WO2012032918A1 - 振動ミラー素子 - Google Patents

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神野　伊策
井上　尚樹
村山　学
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船井電機株式会社
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    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • G02B7/1821—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors for rotating or oscillating mirrors

Definitions

  • the present invention relates to a vibrating mirror element, and more particularly to a vibrating mirror element provided with a detection electrode for detecting the amount of deformation.
  • a vibrating mirror element having a detection electrode for detecting the amount of deformation is known.
  • Such a vibrating mirror element is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-229517.
  • the mirror section 1 is tilted in the A1 direction and the A2 direction (see FIG. 1) by the torsion bars 2a and 2b, and is supported by the torsion bars 2a and 2b that can be deformed in a twistable manner.
  • the deformation of the drive units 4 and 5 is transmitted through the bars 3a and 3b and the torsion bars 2a and 2b, so that the mirror unit 1 is configured to tilt.
  • the length L2 in the Y direction of the detection electrode 205 was set to 0.5 mm (500 ⁇ m). That is, the length L2 of the detection electrode 205 in the Y direction is set to a quarter of the length L1 of the drive electrode 204 in the Y direction.
  • Example 1 the detection sensitivity was higher than 4 mV / ⁇ m, whereas in Example 3, the detection sensitivity was lower than 3 mV / ⁇ m.
  • Example 3 is susceptible to noise due to an unnecessary potential difference in an electric circuit (not shown) to which the detection electrode 205 is connected due to the low detection sensitivity. That is, in Example 3, it is considered difficult to accurately detect the deformation amount in the drive unit.
  • the detection sensitivity is high, it is difficult to be affected by noise, so it is considered that the deformation amount in the drive unit can be detected more accurately than in the third embodiment.
  • Examples 1 and 2 are more preferable for obtaining the effect of the present invention that ensures sufficient detection sensitivity.
  • the inventor of the present application even when the length L2 of the detection electrode 205 in the Y direction is half the length of the inspection member 200 in the Y direction (the length of the driving electrode 204 in the Y direction) L1, It has been found that sufficient detection sensitivity can be secured.
  • the inspection member 200 of Example 2 corresponding to the driving units 4 and 5 in the first embodiment of the present invention is the most effective configuration for ensuring sufficient detection sensitivity while increasing the driving force. it is conceivable that.
  • the detection electrodes 374 and 384 are formed over substantially the entire area on the upper surfaces (Z1 side) of the piezoelectric layers 373 and 383, respectively.
  • the detection electrodes 374 and 384 are both made of Pt or Cr—Au alloy.
  • the drive units 304 and 305 include drive portions 304a and 305a and detection portions 370 and 380, respectively, and on the upper surfaces of the drive electrodes 344 and 354, respectively, in the longitudinal direction (
  • the detection portions 370 and 380 disposed on the surfaces of the drive portions 304a and 305a can be easily deformed by forming the rectangular detection portions 370 and 380 so as to extend in the Y direction). Can be detected.
  • the detection portion 470 including the detection electrode 474 is formed on the lower surface of the base portion 40 of the drive portion 304a and the detection is performed on the lower surface of the base portion 50 of the drive portion 305a.
  • An example in which the detection portion 480 including the working electrode 484 is formed will be described.
  • the insulating layer 471 and 481 are both made of SiO 2.
  • the drive units 404 and 405 are examples of the “first drive unit” and the “second drive unit” of the present invention, respectively, and the piezoelectric layers 473 and 483 are the “detection piezoelectric body” of the present invention. It is an example.
  • the detection electrodes 474 and 484 are examples of the “first detection electrode” and the “second detection electrode” in the present invention, respectively.
  • the detection electrode 45 (545) is connected to the side surface portion 4a (504a) on the one end side (X1 side) of the drive portion 4 (504) close to the fixed portion 6a.
