述する支持体４側の面）には、光反射性を有する光反射部２３１が設けられている。これにより、アクチュエータ１を光スキャナ、光スイッチ、光アッテネータなどの光学デバイスに適用することができる。
【００２５】
さらに、基体２は、図１および図２に示すように、第１の質量部２１、２２と支持部２４とを連結する一対の第１の弾性連結部２５、２５と、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２３とを連結する一対の第２の弾性連結部２６、２６とを備えている。
各第１の弾性連結部２５、２５および各第２の弾性連結部２６、２６は、同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）２７として、第１の質量部２１、２２が支持部２４に対して、また、第２の質量部２３が第１の質量部２１、２２に対して回動可能となっている。
【００２６】
特に、各第２の弾性連結部２６は、回動中心軸２７を介して、互いに間隔を隔てて対向する２つの棒状連結部材２６１、２６２で構成されている。これにより、２つの棒状連結部材２６１、２６２間には、上下方向（板状をなす第２の質量部２３等の厚さ方向）に貫通するとともに、回動中心軸２７に沿って延在する長手形状をなす空間として貫通部２６３が形成されている。これら２つの棒状連結部材２６１、２６２は、それぞれ、第１の質量部２１または第１の質量部２２と第２の質量部２３とを連結している。
【００２７】
このような第２の弾性連結部２６にあっては、各棒状連結部材２６１、２６２を互いに反対方向に主として曲げ変形させることにより、第２の弾性連結部２６の全体を捩れ変形させることができる。そのため、第２の弾性連結部２６に生じる応力を低減して、アクチュエータ１の信頼性や耐久性を向上させることができる。
また、貫通部２６３の貫通方向での長さをＡとし、回動中心軸２７に直角な方向における貫通部２６３の幅をＢとしたときに、Ｂ／Ａは、１×１０−３〜１であるのが好ましい。これにより、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくして、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
【００２８】
また、貫通部２６３の貫通方向での長さＡは、特に限定されないが、例えば、１００μｍ〜３ｍｍであるのが好ましく、５００μｍ〜１ｍｍであるのがより好ましい。
また、回動中心軸２７に直角な方向における貫通部２６３の幅Ｂは、例えば、１０〜３００μｍであるのが好ましく、３０〜１００μｍｍであるのがより好ましい。
また、間隙２６４の長さＤおよび幅Ｃに関しても、前述した貫通部２６３の長さＡおよび幅Ｂと同様の関係を有しているのが好ましい。これにより、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくして、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
【００２９】
また、支持部２４には、図１および図３に示すように、前述した第２の弾性連結部２６に対し間隔を隔てて設けられ、遮光性を有する遮光部２４１、２４２が形成されている。
遮光部２４１は、枠状をなす支持部２４の内側から第２の弾性連結部２６の棒状連結部材２６２に向けて突出するとともに、その先端が棒状連結部材２６２に対し間隙２６４を介して対向するように形成されている。
【００３０】
これと同様に、遮光部２４２は、枠状をなす支持部２４の内側から第２の弾性連結部２６の棒状連結部材２６１に向けて突出するとともに、その先端が棒状連結部材２６１に対し間隙２６５を介して対向するように形成されている。
このように、基体２は、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２５、２５とからなる第１の振動系と、第２の質量部２３と第２の弾性連結部２６、２６とからなる第２の振動系とで構成された自由度振動系を有する。
【００３１】
このような２自由度振動系は、基体２の全体の厚さよりも薄く形成されているとともに、図２にて上下方向で基体２の中心に位置している。換言すれば、基体２には、基体２の全体の厚さよりも薄い部分（以下、薄肉部という）が形成されており、この薄肉部に異形孔が形成されることにより、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２３と第１の弾性連結部２５、２５と第２の弾性連結部２６、２６と遮光部２４１、２４２とが形成されている。
【００３２】
前記薄肉部は、上方に開口する凹部２８と、下方に開口する凹部２９とが基体２に設けられることによって、基体２に形成されている。本実施形態では、凹部２８の深さと凹部２９の深さは、ほぼ同じになっている。
このような基体２は、シリコンを主材料として構成されていて、第１の質量部２１、２２と、第２の質量部２３と、支持部２４と、第１の弾性連結部２５、２５と、第２の弾性連結部２６、２６とが一体的に形成されている。これにより、（１）製作工程が少なくてすむので安価となる。（２）一体型なので亀裂などの故障を回避できる。（３）弾性体としての設計が容易となる。
【００３３】
支持体３は、例えば、各種ガラスやシリコン等を主材料として構成されている。
本実施形態では、支持体３は光透過性を有している。これにより、支持体３に対し外側（基体２と反対側）に設けられた後述する受光部３３が貫通部２６３等を通過した光を受光することができる。なお、受光部３３を支持体３に対し内側（基体２側）に設けることも可能である。この場合、支持体３は、光透過性を有してなくてもよい。
【００３４】
支持体３の上面には、図２および図４に示すように、第２の質量部２３に対応する部分に凹部３１が形成されている。
この凹部３１は、第２の質量部２３が回動（振動）する際に、支持体３に接触するのを防止する逃げ部を構成する。凹部（逃げ部）３１を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、第２の質量部２３の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。なお、凹部２９の深さが第２の質量部２３の振れ角（振幅）に対し大きい場合などには、凹部３１を設けなくともよい。
【００３５】
また、支持体３の上面には、図４に示すように、第１の質量部２１に対応する部分に、一対の電極３２が回動中心軸２７を中心にほぼ対称となるように設けられ、また、第１の質量部２２に対応する部分に、一対の電極３２が回動中心軸２７を中心にほぼ対称となるように設けられている。すなわち、本実施形態では、一対の電極３２が２組（合計４個）、設けられている。
