(57)【要約】【課題】複数層の圧電素子と電極とを積層させて各圧電素子を変位させることにより、アクチュエータの駆動力を向上させたアクチュエータを提供する。【解決手段】基材４上の所定領域に第１電極層５Ａ〜５Ｄ、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂ、第２電極層７Ａ〜７Ｄ、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂ及び第３電極層９Ａ〜９Ｄを順に積層し、アクチュエータ１を駆動する際には第２電極層７Ａを接地するとともに、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａとに逆位相の交番電圧をそれぞれ印加するように構成する。【選択図】図１０
2009195053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２本一対の梁を備える支持部と、前記支持部を介して揺動可能に支持される可動部とを有し、電圧を印加することによって前記可動部を揺動させるアクチュエータであって、
前記支持部上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第１層電極と、
前記第１層電極上に積層された圧電素子層から形成される第１層圧電素子と、
前記第１層圧電素子上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第２層電極と、
前記第２層電極上に積層された圧電素子層から形成される第２層圧電素子と、
前記第２層圧電素子上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第３層電極と、を有することを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記支持部は平板形状を有し、
前記第１層電極、前記第１層圧電素子、前記第２層電極、前記第２層圧電素子及び前記第３層電極は前記支持部の両面に形成することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記第１層圧電素子及び前記第２層圧電素子が梁毎に分離して積層された圧電素子層から形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記第２層電極を接地するとともに、前記第１層電極と前記第３層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記一対の梁の内、一方の梁に接続される前記第１層電極と他方の梁に接続される前記第１層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項６】
前記支持部は前記可動部を隔てて互いに対向する位置にそれぞれ一対の梁を備え、
各対の梁に接続された前記第１層電極と前記第３層電極とにそれぞれ電圧を印加することを特徴とする請求項５に記載のアクチュエータ。
【請求項７】
前記２対の梁の内、前記可動部を中心に対称に位置する一方の梁に接続する前記第１層電極と他方の梁に接続する前記第１層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータ。
【請求項８】
前記第３層電極上に、圧電素子層からなる上部圧電素子と梁毎に分離して積層された電極層からなる上部電極とを交互に積層することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のアクチュエータ。
【請求項９】
前記上部圧電素子を挟んで配置される前記各上部電極にそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電極層及び圧電素子層を積層したアクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、シリコン等の弾性を有する材料を用いて形成された基材に圧電素子等を積層して構成されたアクチュエータが種々提案されている。
例えば、特許文献１に記載のアクチュエータでは、矩形状に形成された枠体の中央部に反射ミラー部が配置され、この反射ミラー部の両側部と枠体とは、それぞれ２本の弾性部で連結されて本体部が形成されている。また、この本体部の反射ミラー部の両側部における２本の弾性部と枠体とを跨いで上部電極、圧電素子及び下部電極が形成されている。そして、この上部電極と下部電極との間に駆動電圧を印加することによって、反射ミラー部を反射面に対して垂直方向に駆動することができるように構成される。
【特許文献１】特開２００６−３２００８９号公報（段落（００６０）〜（００６３）、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、上記アクチュエータにおいて、上部電極、圧電素子及び下部電極を形成する際には、予め所定形状に成形したシリコン基材の所定領域に対して、下部電極層、圧電素子層、上部電極層を順に積層することにより形成する。そして、下部電極を接地し、上部電極に交流電圧を印加する。それによって、下部電極層と上部電極層との間にある圧電素子層を変位させる。
ここで、図１７は圧電素子層の変位動作を説明した説明図である。図１７（Ａ）に示すように、下部電極を接地し、上部電極にも電圧を印加していない場合には圧電素子層３０１には応力が生じずに変位も行われない。
一方、上部電極にプラス電圧を付加する場合には、図１７（Ｂ）に示すように、圧電素子層３０１に電界が印加されることによって、圧電素子層３０１は上部電極や下部電極に垂直な方向に延びる。このとき、圧電素子層３０１は上部電極及び下部電極に平行な面内においては等方的に縮むように変位を起こす。
また、上部電極にマイナス電圧を付加する場合には、図１７（Ｃ）に示すように、圧電素子層３０１に電界が印加されることによって、圧電素子層３０１は上部電極や下部電極に垂直な方向に縮む。このとき、圧電素子層３０１は上部電極及び下部電極に平行な面内においては等方的に伸びるように変位を起こす。
一方、反射ミラー部の形成された基材３０２は電圧印加によって膨張も収縮もしないので、上面に形成された圧電素子層３０１の上部電極及び下部電極に平行な面内の伸び（縮み）により、下方へ（上方へ）曲げ変形を起こす。これによって、基材３０２に形成された反射ミラー部が反射面に対して垂直方向に変位することとなる。
【０００４】
ここで、上記特許文献１に記載のアクチュエータでは、電界を付加する電極が圧電素子を挟んで一組のみ形成されており、変位される圧電素子はその一組の電極間に配置される一層の圧電素子のみであった。従って、圧電素子の変位量が小さく、アクチュエータの駆動力を十分に確保することができなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、複数層の圧電素子と電極とを積層させて各圧電素子を変位させることにより、アクチュエータの駆動力を向上させたアクチュエータ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】
【０００６】
前記目的を達成するため請求項１に係るアクチュエータは、少なくとも２本一対の梁を備える支持部と、前記支持部を介して揺動可能に支持される可動部とを有し、電圧を印加することによって前記可動部を揺動させるアクチュエータであって、前記支持部上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第１層電極と、前記第１層電極上に積層された圧電素子層から形成される第１層圧電素子と、前記第１層圧電素子上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第２層電極と、前記第２層電極上に積層された圧電素子層から形成される第２層圧電素子と、前記第２層圧電素子上に梁毎に分離して積層された電極層から形成される第３層電極と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に係るアクチュエータは、請求項１に記載のアクチュエータにおいて、前記支持部は平板形状を有し、前記第１層電極、前記第１層圧電素子、前記第２層電極、前記第２層圧電素子及び前記第３層電極は前記支持部の両面に形成することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に係るアクチュエータは、請