JP2007006587A - アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】低電圧駆動が可能で、かつ、小型化を図りつつ、大きな振れ角で駆動することができるアクチュエータを提供すること。
【解決手段】第１の弾性連結部２６（２７）は、第１の質量部２１（２２）の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材２６１、２６２（２７１、２７２）で構成され、圧電素子３１、３２（３３、３４）は、各棒状連結部材２６１、２６２（２７１、２７２）に接合され、２つの棒状連結部材２６１、２６２（２７１、２７２）を互いに逆方向に主として曲げ変形させるように構成されており、圧電素子３１、３２（３３、３４）の駆動により、第１の弾性連結部２６（２７）全体を捩り変形させながら、第１の質量部２１（２２）を回動させ、これに伴い、第２の弾性連結部２８（２９）を捩り変形させながら、第２の質量部２５を回動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、アクチュエータに関するものである。

アクチュエータとしては、例えば、レーザープリンタ等に用いられるポリゴンミラー（回転多面体）が知られている。
しかし、このようなポリゴンミラーにおいて、より高解像度で品質のよい印字と高速印刷を達成するには、ポリゴンミラーの回転をさらに高速にしなければならない。現在のポリゴンミラーには高速安定回転を維持するためにエアーベアリングが使用されているが、今以上の高速回転を得るのは困難となっている。また、高速にするためには、大型のモーターが必要であり、機器の小型化の面で不利であるという問題がある。このようなポリゴンミラーを用いると、構造が複雑となり、コストが高くなるといった問題も生じる。

一方、比較的簡単な構造のアクチュエータとして、図１０に示すような、平行平板状に電極を配置した１自由度のねじり振動子を用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、前記ねじり振動子をカンチレバー方式とした１自由度静電駆動型振動子も提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
図１０の１自由度静電駆動型ねじり振動子は、ガラス基板１０００上の両端部にスぺーサ２００を介してシリコンの単結晶板からなる可動電極板３００の両端固定部３００ａを固定し、この可動電極板３００の両端固定部３００ａ間に、細巾のトーションバー３００ｂを介して可動電極部３００ｃを支持させ、また、その可動電極部３００ｃに電極間隔を置いて対向させる固定電極４００を、ガラス基板１０００上において前記可動電極部３００ｃに対し平行配置している。可動電極板３００と固定電極４００との間にはスイッチ６００を介して電源５００が接続される。

前記構成を有するねじり振動子は、可動電極部３００ｃと固定電極４００との間に電圧を印加すると、静電引力によりトーションバー３００ｂを軸として可動電極部３００ｃが回転するものである。しかるに、静電引力は電極間隔の二乗に反比例するため、この種の静電アクチュエータにおいては電極間隔を小さくすることが望まれる。しかし、上述した１自由度の構造では、可動電極部３００ｃが電極と可動部を兼ねるため、電極間隔を狭くすると変位（回転角）に制約が生じ、また可動範囲を大きくとるためには電極間隔を大きくする必要がある。このため、低電圧駆動と大振幅（振れ角）の両立が困難であるという問題がある。

K.E.Petersen:"Silicon Torsional Scanning Mirror",IBMJ.Res.Develop.,vol.24(1980)、P.631 河村他："Ｓｉを用いたマイクロメカニクスの研究"、昭和６１年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集、P.753

本発明の目的は、低電圧駆動が可能で、かつ、小型化を図りつつ、大きな振れ角で駆動することができるアクチュエータを提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のアクチュエータは、第１の質量部と、
前記第１の質量部を支持するための支持部と、
前記支持部に対して前記第１の質量部を回動可能とするように、前記支持部と前記第１の質量部とを連結する第１の弾性連結部と、
第２の質量部と、
前記第１の質量部に対して前記第２の質量部を回動可能とするように、前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
前記第１の弾性連結部を捩り変形させる圧電素子とを有し、
前記第１の弾性連結部は、前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材で構成され、
前記圧電素子は、各棒状連結部材に接合され、前記２つの棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させるように構成されており、
前記圧電素子の駆動により、前記第１の弾性連結部全体を捩り変形させながら、前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩り変形させながら、前記第２の質量部を回動させることを特徴とする。

これにより、駆動時に、各棒状連結部材が主として曲げ変形することにより第１の弾性連結部全体が捩り変形するため、第１の弾性連結部に生じる応力を低減することができる。そのため、大きな振れ角で駆動することができる。
また、圧電素子により駆動力を得るため、低電圧駆動であっても比較的大きな駆動力で駆動することができる。そのため、低電圧駆動であっても、第１の弾性連結部のバネ定数を高めて、高周波で駆動することができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子は、圧電材料を主材料として構成された圧電体層と、該圧電体層を狭持する１対の電極とを有し、前記１対の電極のうちの一方が前記棒状連結部材に接合されていることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子により棒状連結部材を曲げ変形させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子は、前記棒状連結部材の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、前記棒状連結部材を曲げ変形させることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子により棒状連結部材を曲げ変形させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子は、前記２つの棒状連結部材同士の対向方向に対し直角な方向における前記棒状連結部材の少なくとも一方の端面に設けられていることが好ましい。
これにより、棒状連結部材の曲げ変形により、第１の質量部をより円滑に回動させることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記圧電素子は、前記２つの棒状連結部材同士の対向方向に対し直角な方向における前記棒状連結部材の両端面にそれぞれ設けられていることが好ましい。
これにより、より高い駆動力を得ることができる。その結果、１つの圧電素子の小型化を図ることができる。また、圧電素子と弾性連結部との間に生じる応力を低減して、アクチュエータの耐久性の向上を図ることができる。

