(57)【要約】【課題】効率よく駆動することが可能な静電駆動型アクチュエータを得る。【解決手段】静電駆動型光スキャナ１００は、正十二角形柱である可動体１１０と、可動体１１０の周囲に設けられるＸ方向支持体１２０、１３０と、可動体１１０とＸ方向支持体１２０、１３０とを接続するＸ方向接続体１４０、１５０と、Ｘ方向支持体１２０、１３０の周囲に設けられるＹ方向支持体１６０、１７０と、Ｘ方向支持体１２０、１３０とＹ方向支持体１６０、１７０とを接続するＹ方向接続体１８０、１９０とから主に構成される。第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４は、可動体１１０の中心を通るいずれの直線に対しても互いに対称とならないように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動体と、
前記可動体の周囲に設けられる支持体と、
前記可動体及び前記支持体を貫通する第１の直線上に設けられ、前記可動体が前記支持体に対し前記第１の直線周りに揺動自在となるように前記可動体から前記支持体まで延びる第１の接続体と、
前記第１の直線上であって、前記可動体及び前記支持体における前記第１の接続体とは異なる位置に設けられ、前記可動体が前記支持体に対し前記第１の直線周りに揺動自在となるように前記可動体から前記支持体まで延びる第２の接続体と、
前記第１及び第２の接続体から前記支持体に向けて突出し、前記第１の直線に対し垂直かつ前記可動体の重心を通る直線又は面に対して非対称となる位置に設けられる第１及び第２の接続体側電極と、
前記支持体から前記第１及び第２の接続体に向けて突出し、前記第１の直線に対し垂直かつ前記可動体の重心を通る直線又は面に対して非対称となる位置に設けられる第１及び第２の支持体側電極とを備え、
前記第１の接続体側電極と前記第１の支持体側電極との間、及び前記第２の接続体側電極と前記第２の支持体側電極との間に電位差が生じると、前記可動体が前記第１及び第２の接続体周りに揺動する静電駆動型アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１及び第２の接続体は前記可動体に接続される第１及び第２の腕部と前記第１及び第２の腕部及び前記支持体を接続する第１及び第２の弾性部とを各々有し、前記第１及び第２の接続体側電極は前記第１及び第２の腕部から各々突出する請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項３】
前記第１及び第２の支持体側電極は、前記第１及び第２の接続体の軸方向から見ると前記第１及び第２の接続体側電極の一部と各々重なっている請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項４】
第１の支持体側電極は、前記第１の接続体の前記可動体側に向けて突出し、第２の支持体側電極は、前記第２の接続体の前記支持体側に向けて突出する請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項５】
第１の接続体側電極は、前記第１の接続体の前記可動体側から突出し、第２の接続体側電極は、前記第２の接続体の前記支持体側から突出する請求項４に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項６】
第１の支持体側電極は、前記第１の接続体の前記可動体側に向けて前記支持体から突出する第１の支持体表側電極と、前記第１の支持体表側電極が突出する前記支持体の面と対向する前記支持体の面から前記第１の接続体の前記可動体側に向けて突出する第１の支持体裏側電極とを備え、
第２の支持体側電極は、前記第２の接続体の前記支持体側に向けて前記支持体から突出する第２の支持体表側電極と、前記第２の支持体表側電極が突出する前記支持体の面と対向する前記支持体の面から前記第２の接続体の前記支持体側に向けて突出する第２の支持体裏側電極とを備える請求項５に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項７】
第１の支持体側電極は、前記第１の接続体の前記支持体側に向けて突出し、第２の支持体側電極は、前記第２の接続体の前記可動体側に向けて突出する請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項８】
第１の接続体側電極は、前記第１の接続体の前記支持体側から突出し、第２の接続体側電極は、前記第２の接続体の前記可動体側から突出する請求項７に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項９】
第１の支持体側電極は、前記第１の接続体の前記支持体側に向けて前記支持体から突出する第１の支持体表側電極と、前記第１の支持体表側電極が突出する前記支持体の面と対向する前記支持体の面から前記第１の接続体の前記支持体側に向けて突出する第１の支持体裏側電極とを備え、
