光偏向器
【課題】 反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる光偏向器を提供する。
【解決手段】 光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１及び第２圧電アクチュエータ５１の駆動で二軸周りに揺動する反射面２ａと、当該揺動を検知する第１検知部７１ｙ及び第２検知部７１ｘを有する第１支持部４とを備える。第２圧電アクチュエータ５１には、第１圧電アクチュエータ３１に導通する第１駆動配線Ｗｙと、第２圧電アクチュエータ５１に導通する第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅと、第１検知部７１ｙに導通する第１検知配線Ｗｍｙと、第２検知部７１ｘに導通する第２検知配線Ｗｍｘと、第１接地線Ｗｇｙとが並行に配置される。第１接地線Ｗｇｙは、第１駆動配線Ｗｙ及び第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅと、第１検知配線Ｗｍｙ及び第２検知配線Ｗｍｘとの間に配置される。
【解決手段】 光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１及び第２圧電アクチュエータ５１の駆動で二軸周りに揺動する反射面２ａと、当該揺動を検知する第１検知部７１ｙ及び第２検知部７１ｘを有する第１支持部４とを備える。第２圧電アクチュエータ５１には、第１圧電アクチュエータ３１に導通する第１駆動配線Ｗｙと、第２圧電アクチュエータ５１に導通する第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅと、第１検知部７１ｙに導通する第１検知配線Ｗｍｙと、第２検知部７１ｘに導通する第２検知配線Ｗｍｘと、第１接地線Ｗｇｙとが並行に配置される。第１接地線Ｗｇｙは、第１駆動配線Ｗｙ及び第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅと、第１検知配線Ｗｍｙ及び第２検知配線Ｗｍｘとの間に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面を二軸周りに揺動可能な光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射面を有するミラー部と、一対の第１振動子と、第１支持部と、一対の第２振動子と、第２支持部とを備えた光偏向器が知られている（特許文献１）。この光偏向器の一対の第１振動子は、ミラー部を介して対向するように、ミラー部の端部とそれぞれ連結される。第１支持部は、一対の第１振動子及びミラー部の外周を囲むように、一対の第１振動子と連結される。一対の第２振動子は、第１支持部を介して対向するように、第１支持部とそれぞれ連結される。第２支持部は、一対の第２振動子及び第１支持部の外周を囲うように、一対の第２振動子と連結される。
【０００３】
第１振動子は、第１振動子の中心軸に垂直な軸に平行な複数の振動板が、同一平面上で折り返し連結されたミアンダ形状に形成される。また、第２振動子は、第２振動子の中心軸に垂直な軸に平行な複数の振動板が、同一平面上で折り返し連結されたミアンダ形状に形成される。
【０００４】
これらの第１振動子及び第２振動子を構成する複数の振動板上には、それぞれドライブ素子とモニター素子が配置される。ドライブ素子は、各振動板を圧電駆動により屈曲変形するための圧電素子である。モニター素子は、各振動板の屈曲変形の変形量を検知するための圧電素子である。これらの圧電素子は、それぞれ下部電極、圧電体及び上部電極を積層して形成される。
【０００５】
このような光偏向器では、第１振動子及び第２振動子のドライブ素子により各振動板が屈曲変形することで、反射面を第１軸と第２軸の二軸周りに揺動できる。また、このような光偏向器では、圧電駆動されているときの各振動板の屈曲変形の実際の変形量をモニター素子により検知する。光偏向器は、実際の変形量をフィードバックすることにより、圧電駆動の制御の精度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の光偏向器では、第１振動子及び第２振動子を構成する複数の振動板上に、ドライブ素子に加えてモニター素子が配置されている。このため、ドライブ素子が振動板上で占める面積が減る。これによって、光偏向器は、モニター素子を配置しないものに比べて複数の振動板を屈曲させる力が少なくなり、ミラー部の反射面の回転角が減少する。
【０００８】
このため、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、この揺動を検知できるようにすることが望まれている。反射面を揺動させるときに、第１振動子と第２振動子が連結されている第１支持部には、それぞれの振動子の圧電駆動による振動が伝達される。従って、第１支持部にモニター素子を配置することが考えられる。この場合には、第１振動子及び第２振動子にモニター素子の配置が不要となり、ドライブ素子が振動板上で充分な面積を占めることができる。
【０００９】
このとき、第１支持部に配置されたモニター素子の検出した信号を取得する必要があるので、当該モニター素子と第２支持部上に配置された電極パッドとを電気的に接続するために、第２振動子上にモニター素子用の配線を配置する必要がある。このため、第２振動子の各振動板上には、反射面を第１軸周りに揺動させるための駆動用配線と、反射面を第２軸周りに揺動させるための駆動用配線と、反射面を第１軸周りに揺動させるときの振動板の変形量を検知するための検知用配線と、反射面を第２軸周りに揺動させるときの振動板の変形量を検知するための検知用配線とを並行に配置することとなる。
【００１０】
近年、このような光偏向器は、搭載する機器の小型化に伴い更なる小型化が要求されており、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして製造されることが一般的である。このため、第２振動子の振動板は非常に細く（例えば、数百μｍ）形成される。従って、駆動用配線と検知用配線との間に充分な間隔を設けることが難しく、駆動用配線と検知用配線との間の混信（所謂クロストーク）が問題となる可能性がある。例えば、モニター素子によって検知した信号に駆動用の信号が混信すると、適切なフィードバックが行えず、ひいては圧電駆動の制御の精度が低下してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる光偏向器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、反射面を有するミラー部と、該ミラー部を支持する第１支持部と、一端が前記ミラー部に、他端が前記第１支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記ミラー部を前記第１支持部に対して第１軸周りに揺動させる第１圧電アクチュエータと、前記第１支持部を支持する第２支持部と、一端が前記第１支持部に、他端が前記第２支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記第１支持部を前記第２支持部に対して前記第１軸と交差する第２軸周りに揺動させる第２圧電アクチュエータとを備えた光偏向器であって、前記第１支持部には、前記第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動、及び前記第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動を検知する検知用圧電素子とが配置されており、前記第２支持部には、当該光偏向器の外部と電気的に接続するための接続部を備え、前記第２圧電アクチュエータには、前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、前記検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する検知配線と、基準電位点に接続された接地線とが並行に配置され、前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記検知配線との間に配置されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１圧電アクチュエータの圧電駆動によりミラー部が第１軸周りに揺動すると共に、第２圧電アクチュエータの圧電駆動により第１支持部が第２軸周りに揺動することで、反射面を二軸周りに揺動する。第１支持部には、第１圧電アクチュエータと第２圧電アクチュエータとが連結されているため、これらの圧電アクチュエータの圧電駆動による振動が伝達される。これらの振動すなわち、第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動と、第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動は、第１支持部に配置されている検知用圧電素子で検知される。
【００１４】
このため、第１圧電アクチュエータ及び第２圧電アクチュエータには、検知用圧電素子を設けなくてよい。これにより、光偏向器は、圧電アクチュエータ（特許文献１における振動子に相当）にモニター素子が配置されたものに比べて、反射面の大きな回転角が得られる。
【００１５】
また、接地線が、圧電駆動用の配線である第１駆動配線及び第２駆動配線と検知用の配線である検知配線との間に配置されるので、接地線を設けない場合に比べて圧電駆動用の配線と検知用の配線との距離が長くなる。これにより、圧電駆動用の配線を通る信号が検知用の配線を通る信号に与える影響（混信）を低減できる。更に、基準電位点に接続（接地）された接地線が間に配置されることで、混信をシールドする効果が得られ、圧電駆動用の配線を通る信号が検知用の配線を通る信号に与える影響を無視できる程度に低減できる。
【００１６】
従って、この光偏向器は、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【００１７】
本発明において、前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させ、前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置されることが好ましい。
【００１８】
特に、このような反射面を二軸周りに揺動する光偏向器は、プロジェクタ等に用いられ、二次元走査面の水平方向と垂直方向の二次元方向に走査するような用途に用いられることが考えられる。この場合には、水平方向に走査した後に予め定められた解像度分だけ垂直方向に反射面を傾けた後、再度水平方向に走査することを繰り返すことで、走査面全体を走査する。このため、この例では、水平方向を走査する周波数は垂直方向を走査する周波数より高くなるように、これらの周波数は異なるものとなる。
【００１９】
このように、当該光偏向器を上記のような用途に用いられる場合には、反射面を、第２軸周りに揺動するときの第２周波数よりも高い第１周波数で第１軸周りに揺動させることがある。配線間の混信は、周波数が高くなるほど発生しやすいので、第１周波数でミラー部を揺動させる第１圧電アクチュエータに電圧を印加する第１駆動配線の方が、第２周波数でミラー部を揺動させる第２圧電アクチュエータに電圧を印加する第２駆動配線よりも周りの配線に影響を与える（混信させる）可能性が高くなる。
【００２０】
このため、第１駆動配線と接地線との間に第２駆動配線を配置することで、接地線の第２駆動配線とは反対側に配置された検知配線と第１駆動配線との間の距離を確保し、第１駆動配線を通る信号が第１検知配線を通る信号に与える影響を低減できる。
【００２１】
本発明において、前記検知用圧電素子の出力信号を、前記第１振動による第１信号と前記第２振動による第２信号とに分離する周波数フィルタを備えることが好ましい。第１支持部は、第１振動及び第２振動が伝達されるので、第１支持部に配置された検知用圧電素子は、第１信号と第２信号が重畳された信号を出力する。周波数フィルタは、この重畳されて出力された信号を第１信号と第２信号に分離できる。すなわち、本発明の光偏向器は、第１圧電アクチュエータによる揺動と、第２圧電アクチュエータによる揺動とを分離して検知できる。このため、光偏向器は、第１圧電アクチュエータへのフィードバックと第２圧電アクチュエータへのフィードバックとを独立して制御でき、より精度良く光偏向器の反射面の揺動を制御できる。
【００２２】
本発明において、前記第２圧電アクチュエータは、駆動電圧が印加されることにより屈曲変形する圧電体と、前記圧電体を支持し、該圧電体が屈曲変形するときに共に屈曲変形する複数の圧電カンチレバーとを備え、前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成されることが好ましい。
【００２３】
これにより、各圧電カンチレバーの屈曲変形の変形量が小さい場合であっても、複数の圧電カンチレバーのそれぞれの屈曲変形が累積されることで第１支持部を大きく揺動させることができ、ひいては反射面を大きく揺動させることができる。
【００２４】
また、第２圧電アクチュエータが上記のように構成されることで、第２圧電アクチュエータに配置される各配線（第１駆動配線、第２駆動配線、検知配線及び接地線）が長くなる。配線が並行に並んでいる距離が長いほど、配線間の混信が発生しやすくなる。しかしながら、当該光偏向器は、接地線が圧電駆動用の配線と検知用の配線との間に配置されているので、配線間の混信の影響を無視できる程度に低減できる。
【００２５】
このようにして、反射部の回転角を大きくする（もしくは減少をより効果的に抑制する）ために屈曲変形を累積するように圧電カンチレバーを構成した場合であっても、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【００２６】
本発明において、前記検知用圧電素子は、前記第１振動を検知する第１検知用圧電素子と前記第２振動を検知する第２検知用圧電素子とで構成され、前記検知配線は、前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線とで構成され、前記接地線の隣に前記第１検知配線を配置し、該第１検知配線の隣りに前記第２検知配線を配置することが好ましい。
【００２７】
これにより、各配線は、「第１駆動配線（高周波数）→第２駆動配線（低周波数）→接地線→第１検知配線（高周波数）→第２検知配線（低周波数）」の並びで配置されることとなる。
【００２８】
低周波数の信号は、高周波数の信号に比べ混信する可能性が低い。仮に混信した場合であっても、高周波数と低周波数の周波数の差が大きい場合（例えば、数十ＫＨｚと数十Ｈｚ）には、低周波数の信号が高周波数の信号に与える影響は無視できる。
【００２９】
上記のように、高周波数の信号を検知する第１検知配線を、低周波数の信号を検知する第２検知配線よりも駆動配線側に配置しているため、低周波数の信号が印加される第２駆動配線が第２検知配線に与える影響を、第１検知配線により低減でき、仮に第１検知配線に対して混信した場合であっても、その影響は無視できる程度のものとなる。これにより、第１検知用圧電素子及び第２検知用圧電素子は、より精度の高い検知ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の光偏向器の構成を示す図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿う端面図。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う端面において左側を示す図。
【図４】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う端面において右側を示す図。
【図５】（ａ）は光偏向器の圧電アクチュエータが作動していない状態を示し、（ｂ）は圧電アクチュエータが作動している状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態の光偏向器の構成について説明する。本実施形態の光偏向器１は、ミラー部２と、一対の第１圧電アクチュエータ３１，３２と、第１支持部４と、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２と、第２支持部６とを備える。
【００３２】
ミラー部２は、入射した光を反射する円形の反射面２ａと、反射面２ａを支持する円形の反射面支持体２ｂとを備える。反射面２ａは、反射面支持体２ｂ上の金属薄膜（本実施形態では一層の金属薄膜）を半導体プレーナプロセスを用いて形状加工して形成されている。金属薄膜の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が用いられる。
【００３３】
金属薄膜の厚みは、例えば１００〜５００ｎｍ程度とする。金属薄膜は、例えば、スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により成膜する。反射面支持体２ｂは、シリコン基板で構成される。反射面支持体２ｂには、その両端から外側へ延びた一対のトーションバー２１，２２が連結されている。
【００３４】
第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが半円弧形状に形成され、互いにミラー部２を囲むように空隙を隔てて配置されている。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれの一方の端部が一方のトーションバー２１を挟んで対向して配置され、それぞれの他方の端部が他方のトーションバー２２を挟んで対向して配置されている。
【００３５】
第１支持部４は、矩形の枠形状に形成されており、ミラー部２と第１圧電アクチュエータ３１，３２とを囲むように設けられている。第１支持部４は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の円弧部の中心位置の外側に連結されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２を介してミラー部２を支持している。
【００３６】
第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａを備える。詳細には、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの一方の第１圧電アクチュエータ３１が一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを備え、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの他方の第１圧電アクチュエータ３２が他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを備える。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの屈曲変形により、トーションバー２１，２２を介して、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動可能となっている。
【００３７】
第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１支持部４を挟んで対向して配置されている。第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それらの先端部が、第１支持部４のトーションバー２１，２２と直交する方向の一対の両側にそれぞれ連結されている。
【００３８】
第２支持部６は、矩形の枠形状に形成されており、第１支持部４と第２圧電アクチュエータ５１，５２とを囲むように設けられている。第２支持部６には、第２圧電アクチュエータ５１，５２の、第１支持部４と連結されていない側の一対の他端がそれぞれ連結されている。これにより、第２支持部６は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を介して第１支持部４を支持している。
【００３９】
第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄを備える。詳細には、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの一方の第２圧電アクチュエータ５１は、４つの圧電カンチレバーからなる一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄで構成される。また、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの他方の第２圧電アクチュエータ５２は、４つの圧電カンチレバーからなる他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄで構成される。
【００４０】
一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄは、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ（第１軸Ｙに直交する軸。但し、正確に直交している必要はない。）周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。
【００４１】
他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄは、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄと同様に、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。
【００４２】
このように、一方の第２圧電アクチュエータ５１及び他方の第２圧電アクチュエータ５２は、それを形成する一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄが、所謂ミアンダ形状に形成されている。
【００４３】
一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄのうちのミラー部２側（第１支持部４側）に配置されているカンチレバー（以下、「１番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ａ，５２Ａは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「２番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｂ，５２Ｂと連結されていない側のそれぞれの一端が第１支持部４の外周部に連結されている。
【００４４】
同様に、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄのうちの第２支持部６側に配置されている圧電カンチレバー（以下、「４番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｄ，５２Ｄは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「３番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｃ，５２Ｃと連結されていない側のそれぞれの一端が第２支持部６の内周部に連結されている。
【００４５】
これにより、第１支持部４は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの屈曲変形によって、第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動可能となっている。
【００４６】
このように、第２圧電アクチュエータ５１，５２がミアンダ形状に形成され、一端が第１支持部４に連結され、他端が第２支持部６に連結されていることが、本発明における「前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成される」ことに相当する。
【００４７】
