KR20130143553A - 진동 미러 소자 - Google Patents

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KR20130143553A
KR20130143553A KR1020137004723A KR20137004723A KR20130143553A KR 20130143553 A KR20130143553 A KR 20130143553A KR 1020137004723 A KR1020137004723 A KR 1020137004723A KR 20137004723 A KR20137004723 A KR 20137004723A KR 20130143553 A KR20130143553 A KR 20130143553A
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이사꾸 간노
나오끼 이노우에
마나부 무라야마
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푸나이덴끼 가부시끼가이샤
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    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Abstract

구동을 검출하기 위한 검출용 전극을 구비하는 진동 미러 소자를 용이하게 제조하는 것이 가능한 진동 미러 소자를 제공한다. 이 진동 미러 소자(100)는, 미러부(1)와, 미러부를 구동하는 구동부(4, 5)를 구비하고, 구동부에는, 전압의 인가에 의해 구동부를 변형시켜 구동시키기 위한 구동용 전극(44, 54)과, 구동부의 변형량을 검출하기 위한 검출용 전극(45, 55)이 배치되어 있다.

Description

진동 미러 소자{OSCILLATION MIRROR ELEMENT}
본 발명은, 진동 미러 소자에 관한 것으로, 특히, 변형량을 검출하기 위한 검출용 전극을 구비하는 진동 미러 소자에 관한 것이다.
종래, 변형량을 검출하기 위한 검출용 전극을 구비하는 진동 미러 소자가 알려져 있다. 이와 같은 진동 미러 소자는, 예를 들면 일본 특허 출원 공개 제2009-229517호 공보에 개시되어 있다.
상기 일본 특허 출원 공개 제2009-229517호 공보에는, 요동 가능한 미러와, 정전력에 의해 비접촉 상태에서 미러를 요동시키는 구동 전극과, 미러의 단부에 접속되며, 구동 전극에 의한 미러의 요동에 따라서 비틀림 변형 가능한 토션 바와, 각도 검출 센서를 구비하는 액튜에이터(진동 미러 소자)가 개시되어 있다. 이 일본 특허 출원 공개 제2009-229517호 공보에 기재된 액튜에이터에서는, 각도 검출 센서에 의해 토션 바의 비틀림 변형에 의한 변형량을 검출함으로써, 이 변형량에 기초하여 미러의 변동각이 구해지도록 구성되어 있다. 또한, 각도 검출 센서는, 토션 바의 표면에 일체적으로 형성된 피에조 저항과, 피에조 저항에 발생하는 전압을 검출하기 위한 한 쌍의 전압 계측 패드(검출용 전극)와, 피에조 저항에 바이어스 전류를 인가하기 위한 한 쌍의 바이어스 전류 패드로 이루어진다. 또한, 구동 전극은, 평면적으로 보아, 미러의 일부와 오버랩된 상태에서, 미러의 하방에 형성되어 있다.
일본 특허 출원 공개 제2009-229517호 공보
그러나, 일본 특허 출원 공개 제2009-229517호 공보에 기재된 액튜에이터에서는, 구동 전극이 미러의 일부와 오버랩되어 있기 때문에, 액튜에이터를 제조하는 프로세스에서, 각도 검출 센서의 피에조 저항 등을 토션 바의 표면에 일체적으로 형성하는 제조 프로세스가, 구동 전극을 형성하는 제조 프로세스와는 별도로 필요로 된다고 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 구동을 검출하기 위한 검출용 전극을 구비하는 진동 미러 소자를 용이하게 제조하는 것이 가능한 진동 미러 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 국면에 의한 진동 미러 소자는, 미러부와, 미러부를 구동하는 구동부를 구비하고, 구동부에는, 전압의 인가에 의해 구동부를 변형시켜 구동시키기 위한 구동용 전극과, 구동부의 변형량을 검출하기 위한 검출용 전극이 배치되어 있다.
본 발명의 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서는, 상기한 바와 같이 구동부에 구동용 전극과 검출용 전극을 배치함으로써, 구동용 전극과 검출용 전극을 동일한 제조 프로세스에서 형성할 수 있다. 이에 의해, 구동용 전극과 검출용 전극을 각각의 제조 프로세스에서 형성할 필요가 없기 때문에, 구동부의 구동을 검출하기 위한 검출용 전극을 구비하는 진동 미러 소자를 용이하게 제조할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 검출용 전극은, 구동용 전극의 길이 방향을 따라서 연장되도록 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 검출용 전극에 의해, 구동용 전극의 길이 방향을 따른 구동부의 변형을 용이하게 검출할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 검출용 전극의 길이 방향에서의 길이는, 구동용 전극의 길이 방향에서의 길이의 절반 이상이다. 이와 같이 구성하면, 검출용 전극을 구동부의 변형량을 정확하게 검출하는 것이 가능한 크기로 형성할 수 있으므로, 구동부에서의 변형량을 정확하게 검출할 수 있다. 또한, 검출용 전극의 길이 방향에서의 길이를 구동용 전극의 길이 방향에서의 길이의 절반으로 해도 구동부의 변형량을 정확하게 검출할 수 있는 점에 대해서는, 본원 발명자가 예의 검토한 결과, 발견한 구성이다.
상기 검출용 전극이 구동용 전극의 길이 방향을 따라서 연장되도록 형성되어 있는 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 검출용 전극의 길이 방향에서의 길이는, 구동용 전극의 길이 방향에서의 길이 미만이다. 이와 같이 구성하면, 구동부에서의 검출용 전극이 차지하는 비율이 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있으므로, 구동부에서의 구동용 전극이 차지하는 비율이 작아지는 것에 기인하여 구동부의 구동력이 작아지는 것을 억제할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동용 전극과 검출용 전극은, 서로 절연된 상태로 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 전극과 검출용 전극의 불의의 단락 등에 기인하여 구동부의 변형량이 검출용 전극에 정확하게 검출되지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 검출용 전극은, 구동부의 변형에 수반하여 변형되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동부의 변형을 방해하지 않고, 구동부의 변형에 수반하여 변형되는 검출용 전극에 의해, 구동부의 변형을 확실하게 검출할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 검출용 전극은, 구동부의 미러부와는 반대측의 한쪽 측면 근방에 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 미러부와는 반대측의 한쪽 측면 근방을 통하여, 검출용 전극과 외부의 단자를 용이하게 접속할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 구동부는, 한쪽 측면에서, 구동부의 길이 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 구동부의 미러부측의 다른 쪽 측면에서, 구동부의 길이 방향의 중앙으로부터 양단부를 향하여, 한쪽 측면측으로 경사지도록 구성되어 있고, 검출용 전극은, 구동부의 길이 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 검출용 전극의 길이 방향의 길이가 지나치게 작아지지 않는 상태에서, 구동부의 다른 쪽 측면을 한쪽 측면측으로 경사시켜, 구동부의 폭 방향의 폭을 중앙으로부터 양단부를 향하여 서서히 좁힐 수 있다. 이에 의해, 검출용 전극을, 구동부의 변형량을 검출 가능한 길이(치수)로 유지한 상태에서, 구동부의 평면적을 감소시켜 구동부의 경량화를 도모할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 검출용 전극은, 구동용 전극의 길이 방향을 따라서 연장되어 있고, 구동용 전극 및 검출용 전극은, 모두, 길이 방향에서의 중앙을 통과하여 폭 방향으로 연장되는 직선을 경계로 하여 대략 대칭으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 직선에 대하여 대략 대칭으로 형성된 구동용 전극에 의해, 구동부를 이 직선에 대하여 대략 대칭으로 변형시킬 수 있다. 또한, 직선에 대하여 대략 대칭으로 형성된 검출용 전극에 의해, 구동부의 변형량을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동부는, 구동부의 길이 방향의 대략 중앙에 위치하는 고정단과, 구동부의 길이 방향의 양단부에 위치하는 한 쌍의 자유단을 포함하고, 구동부는, 고정단에 대하여 한 쌍의 자유단이 구동부의 표면에 대하여 수직 방향으로 변위함으로써, 오목 형상 및 볼록 형상으로 휨 변형 가능하도록 구성되어 있고, 검출용 전극은, 구동부의 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형에 기초하는 구동부의 변형량을 검출하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 검출용 전극에 의해, 용이하게, 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형에 기초하는 구동부의 변형량을 검출할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동용 전극과 검출용 전극은, 동일 면 상에 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 보다 용이하게, 구동용 전극과 검출용 전극을 동일한 제조 프로세스에서 동시에 형성할 수 있으므로, 진동 미러 소자를 보다 용이하게 제조할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 구동용 전극과 검출용 전극은, 동일한 금속층을 패터닝함으로써 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 전극과 검출용 전극을 1개의 공정을 이용하여 단시간에 형성할 수 있다.
상기 구동용 전극과 검출용 전극이 동일 면 상에 배치되어 있는 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동용 전극은, 검출용 전극의 외주부와 이격한 상태에서, 검출용 전극의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 전극과 검출용 전극의 물리적인 절연을 검출용 전극의 외주부를 따라서 도모하면서, 구동용 전극에 주위가 둘러싸인 검출용 전극에 대하여, 구동용 전극의 변형을 확실하게 전달할 할 수 있다.