  • the detection electrode 55 (555) is formed in the vicinity of the side surface portion 5a (505a) on the other end side (X2 side) of the drive portion 5 (505) close to the fixed portion 6b.
  • the present invention is not limited to this.
  • the detection electrodes 645 and 655 are arranged in the longitudinal direction at the approximate center in the short direction (X direction) of the drive units 604 and 605, respectively. You may form so that it may extend in (Y direction).
  • the detection electrodes 45 and 55 are symmetrical in the longitudinal direction (Y direction) with the central part 4c of the driving unit 4 and the central part 5c of the driving unit 5 as boundaries.
  • this invention is not limited to this.
  • the drive unit 804 may be provided with the detection electrode 845 while the drive unit 805 may not be provided with the detection electrode. .
  • a detection electrode 845 on one side of the Y direction of the drive unit 804 (Y1 side)
  • it may be configured not to detecting electrode 845 provided on the other side (Y2 side).
  • the drive units 4 (304, 404) and 5 (305, 405) are provided on both sides in the short direction (X direction) of the mirror unit 1 .
  • the present invention is not limited to this.
  • the drive unit may be provided only on one side in the X direction of the mirror unit.
  • the piezoelectric layer 43 so as to form a substantially entire surface of the piezoelectric layer 43 (53) lower electrode 42 (52) a drive unit 4 arranged on the lower surface (5), the piezoelectric layer 43 (53 The electrode arranged on the upper surface of FIG. 4 is divided into the drive electrode 44 (54) and the detection electrode 45 (55), but the present invention is not limited to this.
  • the electrode disposed on the upper surface of the piezoelectric layer is formed on substantially the entire surface of the drive unit, and the electrode disposed on the lower surface of the piezoelectric layer is divided into a drive electrode and a detection electrode. May be.
  • the present invention will now Not limited to.
  • a drive unit that can tilt and vibrate the mirror unit in a direction different from the A1 and A2 directions may be provided outside the vibrating mirror element. This makes it possible to tilt and vibrate the mirror portion two-dimensionally.

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Abstract

　駆動を検出するための検出用電極を備える振動ミラー素子を容易に製造することが可能な振動ミラー素子を提供する。この振動ミラー素子（１００）は、ミラー部（１）と、ミラー部を駆動する駆動部（４、５）とを備え、駆動部には、電圧の印加により駆動部を変形させて駆動させるための駆動用電極（４４、５４）と、駆動部の変形量を検出するための検出用電極（４５、５５）とが配置されている。

Description

振動ミラー素子
　この発明は、振動ミラー素子に関し、特に、変形量を検出するための検出用電極を備える振動ミラー素子に関する。
　従来、変形量を検出するための検出用電極を備える振動ミラー素子が知られている。このような振動ミラー素子は、たとえば、特開２００９－２２９５１７号公報に開示されている。
　上記特開２００９－２２９５１７号公報には、揺動可能なミラーと、静電力により非接触状態でミラーを揺動させる駆動電極と、ミラーの端部に接続され、駆動電極によるミラーの揺動に応じて捻り変形可能なトーションバーと、角度検出センサとを備えるアクチュエータ（振動ミラー素子）が開示されている。この特開２００９－２２９５１７号公報に記載されたアクチュエータでは、角度検出センサによりトーションバーの捻り変形による変形量を検出することによって、この変形量に基づいてミラーの振れ角が求められるように構成されている。また、角度検出センサは、トーションバーの表面に一体的に形成されたピエゾ抵抗と、ピエゾ抵抗に生じる電圧を検出するための一対の電圧計測パッド（検出用電極）と、ピエゾ抵抗にバイアス電流を与えるための一対のバイアス電流パッドとからなる。なお、駆動電極は、平面的に見て、ミラーの一部とオーバーラップした状態で、ミラーの下方に形成されている。
特開２００９－２２９５１７号公報
　しかしながら、特開２００９－２２９５１７号公報に記載のアクチュエータでは、駆動電極がミラーの一部とオーバーラップしているため、アクチュエータを製造するプロセスにおいて、角度検出センサのピエゾ抵抗などをトーションバーの表面に一体的に形成する製造プロセスが、駆動電極を形成する製造プロセスとは別途必要になるという問題点がある。
　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、駆動を検出するための検出用電極を備える振動ミラー素子を容易に製造することが可能な振動ミラー素子を提供することである。
課題を解決するための手段および発明の効果
　この発明の一の局面による振動ミラー素子は、ミラー部と、ミラー部を駆動する駆動部とを備え、駆動部には、電圧の印加により駆動部を変形させて駆動させるための駆動用電極と、駆動部の変形量を検出するための検出用電極とが配置されている。
　この発明の一の局面による振動ミラー素子では、上記のように、駆動部に駆動用電極と検出用電極とを配置することによって、駆動用電極と検出用電極とを同じ製造プロセスにおいて形成することができる。これにより、駆動用電極と検出用電極とを別々の製造プロセスで形成する必要がないので、駆動部の駆動を検出するための検出用電極を備える振動ミラー素子を容易に製造することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、検出用電極は、駆動用電極の長手方向に沿って延びるように形成されている。このように構成すれば、検出用電極により、駆動用電極の長手方向に沿った駆動部の変形を容易に検出することができる。
　この場合、好ましくは、検出用電極の長手方向における長さは、駆動用電極の長手方向における長さの半分以上である。このように構成すれば、検出用電極を駆動部の変形量を正確に検出することが可能な大きさに形成することができるので、駆動部における変形量を正確に検出することができる。なお、検出用電極の長手方向における長さを駆動用電極の長手方向における長さの半分にしても駆動部の変形量を正確に検出することができる点については、本願発明者が鋭意検討した結果、見い出した構成である。
　上記検出用電極が駆動用電極の長手方向に沿って延びるように形成されている振動ミラー素子において、好ましくは、検出用電極の長手方向における長さは、駆動用電極の長手方向における長さ未満である。このように構成すれば、駆動部における検出用電極の占める割合が大きくなりすぎるのを抑制することができるので、駆動部における駆動用電極の占める割合が小さくなることに起因して駆動部の駆動力が小さくなるのを抑制することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、駆動用電極と検出用電極とは、互いに絶縁された状態で配置されている。このように構成すれば、駆動用電極と検出用電極との不意の短絡などに起因して、駆動部の変形量が検出用電極に正確に検出されなくなるのを抑制することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、検出用電極は、駆動部の変形に伴って変形するように構成されている。このように構成すれば、駆動部の変形を妨げることなく、駆動部の変形に伴って変形する検出用電極によって、駆動部の変形を確実に検出することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、検出用電極は、駆動部のミラー部とは反対側の一方側面近傍に配置されている。このように構成すれば、ミラー部とは反対側の一方側面近傍を介して、検出用電極と外部の端子とを容易に接続することができる。
