(57)【要約】【課題】構造、構成が簡素であり、ミラーをより大きな角度で傾けることが可能であり、しかも、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難いミラー構造体を提供する。【解決手段】ミラー構造体１０Ａは、（Ａ）ミラー本体部２２、及び、該ミラー本体部２２の表面に設けられた光反射層２１を備えたミラー２０、（Ｂ）ミラー本体部２２の裏面２３に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０から成る。【選択図】  図１
2010286609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成るミラー構造体。
【請求項２】
４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱はＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱はＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載のミラー構造体。
【請求項３】
Ｘ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
Ｙ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項２に記載のミラー構造体。
【請求項４】
各変位部材の外形形状は二等辺三角形であり、
変位部材の一端部は、該二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、
変位部材の他端部は、該二等辺三角形の底辺に相当する請求項３に記載のミラー構造体。
【請求項５】
各変位部材は、二等辺三角形部と、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分から突出した突出部とから成り、
二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部が設けられており、
変位部材の一端部は、突出部から構成されており、
変位部材の他端部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分から構成されている請求項３に記載のミラー構造体。
【請求項６】
溝部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分まで延びている請求項５に記載のミラー構造体。
【請求項７】
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造を有する請求項３に記載のミラー構造体。
【請求項８】
第１の変位部材及び第３の変位部材は、第２の変位部材及び第４の変位部材よりも低い周波数で駆動される請求項７に記載のミラー構造体。
【請求項９】
第１の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されており、
第３の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されている請求項７に記載のミラー構造体。
【請求項１０】
Ｘ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
Ｙ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項２に記載のミラー構造体。
【請求項１１】
支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域には、ヒンジ部が設けられている請求項１に記載のミラー構造体。
【請求項１２】
支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域は、ミアンダ構造を有する請求項１に記載のミラー構造体。
【請求項１３】
各支柱の上端部が固定されたミラーの部分の周囲には、トーションバーで分離された分離溝が設けられており、
第１の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバーによって連結されており、
第２の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバーによって連結されており、
第３の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバーによって連結されており、
第４の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバーによって連結されている請求項１に記載のミラー構造体。
【請求項１４】
４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載のミラー構造体。
【請求項１５】
ミラー本体部は、第１の辺、及び、該第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、該第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有し、
第１の支柱の上端部は、ミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、
第２の支柱の上端部は、ミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、
第３の支柱の上端部は、ミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、
第４の支柱の上端部は、ミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、
第１の支柱の下端部に一端部が固定された第１の変位部材の他端部、及び、第２の支柱の下端部に一端部が固定された第２の変位部材の他端部は、第１の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されており、
第３の支柱の下端部に一端部が固定された第３の変位部材の他端部、及び、第４の支柱の下端部に一端部が固定された第４の変位部材の他端部は、第３の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されている請求項１４に記載のミラー構造体。
【請求項１６】
第１の変位部材、第２の変位部材、第３の変位部材及び第４の変位部材はミアンダ構造を有する請求項１４に記載のミラー構造体。
【請求項１７】
変位部材は、バイモルフ型、ユニモルフ型又は積層型の圧電アクチュエータである請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載のミラー構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラー構造体に関し、より具体的には、所謂ＭＥＭＳ技術を応用したミラー構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の製造技術を応用した微細加工技術であるマイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム（Micro Electro Mechanical System，ＭＥＭＳ）を用いたミラー構造体の開発が盛んに進められている。このようなミラー構造体は、基板上に一括して作製することができ、大きさが微小であり、低コストでの製造、高速動作が可能であり、例えば、表示装置やプロジェクターへの応用が進められている。
【０００３】
このようなミラー構造体が、例えば、特開平８−３２０４４１や特開２００４−１１７５２５から周知である。特開平８−３２０４４１に開示されたミラー偏向器にあっては、上下方向へ伸縮する柱状の圧電素子を４本、纏めた状態でミラー中央に取り付け、それぞれの圧電素子を適当量伸縮させることによりミラー角度の偏向を実現している。また、特開２００４−１１７５２５に開示された光スイッチにあっては、四隅がミアンダ構造で支持されたミラーの下側に、上下方向へ伸縮する柱状の圧電素子を複数配置して、圧電素子の伸長によりミラーを下から押し当てることでミラー角度の偏向を実現している。これらの方法は、構造が単純であり、また、アクチュエータがミラーの下側に配置されているため、ＭＥＭＳスキャナの小型化が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２０４４１