第２の支持体側電極は、前記第２の接続体の前記可動体側に向けて前記支持体から突出する第２の支持体表側電極と、前記第２の支持体表側電極が突出する前記支持体の面と対向する前記支持体の面から前記第２の接続体の前記可動体側に向けて突出する第２の支持体裏側電極とを備える請求項８に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１０】
請求項６及び９に記載の第１及び第２の接続体側電極並びに第１及び第２の支持体側電極を備える静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１１】
複数の前記第１の接続体側電極及び複数の第２の接続体側電極が、前記第１及び第２の接続体に対して垂直となるように並べられ、
前記第１の支持体側電極と前記第２の支持体側電極とが１つずつ互い違いに並べられる請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１２】
前記可動体は板状である請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１３】
前記鏡面は、前記接続体と平行、かつ前記第１及び第２の支持体側電極並びに前記第１及び第２の接続体側電極が突出する方向と平行な平面により形成される請求項１２に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１４】
前記支持体及び前記可動体は厚さ方向に重ねられる表側導体レイヤと中間導体レイヤと裏側導体レイヤとから成り、
前記第１及び第２の接続体は、前記表側導体レイヤと前記中間導体レイヤと前記裏側導体レイヤとにより形成される請求項１に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１５】
前記第１及び第２の接続体側電極は、前記中間導体レイヤと、前記表側導体レイヤ又は裏側導体レイヤとからなる請求項１４に記載の静電駆動型アクチュエータ。
【請求項１６】
前記第１及び第２の支持体側電極は、前記中間導体レイヤと、前記表側導体レイヤ又は裏側導体レイヤとからなる請求項１５に記載の静電駆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、静電力を用いて光の進行方向を変える静電駆動型光スキャナなどに利用される静電駆動型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、静電駆動型光スキャナは、静電駆動型アクチュエータの可動体にミラーを設け、可動体を駆動制御して光スキャンを行う。静電駆動型光スキャナは、ミラーを備える可動体と可動体を取り囲むように設けられる支持体とを備える。可動体と支持体は、２層のＳｉ層とＳｉ層の間に挟まれる１層のＳｉＯ２層からなり、互いに接続体で接続される。接続体は、ＳｉＯ２層のみ、またはＳｉ層の一部及びＳｉＯ２層からなる。可動体は支持体に対し接続体を軸として揺動可能である。
【０００３】
静電駆動型光スキャナは、２層のＳｉ層とＳｉ層の間に挟まれる１層のＳｉＯ２層からなる１枚の板をエッチングすることにより作られる。接続体は、エッチングにより２つのＳｉ層を除去してＳｉＯ２層のみを残し、またはＳｉ層の一部を除去してＳｉＯ２層とＳｉ層の一部とを残すことにより形成される。除去されるＳｉ層の厚さは、エッチング処理を行う時間によって調節される。
【０００４】
可動体から支持体に向けて可動体電極が、そして支持体から可動体に向けて支持体電極が、接続体の軸方向に向けて互い違いとなるように並べられて突出する。接続体の軸方向から見たとき、可動体の揺動方向における可動体電極と支持体電極との間に間隔が設けられる。このような可動体電極及び支持体電極を１組として、接続体に対して線対称となるような位置に１組ずつ、合計２組の可動体電極及び支持体電極が設けられる。
【０００５】
可動体を支持体に対して揺動させるとき、可動体電極と支持体電極には、電位差が与えられる。これにより生じる静電引力により可動体電極と支持体電極とが引き合い、可動体が支持体に対して揺動する。
【特許文献１】特開２００４−１３０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、可動体に電極を設けると可動体のモーメントが増加して、高速で振動させることができない。これを解決するために可動体を振動させるときに生じるモーメントを減少させることが求められる。
【０００７】