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータにおいて、前記第１層圧電素子及び前記第２層圧電素子が梁毎に分離して積層された圧電素子層から形成されることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に係るアクチュエータは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、前記第２層電極を接地するとともに、前記第１層電極と前記第３層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５に係るアクチュエータは、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、前記一対の梁の内、一方の梁に接続される前記第１層電極と他方の梁に接続される前記第１層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６に係るアクチュエータは、請求項５に記載のアクチュエータにおいて、前記支持部は前記可動部を隔てて互いに対向する位置にそれぞれ一対の梁を備え、各対の梁に接続された前記第１層電極と前記第３層電極とにそれぞれ電圧を印加することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７に係るアクチュエータは、請求項６に記載のアクチュエータにおいて、前記２対の梁の内、前記可動部を中心に対称に位置する一方の梁に接続する前記第１層電極と他方の梁に接続する前記第１層電極とにそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８に係るアクチュエータは、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、前記第３層電極上に、圧電素子層からなる上部圧電素子と梁毎に分離して積層された電極層からなる上部電極とを交互に積層することを特徴とする。
【００１４】
更に、請求項９に係るアクチュエータは、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のアクチュエータにおいて、前記上部圧電素子を挟んで配置される前記各上部電極にそれぞれ逆位相の電圧を印加することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載のアクチュエータによれば、第１層電極と第２層電極と間にある第１層圧電素子を変位させるとともに、第２層電極と第３層電極と間にある第２層圧電素子を変位させることにより、可動部の揺動変位量を大きくし、アクチュエータの駆動力を向上させることが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に記載のアクチュエータによれば、可動部を支持する支持部の両面に対して圧電素子を形成し、両面の圧電素子をそれぞれ変位させることによって、支持部に対して生じる応力を増加させ、アクチュエータの駆動力を更に向上させることが可能となる。
【００１７】
また、請求項３に記載のアクチュエータによれば、梁毎に分離して圧電素子を形成し、梁毎に圧電素子をそれぞれ変位させることによって、可動部の揺動変位量を大きくすることができる。
【００１８】
また、請求項４に記載のアクチュエータによれば、第１層圧電素子の変位方向と第２層圧電素子の変位方向を同方向とすることにより、支持部に対して生じる応力を増加させ、可動部の揺動変位量をより大きくすることができる。
【００１９】
また、請求項５に記載のアクチュエータによれば、一対の梁に対してそれぞれ逆方向への応力を付与するので、支持部によって支持される可動部の揺動変位量をより大きくすることができる。
【００２０】
また、請求項６に記載のアクチュエータによれば、可動部を中心に左右方向から支持する梁部に対して、支持する各梁に対して応力を付与するので、支持部によって支持される可動部の揺動変位量を大きくすることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載のアクチュエータによれば、可動部中心に対称に位置する梁部に対してそれぞれ逆方向への応力を付与するので、支持部によって支持される可動部の揺動変位量を大きくすることができる。
【００２２】
また、請求項８に記載のアクチュエータによれば、積層する圧電素子層と電極層を更に増やすことによって、電極間にある多数の圧電素子を変位させ、可動部の揺動変位量をより大きくすることが可能となる。従って、アクチュエータの駆動力を向上させることが可能となる。
【００２３】
更に、請求項９に記載のアクチュエータによれば、積層する多数の圧電素子について、圧電素子の変位方向を同方向とすることにより、支持部に対して生じる応力を増加させ、可動部の揺動変位量をより大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るアクチュエータについて具体化した第１〜第４実施例に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２５】
（第１実施例）
［アクチュエータの概略構成］
先ず、第１実施例に係るアクチュエータ１の概略構成について図１に基づき説明する。図１はアクチュエータ１の概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
図１に示すように、アクチュエータ１は、本体部２がベース３に装着されて構成されている。
【００２６】
先ず、本体部２について詳細に説明する。本体部２は、シリコン等、弾性を有する材料を用いて形成された基材４に、後述の第１電極層５Ａ〜５Ｄ、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂ、第２電極層７Ａ〜７Ｄ、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂ、第３電極層９Ａ〜９Ｄが積層されることによって構成される。尚、第１電極層５Ａ〜５Ｄはアクチュエータ１の第１層電極を構成し、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂはアクチュエータ１の第１層圧電素子を構成し、第２電極層７Ａ〜７Ｄはアクチュエータ１の第２層電極を構成し、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂはアクチュエータ１の第２層圧電素子を構成し、第３電極層９Ａ〜９Ｄはアクチュエータ１の第３層電極を構成する。また、本体部２の積層後の厚さは、約３０μｍ〜２００μｍとする。
【００２７】
更に、本体部２は、図１の上部に示すように、光が通過し得る貫通孔１１を有した薄板長方形状を成している。また、本体部２は、反射面１２が形成された平面視略円形の反射ミラー部１３と、反射ミラー部１３を揺動可能に支持する一対の梁部１４Ａ、１４Ｂと、外側に本体部２を固定する固定枠１６とを備えている。尚、反射ミラー部１３と梁部１４Ａ、１４Ｂとから構成される部分を振動体１５という。
【００２８】
ここで、反射ミラー部１３は、梁部１４Ａ、１４Ｂによって固定枠１６に対して揺動可能に支持された可動部である。そして、反射ミラー部１３は後述のように第２層電極を接地するとともに第１層電極及び第３層電極に電圧を印加することによって、その対称中心線である揺動軸１７を中心として揺動される。尚、反射ミラー部１３は、円形に限らず、四角形、多角形等であってもよい。
【００２９】
また、梁部１４Ａ、１４Ｂは、平板形状を備え、反射ミラー部１３の揺動軸１７上の両側面部から外側方向に同一面上に延び、その反射ミラー部１３を固定枠１６に接合することにより、反射ミラー部１３を揺動可能に支持する支持部である。尚、第１実施例のアクチュエータ１では、反射ミラー部１３の両側面部から一対の梁部１４Ａ、１４Ｂがそれぞれ互いに逆向きに延び出している。
【００３０】
そして、一方の（図１中、左側の）梁部１４Ａは、揺動軸１７上に配置された１個のミラー側板ばね部１８Ａと、該揺動軸１７に対して直角方向の対称位置に配置される一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと、それらミラー側板ばね部１８Ａと一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂとを互いに接続する接続部２０Ａとから構成されている。