【特許文献２】特開２００４−１１７５２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平８−３２０４４１に開示された構造において、ミラーをより大きな角度で傾けるためには、変形し易さと駆動力を両立させる必要がある。そして、そのためには、圧電素子を、或る程度の断面積であって、しかも、縦に細長い形状としなければならない。然るに、このような圧電素子をＭＥＭＳ技術に基づき作製することは困難である。また、実質的に１本の柱で支える構造となっているため、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ易い。しかも、例えばディスプレイ用途等で一般的に用いられているラスタースキャンのように、或る方向には高速に駆動し、他の方向には低速で駆動するといった形態に対処することは困難である。
【０００６】
特開２００４−１１７５２５に開示された構造において、圧電素子の小さな変位でミラーを大きく傾けるためには、ミラーの中央に近い位置で圧電素子を押し当てる方がよい。しかしながら、単純な突き当てによる動作では、ミラー中央付近で上側へ押し当てると、ミラーは、回転せずに、そのまま上方向へ変位してしまう。従って、ミラーを確実に回転させるためには、単に押し当てるだけではなく、ミラーを下側へも変位させる機構が必要である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、構造、構成が簡素であり、ミラーをより大きな角度で傾けることが可能であり、しかも、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難いミラー構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のミラー構造体において、複数の支柱は、その上端部がミラー本体部の裏面に固定されており、その下端部が変位部材の一端部に固定されており、変位部材の他端部は支持部に固定されている。即ち、ミラーを回動（駆動）するための変位部材とミラーを支持（保持）する支柱とが別の構造体であるが故に、変位部材の駆動力増大とミラーの角度変位の容易さとを両立させることができる。また、ミラーと支柱が連結されているため、ミラーを回動方向にのみ動作させることが容易であるし、支柱以外にミラーを支持する構造は必要ない。従って、構造、構成が簡素であるにも拘わらず、ミラーへ近づく方向及びミラーから離れる方向への複数の変位部材の独立した変位によって、ミラーをより大きな角度で傾けることが可能となる。しかも、各々の支柱が独立に駆動（上下動）されるため、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難い。また、或る軸周りのミラーの回動に寄与する変位部材と、別の軸周りの回動に寄与する変位部材との設計を独立して行えば、ラスタースキャン動作に好適なミラー構造体を容易に実現することができる。そして、ミラーの角度を偏向させるミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）において変位部材等の構造をミラーの下側に配置することができるので、ミラー構造体の小型化を図ることができる結果、表示装置等の小型化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例１のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図２】図２は、実施例１のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図３】図３は、実施例１にミラー構造体において、構造計算により変位部材の変位状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４】図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図５】図５は、実施例３のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図６】図６は、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図７】図７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施例６のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例７のミラー構造体におけるミラーの一部を拡大して斜めから眺めた模式図である。
【図１０】図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１１の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例８のミラー構造体の模式的な一部端面図である。
【図１１】図１１は、実施例８のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、実施例８のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図１３】図１３は、実施例８のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図である。
【図１４】図１４の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図１５】図１５の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１４の（Ｃ）に引き続き、実施例１のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図１６】図１６の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１５の（Ｃ）に引き続き、実施例１のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図１７】図１７は、本発明のミラー構造体を適用した表示装置の概念図である。
【図１８】図１８は、実施例１０における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図１９】図１９は、実施例１０における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２０】図２０は、実施例１０における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図２１】図２１は、実施例１０における頭部装着型ディスプレイを観察者の頭部に装着した状態を上方から眺めた図（但し、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略）である。
【図２２】図２２は、実施例１０における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図である。
【図２３】図２３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１１における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図、及び、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
【図２４】図２４は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２５】図２５は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２６】図２６は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図２７】図２７は、実施例１３における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２８】図２８は、実施例１３における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２９】図２９は、実施例１３における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明のミラー構造体、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様に係るミラー構造体、第１Ａの構成のミラー構造体）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の別の変形）