本発明はこれらの問題を鑑みてなされたものであり、効率よく駆動することが可能な静電駆動型アクチュエータを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による静電駆動型アクチュエータは、光を反射するための鏡面を有する可動体と、可動体の周囲に設けられる支持体と、可動体及び支持体を貫通する第１の直線上に設けられ、可動体が支持体に対し第１の直線周りに揺動自在となるように可動体から支持体まで延びる第１の接続体と、第１の直線上であって、可動体及び支持体における第１の接続体とは異なる位置に設けられ、可動体が支持体に対し第１の直線周りに揺動自在となるように可動体から支持体まで延びる第２の接続体と、第１及び第２の接続体から支持体に向けて突出し、第１の直線に対し垂直かつ可動体の重心を通る直線又は面に対して非対称となる位置に設けられる第１及び第２の接続体側電極と、支持体から第１及び第２の接続体に向けて突出し、第１の直線に対し垂直かつ可動体の重心を通る直線又は面に対して非対称となる位置に設けられる第１及び第２の支持体側電極とを備え、第１の接続体側電極と第１の支持体側電極との間、及び第２の接続体側電極と第２の支持体側電極との間に電圧差が生じると、可動体が第１及び第２の接続体周りに揺動することを特徴とする。
【０００９】
第１及び第２の接続体は可動体に接続される第１及び第２の腕部と第１及び第２の腕部及び支持体を接続する第１及び第２の弾性部とを各々有し、第１及び第２の接続体側電極は第１及び第２の腕部から各々突出することが好ましい。
【００１０】
第１及び第２の支持体側電極は、第１及び第２の接続体の軸方向から見ると第１及び第２の接続体側電極の一部と各々重なっていることが好ましい。
【００１１】
第１の支持体側電極は、第１の接続体の可動体側に向けて突出し、第２の支持体側電極は、第２の接続体の支持体側に向けて突出することが好ましい。
【００１２】
また、第１の接続体側電極が、第１の接続体の可動体側から突出し、第２の接続体側電極は、第２の接続体の支持体側から突出することが好ましい。
【００１３】
第１の支持体側電極は、第１の接続体の可動体側に向けて支持体から突出する第１の支持体表側電極と、第１の支持体表側電極が突出する支持体の面と対向する支持体の面から第１の接続体の可動体側に向けて突出する第１の支持体裏側電極とを備え、第２の支持体側電極は、第２の接続体の支持体側に向けて支持体から突出する第２の支持体表側電極と、第２の支持体表側電極が突出する支持体の面と対向する支持体の面から第２の接続体の支持体側に向けて突出する第２の支持体裏側電極とを備えるものであればなおよい。
【００１４】
第１の支持体側電極は、第１の接続体の支持体側に向けて突出し、第２の支持体側電極は、第２の接続体の可動体側に向けて突出することが好ましい。
【００１５】
第１の接続体側電極は、第１の接続体の支持体側から突出し、第２の接続体側電極は、第２の接続体の可動体側から突出することが好ましい。
【００１６】
第１の支持体側電極は、第１の接続体の支持体側に向けて支持体から突出する第１の支持体表側電極と、第１の支持体表側電極が突出する支持体の面と対向する支持体の面から第１の接続体の支持体側に向けて突出する第１の支持体裏側電極とを備え、第２の支持体側電極は、第２の接続体の可動体側に向けて支持体から突出する第２の支持体表側電極と、第２の支持体表側電極が突出する支持体の面と対向する支持体の面から第２の接続体の可動体側に向けて突出する第２の支持体裏側電極とを備えることが好ましい。
【００１７】
請求項７及び１０に記載の第１及び第２の接続体側電極並びに第１及び第２の支持体側電極を備えることが好ましい。
【００１８】
複数の第１の接続体側電極及び複数の第２の接続体側電極が、第１及び第２の接続体に対して垂直となるように並べられ、第１の支持体側電極と第２の支持体側電極とが１つずつ互い違いに並べられることが好ましい。
【００１９】
可動体は板状であることが好ましい。
【００２０】
鏡面は、接続体と平行、かつ第１及び第２の支持体側電極並びに第１及び第２の接続体側電極が突出する方向と平行な平面により形成されることが好ましい。
【００２１】
支持体及び可動体は厚さ方向に重ねられる表側導体レイヤと中間導体レイヤと裏側導体レイヤとから成り、第１及び第２の接続体は、表側導体レイヤと中間導体レイヤと裏側導体レイヤとにより形成されることが好ましい。
【００２２】
第１及び第２の接続体側電極は、中間導体レイヤと、表側導体レイヤ又は裏側導体レイヤとからなることが好ましい。
【００２３】
第１及び第２の支持体側電極は、中間導体レイヤと、表側導体レイヤ又は裏側導体レイヤとからなることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、効率よく駆動することが可能な静電駆動型アクチュエータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による静電駆動型アクチュエータの一実施形態について図を用いて説明する。なお、静電駆動型アクチュエータは以下の説明においては、静電駆動型光スキャナとして説明する。
【００２６】