상기 구동용 전극과 검출용 전극이 동일 면 상에 배치되어 있는 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동부는, 공통 압전체와, 공통 압전체의 한쪽 면 상에 배치된 공통 전극을 포함하고, 구동용 전극은, 공통 압전체의 다른 쪽 면 상의 제1 영역에 배치되어 있음과 함께, 검출용 전극은, 공통 압전체의 다른 쪽 면 상의 제1 영역과는 상이한 제2 영역에 배치되어 있고, 구동부에서는, 공통 전극과 구동용 전극 사이에 전압을 인가함으로써 공통 압전체가 변형되도록 구성되어 있고, 검출용 전극은, 공통 압전체의 변형에 의해 발생하는 공통 전극과의 전위차를 검출하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 전극과 검출용 전극에서 공통 압전체 및 공통 전극을 공용할 수 있으므로, 구동용 전극과 검출용 전극에 개별로 압전체 및 전극을 설치할 필요가 없다. 이에 의해, 진동 미러 소자의 구조를 간소화할 수 있음과 함께, 진동 미러 소자의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 구동용 전극과 검출용 전극에 각각 대응하는 압전체 및 전극을 개별로 설치하기 위한 제조 프로세스를 필요로 하지 않으므로, 진동 미러 소자를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동부는, 구동용 전극에 전압이 인가됨으로써 변형되는 구동용 압전체와, 구동용 압전체의 변형에 수반하여 변형되는 검출용 압전체를 포함하고, 검출용 전극은, 검출용 압전체의 변형에 의해 발생하는 전압을 검출하도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 전극과 검출용 전극이 하나의 압전체를 공유하는 경우와 달리, 구동용 전극에 대응하는 구동용 압전체와 검출용 전극에 대응하는 검출용 압전체를 분리할 수 있다. 이에 의해, 구동용 압전체 및 구동용 전극을, 소정의 구동력을 발생시키는 것이 가능한 크기로 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 검출용 압전체 및 검출용 전극을, 구동부의 변형량을 정확하게 검출 가능한 크기로 용이하게 형성할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 구동용 전극은, 구동용 압전체의 표면의 대략 전역에 배치되어 있고, 검출용 전극은, 검출용 압전체의 표면의 대략 전역에 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동용 압전체의 표면의 대략 전역에 걸쳐 형성된 구동용 전극에 의해 구동용 압전체의 대략 전역에서 전압이 인가되는 만큼, 구동용 압전체를 효과적으로 변형시킬 수 있으므로, 구동부에서 구동력이 작아지는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 검출용 압전체의 표면의 대략 전역에 걸쳐 형성된 검출용 전극에 의해, 구동부가 변형되는 범위의 거의 모든 부분에 기초하여 구동부의 변형량을 정확하게 검출할 수 있다.
상기 구동부가 구동용 압전체와 검출용 압전체를 포함하는 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동부에는, 구동용 압전체 및 구동용 전극을 갖는 구동 부분과, 검출용 압전체 및 검출용 전극을 갖는 검출 부분이 설치되어 있고, 검출 부분은, 구동 부분의 표면 상에 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 구동 부분의 표면 상에 배치된 검출 부분에 의해, 구동 부분의 변형을 용이하게 검출할 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 구동부는, 제1 구동용 전극 및 제1 검출용 전극이 배치된 제1 구동부와, 제2 구동용 전극 및 제2 검출용 전극이 배치된 제2 구동부를 포함하고, 제1 구동용 전극 및 제2 구동용 전극은, 길이 방향으로 대략 동일한 길이를 가짐과 함께, 제1 검출용 전극 및 제2 검출용 전극은, 길이 방향으로 대략 동일한 길이를 갖도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 인가하는 전압의 크기에 대한 제1 구동부의 변형량과 제2 구동부의 변형량을 대략 동일하게 할 수 있음과 함께, 제1 검출용 전극의 검출 정밀도와 제2 검출용 전극의 검출 정밀도를 대략 동일하게 할 수 있다. 이에 의해, 대략 동일한 크기의 제1 구동용 전극 및 제2 구동용 전극에 의해 미러부를 안정적으로 구동시키면서, 제1 구동부의 변형 및 제2 구동부의 변형을, 제1 검출용 전극 및 제2 검출용 전극을 이용하여 각각 대략 동일한 검출 정밀도로 검출할 수 있다.
이 경우, 바람직하게는, 미러부의 양측에 각각 한쪽 단부측이 접속되고, 미러부를 지지하는 한 쌍의 제1 들보부와, 한 쌍의 제1 들보부의 다른 쪽 단부측과 각각 접속됨과 함께, 한쪽 단측이 제1 구동부에 접속되고, 다른 쪽 단측이 제2 구동부에 접속되는 한 쌍의 제2 들보부를 더 구비하고, 제1 구동부 및 제2 구동부의 변형이, 한 쌍의 제1 들보부 및 한 쌍의 제2 들보부를 통하여 전달됨으로써, 미러부가 경사지도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 한 쌍의 제1 들보부 및 한 쌍의 제2 들보부를 통하여, 제1 구동부와 제2 구동부에 의해 미러부를 확실하게 경사시킬 수 있다.
상기 일 국면에 의한 진동 미러 소자에서, 바람직하게는, 미러부 및 구동부는 일체적으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 용이하게, 미러부 및 구동부를 형성할 수 있다. 또한, 구동부의 변형에 기초하는 구동력을 미러부에 확실하게 전달할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시한 진동 미러 소자의 900-900선을 따른 확대 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시한 진동 미러 소자의 910-910선을 따른 확대 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 진동 미러 소자의 920-920선을 따른 확대 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 진동 미러 소자가 소정의 경사 각도로 경사진 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 검출 감도 측정에 이용하는 캔틸레버를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 검출 감도 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 검출 감도 측정의 결과를 도시한 표이다.
도 10은 본 발명의 효과를 확인하기 위해서 행한 검출 감도 측정의 결과를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도(상면도)이다.
도 12는 도 11에 도시한 진동 미러 소자의 930-930선을 따른 확대 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도(하면도)이다.
도 14는 도 13에 도시한 진동 미러 소자의 940-940선을 따른 확대 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제1 변형예에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 변형예에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도이다.
도 17은 본 발명의 제3 변형예에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도이다.
도 18은 본 발명의 제4 변형예에 의한 진동 미러 소자의 구조를 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명을 구체화한 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.
(제1 실시 형태)
우선, 도 1∼도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(100)의 구성에 대하여 설명한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(100)는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 미러부(1)와, 토션 바(2a 및 2b)와, 바(3a 및 3b)와, 구동부(4 및 5)와, 고정부(6a 및 6b)를 포함한다. 또한, 미러부(1)와, 토션 바(2a 및 2b)와, 바(3a 및 3b)와, 구동부(4)의 기초부(40)(도 1 참조)와, 구동부(5)의 기초부(50)(도 1 참조)와, 고정부(6a 및 6b)는, 동일한 Si 기판에 의해 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 진동 미러 소자(100)는, 길이 방향(Y 방향)으로 크고, 폭 방향(X 방향)으로 작다. 또한, 토션 바(2a 및 2b)는, 본 발명의 「제1 들보부」의 일례이며, 바(3a 및 3b)는, 본 발명의 「제2 들보부」의 일례이다. 또한, 구동부(4 및 5)는, 각각, 본 발명의 「제1 구동부」 및 「제2 구동부」의 일례이다.
미러부(1)는 대략 원 형상으로 형성되어 있고, 광을 반사 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 토션 바(2a 및 2b)는, 모두 진동 미러 소자(100)의 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 토션 바(2a)의 Y 방향의 한쪽 단부(Y2측)는 미러부(1)와 접속됨과 함께, Y 방향의 다른 쪽 단부(Y1측)는 바(3a)와 접속되어 있다. 또한, 토션 바(2b)의 Y 방향의 한쪽 단부(Y1측)는 미러부(1)와 접속됨과 함께, Y 방향의 다른 쪽 단부(Y2측)는 바(3b)와 접속되어 있다.
또한, 바(3a)는, Y1측에서 진동 미러 소자(100)의 폭 방향(X 방향)으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 바(3b)는, Y2측에서 X 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 바(3a)의 X 방향의 한쪽 단부(X1측)는, 기초부(40)[구동부(4)]와 접속되어 있음과 함께, X 방향의 다른 쪽 단부(X2측)는, 기초부(50)[구동부(5)]와 접속되어 있다. 또한, 바(3b)의 X 방향의 한쪽 단부(X1측)는, 기초부(40)[구동부(4)]와 접속되어 있음과 함께, X 방향의 다른 쪽 단부(X2측)는, 기초부(50)[구동부(5)]와 접속되어 있다. 이 바(3a 및 3b)는, 기초부(40 및 50)[구동부(4 및 5)]의 변형에 의해, X 방향으로 경사 가능하도록 구성되어 있음과 함께, 비틀림 변형 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 미러부(1)는, 토션 바(2a 및 2b)에 의해 A1 방향 및 A2 방향(도 1 참조)으로 경사짐과 함께, 비틀림 변형 가능한 토션 바(2a 및 2b)에 진동 가능하도록 지지되어 있다. 이에 의해, 구동부(4 및 5)의 변형이 바(3a 및 3b)와 토션 바(2a 및 2b)를 통하여 전달됨으로써, 미러부(1)는 경사지도록 구성되어 있다.