【００３６】
各電極３２は、後述する通電回路１３に接続されており、第１の質量部２１、２２と各電極３２との間に交流電圧（駆動電圧）を印加できるよう構成されている。すなわち、通電回路１３および各電極３２は、第１の質量部２１、２２を回動駆動させるための駆動力を発生させる駆動手段を構成する。
なお、第１の質量部２１、２２は、各電極３２と対向する面に、それぞれ、絶縁膜（図示せず）が設けられている。これにより、第１の質量部２１、２２と各電極３２との間での短絡が発生するのが好適に防止される。
【００３７】
また、支持体３の下面には、後述する発光部４３から貫通部２６３および間隙２６４、２６５（以下、貫通部２６３等ともいう）を通過した光を受光する受光部３３が設けられている。
【００３８】
受光部３３は、後述する発光部４３からの光を受光するものである。また、受光部３３は、図３および図４に示すように、平面視において各第２の弾性連結部２６（より具体的には貫通部２６３等）に対応する位置に配置されている。
このような受光部３３は、例えば、受光素子を有し、この受光素子が支持体の下面に接合されている。
【００３９】
この受光素子としては、貫通部２６３等を通過した光（発光部４３からの光）を受光することができるものであれば、特に限定されず、光電管、光電子増倍管、光導電セル、フォトダイオード、フォトトランジスタ、アバランシュフォトダイオード、焦電型赤外素子などの各種受光素子を用いることができるが、例えば、光電管、光電電子倍管、フォトダイオードなどを好適に用いることができる。
【００４０】
なお、受光素子の設置場所は、支持体３の下面でなくてもよい。この場合、光ファイバなどの光導波路を支持体３の下面に設け、貫通部２６３等を通過した光を光導波路を介して受光素子で受光するように構成することができる。
このような受光部３３（受光素子）は、前述した駆動手段の駆動（具体的には通電回路１３の駆動）を制御する制御回路１４に接続されている。これにより、受光部３３の検知結果に基づき、アクチュエータ１の駆動を制御することができる。
【００４１】
支持体４は、外部光を光反射部２３１に入射させ、光反射部２３１による反射光を外部に導出させる機能を有する。このため、支持体４は、平坦性に優れ、かつ、光透過性に優れた基板、例えば各種ガラス基板等で構成されている。また、支持体４に対し外側（基体２と反対側）に設けられた後述する発光部４３が貫通部２６３等に向け光を照射することができる。なお、受光部４３を支持体４に対し内側（基体２側）に設けることも可能である。
【００４２】
本実施形態のアクチュエータ１にあっては、基体２、支持体３、支持体４が気密空間を形成している。具体的には、凹部３１、凹部２８、２９が互いに連通しているとともに、これらが気密空間をなしている。このような気密空間内に、前述の第１の質量部２１、２２、第２の質量部２３、第１の弾性連結部２５、２５、第２の弾性連結部２６、２６が配されている。
【００４３】
このような構成により、アクチュエータ１の特性を優れたものとすることができる。
具体的には、Ｉ：第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３の振動し得るスペースの確保が容易となる。
また、II：アクチュエータ１の内部（前記気密空間内）へゴミ等の異物が侵入するのを防止することができる。III：アクチュエータ１の内部（前記気密空間内）を減圧状態とすることや、不活性ガス等を充填することにより、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３が振動（回動）する際に生じる空気抵抗を低減して、より大きな角度での振動（回動）が可能となる。これらにより、アクチュエータ１を信頼性の高いものとすることができる。
【００４４】
さらに、IV：支持体４をエッチング等により加工して、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３が振動し得るスペースを確保することを要しないので、支持体４の表面（特に、凹部２８側の面）の平坦性が確保される（すなわち、表面の荒れが防止される）。これにより、支持体４において、入射光や反射光が散乱すること等により、損失するのが防止または低減され、その結果、アクチュエータ１では、高い反射率を得ることができる。
特に、本実施形態では、支持体３や支持体４の外側（すなわち、図２にて支持部３の下側や支持部４の上側）に受光部３３や発光部４３を設けているので、受光部３３や発光部４３の形成に際し、予め前記気密空間を形成しておくことで、振動系に対する悪影響を防止することができる。
【００４５】
ここで、支持体４の表面の平坦性を示す指標には、各種のものがあるが、例えば、表面粗さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定の中心線平均粗さ）Ｒａが好適に用いられる。
具体的には、支持体４の表面粗さＲａは、１μｍ以下であるのが好ましく、１００ｎｍ以下であるのがより好ましく、１ｎｍ〜１００ｎｍ程度であるのがさらに好ましい。表面粗さが前記上限値を超えて大きくなると、支持体４の構成材料や厚さ等によっては、入射光や反射光の損失が大きくなり、十分な反射率が得られないおそれがある。
【００４６】
また、凹部２８、２９の平均深さは、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３（アクチュエータ１）の寸法等に応じて適宜設定され、特に限定されないが、１〜２０００μｍ程度であるのが好ましく、５〜１０μｍ程度であるのがより好ましい。前記平均深さが薄過ぎると、各質量部２１、２２、２３と支持体３や支持体４との間隔を十分に確保することができず、各質量部２１、２２、２３の触れ角（変位角）を大きく設定するのが困難となる場合がある。一方、前記平均深さが厚過ぎると、各質量部２１、２２、２３と支持体３や支持体４との間隔が不必要に大きくなり、アクチュエータ１の大型化を招き好ましくない。
【００４７】
このような支持体４の上面には、前述した貫通部２６３等に向け発光（光を照射）する発光部４３が設けられている。
発光部４３は、貫通部２６３および間隙２６４、２６５に向け光を発光するものである。
このような発光部４３は、例えば発光素子を有し、この発光素子が支持体４の上面に接合されている。
【００４８】