　この場合、好ましくは、駆動部は、一方側面において、駆動部の長手方向に沿って直線状に延びるように形成されているとともに、駆動部のミラー部側の他方側面において、駆動部の長手方向の中央から両端部に向かって、一方側面側に傾斜するように構成されており、検出用電極は、駆動部の長手方向に沿って直線状に延びるように形成されている。このように構成すれば、検出用電極の長手方向の長さが小さくなり過ぎない状態で、駆動部の他方側面を一方側面側に傾斜させて、駆動部の短手方向の幅を中央から両端部に向かって徐々に狭めることができる。これにより、検出用電極を、駆動部の変形量を検出可能な長さ（寸法）に維持した状態で、駆動部の平面積を減少させて駆動部の軽量化を図ることができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、検出用電極は、駆動用電極の長手方向に沿って延びており、駆動用電極および検出用電極は、共に、長手方向における中央を通り短手方向に延びる直線を境にして略対称に形成されている。このように構成すれば、直線に対して略対称に形成された駆動用電極により、駆動部をこの直線に対して略対称に変形させることができる。また、直線に対して略対称に形成された検出用電極により、駆動部の変形量をより正確に検出することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、駆動部は、駆動部の長手方向の略中央に位置する固定端と、駆動部の長手方向の両端部に位置する一対の自由端とを含み、駆動部は、固定端に対して一対の自由端が駆動部の表面に対して垂直方向に変位することによって、凹形状および凸形状に撓み変形可能なように構成されており、検出用電極は、駆動部の凹形状および凸形状への撓み変形に基づく駆動部の変形量を検出するように構成されている。このように構成すれば、検出用電極により、容易に、凹形状および凸形状への撓み変形に基づく駆動部の変形量を検出することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、駆動用電極と検出用電極とは、同一面上に配置されている。このように構成すれば、より容易に、駆動用電極と検出用電極とを同じ製造プロセスで同時に形成することができるので、振動ミラー素子をより容易に製造することができる。
　この場合、好ましくは、駆動用電極と検出用電極とは、同一の金属層をパターニングすることにより形成されている。このように構成すれば、駆動用電極と検出用電極とを１つの工程を用いて短時間で形成することができる。
　上記駆動用電極と検出用電極とが同一面上に配置されている振動ミラー素子において、好ましくは、駆動用電極は、検出用電極の外周部と離間した状態で、検出用電極の周囲を取り囲むように配置されている。このように構成すれば、駆動用電極と検出用電極との物理的な絶縁を検出用電極の外周部に沿って図りつつ、駆動用電極に周囲を取り囲まれた検出用電極に対して、駆動用電極の変形を確実に伝えることができる。
　上記駆動用電極と検出用電極とが同一面上に配置されている振動ミラー素子において、好ましくは、駆動部は、共通圧電体と、共通圧電体の一方面上に配置された共通電極とを含み、駆動用電極は、共通圧電体の他方面上の第１領域に配置されているとともに、検出用電極は、共通圧電体の他方面上の第１領域とは異なる第２領域に配置されており、駆動部では、共通電極と駆動用電極との間に電圧を印加することにより共通圧電体が変形されるように構成されており、検出用電極は、共通圧電体の変形によって生じる共通電極との電位差を検出するように構成されている。このように構成すれば、駆動用電極と検出用電極とにおいて共通圧電体および共通電極を共用することができるので、駆動用電極と検出用電極とに個別に圧電体および電極を設ける必要がない。これにより、振動ミラー素子の構造を簡素化することができるとともに、振動ミラー素子の小型化を図ることができる。また、駆動用電極と検出用電極とにそれぞれ対応する圧電体および電極を個別に設けるための製造プロセスを必要としないので、振動ミラー素子をより容易に形成することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、駆動部は、駆動用電極に電圧が印加されることによって変形する駆動用圧電体と、駆動用圧電体の変形に伴って変形する検出用圧電体とを含み、検出用電極は、検出用圧電体の変形によって生じる電圧を検出するように構成されている。このように構成すれば、駆動用電極と検出用電極とが１つの圧電体を共用する場合と異なり、駆動用電極に対応する駆動用圧電体と検出用電極に対応する検出用圧電体とを分離することができる。これにより、駆動用圧電体および駆動用電極を、所定の駆動力を発生させることが可能な大きさに容易に形成することができる。また、検出用圧電体および検出用電極を、駆動部の変形量を正確に検出可能な大きさに容易に形成することができる。
　この場合、好ましくは、駆動用電極は、駆動用圧電体の表面の略全域に配置されており、検出用電極は、検出用圧電体の表面の略全域に配置されている。このように構成すれば、駆動用圧電体の表面の略全域に渡って形成された駆動用電極によって駆動用圧電体の略全域において電圧が印加される分、駆動用圧電体を効果的に変形させることができるので、駆動部において駆動力が小さくなるのをより抑制することができる。また、検出用圧電体の表面の略全域に渡って形成された検出用電極によって、駆動部が変形する範囲の略全ての部分に基づいて駆動部の変形量を正確に検出することができる。
　上記駆動部が駆動用圧電体と検出用圧電体とを含む振動ミラー素子において、好ましくは、駆動部には、駆動用圧電体および駆動用電極を有する駆動部分と、検出用圧電体および検出用電極とを有する検出部分とが設けられており、検出部分は、駆動部分の表面上に配置されている。このように構成すれば、駆動部分の表面上に配置された検出部分によって、駆動部分の変形を容易に検出することができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、駆動部は、第１駆動用電極および第１検出用電極が配置された第１駆動部と、第２駆動用電極および第２検出用電極が配置された第２駆動部とを含み、第１駆動用電極および第２駆動用電極は、長手方向に略同一の長さを有するとともに、第１検出用電極および第２検出用電極は、長手方向に略同一の長さを有するように構成されている。このように構成すれば、印加する電圧の大きさに対する第１駆動部の変形量と第２駆動部の変形量とを略同一にすることができるとともに、第１検出用電極の検出精度と第２検出用電極の検出精度とを略同一にすることができる。これにより、略同一の大きさの第１駆動用電極および第２駆動用電極によりミラー部を安定的に駆動させつつ、第１駆動部の変形および第２駆動部の変形を、第１検出用電極および第２検出用電極を用いてそれぞれ略同一の検出精度で検出することができる。
　この場合、好ましくは、ミラー部の両側にそれぞれ一方端部側が接続され、ミラー部を支持する一対の第１梁部と、一対の第１梁部の他方端部側とそれぞれ接続されるとともに、一方端側が第１駆動部に接続され、他方端側が第２駆動部に接続される一対の第２梁部とをさらに備え、第１駆動部および第２駆動部の変形が、一対の第１梁部および一対の第２梁部を介して伝達されることによって、ミラー部が傾斜するように構成されている。このように構成すれば、一対の第１梁部および一対の第２梁部を介して、第１駆動部と第２駆動部とによりミラー部を確実に傾斜させることができる。
　上記一の局面による振動ミラー素子において、好ましくは、ミラー部および駆動部は、一体的に形成されている。このように構成すれば、容易に、ミラー部および駆動部を形成することができる。また、駆動部の変形に基づく駆動力をミラー部に確実に伝達することができる。
本発明の第１実施形態による振動ミラー素子の構造を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。 図２に示した振動ミラー素子の９００－９００線に沿った拡大断面図である。 図２に示した振動ミラー素子の９１０－９１０線に沿った拡大断面図である。 図２に示した振動ミラー素子の９２０－９２０線に沿った拡大断面図である。 本発明の第１実施形態による振動ミラー素子が所定の傾斜角度で傾斜した状態を示した斜視図である。 本発明の効果を確認するために行った検出感度測定に用いるカンチレバーを示した平面図である。 本発明の効果を確認するために行った検出感度測定を説明するための図である。 本発明の効果を確認するために行った検出感度測定の結果を示した表である。 本発明の効果を確認するために行った検出感度測定の結果を示したグラフである。 本発明の第２実施形態による振動ミラー素子の構造を示した平面図（上面図）である。 図１１に示した振動ミラー素子の９３０－９３０線に沿った拡大断面図である。 本発明の第３実施形態による振動ミラー素子の構造を示した平面図（下面図）である。 図１３に示した振動ミラー素子の９４０－９４０線に沿った拡大断面図である。 本発明の第１変形例による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。 本発明の第２変形例による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。 本発明の第３変形例による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。 本発明の第４変形例による振動ミラー素子の構造を示した平面図である。
　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
　（第１実施形態）
　まず、図１～図６を参照して、本発明の一実施形態による振動ミラー素子１００の構成について説明する。
　本発明の第１実施形態による振動ミラー素子１００は、図１および図２に示すように、ミラー部１と、トーションバー２ａおよび２ｂと、バー３ａおよび３ｂと、駆動部４および５と、固定部６ａおよび６ｂとを含む。また、ミラー部１と、トーションバー２ａおよび２ｂと、バー３ａおよび３ｂと、駆動部４の基部４０（図１参照）と、駆動部５の基部５０（図１参照）と、固定部６ａおよび６ｂとは、同一のＳｉ基板によって一体的に形成されている。また、振動ミラー素子１００は、長手方向（Ｙ方向）に大きく、短手方向（Ｘ方向）に小さい。なお、トーションバー２ａおよび２ｂは、本発明の「第１梁部」の一例であり、バー３ａおよび３ｂは、本発明の「第２梁部」の一例である。また、駆動部４および５は、それぞれ、本発明の「第１駆動部」および「第２駆動部」の一例である。