【００３１】
また、他方の（図１中、右側の）梁部１４Ｂは、揺動軸１７上に配置された１個のミラー側板ばね部１８Ｂと、該揺動軸１７に対して直角方向の対称位置に配置される一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄと、それらミラー側板ばね部１８Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとを互いに接続する接続部２０Ｂとから構成されている。
【００３２】
従って、図１の上部に示すように、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとは、反射ミラー部１３を挟んで、各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｄ、各枠側板ばね部１９Ｂ、１９Ｃが、それぞれ揺動軸方向に対向するように配置されている。つまり、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとは、反射ミラー部１３を挟んで、各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｃ、各枠側板ばね部１９Ｂ、１９Ｄが、それぞれ対角方向に対向するように配置されている。
【００３３】
また、各梁部１４Ａ、１４Ｂにおいては、各ミラー側板ばね部１８Ａ、１８Ｂが、反射ミラー部１３のうち揺動軸１７上において互いに対向する一対の縁の一方から、対応する各接続部２０Ａ、２０Ｂまで延びている。また、各接続部２０Ａ、２０Ｂは、揺動軸１７と直交する方向に延びている。さらに、各梁部１４Ａ、１４Ｂにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂと一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄとが、対応する各接続部２０Ａ、２０Ｂの端部から、揺動軸１７に対して平行に固定枠１６まで延びている。
【００３４】
また、梁部１４Ａにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから固定枠１６に渡って、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第１電極層５Ａ、５Ｂが形成されている。また、各一対の第１電極層５Ａ、５Ｂは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ａを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
一方、梁部１４Ｂにおいては、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから固定枠１６に渡って、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄが形成されている。また、各一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ｂを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
【００３５】
また、一対の第１電極層５Ａ、５Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該各第１電極層５Ａ、５Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された第１圧電素子層６Ａが形成されている。従って、第１圧電素子層６Ａは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の第１電極層５Ａ、５Ｂ間の分離部分を覆うように形成されている。
【００３６】
また、一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該各第１電極層５Ｃ、５Ｄの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された第１圧電素子層６Ｂが形成されている。従って、第１圧電素子層６Ｂは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄ間の分離部分を覆うように形成されている。
【００３７】
また、第１圧電素子層６Ａの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該第１圧電素子層６Ａの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第２電極層７Ａ、７Ｂが形成されている。また、一対の第２電極層７Ａ、７Ｂは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ａを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
【００３８】
また、第１圧電素子層６Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該第１圧電素子層６Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄが形成されている。また、一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ｂを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
【００３９】
また、一対の第２電極層７Ａ、７Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該各第２電極層７Ａ、７Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された第２圧電素子層８Ａが形成されている。従って、第２圧電素子層８Ａは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の第２電極層７Ａ、７Ｂ間の分離部分を覆うように形成されている。
【００４０】
また、一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該各第２電極層７Ｃ、７Ｄの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように１μｍ〜３μｍの厚さで積層された第２圧電素子層８Ｂが形成されている。従って、第２圧電素子層８Ｂは固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄ間の分離部分を覆うように形成されている。
尚、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂは、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂより形成領域を大きくする。それによって、電極の被覆性を高める。
【００４１】
また、第２圧電素子層８Ａの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂのそれぞれから該第２圧電素子層８Ａの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第３電極層９Ａ、９Ｂが形成されている。また、一対の第３電極層９Ａ、９Ｂは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ａを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
【００４２】
また、第２圧電素子層８Ｂの上側には、一対の枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄのそれぞれから該第２圧電素子層８Ｂの固定枠１６側の外周部と所定隙間を形成するように、後述のように０．２μｍ〜０．６μｍの厚さで積層された一対の第３電極層９Ｃ、９Ｄが形成されている。また、一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄは、揺動軸１７を挟んで梁部１４Ｂを構成する２本の梁毎に分離して形成されている。
【００４３】