本発明のアクチュエータでは、２つの前記圧電素子は、前記第１の質量部の回動中心軸に対して互いに対称に設けられていることが好ましい。
これにより、１対の圧電素子に対し、同一の電源から同一波形の電圧を印加して、アクチュエータを駆動することができる。その結果、アクチュエータの低コスト化を図ることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記２つの棒状連結部材と前記支持部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＢとしたときに、Ａ＜Ｂの関係を満たすことが好ましい。
これにより、より高周波数で、かつ、より大きな振れ角で駆動することができる。

本発明のアクチュエータでは、前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記第１の質量部の回動軸線に直角な方向での最大長をＬとしたときに、０≦Ａ＜０．８Ｌの関係を満たすことが好ましい。
これにより、より低電圧での駆動が可能で、かつ、より大きな振れ角で駆動することができる。また、第１の弾性連結部全体の捩れ変形に対する第１の質量部の回動の応答性を優れたものとすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記２つの棒状連結部材と前記支持部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＢとし、前記第１の質量部の回動軸線に直角な方向での最大長をＬとしたときに、０．２Ｌ＜Ｂ＜１．２Ｌの関係を満たすことが好ましい。
これにより、より高周波数で駆動することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記棒状連結部材の長さをＣとしたときに、Ａ＜Ｃの関係を満たすことが好ましい。
これにより、より大きな振れ角で駆動することができる。

本発明のアクチュエータでは、各圧電素子は、交流電圧を受けて駆動し、前記交流電圧の周波数が、前記第１の質量部と前記第２の質量部とが共振する２自由度振動系の共振周波数のうち低いものと略等しくなるように設定されていることが好ましい。
これにより、第１の質量部の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部の回転角度（振れ角）を大きくすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第２の弾性連結部は、前記第２の質量部を介して、その両側に１対設けられ、これに対応して、前記第１の質量部および前記第１の弾性連結部がそれぞれ１対設けられていることが好ましい。
これにより、第１の質量部および第２の質量部をより円滑に駆動することができる。
本発明のアクチュエータでは、前記１対の第１の質量部のうちの一方の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_１とし、前記１対の第１の質量部のうちの他方の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_２とし、前記第２の質量部の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_３としたとき、Ｌ_１とＬ_３とが、Ｌ_１＜Ｌ_３なる関係を満足し、かつ、Ｌ_２とＬ_３とが、Ｌ_２＜Ｌ_３なる関係を満足することが好ましい。
これにより、より容易かつ確実に、低電圧で駆動が可能で、かつ、第２の質量部の振れ角（振幅）が大きいものとすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記最大長Ｌ_１と、前記最大長Ｌ_２とがほぼ等しいことが好ましい。
これにより、容易かつ確実に、低電圧駆動が可能で、かつ、第２の質量部の振れ角（振幅）が大きいものとすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第１の弾性連結部のばね定数をｋ_１とし、前記第２の弾性連結部のばね定数をｋ_２としたとき、ｋ_１とｋ_２とが、ｋ_１＞ｋ_２なる関係を満足することが好ましい。
これにより、低電圧駆動が可能で、かつ、振れ角（振幅）が大きいものとしつつ、より高周波数で駆動することができる。また、このような構成とすることにより、第１の質量部の振幅を抑制しつつ、第２の質量部の回転角度（振れ角）を大きくすることができる。

本発明のアクチュエータでは、前記第１の質量部の慣性モーメントをＪ_１とし、前記第２の質量部の慣性モーメントをＪ_２としたとき、Ｊ_１とＪ_２とがＪ_１≦Ｊ_２なる関係を満足することが好ましい。
これにより、第１の質量部の振れ角（振幅）を抑制しつつ、第２の質量部の回転角度（振れ角）を大きくすることができる。
本発明のアクチュエータでは、前記第２の質量部は、光反射部が設けられていることが好ましい。
これにより、アクチュエータを光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。

以下、本発明のアクチュエータの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明のアクチュエータの第１実施形態を説明する。
図１は、本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す平面図、図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図、図３は、印加する交流電圧の一例を示す図、図４は、印加した交流電圧の周波数と、第１の質量部および第２の質量部の共振曲線を示すグラフである。なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」、紙面奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言い、図２中の上側を「上」、下側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

アクチュエータ１は、図１および図２に示すように、２自由度振動系を有する基体２と、この基体２の２自由度振動系を駆動するための圧電素子３１、３２、３３、３４と、基体２を接合層５を介して支持する支持基板４とを有している。なお、基体２と支持基板４と接合層５とは、一体的に形成されていてもよい。
基体２は、１対の第１の質量部（駆動部）２１、２２と、１対の支持部２３、２４と、第２の質量部（可動部）２５と、１対の第１の弾性連結部２６、２７と、１対の第２の弾性連結部２８、２９とを備えている。このような基体２にあっては、左右対称な形状となるように、第２の質量部２５を中心とし、その左方に、第２の弾性連結部２８、第１の質量部２１、支持部２３が順次配設され、右方に、第２の弾性連結部２９、第１の質量部２２、支持部２４が順次配設されている。

１対の第１の質量部２１、２２は、それぞれ、板状をなし、互いにほぼ同一寸法でほぼ同一形状をなしている。
また、１対の質量部２１、２２の間には、第２の質量部２５が設けられており、１対の質量部２１、２２は、第２の質量部２５を中心として、ほぼ左右対称となるように設けられている。

第２の質量部２５は、板状をなし、その板面に光反射部２５１が設けられている。これにより、アクチュエータ１を光スキャナ、光アッテネータ、光スイッチなどの光デバイスに適用することができる。
このような第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５にあっては、第１の質量部２１、２２が第１の弾性連結部２６、２７を介して支持部２３、２４に接続され、第２の質量部２５が第２の弾性連結部２８、２９を介して第１の質量部２１、２２に接続されている。