또한, 토션 바(2a 및 2b)는, 미러부(1)와 함께 공진 가능하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 미러부(1)는, 공진에 의해 바(3a 및 3b)의 경사 각도 이상으로 경사지도록 구성되어 있다. 이 결과, 레이저광 등을 미러부(1)에 조사하면, 미러부(1)의 경사 각도에 따라서 반사광의 반사 각도도 변화되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 진동 미러 소자(100)를 이용하여 레이저광 등을 소정의 방향으로 주사시키는 것이 가능하다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 구동부(4 및 5)는, 길이 L1을 갖고, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 구동부(4)의 X1측의 측면부(4a)는, Y 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 구동부(5)의 X2측의 측면부(5a)는, Y 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 측면부(4a 및 5a)는 본 발명의 「한쪽 측면」의 일례이다.
한편, 구동부(4)의 X2측의 측면부(4b)는, 중앙부(4c)로부터 Y1측의 단부(4d) 및 Y2측의 단부(4e)를 향하여 연속적으로 X1측으로 경사짐으로써, 폭 방향(X 방향)의 폭이 작아지도록 형성되어 있다. 또한, 구동부(5)의 X1측의 측면부(5b)는, 중앙부(5c)로부터 Y1측의 단부(5d) 및 Y2측의 단부(5e)를 향하여 연속적으로 X2측으로 경사짐으로써, 폭 방향(X 방향)의 폭이 작아지도록 형성되어 있다. 또한, 구동부(4 및 5)는, 구동부(4)의 중앙부(4c) 및 구동부(5)의 중앙부(5c)에서, X 방향으로 폭 W1을 갖는다. 또한, 측면부(4b 및 5b)는 본 발명의 「다른 쪽 측면」의 일례이고, 중앙부(4c 및 5c)는 본 발명의 「중앙」의 일례이다.
또한, 구동부(4)의 Y1측의 단부(4d)는, 바(3a)의 X1측의 단부와 접속되어 있음과 함께, Y2측의 단부(4e)는 바(3b)의 X1측의 단부와 접속되어 있다. 또한, 구동부(5)의 Y1측의 단부(5d)는, 바(3a)의 X2측의 단부와 접속되어 있음과 함께, Y2측의 단부(5e)는 바(3b)의 X2측의 단부와 접속되어 있다.
또한, 구동부(4)의 중앙부(4c)에서의 X1측의 측면부(4a)에는, X1측으로 돌출되는 고정부(6a)가 형성되어 있다. 또한, 구동부(5)의 중앙부(5c)에서의 X2측의 측면부(5a)에는, X1측으로 돌출되는 고정부(6b)가 형성되어 있다. 이 고정부(6a 및 6b)는, 도시하지 않은 기태(其台)에 자외선 경화 접착제 등에 의해 고정되어 있고, 구동부(4 및 5)가 오목 형상 또는 볼록 형상으로 변형함으로써 진동할 때에 고정단으로서 기능하도록 구성되어 있다.
또한, 도 3∼도 5에 도시한 바와 같이, 구동부(4)는, 기초부(40)와, 절연층(41)을 포함한다. 또한, 구동부(4)는, 하부 전극(42)과, 압전체층(43)과, 구동용 전극(44)과, 검출용 전극(45)으로 이루어지는 압전 소자(46)를 포함한다. 또한, 구동부(5)는, 기초부(50)와, 절연층(51)을 포함한다. 또한, 구동부(5)는, 하부 전극(52)과, 압전체층(53)과, 구동용 전극(54)과, 검출용 전극(55)으로 이루어지는 압전 소자(56)를 포함한다. 또한, 하부 전극(42 및 52)은 본 발명의 「공통 전극」의 일례이고, 압전체층(43 및 53)은 본 발명의 「공통 압전체」의 일례이다. 또한, 구동용 전극(44 및 54)은, 각각, 본 발명의 「제1 구동용 전극」 및 「제2 구동용 전극」의 일례이고, 검출용 전극(45 및 55)은, 각각, 본 발명의 「제1 검출용 전극」 및 「제2 검출용 전극」의 일례이다.
구체적으로는, 기초부(40)의 상면 상(Z1측)의 대략 전체면 및 기초부(50)의 상면 상의 대략 전체면에는, 각각, 절연층(41 및 51)이 형성되어 있다. 이 절연층(41 및 51)은, 모두 SiO2로 이루어진다. 또한, 절연층(41)의 상면 상의 대략 전체면 및 절연층(51)의 상면 상의 대략 전체면에는, 각각, 하부 전극(42 및 52)이 형성되어 있다. 이 하부 전극(42 및 52)은, 모두 Pt로 이루어지고, 각각, 도시하지 않은 단자에 의해 외부와 전기적으로 접속되어 있다.
또한, 하부 전극(42)의 상면 상의 대략 전체면 및 하부 전극(52)의 상면 상의 대략 전체면에는, 각각, 압전체층(43 및 53)이 형성되어 있다. 이 압전체층(43 및 53)은, 모두 티탄산 지르콘산납(PZT)으로 이루어지고, 막 두께 방향(Z 방향)으로 분극됨으로써, 전압이 인가되면 Y 방향(도 5 참조)으로 신축하도록 구성되어 있다.
또한, 하부 전극(42) 및 압전체층(43)은, 모두 구동용 전극(44) 및 검출용 전극(45)에 의해 공용됨과 함께, 하부 전극(52) 및 압전체층(53)은, 모두 구동용 전극(54) 및 검출용 전극(55)에 의해 공용되도록 구성되어 있다.
여기서, 제1 실시 형태에서는, 도 3∼도 5에 도시한 바와 같이, 압전체층(43)의 상면 상(Z1측)에는, 구동용 전극(44)과 검출용 전극(45)이, 이격 영역(47)에 의해 소정의 간격을 둔 상태에서 형성되어 있다. 또한, 압전체층(53)의 상면 상에는, 구동용 전극(54)과 검출용 전극(55)이, 이격 영역(57)에 의해 소정의 간격을 둔 상태에서 형성되어 있다. 즉, 구동용 전극(44)과 검출용 전극(45)은, 압전체층(43)의 상면 상의 상이한 영역에 형성되어 있음과 함께, 구동용 전극(54)과 검출용 전극(55)은, 압전체층(53)의 상면 상의 상이한 영역에 형성되어 있다. 이 결과, 구동용 전극(44)과 검출용 전극(45)은 서로 절연되어 있음과 함께, 구동용 전극(54)과 검출용 전극(55)은 서로 절연되어 있다.
또한, 구동용 전극(44 및 54)은, 구동부(4 및 5)의 대략 전체면에 걸쳐 각각 형성되어 있음으로써, 길이 방향(Y 방향)으로 길이 L1을 갖고 있다.
또한, 이격 영역(47 및 57)은, 각각, 검출용 전극(45)의 외주부 및 검출용 전극(55)의 외주부를 둘러싸도록 배치되어 있음과 함께, 구동용 전극(44 및 54)은, 각각, 이격 영역(47 및 57)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 즉, 구동용 전극(44 및 54)은, 각각, 이격 영역(47 및 57)을 통하여 검출용 전극(45)의 외주부 검출용 전극(55)의 외주부와 이격한 상태에서, 검출용 전극(45 및 55)을 둘러싸도록 배치되어 있다.
또한, 구동용 전극(44) 및 검출용 전극(45)과, 구동용 전극(54) 및 검출용 전극(55)은, Pt 또는 Cr-Au 합금으로 이루어지는 동일한 금속층이 패터닝됨으로써 형성되어 있다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 검출용 전극(45 및 55)은, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 검출용 전극(45)은, 고정부(6a)에 가까운 구동부(4)의 미러부(1)와는 반대측(X1측)의 측면부(4a)의 근방에 형성되어 있음과 함께, 검출용 전극(55)은, 고정부(6b)에 가까운 구동부(5)의 미러부(1)와는 반대측(X2측)의 측면부(5a)의 근방에 형성되어 있다. 이에 의해, 고정부[6a(6b)]로부터 이격된 위치(구동부[4(5)]의 X2(X1)측의 측면부[4b(5b)]의 근방 등)에 검출용 전극[45(55)]을 형성하는 경우와 비교하여, 후술하는 배선[26a(26b)]의 주위에 형성된 이격 영역[47(57)]이 차지하는 영역을 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 그 만큼, 구동용 전극[44(54)]이 차지하는 영역을 크게 할 수 있으므로, 구동부[4(5)]에서 구동력이 작아지는 것을 억제하는 것이 가능하다.
또한, 검출용 전극(45 및 55)은, 평면적으로 보아 대략 직사각형 형상을 갖고 있고, Y 방향으로 길이 L2를 가짐과 함께, X 방향으로 폭 W2를 갖는다. 여기서, 검출용 전극(45 및 55)의 Y 방향에서의 길이 L2는, 구동부(4 및 5)의 Y 방향에서의 길이 L1의 대략 절반이다. 또한, 검출용 전극(45 및 55)의 X 방향에서의 폭 W2는, 구동부(4)의 중앙부(4c) 및 구동부(5)의 중앙부(5c)에서의 X 방향의 폭 W1의 약 5분의 1의 크기이다. 또한, 검출용 전극(45 및 55)의 X 방향에서의 폭 W2와, 검출용 전극(45 및 55)의 검출 감도는, 각각, 실질적으로 비례 관계에 있다. 또한, 검출용 전극(45 및 55)은, 각각, 구동부(4)의 중앙부(4c) 및 구동부(5)의 중앙부(5c)를 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)에 대칭으로 되도록 형성되어 있다.