　ミラー部１は、略円形状に形成されており、光を反射可能なように構成されている。また、トーションバー２ａおよび２ｂは、共に振動ミラー素子１００の長手方向（Ｙ方向）に延びるように形成されている。また、トーションバー２ａのＹ方向の一方端部（Ｙ２側）は、ミラー部１と接続されるとともに、Ｙ方向の他方端部（Ｙ１側）は、バー３ａと接続されている。また、トーションバー２ｂのＹ方向の一方端部（Ｙ１側）は、ミラー部１と接続されるとともに、Ｙ方向の他方端部（Ｙ２側）は、バー３ｂと接続されている。
　また、バー３ａは、Ｙ１側で振動ミラー素子１００の短手方向（Ｘ方向）に延びるように形成されているとともに、バー３ｂは、Ｙ２側でＸ方向に延びるように形成されている。また、バー３ａのＸ方向の一方端部（Ｘ１側）は、基部４０（駆動部４）と接続されているとともに、Ｘ方向の他方端部（Ｘ２側）は、基部５０（駆動部５）と接続されている。また、バー３ｂのＸ方向の一方端部（Ｘ１側）は、基部４０（駆動部４）と接続されているとともに、Ｘ方向の他方端部（Ｘ２側）は、基部５０（駆動部５）と接続されている。このバー３ａおよび３ｂは、基部４０および５０（駆動部４および５）の変形により、Ｘ方向に傾斜可能なように構成されているとともに、捻り変形可能なように構成されている。
　また、ミラー部１は、トーションバー２ａおよび２ｂによってＡ１方向およびＡ２方向（図１参照）に傾斜されるとともに、捻り変形可能なトーションバー２ａおよび２ｂに振動可能なように支持されている。これにより、駆動部４および５の変形がバー３ａおよび３ｂとトーションバー２ａおよび２ｂとを介して伝達されることによって、ミラー部１は傾斜するように構成されている。
　また、トーションバー２ａおよび２ｂは、ミラー部１と共に共振可能なように構成されている。これにより、ミラー部１は、共振によってバー３ａおよび３ｂの傾斜角度以上に傾斜するように構成されている。この結果、レーザ光などをミラー部１に照射すると、ミラー部１の傾斜角度に応じて反射光の反射角度も変化するように構成されている。これにより、振動ミラー素子１００を用いてレーザ光などを所定の方向に走査させることが可能である。
　また、図２に示すように、駆動部４および５は、長さＬ１を有し、長手方向（Ｙ方向）に延びるように形成されている。また、駆動部４のＸ１側の側面部４ａは、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されているとともに、駆動部５のＸ２側の側面部５ａは、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成されている。なお、側面部４ａおよび５ａは、本発明の「一方側面」の一例である。
　一方、駆動部４のＸ２側の側面部４ｂは、中央部４ｃからＹ１側の端部４ｄおよびＹ２側の端部４ｅに向かって連続的にＸ１側に傾斜することによって、短手方向（Ｘ方向）の幅が小さくなるように形成されている。また、駆動部５のＸ１側の側面部５ｂは、中央部５ｃからＹ１側の端部５ｄおよびＹ２側の端部５ｅに向かって連続的にＸ２側に傾斜することによって、短手方向（Ｘ方向）の幅が小さくなるように形成されている。なお、駆動部４および５は、駆動部４の中央部４ｃおよび駆動部５の中央部５ｃにおいて、Ｘ方向に幅Ｗ１を有する。なお、側面部４ｂおよび５ｂは、本発明の「他方側面」の一例であり、中央部４ｃおよび５ｃは、本発明の「中央」の一例である。
　また、駆動部４のＹ１側の端部４ｄは、バー３ａのＸ１側の端部と接続されているとともに、Ｙ２側の端部４ｅは、バー３ｂのＸ１側の端部と接続されている。また、駆動部５のＹ１側の端部５ｄは、バー３ａのＸ２側の端部と接続されているとともに、Ｙ２側の端部５ｅは、バー３ｂのＸ２側の端部と接続されている。
　また、駆動部４の中央部４ｃにおけるＸ１側の側面部４ａには、Ｘ１側に突出する固定部６ａが形成されている。また、駆動部５の中央部５ｃにおけるＸ２側の側面部５ａには、Ｘ１側に突出する固定部６ｂが形成されている。この固定部６ａおよび６ｂは、図示しない基台に紫外線硬化接着剤などによって固定されており、駆動部４および５が凹形状または凸形状に変形することによって振動する際に、固定端として機能するように構成されている。
　また、図３～図５に示すように、駆動部４は、基部４０と、絶縁層４１とを含む。さらに、駆動部４は、下部電極４２と、圧電体層４３と、駆動用電極４４と、検出用電極４５とからなる圧電素子４６を含む。また、駆動部５は、基部５０と、絶縁層５１とを含む。さらに、駆動部５は、下部電極５２と、圧電体層５３と、駆動用電極５４と、検出用電極５５とからなる圧電素子５６を含む。なお、下部電極４２および５２は、本発明の「共通電極」の一例であり、圧電体層４３および５３は、本発明の「共通圧電体」の一例である。また、駆動用電極４４および５４は、それぞれ、本発明の「第１駆動用電極」および「第２駆動用電極」の一例であり、検出用電極４５および５５は、それぞれ、本発明の「第１検出用電極」および「第２検出用電極」の一例である。
　具体的には、基部４０の上面上（Ｚ１側）の略全面および基部５０の上面上の略全面には、それぞれ、絶縁層４１および５１が形成されている。この絶縁層４１および５１は、共にＳｉＯ２からなる。また、絶縁層４１の上面上の略全面および絶縁層５１の上面上の略全面には、それぞれ、下部電極４２および５２が形成されている。この下部電極４２および５２は、共にＰｔからなり、それぞれ、図示しない端子によって外部と電気的に接続されている。
　また、下部電極４２の上面上の略全面および下部電極５２の上面上の略全面には、それぞれ、圧電体層４３および５３が形成されている。この圧電体層４３および５３は、共にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなり、膜厚方向（Ｚ方向）に分極されることによって、電圧を印加されるとＹ方向（図５参照）に伸縮するように構成されている。
　なお、下部電極４２および圧電体層４３は、共に駆動用電極４４および検出用電極４５によって共用されるとともに、下部電極５２および圧電体層５３は、共に駆動用電極５４および検出用電極５５によって共用されるように構成されている。
　ここで、第１実施形態では、図３～図５に示すように、圧電体層４３の上面上（Ｚ１側）には、駆動用電極４４と検出用電極４５とが、離間領域４７によって所定の間隔を隔てた状態で形成されている。また、圧電体層５３の上面上には、駆動用電極５４と検出用電極５５とが、離間領域５７によって所定の間隔を隔てた状態で形成されている。すなわち、駆動用電極４４と検出用電極４５とは、圧電体層４３の上面上の異なる領域に形成されているととともに、駆動用電極５４と検出用電極５５とは、圧電体層５３の上面上の異なる領域に形成されている。この結果、駆動用電極４４と検出用電極４５とは互いに絶縁されているとともに、駆動用電極５４と検出用電極５５とは互いに絶縁されている。
　また、駆動用電極４４および５４は、駆動部４および５の略全面に渡ってそれぞれ形成されていることにより、長手方向（Ｙ方向）に長さＬ１を有している。
　また、離間領域４７および５７は、それぞれ、検出用電極４５の外周部および５５の外周部を取り囲むように配置されているとともに、駆動用電極４４および５４は、それぞれ、離間領域４７および５７を取り囲むように配置されている。すなわち、駆動用電極４４および５４は、それぞれ、離間領域４７および５７を介して検出用電極４５の外周部および５５の外周部と離間した状態で、検出用電極４５および５５を取り囲むように配置されている。
　また、駆動用電極４４および検出用電極４５と、駆動用電極５４および検出用電極５５とは、ＰｔまたはＣｒ－Ａｕ合金からなる同一の金属層がパターニングされることにより形成されている。
　また、図２に示すように、検出用電極４５および５５は、長手方向（Ｙ方向）に延びるように形成されている。また、検出用電極４５は、固定部６ａに近い駆動部４のミラー部１とは反対側（Ｘ１側）の側面部４ａの近傍に形成されているとともに、検出用電極５５は、固定部６ｂに近い駆動部５のミラー部１とは反対側（Ｘ２側）の側面部５ａの近傍に形成されている。これにより、固定部６ａ（６ｂ）から離れた位置（駆動部４（５）のＸ２（Ｘ１）側の側面部４ｂ（５ｂ）の近傍など）に検出用電極４５（５５）を形成する場合と比べて、後述する配線２６ａ（２６ｂ）の周囲に形成された離間領域４７（５７）の占める領域を小さくすることが可能である。したがって、その分、駆動用電極４４（５４）の占める領域を大きくすることができるので、駆動部４（５）において駆動力が小さくなるのを抑制することが可能である。
　また、検出用電極４５および５５は、平面的に見て略矩形形状を有しており、Ｙ方向に長さＬ２を有するとともに、Ｘ方向に幅Ｗ２を有する。ここで、検出用電極４５および５５のＹ方向における長さＬ２は、駆動部４および５のＹ方向における長さＬ１の略半分である。また、検出用電極４５および５５のＸ方向における幅Ｗ２は、駆動部４の中央部４ｃおよび駆動部５の中央部５ｃにおけるＸ方向の幅Ｗ１の約５分の１の大きさである。なお、検出用電極４５および５５のＸ方向における幅Ｗ２と、検出用電極４５および５５の検出感度とは、それぞれ、実質的に比例関係にある。また、検出用電極４５および５５は、それぞれ、駆動部４の中央部４ｃおよび駆動部５の中央部５ｃを境にして長手方向（Ｙ方向）に対称になるように形成されている。
　また、図３～図５に示すように、離間領域４７および５７に対応する圧電体層４３および５３の上面上には、何も形成されていない。
　また、図２に示すように、駆動用電極４４は、圧電体層４３の上面上（Ｚ１側）において、検出用電極４５が形成されている領域と離間領域４７が確保されている領域とを除く駆動部４の略全体に渡って形成されている。また、駆動用電極５４は、圧電体層５３の上面上において、検出用電極５５が形成されている領域と離間領域５７が確保されている領域とを除く駆動部５の略全体に渡って形成されている。すなわち、駆動用電極４４および５４は、それぞれ、圧電体層４３および５３の上面上において、形成することが可能な領域の全域にわたって形成されている。これにより、駆動部４および５（圧電体層４３および５３）において、駆動力を可能な限り大きくすることが可能である。なお、駆動用電極４４および５４は、駆動部４および５と同様に、Ｙ方向に長さＬ１を有する。
　また、駆動用電極４４には、固定部６ａ側から延びる配線１６ａが接続されているとともに、駆動用電極５４には、固定部６ｂ側から延びる配線１６ｂが接続されている。この配線１６ａおよび１６ｂと図示しない端子とがそれぞれ接続されることによって、駆動用電極４４および５４が外部と電気的に接続されるように構成されている。