静電駆動型光スキャナ（静電駆動型アクチュエータ）１００は、正十二角形柱である可動体１１０と、可動体１１０の周囲に設けられるＸ方向支持体１２０、１３０と、可動体１１０とＸ方向支持体１２０、１３０とを接続するＸ方向接続体１４０、１５０と、Ｘ方向支持体１２０、１３０の周囲に設けられるＹ方向支持体１６０、１７０と、Ｘ方向支持体１２０、１３０とＹ方向支持体１６０、１７０とを接続するＹ方向接続体１８０、１９０とから主に構成される。図において、Ｘ方向接続体１４０、１５０が延びる方向をＸ軸、Ｙ方向接続体１８０、１９０が延びる方向をＹ軸、可動体１１０の軸方向をＺ軸とする。
【００２７】
静電駆動型光スキャナ１００は、３層のＳｉ層１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと、それらの層の間に挟まれる２層のＳｉＯ２層１０２ａ、１０２ｂとから成る基板をエッチング加工することにより作られる。すなわち、静電駆動型光スキャナ１００は、Ｓｉ層１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ又はＳｉＯ２層１０２ａ、１０２ｂにより形成される。
【００２８】
可動体１１０は、３層のＳｉ層のうち中間に位置する中間Ｓｉ層１０１ｂと、中間Ｓｉ層１０１ｂと隣り合う上部ＳｉＯ２層１０２ａとから成る。正十二角形状である２つの平面の一方、すなわち上部ＳｉＯ２層１０２ａが鏡面をなす。以下、静電駆動型光スキャナ１００において鏡面１１１と同じ方向を向く全ての面をスキャナ表面、鏡面１１１と反対を向く全ての面をスキャナ裏面、上部ＳｉＯ２層１０２ａにおいて中間Ｓｉ層１０１ｂと接触する面の裏面に接触するＳｉ層を上部Ｓｉ層１０１ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂにおいて上部ＳｉＯ２層１０２ａと接触する面の裏面に接触するＳｉＯ２層を下部ＳｉＯ２層１０２ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂにおいて中間Ｓｉ層１０１ｂと接触する面の裏面に接触するＳｉ層を下部Ｓｉ層１０１ｃとする。
【００２９】
可動体１１０の周囲に設けられるＸ方向支持体１２０、１３０は、厚さ方向に長方形の開口部を有する角筒形状であって、開口部の中央に可動体１１０が位置するように可動体１１０の側面を取り囲む。
【００３０】
Ｘ方向支持体１２０、１３０は、Ｘ正方向支持体１２０及びＸ負方向支持体１３０からなる。
【００３１】
Ｘ正方向支持体１２０及びＸ負方向支持体１３０は、厚さ方向から見ると、スキャナ表面に露出するＪ字形状とスキャナ裏面に露出する逆Ｌ字形状を重ね合わせて成るＵ字形状である。Ｊ字形状は、角筒の２つの長辺を約１／５で厚さ方向に２分して得られ、上部Ｓｉ層１０１ａ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂから成る。逆Ｌ字形状は、角筒の長辺の約４／５と短辺の約３／５とを接続して得られ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから成る。Ｘ正方向支持体１２０のＪ字形状部分とＸ負方向支持体１３０の逆Ｌ字形状部分、Ｘ正方向支持体１２０の逆Ｌ字形状部分とＸ負方向支持体１３０のＪ字形状部分がそれぞれ重ね合わされて、角筒形状を形成する。
【００３２】
Ｘ正方向支持体１２０は、スキャナ表面に露出する第１、第２のＸ正方向駆動電極１２１、１２２と、スキャナ裏面に露出する第３、第４のＸ正方向駆動電極１２３、１２４とを有する。第１のＸ正方向駆動電極１２１は、Ｊ字形状部分の長辺先端部分から開口部に向けて突出する。第２のＸ正方向駆動電極１２２は、Ｊ字形状部分の長辺における短辺近くから開口部に向けて突出する。第３のＸ正方向駆動電極１２３は、逆Ｌ字形状部分の長辺先端部分から開口部に向けて突出する。第４のＸ正方向駆動電極１２４は、逆Ｌ字形状部分の長辺における短辺近くから開口部に向けて突出する。第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４は４つの電極板から成り、各電極板は開口部における幅方向の中央手前まで平行に突出していて櫛歯状をなしている。
【００３３】
Ｘ負方向支持体１３０は第１から第４のＸ負方向駆動電極１３１、１３２、１３３、１３４を有する。第１から第４のＸ負方向駆動電極１３１、１３２、１３３、１３４の構成は、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４と同様であるため説明を省略する。
【００３４】
Ｘ方向接続体１４０、１５０は、Ｘ正方向支持体１２０と可動体１１０の側面とを接続するＸ正方向接続体１４０と、Ｘ負方向支持体１３０と可動体１１０の側面とを接続するＸ負方向接続体１５０とからなる。Ｘ正方向接続体１４０及びＸ負方向接続体１５０は、可動体１１０の揺動軸上に並べられる。