또한, 도 3∼도 5에 도시한 바와 같이, 이격 영역(47 및 57)에 대응하는 압전체층(43 및 53)의 상면 상에는, 아무것도 형성되어 있지 않다.
또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 구동용 전극(44)은, 압전체층(43)의 상면 상(Z1측)에서, 검출용 전극(45)이 형성되어 있는 영역과 이격 영역(47)이 확보되어 있는 영역을 제외한 구동부(4)의 대략 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 구동용 전극(54)은, 압전체층(53)의 상면 상에서, 검출용 전극(55)이 형성되어 있는 영역과 이격 영역(57)이 확보되어 있는 영역을 제외한 구동부(5)의 대략 전체에 걸쳐 형성되어 있다. 즉, 구동용 전극(44 및 54)은, 각각, 압전체층(43 및 53)의 상면 상에서, 형성하는 것이 가능한 영역의 전역에 걸쳐 형성되어 있다. 이에 의해, 구동부(4 및 5)[압전체층(43 및 53)]에서, 구동력을 가능한 한 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 구동용 전극(44 및 54)은, 구동부(4 및 5)와 마찬가지로, Y 방향으로 길이 L1을 갖는다.
또한, 구동용 전극(44)에는, 고정부(6a)측으로부터 연장되는 배선(16a)이 접속되어 있음과 함께, 구동용 전극(54)에는, 고정부(6b)측으로부터 연장되는 배선(16b)이 접속되어 있다. 이 배선(16a 및 16b)과 도시하지 않은 단자가 각각 접속됨으로써, 구동용 전극(44 및 54)이 외부와 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다.
또한, 구동용 전극(44 및 54)에는, 각각, 하부 전극(42 및 52)과의 사이에 전위차가 생기도록 전압을 인가하는 것이 가능하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 구동용 전극(44)과 하부 전극(42) 사이에 전압을 인가함으로써, 압전체층(43)이 변형됨과 함께, 구동용 전극(54)과 하부 전극(52) 사이에 전압을 인가함으로써, 압전체층(53)이 변형되도록 구성되어 있다. 이때, 압전체층(43 및 53)[구동부(4 및 5)]의 변형에 수반하여, 검출용 전극(45 및 55)도 각각 변형되도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 도 6에 도시한 바와 같이, 구동부(4)는, 구동용 전극(44)과 하부 전극(42)(도 3 및 도 4 참조)에 전압을 인가함으로써, 고정부(6a) 근방의 중앙부(4c)를 고정단으로 함과 함께, Y1측의 단부(4d)와 Y2측의 단부(4e)를 자유단으로 하여, 구동부(4)의 X 방향 및 Y 방향으로 넓어지는 표면에 대하여 수직인 Z 방향으로, 오목 형상 및 볼록 형상으로 휨 변형 가능하도록 구성되어 있다. 마찬가지로, 구동부(5)는, 구동용 전극(54)과 하부 전극(52)(도 3 및 도 4 참조)에 전압을 인가함으로써, 고정부(6b) 근방의 중앙부(5c)를 고정단으로 함과 함께, Y1측의 단부(5d)와 Y2측의 단부(5e)를 자유단으로 하여, 구동부(5)의 X 방향 및 Y 방향으로 넓어지는 표면에 대하여 수직인 Z 방향으로, 오목 형상 및 볼록 형상으로 휨 변형 가능하도록 구성되어 있다.
또한, 구동용 전극(44 및 54)과 하부 전극(42 및 52)에 인가되는 전압의 파형은 주로 정현파로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 구동부(4 및 5)는, 변형되지 않은 상태로부터, 오목 형상으로 휨 변형된 후에, 다시 변형되지 않은 상태로 되돌아가고, 그 후 볼록 형상으로 휨 변형된다고 하는 진동 운동을 반복하도록 구성되어 있다. 또한, 구동부(4)의 구동용 전극(44)과 하부 전극(42)에 인가되는 전압의 위상과, 구동부(5)의 구동용 전극(54)과 하부 전극(52)에 인가되는 전압의 위상은, 반대의 위상으로 되도록 구성되어 있다. 또한, 구동부(4 및 5)에서 인가되는 전압의 주파수와, 미러부(1), 토션 바(2a 및 2b) 및 구동부(4 및 5)의 공진 주파수는 대략 일치하도록 구성되어 있다. 이들에 의해, 구동부(4 및 5)로부터의 구동력에 의해 미러부(1)와 토션 바(2a 및 2b)가 공진하므로, 바(3a 및 3b)의 경사 각도보다도 큰 각도로, 미러부(1)를 A1 방향 및 A2 방향(도 1 참조)으로 진동 운동시키는 것이 가능하다. 또한, 구동부(4 및 5)의 변형량은, 미러부(1)의 진동 운동에서의 변동각과 대응하고 있다.
또한, 검출용 전극(45)에는, 고정부(6a)측으로부터 연장되는 배선(26a)이 접속되어 있음과 함께, 검출용 전극(55)에는, 고정부(6b)측으로부터 연장되는 배선(26b)이 접속되어 있다. 이 배선(26a 및 26b)과 도시하지 않은 단자가 각각 접속됨으로써, 검출용 전극(45 및 55)이 외부의 단자(도시 생략)와 전기적으로 접속되도록 구성되어 있다. 또한, 구동부(4)에서의 배선(26a)의 주위 및 구동부(5)에서의 배선(26b)의 주위에도, 각각, 이격 영역(47 및 57)이 형성되어 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45)에서는, 압전체층(43)의 휨 변형에 의해 발생하는 하부 전극(42)과의 전위차가 검출됨과 함께, 검출용 전극(55)에서는, 압전체층(53)의 휨 변형에 의해 발생하는 하부 전극(52)과의 전위차가 검출되도록 구성되어 있다. 즉, 검출용 전극(45)에서는, 압전체층(43)의 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형의 변형량에 기초하는 구동부(4)의 변형량이 검출됨과 함께, 검출용 전극(55)에서는, 압전체층(53)의 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형의 변형량에 기초하는 구동부(5)의 변형량이 검출되도록 구성되어 있다. 또한, 검출용 전극(45)에서는, 구동부(4)의 휨 변형이 구동부(5)의 휨 변형과는 독립하여 검출됨과 함께, 검출용 전극(55)에서는, 구동부(5)의 휨 변형이 구동부(4)의 휨 변형과는 독립하여 검출되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 구동부(4 및 5)의 변형량에 대응하는 미러부(1)의 변동각을 구하는 것이 가능하다. 또한, 검출용 전극(45 및 55)은, 각각, 구동부(4 및 5)의 변형에 수반하여 휨 변형하도록 구성되어 있다.
또한, 구동부[4(5)]에서 구동력을 가능한 한 크게 하기 위해서는, 구동용 전극[44(54)]은, 가능한 한 넓은 영역에 형성하는 것이 구동력을 크게 하는 점에서 바람직하다. 한편, 검출용 전극[45(55)]은, 충분한 검출 감도를 확보한 상태에서 가능한 한 작은 영역에 형성하는 것이, 구동용 전극[44(54)]의 영역이 작아져 구동력이 저하되는 것을 억제하는 점에서 바람직하다.