６．実施例５（実施例１の別の変形、第１Ｂの構成のミラー構造体）
７．実施例６（実施例１の別の変形）
８．実施例７（実施例１の別の変形）
９．実施例８（本発明の第２の態様に係るミラー構造体）
１０．実施例９（本発明のミラー構造体を適用した表示装置）
１１．実施例１０（本発明のミラー構造体を適用した別の表示装置）
１２．実施例１１（実施例１０の変形）
１３．実施例１２（実施例１０の別の変形）
１４．実施例１３（実施例１０の別の変形、その他）
【００１２】
［本発明のミラー構造体、全般に関する説明］
本発明のミラー構造体にあっては、
４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱はＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱はＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『本発明の第１の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。ここで、Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラーの重心と一致することが好ましい。
【００１３】
そして、上述した本発明の第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
Ｘ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
Ｙ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ａの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００１４】
即ち、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ1  ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝  Ｙ’3
Ｙ2  ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝  Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００１５】
ここで、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材の外形形状は二等辺三角形であり、
変位部材の一端部は、該二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、
変位部材の他端部は、該二等辺三角形の底辺に相当する構成とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、二等辺三角形に限定されず、例えば、矩形、長方形、台形等、任意の形状とすることもできる。
【００１６】
あるいは又、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材は、二等辺三角形部と、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分から突出した突出部とから成り、
二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部が設けられており、
変位部材の一端部は、突出部から構成されており、
変位部材の他端部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分から構成されている構成とすることができる。そして、このような構成において、溝部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分まで延びている構成とすることもできる。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分は繋がっているが、二等辺三角形部の他の部分は溝部によって分離されている構造とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、このような疑似二等辺三角形に限定されず、例えば、疑似矩形、疑似長方形、疑似台形等とすることもできる。そして、このように溝部を設けることで、より小さい駆動力で大きな振り角を実現することができる。
【００１７】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そのため、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第２の変位部材及び第４の変位部材には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第１の変位部材及び第３の変位部材には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【００１８】
そして、このような要請に対処するために、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する構成とすることが好ましい。そして、この場合、第１の変位部材及び第３の変位部材は、第２の変位部材及び第４の変位部材よりも低い周波数で駆動される構成とすることができる。また、このような構成の第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、第１の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されている構成とすることができる。即ち、第１の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部に固定されており、第２の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部に固定されており、第４の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝  Ｙ’31
Ｙ’12＝  Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝  Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００１９】
あるいは又、上述した本発明の第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
Ｘ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
Ｙ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ｂの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００２０】
即ち、第１Ｂの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3  ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝  Ｙ’1
Ｙ4  ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝  Ｘ’2
を満足することが好ましい。
【００２１】
以上に説明した各種の構成、形態を含む本発明の第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域には、ヒンジ部が設けられている構成とすることができる。また、このような構成を含む以上に説明した各種の構成、形態を含む本発明の第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域は、ミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００２２】
更には、以上に説明した各種の構成、形態を含む本発明の第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