【００３５】
Ｘ正方向接続体１４０は、可動体１１０に接続されるＸ正方向腕部１４５とＸ正方向支持体１２０に接続されるＸ正方向弾性部１４６とからなる。Ｘ正方向腕部１４５は、Ｘ正方向接続体１４０の長手方向に延びる直方体部１４５ａと鏡面１１１の裏面１１２に突出する保持部１４５ｂとからなる。直方体部１４５ａは厚さ方向に開口する穴部１４５ｃを有する。これによりＸ正方向接続体１４０が軽量化される。保持部１４５ｂは可動体１１０とＸ正方向接続体１４０との接続強度を向上させる。
【００３６】
Ｘ正方向弾性部１４６はつづら折りを繰り返す中間Ｓｉ層１０１ｂにより形成される。つづら折りの反復回数を変化させることにより、Ｘ正方向弾性部１４６の弾性率を任意に設計することが可能である。
【００３７】
Ｘ正方向接続体１４０は第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４を有する。第１及び第２のＸ正方向接地電極１４１、１４２は、スキャナ表面に露出し、上部Ｓｉ層１０１ａ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂから成る。
【００３８】
第１のＸ正方向接地電極１４１は、Ｘ正方向接続体１４０において可動体１１０寄りの位置からＹ軸正方向に向けて、Ｘ正方向接続体１４０に対し垂直に突出する。第２のＸ正方向接地電極１４２は、Ｘ正方向接続体１４０においてＸ正方向支持体１２０寄りの位置からＹ軸負方向に向けて、Ｘ正方向接続体１４０に対し垂直に突出する。
【００３９】
第３及び第４のＸ正方向接地電極１４３、１４４は、スキャナ裏面に露出しており、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから成る。
【００４０】
第３のＸ正方向接地電極１４３は、Ｘ正方向接続体１４０において可動体１１０寄りの位置からＹ軸負方向に向けて、Ｘ正方向接続体１４０に対し垂直に突出する。第４のＸ正方向接地電極１４４は、Ｘ正方向接続体１４０においてＸ正方向支持体１２０寄りの位置からＹ軸正方向に向けて、Ｘ正方向接続体１４０に対し垂直に突出する。第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４は４つの電極板から成り、各電極板はＸ正方向支持体１２０の手前まで平行に突出していて、櫛歯状となっている。第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４は接地される。直方体部１４５ａにおいては、第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４の各電極の厚み分寸法と同じ隔壁が形成されて各穴部１４５ｃが配列されている。
【００４１】
Ｘ正方向接続体１４０の長手方向（軸方向）から見たとき、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４と第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４とは、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂにより構成される部分が互いに重なり合う。
【００４２】
Ｘ負方向接続体１５０は第１から第４のＸ負方向接地電極１５１、１５２、１５３、１５４を有する。第１から第４のＸ負方向接地電極１５１、１５２、１５３、１５４の構成は、第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４と同様であるため説明を省略する。
【００４３】
次にＹ方向支持体１６０、１７０について説明する。
【００４４】
Ｙ方向支持体１６０、１７０は、Ｘ方向支持体１２０、１３０の周囲に設けられ、厚さ方向に長方形の開口部を有する角筒形状であって、開口部の中央にＸ方向支持体１２０、１３０が位置するようにＸ方向支持体１２０、１３０の側面を取り囲む。Ｙ方向支持体１６０、１７０は、Ｙ正方向支持体１６０及びＹ負方向支持体１７０からなる。
【００４５】
Ｙ正方向支持体１６０及びＹ負方向支持体１７０は、厚さ方向から見ると、スキャナ表面に露出するＵ字形状とスキャナ裏面に露出するΓ字形状を重ね合わせて成るＣ字形状である。Ｕ字形状は、角筒の２つの長辺を約１／２で厚さ方向に２分して得られ、上部Ｓｉ層１０１ａ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂから成る。Γ字形状は、角筒の長辺及び短辺１つずつと、長辺の約１／５と短辺の約１／５とを接続して得られ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから成る。
【００４６】