以降、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて奇数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａ及び３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃ）を奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃという。
【００４８】
また、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄに含まれるものを一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄに含まれるものを他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃという。
【００４９】
同様に、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて偶数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂ及び４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄ）を偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄという。
【００５０】
また、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄに含まれるものを一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄに含まれるものを他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄという。
【００５１】
図２は、図１の光偏向器１のＩ−Ｉ線端面図を模式的に示した図である。図３は、図１の光偏向器１のＩＩ−ＩＩ線端面図の一方の第２圧電アクチュエータ５１を模式的に示した図である。図４は、図１の光偏向器１のＩＩ−ＩＩ線端面図の他方の第２圧電アクチュエータ５２を模式的に示した図である。但し、図２〜図４では、第２支持部６を省略して示している。
【００５２】
第１圧電アクチュエータ３１，３２を構成する第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａのそれぞれと、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれとは、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造の圧電カンチレバーである。詳細には、圧電カンチレバーは、支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３が積層されており、これらの下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３を囲むように層間絶縁膜Ｍ１が設けられている。そして、層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗが積層され、この上部電極配線Ｗを囲むようにパッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００５３】
ここで、上部電極配線Ｗは、第１駆動配線Ｗｙ、第２駆動奇数配線Ｗｏ、第２駆動偶数配線Ｗｅ、第１検知配線Ｗｍｙ、第２検知配線Ｗｍｘ、第１接地線Ｗｇｙ、及び第２接地線Ｗｇｘがあり、これらを特に区別する必要が無いときは、上部電極配線Ｗという。ここで、「第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅ」が本発明における「第２駆動配線」に相当し、「第１接地線Ｗｇｙ」が本発明における「接地線」に相当する。
【００５４】
これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの圧電体Ｌ２は、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加されることで、圧電駆動により屈曲変形する。これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄは、圧電体Ｌ２の屈曲変形に伴って屈曲変形する。
【００５５】
なお、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれの隣り合う圧電カンチレバーの連結部は、その隣り合う圧電カンチレバーのそれぞれの支持体Ｂを一体に連結した部分となっている。この連結部には圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３の層は設けられていない。
【００５６】
第１支持部４には、第１検知部７１ｙ，７２ｙと、第２検知部７１ｘ，７２ｘとが設けられている。第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１支持部４に、当該第１支持部４の第２軸Ｘに平行な辺（第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの各圧電カンチレバーの長手方向の辺に直交する辺）に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。
【００５７】
第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１支持部４に、当該第１支持部４の第１軸Ｙに平行な辺に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２検知部７１ｘ，７２ｘは、平面的に互いに分離して設けられている。
【００５８】
第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１圧電アクチュエータ３１，３２の圧電駆動によって、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第１振動を検知するためのセンサとして設けられている。第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第２圧電アクチュエータ５１，５２の圧電駆動によって、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第２振動を検知するためのセンサとして設けられている。
【００５９】
第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄと同様に、第１支持部４を構成する支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造になっている。なお、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘにおいても、各圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのように、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００６０】
そして、第１支持部４に第１振動又は第２振動が伝達されることで、第１支持部４が屈曲変形したときに、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２がこの屈曲変形の変形量に応じた電圧を出力する。光偏向器１は、このときの電圧値によって、第１支持部４に伝達された振動を検知することができる。
【００６１】
本実施形態の光偏向器１の第１支持部４は、ミラー部２を第１軸Ｙ周りで揺動しているときには、第２軸Ｘに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第１検知部７１ｙ，７２ｙを当該２辺の中央部に配置している。また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りで揺動しているときには、第１軸Ｙに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第２検知部７１ｘ，７２ｘを当該２辺の中央部に配置している。
【００６２】
本実施形態では、第１検知部７１ｙ，７２ｙ（詳細には、これらの圧電体Ｌ２）が、本発明における第１検知用圧電素子に相当する。また、第２検知部７１ｘ，７２ｘ（詳細には、これらの圧電体Ｌ２）が、本発明における第２検知用圧電素子に相当する。
【００６３】
光偏向器１は、第２支持部６に、下部電極パッド６１ａ，６２ａと、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂと、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃと、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄと、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅと、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆと、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇと、第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈとを備える。
【００６４】
下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの一方の下部電極パッド６１ａは、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの下部電極Ｌ１、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄの下部電極Ｌ１、及び第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの他方の下部電極パッド６２ａは、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの下部電極Ｌ１、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００６５】
このように、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第１圧電アクチュエータ３１，３２、第２圧電アクチュエータ５１，５２、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘで共通の電極パッドとしている。
【００６６】
また、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、当該光偏向器１が搭載される装置の基準電位点に接続（接地）されている。このため、下部電極パッド６１ａ，６２ａに電気的に接続された各下部電極Ｌ１も基準電位点に接続（接地）されることとなる。
【００６７】
第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂのうちの一方の第１上部電極パッド６１ｂは、第１駆動配線Ｗｙを介して一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第１上部電極パッド６２ｂは、第１駆動配線Ｗｙを介して他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００６８】
奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃのうちの一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃは、第２駆動奇数配線Ｗｏを介して一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃは、第２駆動奇数配線Ｗｏを介して他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００６９】
偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄのうちの一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄは、第２駆動偶数配線Ｗｅを介して一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄは、第２駆動偶数配線Ｗｅを介して他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７０】
第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅのうちの一方の第１検知用電極パッド６１ｅは、第１検知配線Ｗｍｙを介して一方の第１検知部７１ｙの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第１検知用電極パッド６２ｅは、第１検知配線Ｗｍｙを介して他方の第１検知部７２ｙの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７１】
第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆのうちの一方の第２検知用電極パッド６１ｆは、第２検知配線Ｗｍｘを介して一方の第２検知部７１ｘの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第２検知用電極パッド６２ｆは、第２検知配線Ｗｍｘを介して他方の第２検知部７２ｘの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７２】
第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇのうちの一方の第１接地線用電極パッド６１ｇは、第１接地線Ｗｇｙを介して一方の第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続され、他方の第１接地線用電極パッド６２ｇは、第１接地線Ｗｇｙを介して他方の第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００７３】
第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈのうちの一方の第２接地線用電極パッド６１ｈは、第２接地線Ｗｇｘを介して一方の第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続され、他方の第２接地線用電極パッド６２ｈは、第２接地線Ｗｇｘを介して他方の第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００７４】
以上のような電気的接続により、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加された場合に、この印加された上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に積層された圧電体Ｌ２が圧電駆動により屈曲変形する。これにより、この屈曲変形した圧電体Ｌ２に応じた支持体Ｂ（圧電カンチレバー）が屈曲変形する。
【００７５】
また後述するように、第１支持部４は、伝達された振動による屈曲変形による圧電効果によって第１検知部７１ｙ，７２ｙから発生した電圧が、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅと下部電極パッド６１ａ，６２ａとの間の電位差として出力される。同様に、この第１支持部４の屈曲変形による圧電効果によって第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生した電圧が、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆと下部電極パッド６１ａ，６２ａとの間の電位差として出力される。
【００７６】
ここで、「下部電極パッド６１ａ，６２ａ、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂ、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃ、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄ、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅ、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆ、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇ、及び第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈ」が本発明における「接続部」に相当する。
【００７７】
なお、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇ及び第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈは、共通の電極パッドで構成してもよい。
【００７８】
以下、上述したような上部電極配線Ｗ、上部電極Ｌ３、圧電体Ｌ２及び下部電極Ｌ１の詳細について説明する。
【００７９】
「一対の下部電極パッド６１ａ，６２ａ」と、「第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１」とは、シリコン基板上の金属薄膜（本実施形態では２層の金属薄膜、以下、下部電極層ともいう）を、半導体プレーナプロセスを用いて形状加工することにより形成される。この金属薄膜の材料としては、例えば、１層目（下層）にはチタン（Ｔｉ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化量が調整された酸化チタン（ＴｉＯｘ）が用いられ、２層目（上層）には白金（Ｐｔ）、ＬａＮｉＯ３又はＳｒＲｕＯ３が用いられる。
【００８０】
この場合、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１は、当該第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの支持体Ｂ上のほぼ全面に形成される。第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１は、当該第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの支持体Ｂ上（各圧電カンチレバーが延在する直線部と連結部とを合わせた全体）のほぼ全面に形成される。
【００８１】
第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第１検知部７１ｙ，７２ｙが配置される部分に形成される。第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第２検知部７１ｘ，７２ｘが配置される部分に形成される。また、第２支持部６の支持体Ｂ上においても同様に、下部電極Ｌ１、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００８２】
そして、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第２支持部６の支持体Ｂ上及び第１支持部４の支持体Ｂ上に形成された下部電極Ｌ１を介して、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１、第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に、導通される。
【００８３】
第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの圧電体Ｌ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、下部電極層上の１層の圧電膜（以下、圧電体層ともいう）を形状加工することにより、それぞれの圧電カンチレバーの下部電極Ｌ１上に互いに分離して形成されている。この圧電膜の材料としては、例えば、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。
【００８４】
この場合、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの圧電体Ｌ２は、当該圧電カンチレバー３１Ａの下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの圧電体Ｌ２は、当該圧電カンチレバー３２Ａの下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの圧電体Ｌ２は、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの延在部分（直線部）において、下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。一方の第１検知部７１ｙの圧電体Ｌ２は、当該第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１上のミラー部２とは反対側に形成されている。他方の第１検知部７２ｙの圧電体Ｌ２は、当該第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１上のミラー部２側に形成されている。一方の第２検知部７１ｘの圧電体Ｌ２は、当該第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１上の１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ側に形成されている。他方の第２検知部７２ｘの圧電体Ｌ２は、当該第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１上の１番目の他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ側に形成されている。
【００８５】
「第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂ、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃ、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄ、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅ、及び第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆ」と、「第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３」と、これらを導通する「上部電極配線Ｗ」とは、半導体プレーナプロセスを用いて、圧電体層上の金属薄膜（本実施形態では１層の金属薄膜。以下、上部電極層ともいう）を形状加工することにより形成されている。この金属薄膜の材料としては、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）、又はアルミ合金（Ａｌ合金）等が用いられる。このとき、上部電極Ｌ３と上部電極配線Ｗとの間には層間絶縁膜Ｍ１が形成される。
【００８６】
第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３は、各圧電カンチレバー毎又は各検知部毎の圧電体Ｌ２上のほぼ全面に形成されている。
【００８７】
偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図３及び図４に示されるように、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第２駆動偶数配線Ｗｅ→第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。
【００８８】
このとき、第２駆動偶数配線Ｗｅは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料（金属等）によって偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂに設けられた第２駆動偶数配線Ｗｅは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【００８９】
また、第２支持部６と４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、第２支持部６の上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）と、４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄに設けられた上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）とを電気的に接続している。
【００９０】
第２支持部６に設けられた上部電極配線Ｗは、第１駆動配線Ｗｙが第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂに、第２駆動奇数配線Ｗｏが奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃに、第２駆動偶数配線Ｗｅが偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄに、第１接地線Ｗｇｙが第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅに、第１検知配線Ｗｍｙが第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆに、第２接地線Ｗｇｘが第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇに、第２検知配線Ｗｍｘが第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈに、それぞれ電気的に接続されている。
【００９１】
３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第２検知配線Ｗｍｘ→第２接地線Ｗｇｘ→第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動偶数配線Ｗｅ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２駆動奇数配線Ｗｏは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。
【００９２】
また、４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄと３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃとの間の連結部、及び同様に、３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃと２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｄと５１Ｃ、５２Ｄと５２Ｃ、５１Ｃと５１Ｂ及び５２Ｃと５２Ｂ）にそれぞれ設けられた上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）を電気的に接続している。
【００９３】
１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第２検知配線Ｗｍｘ→第２接地線Ｗｇｘ→第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２駆動奇数配線Ｗｏは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａに設けられた第２駆動奇数配線Ｗｏは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【００９４】
また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂと１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に第２駆動偶数配線Ｗｅ以外の上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｂと５１Ａ、５２Ｂと５２Ａ）にそれぞれ設けられた上部電極配線（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）とを電気的に接続している。
【００９５】
また、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれに設けられた各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは、当該圧電カンチレバーの長手方向に並行となるようにそれぞれ設けられている。すなわち、各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは、互いがそれぞれ並行に設けられている（配置されている）。このことが、本発明における「前記第２圧電アクチュエータには、前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と、前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線と、基準電位点に接続された接地線とが並行に配置される」ことに相当する。
【００９６】
なお、各隣り合う第２圧電カンチレバーを連結する連結部には、当該連結部の形状に沿うように各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘが、互いに交差しないように間隔を保ったまま配置されている。これらの各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは直線状に形成されていないが、互いの間隔を保ったまま配置されているということより、このような配置に関しても本発明の「並行に配置されている」ことに含むものとする。
【００９７】
また、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄには、「第２検知配線Ｗｍｘ及び第１検知配線Ｗｍｙ」と「第２駆動偶数配線Ｗｅ、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第１駆動配線Ｗｙ」との間に「第１接地線Ｗｇｙ」が設けられている。このことが本発明における「前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記第１検知配線及び前記第２検知配線との間に配置される」ことに相当する。
【００９８】
また、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄには、上部電極配線Ｗが、「第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動偶数配線Ｗｅ及び／又は第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番（又はこの逆順）に配置されている。このことが本発明における「前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置される」ことに相当する。
【００９９】
一方の第２検知部７１ｘに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図３に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側から１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２検知配線Ｗｍｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第２検知部７１ｘの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第２接地線Ｗｇｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。
【０１００】
また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂと１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に第２駆動偶数配線Ｗｅ以外の各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘが設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｂと５１Ａ、５２Ｂと５２Ａ）にそれぞれ設けられた各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘとを電気的に接続している。
【０１０１】
他方の第２検知部７２ｘに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図４に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側から１番目の他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２検知配線Ｗｍｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第２検知部７２ｘの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第２接地線Ｗｇｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。また、第２検知部７１ｘ，７２ｘに設けられた第２検知配線Ｗｍｘ及び第２接地線Ｗｇｘは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０２】
一方の第１検知部７１ｙに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図２に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側からその反対側に向かって「第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第１検知配線Ｗｍｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第１検知部７１ｙの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１接地線Ｗｇｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。
【０１０３】
他方の第１検知部７２ｙに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側からその反対側に向かって「第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第１検知配線Ｗｍｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第１検知部７２ｙの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１接地線Ｗｇｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。また、第１検知部７１ｙ，７２ｙに設けられた第１検知配線Ｗｍｙ及び第１接地線Ｗｇｙは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０４】
第１圧電アクチュエータ３１，３２に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上の一部には、図３及び図４に示されるように第１駆動配線Ｗｙが設けられている。このとき、第１駆動配線Ｗｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって第１圧電アクチュエータ３１，３２の上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１圧電アクチュエータ３１，３２に設けられた第１駆動配線Ｗｙは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０５】
また、パッシベーション膜Ｍ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、上部電極配線Ｗ上に当該上部電極配線Ｗを囲うように形成されている。また、反射面支持体２ｂと、トーションバー２１，２２と、支持体Ｂと、第１支持部４と、第２支持部６とは、複数の層から構成される半導体基板（シリコン基板）を形状加工することにより一体的に形成されている。半導体基板を形状加工する手法としては、フォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術等を利用した半導体プレーナプロセス及びＭＥＭＳプロセスが用いられる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態の光偏向器１が構成されている。なお、このような光偏向器１は、プロジェクタやコピー機等に搭載される。このようなプロジェクタやコピー機等の外部装置が本発明における「光偏向器の外部」に相当する。
【０１０７】
次に、本実施形態の光偏向器１の作動について説明する。まず、第１圧電アクチュエータ３１，３２により、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させる場合について説明する。
【０１０８】
この場合には、光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第１圧電アクチュエータ３１では、一方の第１上部電極パッド６１ｂと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第１電圧Ｖｙ１を印加して、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを駆動させる。また、他方の第１圧電アクチュエータ３２では、他方の第１上部電極パッド６２ｂと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第２電圧Ｖｙ２を印加して、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを駆動させる。ここで、第１電圧Ｖｙ１と第２電圧Ｖｙ２とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。
【０１０９】
このとき、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の揺動用の電圧成分は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａと他方の第１圧電カンチレバー３２Ａとの角度変位が逆方向に発生するように印加する。
【０１１０】
例えば、第１軸Ｙ周りに揺動するときに、一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を上方向に変位させる場合には、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを上方向に変位させる。一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を下方向に変位させるには、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを下方向に変位させる。
【０１１１】
また、他方の第１圧電アクチュエータ３２についても一方の第１圧電アクチュエータ３１と同様に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を上方向に変位させる場合には、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを上方向に変位させる。他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を下方向に変位させるには、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを下方向に変位させる。
【０１１２】
本実施形態の光偏向器１では、「一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を上方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を下方向に変位させること」か、又は「一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を下方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を上方向に変位させること」で、第１軸Ｙ周りで揺動するとき、大きな偏向角を得ている。このように、本実施形態では、ミラー部２を第１軸Ｙ周りに揺動することができ、所定の第１周波数Ｆｙで所定の第１偏向角の光走査をすることができる。このとき、これらの第１圧電アクチュエータ３１，３２では、駆動電圧として第１圧電アクチュエータ３１，３２を含むミラー部２の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加して共振駆動させている。
【０１１３】
次に、第２圧電アクチュエータ５１，５２により、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させる場合について説明する。
【０１１４】
この場合には、光偏向器１は、第２圧電アクチュエータ５１，５２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第３電圧Ｖｘ１を印加して、一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃを駆動させる。これと共に、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第４電圧Ｖｘ２を印加して、一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄを駆動させる。
【０１１５】
更に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第３電圧Ｖｘ１を印加して、他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃを駆動させる。これと共に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第４電圧Ｖｘ２を印加して、他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄを駆動させる。
【０１１６】
ここで、第３電圧Ｖｘ１と第４電圧Ｖｘ２は、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。このとき、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の揺動用の電圧成分は、第２圧電アクチュエータ５１，５２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとの角度変位が、逆方向に発生するように設定される。
【０１１７】
例えば、第２軸Ｘ周りに揺動するとき、第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を上方向（図１に示す方向Ｕ）に変位させる場合には、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを上方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを下方向に変位させる。第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を下方向に変位させるには、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを下方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを上方向に変位させる。
【０１１８】
これにより、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとが、互いに逆方向に屈曲変形する。
【０１１９】
図５は、光偏向器１の一方の第２圧電アクチュエータ５１の作動を示す図である。図５（ａ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動していない状態を示し、図５（ｂ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動している状態を示す。
【０１２０】
図５（ｂ）に示されるように、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄは、第２支持部６と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃは、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に上方向の角度変位が発生している。
【０１２１】
２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂは、３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａは、２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部（第１支持部４と連結している）に上方向の角度変位が発生している。これにより、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、各一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄの屈曲変形の大きさを加算した大きさの角度変位が発生する。
【０１２２】
従って、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動することができ、所定の第２周波数Ｆｘで所定の第２偏向角の光走査をすることができる。このとき、これらの第２圧電アクチュエータ５１，５２では、駆動電圧として第２圧電アクチュエータ５１，５２を含む第１支持部４の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加して共振駆動させることで、より大きな偏向角で光走査することができる。
【０１２３】
また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、上述したように交流電圧を印加する必要はなく、直流電圧を印加してもよい。この場合、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄで発生する屈曲変形の大きさは、直流電圧の大きさに応じて線形的に変化する。従って、例えば交流電圧を印加して圧電カンチレバーを共振駆動させる場合と異なり、直流電圧の大きさを制御することで第２圧電アクチュエータ５１，５２から任意の出力を得ることができる。