　また、駆動用電極４４および５４には、それぞれ、下部電極４２および５２との間に電位差が生じるように電圧を印加することが可能なように構成されている。これにより、駆動用電極４４と下部電極４２との間に電圧を印加することにより、圧電体層４３が変形されるとともに、駆動用電極５４と下部電極５２との間に電圧を印加することにより、圧電体層５３が変形されるように構成されている。この際、圧電体層４３および５３（駆動部４および５）の変形に伴って、検出用電極４５および５５もそれぞれ変形するように構成されている。
　具体的には、図６に示すように、駆動部４は、駆動用電極４４と下部電極４２（図３および図４参照）とに電圧を印加することによって、固定部６ａ近傍の中央部４ｃを固定端とするとともに、Ｙ１側の端部４ｄとＹ２側の端部４ｅとを自由端として、駆動部４のＸ方向およびＹ方向に広がる表面に対して垂直なＺ方向に、凹形状および凸形状に撓み変形可能なように構成されている。同様に、駆動部５は、駆動用電極５４と下部電極５２（図３および図４参照）とに電圧を印加することによって、固定部６ｂ近傍の中央部５ｃを固定端とするとともに、Ｙ１側の端部５ｄとＹ２側の端部５ｅとを自由端として、駆動部５のＸ方向およびＹ方向に広がる表面に対して垂直なＺ方向に、凹形状および凸形状に撓み変形可能なように構成されている。
　また、駆動用電極４４および５４と下部電極４２および５２とに印加される電圧の波形は、主に正弦波になるように構成されている。これにより、駆動部４および５は、変形していない状態から、凹形状に撓み変形した後に、再度変形していない状態に戻り、その後凸形状に撓み変形するという振動運動を繰り返すように構成されている。また、駆動部４の駆動用電極４４と下部電極４２とに印加される電圧の位相と、駆動部５の駆動用電極５４と下部電極５２とに印加される電圧の位相とは、反対の位相になるように構成されている。さらに、駆動部４および５において印加される電圧の周波数と、ミラー部１、トーションバー２ａおよび２ｂならびに駆動部４および５の共振周波数とは略一致するように構成されている。これらにより、駆動部４および５からの駆動力によってミラー部１とトーションバー２ａおよび２ｂとが共振するので、バー３ａおよび３ｂの傾斜角度よりも大きい角度で、ミラー部１をＡ１方向およびＡ２方向（図１参照）に振動運動させることが可能である。なお、駆動部４および５の変形量は、ミラー部１の振動運動における振れ角と対応している。
　また、検出用電極４５には、固定部６ａ側から延びる配線２６ａが接続されているとともに、検出用電極５５には、固定部６ｂ側から延びる配線２６ｂが接続されている。この配線２６ａおよび２６ｂと図示しない端子とがそれぞれ接続されることによって、検出用電極４５および５５が外部の端子（図示せず）と電気的に接続されるように構成されている。なお、駆動部４における配線２６ａの周囲および駆動部５における配線２６ｂの周囲にも、それぞれ、離間領域４７および５７が形成されている。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５では、圧電体層４３の撓み変形によって生じる下部電極４２との電位差が検出されるとともに、検出用電極５５では、圧電体層５３の撓み変形によって生じる下部電極５２との電位差が検出されるように構成されている。すなわち、検出用電極４５では、圧電体層４３の凹形状および凸形状への撓み変形の変形量に基づく駆動部４の変形量が検出されるとともに、検出用電極５５では、圧電体層５３の凹形状および凸形状への撓み変形の変形量に基づく駆動部５の変形量が検出されるように構成されている。また、検出用電極４５では、駆動部４の撓み変形が駆動部５の撓み変形とは独立して検出されるとともに、検出用電極５５では、駆動部５の撓み変形が駆動部４の撓み変形とは独立して検出されるように構成されている。これにより、駆動部４および５の変形量に対応するミラー部１の振れ角を求めることが可能である。なお、検出用電極４５および５５は、それぞれ、駆動部４および５の変形に伴って撓み変形するように構成されている。
　なお、駆動部４（５）において駆動力を可能な限り大きくするためには、駆動用電極４４（５４）は、可能な限り広い領域に形成するのが駆動力を大きくする点で好ましい。一方、検出用電極４５（５５）は、十分な検出感度を確保した状態で可能な限り小さい領域に形成するのが、駆動用電極４４（５４）の領域が小さくなり駆動力が低下するのを抑制する点で好ましい。
　第１実施形態では、上記のように、駆動部４および５に、それぞれ、駆動用電極４４および５４と検出用電極４５および５５とを配置することによって、駆動用電極４４および５４と検出用電極４５および５５とを同じ製造プロセスにおいて形成することができる。これにより、駆動用電極４４および５４と検出用電極４５および５５とを別々の製造プロセスで形成する必要がないので、駆動部４および５の駆動を検出するための検出用電極４５および５５を備える振動ミラー素子１００を容易に製造することができる。また、駆動部４および５に、駆動部４および５の変形量を検出することが可能な検出用電極４５および５５を配置することによって、変形量が比較的大きい駆動部４自身および駆動部５自身の変形量を、駆動部４および５にそれぞれ配置された検出用電極４５および５５によりそれぞれ検出することができる。これにより、駆動部４および５の変形量に基づいてミラー部１の変位量（振れ角）をより正確に検出することができる。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５および５５を、長手方向（Ｙ方向）に延びるように形成することによって、検出用電極４５および５５により、駆動用電極４４および５４の長手方向（Ｙ方向）に沿った駆動部４および５の変形を容易に検出することができる。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５および５５のＹ方向の長さＬ２を、駆動用電極４４および５４のＹ方向における長さＬ１の略半分にすることによって、検出用電極４５および５５の変形量を正確に検出するために必要な検出用電極４５および５５の面積を確保することができるので、駆動部４および５における変形量を正確に検出することができる。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５および５５のＹ方向の長さＬ２を、駆動用電極４４および５４のＹ方向における長さＬ１の略半分にすることによって、駆動部４における検出用電極４５の占める割合が大きくなりすぎるのを抑制することができるとともに、駆動部５における検出用電極５５の占める割合が大きくなりすぎるのを抑制することができる。これにより、駆動部４における駆動用電極４４の占める割合が小さくなるとともに、駆動部５における駆動用電極５４の占める割合が小さくなることに起因して駆動部４および５の駆動力が小さくなるのを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とを互いに絶縁することによって、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）との不意の短絡などに起因して、駆動部４（５）の変形量が検出用電極４５（５５）に正確に検出されなくなるのを抑制することができる。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５（５５）を駆動部４（５）の変形に伴って変形するように構成することによって、駆動部４（５）の変形を妨げることなく、駆動部４（５）の変形に伴って変形する検出用電極４５（５５）により、駆動部４（５）の変形を確実に検出することができる。
　また、第１実施形態では、検出用電極４５を、固定部６ａに近い駆動部４のミラー部１とは反対側（Ｘ１側）の側面部４ａの近傍に形成するとともに、検出用電極５５を、固定部６ｂに近い駆動部５のミラー部１とは反対側（Ｘ２側）の側面部５ａの近傍に形成することによって、ミラー部１とは反対側の側面部４ａおよび５ａの近傍を介して、検出用電極４５および５５と外部の端子（図示せず）とをそれぞれ容易に接続することができる。
　また、第１実施形態では、駆動部４のＸ１側の側面部４ａを、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成するとともに、駆動部５のＸ２側の側面部５ａを、Ｙ方向に沿って直線状に延びるように形成する。また、駆動部４のＸ２側の側面部４ｂを、中央部４ｃからＹ１側の端部４ｄおよびＹ２側の端部４ｅに向かって連続的にＸ１側に傾斜するとともに、駆動部５のＸ１側の側面部５ｂを、中央部５ｃからＹ１側の端部５ｄおよびＹ２側の端部５ｅに向かって連続的にＸ２側に傾斜するように構成する。このように構成することによって、検出用電極４５のＹ方向の長さＬ２が小さくなり過ぎない状態で、駆動部４のＸ２側の側面部４ｂをＸ１側に傾斜させて、駆動部４の短手方向（Ｘ方向）の幅を中央部４ｃからＹ１側の端部４ｄおよびＹ２側の端部４ｅに向かって徐々に狭めることができる。また、検出用電極５５のＹ方向の長さＬ２が小さくなり過ぎない状態で、駆動部５のＸ１側の側面部５ｂをＸ２側に傾斜させて、駆動部５の短手方向（Ｘ方向）の幅を中央部５ｃからＹ１側の端部５ｄおよびＹ２側の端部５ｅに向かって徐々に狭めることができる。これにより、検出用電極４５および５５を、駆動部４および５の変形量を検出可能な長さ（寸法）に維持した状態で、駆動部４および５の平面積を減少させて駆動部４および５の軽量化を図ることができる。
　また、第１実施形態では、駆動部４（５）を、固定部６ａ（６ｂ）近傍の中央部４ｃ（５ｃ）を固定端とするとともに、Ｙ１側の端部４ｄ（５ｄ）とＹ２側の端部４ｅ（５ｅ）とを自由端として、駆動部４（５）のＸ方向およびＹ方向に広がる表面に対して垂直なＺ方向に、凹形状および凸形状に撓み変形可能なように構成することによって、検出用電極４５（５５）により、容易に、凹形状および凸形状への撓み変形に基づく駆動部４（５）の変形量を検出することができる。
　また、第１実施形態では、駆動用電極４４および５４が、それぞれ、離間領域４７および５７を介して検出用電極４５の外周部および検出用電極５５の外周部と離間した状態で、検出用電極４５および５５を取り囲むことによって、駆動用電極４４と検出用電極４５との絶縁および駆動用電極５４と検出用電極５５との絶縁を確保した状態で、より容易に、接触が抑制された状態の駆動用電極４４および検出用電極４５と、互いに離間した状態の駆動用電極５４および検出用電極５５とを同じ製造プロセスで同時に形成することができる。これにより、振動ミラー素子１００をより容易に製造することができる。また、駆動用電極４４および５４と検出用電極４５および５５との物理的な絶縁を、それぞれ、検出用電極４５の外周部および検出用電極５５の外周部に沿って図りつつ、駆動用電極４４および５４にそれぞれ周囲を取り囲まれた検出用電極４５および５５に対して、駆動用電極４４および５４の変形を確実に伝えることができる。