従って、第１電極層５Ａ〜５Ｄと第２電極層７Ａ〜７Ｄと第３電極層９Ａ〜９Ｄとの固定枠１６上に形成された部分にワイヤボンディングして、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄに駆動電圧を印加し、または、発生した発生電圧を検出することが可能となる。つまり、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄに負荷を与えることなく、駆動電圧を印加し、また、発生電圧を検出することが可能となる。尚、アクチュエータ１の具体的な駆動方法については後述する。
【００４４】
一方、上記の本体部２の構成に対応して、ベース３は、図１の下部に示すように、本体部２との装着状態において固定枠１６が装着されるべき装着部２２と、振動体１５と対向する凹部２３とを有するように構成されている。尚、凹部２３は、本体部２をベース３に装着した状態において、振動体１５が振動によって変位してもベース３と干渉しない形状を有する。
【００４５】
［アクチュエータの製造方法］
次に、アクチュエータ１の本体部２の製造方法について図２乃至図９に基づいて説明する。
図２は固定枠１６、反射ミラー部１３及び各梁部１４Ａ、１４Ｂの作製を示す説明図である。図３は第１層電極の作製を示す説明図である。図４は第１層圧電素子の作製を示す説明図である。図５は第２層電極の作製を示す説明図である。図６は第２層圧電素子の作製を示す説明図である。図７は第３層電極の作製を示す説明図である。図８は図７のＸ１−Ｘ１矢視断面を示す模式図である。図９は図７のＸ２−Ｘ２矢視断面を示す模式図である。
【００４６】
先ず、図２に示すように、厚さ約３０μｍ〜２００μｍの薄長四角形のシリコンからなる基材４上において、貫通孔１１の部分を除いた部分にレジスト膜を形成し、マスキングを行う。続いて、マスキング後にエッチング処理を行い、貫通孔１１を形成した後、レジスト膜を切除する。これにより、固定枠１６、反射ミラー部１３及び各梁部１４Ａ、１４Ｂを構成する各ミラー側板ばね部１８Ａ、１８Ｂ、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄ、各接続部２０Ａ、２０Ｂが形成される。
【００４７】
次に、図３に示すように、固定枠１６と各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄとの上側の各第１電極層５Ａ〜５Ｄを形成する部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングを行う。続いて、マスキング後に、チタン（Ｔｉ）を０．０５μｍ積層する。次に、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等を０．２μｍ〜０．６μｍ積層して各第１電極層５Ａ〜５Ｄを形成する。その後、レジスト膜を除去する。これにより、図３、図８及び図９に示すように、各第１電極層５Ａ〜５Ｄが各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って、それぞれ梁毎に分離された状態で形成される。
【００４８】
尚、一対の第１電極層５Ａ、５Ｂと一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄは、それぞれ連続した状態で形成後、分割するようにしても良い。具体的には、第１電極層５Ａ、５Ｂと第１電極層５Ｃ、５Ｄとを、それぞれ連続した状態で形成後、揺動軸１７に沿って、それぞれ所定幅の分離孔を各第１層電極の揺動軸１７方向全幅に渡って形成するようにレジスト膜を形成してマスキングする。その後、エッチングして、一対の第１電極層５Ａ、５Ｂと一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄに分割した後、レジスト膜を除去する。また、各第１電極層５Ａ〜５Ｄをシャドウマスク法でなく、エッチング法によって形成してもよい。
【００４９】
続いて、図４に示すように、各第１圧電素子層６Ａ、６Ｂを形成する部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。その後、ＰＺＴ等の圧電素子を１μｍ〜３μｍ積層して各第１電極層５Ａ、５Ｂと各第１電極層５Ｃ、５Ｄとの上側に各第１圧電素子層６Ａ、６Ｂを形成する。その後、レジスト膜を除去する。また、レジスト膜によるマスキング法だけでなく、シャドウマスク法によって形成してもよい。
【００５０】
これにより、図４、図８及び図９に示すように、第１圧電素子層６Ａが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の第１電極層５Ａ、５Ｂ間の分離部分を覆うように形成される。また、第１圧電素子層６Ｂが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の第１電極層５Ｃ、５Ｄ間の分離部分を覆うように形成される。
【００５１】
その後、図５に示すように、各第１圧電素子層６Ａ、６Ｂの上側に、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って各第２電極層７Ａ〜７Ｄを形成するように、各第２電極層７Ａ〜７Ｄを形成する表面部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。続いて、マスキング後に、チタン（Ｔｉ）を０．０５μｍ積層する。次に、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等を０．２μｍ〜０．６μｍ積層して各第２電極層７Ａ〜７Ｄを形成する。その後、レジスト膜を除去する。これにより、図５、図８及び図９に示すように、各第２電極層７Ａ〜７Ｄが各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って、それぞれ梁毎に分離された状態で形成される。
【００５２】
尚、一対の第２電極層７Ａ、７Ｂと一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄについても、前記した第１電極層５Ａ〜５Ｄと同様に、それぞれ連続した状態で形成後、分割するようにしても良い。
【００５３】
続いて、図６に示すように、各第２圧電素子層８Ａ、８Ｂを形成する部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。その後、ＰＺＴ等の圧電素子を１μｍ〜３μｍ積層して各第２電極層７Ａ、７Ｂと各第２電極層７Ｃ、７Ｄとの上側に各第２圧電素子層８Ａ、８Ｂを形成する。その後、レジスト膜を除去する。また、レジスト膜によるマスキング法だけでなく、シャドウマスク法によって形成してもよい。
【００５４】
これにより、図６、図８及び図９に示すように、第２圧電素子層８Ａが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に延出されて形成され、各一対の第２電極層７Ａ、７Ｂ間の分離部分を覆うように形成される。また、第２圧電素子層８Ｂが固定枠１６上から各枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に延出されて形成され、各一対の第２電極層７Ｃ、７Ｄ間の分離部分を覆うように形成される。
【００５５】
その後、図７に示すように、各第２圧電素子層８Ａ、８Ｂの上側に、各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って各第３電極層９Ａ〜９Ｄを形成するように、各第３電極層９Ａ〜９Ｄを形成する表面部分を除いた部分にレジスト膜を形成してマスキングする。続いて、マスキング後に、チタン（Ｔｉ）を０．０５μｍ積層する。次に、白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）等を０．２μｍ〜０．６μｍ積層して各第３電極層９Ａ〜９Ｄを形成する。その後、レジスト膜を除去する。これにより、図７〜図９に示すように、各第３電極層９Ａ〜９Ｄが各枠側板ばね部１９Ａ〜１９Ｄから固定枠１６に渡って、それぞれ梁毎に分離された状態で形成される。
【００５６】
尚、一対の第３電極層９Ａ、９Ｂと一対の第３電極層９Ｃ、９Ｄについても、前記した第１電極層５Ａ〜５Ｄと同様に、それぞれ連続した状態で形成後、分割するようにしても良い。
【００５７】