【０１２４】
このように、光偏向器１では、第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、駆動電圧として印加した直流電圧の大きさに応じて線形的に偏向角を制御することができるので、任意の速度で任意の偏向角を得ることができる。
【０１２５】
また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれがミアンダ形状に形成されている。これによって、各圧電カンチレバーの屈曲変形が累積されるように形成されている。このため、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて大きな偏向角を得やすい。
【０１２６】
このため、本実施形態では、第１圧電アクチュエータ３１，３２によって揺動する場合には、なるべく大きな偏向角を得るために、第１圧電アクチュエータ３１，３２の上方向又は下方向の変位を変化させる周波数、すなわち第１周波数Ｆｙを、光偏向器１（特に、圧電カンチレバー等）の構造や材料等によって決定される共振周波数になるように設定している。
【０１２７】
また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、ミアンダ形状に形成されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて揺動しやすい。このため、第２周波数Ｆｘは、第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されている。本実施形態では、例えば、第１周波数Ｆｙを３０ｋＨｚ、第２周波数Ｆｘを６０Ｈｚに設定している。
【０１２８】
このように第２周波数Ｆｘは第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されており、これらの周波数で第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を駆動することは、本発明において「前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させる」ことに相当する。
【０１２９】
以上のように、本実施形態の光偏向器１は、ミラー部２を第１軸Ｙ周りに揺動すると共に第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動することで、ミラー部２を様々な角度に駆動させることができ、反射面２ａに入射した光を様々な角度に出射することができる。
【０１３０】
上述したように、本実施形態の光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２の圧電駆動により、ミラー部２及び第１支持部４が第１軸Ｙ及び第２軸Ｘ周りに揺動する。このとき、第１支持部４は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２が連結されているので、振動が伝達される。詳細には、第１支持部４は、ミラー部２を第１軸Ｙに揺動するときに伝達される第１振動と、第１支持部４を第２軸Ｘに揺動するとに伝達される第２振動とが伝達される。
【０１３１】
第１支持部４は、この伝達された振動によって、屈曲変形する。これによって、第１支持部４に設けられた第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２が屈曲変形して、当該圧電体Ｌ２は、この変形量に応じた電圧を発生する。これによって、第１支持部４に伝達された第１振動及び第２振動により、一方の第１検知部７１ｙの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、一方の第１検知用電極パッド６１ｅと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力され、他方の第１検知部７２ｙの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、他方の第１検知用電極パッド６２ｅと他方の下部電極パッド６２ａとの間の電位差として出力される。以下、これらの出力（出力信号）を「第１検知用電極パッド出力電圧」という。
【０１３２】
第１支持部４に伝達された第１振動及び第２振動により、一方の第２検知部７１ｘの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、一方の第２検知用電極パッド６１ｆと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力され、他方の第２検知部７２ｘの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、他方の第２検知用電極パッド６２ｆと他方の下部電極パッド６２ａとの間の電位差として出力される。以下、これらの出力（出力信号）を「第２検知用電極パッド出力電圧」という。
【０１３３】
第１支持部４の屈曲変形は、当該第１支持部４に伝達された振動（第１振動及び第２振動）に応じて発生する。ここで、第１振動に応じて第１検知部７１ｙ，７２ｙ又は第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生する電圧信号を第１信号Ｓｙという。また、第２振動に応じて第１検知部７１ｙ，７２ｙ又は第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生する電圧信号を第２信号Ｓｘという。
【０１３４】
このため、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘの電圧値の変化は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を圧電駆動するために印加される第１電圧Ｖｙ１，第２電圧Ｖｙ２，第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２に応じたものとなる。第１信号Ｓｙの周波数は、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数と同等であり、第２信号Ｓｘの周波数は、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の周波数と同等である。
【０１３５】
第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２から発生する電圧には、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘが混在する。これは、第１支持部４には、第１振動及び第２振動の双方が伝達されるので、第１支持部４の屈曲変形も第１振動及び第２振動の２つの振動の影響を受けて屈曲変形するからである。
【０１３６】
上述したように、第２周波数Ｆｘは、第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されている。すなわち、第２信号Ｓｘは第１信号Ｓｙよりも充分に低い周波数となっている。このため、光偏向器１は、周波数フィルタによって第１信号Ｓｙと第２信号Ｓｘとを分離することで、それぞれの信号を取り出している。詳細には、第１検知用電極パッド出力電圧に高周波帯域を通すハイパスフィルタＦＨを通すことで、第１信号Ｓｙのみを取り出す。第２検知用電極パッド出力電圧に低周波帯域を通すローパスフィルタＦＬを通すことで、第２信号Ｓｘのみを取り出す。
【０１３７】
このようにして取り出された第１信号Ｓｙは、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２を印加することで第１圧電アクチュエータ３１，３２が実際に変位した量（第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの変形量と同等）を表す。同様に、このようにして取り出された第２信号Ｓｘは、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２を印加することで第２圧電アクチュエータ５１，５２が実際に変位した量（第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれの変形量を累積した量と同等）を表す。
【０１３８】
なお、ローパスフィルタＦＬ及びハイパスフィルタＦＨのそれぞれの遮断周波数は、第１信号Ｓｙと第２信号Ｓｘとを充分に分離可能な周波数に設定される。
【０１３９】
本出願人は、上記のように構成された光偏向器１の作動の実験を行った。本実験（以下、「第１実験」という）では、第１圧電アクチュエータ３１，３２に、尖頭値を５Ｖ、周波数が３０ｋＨｚの正弦波からなる交流電圧であり、互いに逆位相に設定されている第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２を印加した。また、第２圧電アクチュエータ５１，５２に、尖頭値を１５Ｖ、周波数が６０Ｈｚの正弦波からなる交流電圧であり、互いに逆位相に設定されている第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２を印加した。
【０１４０】
これにより、第１駆動配線Ｗｙには第１電圧Ｖｙ１又は第２電圧Ｖｙ２が印加され、第２駆動奇数配線Ｗｏには第３電圧Ｖｘ１が印加され、第２駆動偶数配線Ｗｅには第４電圧Ｖｘ２が印加される。従って、ミラー部２は、第１軸Ｙ周りに３０ｋＨｚの周波数で揺動し、第２軸Ｘ周りに６０Ｈｚの周波数で揺動する。
【０１４１】
そして、このミラー部２を揺動させているときに、第１検知用電極パッド出力電圧にハイパスフィルタＦＨを介した信号（以下、「第１測定信号」という）と、第２検知用電極パッド出力電圧にローパスフィルタＦＬを介した信号（以下、「第２測定信号」という）とをオシロスコープ等の測定器により測定した。これにより、第１測定信号は、尖頭値が７７６ｍＶ、周波数が３０ｋＨｚの波形として観測され、第２測定信号は、尖頭値が４４０ｍＶ、周波数が６０Ｈｚの波形として観測された。
【０１４２】
このように、第１測定信号の周波数が第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数と同じであり、第２測定信号の周波数が第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の周波数と同じであることより、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘによりミラー部２の二軸周りの揺動を正しく検知できていることが分かる。
【０１４３】
また、混信の影響を確認するために、第１実験とは別の実験（以下、「第２実験」という）として、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの各上部電極配線Ｗを、本実施形態の配置順とは異ならせ、混信が発生しやすいように、第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとを、互いに隣になり、且つその距離を可能な限り近付けるように配置して実験を行った。上部電極配線Ｗの配置以外の条件は上記実験と同じである。この場合、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形として観測された。
【０１４４】
また、更に別の実験（以下、「第３実験」という）として、第２実験の構造において、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数を４０ｋＨｚに変更して実験を行った。それ以外の条件は第２実験と同じである。この場合、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形として観測された。
【０１４５】
上述したとおり、第１圧電アクチュエータ３１，３２は、第２圧電アクチュエータ５１，５２とは異なり、圧電カンチレバーの屈曲変形を累積するようなミアンダ形状に形成されていないため、ミラー部２を揺動させるに充分な偏向角を得るためには、第１圧電アクチュエータ３１，３２を含むミラー部２の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加することで共振駆動させ、充分な偏向角を得ている。このため、共振周波数とは異なる周波数の電圧を印加することで、ミラー部２の第１軸Ｙ周りの揺動はほぼ無くなる。
【０１４６】
第３実験において、ミラー部２が第１軸Ｙ周りに揺動していないにも拘らず、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形、すなわち第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の尖頭値と同じ波形が観測された。このことより、第２実験及び第３実験の構造において、第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとを、互いに隣になり、且つその距離を可能な限り近付けるように配置したことで意図通り混信が発生していることを確認できた。
【０１４７】
これと比較して第１実験では、尖頭値は５Ｖよりも小さい波形が観測されていること等より、第１測定信号及び第２測定信号のいずれも混信していないことが分かった。第１実験に用いられた光偏向器、すなわち本実施形態の光偏向器１では、「第２検知配線Ｗｍｘ及び第１検知配線Ｗｍｙ」と「第２駆動偶数配線Ｗｅ、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第１駆動配線Ｗｙ」との間に「第１接地線Ｗｇｙ」が設けられている。これにより、第１駆動配線Ｗｙに印加される高周波数の電圧が第１検知配線Ｗｍｙを通る信号（電圧、電流等）に与える影響を無視できる程度に低減できる。更に、高周波数の電圧が印加される第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとの間に、低周波数の電圧が印加される第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅ及び第１接地線Ｗｇｙが配置されているので、この間の距離を長くでき、第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１又は第２電圧Ｖｙ２が第１検知配線Ｗｍｙを通る信号（第１検知部７１ｙ，７２ｙの出力）に与える影響を低減できる。
【０１４８】
また、上述したように、本実施形態では、第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２が５［Ｖ］、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅに印加される第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２が１５［Ｖ］に設定されている。このように、電圧値が大きく異なるため、高周波数の５［Ｖ］の電圧信号（第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２）が、低周波数の１５［Ｖ］の電圧信号（第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅに印加される第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２）に与える影響は無視できる程度に小さい。
【０１４９】
仮に、この影響が無視できないような場合には、第１駆動配線Ｗｙと第２駆動奇数配線Ｗｏとの間に、基準電位点に接続された接地線を配置してもよい。更に、第２駆動奇数配線Ｗｏと第２駆動偶数配線Ｗｅとの間に、基準電位点に接続された接地線を配置してもよい。このようにすることで、当該配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ間の距離を確保することによって混信を防止すると共に、接地線により当該配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ間の混信を防止（シールド）することができる。
【０１５０】
また、高周波数（３０ｋＨｚ）の信号を検知する第１検知配線Ｗｍｙを、低周波数（６０Ｈｚ）の信号を検知する第２検知配線Ｗｍｘよりも駆動配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ側に配置しているため、低周波数の信号が印加される第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅが第２検知配線Ｗｍｘに与える影響を、第１検知配線Ｗｍｙより低減できる。仮に第１検知配線Ｗｍｙに対して混信した場合であっても、その影響は無視できる程度のものとなる。これにより、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘは、より精度の高い検知ができる。
【０１５１】
また、本実施形態の光偏向器１では、第１圧電アクチュエータ３１，３２と第２圧電アクチュエータ５１，５２とが連結される第１支持部４に、第１振動を検知する第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２振動を検知する第２検知部７１ｘ，７２ｘとが設けられている。これにより、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２が実際に変位した量を検知できるため、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄに検知用圧電素子を設ける必要がない。
【０１５２】
従って、特許文献１のような圧電アクチュエータの圧電カンチレバーにセンサ素子、本実施形態の第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘを設けたものに比べて、圧電カンチレバー上に占める駆動用の圧電素子（第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ）の面積が減少せず、圧電カンチレバーの屈曲変形の変形量が減少しない。
【０１５３】
以上より、本実施形態の光偏向器１は、反射面２ａを二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面２ａの二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【０１５４】
なお、本実施形態の光偏向器１は、第１検知部７１ｙ，７２ｙを、第１支持部４の第２軸Ｘに平行な辺に沿うように配置し、第２検知部７１ｘ，７２ｘを、第１支持部４の第１軸Ｙに平行な辺に沿うように配置しているが、これに限らない。第１支持部４に伝達される第１振動及び第２振動を検知可能であればどこに配置してもよい。
【０１５５】
また、本実施形態の光偏向器１は、第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２検知部７１ｘ，７２ｘとの２つの検知用圧電素子を設けているがこれに限らず、１つの検知用圧電素子で構成してもよい。この場合であっても、この１つの検知用圧電素子の出力を、ハイパスフィルタＦＨとローパスフィルタＦＬとで、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘに分離すればよい。
【０１５６】
また、本実施形態では、第１軸Ｙと第２軸Ｘとを直交するようにしているが正確に直交する必要はなく、反射面２ａを二軸周りに揺動可能な程度の角度で交差していればよい。
【０１５７】
また、本実施形態の光偏向器１は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を、それぞれ４つの圧電カンチレバーで構成しているが、圧電カンチレバーの数はこれに限られるものではない。同様に、第１圧電アクチュエータ３１，３２を構成している圧電カンチレバーの数も本実施形態のように１つに限られるものではない。
【０１５８】
また、本実施形態の光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２をミラー部２を挟んで対向するように配置し、第１支持部４をミラー部２及び第１圧電アクチュエータ３１，３２を囲むように形成し、第２圧電アクチュエータ５１，５２を第１支持部４を挟んで対向するように配置して第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄをミアンダ形状に形成し、第２支持部６を第１支持部４及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を囲むように形成しているがこれに限らない。
【符号の説明】
【０１５９】
１…光偏向器、２…ミラー部、２ａ…反射面、Ｗｙ…第１駆動配線、Ｗｏ…第２駆動奇数配線（第２駆動配線）、Ｗｅ…第２駆動偶数配線（第２駆動配線）、Ｗｍｙ…第１検知配線、Ｗｍｘ…第２検知配線、Ｗｇｙ…第１接地線（接地線）、３１，３２…第１圧電アクチュエータ、４…第１支持部、５１，５２…第２圧電アクチュエータ、６…第２支持部、６１ａ〜６１ｅ，６２ａ〜６２ｅ…各電極パッド（接続部）、７１ｙ，７２ｙ…第１検知部（第１検知用圧電素子）、７１ｘ，７２ｘ…第２検知部（第２検知用圧電素子）、ＦＬ…ローパスフィルタ（周波数フィルタ）、ＦＨ…ハイパスフィルタ（周波数フィルタ）、Ｙ…第１軸、Ｘ…第２軸、Ｆｙ…第１周波数、Ｆｘ…第２周波数、Ｓｙ…第１信号、Ｓｘ…第２信号。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射面を二軸周りに揺動可能な光偏向器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、反射面を有するミラー部と、一対の第１振動子と、第１支持部と、一対の第２振動子と、第２支持部とを備えた光偏向器が知られている（特許文献１）。この光偏向器の一対の第１振動子は、ミラー部を介して対向するように、ミラー部の端部とそれぞれ連結される。第１支持部は、一対の第１振動子及びミラー部の外周を囲むように、一対の第１振動子と連結される。一対の第２振動子は、第１支持部を介して対向するように、第１支持部とそれぞれ連結される。第２支持部は、一対の第２振動子及び第１支持部の外周を囲うように、一対の第２振動子と連結される。
【０００３】
第１振動子は、第１振動子の中心軸に垂直な軸に平行な複数の振動板が、同一平面上で折り返し連結されたミアンダ形状に形成される。また、第２振動子は、第２振動子の中心軸に垂直な軸に平行な複数の振動板が、同一平面上で折り返し連結されたミアンダ形状に形成される。
【０００４】
これらの第１振動子及び第２振動子を構成する複数の振動板上には、それぞれドライブ素子とモニター素子が配置される。ドライブ素子は、各振動板を圧電駆動により屈曲変形するための圧電素子である。モニター素子は、各振動板の屈曲変形の変形量を検知するための圧電素子である。これらの圧電素子は、それぞれ下部電極、圧電体及び上部電極を積層して形成される。
【０００５】
このような光偏向器では、第１振動子及び第２振動子のドライブ素子により各振動板が屈曲変形することで、反射面を第１軸と第２軸の二軸周りに揺動できる。また、このような光偏向器では、圧電駆動されているときの各振動板の屈曲変形の実際の変形量をモニター素子により検知する。光偏向器は、実際の変形量をフィードバックすることにより、圧電駆動の制御の精度を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２２４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の光偏向器では、第１振動子及び第２振動子を構成する複数の振動板上に、ドライブ素子に加えてモニター素子が配置されている。このため、ドライブ素子が振動板上で占める面積が減る。これによって、光偏向器は、モニター素子を配置しないものに比べて複数の振動板を屈曲させる力が少なくなり、ミラー部の反射面の回転角が減少する。
【０００８】