この発光素子としては、特に限定されず、各種発光素子を用いることができるが、例えば、発光ダイオード、発光ＦＥＴ、ＥＬ素子などを好適に用いることができる。
なお、発光素子の設置場所は、支持体４の下面でなくてもよい。この場合、光ファイバなどの光導波路を支持体４の下面に設け、発光素子から光導波路を介して貫通部２６３等に向け光を照射するように構成することができる。
【００４９】
以下、図５に基づき、アクチュエータ１の制御系を詳細に説明する。
図５に示すように、本実施形態のアクチュエータ１において、前述した電極３２は、通電回路１３に接続されている。この通電回路１３は、各電極３２と第１の質量部２１、２２との間に電圧を選択的に印加する（電位差を生じさせる）ものである。
そして、この通電回路１３は、通電回路１３の駆動を制御する機能を有する制御回路１４に接続されている。
【００５０】
この制御回路１４には、前述した受光部３３が接続されており、制御回路１４は、受光部３３の検知結果に基づいて、通電回路１３の駆動を制御するようになっている。
すなわち、制御回路１４は、受光部３３によって受光された光の強度（受光量）に基づいて第２の質量部２３の挙動を検知する機能と、その検知結果に基づいて駆動手段の駆動（通電回路１３の駆動）を制御する機能とを有している。
【００５１】
さらに言い換えれば、制御回路１４と発光部４３と受光部３３とが、第２の質量部２３の挙動を検知する挙動検知手段を構成するとともに、制御回路１４が、この挙動検知手段によって検知された挙動に基づいて駆動手段の駆動を制御する制御手段を構成する。これにより、第１の質量部２１、２２および／または第２の質量部２３を安定して駆動することができる。
【００５２】
より具体的に説明すると、制御回路１４は、図５に示すように、ＣＰＵ１４１、ＡＤ変換回路１４２、ＲＯＭ１４３、ＲＡＭ１４４を有している。
そして、ＣＰＵ１４１は、通電回路１３に接続されているとともに、ＡＤ変換回路１４２を介して受光部３３（受光素子）に接続されている。
ＡＤ変換回路１４２は、受光部３３の出力をアナログからデジタルに変換するものである。
【００５３】
ＲＯＭ１４３は、受光部３３の検知強度に基づいて第２の質量部２３の挙動を算出するためのプログラムや、算出された挙動に基づいて通電回路１３を制御するためのプログラムなどが格納されている。
ＲＡＭ１４４は、プログラムやプログラムにより算出された値等を記憶する機能を有する。
【００５４】
ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４３に格納されたプログラムに従い、ＡＤ変換回路１４２でデジタル化された検知強度に基づき、第２の質量部２３の挙動を検知する。また、ＣＰＵ１４１は、ＲＯＭ１４３に格納されたプログラムに従い、検知した挙動に基づき、第２の質量部２３の挙動を所望のものとするように、通電回路１３を制御する。
以上のような構成のアクチュエータ１は、次のようにして駆動する。
【００５５】
すなわち、第１の質量部２１、２２と各電極３２との間に、例えば、正弦波（交流電圧）等を印加する。具体的には、例えば、第１の質量部２１、２２をアースしておき、図４中上側の２つの電極３２に、図７（ａ）に示すような波形の電圧を印加し、図４中下側の２つの電極３２に、図７（ｂ）に示すような波形の電圧を印加する。すると、第１の質量部２１、２２と図４中上側の電極３２との間と、第１の質量部２１、２２と図４中下側の電極３２との間に交互に静電気力（クーロン力）が生じる。
【００５６】
この静電気力により、第１の質量部２１、２２が、各電極３２の方へ引きつけられる力が正弦波の位相により変化し、回動中心軸２７（第１の弾性連結部２５）を軸に、基体２の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
そして、この第１の質量部２１、２２の振動（駆動）に伴って、第２の弾性連結部２６を介して連結されている第２の質量部２３も、回動中心軸２７（第２の弾性連結部２６）を軸に、基体２の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
このとき、第２の弾性連結部２６全体が捩れ変形すると、その変形の程度に応じて、貫通部２６３や間隙２６４、２６５の平面視での面積が変化する。このような面積の変化は、第２の質量部２３の挙動に対応している。したがって、このような現象を利用して、第２の質量部の挙動（より具体的には、振幅、振動数など）を検出することができる。
【００５７】
以下、図６に基づいて、第２の質量部２３の挙動の検知を具体的に説明する。
図６（ａ）に示すように、第２の質量部２３が非駆動状態（すなわち、アクチュエータ１が非駆動状態）であるとき、貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積は最大である。
そして、第２の質量部２３が前述したように振動（回動）すると、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積が減少する。
【００５８】
ここで、図６（ｃ）における第２の質量部２３の回動角は、図６（ｂ）における第２の質量部２３の回動角よりも大きく、図６（ｃ）における貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積は、図６（ｂ）における貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積よりも小さい。
また、受光部３３は、貫通部２６３および間隙２６４、２６５のそれぞれを通過した光を受光する。すなわち、受光部３３での受光量は、貫通部２６３を通過した光と、間隙２６４を通過した光と、間隙２６５を通過した光との合計である。
【００５９】
また、第２の質量部２３の回動角が最大のとき、すなわち、第２の弾性連結部２６の捩れ変形の程度が最大のとき、貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積は最小となる。したがって、受光部３３での受光量は最小となる。
一方、第２の質量部２３の回動角が最小のとき、すなわち、第２の質量部２３が非駆動状態であるとき、貫通部２６３および間隙２６４、２６５の平面視におけるそれぞれの面積は最大となる。したがって、受光部３３での受光量は最大となる。
【００６０】
このように第２の質量部２３の挙動と受光部３３での受光量とは相関関係を有していることから、受光部３３での受光量に基づいて、第２の質量部２３の挙動を検知することができる。