第１の弾性連結部２６は、第１の質量部２１を支持部２３に対して回動可能とするように、第１の質量部２１と支持部２３とを連結している。これと同様に、第１の弾性連結部２７は、第１の質量部２２を支持部２４に対して回動可能とするように、第１の質量部２２と支持部２４とを連結している。
特に、第１の弾性連結部２６は、第１の質量部２１の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材２６１、２６２で構成されている。これと同様に、第１の弾性連結部２７は、第１の質量部２２の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材２７１、２７２で構成されている。

第２の弾性連結部２８は、第２の質量部２５を第１の質量部２１に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２１とを連結している。これと同様に、第２の弾性連結部２９は、第２の質量部２５を第１の質量部２２に対して回動可能とするように、第２の質量部２５と第１の質量部２２とを連結している。
各第１の弾性連結部２６、２７および各第２の弾性連結部２８、２９は、同軸的に設けられており、これらを回動中心軸（回転軸）として、第１の質量部２１、２２が支持部２３、２４に対して、また、第２の質量部２５が第１の質量部２１、２２に対して回動可能となっている。

このように、基体２は、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２６、２７とで構成された第１の振動系と、第２の質量部２５と第２の弾性連結部２８、２９とで構成された第２の振動系とを有する。すなわち、基体２は、第１の振動系および第２の振動系からなる２自由度振動系を有する。すなわち、１対の第２の弾性連結部２８、２９が第２の質量部２５を介してその両側に設けられ、これに対応して、１対の第１の質量部２１、２２および１対の第１の弾性連結部２６、２７が設けられている。これにより、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５をより円滑に駆動することができる。

このような２自由度振動系を有する基体２は、例えば、シリコンを主材料として構成されていて、第１の質量部２１、２２と、第２の質量部２５と、支持部２３、２４と、第１の弾性連結部２６、２７と、第２の弾性連結部２８、２９とが一体的に形成されている。
そして、このような２自由度振動系を駆動するために、第１の弾性連結部２６、２７の棒状連結部材２６１、２６２、２７１、２７２上には、これらに対応して、圧電素子３１、３２、３３、３４が設けられている。

圧電素子３１は、棒状連結部材２６１の上面に接合され、棒状連結部材２６１の長手方向に伸縮するように構成されている。これにより、圧電素子３１は、その伸縮により、棒状連結部材２６１を上下方向に曲げ変形させる。また、圧電素子３２は、棒状連結部材２６２の上面に接合され、棒状連結部材２６２の長手方向に伸縮するように構成されている。これにより、圧電素子３２は、その伸縮により、棒状連結部材２６２を上下方向に曲げ変形させる。

言い換えれば、圧電素子３１は、棒状連結部材２６１の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、棒状連結部材２６１を曲げ変形させる。これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３１により棒状連結部材２６１を曲げ変形させることができる。これと同様に、圧電素子３２は、棒状連結部材２６２の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、棒状連結部材２６２を曲げ変形させる。これにより、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３２により棒状連結部材２６２を曲げ変形させることができる。

より具体的には、圧電素子３１は、圧電材料を主材料として構成された圧電体層３１１と、この圧電体層３１１を挟持する１対の電極３１２、３１３とを有している。そして、図２にて下側に位置する電極３１２が棒状連結部材２６１の上面に接合されている。このように圧電素子３１が構成されていると、比較的簡単な構成で、より確実に、圧電素子３１により棒状連結部材２６１を曲げ変形させることができる。

圧電体層３１１は、棒状連結部材２６１の上面全体を覆うとともに、棒状連結部材２６１と支持部２３との接合部を跨ぐように設けられている。これにより、圧電素子３１の駆動力を棒状連結部材２６１により効率的に伝達することができる。その結果、駆動電圧をより低減するとともに、棒状連結部材２６１をより大きく曲げ変形させることができる。
この圧電材料としては、例えば、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）、チタン酸バリウム、その他、各種のものが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウムおよびチタン酸ジルコン酸鉛のうちの少なくとも１種を主とするものが好ましい。このような材料で圧電体層３１１を構成することにより、より高い周波数でアクチュエータ１を駆動することができる。

電極３１２は、圧電体層３１１よりも長尺となっていて、支持部２３上で電源（図示せず）との接続が可能となっている。一方。電極３１３は、圧電体層３１１の長さとほぼ同じ長さになっている。そして、電極３１３は、例えばワイヤーボンディングにより形成された配線を介して、支持部２３上に設けられた端子３１４に接続され、電源（図示せず）との接続が可能となっている。

このような圧電素子３１は、電極３１２と電極３１３（端子３１４）との間に電圧を印加すると、圧電体層３１１は、その圧電効果により、棒状連結部材２６１の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３１は、その伸縮により、棒状連結部材２６１を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３１と同様に、圧電素子３２は構成されており、電極３２２と端子３２４との間に電圧を印加すると、圧電素子３２中の圧電体層（図示せず）は、その圧電効果により、棒状連結部材２６２の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３２は、その伸縮により、棒状連結部材２６２を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３１、３２は、ともに基体２の上面に設けられているので、互いに伸縮動を交互に行うように動作させると、２つの棒状連結部材２６１、２６２を互いに逆方向に主として曲げ変形させる。これにより、２つの棒状連結部材２６１、２６２で構成された第１の弾性連結部２６全体が捩り変形する。