このため、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、この揺動を検知できるようにすることが望まれている。反射面を揺動させるときに、第１振動子と第２振動子が連結されている第１支持部には、それぞれの振動子の圧電駆動による振動が伝達される。従って、第１支持部にモニター素子を配置することが考えられる。この場合には、第１振動子及び第２振動子にモニター素子の配置が不要となり、ドライブ素子が振動板上で充分な面積を占めることができる。
【０００９】
このとき、第１支持部に配置されたモニター素子の検出した信号を取得する必要があるので、当該モニター素子と第２支持部上に配置された電極パッドとを電気的に接続するために、第２振動子上にモニター素子用の配線を配置する必要がある。このため、第２振動子の各振動板上には、反射面を第１軸周りに揺動させるための駆動用配線と、反射面を第２軸周りに揺動させるための駆動用配線と、反射面を第１軸周りに揺動させるときの振動板の変形量を検知するための検知用配線と、反射面を第２軸周りに揺動させるときの振動板の変形量を検知するための検知用配線とを並行に配置することとなる。
【００１０】
近年、このような光偏向器は、搭載する機器の小型化に伴い更なる小型化が要求されており、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして製造されることが一般的である。このため、第２振動子の振動板は非常に細く（例えば、数百μｍ）形成される。従って、駆動用配線と検知用配線との間に充分な間隔を設けることが難しく、駆動用配線と検知用配線との間の混信（所謂クロストーク）が問題となる可能性がある。例えば、モニター素子によって検知した信号に駆動用の信号が混信すると、適切なフィードバックが行えず、ひいては圧電駆動の制御の精度が低下してしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる光偏向器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、反射面を有するミラー部と、該ミラー部を支持する第１支持部と、一端が前記ミラー部に、他端が前記第１支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記ミラー部を前記第１支持部に対して第１軸周りに揺動させる第１圧電アクチュエータと、前記第１支持部を支持する第２支持部と、一端が前記第１支持部に、他端が前記第２支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記第１支持部を前記第２支持部に対して前記第１軸と交差する第２軸周りに揺動させる第２圧電アクチュエータとを備えた光偏向器であって、前記第１支持部には、前記第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動、及び前記第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動を検知する検知用圧電素子とが配置されており、前記第２支持部には、当該光偏向器の外部と電気的に接続するための接続部を備え、前記第２圧電アクチュエータには、前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、前記検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する検知配線と、基準電位点に接続された接地線とが並行に配置され、前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記検知配線との間に配置されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、第１圧電アクチュエータの圧電駆動によりミラー部が第１軸周りに揺動すると共に、第２圧電アクチュエータの圧電駆動により第１支持部が第２軸周りに揺動することで、反射面を二軸周りに揺動する。第１支持部には、第１圧電アクチュエータと第２圧電アクチュエータとが連結されているため、これらの圧電アクチュエータの圧電駆動による振動が伝達される。これらの振動すなわち、第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動と、第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動は、第１支持部に配置されている検知用圧電素子で検知される。
【００１４】
このため、第１圧電アクチュエータ及び第２圧電アクチュエータには、検知用圧電素子を設けなくてよい。これにより、光偏向器は、圧電アクチュエータ（特許文献１における振動子に相当）にモニター素子が配置されたものに比べて、反射面の大きな回転角が得られる。
【００１５】
また、接地線が、圧電駆動用の配線である第１駆動配線及び第２駆動配線と検知用の配線である検知配線との間に配置されるので、接地線を設けない場合に比べて圧電駆動用の配線と検知用の配線との距離が長くなる。これにより、圧電駆動用の配線を通る信号が検知用の配線を通る信号に与える影響（混信）を低減できる。更に、基準電位点に接続（接地）された接地線が間に配置されることで、混信をシールドする効果が得られ、圧電駆動用の配線を通る信号が検知用の配線を通る信号に与える影響を無視できる程度に低減できる。
【００１６】
従って、この光偏向器は、反射面を二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【００１７】
本発明において、前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させ、前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置されることが好ましい。
【００１８】
特に、このような反射面を二軸周りに揺動する光偏向器は、プロジェクタ等に用いられ、二次元走査面の水平方向と垂直方向の二次元方向に走査するような用途に用いられることが考えられる。この場合には、水平方向に走査した後に予め定められた解像度分だけ垂直方向に反射面を傾けた後、再度水平方向に走査することを繰り返すことで、走査面全体を走査する。このため、この例では、水平方向を走査する周波数は垂直方向を走査する周波数より高くなるように、これらの周波数は異なるものとなる。
【００１９】
このように、当該光偏向器を上記のような用途に用いられる場合には、反射面を、第２軸周りに揺動するときの第２周波数よりも高い第１周波数で第１軸周りに揺動させることがある。配線間の混信は、周波数が高くなるほど発生しやすいので、第１周波数でミラー部を揺動させる第１圧電アクチュエータに電圧を印加する第１駆動配線の方が、第２周波数でミラー部を揺動させる第２圧電アクチュエータに電圧を印加する第２駆動配線よりも周りの配線に影響を与える（混信させる）可能性が高くなる。
【００２０】
このため、第１駆動配線と接地線との間に第２駆動配線を配置することで、接地線の第２駆動配線とは反対側に配置された検知配線と第１駆動配線との間の距離を確保し、第１駆動配線を通る信号が第１検知配線を通る信号に与える影響を低減できる。
【００２１】
本発明において、前記検知用圧電素子の出力信号を、前記第１振動による第１信号と前記第２振動による第２信号とに分離する周波数フィルタを備えることが好ましい。第１支持部は、第１振動及び第２振動が伝達されるので、第１支持部に配置された検知用圧電素子は、第１信号と第２信号が重畳された信号を出力する。周波数フィルタは、この重畳されて出力された信号を第１信号と第２信号に分離できる。すなわち、本発明の光偏向器は、第１圧電アクチュエータによる揺動と、第２圧電アクチュエータによる揺動とを分離して検知できる。このため、光偏向器は、第１圧電アクチュエータへのフィードバックと第２圧電アクチュエータへのフィードバックとを独立して制御でき、より精度良く光偏向器の反射面の揺動を制御できる。
【００２２】
本発明において、前記第２圧電アクチュエータは、駆動電圧が印加されることにより屈曲変形する圧電体と、前記圧電体を支持し、該圧電体が屈曲変形するときに共に屈曲変形する複数の圧電カンチレバーとを備え、前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成されることが好ましい。
【００２３】
これにより、各圧電カンチレバーの屈曲変形の変形量が小さい場合であっても、複数の圧電カンチレバーのそれぞれの屈曲変形が累積されることで第１支持部を大きく揺動させることができ、ひいては反射面を大きく揺動させることができる。
【００２４】
また、第２圧電アクチュエータが上記のように構成されることで、第２圧電アクチュエータに配置される各配線（第１駆動配線、第２駆動配線、検知配線及び接地線）が長くなる。配線が並行に並んでいる距離が長いほど、配線間の混信が発生しやすくなる。しかしながら、当該光偏向器は、接地線が圧電駆動用の配線と検知用の配線との間に配置されているので、配線間の混信の影響を無視できる程度に低減できる。
【００２５】
このようにして、反射部の回転角を大きくする（もしくは減少をより効果的に抑制する）ために屈曲変形を累積するように圧電カンチレバーを構成した場合であっても、反射面の二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【００２６】
本発明において、前記検知用圧電素子は、前記第１振動を検知する第１検知用圧電素子と前記第２振動を検知する第２検知用圧電素子とで構成され、前記検知配線は、前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線とで構成され、前記接地線の隣に前記第１検知配線を配置し、該第１検知配線の隣りに前記第２検知配線を配置することが好ましい。
【００２７】
これにより、各配線は、「第１駆動配線（高周波数）→第２駆動配線（低周波数）→接地線→第１検知配線（高周波数）→第２検知配線（低周波数）」の並びで配置されることとなる。
【００２８】
低周波数の信号は、高周波数の信号に比べ混信する可能性が低い。仮に混信した場合であっても、高周波数と低周波数の周波数の差が大きい場合（例えば、数十ＫＨｚと数十Ｈｚ）には、低周波数の信号が高周波数の信号に与える影響は無視できる。
【００２９】
上記のように、高周波数の信号を検知する第１検知配線を、低周波数の信号を検知する第２検知配線よりも駆動配線側に配置しているため、低周波数の信号が印加される第２駆動配線が第２検知配線に与える影響を、第１検知配線により低減でき、仮に第１検知配線に対して混信した場合であっても、その影響は無視できる程度のものとなる。これにより、第１検知用圧電素子及び第２検知用圧電素子は、より精度の高い検知ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の光偏向器の構成を示す図。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿う端面図。
【図３】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う端面において左側を示す図。
【図４】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う端面において右側を示す図。
【図５】（ａ）は光偏向器の圧電アクチュエータが作動していない状態を示し、（ｂ）は圧電アクチュエータが作動している状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施形態の光偏向器の構成について説明する。本実施形態の光偏向器１は、ミラー部２と、一対の第１圧電アクチュエータ３１，３２と、第１支持部４と、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２と、第２支持部６とを備える。
【００３２】
ミラー部２は、入射した光を反射する円形の反射面２ａと、反射面２ａを支持する円形の反射面支持体２ｂとを備える。反射面２ａは、反射面支持体２ｂ上の金属薄膜（本実施形態では一層の金属薄膜）を半導体プレーナプロセスを用いて形状加工して形成されている。金属薄膜の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）等が用いられる。
【００３３】
金属薄膜の厚みは、例えば１００〜５００ｎｍ程度とする。金属薄膜は、例えば、スパッタ法、電子ビーム蒸着法等により成膜する。反射面支持体２ｂは、シリコン基板で構成される。反射面支持体２ｂには、その両端から外側へ延びた一対のトーションバー２１，２２が連結されている。
【００３４】
第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが半円弧形状に形成され、互いにミラー部２を囲むように空隙を隔てて配置されている。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれの一方の端部が一方のトーションバー２１を挟んで対向して配置され、それぞれの他方の端部が他方のトーションバー２２を挟んで対向して配置されている。
【００３５】
第１支持部４は、矩形の枠形状に形成されており、ミラー部２と第１圧電アクチュエータ３１，３２とを囲むように設けられている。第１支持部４は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の円弧部の中心位置の外側に連結されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２を介してミラー部２を支持している。
【００３６】
第１圧電アクチュエータ３１，３２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａを備える。詳細には、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの一方の第１圧電アクチュエータ３１が一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを備え、第１圧電アクチュエータ３１，３２のうちの他方の第１圧電アクチュエータ３２が他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを備える。第１圧電アクチュエータ３１，３２は、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの屈曲変形により、トーションバー２１，２２を介して、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動可能となっている。
【００３７】
第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１支持部４を挟んで対向して配置されている。第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それらの先端部が、第１支持部４のトーションバー２１，２２と直交する方向の一対の両側にそれぞれ連結されている。
【００３８】
第２支持部６は、矩形の枠形状に形成されており、第１支持部４と第２圧電アクチュエータ５１，５２とを囲むように設けられている。第２支持部６には、第２圧電アクチュエータ５１，５２の、第１支持部４と連結されていない側の一対の他端がそれぞれ連結されている。これにより、第２支持部６は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を介して第１支持部４を支持している。
【００３９】
第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれが、圧電駆動によって屈曲変形するように構成された第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄを備える。詳細には、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの一方の第２圧電アクチュエータ５１は、４つの圧電カンチレバーからなる一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄで構成される。また、一対の第２圧電アクチュエータ５１，５２のうちの他方の第２圧電アクチュエータ５２は、４つの圧電カンチレバーからなる他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄで構成される。
【００４０】
一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄは、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ（第１軸Ｙに直交する軸。但し、正確に直交している必要はない。）周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。
【００４１】
他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄは、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄと同様に、その長さ方向が同じになるようにそれぞれの両端部が隣り合うと共に、ミラー部２を第２軸Ｘ周りに揺動可能に所定の間隔で並んで配置されている。そして、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄは、隣り合う圧電カンチレバーに対して折り返すように連結されている。
【００４２】
このように、一方の第２圧電アクチュエータ５１及び他方の第２圧電アクチュエータ５２は、それを形成する一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄが、所謂ミアンダ形状に形成されている。
【００４３】
一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄのうちのミラー部２側（第１支持部４側）に配置されているカンチレバー（以下、「１番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ａ，５２Ａは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「２番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｂ，５２Ｂと連結されていない側のそれぞれの一端が第１支持部４の外周部に連結されている。
【００４４】
同様に、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ及び他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄのうちの第２支持部６側に配置されている圧電カンチレバー（以下、「４番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｄ，５２Ｄは、その隣り合う第２圧電カンチレバー（以下、「３番目の第２圧電カンチレバー」という）５１Ｃ，５２Ｃと連結されていない側のそれぞれの一端が第２支持部６の内周部に連結されている。
【００４５】
これにより、第１支持部４は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの屈曲変形によって、第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動可能となっている。
【００４６】
このように、第２圧電アクチュエータ５１，５２がミアンダ形状に形成され、一端が第１支持部４に連結され、他端が第２支持部６に連結されていることが、本発明における「前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成される」ことに相当する。
【００４７】
以降、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて奇数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａ及び３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃ）を奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃという。
【００４８】
また、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄに含まれるものを一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄに含まれるものを他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃという。
【００４９】
同様に、一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのうち、ミラー部２から数えて偶数番目に配置されたそれぞれの圧電カンチレバー（２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂ及び４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄ）を偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄという。
【００５０】
また、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄのうち、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄに含まれるものを一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄといい、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄに含まれるものを他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄという。
【００５１】
図２は、図１の光偏向器１のＩ−Ｉ線端面図を模式的に示した図である。図３は、図１の光偏向器１のＩＩ−ＩＩ線端面図の一方の第２圧電アクチュエータ５１を模式的に示した図である。図４は、図１の光偏向器１のＩＩ−ＩＩ線端面図の他方の第２圧電アクチュエータ５２を模式的に示した図である。但し、図２〜図４では、第２支持部６を省略して示している。
【００５２】
第１圧電アクチュエータ３１，３２を構成する第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａのそれぞれと、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれとは、起歪体（カンチレバー本体）としての支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造の圧電カンチレバーである。詳細には、圧電カンチレバーは、支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３が積層されており、これらの下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２、及び上部電極Ｌ３を囲むように層間絶縁膜Ｍ１が設けられている。そして、層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗが積層され、この上部電極配線Ｗを囲むようにパッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００５３】
ここで、上部電極配線Ｗは、第１駆動配線Ｗｙ、第２駆動奇数配線Ｗｏ、第２駆動偶数配線Ｗｅ、第１検知配線Ｗｍｙ、第２検知配線Ｗｍｘ、第１接地線Ｗｇｙ、及び第２接地線Ｗｇｘがあり、これらを特に区別する必要が無いときは、上部電極配線Ｗという。ここで、「第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅ」が本発明における「第２駆動配線」に相当し、「第１接地線Ｗｇｙ」が本発明における「接地線」に相当する。
【００５４】
これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの圧電体Ｌ２は、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加されることで、圧電駆動により屈曲変形する。これらの圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄは、圧電体Ｌ２の屈曲変形に伴って屈曲変形する。
【００５５】
なお、第２圧電アクチュエータ５１，５２を構成する一対の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれの隣り合う圧電カンチレバーの連結部は、その隣り合う圧電カンチレバーのそれぞれの支持体Ｂを一体に連結した部分となっている。この連結部には圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３の層は設けられていない。
【００５６】
第１支持部４には、第１検知部７１ｙ，７２ｙと、第２検知部７１ｘ，７２ｘとが設けられている。第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１支持部４に、当該第１支持部４の第２軸Ｘに平行な辺（第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの各圧電カンチレバーの長手方向の辺に直交する辺）に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。
【００５７】
第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１支持部４に、当該第１支持部４の第１軸Ｙに平行な辺に沿うように、当該辺の中央部に配置されている。第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２検知部７１ｘ，７２ｘは、平面的に互いに分離して設けられている。
【００５８】
第１検知部７１ｙ，７２ｙは、第１圧電アクチュエータ３１，３２の圧電駆動によって、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第１振動を検知するためのセンサとして設けられている。第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第２圧電アクチュエータ５１，５２の圧電駆動によって、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させるときに、第１支持部４に伝達される第２振動を検知するためのセンサとして設けられている。
【００５９】
第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘは、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄと同様に、第１支持部４を構成する支持体Ｂの層上に、下部電極Ｌ１、圧電体Ｌ２及び上部電極Ｌ３を積層した構造になっている。なお、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘにおいても、各圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ，５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのように、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００６０】
そして、第１支持部４に第１振動又は第２振動が伝達されることで、第１支持部４が屈曲変形したときに、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２がこの屈曲変形の変形量に応じた電圧を出力する。光偏向器１は、このときの電圧値によって、第１支持部４に伝達された振動を検知することができる。
【００６１】
本実施形態の光偏向器１の第１支持部４は、ミラー部２を第１軸Ｙ周りで揺動しているときには、第２軸Ｘに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第１検知部７１ｙ，７２ｙを当該２辺の中央部に配置している。また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りで揺動しているときには、第１軸Ｙに平行な２辺のそれぞれの中央部が屈曲変形しやすいことが、予め行なわれた実験によって分かった。このため、第２検知部７１ｘ，７２ｘを当該２辺の中央部に配置している。
【００６２】
本実施形態では、第１検知部７１ｙ，７２ｙ（詳細には、これらの圧電体Ｌ２）が、本発明における第１検知用圧電素子に相当する。また、第２検知部７１ｘ，７２ｘ（詳細には、これらの圧電体Ｌ２）が、本発明における第２検知用圧電素子に相当する。
【００６３】
光偏向器１は、第２支持部６に、下部電極パッド６１ａ，６２ａと、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂと、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃと、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄと、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅと、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆと、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇと、第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈとを備える。
【００６４】
下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの一方の下部電極パッド６１ａは、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの下部電極Ｌ１、一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄの下部電極Ｌ１、及び第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。下部電極パッド６１ａ，６２ａのうちの他方の下部電極パッド６２ａは、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの下部電極Ｌ１、他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００６５】
このように、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第１圧電アクチュエータ３１，３２、第２圧電アクチュエータ５１，５２、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘで共通の電極パッドとしている。
【００６６】
また、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、当該光偏向器１が搭載される装置の基準電位点に接続（接地）されている。このため、下部電極パッド６１ａ，６２ａに電気的に接続された各下部電極Ｌ１も基準電位点に接続（接地）されることとなる。
【００６７】
第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂのうちの一方の第１上部電極パッド６１ｂは、第１駆動配線Ｗｙを介して一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第１上部電極パッド６２ｂは、第１駆動配線Ｗｙを介して他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００６８】
奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃのうちの一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃは、第２駆動奇数配線Ｗｏを介して一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃは、第２駆動奇数配線Ｗｏを介して他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００６９】
偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄのうちの一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄは、第２駆動偶数配線Ｗｅを介して一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄは、第２駆動偶数配線Ｗｅを介して他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７０】
第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅのうちの一方の第１検知用電極パッド６１ｅは、第１検知配線Ｗｍｙを介して一方の第１検知部７１ｙの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第１検知用電極パッド６２ｅは、第１検知配線Ｗｍｙを介して他方の第１検知部７２ｙの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７１】
第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆのうちの一方の第２検知用電極パッド６１ｆは、第２検知配線Ｗｍｘを介して一方の第２検知部７１ｘの上部電極Ｌ３に電気的に接続され、他方の第２検知用電極パッド６２ｆは、第２検知配線Ｗｍｘを介して他方の第２検知部７２ｘの上部電極Ｌ３に電気的に接続されている。
【００７２】
第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇのうちの一方の第１接地線用電極パッド６１ｇは、第１接地線Ｗｇｙを介して一方の第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続され、他方の第１接地線用電極パッド６２ｇは、第１接地線Ｗｇｙを介して他方の第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００７３】
第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈのうちの一方の第２接地線用電極パッド６１ｈは、第２接地線Ｗｇｘを介して一方の第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続され、他方の第２接地線用電極パッド６２ｈは、第２接地線Ｗｇｘを介して他方の第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１に電気的に接続されている。
【００７４】
以上のような電気的接続により、上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に駆動電圧が印加された場合に、この印加された上部電極Ｌ３と下部電極Ｌ１との間に積層された圧電体Ｌ２が圧電駆動により屈曲変形する。これにより、この屈曲変形した圧電体Ｌ２に応じた支持体Ｂ（圧電カンチレバー）が屈曲変形する。
【００７５】
また後述するように、第１支持部４は、伝達された振動による屈曲変形による圧電効果によって第１検知部７１ｙ，７２ｙから発生した電圧が、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅと下部電極パッド６１ａ，６２ａとの間の電位差として出力される。同様に、この第１支持部４の屈曲変形による圧電効果によって第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生した電圧が、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆと下部電極パッド６１ａ，６２ａとの間の電位差として出力される。
【００７６】
ここで、「下部電極パッド６１ａ，６２ａ、第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂ、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃ、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄ、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅ、第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆ、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇ、及び第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈ」が本発明における「接続部」に相当する。
【００７７】
なお、第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇ及び第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈは、共通の電極パッドで構成してもよい。
【００７８】
以下、上述したような上部電極配線Ｗ、上部電極Ｌ３、圧電体Ｌ２及び下部電極Ｌ１の詳細について説明する。
【００７９】
「一対の下部電極パッド６１ａ，６２ａ」と、「第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１」とは、シリコン基板上の金属薄膜（本実施形態では２層の金属薄膜、以下、下部電極層ともいう）を、半導体プレーナプロセスを用いて形状加工することにより形成される。この金属薄膜の材料としては、例えば、１層目（下層）にはチタン（Ｔｉ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）又は酸化量が調整された酸化チタン（ＴｉＯｘ）が用いられ、２層目（上層）には白金（Ｐｔ）、ＬａＮｉＯ３又はＳｒＲｕＯ３が用いられる。
【００８０】
この場合、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１は、当該第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの支持体Ｂ上のほぼ全面に形成される。第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１は、当該第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの支持体Ｂ上（各圧電カンチレバーが延在する直線部と連結部とを合わせた全体）のほぼ全面に形成される。
【００８１】
第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第１検知部７１ｙ，７２ｙが配置される部分に形成される。第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１は、第１支持部４の支持体Ｂ上の第２検知部７１ｘ，７２ｘが配置される部分に形成される。また、第２支持部６の支持体Ｂ上においても同様に、下部電極Ｌ１、層間絶縁膜Ｍ１、上部電極配線Ｗ、パッシベーション膜Ｍ２が設けられている。
【００８２】
そして、下部電極パッド６１ａ，６２ａは、第２支持部６の支持体Ｂ上及び第１支持部４の支持体Ｂ上に形成された下部電極Ｌ１を介して、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの下部電極Ｌ１、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの下部電極Ｌ１、第１検知部７１ｙ，７２ｙの下部電極Ｌ１、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの下部電極Ｌ１に、導通される。
【００８３】
第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの圧電体Ｌ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、下部電極層上の１層の圧電膜（以下、圧電体層ともいう）を形状加工することにより、それぞれの圧電カンチレバーの下部電極Ｌ１上に互いに分離して形成されている。この圧電膜の材料としては、例えば、圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）が用いられる。
【００８４】
この場合、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａの圧電体Ｌ２は、当該圧電カンチレバー３１Ａの下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。他方の第１圧電カンチレバー３２Ａの圧電体Ｌ２は、当該圧電カンチレバー３２Ａの下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの圧電体Ｌ２は、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの延在部分（直線部）において、下部電極Ｌ１上のほぼ全面に形成されている。一方の第１検知部７１ｙの圧電体Ｌ２は、当該第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１上のミラー部２とは反対側に形成されている。他方の第１検知部７２ｙの圧電体Ｌ２は、当該第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１上のミラー部２側に形成されている。一方の第２検知部７１ｘの圧電体Ｌ２は、当該第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１上の１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ側に形成されている。他方の第２検知部７２ｘの圧電体Ｌ２は、当該第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１上の１番目の他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ側に形成されている。
【００８５】
「第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂ、奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃ、偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄ、第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅ、及び第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆ」と、「第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３」と、これらを導通する「上部電極配線Ｗ」とは、半導体プレーナプロセスを用いて、圧電体層上の金属薄膜（本実施形態では１層の金属薄膜。以下、上部電極層ともいう）を形状加工することにより形成されている。この金属薄膜の材料としては、例えば白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、アルミ（Ａｌ）、又はアルミ合金（Ａｌ合金）等が用いられる。このとき、上部電極Ｌ３と上部電極配線Ｗとの間には層間絶縁膜Ｍ１が形成される。
【００８６】
第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ、第１検知部７１ｙ，７２ｙ、及び第２検知部７１ｘ，７２ｘのそれぞれの上部電極Ｌ３は、各圧電カンチレバー毎又は各検知部毎の圧電体Ｌ２上のほぼ全面に形成されている。
【００８７】
偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図３及び図４に示されるように、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第２駆動偶数配線Ｗｅ→第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。
【００８８】
このとき、第２駆動偶数配線Ｗｅは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料（金属等）によって偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂに設けられた第２駆動偶数配線Ｗｅは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【００８９】
また、第２支持部６と４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、第２支持部６の上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）と、４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄに設けられた上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）とを電気的に接続している。
【００９０】
第２支持部６に設けられた上部電極配線Ｗは、第１駆動配線Ｗｙが第１上部電極パッド６１ｂ，６２ｂに、第２駆動奇数配線Ｗｏが奇数用第２上部電極パッド６１ｃ，６２ｃに、第２駆動偶数配線Ｗｅが偶数用第２上部電極パッド６１ｄ，６２ｄに、第１接地線Ｗｇｙが第１検知用電極パッド６１ｅ，６２ｅに、第１検知配線Ｗｍｙが第２検知用電極パッド６１ｆ，６２ｆに、第２接地線Ｗｇｘが第１接地線用電極パッド６１ｇ，６２ｇに、第２検知配線Ｗｍｘが第２接地線用電極パッド６１ｈ，６２ｈに、それぞれ電気的に接続されている。
【００９１】
３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第２検知配線Ｗｍｘ→第２接地線Ｗｇｘ→第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動偶数配線Ｗｅ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２駆動奇数配線Ｗｏは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。
【００９２】
また、４番目の第２圧電カンチレバー５１Ｄ，５２Ｄと３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃとの間の連結部、及び同様に、３番目の第２圧電カンチレバー５１Ｃ，５２Ｃと２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｄと５１Ｃ、５２Ｄと５２Ｃ、５１Ｃと５１Ｂ及び５２Ｃと５２Ｂ）にそれぞれ設けられた上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）を電気的に接続している。
【００９３】
１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、第１支持部４側からその反対側に向かって「第２検知配線Ｗｍｘ→第２接地線Ｗｇｘ→第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２駆動奇数配線Ｗｏは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａに設けられた第２駆動奇数配線Ｗｏは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【００９４】