　また、第１実施形態では、駆動用電極４４および検出用電極４５と、駆動用電極５４および検出用電極５５とを、ＰｔまたはＣｒ－Ａｕ合金からなる同一の金属層をパターニングすることにより形成することによって、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とを１つの工程を用いて短時間で形成することができる。
　また、第１実施形態では、駆動用電極４４（５４）と下部電極４２（５２）との間に電圧を印加することにより、圧電体層４３（５３）が撓み変形されるように構成するとともに、検出用電極４５（５５）において、圧電体層４３（５３）の撓み変形によって生じる下部電極４２（５２）との電位差を検出するように構成することによって、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とにおいて圧電体層４３（５３）および下部電極４２（５２）を共用することができるので、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とに個別に圧電体層および下部電極を設ける必要がない。これにより、振動ミラー素子１００の構造を簡素化することができるとともに、振動ミラー素子１００の小型化を図ることができる。また、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とにそれぞれ対応する圧電体層および下部電極を個別に設けるための製造プロセスを必要としないので、振動ミラー素子１００をより容易に形成することができる。
　また、第１実施形態では、駆動用電極４４および５４が、共に、長手方向（Ｙ方向）に長さＬ１を有するとともに、検出用電極４５および５５が、共に、Ｙ方向に長さＬ２を有することによって、印加する電圧の大きさに対する駆動部４の変形量と駆動部５との変形量とを略同一にすることができるとともに、検出用電極４５の検出精度と検出用電極５５の検出精度とを略同一にすることができる。これにより、略同一の大きさの駆動用電極４４および５４によりミラー部１を安定的に駆動させつつ、駆動部４の変形および駆動部５の変形を、検出用電極４５および検出用電極５５を用いてそれぞれ略同一の検出精度で検出することができる。
　また、第１実施形態では、トーションバー２ａのＹ方向の一方端部（Ｙ２側）をミラー部１と接続するとともに、Ｙ方向の他方端部（Ｙ１側）をバー３ａと接続する。また、トーションバー２ｂのＹ方向の一方端部（Ｙ１側）をミラー部１と接続するとともに、Ｙ方向の他方端部（Ｙ２側）をバー３ｂと接続する。また、バー３ａのＸ方向の一方端部（Ｘ１側）を駆動部４と接続するとともに、Ｘ方向の他方端部（Ｘ２側）を駆動部５と接続する。また、バー３ｂのＸ方向の一方端部（Ｘ１側）を駆動部４と接続するとともに、Ｘ方向の他方端部（Ｘ２側）を駆動部５と接続する。また、駆動部４および５の変形がバー３ａおよび３ｂとトーションバー２ａおよび２ｂとを介して伝達されることにより、ミラー部１が傾斜するように構成することによって、バー３ａおよび３ｂとトーションバー２ａおよび２ｂとを介して、駆動部４および５によりミラー部１を確実に傾斜させることができる。
　また、第１実施形態では、ミラー部１と、トーションバー２ａおよび２ｂと、バー３ａおよび３ｂと、駆動部４の基部４０と、駆動部５の基部５０と、固定部６ａおよび６ｂとを同一のＳｉ基板により一体的に形成することによって、容易に、ミラー部１と、トーションバー２ａおよび２ｂと、バー３ａおよび３ｂと、駆動部４の基部４０と、駆動部５の基部５０と、固定部６ａおよび６ｂとを形成することができる。また、駆動部４および５の変形に基づく駆動力をミラー部１に確実に伝達することができる。
　次に、図７～図１０を参照して、上記した本発明の第１実施形態の効果を確認するために行った検出感度測定について説明する。
　この検出感度測定では、実施例１、２および３として、検出用電極２０５の長手方向（Ｙ方向）の長さＬ２を各々異ならせたカンチレバー型の検査部材２００を用いて測定を行った。
　具体的には、図７に示すように、平面的に見て矩形形状を有する検査部材２００の一方側を固定端になるように固定部材２１０によって固定する一方、他方側を自由端になるようにした。また、検査部材２００は、図８に示すように、基部２０１および絶縁層（図示せず）と、絶縁層の上面上に形成された下部電極（図示せず）、圧電体層２０３（図７参照）、駆動用電極２０４（図７参照）および検出用電極２０５（図７参照）からなる圧電素子２０６とからなるように構成した。なお、検査部材２００の長手方向（Ｙ方向）の長さＬ１は、２ｍｍ（２０００μｍ）にした。
　また、図７に示すように、平面的に見て矩形形状を有する駆動用電極２０４のＹ方向の長さは、検査部材２００のＹ方向の長さＬ１と同じにした。また、駆動用電極２０４と所定の間隔を隔てて、平面的に見て矩形形状を有する検出用電極２０５を形成した。なお、駆動用電極２０４と検出用電極２０５との短手方向（Ｘ方向）の幅は同じ幅になるように構成した。
　ここで、実施例１の検査部材２００では、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を２ｍｍ（２０００μｍ）にした。すなわち、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を、駆動用電極２０４のＹ方向の長さ（検査部材２００のＹ方向の長さ）Ｌ１と同じにした。また、実施例２の検査部材２００では、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を１ｍｍ（１０００μｍ）にした。すなわち、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を、駆動用電極２０４のＹ方向の長さＬ１の半分にした。なお、実施例２の検査部材２００は、上記した第１実施形態の駆動部４および５に対応している。また、実施例３の検査部材２００では、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を０．５ｍｍ（５００μｍ）にした。すなわち、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を、駆動用電極２０４のＹ方向の長さＬ１の４分の１にした。
　そして、上記した実施例１、２および３における各々の検査部材２００の下部電極（図示せず）と駆動用電極２０４との間に電位差が生じるように電圧を印加して、図８に示すように、圧電体層２０３（検査部材２００）を鉛直方向（Ｚ方向）に反るように変形させた。この際、圧電体層２０３が変形するのに伴って生じる下部電極（図示せず）と検出用電極２０５との電位差を検出電圧として検出した。
　また、検出電圧を検出するのと同時に、検査部材２００の自由端側の変形量をレーザドップラー振動計２２０を用いて計測した。具体的には、検査部材２００の上方に配置したレーザドップラー振動計２２０から、検査部材２００の自由端側の上面にレーザ光を照射して、その反射光をレーザドップラー振動計２２０において計測することにより検査部材２００の自由端側の変形量を求めた。そして、圧電体層２０３の自由端側の変形量当たりの検出電圧の大きさを検出感度として求めた。
　検出感度測定の結果としては、図９に示すように、実施例１においては、検査部材２００の自由端側の変形量は５７．７μｍになるとともに、検出電圧は２５１ｍＶになった。これにより、実施例１の検出感度は、４．４（＝２５１／５７．７）（ｍＶ／μｍ）になった。また、実施例２においては、検査部材２００の自由端側の変形量は５６．１μｍになるとともに、検出電圧は２３５ｍＶになった。これにより、実施例２の検出感度は、４．２（＝２３５／５６．１）（ｍＶ／μｍ）になった。また、実施例３においては、検査部材２００の自由端側の変形量は５７．７μｍになるとともに、検出電圧は１７０ｍＶになった。これにより、実施例３の検出感度は、２．９（＝１７０／５７．７）（ｍＶ／μｍ）になった。
　上記のような検出感度測定の結果から、図１０に示すように、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を大きくすることによって、検出感度を大きくすることができることが判明した。
　また、実施例１および２では、検出感度が４ｍＶ／μｍよりも大きい一方、実施例３では、検出感度が３ｍＶ／μｍよりも小さくなった。これにより、実施例３は、検出感度が小さいことによって、検出用電極２０５が接続された図示しない電気回路などにおける不要な電位差に起因するノイズの影響を受けやすいと考えられる。すなわち、実施例３では、駆動部における変形量を正確に検出しづらいと考えられる。一方、実施例１および２では、検出感度が大きいことによって、ノイズの影響を受けにくいので、実施例３よりも駆動部における変形量をより正確に検出することができると考えられる。これにより、実施例１および２が、十分な検出感度を確保するという本発明の効果を得るのにより好ましいと考えられる。
　また、検出用電極２０５の長さＬ２は、検出感度と対数関数的な関係にあることが判明した。すなわち、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２が検査部材２００のＹ方向の長さ（駆動用電極２０４のＹ方向の長さ）Ｌ１の半分以上の実施例１および２の場合においては、検出用電極２０５の長さＬ２を大きくしても検出感度はあまり大きくならないことが判明した。このことから、本願発明者は、検出用電極２０５のＹ方向の長さＬ２を検査部材２００のＹ方向の長さ（駆動用電極２０４のＹ方向の長さ）Ｌ１の半分にした場合でも、十分な検出感度を確保することが可能であることを見い出した。
　ここで、第１実施形態の振動ミラー素子１００の駆動部４および５において駆動力を可能な限り大きくするためには、駆動用電極２０４を可能な限り広い領域に形成する必要がある。このため、検出用電極２０５を十分な検出感度を確保した状態で可能な限り小さい領域に形成するのが好ましい。これらにより、駆動力を大きくしつつ、十分な検出感度を確保することが可能な実施例２（検出用電極２０５の長さＬ２が駆動用電極２０４の長さＬ１の半分）は、実施例１（検出用電極２０５の長さＬ２が駆動用電極２０４の長さＬ１と同じ長さ）よりも検出用電極２０５が小さい領域に形成されていることによって、好ましいことが判明した。