前述した圧電素子３１、３２と同様に、圧電素子３３、３４は構成されている。すなわち、圧電素子３３に関し、電極３３２と電極３３３（端子３３４）との間に電圧を印加すると、圧電素子３３中の圧電体層３３１は、その圧電効果により、棒状連結部材２７１の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３３は、その伸縮により、棒状連結部材２７１を上下方向に曲げ変形させる。また、圧電素子３４に関し、電極３４２と端子３４４との間に電圧を印加すると、圧電素子３４中の圧電体層（図示せず）は、その圧電効果により、棒状連結部材２７２の長手方向に平行に伸縮する。これにより、圧電素子３４は、その伸縮により、棒状連結部材２７２を上下方向に曲げ変形させる。
このような圧電素子３３、３４は、圧電素子３１、３２と同様に、ともに基体２の上面に設けられているので、交互に動作させると、２つの棒状連結部材２７１、２７２を互いに逆方向に主として曲げ変形させる。これにより、２つの棒状連結部材２７１、２７２で構成された第１の弾性連結部２７全体が捩り変形する。

前述したような基体２を支持するための支持基板４は、接合層５を介して基体２に接合されている。接合層５は、例えば、ガラス、シリコン、またはＳｉＯ_２を主材料として構成されている。
また、支持基板４は、例えば、ガラスやシリコンを主材料として構成されている。
支持基板４の上面には、図２および図３に示すように、第２の質量部２５に対応する部分に開口部４１が形成されている。

この開口部４１は、第２の質量部２５が回動（振動）する際に、支持基板４に接触するのを防止する逃げ部を構成する。開口部（逃げ部）４１を設けることにより、アクチュエータ１全体の大型化を防止しつつ、第２の質量部２５の振れ角（振幅）をより大きく設定することができる。
なお、前述したような逃げ部は、前記効果を十分に発揮し得る構成であれば、必ずしも支持基板４の下面（第２の質量部２５と反対側の面）で開放（開口）していなくてもよい。すなわち、逃げ部は、支持基板４の上面に形成された凹部で構成することもできる。
各圧電素子３１、３２、３３、３４は、図示しない電源に接続されており、各圧電素子３１、３２、３３、３４の電極間に交流電圧（駆動電圧）を印加できるよう構成されている。

以上のような構成のアクチュエータ１は、次のようにして駆動する。
例えば、図３（ａ）に示すような電圧を圧電素子３２、３４に印加するとともに、図３（ｂ）に示すような電圧を圧電素子３１、３３に印加する。すなわち、互いに位相の１８０°ずれた電圧を圧電素子３２、３４と圧電素子３１、３３とに印加する。すると、圧電素子３１、３３を伸張状態とするとともに、圧電素子３２、３４を収縮状態とする状態と、圧電素子３１、３３を収縮状態とするとともに、圧電素子３２、３４を伸長状態とする状態とを交互に繰り返す。

これにより、第１の弾性連結部２６、２７が捩れ変形して、第１の質量部２１、２２が支持部２３、２４に対し回動（振動）する。
このとき、各棒状連結部材２６１、２６２、２７１、２７２が主として曲げ変形することにより第１の弾性連結部２６全体および第１の弾性連結部２７全体がそれぞれ捩り変形するため、第１の弾性連結部２６、２７に生じる応力を低減することができる。そのため、大きな振れ角で駆動することができる。

また、圧電素子３１、３２、３３、３４により駆動力を得るため、低電圧駆動であっても比較的大きな駆動力で駆動することができる。そのため、低電圧駆動であっても、第１の弾性連結部２６、２７のバネ定数を高めて、高周波で駆動することができる。特に、圧電素子３１、３２、３３、３４の駆動力は比較的高いため、第１の弾性連結部２６、２７のバネ定数が比較的高くても、振れ角を大きくすることが可能である。

そして、この第１の質量部２１、２２の振動（駆動）に伴って、第２の弾性連結部２８、２９を介して連結されている第２の質量部２５も、第２の弾性連結部２８、２９を軸に、支持基板４の板面（図１における紙面）に対して傾斜するように振動（回動）する。
また、第１の質量部２１の回動中心軸からこれに直角な方向（長手方向）での長さ（最大長）をＬ_１とし、第１の質量部２２の回動中心軸からこれに直角な方向（長手方向）での長さ（最大長）をＬ_２とし、第２の質量部２５の回動中心軸からこれに直角な方向での長さ（最大長）をＬ_３としたとき、本実施形態では、第１の質量部２１、２２が、それぞれ独立して設けられているため、第２の質量部２５の大きさ（長さＬ_３）にかかわらず、第１の質量部２１、２２と第２の質量部２５とが干渉せず、Ｌ_１およびＬ_２を小さくすることができる。これにより、第１の質量部２１、２２の回転角度（振れ角）を大きくすることができ、その結果、第２の質量部２５の回転角度を大きくすることができる。

ここで、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５の寸法は、それぞれ、Ｌ_１＜Ｌ_３かつＬ_２＜Ｌ_３なる関係を満足するよう設定されるのが好ましい。
前記関係を満たすことにより、Ｌ_１およびＬ_２をより小さくすることができ、第１の質量部２１、２２の回転角度をより大きくすることができ、第２の質量部２５の回転角度をさらに大きくすることができる。

この場合、第２の質量部２５の最大回転角度が、２０°以上となるように構成されるのが好ましい。
これらによって、第１の質量部２１、２２の低電圧駆動と、第２の質量部２５の大回転角度での振動（回動）とを実現することができる。
このため、このようなアクチュエータ１を、例えばレーザープリンタや、走査型共焦点レーザー顕微鏡等の装置に用いられる光スキャナに適用した場合には、より容易に装置を小型化することができる。

なお、前述したように、本実施形態では、Ｌ_１とＬ_２とはほぼ等しく設定されているが、Ｌ_１とＬ_２とが異なっていてもよいことは言うまでもない。
ところで、このような質量部２１、２２、２５よりなる振動系（２自由度振動系）では、第１の質量部２１、２２および第２の質量部２５の振幅（振れ角）と、圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する交流電圧の周波数との間に、図４に示すような周波数特性が存在している。