제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 구동부(4 및 5)에, 각각, 구동용 전극(44 및 54)과 검출용 전극(45 및 55)을 배치함으로써, 구동용 전극(44 및 54)과 검출용 전극(45 및 55)을 동일한 제조 프로세스에서 형성할 수 있다. 이에 의해, 구동용 전극(44 및 54)과 검출용 전극(45 및 55)을 각각의 제조 프로세스에서 형성할 필요가 없으므로, 구동부(4 및 5)의 구동을 검출하기 위한 검출용 전극(45 및 55)을 구비하는 진동 미러 소자(100)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 구동부(4 및 5)에, 구동부(4 및 5)의 변형량을 검출하는 것이 가능한 검출용 전극(45 및 55)을 배치함으로써, 변형량이 비교적 큰 구동부(4) 자신 및 구동부(5) 자신의 변형량을, 구동부(4 및 5)에 각각 배치된 검출용 전극(45 및 55)에 의해 각각 검출할 수 있다. 이에 의해, 구동부(4 및 5)의 변형량에 기초하여 미러부(1)의 변위량(변동각)을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45 및 55)을, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 형성함으로써, 검출용 전극(45 및 55)에 의해, 구동용 전극(44 및 54)의 길이 방향(Y 방향)을 따른 구동부(4 및 5)의 변형을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45 및 55)의 Y 방향의 길이 L2를, 구동용 전극(44 및 54)의 Y 방향에서의 길이 L1의 대략 절반으로 함으로써, 검출용 전극(45 및 55)의 변형량을 정확하게 검출하기 위해서 필요한 검출용 전극(45 및 55)의 면적을 확보할 수 있으므로, 구동부(4 및 5)에서의 변형량을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45 및 55)의 Y 방향의 길이 L2를, 구동용 전극(44 및 54)의 Y 방향에서의 길이 L1의 대략 절반으로 함으로써, 구동부(4)에서의 검출용 전극(45)이 차지하는 비율이 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있음과 함께, 구동부(5)에서의 검출용 전극(55)이 차지하는 비율이 지나치게 커지는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 구동부(4)에서의 구동용 전극(44)이 차지하는 비율이 작아짐과 함께, 구동부(5)에서의 구동용 전극(54)이 차지하는 비율이 작아지는 것에 기인하여, 구동부(4 및 5)의 구동력이 작아지는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]을 서로 절연함으로써, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]의 불의의 단락 등에 기인하여 구동부[4(5)]의 변형량이 검출용 전극[45(55)]에 정확하게 검출되지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극[45(55)]을 구동부[4(5)]의 변형에 수반하여 변형되도록 구성함으로써, 구동부[4(5)]의 변형을 방해하지 않고, 구동부[4(5)]의 변형에 수반하여 변형되는 검출용 전극[45(55)]에 의해, 구동부[4(5)]의 변형을 확실하게 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45)을, 고정부(6a)에 가까운 구동부(4)의 미러부(1)와는 반대측(X1측)의 측면부(4a)의 근방에 형성함과 함께, 검출용 전극(55)을, 고정부(6b)에 가까운 구동부(5)의 미러부(1)와는 반대측(X2측)의 측면부(5a)의 근방에 형성함으로써, 미러부(1)와는 반대측의 측면부(4a 및 5a)의 근방을 통하여, 검출용 전극(45 및 55)과 외부의 단자(도시 생략)를 각각 용이하게 접속할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동부(4)의 X1측의 측면부(4a)를, Y 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성함과 함께, 구동부(5)의 X2측의 측면부(5a)를, Y 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성한다. 또한, 구동부(4)의 X2측의 측면부(4b)를, 중앙부(4c)로부터 Y1측의 단부(4d) 및 Y2측의 단부(4e)를 향하여 연속적으로 X1측으로 경사지도록 구성함 함께, 구동부(5)의 X1측의 측면부(5b)를, 중앙부(5c)로부터 Y1측의 단부(5d) 및 Y2측의 단부(5e)를 향하여 연속적으로 X2측으로 경사지도록 구성한다. 이와 같이 구성함으로써, 검출용 전극(45)의 Y 방향의 길이 L2가 지나치게 작아지지 않는 상태에서, 구동부(4)의 X2측의 측면부(4b)를 X1측으로 경사시켜, 구동부(4)의 폭 방향(X 방향)의 폭을 중앙부(4c)로부터 Y1측의 단부(4d) 및 Y2측의 단부(4e)를 향하여 서서히 좁힐 수 있다. 또한, 검출용 전극(55)의 Y 방향의 길이 L2가 지나치게 작아지지 않은 상태에서, 구동부(5)의 X1측의 측면부(5b)를 X2측으로 경사시켜, 구동부(5)의 폭 방향(X 방향)의 폭을 중앙부(5c)로부터 Y1측의 단부(5d) 및 Y2측의 단부(5e)를 향하여 서서히 좁힐 수 있다. 이에 의해, 검출용 전극(45 및 55)을, 구동부(4 및 5)의 변형량을 검출 가능한 길이(치수)로 유지한 상태에서, 구동부(4 및 5)의 평면적을 감소시켜 구동부(4 및 5)의 경량화를 도모할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동부[4(5)]를, 고정부[6a(6b)] 근방의 중앙부[4c(5c)]를 고정단으로 함과 함께, Y1측의 단부[4d(5d)]와 Y2측의 단부[4e(5e)]를 자유단으로 하여, 구동부[4(5)]의 X 방향 및 Y 방향으로 넓어지는 표면에 대하여 수직인 Z 방향으로, 오목 형상 및 볼록 형상으로 휨 변형 가능하도록 구성함으로써, 검출용 전극[45(55)]에 의해, 용이하게, 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형에 기초하는 구동부[4(5)]의 변형량을 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동용 전극(44 및 54)이, 각각, 이격 영역(47 및 57)을 통하여 검출용 전극(45)의 외주부 및 검출용 전극(55)의 외주부와 이격한 상태에서, 검출용 전극(45 및 55)을 둘러쌈으로써, 구동용 전극(44)과 검출용 전극(45)의 절연 및 구동용 전극(54)과 검출용 전극(55)의 절연을 확보한 상태에서, 보다 용이하게, 접촉이 억제된 상태의 구동용 전극(44) 및 검출용 전극(45)과, 서로 이격한 상태의 구동용 전극(54) 및 검출용 전극(55)을 동일한 제조 프로세스에서 동시에 형성할 수 있다. 이에 의해, 진동 미러 소자(100)를 보다 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 구동용 전극(44 및 54)과 검출용 전극(45 및 55)의 물리적인 절연을, 각각, 검출용 전극(45)의 외주부 및 검출용 전극(55)의 외주부를 따라서 도모하면서, 구동용 전극(44 및 54)에 각각 주위가 둘러싸인 검출용 전극(45 및 55)에 대하여, 구동용 전극(44 및 54)의 변형을 확실하게 전달할 할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동용 전극(44) 및 검출용 전극(45)과, 구동용 전극(54) 및 검출용 전극(55)을, Pt 또는 Cr-Au 합금으로 이루어지는 동일한 금속층을 패터닝하는 것에 의해 형성함으로써, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]을 1개의 공정을 이용하여 단시간에 형성할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동용 전극[44(54)]과 하부 전극[42(52)] 사이에 전압을 인가함으로써, 압전체층[43(53)]이 휨 변형되도록 구성함과 함께, 검출용 전극[45(55)]에서, 압전체층[43(53)]의 휨 변형에 의해 발생하는 하부 전극[42(52)]과의 전위차를 검출하도록 구성함으로써, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]에서 압전체층[43(53)] 및 하부 전극[42(52)]을 공용할 수 있으므로, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]에 개별로 압전체층 및 하부 전극을 형성할 필요가 없다. 이에 의해, 진동 미러 소자(100)의 구조를 간소화할 수 있음과 함께, 진동 미러 소자(100)의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]에 각각 대응하는 압전체층 및 하부 전극을 개별로 형성하기 위한 제조 프로세스를 필요로 하지 않으므로, 진동 미러 소자(100)를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 구동용 전극(44 및 54)이, 모두, 길이 방향(Y 방향)으로 길이 L1을 가짐과 함께, 검출용 전극(45 및 55)이, 모두, Y 방향으로 길이 L2를 가짐으로써, 인가하는 전압의 크기에 대한 구동부(4)의 변형량과 구동부(5)의 변형량을 대략 동일하게 할 수 있음과 함께, 검출용 전극(45)의 검출 정밀도와 검출용 전극(55)의 검출 정밀도를 대략 동일하게 할 수 있다. 이에 의해, 대략 동일한 크기의 구동용 전극(44 및 54)에 의해 미러부(1)를 안정적으로 구동시키면서, 구동부(4)의 변형 및 구동부(5)의 변형을, 검출용 전극(45) 및 검출용 전극(55)을 이용하여 각각 대략 동일한 검출 정밀도로 검출할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 토션 바(2a)의 Y 방향의 한쪽 단부(Y2측)를 미러부(1)와 접속함과 함께, Y 방향의 다른 쪽 단부(Y1측)를 바(3a)와 접속한다. 또한, 토션 바(2b)의 Y 방향의 한쪽 단부(Y1측)를 미러부(1)와 접속함과 함께, Y 방향의 다른 쪽 단부(Y2측)를 바(3b)와 접속한다. 또한, 바(3a)의 X 방향의 한쪽 단부(X1측)를 구동부(4)와 접속함과 함께, X 방향의 다른 쪽 단부(X2측)를 구동부(5)와 접속한다. 또한, 바(3b)의 X 방향의 한쪽 단부(X1측)를 구동부(4)와 접속함과 함께, X 방향의 다른 쪽 단부(X2측)를 구동부(5)와 접속한다. 또한, 구동부(4 및 5)의 변형이 바(3a 및 3b)와 토션 바(2a 및 2b)를 통하여 전달됨으로써, 미러부(1)가 경사지도록 구성함으로써, 바(3a 및 3b)와 토션 바(2a 및 2b)를 통하여, 구동부(4 및 5)에 의해 미러부(1)를 확실하게 경사시킬 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 미러부(1)와, 토션 바(2a 및 2b)와, 바(3a 및 3b)와, 구동부(4)의 기초부(40)와, 구동부(5)의 기초부(50)와, 고정부(6a 및 6b)를 동일한 Si 기판에 의해 일체적으로 형성함으로써, 용이하게, 미러부(1)와, 토션 바(2a 및 2b)와, 바(3a 및 3b)와, 구동부(4)의 기초부(40)와, 구동부(5)의 기초부(50)와, 고정부(6a 및 6b)를 형성할 수 있다. 또한, 구동부(4 및 5)의 변형에 기초하는 구동력을 미러부(1)에 확실하게 전달할 수 있다.
다음으로, 도 7∼도 10을 참조하여, 상기한 본 발명의 제1 실시 형태의 효과를 확인하기 위해서 행한 검출 감도 측정에 대하여 설명한다.
이 검출 감도 측정에서는, 실시예 1, 2 및 3으로서, 검출용 전극(205)의 길이 방향(Y 방향)의 길이 L2를 각각 상이하게 한 캔틸레버형의 검사 부재(200)를 이용하여 측정을 행하였다.