また、上述したアクチュエータ１の製造方法においては、電極材料、圧電素子材料を交互に堆積させて、第１電極層５Ａ〜５Ｄ、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂ、第２電極層７Ａ〜７Ｄ、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂ、第３電極層９Ａ〜９Ｄを順に積層し、各第１層電極、第１層圧電素子、第２層電極、第２層圧電素子、第３層電極を順に形成する物理気相成長法（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）を採用した。物理気相成長法には、例えば、真空中に不活性ガスを導入しながら基板とターゲット間に直流電圧あるいは交流電圧を印加し、イオン化した不活性ガスをターゲットに衝突させて、はじき飛ばされたターゲット物質を基板に成膜させるスパッタリングあるいはナノサイズの微粒子を吹付けることによって成膜を行うＡＤ法もある。但し、これに限らず、化学気相成長法（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）によって、第１電極層、第１圧電素子層、第２電極層、第２圧電素子層、第３電極層のうち、少なくとも一つの層を形成してもよい。
【００５８】
［駆動方法］
次に、アクチュエータ１の駆動方法について説明する。尚、アクチュエータ１の駆動は、前記したように基材４に積層された各電極に電圧が印加されることにより行われ、圧電素子の伸縮に伴って反射ミラー部１３が揺動駆動される。図１０は第１実施例に係るアクチュエータ１の駆動方法を示した図である。また、図１０に示す断面図はアクチュエータ１における図７のＸ２−Ｘ２付近の矢視断面である。
【００５９】
ここで、第１実施例に係るアクチュエータ１では、第１電極層５Ａ、第２電極層７Ａ、第３電極層９Ａに電圧を印加することにより、枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に形成された第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａが駆動源として機能し、振動体１５を揺動軸１７の回りに捩り振動させて、反射ミラー部１３を揺動軸１７の回りに揺動させる。
尚、第１電極層５Ｂ、第２電極層７Ｂ、第３電極層９Ｂに電圧を印加しても良い。また、第１電極層５Ｃ、第２電極層７Ｃ、第３電極層９Ｃや第１電極層５Ｄ、第２電極層７Ｄ、第３電極層９Ｄに電圧を印加して、枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ上に形成された第１圧電素子層６Ｂ及び第２圧電素子層８Ｂを駆動源として機能させても良い。
【００６０】
以下に、各電極に対する電圧の印加方法についてより詳細に説明する。具体的には、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１電極層５Ａと第３電極層９Ａとに駆動回路（図示せず）を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ａは接地される。尚、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。
また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａに印加する交番電圧の振幅は同じ大きさであっても良いし、異なる大きさとしても良い。
【００６１】
それにより、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａには、その印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される（図１７参照）。また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａに生じる変位の方向は常に一致する。
【００６２】
そして、第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａに生じた同方向の変位により、各枠側板ばね部１９Ａは、固定枠１６側を固定端とし、反射ミラー部１３側を自由端として、各変位が上向きであるか下向きであるかにより、各自由端が上向き又は下向きに変位する。その結果、反射ミラー部１３は、揺動軸１７の回りに揺動される。
【００６３】
以上説明した通り、第１実施例に係るアクチュエータ１では、基材４上の所定領域に第１電極層５Ａ〜５Ｄ、第１圧電素子層６Ａ、６Ｂ、第２電極層７Ａ〜７Ｄ、第２圧電素子層８Ａ、８Ｂ及び第３電極層９Ａ〜９Ｄを順に積層し、アクチュエータ１を駆動する際には第２電極層７Ａを接地するとともに、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａとに逆位相の交番電圧を印加するので、第１層電極と第２層電極と間にある第１層圧電素子と第２層電極と第３層電極と間にある第２層圧電素子を同方向に変位させることにより、可動部の揺動変位量を大きくし、アクチュエータの駆動力を向上させることが可能となる。
【００６４】
（第２実施例）
次に、第２実施例に係るアクチュエータ５１について図１１に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１０の第１実施例に係るアクチュエータ１の構成と同一符号は、前記第１実施例に係るアクチュエータ１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００６５】
この第２実施例に係るアクチュエータ５１の概略構成は、第１実施例に係るアクチュエータ１とほぼ同じ構成である。しかしながら、第２実施例に係るアクチュエータ５１は、第３電極層９Ａ〜９Ｄの上に更に第３圧電素子層と第４電極層とが順に積層されている点で第１実施例に係るアクチュエータ１と異なっている。
【００６６】
［アクチュエータの概略構成］
第２実施例に係るアクチュエータ５１は、第１実施例に示したアクチュエータ１に対して、更に第３圧電素子層５２Ａ、第４電極層５３Ａ、５３Ｂが積層されることによって構成される。ここで、図１１に示す断面図は第２実施例のアクチュエータ５１における図７のＸ２−Ｘ２付近の矢視断面に相当する図面である。尚、図示は省略するが第３電極層９Ｃ、９Ｄの上にも第３圧電素子層及び第４電極層が同様にして積層されている。
【００６７】
［アクチュエータの概略構成及び駆動方法］
次に、第２実施例のアクチュエータ５１の駆動方法について説明する。尚、アクチュエータ５１の駆動は、第１実施例と同様に基材４に積層された各電極に電圧が印加されることにより行われ、圧電素子の伸縮に伴って反射ミラー部１３が揺動駆動される。図１１は第２実施例に係るアクチュエータ５１の駆動方法を示している。
【００６８】
ここで、第２実施例に係るアクチュエータ５１では、第１電極層５Ａ、第２電極層７Ａ、第３電極層９Ａ、第４電極層５３Ａに電圧を印加することにより、枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に形成された第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ及び第３圧電素子層５２Ａが駆動源として機能し、振動体１５を揺動軸１７の回りに捩り振動させて、反射ミラー部１３を揺動軸１７の回りに揺動させる。
尚、第１電極層５Ｂ、第２電極層７Ｂ、第３電極層９Ｂ、第４電極層５３Ｂに電圧を印加しても良い。
【００６９】
以下に、各電極に対する電圧の印加方法についてより詳細に説明する。具体的には、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１電極層５Ａと第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａに駆動回路（図示せず）を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ａは接地される。尚、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。また、第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧（即ち、第１電極層５Ａと第４電極層５３Ａには同位相の交番電圧）が印加される。