また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂと１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に第２駆動偶数配線Ｗｅ以外の上部電極配線Ｗ（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）が設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｂと５１Ａ、５２Ｂと５２Ａ）にそれぞれ設けられた上部電極配線（詳細にはＷｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘ）とを電気的に接続している。
【００９５】
また、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれに設けられた各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは、当該圧電カンチレバーの長手方向に並行となるようにそれぞれ設けられている。すなわち、各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは、互いがそれぞれ並行に設けられている（配置されている）。このことが、本発明における「前記第２圧電アクチュエータには、前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と、前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線と、基準電位点に接続された接地線とが並行に配置される」ことに相当する。
【００９６】
なお、各隣り合う第２圧電カンチレバーを連結する連結部には、当該連結部の形状に沿うように各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘが、互いに交差しないように間隔を保ったまま配置されている。これらの各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘは直線状に形成されていないが、互いの間隔を保ったまま配置されているということより、このような配置に関しても本発明の「並行に配置されている」ことに含むものとする。
【００９７】
また、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄには、「第２検知配線Ｗｍｘ及び第１検知配線Ｗｍｙ」と「第２駆動偶数配線Ｗｅ、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第１駆動配線Ｗｙ」との間に「第１接地線Ｗｇｙ」が設けられている。このことが本発明における「前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記第１検知配線及び前記第２検知配線との間に配置される」ことに相当する。
【００９８】
また、各第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄには、上部電極配線Ｗが、「第１接地線Ｗｇｙ→第２駆動偶数配線Ｗｅ及び／又は第２駆動奇数配線Ｗｏ→第１駆動配線Ｗｙ」の順番（又はこの逆順）に配置されている。このことが本発明における「前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置される」ことに相当する。
【００９９】
一方の第２検知部７１ｘに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図３に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側から１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２検知配線Ｗｍｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第２検知部７１ｘの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第２接地線Ｗｇｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第２検知部７１ｘの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。
【０１００】
また、２番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５２Ｂと１番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５２Ａとの間の連結部には、当該連結部に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上に第２駆動偶数配線Ｗｅ以外の各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘが設けられており、当該連結部に隣り合う第２圧電カンチレバー（５１Ｂと５１Ａ、５２Ｂと５２Ａ）にそれぞれ設けられた各上部電極配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｍｙ，Ｗｍｘ，Ｗｇｙ，Ｗｇｘとを電気的に接続している。
【０１０１】
他方の第２検知部７２ｘに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図４に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側から１番目の他方の第２圧電カンチレバー５２Ａ側に向かって「第１駆動配線Ｗｙ→第２接地線Ｗｇｘ→第２検知配線Ｗｍｘ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第２検知配線Ｗｍｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第２検知部７２ｘの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第２接地線Ｗｇｘは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第２検知部７２ｘの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。また、第２検知部７１ｘ，７２ｘに設けられた第２検知配線Ｗｍｘ及び第２接地線Ｗｇｘは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０２】
一方の第１検知部７１ｙに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、図２に示されるように、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側からその反対側に向かって「第１接地線Ｗｇｙ→第１検知配線Ｗｍｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第１検知配線Ｗｍｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第１検知部７１ｙの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１接地線Ｗｇｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって一方の第１検知部７１ｙの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。
【０１０３】
他方の第１検知部７２ｙに設けられた層間絶縁膜Ｍ１上には、上部電極配線Ｗが、ミラー部２側からその反対側に向かって「第１検知配線Ｗｍｙ→第１接地線Ｗｇｙ」の順番に平面的に互いに分離して設けられている。このとき、第１検知配線Ｗｍｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第１検知部７２ｙの上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１接地線Ｗｇｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって他方の第１検知部７２ｙの下部電極Ｌ１と電気的に接続されている。また、第１検知部７１ｙ，７２ｙに設けられた第１検知配線Ｗｍｙ及び第１接地線Ｗｇｙは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０４】
第１圧電アクチュエータ３１，３２に設けられた層間絶縁膜Ｍ１上の一部には、図３及び図４に示されるように第１駆動配線Ｗｙが設けられている。このとき、第１駆動配線Ｗｙは、当該層間絶縁膜Ｍ１に設けられた電極ビア内に配された導通材料によって第１圧電アクチュエータ３１，３２の上部電極Ｌ３と電気的に接続されている。また、第１圧電アクチュエータ３１，３２に設けられた第１駆動配線Ｗｙは、それぞれに対応した電極ビアのところまで設けられており、それ以降は配線が必要ないため設けられていない。
【０１０５】
また、パッシベーション膜Ｍ２は、半導体プレーナプロセスを用いて、上部電極配線Ｗ上に当該上部電極配線Ｗを囲うように形成されている。また、反射面支持体２ｂと、トーションバー２１，２２と、支持体Ｂと、第１支持部４と、第２支持部６とは、複数の層から構成される半導体基板（シリコン基板）を形状加工することにより一体的に形成されている。半導体基板を形状加工する手法としては、フォトリソグラフィ技術やドライエッチング技術等を利用した半導体プレーナプロセス及びＭＥＭＳプロセスが用いられる。
【０１０６】
以上のように、本実施形態の光偏向器１が構成されている。なお、このような光偏向器１は、プロジェクタやコピー機等に搭載される。このようなプロジェクタやコピー機等の外部装置が本発明における「光偏向器の外部」に相当する。
【０１０７】
次に、本実施形態の光偏向器１の作動について説明する。まず、第１圧電アクチュエータ３１，３２により、ミラー部２を第１支持部４に対して第１軸Ｙ周りに揺動させる場合について説明する。
【０１０８】
この場合には、光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第１圧電アクチュエータ３１では、一方の第１上部電極パッド６１ｂと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第１電圧Ｖｙ１を印加して、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを駆動させる。また、他方の第１圧電アクチュエータ３２では、他方の第１上部電極パッド６２ｂと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第２電圧Ｖｙ２を印加して、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを駆動させる。ここで、第１電圧Ｖｙ１と第２電圧Ｖｙ２とは、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。
【０１０９】
このとき、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の揺動用の電圧成分は、第１圧電アクチュエータ３１，３２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａと他方の第１圧電カンチレバー３２Ａとの角度変位が逆方向に発生するように印加する。
【０１１０】
例えば、第１軸Ｙ周りに揺動するときに、一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を上方向に変位させる場合には、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを上方向に変位させる。一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を下方向に変位させるには、一方の第１圧電カンチレバー３１Ａを下方向に変位させる。
【０１１１】
また、他方の第１圧電アクチュエータ３２についても一方の第１圧電アクチュエータ３１と同様に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を上方向に変位させる場合には、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを上方向に変位させる。他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を下方向に変位させるには、他方の第１圧電カンチレバー３２Ａを下方向に変位させる。
【０１１２】
本実施形態の光偏向器１では、「一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を上方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を下方向に変位させること」か、又は「一方の第１圧電アクチュエータ３１の先端部を下方向に変位させると共に、他方の第１圧電アクチュエータ３２の先端部を上方向に変位させること」で、第１軸Ｙ周りで揺動するとき、大きな偏向角を得ている。このように、本実施形態では、ミラー部２を第１軸Ｙ周りに揺動することができ、所定の第１周波数Ｆｙで所定の第１偏向角の光走査をすることができる。このとき、これらの第１圧電アクチュエータ３１，３２では、駆動電圧として第１圧電アクチュエータ３１，３２を含むミラー部２の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加して共振駆動させている。
【０１１３】
次に、第２圧電アクチュエータ５１，５２により、第１支持部４を第２支持部６に対して第２軸Ｘ周りに揺動させる場合について説明する。
【０１１４】
この場合には、光偏向器１は、第２圧電アクチュエータ５１，５２に駆動電圧を印加する。具体的には、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の奇数用第２上部電極パッド６１ｃと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第３電圧Ｖｘ１を印加して、一方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃを駆動させる。これと共に、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、一方の偶数用第２上部電極パッド６１ｄと一方の下部電極パッド６１ａとの間に第４電圧Ｖｘ２を印加して、一方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄを駆動させる。
【０１１５】
更に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の奇数用第２上部電極パッド６２ｃと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第３電圧Ｖｘ１を印加して、他方の奇数番目の第２圧電カンチレバー５２Ａ，５２Ｃを駆動させる。これと共に、他方の第２圧電アクチュエータ５２では、他方の偶数用第２上部電極パッド６２ｄと他方の下部電極パッド６２ａとの間に第４電圧Ｖｘ２を印加して、他方の偶数番目の第２圧電カンチレバー５２Ｂ，５２Ｄを駆動させる。
【０１１６】
ここで、第３電圧Ｖｘ１と第４電圧Ｖｘ２は、互いに逆位相或いは位相のずれた交流電圧（例えば正弦波、ノコギリ波等）である。このとき、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の揺動用の電圧成分は、第２圧電アクチュエータ５１，５２の垂直方向（図１の上方向Ｕ及びその反対の方向である下方向）について、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとの角度変位が、逆方向に発生するように設定される。
【０１１７】
例えば、第２軸Ｘ周りに揺動するとき、第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を上方向（図１に示す方向Ｕ）に変位させる場合には、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを上方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを下方向に変位させる。第２圧電アクチュエータ５１，５２の先端部を下方向に変位させるには、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃを下方向に変位させ、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄを上方向に変位させる。
【０１１８】
これにより、奇数番目の第２圧電カンチレバー５１Ａ，５１Ｃ，５２Ａ，５２Ｃと、偶数番目の第２圧電カンチレバー５１Ｂ，５１Ｄ，５２Ｂ，５２Ｄとが、互いに逆方向に屈曲変形する。
【０１１９】
図５は、光偏向器１の一方の第２圧電アクチュエータ５１の作動を示す図である。図５（ａ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動していない状態を示し、図５（ｂ）は一方の第２圧電アクチュエータ５１が作動している状態を示す。
【０１２０】
図５（ｂ）に示されるように、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄは、第２支持部６と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃは、４番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｄの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に上方向の角度変位が発生している。
【０１２１】
２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂは、３番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｃの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部に下方向の角度変位が発生している。１番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ａは、２番目の一方の第２圧電カンチレバー５１Ｂの先端部と連結した基端部を支点として、その先端部（第１支持部４と連結している）に上方向の角度変位が発生している。これにより、一方の第２圧電アクチュエータ５１では、各一方の第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄの屈曲変形の大きさを加算した大きさの角度変位が発生する。
【０１２２】
従って、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動することができ、所定の第２周波数Ｆｘで所定の第２偏向角の光走査をすることができる。このとき、これらの第２圧電アクチュエータ５１，５２では、駆動電圧として第２圧電アクチュエータ５１，５２を含む第１支持部４の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加して共振駆動させることで、より大きな偏向角で光走査することができる。
【０１２３】
また、第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、上述したように交流電圧を印加する必要はなく、直流電圧を印加してもよい。この場合、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄで発生する屈曲変形の大きさは、直流電圧の大きさに応じて線形的に変化する。従って、例えば交流電圧を印加して圧電カンチレバーを共振駆動させる場合と異なり、直流電圧の大きさを制御することで第２圧電アクチュエータ５１，５２から任意の出力を得ることができる。
【０１２４】
このように、光偏向器１では、第２軸Ｘ周りに揺動する場合には、駆動電圧として印加した直流電圧の大きさに応じて線形的に偏向角を制御することができるので、任意の速度で任意の偏向角を得ることができる。
【０１２５】
また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、それぞれがミアンダ形状に形成されている。これによって、各圧電カンチレバーの屈曲変形が累積されるように形成されている。このため、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて大きな偏向角を得やすい。
【０１２６】
このため、本実施形態では、第１圧電アクチュエータ３１，３２によって揺動する場合には、なるべく大きな偏向角を得るために、第１圧電アクチュエータ３１，３２の上方向又は下方向の変位を変化させる周波数、すなわち第１周波数Ｆｙを、光偏向器１（特に、圧電カンチレバー等）の構造や材料等によって決定される共振周波数になるように設定している。
【０１２７】
また、第２圧電アクチュエータ５１，５２は、ミアンダ形状に形成されており、第１圧電アクチュエータ３１，３２に比べて揺動しやすい。このため、第２周波数Ｆｘは、第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されている。本実施形態では、例えば、第１周波数Ｆｙを３０ｋＨｚ、第２周波数Ｆｘを６０Ｈｚに設定している。
【０１２８】
このように第２周波数Ｆｘは第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されており、これらの周波数で第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を駆動することは、本発明において「前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させる」ことに相当する。
【０１２９】
以上のように、本実施形態の光偏向器１は、ミラー部２を第１軸Ｙ周りに揺動すると共に第１支持部４を第２軸Ｘ周りに揺動することで、ミラー部２を様々な角度に駆動させることができ、反射面２ａに入射した光を様々な角度に出射することができる。
【０１３０】
上述したように、本実施形態の光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２の圧電駆動により、ミラー部２及び第１支持部４が第１軸Ｙ及び第２軸Ｘ周りに揺動する。このとき、第１支持部４は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２が連結されているので、振動が伝達される。詳細には、第１支持部４は、ミラー部２を第１軸Ｙに揺動するときに伝達される第１振動と、第１支持部４を第２軸Ｘに揺動するとに伝達される第２振動とが伝達される。
【０１３１】
第１支持部４は、この伝達された振動によって、屈曲変形する。これによって、第１支持部４に設けられた第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２が屈曲変形して、当該圧電体Ｌ２は、この変形量に応じた電圧を発生する。これによって、第１支持部４に伝達された第１振動及び第２振動により、一方の第１検知部７１ｙの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、一方の第１検知用電極パッド６１ｅと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力され、他方の第１検知部７２ｙの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、他方の第１検知用電極パッド６２ｅと他方の下部電極パッド６２ａとの間の電位差として出力される。以下、これらの出力（出力信号）を「第１検知用電極パッド出力電圧」という。