구체적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 평면적으로 보아 직사각형 형상을 갖는 검사 부재(200)의 한쪽측을 고정단으로 되도록 고정 부재(210)에 의해 고정하는 한편, 다른 쪽측을 자유단으로 되도록 하였다. 또한, 검사 부재(200)는, 도 8에 도시한 바와 같이, 기초부(201) 및 절연층(도시 생략)과, 절연층의 상면 상에 형성된 하부 전극(도시 생략), 압전체층(203)(도 7 참조), 구동용 전극(204)(도 7 참조) 및 검출용 전극(205)(도 7 참조)으로 이루어지는 압전 소자(206)로 이루어지도록 구성하였다. 또한, 검사 부재(200)의 길이 방향(Y 방향)의 길이 L1은 2㎜(2000㎛)로 하였다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 평면적으로 보아 직사각형 형상을 갖는 구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이는, 검사 부재(200)의 Y 방향의 길이 L1과 동일하게 하였다. 또한, 구동용 전극(204)과 소정의 간격을 두고, 평면적으로 보아 직사각형 형상을 갖는 검출용 전극(205)을 형성하였다. 또한, 구동용 전극(204)과 검출용 전극(205)의 폭 방향(X 방향)의 폭은 동일한 폭으로 되도록 구성하였다.
여기서, 실시예 1의 검사 부재(200)에서는, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를 2㎜(2000㎛)로 하였다. 즉, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를, 구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이[검사 부재(200)의 Y 방향의 길이] L1과 동일하게 하였다. 또한, 실시예 2의 검사 부재(200)에서는, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를 1㎜(1000㎛)로 하였다. 즉, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를, 구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이 L1의 절반으로 하였다. 또한, 실시예 2의 검사 부재(200)는, 상기한 제1 실시 형태의 구동부(4 및 5)에 대응하고 있다. 또한, 실시예 3의 검사 부재(200)에서는, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를 0.5㎜(500㎛)로 하였다. 즉, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를, 구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이 L1의 4분의 1로 하였다.
그리고, 상기한 실시예 1, 2 및 3에서의 각각의 검사 부재(200)의 하부 전극(도시 생략)과 구동용 전극(204) 사이에 전위차가 발생하도록 전압을 인가하여, 도 8에 도시한 바와 같이, 압전체층(203)[검사 부재(200)]을 연직 방향(Z 방향)으로 휘도록 변형시켰다. 이때, 압전체층(203)이 변형되는 것에 수반하여 발생하는 하부 전극(도시 생략)과 검출용 전극(205)의 전위차를 검출 전압으로서 검출하였다.
또한, 검출 전압을 검출하는 것과 동시에, 검사 부재(200)의 자유단측의 변형량을 레이저 도플러 진동계(220)를 이용하여 계측하였다. 구체적으로는, 검사 부재(200)의 상방에 배치한 레이저 도플러 진동계(220)로부터, 검사 부재(200)의 자유단측의 상면에 레이저광을 조사하여, 그 반사광을 레이저 도플러 진동계(220)에서 계측함으로써 검사 부재(200)의 자유단측의 변형량을 구하였다. 그리고, 압전체층(203)의 자유단측의 변형량당의 검출 전압의 크기를 검출 감도로서 구하였다.
검출 감도 측정의 결과로서는, 도 9에 도시한 바와 같이, 실시예 1에서는, 검사 부재(200)의 자유단측의 변형량은 57.7㎛로 됨과 함께, 검출 전압은 251㎷로 되었다. 이에 의해, 실시예 1의 검출 감도는, 4.4(=251/57.7)(㎷/㎛)로 되었다. 또한, 실시예 2에서는, 검사 부재(200)의 자유단측의 변형량은 56.1㎛로 됨과 함께, 검출 전압은 235㎷로 되었다. 이에 의해, 실시예 2의 검출 감도는, 4.2(=235/56.1)(㎷/㎛)로 되었다. 또한, 실시예 3에서는, 검사 부재(200)의 자유단측의 변형량은 57.7㎛로 됨과 함께, 검출 전압은 170㎷로 되었다. 이에 의해, 실시예 3의 검출 감도는 2.9(=170/57.7)(㎷/㎛)로 되었다.
상기와 같은 검출 감도 측정의 결과로부터, 도 10에 도시한 바와 같이, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를 크게 함으로써, 검출 감도를 크게 할 수 있는 것이 판명되었다.
또한, 실시예 1 및 2에서는, 검출 감도가 4㎷/㎛보다도 큰 한편, 실시예 3에서는, 검출 감도가 3㎷/㎛보다도 작아졌다. 이에 의해, 실시예 3은, 검출 감도가 작음으로써, 검출용 전극(205)이 접속된 도시하지 않은 전기 회로 등에서의 불필요한 전위차에 기인하는 노이즈의 영향을 받기 쉽다고 생각된다. 즉, 실시예 3에서는, 구동부에서의 변형량을 정확하게 검출하기 어렵다고 생각된다. 한편, 실시예 1 및 2에서는, 검출 감도가 큼으로써, 노이즈의 영향을 받기 어렵기 때문에, 실시예 3보다도 구동부에서의 변형량을 보다 정확하게 검출할 수 있다고 생각된다. 이에 의해, 실시예 1 및 2가, 충분한 검출 감도를 확보한다고 하는 본 발명의 효과를 얻는 데에 보다 바람직하다고 생각된다.
또한, 검출용 전극(205)의 길이 L2는, 검출 감도와 대수 함수적인 관계에 있는 것이 판명되었다. 즉, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2가 검사 부재(200)의 Y 방향의 길이[구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이] L1의 절반 이상의 실시예 1 및 2의 경우에서는, 검출용 전극(205)의 길이 L2를 크게 해도 검출 감도는 그다지 커지지 않는 것이 판명되었다. 이것으로부터, 본원 발명자는, 검출용 전극(205)의 Y 방향의 길이 L2를 검사 부재(200)의 Y 방향의 길이[구동용 전극(204)의 Y 방향의 길이] L1의 절반으로 한 경우라도, 충분한 검출 감도를 확보하는 것이 가능한 것을 발견하였다.
여기서, 제1 실시 형태의 진동 미러 소자(100)의 구동부(4 및 5)에서 구동력을 가능한 한 크게 하기 위해서는, 구동용 전극(204)을 가능한 한 넓은 영역에 형성할 필요가 있다. 이 때문에, 검출용 전극(205)을 충분한 검출 감도를 확보한 상태에서 가능한 한 작은 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 이들에 의해, 구동력을 크게 하면서, 충분한 검출 감도를 확보하는 것이 가능한 실시예 2(검출용 전극(205)의 길이 L2가 구동용 전극(204)의 길이 L1의 절반)는, 실시예 1(검출용 전극(205)의 길이 L2가 구동용 전극(204)의 길이 L1과 동일한 길이)보다도 검출용 전극(205)이 작은 영역에 형성되어 있음으로써, 바람직한 것이 판명되었다.
따라서, 본 발명의 제1 실시 형태에서의 구동부(4 및 5)에 대응하는 실시예 2의 검사 부재(200)가, 구동력을 크게 하면서, 충분한 검출 감도를 확보하기 위해서 가장 효과적인 구성이라고 생각된다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 도 11 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(300)의 구조에 대하여 설명한다. 이 제2 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, 구동 부분(304a 및 305a)의 대략 전체면에 걸쳐, 구동용 전극(344 및 354)을 각각 형성함과 함께, 구동용 전극(344 및 354)의 상면 상에, 검출용 전극(374)을 포함하는 검출 부분(370) 및 검출용 전극(384)을 포함하는 검출 부분(380)을 각각 형성한 예에 대하여 설명한다.
도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제2 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(300)의 구동부(304 및 305)는, 각각, 구동 부분(304a 및 305a)과, 검출 부분(370 및 380)을 포함한다. 구동 부분(304a)은, 도 12에 도시한 바와 같이, 기초부(40)와, 절연층(41)과, 하부 전극(42)과, 압전체층(343)과, 구동용 전극(344)을 포함한다. 또한, 구동 부분(305a)은, 기초부(50)와, 절연층(51)과, 하부 전극(52)과, 압전체층(353)과, 구동용 전극(354)을 포함한다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 압전체층(343 및 353)(도 12 참조)의 상면 상(Z1측)에는, 각각, 구동용 전극(344 및 354)이 대략 전체면에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 구동부(304 및 305)는, 각각, 본 발명의 「제1 구동부」 및 「제2 구동부」의 일례이고, 압전체층(343 및 353)은, 본 발명의 「구동용 압전체」의 일례이다. 또한, 구동용 전극(344 및 354)은, 각각, 본 발명의 「제1 구동용 전극」 및 「제2 구동용 전극」의 일례이다.
여기서, 제2 실시 형태에서는, 구동용 전극(344 및 354)의 상면 상에, 각각, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록, 직사각형 형상의 검출 부분(370 및 380)이 형성되어 있다. 이 검출 부분(370 및 380)은, 도 12에 도시한 바와 같이, 각각, 절연체층(371 및 381)과, 하부 전극(372 및 382)과, 압전체층(373 및 383)과, 검출용 전극(374 및 384)이, 이 순서로 하방(Z2측)으로부터 상방(Z1측)을 향하여 적층되어 있다. 즉, 제1 실시 형태와는 달리, 구동용 전극(344)과 검출용 전극(374)에서는, 하부 전극 및 압전체층을 공용하지 않음과 함께, 구동용 전극(354)과 검출용 전극(384)에서는, 하부 전극 및 압전체층을 공용하지 않도록 구성되어 있다. 또한, 검출용 전극(374 및 384)은, 각각, 본 발명의 「제1 검출용 전극」 및 「제2 검출용 전극」의 일례이다.