また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａに印加する各交番電圧の振幅は全て同じ大きさであっても良いし、一箇所又は全箇所異なる大きさとしても良い。尚、図１１に示すように第３電極層９Ａに印加する交番電圧の振幅をΔＶ´とすると、第４電極層５３Ａに印加される電圧は、擬似的に第３電極層９ＡをＧＮＤとみなすことにより、第３電極層９Ａに印加される電圧分のオフセット電圧（Ｖ＋ΔＶ´）で振幅ΔＶ´´からなる交番電圧となる。
【００７０】
そして、図１１に示す交番電圧を各電極層に印加すると、第３圧電素子層５２Ａにおける電界状態は図１２に示すように変位する。ここで、ΔＶ、ΔＶ´、ΔＶ´´は交流であるので、時間に対してそれぞれ０〜ΔＶ、０〜ΔＶ´、０〜ΔＶ´´で変化する。
従って、図１２の（１）に示すようにΔＶ´＝０の場合には、第３圧電素子層５２Ａに印加される電界は０となる。
また、図１２の（２）に示すように０〜ΔＶ´の場合には、第３圧電素子層５２Ａに印加される電界は負の電界となる。
また、図１２の（３）に示すようにΔＶ´の場合には、第３圧電素子層５２Ａに印加される電界は負の電界で且つ最大値となる。
また、図１２の（４）に示すようにΔＶ´〜０の場合には、第３圧電素子層５２Ａに印加される電界は正の電界となる。
そして、第３圧電素子層５２Ａにおける電界状態は（１）→（２）→（３）→（４）→（１）→・・・の順で繰り返し変化する。
【００７１】
それにより、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ及び第３圧電素子層５２Ａには、その印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される（図１７参照）。また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには逆位相の電圧を印加し、且つ第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ及び第３圧電素子層５２Ａに生じる変位の方向は常に一致する。
【００７２】
そして、第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ及び第３圧電素子層５２Ａに生じた同方向の変位により、各枠側板ばね部１９Ａは、固定枠１６側を固定端とし、反射ミラー部１３側を自由端として、各変位が上向きであるか下向きであるかにより、各自由端が上向き又は下向きに変位する。その結果、反射ミラー部１３は、揺動軸１７の回りに揺動される。
【００７３】
（第３実施例）
次に、第３実施例に係るアクチュエータ１０１について図１３に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１０の第１実施例に係るアクチュエータ１の構成と同一符号は、前記第１実施例に係るアクチュエータ１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００７４】
この第３実施例に係るアクチュエータ１０１の概略構成は、第１実施例に係るアクチュエータ１とほぼ同じ構成である。しかしながら、第３実施例に係るアクチュエータ１０１は、第３電極層９Ａ〜９Ｄの上に更に第３圧電素子層と第４電極層と第４圧電素子層と第５電極層とが順に積層されている点で第１実施例に係るアクチュエータ１と異なっている。
【００７５】
［アクチュエータの概略構成］
第３実施例に係るアクチュエータ１０１は、第２実施例に示したアクチュエータ５１に対して、更に第４圧電素子層１０２Ａ、第５電極層１０３Ａ、１０３Ｂが積層されることによって構成される。ここで、図１３に示す断面図は第３実施例のアクチュエータ１０１における図７のＸ２−Ｘ２付近の矢視断面に相当する図面である。尚、図示は省略するが第３電極層９Ｃ、９Ｄの上にも第４圧電素子層及び第５電極層が同様にして積層されている。
【００７６】
［アクチュエータの概略構成及び駆動方法］
次に、第３実施例のアクチュエータ１０１の駆動方法について説明する。尚、アクチュエータ１０１の駆動は、第１実施例と同様に基材４に積層された各電極に電圧が印加されることにより行われ、圧電素子の伸縮に伴って反射ミラー部１３が揺動駆動される。図１３は第３実施例に係るアクチュエータ１０１の駆動方法を示している。
【００７７】
ここで、第３実施例に係るアクチュエータ１０１では、第１電極層５Ａ、第２電極層７Ａ、第３電極層９Ａ、第４電極層５３Ａ、第５電極層１０３Ａに電圧を印加することにより、枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に形成された第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ、第３圧電素子層５２Ａ及び第４圧電素子層１０２Ａが駆動源として機能し、振動体１５を揺動軸１７の回りに捩り振動させて、反射ミラー部１３を揺動軸１７の回りに揺動させる。
尚、第１電極層５Ｂ、第２電極層７Ｂ、第３電極層９Ｂ、第４電極層５３Ｂ、第５電極層１０３Ｂに電圧を印加しても良い。
【００７８】
以下に、各電極に対する電圧の印加方法についてより詳細に説明する。具体的には、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１電極層５Ａと第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａと第５電極層１０３Ａに駆動回路（図示せず）を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ａは接地される。尚、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。また、第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧（即ち、第１電極層５Ａと第４電極層５３Ａには同位相の交番電圧）が印加される。また、第４電極層５３Ａと第５電極層１０３Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧（即ち、第３電極層９Ａと第５電極層１０３Ａには同位相の交番電圧）が印加される。
また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａと第５電極層１０３Ａに印加する各交番電圧の振幅は全て同じ大きさであっても良いし、複数箇所又は全箇所異なる大きさとしても良い。尚、図１３に示すように第３電極層９Ａに印加する交番電圧の振幅をΔＶ´とすると、第４電極層５３Ａに印加される電圧は、擬似的に第３電極層９ＡをＧＮＤとみなすことにより、第３電極層９Ａに印加される電圧分のオフセット電圧（Ｖ＋ΔＶ´）で振幅ΔＶ´´からなる交番電圧となる。また、第５電極層１０３Ａに印加される電圧は、擬似的に第４電極層５３ＡをＧＮＤとみなすことにより、第４電極層５３Ａに印加される電圧分のオフセット電圧（Ｖ＋ΔＶ´＋ΔＶ´´）で振幅ΔＶ´´´をもつ交番電圧となる。
【００７９】
それにより、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ、第３圧電素子層５２Ａ及び第４圧電素子層１０２Ａには、その印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される（図１７参照）。また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには逆位相の電圧を印加し、第３電極層９Ａと第４電極層５３Ａには逆位相の電圧を印加し、且つ第４電極層５３Ａと第５電極層１０３Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ、第３圧電素子層５２Ａ及び第４圧電素子層１０２Ａに生じる変位の方向は常に一致する。
【００８０】
そして、第１圧電素子層６Ａ、第２圧電素子層８Ａ、第３圧電素子層５２Ａ及び第４圧電素子層１０２Ａに生じた同方向の変位により、各枠側板ばね部１９Ａは、固定枠１６側を固定端とし、反射ミラー部１３側を自由端として、各変位が上向きであるか下向きであるかにより、各自由端が上向き又は下向きに変位する。その結果、反射ミラー部１３は、揺動軸１７の回りに揺動される。
【００８１】
以上説明した通り、第２実施例及び第３実施例に係るアクチュエータ１０１では、第１実施例と比較して、積層する圧電素子層と電極層を更に増やすことによって、電極間にある多数の圧電素子層を変位させ、反射ミラー部１３の揺動変位量をより大きくすることが可能となる。従って、アクチュエータの駆動力を向上させることが可能となる。