このようにして第２の質量部２３の挙動を検知する構成は、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３に特別な加工を施すことなく、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３の形状、大きさおよび質量などの設計自由度を損なうことがない。そのため、簡単かつ安価に、第２の質量部２３の挙動を検知する機構を実現することができる。
【００６１】
また、貫通部２６３等が非駆動状態の第２の質量部２３の厚さ方向に貫通しているので、アクチュエータ１の製造時に、基板に対し１回のエッチングなどの加工により第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２５と支持部２４と第２の質量部２３と第２の弾性連結部２６と貫通部２６３とを簡単に一括形成することができる。その結果、アクチュエータ１の製造コストを低減し、ひいては、アクチュエータ１の低コスト化を図ることができる。
【００６２】
また、第２の弾性連結部２６に貫通部２６３が形成されているので、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくすることができるので、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。これは、第２の質量部２３の駆動時に、第２の弾性連結部２６が第１の弾性連結部２５よりも大きく捩れ変形するからである。
【００６３】
また、貫通部２６３が回動中心軸２７に沿って延在する長手形状をなしているので、この点でも、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくして、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
また、貫通部２６３が形成された第２の弾性連結部２６に対し遮光部２４１、２４２が間隙を隔てて設けられているので、発光部４３からの光が貫通部２６３を通過せずに不本意に第２の弾性連結部２６の外側から回り込んで受光部３３に到達するのを抑制することができる。そのため、この点でも、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
【００６４】
また、受光部３３が間隙２６４、２６５を通過した光をも受光するようになっているため、この点でも、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくして、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
また、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２３の非駆動状態において、発光部４３から貫通部２６３への光の入射方向が貫通部２６３の貫通方向とほぼ同じとなっているので、第２の質量部２３の振幅が小さくても、第２の質量部２３の挙動を検出することができる。
【００６５】
また、発光部４３は支持体４上に設けられ、また、受光部３３は支持体３上に設けられているので、基体２に対し発光部４３および受光部３３を固定的に設けて、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
また、本実施形態では、１対の第２の弾性連結部２６、２６の双方に貫通部２６３が設けられているので、１対の第２の弾性連結部２６、２６の一方と他方とのバネ特性を簡単に同一の特性とすることができ、この点でも、アクチュエータ１の設計自由度が大きくなる。
【００６６】
また、２つの貫通部２６３のそれぞれに対応して受光部３３を設けているため、この点でも、第２の質量部２３の回動に対する受光部３３での受光量の変化の幅を大きくして、第２の質量部２３の挙動をより正確に検知することができる。
また、このアクチュエータ１では、前述したように、支持体３における、第２の質量部２３に対応する部分に、凹部３１が形成され、また、図２にて基体２の下面に凹部２９、上面に凹部２８が形成され、かつ、平面視で第１の質量部２１、２２が凹部２８、２９内に位置するように設けられている。
【００６７】
このような構成により、第２の質量部２３が振動し得るスペース、および、第１の質量部２１、２２が振動し得るスペースとして、大きなスペースが確保されている。したがって、第１の質量部２１、２２の質量を比較的小さく設定すること等により、第１の質量部２１、２２を大きな振れ角で振動させた場合や、さらに第２の質量部２３が共振によって大きな振れ角で振動した場合でも、各質量部２１、２２、２３（２自由度振動系）が支持体３および支持体４に接触することを好適に防止することができる。
【００６８】
このため、このようなアクチュエータ１を、例えば光スキャナに適用した場合には、より解像度の高いスキャニングを行うことが可能となる。
また、第１の質量部２１の回動中心軸２７に対して、ほぼ垂直な方向（長手方向）の端部２１１との間の距離（長さ）をＬ１とし、第１の質量部２２の回動中心軸２７に対して、ほぼ垂直な方向（長手方向）の端部２２１との間の距離（長さ）をＬ２とし、第２の質量部２３の回動中心軸２７に対して、ほぼ垂直な方向の端部２３２との間の距離（長さ）をＬ３としたとき、本実施形態では、第１の質量部２１、２２が、それぞれ独立して設けられているため、第１の質量部２１、２２と、第２の質量部２３とが干渉せず、第２の質量部２３の大きさ（長さＬ３）にかかわらず、Ｌ１およびＬ２を小さくすることができる。これにより、第１の質量部２１、２２の回転角度（振れ角）を大きくすることができ、第２の質量部２３の回転角度を大きくすることができる。
【００６９】
また、Ｌ１およびＬ２を小さくすることにより、第１の質量部２１、２２と各電極３２との間の距離を小さくすることができ、これにより、静電気力が大きくなり、第１の質量部２１、２２と各電極３２に印加する交流電圧を小さくすることができる。
ここで、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２３の寸法は、それぞれ、Ｌ１＜Ｌ３かつＬ２＜Ｌ３なる関係を満足するよう設定されるのが好ましい。
【００７０】
前記関係を満たすことにより、Ｌ１およびＬ２をより小さくすることができ、第１の質量部２１、２２の回転角度をより大きくすることができ、第２の質量部２３の回転角度をさらに大きくすることができる。
【００７１】
この場合、第２の質量部２３の最大回転角度が、２０°以上となるように構成されるのが好ましい。