すなわち、かかる振動系は、第１の質量部２１、２２の振幅と、第２の質量部２５の振幅とが大きくなる２つの共振周波数ｆｍ_１［ｋＨｚ］、ｆｍ_３［ｋＨｚ］（ただし、ｆｍ_１＜ｆｍ_３）と、第１の質量部２１、２２の振幅がほぼ０となる、１つの反共振周波数ｆｍ_２［ｋＨｚ］とを有している。
この振動系では、各圧電素子３１、３２、３３、３４に印加する交流電圧の周波数Ｆが、２つの共振周波数のうち低いもの、すなわち、ｆｍ_１とほぼ等しくなるように設定するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振幅を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角（回転角度）を大きくすることができる。

なお、本明細書中では、Ｆ［ｋＨｚ］とｆｍ_１［ｋＨｚ］とがほぼ等しいとは、（ｆｍ_１−１）≦Ｆ≦（ｆｍ_１＋１）の条件を満足することを意味する。
第１の質量部２１、２２の平均厚さは、それぞれ、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。
第２の質量部２５の平均厚さは、１〜１５００μｍであるのが好ましく、１０〜３００μｍであるのがより好ましい。

第１の弾性連結部２６、２７のばね定数ｋ_１は、１×１０^−３〜１×１０^５Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０^−２〜１×１０^４Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０^−１〜１×１０^３Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
一方、第２の弾性連結部２８、２９のばね定数ｋ_２は、１×１０^−４〜１×１０^４Ｎｍ/ｒａｄであるのが好ましく、１×１０^−２〜１×１０^３Ｎｍ/ｒａｄであるのがより好ましく、１×１０^−１〜１×１０^２Ｎｍ/ｒａｄであるのがさらに好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の振れ角をより大きくすることができる。

また、第１の弾性連結部２６、２７のばね定数をｋ_１、第２の弾性連結部２８、２９のばね定数をｋ_２としたとき、ｋ_１＞ｋ_２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。
さらに、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントをＪ_１とし、第２の質量部２５の慣性モーメントをＪ_２としたとき、Ｊ_１とＪ_２とは、Ｊ_１≦Ｊ_２なる関係を満足することが好ましく、Ｊ_１＜Ｊ_２なる関係を満足することがより好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。

ところで、第１の質量部２１、２２と第１の弾性連結部２６、２７とからなる第１の振動系の固有振動数ω_１は、第１の質量部２１、２２の慣性モーメントＪ_１と、第１の弾性連結部２６、２７のばね定数ｋ_１とにより、ω_１＝（ｋ_１／Ｊ_１）^１／２によって与えられる。一方、第２の質量部２５と第２の弾性連結部２８、２９とからなる第２の振動系の固有振動数ω_２は、第２の質量部２５の慣性モーメントＪ_２と、第２の弾性連結部２８、２９のばね定数ｋ_２とにより、ω_２＝（ｋ_２／Ｊ_２）^１／２によって与えられる。
このようにして求められる第１の振動系の固有振動数ω_１と第２の振動系の固有振動数ω_２とは、ω_１＞ω_２なる関係を満足するのが好ましい。これにより、第１の質量部２１、２２の振れ角を抑制しつつ、第２の質量部２５の回転角度（振れ角）をより大きくすることができる。

このようなアクチュエータ１は、例えば、次のようにして製造することができる。
図５は、第１実施形態のアクチュエータ１の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。なお、図５は、図１におけるＡ−Ａ線断面に対応する断面を示している。また、以下では、説明の便宜上、図５中の上側を「上」、下側を「下」と言う。

［Ａ１］
まず、図５（ａ）に示すように、Ｓｉ層６１、ＳｉＯ_２層６２、Ｓｉ層６３が順次積層されたＳＯＩ基板６を用意し、ＳＯＩ基板６の一方の面（Ｓｉ層６１側の面）に、電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４を形成する。
電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４の形成は、ＳＯＩ基板６に金属膜を成膜し、電極３１２、３２２、３３２、３４２および端子３１４、３２４、３３４、３４４の形状に対応する形状をなすレジストマスクを介して金属膜をエッチングを行った後、レジストマスクを除去することにより行うことができる。

金属膜の成膜方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射、シート状部材の接合等を用いることができる。なお、以下の各工程における金属膜の成膜においても、同様の方法を用いることができる。

エッチング方法としては、例えば、プラズマエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウェットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。なお、以下の各工程におけるエッチングにおいても、同様の方法を用いることができる。

［Ａ２］
次に、図５（ｂ）に示すように、電極３１２、３２２、３３２、３４２上に、対応する圧電体層３１１、３３１（電極３２２、３４２に対応する圧電体層は図示せず。以下、圧電体層３１１、３３１等という）を形成する。
圧電体層３１１、３３１等の形成は、前述した工程［Ａ１］の電極３１２、３２２、３３２、３４２の形成と同様にして行うことができる。
［Ａ３］
次に、図５（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉ層６１の一部を除去して、第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性連結部２６、２７と第２の弾性連結部２８、２９とを形成する。これにより、基体２が得られる。

第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性連結部２６、２７と第２の弾性連結部２８、２９との形成は、ＳＯＩ基板６に金属膜もしくはシリコン酸化膜を成膜し、第１の質量部２１、２２と支持部２３、２４と第２の質量部２５と第１の弾性連結部２６、２７と第２の弾性連結部２８、２９との形状に対応する形状をなすレジストマスクを介して金属膜もしくはシリコン酸化膜のエッチングを行った後、レジストマスクを除去し、金属膜もしくはシリコン酸化膜をマスクとしてＳｉ層６１の一部をエッチングすることにより行うことができる。
このとき、ＳＯＩ基板６の中間層たるＳｉＯ_２層は、前記エッチングのストップ層として機能する。
エッチング方法としては、前述の工程［Ａ１］と同様のものを用いることができる。