また、第３圧電素子層５２Ａを挟んで配置される第３電極層９Ａ及び第４電極層５３Ａに逆位相の電圧を印加するとともに、第４圧電素子層１０２Ａを挟んで配置される第４電極層５３Ａ及び第５電極層１０３Ａに逆位相の電圧を印加するので、積層する多数の圧電素子層について、圧電素子層の変位方向を同方向とすることができる。従って、梁に対して生じる応力を増加させ、反射ミラー部１３の揺動変位量をより大きくすることができる。
【００８２】
（第４実施例）
次に、第４実施例に係るアクチュエータ１５１について図１４に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１０の第１実施例に係るアクチュエータ１の構成と同一符号は、前記第１実施例に係るアクチュエータ１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００８３】
この第４実施例に係るアクチュエータ１５１の概略構成は、第１実施例に係るアクチュエータ１とほぼ同じ構成である。しかしながら、第４実施例に係るアクチュエータ１５１は、圧電素子層についても電極層と同様に梁部１４Ａ、１４Ｂを構成する２本の梁毎に分離して形成し、更に、分離した各圧電素子層に対して異なる方向に電界を印加する点で異なっている。
【００８４】
［アクチュエータの概略構成］
第４実施例に係るアクチュエータ１５１は、第１実施例に示したアクチュエータ１における第１圧電素子層６Ａが第１右側圧電素子層１５２Ａと第１左側圧電素子層１５２Ｂとに分割して構成され、第２圧電素子層８Ａが第２右側圧電素子層１５３Ａと第２左側圧電素子層１５３Ｂとに分割して構成される。ここで、図１４に示す断面図は第４実施例のアクチュエータ１５１における図７のＸ２−Ｘ２付近の矢視断面に相当する図面である。尚、図示は省略するが第１圧電素子層６Ｂ及び第２圧電素子層８Ｂについても同様に梁毎に分割して構成されている。
【００８５】
［アクチュエータの概略構成及び駆動方法］
次に、第４実施例のアクチュエータ１５１の駆動方法について説明する。尚、アクチュエータ１５１の駆動は、第１実施例と同様に基材４に積層された各電極に電圧が印加されることにより行われ、圧電素子の伸縮に伴って反射ミラー部１３が揺動駆動される。図１４は第４実施例に係るアクチュエータ１５１の駆動方法を示している。
【００８６】
ここで、第４実施例に係るアクチュエータ１５１では、第１電極層５Ａ、第２電極層７Ａ、第３電極層９Ａに電圧を印加すると同時に、第１電極層５Ｂ、第２電極層７Ｂ、第３電極層９Ｂにも電圧を印加することにより、枠側板ばね部１９Ａ、１９Ｂ上に形成された第１右側圧電素子層１５２Ａ、第１左側圧電素子層１５２Ｂ、第２右側圧電素子層１５３Ａ及び第２左側圧電素子層１５３Ｂが駆動源として機能し、振動体１５を揺動軸１７の回りに捩り振動させて、反射ミラー部１３を揺動軸１７の回りに揺動させる。
【００８７】
以下に、各電極に対する電圧の印加方法についてより詳細に説明する。具体的には、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１電極層５Ａと第３電極層９Ａに駆動回路（図示せず）を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ａは接地される。尚、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。
更に、枠側板ばね部１９Ｂ上に形成された第１電極層５Ｂと第３電極層９Ｂに駆動回路を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ｂは接地される。尚、第１電極層５Ｂと第３電極層９Ｂには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。また、第１電極層５Ａと第１電極層５Ｂには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧（即ち、第３電極層９Ａと第３電極層９Ｂにも逆位相の交番電圧）が印加される。
また、第１電極層５Ａ、第１電極層５Ｂ、第３電極層９Ａ及び第３電極層９Ｂに印加する各交番電圧の振幅は全て同じ大きさであっても良いし、複数箇所又は全箇所異なる大きさとしても良い。
【００８８】
それにより、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１右側圧電素子層１５２Ａ及び第２右側圧電素子層１５３Ａには、その印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される（図１７参照）。また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１右側圧電素子層１５２Ａ及び第２右側圧電素子層１５３Ａに生じる変位の方向は常に一致する。
一方、枠側板ばね部１９Ｂ上に形成された第１左側圧電素子層１５２Ｂ及び第２左側圧電素子層１５３Ｂにも、同じくその印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される。但し、第１電極層５Ａと第１電極層５Ｂには逆位相の電圧を印加していることから、第１右側圧電素子層１５２Ａ及び第２右側圧電素子層１５３Ａと第１左側圧電素子層１５２Ｂ及び第２左側圧電素子層１５３Ｂに生じる変位の方向は常に逆方向となる。
【００８９】
そして、第１右側圧電素子層１５２Ａ及び第２右側圧電素子層１５３Ａと第１左側圧電素子層１５２Ｂ及び第２左側圧電素子層１５３Ｂに生じた互いに逆方向の変位により、枠側板ばね部１９Ａと枠側板ばね部１９Ｂはそれぞれ上向き又は下向きに互い違いに変位する。その結果、反射ミラー部１３は、揺動軸１７の回りに、より大きく揺動される。
【００９０】
尚、上記第４実施例では隣り合う梁の電極にそれぞれ逆位相の交番電圧を印加することと（図１５のパターン１）により反射ミラー部１３の揺動を大きくすることとしているが、図１５のパターン２〜パターン４に示す他の駆動方法によっても、その目的は達成可能である。
【００９１】
例えば、パターン２に示すように、反射ミラー部１３中心に対称に位置する梁Ａと梁Ｄの電極に同位相の交番電圧を付加することにより、梁Ａと梁Ｄにそれぞれ同方向への応力を付与することができる、従って、反射ミラー部１３の揺動変位量を大きくすることができる。
また、パターン３に示すように、反射ミラー部１３中心に対角に位置する梁Ａと梁Ｃの電極に逆位相の交番電圧を付加することにより、梁Ａと梁Ｃにはそれぞれ逆方向への応力を付与することができる、従って、反射ミラー部１３の揺動変位量を大きくすることができる。
また、パターン４に示すように、隣り合う梁Ａと梁Ｂの電極に逆位相の交番電圧を付加し、反射ミラー部１３中心に対称に位置する梁Ａと梁Ｄの電極に同位相の交番電圧を付加し、且つ反射ミラー部１３中心に対角に位置する梁Ａと梁Ｃの電極に逆位相の交番電圧を付加することにより、梁Ａと梁Ｂにそれぞれ同方向への応力を付与するとともに、梁Ｃと梁Ｄにはそれぞれ逆方向への応力を付与することができる、従って、反射ミラー部１３の揺動変位量を更に大きくすることができる。
【００９２】
以上説明した通り、第４実施例に係るアクチュエータ１５１では、第１実施例と比較して、圧電素子層を梁毎に分割し、隣り合う梁の第１電極層及び第３電極層にそれぞれ逆位相の交番電圧を付加することにより、一対の梁に対してそれぞれ逆方向への応力を付与することができるので、反射ミラー部１３の揺動変位量をより大きくすることができる。
（第５実施例）
次に、第５実施例に係るアクチュエータ２０１について図１６に基づいて説明する。尚、以下の説明において上記図１乃至図１０の第１実施例に係るアクチュエータ１の構成と同一符号は、前記第１実施例に係るアクチュエータ１等の構成と同一あるいは相当部分を示すものである。
【００９３】
この第５実施例に係るアクチュエータ２０１の概略構成は、第１実施例に係るアクチュエータ１とほぼ同じ構成である。しかしながら、第５実施例に係るアクチュエータ２０１は、基材４の両面に対して電極層と圧電素子層とが順に積層されている点で第１実施例に係るアクチュエータ１と異なっている。
【００９４】
［アクチュエータの概略構成］