また、このように、Ｌ１およびＬ２を小さくすることにより、第１の質量部２１、２２と各電極３２との間の距離をより小さくすることができ、第１の質量部２１、２２と各電極３２に印加する交流電圧をさらに小さくすることができる。
【００７２】
これらによって、第１の質量部２１、２２の低電圧駆動と、第２の質量部２３の大回転角度での振動（回動）とを実現することができる。
このため、このようなアクチュエータ１を、例えばレーザープリンタや、走査型共焦点レーザー顕微鏡等の装置に用いられる光スキャナに適用した場合には、より容易に装置を小型化することができる。
【００７３】
なお、前述したように、本実施形態では、Ｌ１とＬ２とはほぼ等しく設定されているが、Ｌ１とＬ２とが異なっていてもよいことは言うまでもない。
ところで、このような質量部２１、２２、２３よりなる振動系（２自由度振動系）では、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２３の振幅（振れ角）と、印加する交流電圧の周波数との間に、図８に示すような周波数特性が存在している。
【００７４】
すなわち、かかる振動系は、第１の質量部２１、２２の振幅と、第２の質量部２３の振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ１［ｋＨｚ］、ｆｍ３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ１＜ｆｍ３）と、第１の質量部２１、２２の振幅がほぼ０となる、１つの反共振周波数ｆｍ２［ｋＨｚ］とを有している。
【００７５】
この振動系では、第１の質量部２１、２２と電極３２との間に印加する交流電圧の周波数Ｆが、２つの共振周波数のうち低いもの、すなわち、ｆｍ１とほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振幅を抑制しつつ、第２の質量部２３の振れ角（回転角度）を大きくすることができる。
なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ１＋１）の条件を満足することを意味する。
【００７６】
第１の質量部２１、２２の平均厚さは、それぞれ、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第２の質量部２３の平均厚さは、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第１の弾性連結部２５のばね定数ｋ１は、１×１０−４〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２３の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
【００７７】
一方、第２の弾性連結部２６のばね定数ｋ２は、１×１０−４〜１×１０４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０−２〜１×１０３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０−１〜１×１０２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２３の振れ角をより大きくすることができる。
【００７８】
また、第１の弾性連結部２５のばね定数ｋ１と第２の弾性連結部２６のばね定数をｋ２とは、ｋ１＞ｋ２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２３の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
さらに、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントをＪ１とし、第２の質量部２３の慣性モーメントをＪ２としたとき、Ｊ１とＪ２とは、Ｊ１≦Ｊ２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ１＜Ｊ２なる関係を満足することがより好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２３の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
【００７９】
ところで、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２５、２５とからなる第１の振動系の固有振動数ω１は、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントＪ１と、第１の弾性連結部２５のばね定数ｋ１とにより、ω１＝（ｋ１／Ｊ１）１／２によって与えられる。一方、第２の質量部２３と第２の弾性連結部２６、２６とからなる第２の振動系の固有振動数ω２は、第２の質量部２３の慣性モーメントＪ２と、第２の弾性連結部２６のばね定数ｋ２とにより、ω２＝（ｋ２／Ｊ２）１／２によって与えられる。
【００８０】
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω１と第２の振動系の固有振動数ω２とは、ω１＞ω２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２３の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
このようなアクチュエータ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図９〜図１２は、それぞれ、第１実施形態のアクチュエータの製造方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下では、説明の便宜上、図９〜図１２中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００８１】
［Ａ１］  まず、図９（ａ）に示すように、シリコン基板５を用意する。
そして、図９（ｂ）に示すように、シリコン基板５の両方の面に、フォトレジストを塗布し、露光、現像を行う。これにより、図９（ｂ）に示すように、支持部２４の形状に対応するように、レジストマスク６を形成する。