Ｙ正方向支持体１６０のＵ字形状部分とＹ負方向支持体１７０のΓ字形状部分、Ｙ正方向支持体１６０のΓ字形状部分とＹ負方向支持体１７０のＵ字形状部分がそれぞれ重ね合わされて、角筒形状を形成する。
【００４７】
Ｙ正方向支持体１６０は、各々４つの電極板から成る第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４を有する。第１及び第２のＹ正方向駆動電極１６１、１６２は、スキャナ表面に露出し、第３及び第４のＹ正方向駆動電極１６３、１６４は、スキャナ裏面に露出する。
【００４８】
第１及び第２のＹ正方向駆動電極１６１、１６２は、Ｕ字形状部分の２つの突端の先端からＹ負方向支持体１７０に向けて突出する。第３のＹ正方向駆動電極１６３は、Γ字形状部分における短辺の先端からＹ正方向接続体１９０に向けて、Ｘ軸負方向に突出する。第４のＹ正方向駆動電極１６４は、Γ字形状部分の短辺における長辺近くからＹ負方向支持体１７０に向けて長辺と平行に、つまりＸ軸負方向に突出する。第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４は、開口部における長手方向の中央手前まで突出する。
【００４９】
Ｙ負方向支持体１７０は第１から第４のＹ負方向駆動電極１７１、１７２、１７３、１７４を有する。第１から第４のＹ負方向駆動電極１７１、１７２、１７３、１７４の構成は、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
Ｙ方向接続体１８０、１９０は、Ｘ負方向支持体１３０の側面とＸ負方向基板２１０とを接続するＹ負方向接続体１８０と、Ｘ正方向支持体１２０の側面とＸ正方向基板２２０とを接続するＹ正方向接続体１９０とからなり、半導体である上部Ｓｉ層１０１ａ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから各々形成される。
【００５１】
Ｙ負方向接続体１８０及びＹ正方向接続体１９０は、Ｚ軸正方向から見てコの字型のＹ負方向腕部１８５及びＹ正方向腕部１９５と、コの字型の内側に収まるＹ負方向弾性部１８６及びＹ正方向弾性部１９６とから成り、Ｘ正方向接続体１４０及びＸ負方向接続体１５０を通る直線に対して互いに線対称となるように配置される。
【００５２】
Ｙ正方向腕部１９５はＸ正方向支持体１２０に接続され、Ｙ正方向弾性部１９６はＸ正方向基板２２０に接続される。Ｙ正方向腕部１９５において、上部Ｓｉ層１０１ａにより形成されスキャナ表面に露出する部位は二分割され、その間に通路を形成し、通路にはＸ正方向弾性部までＸ正方向支持体１２０が延びる。Ｙ正方向腕部１９５のスキャナ裏面に露出する部位はコの字型であり、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから形成される。
【００５３】
Ｙ正方向弾性部１９６は、つづら折りを繰り返す上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂにより形成される。つづら折りの反復回数を変化させることにより、弾性率を任意に設計することが可能である。
【００５４】
Ｙ正方向接続体１９０は第１から第４のＹ正方向接地電極１９１、１９２、１９３、１９４を有する。第１及び第２のＹ正方向接地電極１９１、１９２は、スキャナ表面に露出しており、上部Ｓｉ層１０１ａ、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂから成る。
【００５５】
第１のＹ正方向接地電極１９１は、Ｙ正方向接続体１９０において、Ｙ負方向支持体１７０に対向する面のＸ負方向基板２１０寄りの位置からＸ軸正方向に突出し、第２のＹ正方向接地電極１９２は、Ｙ正方向接続体１９０において、Ｙ正方向支持体１６０に対向する面のＸ負方向支持体１３０寄りの位置からＸ軸負方向に向けて、Ｘ軸負方向に延びる。
【００５６】
第３及び第４のＹ正方向接地電極１９３、１９４は、スキャナ裏面に露出しており、上部ＳｉＯ２層１０２ａ、中間Ｓｉ層１０１ｂ、下部ＳｉＯ２層１０２ｂ及び下部Ｓｉ層１０１ｃから成る。第３のＹ正方向接地電極１９３は、Ｙ正方向接続体１９０においてＸ負方向支持体１３０寄りの位置からＸ軸正方向に突出し、第４のＹ正方向接地電極１９４は、Ｙ正方向接続体１９０においてＸ正方向基板２２０寄りの位置から第３のＹ正方向接地電極１９３の突出方向と反対かつＸ軸負方向に延びる。第１から第４のＹ正方向接地電極１９１、１９２、１９３、１９４は各々５つの電極板から成り、各電極板は各々対向する部材の手前まで突出する。第１から第４のＹ正方向接地電極１９１、１９２、１９３、１９４は電気的に接地される。
【００５７】
Ｙ軸正方向から見たとき、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４と第１から第４のＹ正方向接地電極は、上部ＳｉＯ２層１０２ａ及び中間Ｓｉ層１０１ｂにより構成される部分が各々重なり合う。