各支柱の上端部が固定されたミラーの部分の周囲には、トーションバーで分離された分離溝が設けられており、
第１の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバーによって連結されており、
第２の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバーによって連結されており、
第３の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバーによって連結されており、
第４の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバーによって連結されている構成とすることができる。
【００２３】
あるいは又、本発明のミラー構造体にあっては、
４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『本発明の第２の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。
【００２４】
そして、このような本発明の第２の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー本体部は、第１の辺、及び、該第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、該第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有し、
第１の支柱の上端部は、ミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、
第２の支柱の上端部は、ミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、
第３の支柱の上端部は、ミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、
第４の支柱の上端部は、ミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、
第１の支柱の下端部に一端部が固定された第１の変位部材の他端部、及び、第２の支柱の下端部に一端部が固定された第２の変位部材の他端部は、第１の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されており、
第３の支柱の下端部に一端部が固定された第３の変位部材の他端部、及び、第４の支柱の下端部に一端部が固定された第４の変位部材の他端部は、第３の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されている構成とすることができる。
【００２５】
ここで、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラーにおけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラーにおけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置し、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置していることが望ましい。
【００２６】
また、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第１の支柱の上端部はミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部『近傍』に固定されているとは、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第２の支柱の上端部はミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部『近傍』に固定されているとは、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第３の支柱の上端部はミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部『近傍』に固定されているとは、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第４の支柱の上端部はミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部『近傍』に固定されているとは、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱の上端部が固定されていることを意味する。ここで、ｃ1は０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であり、ｃ2も０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であることが望ましい。但し、これに限定するものではないし、場合によっては、支柱の上端部は、ミラー本体部のコーナー部近傍に固定されていなくともよい。
【００２７】
そして、このような構成を含む本発明の第２の態様に係るミラー構造体にあっては、第１の変位部材、第２の変位部材、第３の変位部材及び第４の変位部材はミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００２８】
以上に説明した各種の構成、形態、本発明の第１の態様、本発明の第２の態様を含む本発明のミラー構造体において、変位部材を、バイモルフ型、ユニモルフ型、モノモルフ型又は積層型（マルチモルフ型）の圧電アクチュエータから構成することができるが、これに限定するものではなく、その他、変位部材を、静電駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ、磁界を印加したときに形状が変化するジュール効果を有する磁歪材料から構成された電磁駆動アクチュエータ、磁気トルクを利用した電磁駆動アクチュエータ、あるいは、高分子ゲルから構成された電気化学駆動アクチュエータから構成することもできる。
【００２９】
ユニモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）上に形成された構造を有する。また、バイモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する２枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）を介して積層された構造を有し、一方の圧電材料薄膜が伸びたとき、他方の圧電材料薄膜が縮む。尚、２枚の圧電材料薄膜を、分極方向を対称に配置した形式（シリーズ・タイプ）と、分極方向を非対称に（同一方向に）配置した形式（パラレル・タイプ）とがある。積層型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する多数の圧電材料薄膜と基層とが積層された構造を有する。そして、これらの構造を有する変位部材にあっては、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜の動きによって、その一端部が駆動（上下動）される。基層（支持構造体）は、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。
【００３０】
圧電材料薄膜を構成する材料として、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］；ＰＺＴにＮｂ、Ｃｏ、Ｍｎを添加したＰＺＴ系セラミックス材料；ＰＺＴにペロブスカイトＡＢＯ3を加えた３成分系のＰＺＴ系セラミックス材料；ＰｂＴｉＯ3系セラミックス材料；ＬｉＮｂＯ3系セラミックス材料；ＢａＴｉＯ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3やＢａＴｉＯ3−Ｎｂ2Ｏ5といったＢａＴｉＯ3系セラミックス材料；マグネシウム・ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3］系セラミックス材料；ＺｎＯ；ＡｌＮを例示することができる。
【００３１】
圧電材料薄膜は、例えば、