次に、このレジストマスク６を介して、シリコン基板５の両方の面をエッチングした後、レジストマスク６を除去する。これにより、図９（ｃ）に示すように、支持部２４に対応する部分以外の領域に凹部５１が形成される（第１の工程）。なお、その際、エッチングは、シリコン基板５の両面に対して、同時に行ってもよいし、片面ずつ行ってもよい。シリコン基板５に対し片面ずつエッチングを行う場合には、後述の金属マスク７を形成する側の一方の面のエッチングと、他方の面のエッチングとの先後はどちらでも構わない。
【００８２】
エッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。
【００８３】
次に、シリコン基板５の一方の面に、図１０（ａ）に示すように、支持部２４と各質量部２１、２２、２３との形状に対応するように、例えば、アルミニウム等により金属マスク７を形成する。なお、金属マスクに代えて、レジストマスクを用いることもできる。
次に、金属マスク７を介して、シリコン基板５の一方の面側を、前記凹部５１に対応する部分が貫通するまでエッチングする（第２の工程）。
【００８４】
そして、金属マスク７を除去した場合、この後、第２の質量部２３上に金属膜を成膜し、光反射部２３１を形成する。
なお、ここで、シリコン基板５をエッチングを行った後、金属マスク７は除去してもよく、除去せずに残存させてもよい。金属マスク７を除去しない場合、第２の質量部２３上に残存した金属マスク７は光反射部２３１として用いることができる。
【００８５】
金属膜の成膜方法としては、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、金属箔の接合等が挙げられる。なお、以下の各工程における金属膜の成膜においても、同様の方法を用いることができる。
以上の工程により、図１０（ｂ）に示すように、各質量部２１、２２、２３および支持部２４が一体的に形成された構造体、すなわち基体２が得られる。
【００８６】
［Ａ２］  次に、図１１（ａ）に示すように、支持体３を形成するためのシリコン基板９を用意する。なお、シリコン基板９に代えて、ガラス基板等でもよい。
そして、シリコン基板９の一方の面に、凹部３１を形成する領域を除いた部分に対応するように、例えば、アルミニウム等により金属マスクを形成する。
次に、この金属マスクを介して、シリコン基板９の一方の面側をエッチングした後、金属マスクを除去する。これにより、図１１（ｂ）に示すように、凹部３１が形成された支持体３が得られる。
次に、支持体３上に、図１１（ｃ）に示すように、電極３２を形成する。
電極３２は、支持体３の凹部３１が形成された面に金属膜を成膜し、電極３２の形状に対応するマスクを介して金属膜をエッチングを行った後、マスクを除去することにより形成することができる。
【００８７】
［Ａ３］  次に、図１２（ａ）に示すように、前記工程［Ａ１］で得られた基体２と支持体３とを、例えば直接接合等により接合して接合体を得る（第３の工程）。また、支持体４の両面のうち、基体２との接合側の面と反対側の面に発光部４３を取り付ける。なお、シリコン基板９に代えて、ガラス基板を用いた場合には、基体２と支持体３とを陽極接合により接合する。
【００８８】
次に、図１２（ｂ）に示すように、前記工程［Ａ２］で得られた接合体の基体２と第３の基板たる支持体４（好ましくはガラス基板）とを、例えば陽極接合等により接合する。また、支持体３の凹部３１と反対側の面に受光部３３を取り付ける
以上のようにして、第１実施形態のアクチュエータ１が製造される。
このような製造方法では、基体２が、高価なＳＯＩ基板を用いることなく、シリコンを主材料とする安価なシリコン基板５のみから製造されるので、安価にアクチュエータ１を得ることができる。
【００８９】
また、シリコン基板５（基体２）に凹部５１（凹部２９）を形成することで、各質量部２１、２２、２３と支持体３との接触を防止するとともに、各質量部２１、２２、２３の低質量化が図られるので、駆動電圧の低電圧化、および、各質量部２１、２２、２３の高周波数化を図ることができる。
また、シリコン基板５（基体２）に凹部５１（凹部２８）を形成することで、支持体４を加工することなく基体２に接合するので、支持体４の表面の平坦性を確保することができる。これにより、支持体４において、入射光や反射光が散乱すること等により、損失するのが防止または低減され、その結果、アクチュエータ１では、高い反射率を得ることができる。
【００９０】
また、凹部２８の形成工程や、基体２と支持体４との接合工程は、支持体４をエッチング等より加工する工程よりも簡易に行うことができる工程である。また、凹部２８の深さを設定することにより、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２３と支持体４との間隔を所望のものに容易に設定することができる。したがって、前述したような製造方法によれば、アクチュエータ１の製造工程の簡易化を図ることができる。
【００９１】
＜第２実施形態＞
次に、図１３ないし図１５に基づいて、本発明のアクチュエータの第２実施形態について説明する。
図１３は、第２実施形態のアクチュエータを示す平面図、図１４は、図１３中のＡ−Ａ線断面図、図１５は、図１３に示すアクチュエータの電極と発光部および受光部との配置を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１４中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
【００９２】
以下、第２実施形態のアクチュエータについて、前記第１実施形態のアクチュエータとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のアクチュエータ１Ａは、第２の弾性連結部および遮光部の構成と、受光部３３および発光部４３の配置が異なる以外は、前記第１実施形態のアクチュエータ１と同様である。
【００９３】
本実施形態のアクチュエータ１Ａでは、図１３に示すように、第１の質量部２１に対し間隙２１２を隔てて、また、第１の質量部２２に対し間隙２２２を隔てて、遮光性を有する遮光部２４２Ａが設けられている。また、本実施形態では、第１の質量部２１に対し間隙２１３を隔てて、また、第１の質量部２２に対し間隙２２３を隔てて、遮光性を有する遮光部２４１Ａが設けられている。本実施形態では、遮光部２４１Ａ、２４２Ａは、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２５と第２の質量部２３と第２の弾性連結部２６からなるパターンのほぼ全周にわたって、間隙２１２、２２２と同様の間隙を介して対向している。
【００９４】