【００５８】
Ｙ負方向接続体１８０は第１から第４のＹ負方向接地電極１８１、１８２、１８３、１８４を有する。第１から第４のＹ負方向接地電極１８１、１８２、１８３、１８４の構成は、第１から第４のＹ正方向接地電極１９１、１９２、１９３、１９４と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
次に静電駆動型光スキャナ１００の動作について説明する。まず、Ｘ軸周りに可動体１１０が回動する場合について説明する。
【００６０】
Ｘ正方向基板２２０に正電荷が印加されると、Ｘ正方向支持体１２０を介して第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４に正電荷が伝導される。この正電荷により、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４と第２のＸ正方向接地電極１４２、第４のＸ正方向接地電極１４４、第１のＸ負方向接地電極１５１、第４のＸ負方向接地電極１５４との間には、各々電位差が発生する。この電位差により両者の間に静電力が生じて両者が互いに引き合う。この静電力により、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４と第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４とが、各々重なり合おうとする。すなわち、Ｘ方向支持体１２０、１３０及び可動体１１０がＸ方向支持体１２０、１３０の軸を中心に回動するように静電力が作用し、Ｘ方向支持体１２０、１３０及び可動体１１０がＸ軸時計回りに回動する。このときＸ正方向弾性部１４６及びＸ負方向弾性部１５６が変形し、Ｘ方向腕部及び可動体１１０が一定の範囲まで回動する。
【００６１】
Ｘ正方向基板２２０から正電荷が除かれると、Ｘ正方向支持体１２０を介して第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４から正電荷が除かれ、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４と第２のＸ正方向接地電極１４２、第４のＸ正方向接地電極１４４、第１のＸ負方向接地電極１５１、第４のＸ負方向接地電極１５４との間に生じていた電位差が無くなる。これにより両者の間に生じていた静電力が消滅する。このとき、変形していたＸ正方向弾性部１４６及びＸ負方向弾性部１５６の復元力により、可動体１１０はスキャナ表面と平行な位置に戻る。
【００６２】
Ｘ負方向基板２１０に正電荷が印加されると、Ｘ正方向基板２２０に印加したときと同様に、第１から第４のＸ負方向駆動電極１３１、１３２、１３３、１３４と第１のＸ正方向接地電極１４１、第３のＸ正方向接地電極１４３、第２のＸ負方向接地電極１５２、第３のＸ負方向接地電極１５３との間に各々電位差が発生して、Ｘ方向支持体１２０、１３０及び可動体１１０がＸ方向支持体１２０、１３０の軸を中心に回動する。このとき、Ｘ方向支持体１２０、１３０及び可動体１１０は、Ｘ正方向基板２２０に正電荷を印加したときとは反対方向、すなわちＸ軸反時計回りに回動する。
【００６３】
Ｘ負方向基板２１０から正電荷が除かれると、Ｘ正方向基板２２０と同様に、第１から第４のＸ負方向駆動電極１３１、１３２、１３３、１３４と第１のＸ正方向接地電極１４１、第３のＸ正方向接地電極１４３、第２のＸ負方向接地電極１５２、第３のＸ負方向接地電極１５３との間に生じていた静電力が消滅する。このとき、変形していたＸ正方向弾性部１４６及びＸ負方向弾性部１５６の復元力により、可動体１１０はスキャナ表面と平行な位置に戻る。
【００６４】
これを繰り返すことにより、鏡面１１１がＸ方向支持体１２０、１３０の軸を中心に揺動し、鏡面１１１に照射される光の反射方向を変える。
【００６５】
次に、Ｙ軸周りに可動体１１０が回動する場合について説明する。
【００６６】
Ｙ正方向支持体１６０に正電荷が印加されると、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４に正電荷が伝導される。この正電荷により、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４と第３のＹ負方向接地電極１８３、第４のＹ負方向接地電極１８４、第３のＹ正方向接地電極１９３、第４のＹ正方向接地電極１９４との間に、各々電位差が発生する。この電位差により両者の間に静電力が生じて両者が互いに引き合う。この静電力により、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４と第３のＹ負方向接地電極１８３、第４のＹ負方向接地電極１８４、第３のＹ正方向接地電極１９３、第４のＹ正方向接地電極１９４とが、各々重なり合おうとする。すなわち、Ｙ方向支持体１６０、１７０及び可動体１１０がＹ方向支持体１６０、１７０の軸を中心に回動するように静電力が作用し、Ｙ方向支持体１６０、１７０及び可動体１１０がＹ軸時計回りに回動する。このときＹ正方向弾性部１９６及びＹ負方向弾性部１８６が変形し、Ｙ負方向腕部１８５及びＹ正方向腕部１９５及び可動体１１０が一定の範囲まで回動する。