（１）ＲＦマグネトロンスパッタリング法等を含むスパッタリング法や、エキシマレーザ等を用いたレーザアブレーション法といった各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）
（２）原料として、例えば、Ｐｂ（Ｃ2Ｈ5）4、Ｚｒ（ＤＰＭ）4、Ｔｉ（ｉ−Ｃ3Ｈ7Ｏ）4等の有機金属化合物を用いたＭＯＣＶＤ法
（３）例えば、酢酸鉛［Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯＨ）2］、チタンイソプロポキシド［Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4］、及び、ジルコンイソプロポキシド［Ｚｒ（ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）4］を金属原料として用い、係る原料溶液をスピンコーティング法等で成膜し、熱処理することによって緻密化、結晶化させて圧電材料薄膜を得るゾル・ゲル法
（４）ＰＺＴ系セラミックス材料粉末をスラリー化し、スピンコーティング法等に基づき圧電材料薄膜を成膜するコンポジット法を含む、スピンコーティング法
（５）スクリーン印刷法
（６）メッキ法、
（７）ジルコニウム、チタン等の水溶液を圧力容器内に入れ、加熱、加圧することで圧電材料薄膜を成膜する水熱合成法
（８）サブミクロンサイズの原料粉末を合すと混合してエアロゾルとし、吹き付けることで圧電材料薄膜を成膜するエアロゾルデポジッション法
等によって成膜することができる。
【００３２】
変位部材を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜との間には下部電極を設け、圧電材料薄膜の上には上部電極を設ける。下部電極として、Ｐｔ／Ｔｉ積層構造を挙げることができる。尚、Ｔｉ層が基層と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。また、上部電極を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯX）、酸化イリジウム（ＩｒＯX）、又は酸化イリジウム−ハフニウム（Ｉｒ−Ｈｆ−Ｏ系材料）、Ｒｕ、Ｒｕ2／Ｒｕの積層構造、Ｉｒ、ＩｒＯ2／Ｉｒの積層構造、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｐｔ／Ｔｉの積層構造、Ｐｔ／Ｔａの積層構造、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｔａの積層構造、Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3（ＬＳＣＯ）、Ｐｔ／ＬＳＣＯの積層構造、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7を例示することができる。電極の成膜は、スパッタリング法やパルスレーザアブレーション法にて行うことができる。また、電極のパターニングは、例えばイオンミーリング法やＲＩＥ法にて行うことができる。
【００３３】
変位部材を静電駆動アクチュエータから構成する場合、変位部材に可動電極を設け、変位部材の下方に駆動電極を設け、変位部材の可動電極と駆動電極との間に生じる静電力によって、変位部材を駆動（上下動）させばよい。
【００３４】
変位部材を熱駆動アクチュエータから構成する場合、熱膨張係数の異なる２種類の材料層（例えば、Ｓｉ層とＡｕ層の積層構造、Ｓｉ層とＡｌ層の積層構造、熱膨張係数の異なるポリイミド層の積層構造）を積層した熱バイモルフ型とし、これらの２種類の材料層に例えば電流を流すことで温度変化を生じさせる。その結果、変位部材が撓み、これによって、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは、厚さの異なる２本の梁を先端で結合したＵ字型とし、電流を流すと、細い梁構造の方が太い梁構造よりも抵抗値が高いので発熱量が多く、その結果、変位部材が太い梁構造に向かって曲がり、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは又、変位部材を、例えばＴｉとＮｉの合金から成る形状記憶合金から構成してもよい。
【００３５】
ミラーを構成する光反射層は、ミラー本体部の表面（おもてめん）に形成された金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射層を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。ミラー本体部は、具体的には、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。ミラー本体部の外形形状は、円形、楕円形、長円形（半円と２本の線分が組み合わされた形状）、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。また、光反射層の外形形状も、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。ミラー本体部と光反射層とを、同じ、あるいは、類似、あるいは、相似した外形形状としてもよいし、異なる外形形状としてもよい。更には、ミラー本体部と光反射層とを大きさとしてもよいし、光反射層よりもミラー本体部を大きくしてもよい。場合によっては、ミラー本体部を、光反射層支持部、及び、光反射層支持部を取り囲む可動フレームから構成してもよく、この場合、可動フレームの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱の上端部を固定すればよく、また、可動フレームと光反射層支持部とを連結した状態で一体的に形成すればよい。支柱は、基本的に伸縮することの無い、剛体から構成されており、より具体的には、例えば、シリコン、あるいは、酸化シリコン、あるいは、シリコンと酸化シリコンとの組合せから構成することができる。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱の断面形状は、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。支柱及び変位部材の数は、上述したとおり、４であることが好ましいが、これに限定するものではなく、３、あるいは、５以上であってもよい。
【００３６】
支柱の上端部はミラー本体部の裏面に固定されているが、具体的には、支柱とミラー本体部とを、例えば、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合すればよい。ここで、接合技術（ボンディング技術）として、エポキシ系接着剤、ＢＣＢ（Benzo-CycloButene）、ＣＹＴＯＰ等の有機系材料、ガラスフリット、水ガラス等を接着層として用いる方法だけでなく、ハンダ層等を接着層として用いる方法、陽極接合法、酸素等のプラズマによってウエハ表面を処理する方法を含むウエハ直接接合法、表面活性化常温接合法を挙げることもできる。支柱の下端部は変位部材の一端部に固定されているが、具体的には、例えば、支柱を変位部材上に形成すればよい。変位部材の他端部は支持部に固定されているが、具体的には、例えば、支持部を変位部材の他端部上に形成すればよい。トーションバーは周知の加工方法に基づくミラーの加工によって形成することができる。
【実施例１】
【００３７】
実施例１は、本発明の第１の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）、より具体的には、第１Ａの構成のミラー構造体に関する。実施例１のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例１のミラー構造体を上方から眺めた模式図を、それぞれ、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、実施例１のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図２に示す。
【００３８】
実施例１のミラー構造体１０Ａは、
（Ａ）ミラー本体部２２、及び、このミラー本体部２２の表面に設けられた光反射層２１を備えたミラー２０、
（Ｂ）ミラー本体部２２の裏面２３に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、
（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、