そして、図１４および図１５に示すように、支持体４の上面のうちの間隙２１２、２２２のそれぞれに対応する部位に、発光部４３が設けられている。また、支持体３の下面のうちの間隙２１２、２２２のそれぞれに対応する部位に、受光部３３が設けられている。
このように構成されていることにより、発光部４３から発光された光のうち、間隙２１２、２２２を通過した光を受光部３３で受光し、その受光量に基づいて、第２の質量部２３の挙動を検知することができる。
【００９５】
ここで、本実施形態では、第１の質量部２１、２２に対し第２の質量部２３を回動可能とするように、第２の弾性連結部２６Ａ、２６Ａが、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２３とを連結している。各第２の弾性連結部２６Ａは、１つの棒状連結部材で構成されている。
このような本実施形態にかかるアクチュエータ１Ａにおいても、前述した第１の実施形態にかかるアクチュエータ１と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部２３の挙動を検知する機構を実現することができる。
特に、本実施形態では、第１の弾性連結部２５や第２の弾性連結部２６Ａにも特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部２６の挙動を検知する機構を実現することができる。したがって、アクチュエータ１Ａは、設計自由度がより高く、その結果、より低コストなものとすることができる。
【００９６】
＜第３実施形態＞
次に、図１６に基づいて、本発明のアクチュエータの第３実施形態について説明する。
図１６は、第３実施形態のアクチュエータを示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図１６中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。
以下、第３実施形態のアクチュエータについて、前記第１実施形態のアクチュエータとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００９７】
第３実施形態のアクチュエータ１Ｂは、第２の弾性連結部の構成が異なる以外は、前記第１実施形態のアクチュエータ１と同様である。
本実施形態のアクチュエータ１Ｂでは、図１６に示すように、第１の質量部２１、２２に対し第２の質量部２３を回動可能とするように、第２の弾性連結部２６Ｂ、２６Ｂが、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２３とを連結している。各第２の弾性連結部２６Ｂには、上下方向（非駆動状態の第２の質量部２３の厚さ方向）に貫通する複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃが形成されている。
【００９８】
そして、複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃは、回動中心軸２７に沿って並設されている。
また、複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃは、回動中心軸２７に直角な方向における幅が互いに異なるように形成されている。また、回動中心軸２７に直角な方向における各貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃの幅は、大きい方から小さい方へ、貫通部２６３Ａ、貫通部２６３Ｂ、および貫通部２６３Ｃの順になっている。
【００９９】
このような本実施形態にかかるアクチュエータ１Ｂにおいても、前述した第１の実施形態にかかるアクチュエータ１と同様の効果を得ることができる。すなわち、第１の質量部２１、２２や第２の質量部２３に特別な加工を施すことなく、簡単かつ安価に、第２の質量部２３の挙動を検知する機構を実現することができる。
特に、本実施形態では、受光部３３が複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃを通過した光を受光し得るように構成されているので、第２の弾性連結部２６の受光に最適なところのみに貫通部を設けることができ、第２の弾性連結部２６の強度を保ちながら、受光部３３での受光量を多くすることができる。これにより、大きな貫通部を形成する方法に比べて、第２の弾性連結部２６の強度を保ちつつ、１対の第２の弾性連結部２６全体の捩れ量に応じた光量変化を検出することができ、精度が上がる。
【０１００】
また、複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃは回動中心軸２７に沿って並設されているので、第２の弾性連結部２６の捩れ軸を変えることなく貫通部を形成できるため、設計が容易である。また、第２の弾性連結部２６の捩れ量は、その両端部で異なる。例えば、第２の弾性連結部２６の捩れ量は、第２の質量部２３に近いところで最大となり、第１の質量部２１、２２に近い部分では最小となる。このような第２の弾性連結部２６に貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃを回動中心軸２７に沿って複数並設し、複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃを通過した光を受光部３３で一度に受光することによって、貫通部の位置による受光部３３での受光量のムラを低減し、第２の質量部２５の挙動の検知精度を上げることができる。
【０１０１】
また、本実施形態のように回動中心軸２７に直角な方向での幅が異なる複数の貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃが設けられていると、受光部３３での受光量が段階的なものとなるため、第２の質量部２３の特定の挙動（例えば回動角など）をより正確に検知することができる。この場合、発光部４３および受光部３３は、図１６での平面視において、各貫通部２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃに対応する位置に、受光素子を設けるのが好ましい。
以上説明したようなアクチュエータ１は、例えば、レーザープリンタ、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡等の光スキャナ、イメージング用ディスプレイ等に好適に適用することができる。
【０１０２】