　したがって、本発明の第１実施形態における駆動部４および５に対応する実施例２の検査部材２００が、駆動力を大きくしつつ、十分な検出感度を確保するために最も効果的な構成であると考えられる。
　（第２実施形態）
　次に、図１１および図１２を参照して、本発明の第２実施形態による振動ミラー素子３００の構造について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、駆動部分３０４ａおよび３０５ａの略全面に渡って、駆動用電極３４４および３５４をそれぞれ形成するとともに、駆動用電極３４４および３５４の上面上に、検出用電極３７４を含む検出部分３７０および検出用電極３８４を含む検出部分３８０をそれぞれ形成した例について説明する。
　図１１および図１２に示すように、第２実施形態による振動ミラー素子３００の駆動部３０４および３０５は、それぞれ、駆動部分３０４ａおよび３０５ａと、検出部分３７０および３８０とを含む。駆動部分３０４ａは、図１２に示すように、基部４０と、絶縁層４１と、下部電極４２と、圧電体層３４３と、駆動用電極３４４とを含む。また、駆動部分３０５ａは、基部５０と、絶縁層５１と、下部電極５２と、圧電体層３５３と、駆動用電極３５４とを含む。また、図１１に示すように、圧電体層３４３および３５３（図１２参照）の上面上（Ｚ１側）には、それぞれ、駆動用電極３４４および３５４が略全面に渡って形成されている。なお、駆動部３０４および３０５は、それぞれ、本発明の「第１駆動部」および「第２駆動部」の一例であり、圧電体層３４３および３５３は、本発明の「駆動用圧電体」の一例である。また、駆動用電極３４４および３５４は、それぞれ、本発明の「第１駆動用電極」および「第２駆動用電極」の一例である。
　ここで、第２実施形態では、駆動用電極３４４および３５４の上面上に、それぞれ、長手方向（Ｙ方向）に延びるように、矩形形状の検出部分３７０および３８０が形成されている。この検出部分３７０および３８０は、図１２に示すように、それぞれ、絶縁体層３７１および３８１と、下部電極３７２および３８２と、圧電体層３７３および３８３と、検出用電極３７４および３８４とが、この順に下方（Ｚ２側）から上方（Ｚ１側）に向かって積層されている。すなわち、第１実施形態とは異なり、駆動用電極３４４と検出用電極３７４とでは、下部電極および圧電体層を共用しないとともに、駆動用電極３５４と検出用電極３８４とでは、下部電極および圧電体層を共用しないように構成されている。なお、検出用電極３７４および３８４は、それぞれ、本発明の「第１検出用電極」および「第２検出用電極」の一例である。
　また、絶縁体層３７１および３８１は、共にポリイミドからなる。また、絶縁体層３７１は、駆動用電極３４４と下部電極３７２とを絶縁するために配置されているとともに、絶縁体層３８１は、駆動用電極３５４と下部電極３８２とを絶縁するために配置されている。また、下部電極３７２および３８２は、共にＰｔからなり、それぞれ、図示しない端子によって外部と電気的に接続されている。また、圧電体層３７３および３８３は共にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。なお、圧電体層３７３および３８３は、本発明の「検出用圧電体」の一例である。
　また、検出用電極３７４および３８４は、それぞれ、圧電体層３７３および３８３の上面上（Ｚ１側）の略全域に渡って形成されている。また、検出用電極３７４および３８４は共にＰｔまたはＣｒ－Ａｕ合金からなる。
　また、駆動用電極３４４および検出用電極３７４は、駆動部３０４の中央部４ｃを通りＸ方向に延びる直線Ｂ１を境にして長手方向（Ｙ方向）に略対称になるように形成されている。同様に、駆動用電極３５４および検出用電極３８４は、駆動部４０５の中央部５ｃを通りＸ方向に延びる直線Ｂ２を境にして長手方向（Ｙ方向）に略対称になるように形成されている。
　また、駆動用電極３４４および３５４に電圧が印加されることにより圧電体層３４３および３５３（駆動部３０４および３０５）が撓み変形した際に、検出部分３７０および３８０は、それぞれ、駆動部３０４および３０５の撓み変形に伴って変形するように構成されている。これにより、検出用電極３７４では、圧電体層３７３の撓み変形によって生じた下部電極３７２との電位差が検出されるとともに、検出用電極３８４では、圧電体層３８３の撓み変形によって生じた下部電極３８２との電位差が検出されるように構成されている。
　なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。
　第２実施形態では、上記のように、駆動用電極３４４（３５４）により電圧が印加されることにより圧電体層３４３（３５３）が撓み変形した際に、検出用電極３７４（３８４）において、圧電体層３７３（３８３）の撓み変形によって生じた下部電極３７２（３８２）との電位差を検出するように構成することによって、駆動用電極と検出用電極とが１つの圧電体を共用する場合と異なり、駆動用電極３４４（３５４）に対応する圧電体層３４３（３５３）と、検出用電極３７４（３８４）に対応する圧電体層３７３（３８３）とを分離することができる。これにより、圧電体層３４３（３５３）および駆動用電極３４４（３５４）を、所定の駆動力を発生させることが可能な大きさに容易に形成することができる。また、圧電体層３７３（３８３）および検出用電極３７４（３８４）を、駆動部３０４（３０５）の変形量を正確に検出可能な大きさに容易に形成することができる。
　また、第２実施形態では、圧電体層３４３（３５３）の上面上に、それぞれ、駆動用電極３４４（３５４）を略全面に渡って形成するとともに、検出用電極３７４（３８４）を、それぞれ、圧電体層３７３（３８３）の上面上の略全域に渡って形成することによって、圧電体層３４３（３５３）の上面の略全域に渡って形成された駆動用電極３４４（３５４）によって圧電体層３４３（３５３）の略全域において電圧が印加される分、圧電体層３４３（３５３）を効果的に変形させることができるので、駆動部３０４（３０５）において駆動力が小さくなるのをより抑制することができる。また、圧電体層３７３（３８３）の上面の略全域に渡って形成された検出用電極３７４（３８４）によって、駆動部３０４（３０５）が変形する範囲の略全ての部分に基づいて駆動部３０４（３０５）の変形量を正確に検出することができる。
　また、第２実施形態では、駆動用電極３４４および検出用電極３７４を、駆動部３０４の中央部４ｃを通りＸ方向に延びる直線Ｂ１を境にして長手方向（Ｙ方向）に略対称になるように形成するとともに、駆動用電極３５４および検出用電極３８４を、駆動部４０５の中央部５ｃを通りＸ方向に延びる直線Ｂ２を境にして長手方向（Ｙ方向）に略対称になるように形成することによって、直線Ｂ１およびＢ２に対して略対称に形成された駆動用電極３４４および３５４により、駆動部３０４および３０５を直線Ｂ１およびＢ２に対して略対称に変形させることができる。また、直線Ｂ１およびＢ２に対して略対称に形成された検出用電極３７５および３８４により、駆動部３０４および３０５の変形量をより正確に検出することができる。
　また、第２実施形態では、駆動部３０４および３０５が、それぞれ、駆動部分３０４ａおよび３０５ａと、検出部分３７０および３８０とを含むとともに、駆動用電極３４４および３５４の上面上に、それぞれ、長手方向（Ｙ方向）に延びるように、矩形形状の検出部分３７０および３８０を形成することによって、駆動部分３０４ａおよび３０５ａの表面上に配置された検出部分３７０および３８０によって、駆動部分３０４ａおよび３０５ａの変形を容易に検出することができる。
　なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
　（第３実施形態）
　次に、図１３および図１４を参照して、本発明の第３実施形態による振動ミラー素子４００の構造について説明する。この第３実施形態では、上記第２実施形態と異なり、駆動部分３０４ａの基部４０の下面上に検出用電極４７４を含む検出部分４７０を形成するとともに、駆動部分３０５ａの基部５０の下面上に検出用電極４８４を含む検出部分４８０を形成した例について説明する。
　図１３および図１４に示すように、第３実施形態による振動ミラー素子４００の駆動部４０４および４０５は、それぞれ、駆動部分３０４ａおよび３０５ａと、検出部分４７０および４８０とを含む。また、基部４０および５０の下面上（Ｚ２側）には、それぞれ、長手方向（Ｙ方向）に延びるように矩形形状の検出部分４７０および４８０が形成されている。この検出部分４７０および４８０では、図１４に示すように、それぞれ、絶縁体層４７１および４８１と、下部電極４７２および４８２と、圧電体層４７３および４８３と、検出用電極４７４および４８４とが、この順に上方（Ｚ１側）から下方（Ｚ２側）に向かって積層されている。また、絶縁体層４７１および４８１は、共にＳｉＯ２からなる。なお、駆動部４０４および４０５は、それぞれ、本発明の「第１駆動部」および「第２駆動部」の一例であり、圧電体層４７３および４８３は、本発明の「検出用圧電体」の一例である。また、検出用電極４７４および４８４は、それぞれ、本発明の「第１検出用電極」および「第２検出用電極」の一例である。
　なお、第３実施形態のその他の構成および効果は、上記第２実施形態と同様である。
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
　たとえば、上記第１実施形態では、駆動部４（５）を、中央部４ｃ（５ｃ）から端部４ｄ（５ｄ）および４ｅ（５ｅ）に向かって連続的に幅が小さくした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１５に示す第１変形例の振動ミラー素子５００のように、平面的にみて、駆動部５０４および５０５が矩形形状を有するように構成してもよい。
　また、上記第１実施形態および第１変形例では、検出用電極４５（５４５）を、固定部６ａに近い駆動部４（５０４）の一方端部側（Ｘ１側）の側面部４ａ（５０４ａ）の近傍に形成するとともに、検出用電極５５（５５５）を、固定部６ｂに近い駆動部５（５０５）の他方端部側（Ｘ２側）の側面部５ａ（５０５ａ）の近傍に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１６に示す第２変形例の振動ミラー素子６００のように、検出用電極６４５および６５５を、それぞれ、駆動部６０４および６０５の短手方向（Ｘ方向）の略中央に長手方向（Ｙ方向）に延びるように形成してもよい。また、図１７に示す第３変形例の振動ミラー素子７００のように、検出用電極７４５を、固定部６ａから遠い駆動部７０４のＸ２側の側面部５０４ｂの近傍にＹ方向に延びるように形成するとともに、検出用電極７５５を、固定部６ｂから遠い駆動部７０５のＸ１側の側面部５０５ｂの近傍にＹ方向に延びるように形成してもよい。