또한, 절연체층(371 및 381)은 모두 폴리이미드로 이루어진다. 또한, 절연체층(371)은, 구동용 전극(344)과 하부 전극(372)을 절연하기 위해서 배치되어 있음과 함께, 절연체층(381)은, 구동용 전극(354)과 하부 전극(382)을 절연하기 위해서 배치되어 있다. 또한, 하부 전극(372 및 382)은, 모두 Pt로 이루어지고, 각각, 도시하지 않은 단자에 의해 외부와 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 압전체층(373 및 383)은 모두 티탄산 지르콘산납(PZT)으로 이루어진다. 또한, 압전체층(373 및 383)은, 본 발명의 「검출용 압전체」의 일례이다.
또한, 검출용 전극(374 및 384)은, 각각, 압전체층(373 및 383)의 상면 상(Z1측)의 대략 전역에 걸쳐 형성되어 있다. 또한, 검출용 전극(374 및 384)은 모두 Pt 또는 Cr-Au 합금으로 이루어진다.
또한, 구동용 전극(344) 및 검출용 전극(374)은, 구동부(304)의 중앙부(4c)를 통과하여 X 방향으로 연장되는 직선 B1을 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)에 대략 대칭으로 되도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 구동용 전극(354) 및 검출용 전극(384)은, 구동부(405)의 중앙부(5c)를 통과하여 X 방향으로 연장되는 직선 B2를 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)에 대략 대칭으로 되도록 형성되어 있다.
또한, 구동용 전극(344 및 354)에 전압이 인가됨으로써 압전체층(343 및 353)[구동부(304 및 305)]이 휨 변형될 때에, 검출 부분(370 및 380)은, 각각, 구동부(304 및 305)의 휨 변형에 수반하여 변형되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 검출용 전극(374)에서는, 압전체층(373)의 휨 변형에 의해 발생한 하부 전극(372)과의 전위차가 검출됨과 함께, 검출용 전극(384)에서는, 압전체층(383)의 휨 변형에 의해 발생한 하부 전극(382)과의 전위차가 검출되도록 구성되어 있다.
또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 구동용 전극[344(354)]에 의해 전압이 인가됨으로써 압전체층[343(353)]이 휨 변형될 때에, 검출용 전극[374(384)]에서, 압전체층[373(383)]의 휨 변형에 의해 발생한 하부 전극[372(382)]과의 전위차를 검출하도록 구성함으로써, 구동용 전극과 검출용 전극이 1개의 압전체를 공유하는 경우와 달리, 구동용 전극[344(354)]에 대응하는 압전체층[343(353)]과, 검출용 전극[374(384)]에 대응하는 압전체층[373(383)]을 분리할 수 있다. 이에 의해, 압전체층[343(353)] 및 구동용 전극[344(354)]을, 소정의 구동력을 발생시키는 것이 가능한 크기로 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 압전체층[373(383)] 및 검출용 전극[374(384)]을, 구동부[304(305)]의 변형량을 정확하게 검출 가능한 크기로 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 압전체층[343(353)]의 상면 상에, 각각, 구동용 전극[344(354)]을 대략 전체면에 걸쳐 형성함과 함께, 검출용 전극[374(384)]을, 각각, 압전체층[373(383)]의 상면 상의 대략 전역에 걸쳐 형성함으로써, 압전체층[343(353)]의 상면의 대략 전역에 걸쳐 형성된 구동용 전극[344(354)]에 의해 압전체층[343(353)]의 대략 전역에서 전압이 인가되는 만큼, 압전체층[343(353)]을 효과적으로 변형시킬 수 있으므로, 구동부[304(305)]에서 구동력이 작아지는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 압전체층[373(383)]의 상면의 대략 전역에 걸쳐 형성된 검출용 전극[374(384)]에 의해, 구동부[304(305)]가 변형되는 범위의 거의 모든 부분에 기초하여 구동부[304(305)]의 변형량을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 구동용 전극(344) 및 검출용 전극(374)을, 구동부(304)의 중앙부(4c)를 통과하여 X 방향으로 연장되는 직선 B1을 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)으로 대략 대칭으로 되도록 형성함과 함께, 구동용 전극(354) 및 검출용 전극(384)을, 구동부(405)의 중앙부(5c)를 통과하여 X 방향으로 연장되는 직선 B2를 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)으로 대략 대칭으로 되도록 형성함으로써, 직선 B1 및 B2에 대하여 대략 대칭으로 형성된 구동용 전극(344 및 354)에 의해, 구동부(304 및 305)를 직선 B1 및 B2에 대하여 대략 대칭으로 변형시킬 수 있다. 또한, 직선 B1 및 B2에 대하여 대략 대칭으로 형성된 검출용 전극(375 및 384)에 의해, 구동부(304 및 305)의 변형량을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태에서는, 구동부(304 및 305)가, 각각, 구동 부분(304a 및 305a)과, 검출 부분(370 및 380)을 포함함과 함께, 구동용 전극(344 및 354)의 상면 상에, 각각, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록, 직사각형 형상의 검출 부분(370 및 380)을 형성함으로써, 구동 부분(304a 및 305a)의 표면 상에 배치된 검출 부분(370 및 380)에 의해, 구동 부분(304a 및 305a)의 변형을 용이하게 검출할 수 있다.
또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
(제3 실시 형태)
다음으로, 도 13 및 도 14를 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(400)의 구조에 대하여 설명한다. 이 제3 실시 형태에서는, 상기 제2 실시 형태와 달리, 구동 부분(304a)의 기초부(40)의 하면 상에 검출용 전극(474)을 포함하는 검출 부분(470)을 형성함과 함께, 구동 부분(305a)의 기초부(50)의 하면 상에 검출용 전극(484)을 포함하는 검출 부분(480)을 형성한 예에 대하여 설명한다.
도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 제3 실시 형태에 의한 진동 미러 소자(400)의 구동부(404 및 405)는, 각각, 구동 부분(304a 및 305a)과, 검출 부분(470 및 480)을 포함한다. 또한, 기초부(40 및 50)의 하면 상(Z2측)에는, 각각, 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 직사각형 형상의 검출 부분(470 및 480)이 형성되어 있다. 이 검출 부분(470 및 480)에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 각각, 절연체층(471 및 481)과, 하부 전극(472 및 482)과, 압전체층(473 및 483)과, 검출용 전극(474 및 484)이, 이 순서로 상방(Z1측)으로부터 하방(Z2측)을 향하여 적층되어 있다. 또한, 절연체층(471 및 481)은, 모두 SiO2로 이루어진다. 또한, 구동부(404 및 405)는, 각각, 본 발명의 「제1 구동부」 및 「제2 구동부」의 일례이고, 압전체층(473 및 483)은 본 발명의 「검출용 압전체」의 일례이다. 또한, 검출용 전극(474 및 484)은, 각각, 본 발명의 「제1 검출용 전극」 및 「제2 검출용 전극」의 일례이다.
또한, 제3 실시 형태의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제2 실시 형태와 마찬가지이다.
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타내어지고, 또한 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들면, 상기 제1 실시 형태에서는, 구동부[4(5)]를, 중앙부[4c(5c)]로부터 단부[4d(5d) 및 4e(5e)]를 향하여 연속적으로 폭을 작게 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 15에 도시한 제1 변형예의 진동 미러 소자(500)와 같이, 평면적으로 보아, 구동부(504 및 505)가 직사각형 형상을 갖도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태 및 제1 변형예에서는, 검출용 전극[45(545)]을, 고정부(6a)에 가까운 구동부[4(504)]의 한쪽 단부측(X1측)의 측면부[4a(504a)]의 근방에 형성함과 함께, 검출용 전극[55(555)]을, 고정부(6b)에 가까운 구동부[5(505)]의 다른 쪽 단부측(X2측)의 측면부[5a(505a)]의 근방에 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 16에 도시한 제2 변형예의 진동 미러 소자(600)와 같이, 검출용 전극(645 및 655)을, 각각, 구동부(604 및 605)의 폭 방향(X 방향)의 대략 중앙에 길이 방향(Y 방향)으로 연장되도록 형성해도 된다. 또한, 도 17에 도시한 제3 변형예의 진동 미러 소자(700)와 같이, 검출용 전극(745)을, 고정부(6a)로부터 먼 구동부(704)의 X2측의 측면부(504b)의 근방에 Y 방향으로 연장되도록 형성함과 함께, 검출용 전극(755)을, 고정부(6b)로부터 먼 구동부(705)의 X1측의 측면부(505b)의 근방에 Y 방향으로 연장되도록 형성해도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45 및 55)을, 각각, 구동부(4)의 중앙부(4c) 및 구동부(5)의 중앙부(5c)를 경계로 하여 길이 방향(Y 방향)에 대칭으로 되도록 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 18에 도시한 제4 변형예의 진동 미러 소자(800)와 같이, 구동부(804)에 검출용 전극(845)을 형성하는 한편, 구동부(805)에 검출용 전극을 형성하지 않도록 구성해도 된다. 또한, 검출용 전극(845)을 구동부(804)의 Y 방향의 한쪽측(Y1측)에만 형성하고, 다른 쪽측(Y2측)에는 검출용 전극(845)을 형성하지 않도록 구성해도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 검출용 전극(45 및 55)의 길이 방향(Y 방향)의 길이 L2를, 구동용 전극(44 및 54)의 Y 방향에서의 길이 L1의 대략 절반으로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 검출용 전극의 길이 방향의 길이는, 구동용 전극의 길이 방향의 길이의 절반 미만이어도 되고, 구동용 전극의 길이 방향의 길이의 대략 절반보다도 커도 된다. 또한, 검출용 전극의 길이 방향의 길이는, 구동용 전극의 길이 방향의 길이의 절반 이상, 구동용 전극의 길이 방향의 길이 미만인 것이, 충분한 검출 감도를 확보하기 위해서 바람직하다.