【０１３２】
第１支持部４に伝達された第１振動及び第２振動により、一方の第２検知部７１ｘの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、一方の第２検知用電極パッド６１ｆと一方の下部電極パッド６１ａとの間の電位差として出力され、他方の第２検知部７２ｘの圧電体Ｌ２から発生した電圧は、他方の第２検知用電極パッド６２ｆと他方の下部電極パッド６２ａとの間の電位差として出力される。以下、これらの出力（出力信号）を「第２検知用電極パッド出力電圧」という。
【０１３３】
第１支持部４の屈曲変形は、当該第１支持部４に伝達された振動（第１振動及び第２振動）に応じて発生する。ここで、第１振動に応じて第１検知部７１ｙ，７２ｙ又は第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生する電圧信号を第１信号Ｓｙという。また、第２振動に応じて第１検知部７１ｙ，７２ｙ又は第２検知部７１ｘ，７２ｘから発生する電圧信号を第２信号Ｓｘという。
【０１３４】
このため、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘの電圧値の変化は、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を圧電駆動するために印加される第１電圧Ｖｙ１，第２電圧Ｖｙ２，第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２に応じたものとなる。第１信号Ｓｙの周波数は、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数と同等であり、第２信号Ｓｘの周波数は、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の周波数と同等である。
【０１３５】
第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘの圧電体Ｌ２から発生する電圧には、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘが混在する。これは、第１支持部４には、第１振動及び第２振動の双方が伝達されるので、第１支持部４の屈曲変形も第１振動及び第２振動の２つの振動の影響を受けて屈曲変形するからである。
【０１３６】
上述したように、第２周波数Ｆｘは、第１周波数Ｆｙに比べて充分に低く設定されている。すなわち、第２信号Ｓｘは第１信号Ｓｙよりも充分に低い周波数となっている。このため、光偏向器１は、周波数フィルタによって第１信号Ｓｙと第２信号Ｓｘとを分離することで、それぞれの信号を取り出している。詳細には、第１検知用電極パッド出力電圧に高周波帯域を通すハイパスフィルタＦＨを通すことで、第１信号Ｓｙのみを取り出す。第２検知用電極パッド出力電圧に低周波帯域を通すローパスフィルタＦＬを通すことで、第２信号Ｓｘのみを取り出す。
【０１３７】
このようにして取り出された第１信号Ｓｙは、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２を印加することで第１圧電アクチュエータ３１，３２が実際に変位した量（第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａの変形量と同等）を表す。同様に、このようにして取り出された第２信号Ｓｘは、第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２を印加することで第２圧電アクチュエータ５１，５２が実際に変位した量（第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄのそれぞれの変形量を累積した量と同等）を表す。
【０１３８】
なお、ローパスフィルタＦＬ及びハイパスフィルタＦＨのそれぞれの遮断周波数は、第１信号Ｓｙと第２信号Ｓｘとを充分に分離可能な周波数に設定される。
【０１３９】
本出願人は、上記のように構成された光偏向器１の作動の実験を行った。本実験（以下、「第１実験」という）では、第１圧電アクチュエータ３１，３２に、尖頭値を５Ｖ、周波数が３０ｋＨｚの正弦波からなる交流電圧であり、互いに逆位相に設定されている第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２を印加した。また、第２圧電アクチュエータ５１，５２に、尖頭値を１５Ｖ、周波数が６０Ｈｚの正弦波からなる交流電圧であり、互いに逆位相に設定されている第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２を印加した。
【０１４０】
これにより、第１駆動配線Ｗｙには第１電圧Ｖｙ１又は第２電圧Ｖｙ２が印加され、第２駆動奇数配線Ｗｏには第３電圧Ｖｘ１が印加され、第２駆動偶数配線Ｗｅには第４電圧Ｖｘ２が印加される。従って、ミラー部２は、第１軸Ｙ周りに３０ｋＨｚの周波数で揺動し、第２軸Ｘ周りに６０Ｈｚの周波数で揺動する。
【０１４１】
そして、このミラー部２を揺動させているときに、第１検知用電極パッド出力電圧にハイパスフィルタＦＨを介した信号（以下、「第１測定信号」という）と、第２検知用電極パッド出力電圧にローパスフィルタＦＬを介した信号（以下、「第２測定信号」という）とをオシロスコープ等の測定器により測定した。これにより、第１測定信号は、尖頭値が７７６ｍＶ、周波数が３０ｋＨｚの波形として観測され、第２測定信号は、尖頭値が４４０ｍＶ、周波数が６０Ｈｚの波形として観測された。
【０１４２】
このように、第１測定信号の周波数が第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数と同じであり、第２測定信号の周波数が第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２の周波数と同じであることより、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘによりミラー部２の二軸周りの揺動を正しく検知できていることが分かる。
【０１４３】
また、混信の影響を確認するために、第１実験とは別の実験（以下、「第２実験」という）として、第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄの各上部電極配線Ｗを、本実施形態の配置順とは異ならせ、混信が発生しやすいように、第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとを、互いに隣になり、且つその距離を可能な限り近付けるように配置して実験を行った。上部電極配線Ｗの配置以外の条件は上記実験と同じである。この場合、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形として観測された。
【０１４４】
また、更に別の実験（以下、「第３実験」という）として、第２実験の構造において、第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の周波数を４０ｋＨｚに変更して実験を行った。それ以外の条件は第２実験と同じである。この場合、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形として観測された。
【０１４５】
上述したとおり、第１圧電アクチュエータ３１，３２は、第２圧電アクチュエータ５１，５２とは異なり、圧電カンチレバーの屈曲変形を累積するようなミアンダ形状に形成されていないため、ミラー部２を揺動させるに充分な偏向角を得るためには、第１圧電アクチュエータ３１，３２を含むミラー部２の機械的な共振周波数付近の周波数の交流電圧を印加することで共振駆動させ、充分な偏向角を得ている。このため、共振周波数とは異なる周波数の電圧を印加することで、ミラー部２の第１軸Ｙ周りの揺動はほぼ無くなる。
【０１４６】
第３実験において、ミラー部２が第１軸Ｙ周りに揺動していないにも拘らず、第１測定信号は、尖頭値が５Ｖの波形、すなわち第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２の尖頭値と同じ波形が観測された。このことより、第２実験及び第３実験の構造において、第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとを、互いに隣になり、且つその距離を可能な限り近付けるように配置したことで意図通り混信が発生していることを確認できた。
【０１４７】
これと比較して第１実験では、尖頭値は５Ｖよりも小さい波形が観測されていること等より、第１測定信号及び第２測定信号のいずれも混信していないことが分かった。第１実験に用いられた光偏向器、すなわち本実施形態の光偏向器１では、「第２検知配線Ｗｍｘ及び第１検知配線Ｗｍｙ」と「第２駆動偶数配線Ｗｅ、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第１駆動配線Ｗｙ」との間に「第１接地線Ｗｇｙ」が設けられている。これにより、第１駆動配線Ｗｙに印加される高周波数の電圧が第１検知配線Ｗｍｙを通る信号（電圧、電流等）に与える影響を無視できる程度に低減できる。更に、高周波数の電圧が印加される第１駆動配線Ｗｙと第１検知配線Ｗｍｙとの間に、低周波数の電圧が印加される第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅ及び第１接地線Ｗｇｙが配置されているので、この間の距離を長くでき、第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１又は第２電圧Ｖｙ２が第１検知配線Ｗｍｙを通る信号（第１検知部７１ｙ，７２ｙの出力）に与える影響を低減できる。
【０１４８】
また、上述したように、本実施形態では、第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２が５［Ｖ］、第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅに印加される第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２が１５［Ｖ］に設定されている。このように、電圧値が大きく異なるため、高周波数の５［Ｖ］の電圧信号（第１駆動配線Ｗｙに印加される第１電圧Ｖｙ１及び第２電圧Ｖｙ２）が、低周波数の１５［Ｖ］の電圧信号（第２駆動奇数配線Ｗｏ及び第２駆動偶数配線Ｗｅに印加される第３電圧Ｖｘ１及び第４電圧Ｖｘ２）に与える影響は無視できる程度に小さい。
【０１４９】
仮に、この影響が無視できないような場合には、第１駆動配線Ｗｙと第２駆動奇数配線Ｗｏとの間に、基準電位点に接続された接地線を配置してもよい。更に、第２駆動奇数配線Ｗｏと第２駆動偶数配線Ｗｅとの間に、基準電位点に接続された接地線を配置してもよい。このようにすることで、当該配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ間の距離を確保することによって混信を防止すると共に、接地線により当該配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ間の混信を防止（シールド）することができる。
【０１５０】
また、高周波数（３０ｋＨｚ）の信号を検知する第１検知配線Ｗｍｙを、低周波数（６０Ｈｚ）の信号を検知する第２検知配線Ｗｍｘよりも駆動配線Ｗｙ，Ｗｏ，Ｗｅ側に配置しているため、低周波数の信号が印加される第２駆動配線Ｗｏ，Ｗｅが第２検知配線Ｗｍｘに与える影響を、第１検知配線Ｗｍｙより低減できる。仮に第１検知配線Ｗｍｙに対して混信した場合であっても、その影響は無視できる程度のものとなる。これにより、第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘは、より精度の高い検知ができる。
【０１５１】
また、本実施形態の光偏向器１では、第１圧電アクチュエータ３１，３２と第２圧電アクチュエータ５１，５２とが連結される第１支持部４に、第１振動を検知する第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２振動を検知する第２検知部７１ｘ，７２ｘとが設けられている。これにより、第１圧電アクチュエータ３１，３２及び第２圧電アクチュエータ５１，５２が実際に変位した量を検知できるため、第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄに検知用圧電素子を設ける必要がない。
【０１５２】
従って、特許文献１のような圧電アクチュエータの圧電カンチレバーにセンサ素子、本実施形態の第１検知部７１ｙ，７２ｙ及び第２検知部７１ｘ，７２ｘを設けたものに比べて、圧電カンチレバー上に占める駆動用の圧電素子（第１圧電カンチレバー３１Ａ，３２Ａ及び第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄ）の面積が減少せず、圧電カンチレバーの屈曲変形の変形量が減少しない。
【０１５３】
以上より、本実施形態の光偏向器１は、反射面２ａを二軸周りに揺動するときの回転角を減少させることなく、反射面２ａの二軸周りの揺動を精度良く検知できる。
【０１５４】
なお、本実施形態の光偏向器１は、第１検知部７１ｙ，７２ｙを、第１支持部４の第２軸Ｘに平行な辺に沿うように配置し、第２検知部７１ｘ，７２ｘを、第１支持部４の第１軸Ｙに平行な辺に沿うように配置しているが、これに限らない。第１支持部４に伝達される第１振動及び第２振動を検知可能であればどこに配置してもよい。
【０１５５】
また、本実施形態の光偏向器１は、第１検知部７１ｙ，７２ｙと第２検知部７１ｘ，７２ｘとの２つの検知用圧電素子を設けているがこれに限らず、１つの検知用圧電素子で構成してもよい。この場合であっても、この１つの検知用圧電素子の出力を、ハイパスフィルタＦＨとローパスフィルタＦＬとで、第１信号Ｓｙ及び第２信号Ｓｘに分離すればよい。
【０１５６】
また、本実施形態では、第１軸Ｙと第２軸Ｘとを直交するようにしているが正確に直交する必要はなく、反射面２ａを二軸周りに揺動可能な程度の角度で交差していればよい。
【０１５７】
また、本実施形態の光偏向器１は、第２圧電アクチュエータ５１，５２を、それぞれ４つの圧電カンチレバーで構成しているが、圧電カンチレバーの数はこれに限られるものではない。同様に、第１圧電アクチュエータ３１，３２を構成している圧電カンチレバーの数も本実施形態のように１つに限られるものではない。
【０１５８】
また、本実施形態の光偏向器１は、第１圧電アクチュエータ３１，３２をミラー部２を挟んで対向するように配置し、第１支持部４をミラー部２及び第１圧電アクチュエータ３１，３２を囲むように形成し、第２圧電アクチュエータ５１，５２を第１支持部４を挟んで対向するように配置して第２圧電カンチレバー５１Ａ〜５１Ｄ，５２Ａ〜５２Ｄをミアンダ形状に形成し、第２支持部６を第１支持部４及び第２圧電アクチュエータ５１，５２を囲むように形成しているがこれに限らない。
【符号の説明】
【０１５９】
１…光偏向器、２…ミラー部、２ａ…反射面、Ｗｙ…第１駆動配線、Ｗｏ…第２駆動奇数配線（第２駆動配線）、Ｗｅ…第２駆動偶数配線（第２駆動配線）、Ｗｍｙ…第１検知配線、Ｗｍｘ…第２検知配線、Ｗｇｙ…第１接地線（接地線）、３１，３２…第１圧電アクチュエータ、４…第１支持部、５１，５２…第２圧電アクチュエータ、６…第２支持部、６１ａ〜６１ｅ，６２ａ〜６２ｅ…各電極パッド（接続部）、７１ｙ，７２ｙ…第１検知部（第１検知用圧電素子）、７１ｘ，７２ｘ…第２検知部（第２検知用圧電素子）、ＦＬ…ローパスフィルタ（周波数フィルタ）、ＦＨ…ハイパスフィルタ（周波数フィルタ）、Ｙ…第１軸、Ｘ…第２軸、Ｆｙ…第１周波数、Ｆｘ…第２周波数、Ｓｙ…第１信号、Ｓｘ…第２信号。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するミラー部と、該ミラー部を支持する第１支持部と、一端が前記ミラー部に、他端が前記第１支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記ミラー部を前記第１支持部に対して第１軸周りに揺動させる第１圧電アクチュエータと、前記第１支持部を支持する第２支持部と、一端が前記第１支持部に、他端が前記第２支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記第１支持部を前記第２支持部に対して前記第１軸と交差する第２軸周りに揺動させる第２圧電アクチュエータとを備えた光偏向器であって、
前記第１支持部には、前記第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動、及び前記第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動を検知する検知用圧電素子とが配置されており、
前記第２支持部には、当該光偏向器の外部と電気的に接続するための接続部を備え、
前記第２圧電アクチュエータには、
前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、
前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、
前記検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する検知配線と、
基準電位点に接続された接地線とが並行に配置され、
前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記検知配線との間に配置されることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向器において、
前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、
前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させ、
前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置されることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光偏向器において、前記検知用圧電素子の出力信号を、前記第１振動による第１信号と前記第２振動による第２信号とに分離する周波数フィルタを備えることを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光偏向器において、
前記第２圧電アクチュエータは、
駆動電圧が印加されることにより屈曲変形する圧電体と、
前記圧電体を支持し、該圧電体が屈曲変形するときに共に屈曲変形する複数の圧電カンチレバーとを備え、
前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成されることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の光偏向器において、
前記検知用圧電素子は、
前記第１振動を検知する第１検知用圧電素子と、
前記第２振動を検知する第２検知用圧電素子とで構成され、
前記検知配線は、
前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と、
前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線とで構成され、
前記接地線の隣に前記第１検知配線を配置し、該第１検知配線の隣りに前記第２検知配線を配置することを特徴とする光偏向器。
【請求項１】
反射面を有するミラー部と、該ミラー部を支持する第１支持部と、一端が前記ミラー部に、他端が前記第１支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記ミラー部を前記第１支持部に対して第１軸周りに揺動させる第１圧電アクチュエータと、前記第１支持部を支持する第２支持部と、一端が前記第１支持部に、他端が前記第２支持部にそれぞれ連結され、圧電駆動により前記第１支持部を前記第２支持部に対して前記第１軸と交差する第２軸周りに揺動させる第２圧電アクチュエータとを備えた光偏向器であって、
前記第１支持部には、前記第１圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第１振動、及び前記第２圧電アクチュエータの圧電駆動により伝達される第２振動を検知する検知用圧電素子とが配置されており、
前記第２支持部には、当該光偏向器の外部と電気的に接続するための接続部を備え、
前記第２圧電アクチュエータには、
前記第１圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第１駆動配線と、
前記第２圧電アクチュエータと前記接続部とを電気的に接続する第２駆動配線と、
前記検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する検知配線と、
基準電位点に接続された接地線とが並行に配置され、
前記接地線は、前記第１駆動配線及び前記第２駆動配線と前記検知配線との間に配置されることを特徴とする光偏向器。
【請求項２】
請求項１に記載の光偏向器において、
前記第２圧電アクチュエータは、前記第１支持部を第２周波数で前記第２軸周りに揺動させ、
前記第１圧電アクチュエータは、前記ミラー部を前記第２周波数よりも高い第１周波数で前記第１軸周りに揺動させ、
前記第２圧電アクチュエータには、前記接地線の隣に前記第２駆動配線が配置され、前記第２駆動配線の隣に前記第１駆動配線が配置されることを特徴とする光偏向器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光偏向器において、前記検知用圧電素子の出力信号を、前記第１振動による第１信号と前記第２振動による第２信号とに分離する周波数フィルタを備えることを特徴とする光偏向器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の光偏向器において、
前記第２圧電アクチュエータは、
駆動電圧が印加されることにより屈曲変形する圧電体と、
前記圧電体を支持し、該圧電体が屈曲変形するときに共に屈曲変形する複数の圧電カンチレバーとを備え、
前記複数の圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの両端部が隣り合うように並んで配置されて、各々の屈曲変形を累積するようにそれぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように端部が機械的に連結され、各圧電カンチレバーは、各圧電カンチレバーの並び方向に直交する方向に屈曲変形するように形成されることを特徴とする光偏向器。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の光偏向器において、
前記検知用圧電素子は、
前記第１振動を検知する第１検知用圧電素子と、
前記第２振動を検知する第２検知用圧電素子とで構成され、
前記検知配線は、
前記第１検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第１検知配線と、
前記第２検知用圧電素子と前記接続部とを電気的に接続する第２検知配線とで構成され、
前記接地線の隣に前記第１検知配線を配置し、該第１検知配線の隣りに前記第２検知配線を配置することを特徴とする光偏向器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８３７６９（Ｐ２０１３−８３７６９Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３０７０（Ｐ２０１１−２２３０７０）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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