以上、本発明のアクチュエータについて、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明のアクチュエータは、前記第１〜第３実施形態のうちの任意の２以上の構成を組み合わせるようにしてもよい。
また、本発明のアクチュエータでは、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
【０１０３】
前述した実施形態では、２自由度振動系を有するねじり振動子を用いたアクチュエータを説明したが、本発明は２自由度振動系以外の振動系のアクチュエータにも適用することができる。例えば、前述した実施形態において、第１の弾性連結部を省略し、第１の質量部を支持部に固定し、第２の弾性連結部により第２の質量部と支持部とを直接的に連結したような形態としてもよい。すなわち、本発明は、１自由度振動系を有するねじり振動子を用いたアクチュエータにも適用することができる。
【０１０４】
また、前述した実施形態では、第２の弾性連結部に貫通部を形成したものを説明したが、第１の弾性連結部に貫通部を形成してもよい。
【０１０５】
また、貫通部の形状、位置、および大きさなどの形態は、第１の弾性連結部や第２の弾性連結部の捩れ変形の程度（第２の質量部や質量部の挙動）に応じて変化するものであれば、前述した実施形態のものに限定されない。
例えば、貫通部の貫通方向は、前述した実施形態のものに限定されず、例えば、非駆動状態の第２の質量部の板面に平行な方向であってもよい。
【０１０６】
また、遮光部は、発光部から受光部への光の経路近傍に設けられていればよい。
また、前述した第２実施形態において、発光部および受光部は、非駆動状態の第２の質量部２３の平面視において、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２５と第２の質量部２３と第２の弾性連結部２６からなるパターンのほぼ全周に沿って形成された間隙のいかなる位置に設けられていても、受光部での受光量に基づいて第２の質量部の挙動を検知することができる。
【０１０７】
また、前述した実施形態では、光反射部２３１が第２の質量部２３の支持体３３側の面に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆の面に設けられている構成であってもよいし、両方の面に設けられている構成であってもよい。また、光反射部を省略しても、本発明の効果を得ることができるのは言うまでもない。
また、前述した実施形態において、基体２の支持部２４の剛性が比較的高い場合などには、支持体３、４の少なくとも一方の支持部を省略することができる。この場合、発光部や受光部は、基体２に固定してもよいし、基体２とは別の部材に固定してもよい。
【０１０８】
また、前述した実施形態では、静電駆動により第１の質量部２１、２２を回動させ、これに伴い、第２の質量部２３を回動させるもの、すなわち、可動部を駆動する駆動手段として静電駆動を用いたものを説明したが、駆動手段としては、これに限定されず、圧電駆動など他の駆動方式のものを採用することもできる。また、静電駆動を用いた駆動手段としては、前述したような平行平板型以外にも、櫛歯状電極を用いたものなど他の形態であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示すアクチュエータの電極と発光部および受光部との配置を示す平面図である。
【図５】図１に示すアクチュエータにおける制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示すアクチュエータにおける第２の質量部の挙動検出を説明するための図である。
【図７】図１に示すアクチュエータにおける駆動電圧の一例を示す図である。
【図８】駆動電圧として交流電圧を用いた場合における駆動電圧の周波数と第１の質量部および第２の質量部の振幅との関係を示すグラフである。
【図９】第１実施形態のアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図１０】第１実施形態のアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図１１】第１実施形態のアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図１２】第１実施形態のアクチュエータの製造方法を説明するための図である。
【図１３】本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図１４】図１３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】図１３に示すアクチュエータの電極と発光部および受光部との配置を示す平面図である。
【図１６】本発明のアクチュエータの第３実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１、１Ａ、１Ｂ……アクチュエータ  １３……通電回路  １４……制御回路  １４１……ＣＰＵ  １４２……ＡＤ変換回路  １４３……ＲＯＭ  １４４……ＲＡＭ  ２……基体  ２１、２２……第１の質量部  ２１１、２２１……端部  ２１２、２１３、２２２、２２３、２６４、２６５……間隙  ２３……第２の質量部  ２３１……光反射部  ２３２……端部  ２４……支持部  ２４１、２４２、２４１Ａ、２４２Ａ……遮光部  ２５……第１の弾性連結部  ２６、２６Ｂ……第２の弾性連結部  ２６１、２６２……棒状連結部材  ２６３、２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃ……貫通部  ２７……回動中心軸  ２８、２９……凹部  ３……支持体  ３１……凹部  ３２……電極  ３３……受光部  ４……支持体  ４３……発光部  ５……シリコン基板  ５１……凹部  ６……レジストマスク  ７……金属マスク  ９……シリコン基板  Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３……距離
【図１】
2007295731.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】
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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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