［Ａ４］
次に、図５（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉ層６３の一部を除去して、凹部（開口部４１）を形成する。
この凹部の形成方法としては、前述した工程［Ａ３］と同様のものを用いることができる。

［Ａ５］
次に、図５（ｅ）に示すように、圧電体層３１１、３３１等上に、これらに対応する電極３１３、３３３（電極３２２、３４２に対応する電極は図示せず。以下、電極３１３、３３３等という）を形成するとともに、第２の質量部２５上に光反射部２５１を形成する。
電極３１３、３３３等および光反射部２５１の形成方法としては、前述した工程［Ａ１］と同様の方法を用いることができる。
［Ａ６］
次に、図５（ｆ）に示すように、ＳＯＩ基板６のＳｉＯ_２層６２の一部を除去して、接合層５を形成する。これにより、本実施形態のアクチュエータ１が得られる。
以上のようにして、第１実施形態のアクチュエータ１が製造される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第２実施形態について説明する。
図６は、本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図、図７は、図６におけるＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図６中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」、図７中の上側を「上」、下側を「下」、紙面に対し奥側を「右」、紙面に対し手前側を「左」と言う。

以下、第２実施形態のアクチュエータについて、前述した第１実施形態のアクチュエータとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態のアクチュエータ１Ａは、圧電素子の構成および配置が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。
すなわち、図６及び図７に示すアクチュエータ１Ａは、各棒状連結部材２６１、２６２、２７１、２７２の両面に、圧電素子が設けられている。

より具体的に説明すると、棒状連結部材２６１には、その上面に圧電素子３１Ａ、下面に圧電素子３１Ｂが設けられている。また、棒状連結部材２６２には、その上面に圧電素子３２Ａ、下面に圧電素子３２Ｂが設けられている。すなわち、２つの棒状連結部材２６１、２６２同士の対向方向に対し直角な方向における棒状連結部材２６１の両端面にそれぞれ圧電素子が設けられている。また、２つの棒状連結部材２６１、２６２同士の対向方向に対し直角な方向における棒状連結部材２６２の両端面にそれぞれ圧電素子が設けられている。

圧電素子３１Ａは、圧電体層３１１Ａが１対の電極３１２、３１２Ａにより挟持されている。本実施形態では、圧電体層３１１Ａの長さは、棒状連結部材２６１の長さとほぼ等しくなっている。また、上側の電極３１２Ａの長さも、棒状連結部材２６１の長さとほぼ等しくなっている。
この圧電素子３１Ａと同様に、圧電素子３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂは構成されている。

また、棒状連結部材２７１には、その上面に圧電素子３３Ａ、下面に圧電素子３３Ｂが設けられている。また、棒状連結部材２７２には、その上面に圧電素子３４Ａ、下面に圧電素子３４Ｂが設けられている。
これらの圧電素子３３Ａ、３３Ｂ、３４Ａ、３４Ｂも、圧電素子３１Ａと同様に構成されている。

すなわち、圧電素子３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３３Ｂ、３４Ａ、３４Ｂは、互いに同電圧で同じ駆動力が得られるようになっている。これにより、用いる電源の構成を簡略化しつつ、高精度にアクチュエータ１Ａを駆動することができる。
また、このようなアクチュエータ１Ａの駆動に際しては、例えば、図３（ａ）に示すような電圧を圧電素子３１Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３４Ｂに印加するとともに、図３（ｂ）に示すような電圧を圧電素子３１Ｂ、３２Ａ、３３Ｂ、３４Ａに印加する。すると、圧電素子３１Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３４Ｂを伸張状態とするとともに、圧電素子３１Ｂ、３２Ａ、３３Ｂ、３４Ａを収縮状態とする状態と、圧電素子３１Ａ、３２Ｂ、３３Ａ、３４Ｂを収縮状態とするとともに、圧電素子３１Ｂ、３２Ａ、３３Ｂ、３４Ａを伸長状態とする状態とを交互に繰り返す。

これにより、第１の弾性連結部２６、２７が捩れ変形して、第１の質量部２１、２２が支持部２３、２４に対し回動（振動）する。
本実施形態のアクチュエータ１Ａにあっては、前述した第１実施形態のアクチュエータ１と同様の効果に加えて、各弾性連結部の両面に圧電素子を設けたので、より高い駆動力を得ることができる。その結果、１つの圧電素子の小型化を図ることができる。また、圧電素子と弾性連結部との間に生じる応力を低減して、アクチュエータ１Ａの耐久性の向上を図ることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第３実施形態について説明する。
図８は、本発明のアクチュエータの第３実施形態を示す断面図である。なお、図８は、図６のＢ−Ｂ線断面に対応する断面を示している。また、以下では、説明の便宜上、図８中の上側を「上」、下側を「下」、紙面に対し奥側を「右」、紙面に対し手前側を「左」と言う。

以下、第３実施形態のアクチュエータについて、前述した第２実施形態のアクチュエータとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第３実施形態のアクチュエータ１Ｂは、４つの圧電素子を省略した以外は、第２実施形態のアクチュエータ１Ａとほぼ同様である。
すなわち、図８に示すアクチュエータ１Ｂは、棒状連結部材２６１の下面に圧電素子３１Ｂ、棒状連結部材２６２の上面に圧電素子３２Ａ、棒状連結部材２７１の上面に圧電素子３３Ａ、棒状連結部材２７２の下面に圧電素子３４Ｂが設けられている。

このように、２つの圧電素子３１Ｂ、３２Ａは、第１の質量部２１の回動中心軸に対し互いに対称に設けられている。また、２つの圧電素子３３Ａ、３４Ｂは、第１の質量部２２の回動中心軸に対し互いに対称に設けられている。これにより、圧電素子３１Ｂ、３２Ａ、３３Ａ、３４Ｂに対し、同一の電源から同一波形の電圧を印加して、アクチュエータ１Ｂを駆動することができる。その結果、アクチュエータ１Ｂの低コスト化を図ることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明のアクチュエータの第４実施形態について説明する。
図９は、本発明のアクチュエータの第４実施形態を示す平面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図８中の紙面に対し手前側を「上」、紙面に対し奥側を「下」、右側を「右」、左側を「左」と言う。