第５実施例に係るアクチュエータ２０１は、第１実施例に示したアクチュエータ１に対して、更に基材４の裏側面に対して第１電極層２０２Ａ、２０２Ｂと、第１圧電素子層２０３Ａと、第２電極層２０４Ａ、２０４Ｂ、第２圧電素子層２０５Ａと、第３電極層２０６Ａ、２０６Ｂが積層されることによって構成される。ここで、図１６に示す断面図は第５実施例のアクチュエータ２０１における図７のＸ２−Ｘ２付近の矢視断面に相当する図面である。尚、図示は省略するが枠側板ばね部１９Ｃ、１９Ｄ側の基材４の裏側面にも第１電極層と第１圧電素子層と第２電極層と第２圧電素子層と第３電極層が同様にして積層されている。
【００９５】
［アクチュエータの概略構成及び駆動方法］
次に、第５実施例のアクチュエータ２０１の駆動方法について説明する。尚、アクチュエータ２０１の駆動は、第１実施例と同様に基材４に積層された各電極に電圧が印加されることにより行われ、圧電素子の伸縮に伴って反射ミラー部１３が揺動駆動される。図１６は第５実施例に係るアクチュエータ２０１の駆動方法を示している。
【００９６】
ここで、第５実施例に係るアクチュエータ２０１では、第１電極層５Ａ、第２電極層７Ａ、第３電極層９Ａに電圧を印加すると同時に、第１電極層２０２Ａ、第２電極層２０４Ａ、第３電極層２０６Ａにも電圧を印加することにより、枠側板ばね部１９Ａ上に形成された第１圧電素子層６Ａ、２０３Ａ及び第２圧電素子層８Ａ、２０５Ａが駆動源として機能し、振動体１５を揺動軸１７の回りに捩り振動させて、反射ミラー部１３を揺動軸１７の回りに揺動させる。
尚、第１電極層５Ｂ、第２電極層７Ｂ、第３電極層９Ｂや第１電極層２０２Ｂ、第２電極層２０４Ｂ、第３電極層２０６Ｂに電圧を印加しても良い。
【００９７】
以下に、各電極に対する電圧の印加方法についてより詳細に説明する。具体的には、枠側板ばね部１９Ａの表面側上に形成された第１電極層５Ａと第３電極層９Ａに駆動回路（図示せず）を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層７Ａは接地される。尚、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。
更に、枠側板ばね部１９Ａの裏面側上に形成された第１電極層２０２Ａと第３電極層２０６Ａに駆動回路を介して所定駆動電圧（例えば、約１Ｖ〜４０Ｖである。）の交番電圧が印加される。一方、第２電極層２０４Ａは接地される。尚、第１電極層２０２Ａと第３電極層２０６Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧が印加される。また、第１電極層５Ａと第１電極層２０２Ａには位相を１８０°ずらした逆位相の交番電圧（即ち、第３電極層９Ａと第３電極層２０６Ａにも逆位相の交番電圧）が印加される。
また、第１電極層５Ａ、第１電極層２０２Ａ、第３電極層９Ａ及び第３電極層２０６Ａに印加する各交番電圧の振幅は全て同じ大きさであっても良いし、複数箇所又は全箇所異なる大きさとしても良い。
【００９８】
それにより、枠側板ばね部１９Ａの表面側上に形成された第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａには、その印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される（図１７参照）。また、第１電極層５Ａと第３電極層９Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａに生じる変位の方向は常に一致する。
一方、枠側板ばね部１９Ａの裏面側上に形成された第１圧電素子層２０３Ａ及び第２圧電素子層２０５Ａにも、同じくその印加方向と直交する向き、即ち、長さ方向の変位が発生される。また、第１電極層５Ａと第１電極層２０２Ａには逆位相の電圧を印加していることから、第１圧電素子層２０３Ａ及び第２圧電素子層２０５Ａに生じる変位の方向は、第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａに生じる変位の方向と常に一致する。
【００９９】
そして、第１圧電素子層６Ａ及び第２圧電素子層８Ａと第１圧電素子層２０３Ａ及び第２圧電素子層２０５Ａに生じた同方向の変位により、各枠側板ばね部１９Ａは、固定枠１６側を固定端とし、反射ミラー部１３側を自由端として、各変位が上向きであるか下向きであるかにより、各自由端が上向き又は下向きに変位する。その結果、反射ミラー部１３は、揺動軸１７の回りに揺動される。
【０１００】
以上説明した通り、第５実施例に係るアクチュエータ２０１では、第１実施例と比較して、反射ミラー部１３を支持する梁の両面に対して圧電素子層や電極層を形成し、両面の圧電素子層をそれぞれ変位させることによって、梁に対して生じる応力を増加させ、アクチュエータの駆動力を更に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】第１実施例に係るアクチュエータの概略構成を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】固定枠、反射ミラー部及び各はり部の作製を示す説明図である。
【図３】第１層電極の作製を示す説明図である。
【図４】第１層圧電素子の作製を示す説明図である。
【図５】第２層電極の作製を示す説明図である。
【図６】第２層圧電素子の作製を示す説明図である。
【図７】第３層電極の作製を示す説明図である。
【図８】図７のＸ１−Ｘ１矢視断面を示す模式図である。
【図９】図７のＸ２−Ｘ２矢視断面を示す模式図である。
【図１０】第１実施例に係るアクチュエータの駆動方法を示した図である。
【図１１】第２実施例に係るアクチュエータの概略構成及び駆動方法を示した図である。
【図１２】第２実施例に係るアクチュエータの第３圧電素子層における電界状態を示した図である。
【図１３】第３実施例に係るアクチュエータの概略構成及び駆動方法を示した図である。
【図１４】第４実施例に係るアクチュエータの概略構成及び駆動方法を示した図である。
【図１５】第４実施例に係るアクチュエータの他の駆動方法を示した図である。
【図１６】第５実施例に係るアクチュエータの概略構成及び駆動方法を示した図である。
【図１７】アクチュエータの基本となる駆動機構を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１、５１、１０１、１５１、２０１    アクチュエータ
４                                  基材
５Ａ〜５Ｄ、２０２Ａ、２０２Ｂ      第１電極層
６Ａ、６Ｂ、２０３Ａ                第１圧電素子層
７Ａ〜７Ｄ、２０４Ａ、２０４Ｂ      第２電極層
８Ａ、８Ｂ、２０５Ａ                第２圧電素子層
９Ａ〜９Ｄ、２０６Ａ、２０６Ｂ      第３電極層
１３                                反射ミラー部
１４Ａ、１４Ｂ                      梁部
５２Ａ                              第３圧電素子層
５３Ａ、５３Ｂ                      第４電極層
１０２Ａ                            第４圧電素子層
１０３Ａ、１０３Ｂ                  第５電極層
１５２Ａ                            第１右側圧電素子層
１５２Ｂ                            第１左側圧電素子層
１５３Ａ                            第２右側圧電素子層
１５３Ｂ                            第２左側圧電素子層
【図１】
2009195053.tif 000003
【図２】
2009195053.tif 000004
【図３】
2009195053.tif 000005
【図４】
2009195053.tif 000006
【図５】
2009195053.tif 000007
【図６】
2009195053.tif 000008
【図７】
2009195053.tif 000009
【図８】
2009195053.tif 000010
【図９】
2009195053.tif 000011
【図１０】
2009195053.tif 000012
【図１１】
2009195053.tif 000013
【図１２】
2009195053.tif 000014
【図１３】
2009195053.tif 000015
【図１４】
2009195053.tif 000016
【図１５】
2009195053.tif 000017
【図１６】
2009195053.tif 000018
【図１７】
2009195053.tif 000019