【００６７】
Ｙ正方向支持体１６０から正電荷が除かれると、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４から正電荷が除かれ、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４と第３のＹ負方向接地電極１８３、第４のＹ負方向接地電極１８４、第３のＹ正方向接地電極１９３、第４のＹ正方向接地電極１９４との間に生じていた電位差が無くなる。これにより両者の間に生じていた静電力が消滅する。このとき、変形していたＹ正方向弾性部１９６及びＹ負方向弾性部１８６の復元力により、可動体１１０はスキャナ表面と平行な位置に戻る。
【００６８】
Ｙ負方向支持体１７０に正電荷が印加されると、Ｙ正方向支持体１６０に印加したときと同様に、第１から第４のＹ負方向駆動電極１７１、１７２、１７３、１７４と第１のＹ負方向接地電極１８１、第２のＹ負方向接地電極１８２、第１のＹ正方向接地電極１９１、第２のＹ正方向接地電極１９２との間に各々電位差が発生して、Ｙ方向支持体１６０、１７０及び可動体１１０がＹ方向支持体１６０、１７０の軸を中心に回動する。このとき、Ｙ方向支持体１６０、１７０及び可動体１１０は、Ｙ正方向支持体１６０に正電荷を印加したときとは反対方向、すなわちＹ軸反時計回りに回動する。
【００６９】
Ｙ負方向支持体１７０から正電荷が除かれると、Ｙ正方向支持体１６０と同様に、第１から第４のＹ負方向駆動電極１７１、１７２、１７３、１７４と第１のＹ負方向接地電極１８１、第２のＹ負方向接地電極１８２、第１のＹ正方向接地電極１９１、第２のＹ正方向接地電極１９２との間に生じていた静電力が消滅する。このとき、変形していたＹ正方向弾性部１９６及びＹ負方向弾性部１８６の復元力により、可動体１１０はスキャナ表面と平行な位置に戻る。
【００７０】
これを繰り返すことにより、鏡面１１１がＹ方向支持体１６０、１７０の軸を中心に揺動し、鏡面１１１に照射される光の反射方向を変える。
【００７１】
ところで、エッチング処理等により静電駆動型光スキャナ１００を製造する場合、支持体側および可動体側に形成される各電極の形状に誤差が生じることがある。この誤差により、同じ電位差を与えても各電極間に生じる静電引力に誤差が生じる。このため、電極の配列に規則性をもたせると、静電引力の誤差に規則性が生じることがある。これによって電極の間に生じる各静電引力の間に偏りが生じ、静電駆動型光スキャナ１００を正しく駆動できなくなったり、不要な振動が生じたり、あるいは十分な静電引力が得られない場合がある。本実施形態においては、第１から第４のＸ正方向駆動電極１２１、１２２、１２３、１２４は、可動体１１０の中心を通るいずれの直線に対しても互いに対称とならないように配置される。従って、各電極間に生じる静電引力にバラつきが生じたとしても、静電駆動型光スキャナ１００全体に渡って、その静電引力の誤差が分散されるため、個々の静電駆動型光スキャナ１００の駆動特性のバラつきがなく、かつ安定した駆動特性を持たせることが出来る。第１から第４のＸ正方向接地電極１４１、１４２、１４３、１４４、第１から第４のＸ負方向駆動電極１３１、１３２、１３３、１３４、第１から第４のＹ正方向駆動電極１６１、１６２、１６３、１６４、及び第１から第４のＹ負方向駆動電極１７１、１７２、１７３、１７４についても同様である。
【００７２】
なお、支持体電極に与えられる電荷は正電荷でなく、負電荷でも良い。接地電極との間に電位差を生じるものであればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】静電駆動型光スキャナをスキャナ表面から見たときの斜視図である。
【図２】スキャナ裏面から見たときの斜視図である。
【図３】図１のIII−III線における静電駆動型光スキャナの斜視断面図である。
【図４】図３の破線IVで囲んだ部位の斜視部分拡大図である。
【符号の説明】
【００７４】
１００  静電駆動型光スキャナ（静電駆動型アクチュエータ）
１１０  可動体
１２０  Ｘ正方向支持体
１３０  Ｘ負方向支持体
１４０  Ｘ正方向接続体
１５０  Ｘ負方向接続体
１６０  Ｙ正方向支持体
１７０  Ｙ負方向支持体
１８０  Ｙ負方向接続体
１９０  Ｙ正方向接続体
【図１】
2009300818.tif 000003
【図２】
2009300818.tif 000004
【図３】
2009300818.tif 000005
【図４】
2009300818.tif 000006