以下、第４実施形態のアクチュエータについて、前述した第１実施形態のアクチュエータとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態のアクチュエータ１Ｃは、第１の弾性連結部と第１の質量部との接続位置が異なる以外は、第１実施形態のアクチュエータ１とほぼ同様である。
すなわち、図９に示すアクチュエータ１Ｃは、２つの棒状連結部材２６１、２６２と第１の質量部２１との接続部における２つの棒状連結部材２６１、２６２同士の間隔をＡとし、２つの棒状連結部材２６１、２６２と支持部２３との接続部における２つの棒状連結部材２６１、２６２同士の間隔をＢとしたときに、Ａ＜Ｂの関係を満たしている。

これにより、間隔Ａが比較的小さくなるため、棒状連結部材２６１、２６２と第１の質量部２１と接続部が第１の質量部２１の回動中心軸に近くなり、棒状連結部材２６１、２６２の曲げ変形が小さくても、振れ角を大きくすることができる。さらに、間隔Ｂが比較的大きくなるため、第１の弾性連結部２６全体のバネ定数の低下を防止して、高周波数での駆動を行うことができる。したがって、駆動周波数を高いものとしつつ、振れ角をより大きくすることができる。

また、第１の質量部２１の回動軸線に直角な方向での最大長をＬとしたときに、０≦Ａ＜０．８Ｌの関係を満たしているのが好ましく、０≦Ａ＜０．５Ｌの関係を満たしているのがより好ましい。これにより、第１の振動系の振動に第１の質量部２１の質量が好適に作用するため、より振れ角を大きくすることができる。また、間隔Ａが小さいと、第１の弾性連結部２６、２７の捩れ変形に対する第１の質量部２１、２２の回動の応答性に優れるものとなる。

これに対し、間隔Ａが前記上限値を超えると、第１の質量部２１の質量や第１の弾性連結部２６のバネ定数などによっては、第１の振動系の振動に第１の質量部２１の質量が好適に作用することができずに、大きい振れ角を得ることができない場合がある。また、間隔Ａが大きいと、棒状連結部材２６１、２６２の曲げ変形量に対する第１の質量部２１の回動量が小さくなってしまう。

また、０．２Ｌ＜Ｂ＜１．２Ｌの関係を満たしているのが好ましく、０．３Ｌ＜Ｂ＜Ｌの関係を満たしているのがより好ましい。これにより、より確実に、第１の弾性連結部２６全体のバネ定数の低下を防止して、高周波数での駆動を行うことができる。
これに対し、間隔Ｂが前記下限値未満であると、第１の弾性連結部２６の形状や材質などによっては、第１の弾性連結部２６のバネ定数が小さくなって、高周波数での駆動が難しくなる。一方、間隔Ｂが前記上限値を超えると、第１の弾性連結部２６の形状や材質などによっては、第１の弾性連結部２６のバネ定数が大きくなりすぎて、より大きな駆動力が必要となり、圧電素子３１Ｃの大型化を招いてしまう。

棒状連結部材２７１、２７２およびこれに設けられた圧電素子３３Ｃ、３４Ｃに関しては、前述した棒状連結部材２６１、２６２およびこれに設けられた圧電素子３１Ｃ、３２Ｃと同様である。
以上のような本実施形態のアクチュエータ１Ｃは、より高周波数で、かつ、より大きな振れ角での駆動が可能である。

上述したようなアクチュエータ１〜１Ｃは、各種の電子機器に適用することができ、得られる電子機器は、信頼性の高いものとなる。
以上説明したようなアクチュエータ１〜１Ｃは、例えば、レーザープリンタ、バーコードリーダー、走査型共焦点レーザー顕微鏡等の光スキャナ、イメージング用ディスプレイ等に好適に適用することができる。

以上、本発明のアクチュエータについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明のアクチュエータでは、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、前述した実施形態では、棒状連結部材が直線状をなしていたが、２つの棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させることにより、第１の弾性連結部全体を捩り変形させることができるものであれば、棒状連結部材の形状は任意である。例えば、棒状連結部材は湾曲していてもよい。

また、前述した実施形態では、圧電素子が棒状連結部材の上面および／または下面に接合していたが、棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させることができるものであれば、圧電素子の配置は任意である。
また、前述した実施形態では、アクチュエータの中心を通り第１の質量部や第２の質量部の回動軸線に直角な面に対しほぼ対称（左右対称）な形状をなしている構造を説明したが、非対称であってもよい。
また、前述した実施形態では、光反射部が第２の質量部の上面（支持基板とは逆側の面）に設けられている構成について説明したが、例えば、その逆の面に設けられている構成であってもよいし、両方の面に設けられている構成であってもよい。