또한, 상기 제1∼제3 실시 형태에서는, 미러부(1)의 폭 방향(X 방향)의 양측에 각각 구동부[4(304, 404) 및 5(305, 405)]를 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 미러부의 X 방향의 한쪽측에만 구동부를 형성해도 된다.
또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 압전체층[43(53)]의 하면 상에 배치된 하부 전극[42(52)]을 구동부[4(5)]의 대략 전체면에 형성함과 함께, 압전체층[43(53)]의 상면 상에 배치된 전극을, 구동용 전극[44(54)]과 검출용 전극[45(55)]으로 분할한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 압전체층의 상면 상에 배치된 전극을 구동부의 대략 전체면에 형성함과 함께, 압전체층의 하면 상에 배치된 전극을, 구동용 전극과 검출용 전극으로 분할해도 된다.
또한, 상기 제1∼제3 실시 형태에서는, 진동 미러 소자[100(300, 400)]의 미러부(1)를 A1 및 A2 방향만(1차원적)으로 경사시킨 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 진동 미러 소자의 외측에, A1 및 A2 방향과 상이한 방향으로 미러부를 경사 및 진동시키는 것이 가능한 구동부를 별도로 설치해도 된다. 이에 의해 2차원적으로 미러부를 경사 및 진동시키는 것이 가능하다.
또한, 상기 제1∼제3 실시 형태에서는, 압전체층(43, 53, 343, 353, 373, 383, 473 및 483)이, 모두 티탄산 지르콘산납(PZT)으로 이루어지는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 압전체층은, PZT 이외의 납, 티탄 및 지르코늄을 주성분으로 한 산화물로 이루어지는 압전 재료나, 다른 압전 재료에 의해 형성되어 있어도 된다. 예를 들면, 압전체층으로서, 산화아연(ZnO), 티탄산 지르콘산 란탄산납((Pb, La)(Zr, Ti)O3), 니오브산칼륨(KNbO3), 니오브산나트륨(NaNbO3) 등의 압전 재료를 이용해도 된다.

Claims (20)

  1. 미러부(1)와,
    상기 미러부를 구동시키는 구동부(4, 5, 304, 305, 404, 405)를 구비하고,
    상기 구동부에는, 전압의 인가에 의해 상기 구동부를 변형시켜 구동시키기 위한 구동용 전극(44, 54, 344, 354)과, 상기 구동부의 변형량을 검출하기 위한 검출용 전극(45, 55, 374, 384, 474, 484)이 배치되어 있는 진동 미러 소자(100, 300, 400).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출용 전극은, 상기 구동용 전극의 길이 방향을 따라서 연장되도록 형성되어 있는 진동 미러 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 검출용 전극의 길이 방향에서의 길이는, 상기 구동용 전극의 길이 방향에서의 길이의 절반 이상인 진동 미러 소자.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 검출용 전극의 길이 방향에서의 길이는, 상기 구동용 전극의 길이 방향에서의 길이 미만인 진동 미러 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동용 전극과 상기 검출용 전극은, 서로 절연된 상태에서 배치되어 있는 진동 미러 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검출용 전극은, 상기 구동부의 변형에 수반하여 변형되도록 구성되어 있는 진동 미러 소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 검출용 전극은, 상기 구동부의 상기 미러부와는 반대측의 한쪽 측면(4a, 5a) 근방에 배치되어 있는 진동 미러 소자.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 한쪽 측면에서, 상기 구동부의 길이 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 상기 구동부의 상기 미러부측의 다른 쪽 측면(4b, 5b)에서, 상기 구동부의 길이 방향의 중앙(4c, 5c)으로부터 양단부(4d, 4e, 5d, 5e)를 향하여, 상기 한쪽 측면측으로 경사지도록 구성되어 있고,
    상기 검출용 전극은, 상기 구동부의 길이 방향을 따라서 직선 형상으로 연장되도록 형성되어 있는 진동 미러 소자.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 검출용 전극(374, 384, 474, 484)은, 상기 구동용 전극(344, 354)의 길이 방향을 따라서 연장되어 있고,
    상기 구동용 전극 및 상기 검출용 전극은, 모두, 상기 길이 방향에서의 중앙을 통과하여 폭 방향으로 연장되는 직선(B1, B2)을 경계로 하여 대략 대칭으로 형성되어 있는 진동 미러 소자(300, 400).
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 구동부의 길이 방향의 대략 중앙에 위치하는 고정단(4c, 5c)과, 상기 구동부의 길이 방향의 양단부에 위치하는 한 쌍의 자유단(4d, 4e, 5d, 5e)을 포함하고,
    상기 구동부는, 상기 고정단에 대하여 상기 한 쌍의 자유단이 상기 구동부의 표면에 대하여 수직 방향으로 변위함으로써, 오목 형상 및 볼록 형상으로 휘어 변형 가능하도록 구성되어 있고,
    상기 검출용 전극은, 상기 구동부의 오목 형상 및 볼록 형상으로의 휨 변형에 기초하는 상기 구동부의 변형량을 검출하도록 구성되어 있는 진동 미러 소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 구동용 전극(44, 54)과 상기 검출용 전극(45, 55)은, 동일 면 상에 배치되어 있는 진동 미러 소자(100).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 구동용 전극과 상기 검출용 전극은, 동일한 금속층을 패터닝함으로써 형성되어 있는 진동 미러 소자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 구동용 전극은, 상기 검출용 전극의 외주부와 이격한 상태에서, 상기 검출용 전극의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있는 진동 미러 소자.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 구동부(4, 5)는, 공통 압전체(43, 53)와, 상기 공통 압전체의 한쪽 면 상에 배치된 공통 전극(42, 52)을 포함하고,
    상기 구동용 전극은, 상기 공통 압전체의 다른 쪽 면 상의 제1 영역에 배치되어 있음과 함께, 상기 검출용 전극은, 상기 공통 압전체의 다른 쪽 면 상의 상기 제1 영역과는 상이한 제2 영역에 배치되어 있고,
    상기 구동부에서는, 상기 공통 전극과 상기 구동용 전극 사이에 전압을 인가함으로써 상기 공통 압전체가 변형되도록 구성되어 있고,
    상기 검출용 전극은, 상기 공통 압전체의 변형에 의해 발생하는 상기 공통 전극과의 전위차를 검출하도록 구성되어 있는 진동 미러 소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 구동부(304, 305, 404, 405)는, 상기 구동용 전극에 전압이 인가됨으로써 변형되는 구동용 압전체(343, 353)와, 상기 구동용 압전체의 변형에 수반하여 변형되는 검출용 압전체(373, 383, 473, 483)를 포함하고,
    상기 검출용 전극은, 상기 검출용 압전체의 변형에 의해 발생하는 전압을 검출하도록 구성되어 있는 진동 미러 소자(300, 400).
  16. 제15항에 있어서,
    상기 구동용 전극은, 상기 구동용 압전체의 표면의 대략 전역에 배치되어 있고,
    상기 검출용 전극은, 상기 검출용 압전체의 표면의 대략 전역에 배치되어 있는 진동 미러 소자.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 구동부에는, 상기 구동용 압전체 및 상기 구동용 전극을 갖는 구동 부분(304a, 305a)과, 상기 검출용 압전체 및 상기 검출용 전극을 갖는 검출 부분(370, 380, 470, 480)이 형성되어 있고,
    상기 검출 부분은, 상기 구동 부분의 표면 상에 배치되어 있는 진동 미러 소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 구동부는, 제1 구동용 전극(44, 344) 및 제1 검출용 전극(45, 374, 474)이 배치된 제1 구동부(4, 304, 404)와, 제2 구동용 전극(54, 354) 및 제2 검출용 전극(55, 384, 484)이 배치된 제2 구동부(5, 305, 405)를 포함하고,
    상기 제1 구동용 전극 및 상기 제2 구동용 전극은, 길이 방향으로 대략 동일한 길이를 가짐과 함께, 상기 제1 검출용 전극 및 상기 제2 검출용 전극은, 상기 길이 방향으로 대략 동일한 길이를 갖도록 구성되어 있는 진동 미러 소자.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 미러부의 양측에 각각 한쪽 단부측이 접속되고, 상기 미러부를 지지하는 한 쌍의 제1 들보부(2a, 2b)와,
    상기 한 쌍의 제1 들보부의 다른 쪽 단부측과 각각 접속됨과 함께, 한쪽 단측이 상기 제1 구동부에 접속되고, 다른 쪽 단측이 상기 제2 구동부에 접속되는 한 쌍의 제2 들보부(3a, 3b)를 더 구비하고,
    상기 제1 구동부 및 상기 제2 구동부의 변형이, 상기 한 쌍의 제1 들보부 및 상기 한 쌍의 제2 들보부를 통하여 전달됨으로써, 상기 미러부가 경사지도록 구성되어 있는 진동 미러 소자.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 미러부 및 상기 구동부는, 일체적으로 형성되어 있는 진동 미러 소자.
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