　また、上記第１実施形態では、検出用電極４５および５５を、それぞれ、駆動部４の中央部４ｃおよび駆動部５の中央部５ｃを境にして長手方向（Ｙ方向）に対称になるように形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図１８に示す第４変形例の振動ミラー素子８００のように、駆動部８０４に検出用電極８４５を設ける一方、駆動部８０５に検出用電極を設けないように構成してもよい。さらに、検出用電極８４５を駆動部８０４のＹ方向の一方側（Ｙ１側）にのみ設けて、他方側（Ｙ２側）には検出用電極８４５を設けないように構成してもよい。
　また、上記第１実施形態では、検出用電極４５および５５の長手方向（Ｙ方向）の長さＬ２を、駆動用電極４４および５４のＹ方向における長さＬ１の略半分にした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、検出用電極の長手方向の長さは、駆動用電極の長手方向の長さの半分未満であってもよいし、駆動用電極の長手方向の長さの略半分よりも大きくてもよい。なお、検出用電極の長手方向の長さは、駆動用電極の長手方向の長さの半分以上、駆動用電極の長手方向の長さ未満であるのが、十分な検出感度を確保するために好ましい。
　また、上記第１～第３実施形態では、ミラー部１の短手方向（Ｘ方向）の両側にそれぞれ駆動部４（３０４、４０４）および５（３０５、４０５）を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ミラー部のＸ方向の一方側にのみ駆動部を設けてもよい。
　また、上記第１実施形態では、圧電体層４３（５３）の下面上に配置された下部電極４２（５２）を駆動部４（５）の略全面に形成するとともに、圧電体層４３（５３）の上面上に配置された電極を、駆動用電極４４（５４）と検出用電極４５（５５）とに分割した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧電体層の上面上に配置された電極を駆動部の略全面に形成するとともに、圧電体層の下面上に配置された電極を、駆動用電極と検出用電極とに分割してもよい。
　また、上記第１～第３実施形態では、振動ミラー素子１００（３００、４００）のミラー部１をＡ１およびＡ２方向のみ（１次元的）に傾斜させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、振動ミラー素子の外側に、Ａ１およびＡ２方向と異なる方向にミラー部を傾斜および振動させることが可能な駆動部を別途設けてもよい。これにより２次元的にミラー部を傾斜および振動させることが可能である。
　また、上記第１～第３実施形態では、圧電体層４３、５３、３４３、３５３、３７３、３８３、４７３および４８３が、共にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、圧電体層は、ＰＺＴ以外の鉛、チタンおよびジルコニウムを主成分とした酸化物からなる圧電材料や、他の圧電材料により形成されていてもよい。たとえば、圧電体層として、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ３）、ニオブ酸ナトリウム（ＮａＮｂＯ３）などの圧電材料を用いてもよい。

Claims (20)

  1. 　ミラー部（１）と、
    　前記ミラー部を駆動させる駆動部（４、５、３０４、３０５、４０４、４０５）とを備え、
    　前記駆動部には、電圧の印加により前記駆動部を変形させて駆動させるための駆動用電極（４４、５４、３４４、３５４）と、前記駆動部の変形量を検出するための検出用電極（４５、５５、３７４、３８４、４７４、４８４）とが配置されている、振動ミラー素子（１００、３００、４００）。
  2. 　前記検出用電極は、前記駆動用電極の長手方向に沿って延びるように形成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  3. 　前記検出用電極の長手方向における長さは、前記駆動用電極の長手方向における長さの半分以上である、請求項２に記載の振動ミラー素子。
  4. 　前記検出用電極の長手方向における長さは、前記駆動用電極の長手方向における長さ未満である、請求項２に記載の振動ミラー素子。
  5. 　前記駆動用電極と前記検出用電極とは、互いに絶縁された状態で配置されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  6. 　前記検出用電極は、前記駆動部の変形に伴って変形するように構成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  7. 　前記検出用電極は、前記駆動部の前記ミラー部とは反対側の一方側面（４ａ、５ａ）近傍に配置されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  8. 　前記駆動部は、前記一方側面において、前記駆動部の長手方向に沿って直線状に延びるように形成されているとともに、前記駆動部の前記ミラー部側の他方側面（４ｂ、５ｂ）において、前記駆動部の長手方向の中央（４ｃ、５ｃ）から両端部（４ｄ、４ｅ、５ｄ、５ｅ）に向かって、前記一方側面側に傾斜するように構成されており、
    　前記検出用電極は、前記駆動部の長手方向に沿って直線状に延びるように形成されている、請求項７に記載の振動ミラー素子。
  9. 　前記検出用電極（３７４、３８４、４７４、４８４）は、前記駆動用電極（３４４、３５４）の長手方向に沿って延びており、
    　前記駆動用電極および前記検出用電極は、共に、前記長手方向における中央を通り短手方向に延びる直線（Ｂ１、Ｂ２）を境にして略対称に形成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子（３００、４００）。
  10. 　前記駆動部は、前記駆動部の長手方向の略中央に位置する固定端（４ｃ、５ｃ）と、前記駆動部の長手方向の両端部に位置する一対の自由端（４ｄ、４ｅ、５ｄ、５ｅ）とを含み、
    　前記駆動部は、前記固定端に対して前記一対の自由端が前記駆動部の表面に対して垂直方向に変位することによって、凹形状および凸形状に撓み変形可能なように構成されており、
    　前記検出用電極は、前記駆動部の凹形状および凸形状への撓み変形に基づく前記駆動部の変形量を検出するように構成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  11. 　前記駆動用電極（４４、５４）と前記検出用電極（４５、５５）とは、同一面上に配置されている、請求項１に記載の振動ミラー素子（１００）。
  12. 　前記駆動用電極と前記検出用電極とは、同一の金属層をパターニングすることにより形成されている、請求項１１に記載の振動ミラー素子。
  13. 　前記駆動用電極は、前記検出用電極の外周部と離間した状態で、前記検出用電極の周囲を取り囲むように配置されている、請求項１１に記載の振動ミラー素子。
  14. 　前記駆動部（４、５）は、共通圧電体（４３、５３）と、前記共通圧電体の一方面上に配置された共通電極（４２、５２）とを含み、
    　前記駆動用電極は、前記共通圧電体の他方面上の第１領域に配置されているとともに、前記検出用電極は、前記共通圧電体の他方面上の前記第１領域とは異なる第２領域に配置されており、
    　前記駆動部では、前記共通電極と前記駆動用電極との間に電圧を印加することにより前記共通圧電体が変形されるように構成されており、
    　前記検出用電極は、前記共通圧電体の変形によって生じる前記共通電極との電位差を検出するように構成されている、請求項１１に記載の振動ミラー素子。
  15. 　前記駆動部（３０４、３０５、４０４、４０５）は、前記駆動用電極に電圧が印加されることによって変形する駆動用圧電体（３４３、３５３）と、前記駆動用圧電体の変形に伴って変形する検出用圧電体（３７３、３８３、４７３、４８３）とを含み、
    　前記検出用電極は、前記検出用圧電体の変形によって生じる電圧を検出するように構成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子（３００、４００）。
  16. 　前記駆動用電極は、前記駆動用圧電体の表面の略全域に配置されており、
    　前記検出用電極は、前記検出用圧電体の表面の略全域に配置されている、請求項１５に記載の振動ミラー素子。
  17. 　前記駆動部には、前記駆動用圧電体および前記駆動用電極を有する駆動部分（３０４ａ、３０５ａ）と、前記検出用圧電体および前記検出用電極とを有する検出部分（３７０、３８０、４７０、４８０）とが設けられており、
    　前記検出部分は、前記駆動部分の表面上に配置されている、請求項１５に記載の振動ミラー素子。
  18. 　前記駆動部は、第１駆動用電極（４４、３４４）および第１検出用電極（４５、３７４、４７４）が配置された第１駆動部（４、３０４、４０４）と、第２駆動用電極（５４、３５４）および第２検出用電極（５５、３８４、４８４）が配置された第２駆動部（５、３０５、４０５）とを含み、
    　前記第１駆動用電極および前記第２駆動用電極は、長手方向に略同一の長さを有するとともに、前記第１検出用電極および前記第２検出用電極は、前記長手方向に略同一の長さを有するように構成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
  19. 　前記ミラー部の両側にそれぞれ一方端部側が接続され、前記ミラー部を支持する一対の第１梁部（２ａ、２ｂ）と、
    　前記一対の第１梁部の他方端部側とそれぞれ接続されるとともに、一方端側が前記第１駆動部に接続され、他方端側が前記第２駆動部に接続される一対の第２梁部（３ａ、３ｂ）とをさらに備え、
    　前記第１駆動部および前記第２駆動部の変形が、前記一対の第１梁部および前記一対の第２梁部を介して伝達されることによって、前記ミラー部が傾斜するように構成されている、請求項１８に記載の振動ミラー素子。
  20. 　前記ミラー部および前記駆動部は、一体的に形成されている、請求項１に記載の振動ミラー素子。
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