本発明のアクチュエータの第１実施形態を示す平面図である。 図１中のＡ−Ａ線断面図である。 印加する交流電圧の一例を示す図である。 印加した交流電圧の周波数と、第１の質量部および第２の質量部の共振曲線を示すグラフある。 図１に示すアクチュエータの製造方法を説明するための図である。 本発明のアクチュエータの第２実施形態を示す平面図である。 図６中のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明のアクチュエータの第３実施形態を示す断面図である。 本発明のアクチュエータの第４実施形態を示す平面図である。 従来のアクチュエータを示す斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ……アクチュエータ ２、２Ａ……基体 ２１、２２……第１の質量部 ２３、２４……支持部 ２５……第２の質量部 ２５１……光反射部 ２６、２７……第１の弾性連結部 ２６１、２６２、２７１、２７２……棒状連結部材 ２８、２９……第２の弾性連結部 ３１、３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３２、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３３、３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ、３４、３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ……圧電素子 ３１１、３１１Ａ、３３１……圧電体層 ３１２、３１２Ａ、３１３、３２２、３３２、３３３、３４２……電極 ３１４、３２４、３３４、３４４……端子 ４……支持基板 ４１……開口部 ５……接合層 ６……ＳＯＩ基板 ６１……Ｓｉ層 ６２……ＳｉＯ_２層 ６３……Ｓｉ層 ２００……スペーサ ３００……可動電極板 ３００ａ……両端固定部 ３００ｂ……トーションバー ３００ｃ……可動電極部 ４００……固定電極 ５００……電極 ６００……スイッチ １０００……ガラス基板

Claims (17)

1. 第１の質量部と、
   前記第１の質量部を支持するための支持部と、
   前記支持部に対して前記第１の質量部を回動可能とするように、前記支持部と前記第１の質量部とを連結する第１の弾性連結部と、
   第２の質量部と、
   前記第１の質量部に対して前記第２の質量部を回動可能とするように、前記第１の質量部と前記第２の質量部とを連結する第２の弾性連結部と、
   前記第１の弾性連結部を捩り変形させる圧電素子とを有し、
   前記第１の弾性連結部は、前記第１の質量部の回動中心軸を介して互いに対向する２つの棒状連結部材で構成され、
   前記圧電素子は、各棒状連結部材に接合され、前記２つの棒状連結部材を互いに逆方向に主として曲げ変形させるように構成されており、
   前記圧電素子の駆動により、前記第１の弾性連結部全体を捩り変形させながら、前記第１の質量部を回動させ、これに伴い、前記第２の弾性連結部を捩り変形させながら、前記第２の質量部を回動させることを特徴とするアクチュエータ。
2. 前記圧電素子は、圧電材料を主材料として構成された圧電体層と、該圧電体層を狭持する１対の電極とを有し、前記１対の電極のうちの一方が前記棒状連結部材に接合されている請求項１に記載のアクチュエータ。
3. 前記圧電素子は、前記棒状連結部材の長手方向に沿って延在し、その延在方向に伸縮することにより、前記棒状連結部材を曲げ変形させる請求項１または２に記載のアクチュエータ。
4. 前記圧電素子は、前記２つの棒状連結部材同士の対向方向に対し直角な方向における前記棒状連結部材の少なくとも一方の端面に設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載のアクチュエータ。
5. 前記圧電素子は、前記２つの棒状連結部材同士の対向方向に対し直角な方向における前記棒状連結部材の両端面にそれぞれ設けられている請求項４に記載のアクチュエータ。
6. ２つの前記圧電素子は、前記第１の質量部の回動中心軸に対して互いに対称に設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載のアクチュエータ。
7. 前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記２つの棒状連結部材と前記支持部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＢとしたときに、Ａ＜Ｂの関係を満たす請求項１ないし６のいずれかに記載のアクチュエータ。
8. 前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記第１の質量部の回動軸線に直角な方向での最大長をＬとしたときに、０≦Ａ＜０．８Ｌの関係を満たす請求項１ないし７のいずれかに記載のアクチュエータ。
9. 前記２つの棒状連結部材と前記支持部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＢとし、前記第１の質量部の回動軸線に直角な方向での最大長をＬとしたときに、０．２Ｌ＜Ｂ＜１．２Ｌの関係を満たす請求項１ないし８のいずれかに記載のアクチュエータ。
10. 前記２つの棒状連結部材と前記第１の質量部との接続部における前記２つの棒状連結部材同士の間隔をＡとし、前記棒状連結部材の長さをＣとしたときに、Ａ＜Ｃの関係を満たす請求項１ないし９のいずれかに記載のアクチュエータ。
11. 各圧電素子は、交流電圧を受けて駆動し、前記交流電圧の周波数が、前記第１の質量部と前記第２の質量部とが共振する２自由度振動系の共振周波数のうち低いものと略等しくなるように設定されている請求項１ないし１０のいずれかに記載のアクチュエータ。
12. 前記第２の弾性連結部は、前記第２の質量部を介して、その両側に１対設けられ、これに対応して、前記第１の質量部および前記第１の弾性連結部がそれぞれ１対設けられている請求項１ないし１１のいずれかに記載のアクチュエータ。
13. 前記１対の第１の質量部のうちの一方の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_１とし、前記１対の第１の質量部のうちの他方の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_２とし、前記第２の質量部の回動中心軸からこれに垂直な方向での最大長をＬ_３としたとき、Ｌ_１とＬ_３とが、Ｌ_１＜Ｌ_３なる関係を満足し、かつ、Ｌ_２とＬ_３とが、Ｌ_２＜Ｌ_３なる関係を満足する請求項１２に記載のアクチュエータ。
14. 前記最大長Ｌ_１と、前記最大長Ｌ_２とがほぼ等しい請求項１３に記載のアクチュエータ。
15. 前記第１の弾性連結部のばね定数をｋ_１とし、前記第２の弾性連結部のばね定数をｋ_２としたとき、ｋ_１とｋ_２とが、ｋ_１＞ｋ_２なる関係を満足する請求項１ないし１４のいずれかに記載のアクチュエータ。
16. 前記第１の質量部の慣性モーメントをＪ_１とし、前記第２の質量部の慣性モーメントをＪ_２としたとき、Ｊ_１とＪ_２とがＪ_１≦Ｊ_２なる関係を満足する請求項１ないし１５のいずれかに記載のアクチュエータ。
17. 前記第２の質量部は、光反射部が設けられている請求項１ないし１６のいずれかに記載のアクチュエータ。
    

Images