（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０、
から成る。
【００３９】
ここで、実施例１のミラー構造体１０Ａは４本の支柱３０及び４つの変位部材４０を有し、各支柱３０の上端部３０Ａはミラー２０の重心の周りに固定されており、対向する第１の支柱３１及び第３の支柱３３はＸ軸上に配置されており、残りの第２の支柱３２及び第４の支柱３４はＹ軸上に配置されている。尚、図２、後述する図４〜図８において、各支柱３０（３１，３２，３３，３４）の固定中心を「＋」印で示し、ミラー２０の重心を、４本の支柱３０（３１，３２，３３，３４）で囲まれた「×」印で示す。更には、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の固定中心は、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外側に記した白抜き四角の中心に「＋」印を配して記号を付した部分に隣接して位置する。そして、第１の支柱３１の下端部３０Ｂは第１の変位部材４１の一端部４０Ａに固定されており、第２の支柱３２の下端部３０Ｂは第２の変位部材４２の一端部４０Ａに固定されており、第３の支柱３３の下端部３０Ｂは第３の変位部材４３の一端部４０Ａに固定されており、第４の支柱３４の下端部３０Ｂは第４の変位部材４４の一端部４０Ａに固定されている。Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラー２０の重心と一致している。
【００４０】
そして、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。一方、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。即ち、実施例１のミラー構造体１０Ａにあっては、ミラー２０の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。更には、
Ｘ1  ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝  Ｙ’3
Ｙ2  ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝  Ｘ’4
を満足する。
【００４１】
また、実施例１のミラー構造体１０Ａにあっては、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外形形状は二等辺三角形であり、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の一端部４０Ａは、この二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の他端部４０Ｂは、この二等辺三角形の底辺に相当する。
【００４２】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例８にあっては、変位部材４０は、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ、より具体的には、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜５３が変位部材４０を構成する基層（支持構造体）５１，５２上に形成された構造を有する。そして、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜５３の動きによって、変位部材４０の一端部４０Ａが駆動（上下動）される。ここで、圧電材料薄膜５３は、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］から成る。基層（支持構造体）は、シリコン層５１と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）５２の積層構造を有する。光反射層２１は、アルミニウム（Ａｌ）層から構成されている。ミラー本体部２２は、シリコン層と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との積層構造から構成されている、支柱３０は、シリコン層と、その表面に形成された酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との組合せから構成されている。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱３０の断面形状を円形としたが、これに限定するものではない。また、ミラー本体部２２及び光反射層２１の外形形状を円形としたが、これに限定するものではないし、ミラー本体部２２と光反射層２１とを同じ大きさとしたが、このような形態に限定するものではない。変位部材４０を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜５３との間には下部電極（図示せず）が設けられており、圧電材料薄膜５３の上には上部電極（図示せず）が設けられている。ここで、下部電極はＰｔ／Ｔｉ積層構造を有する。尚、Ｔｉ層が基層を構成するシリコン層５１と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。上部電極は白金（Ｐｔ）から成る。
【００４３】
以下、図１４の（Ａ）〜（Ｃ）、図１５の（Ａ）〜（Ｃ）、図１６の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例１のミラー構造体の製造方法を説明する。
【００４４】
［工程−１００］
先ず、ＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板は、シリコン半導体基板から成る支持層８０、ＳｉＯ2から成る酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の周知の３層構造を有する。支持層８０、酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の厚さとして、それぞれ、０．３ｍｍ以上、１μｍ、３０μｍを例示することができる。そして、シリコン層（活性層）５１の上に、下部電極、圧電材料薄膜５３、上部電極を周知の方法で成膜する（図１４の（Ａ）参照）。次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、上部電極、圧電材料薄膜５３、下部電極をパターニングし、更には、シリコン層（活性層）５１、酸化シリコン層（ボックス層）５２をパターニングする。こうして、支持層８０上に変位部材４０を得ることができる（図１４の（Ｂ）参照）。変位部材４０の一部は、一種の配線として支持層８０上を延在している。
【００４５】
［工程−１１０］
その後、変位部材４０を含む支持層８０の全面に、周知の方法に基づき、保護膜としてのレジスト層８１を形成し（図１４の（Ｃ）参照）、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、支持層８０を裏面からパターニングすることで、支持部６０及び支柱３０を得る（図１５の（Ａ）参照）。その後、残された支持層８０（支持部６０及び支柱３０）に熱酸化処理を施し、支持層８０（支持部６０及び支柱３０）の表面に酸化膜８２を形成する（図１５の（Ｂ）参照）。尚、酸化膜８２は、図１５の（Ｂ）〜（Ｃ）、及び、図１６の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００４６】
［工程−１２０］
一方、ミラー形成のために、別のＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板も、シリコン半導体基板から成る基板８３、酸化シリコン層８４、シリコン層８５の周知の３層構造を有する。そして、ＳＯＩ基板のシリコン層８５と酸化膜８２とを重ね合わせて、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合する（図１５の（Ｃ）、図１６の（Ａ）参照）。尚、酸化シリコン層８４、シリコン層８５は、図１５の（Ｃ）、及び、図１６の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００４７】
［工程−１３０］
その後、例えば、ウエットエッチング法に基づき基板８３を除去し、露出した酸化シリコン層８４上に、周知のスパッタリング法に基づきアルミニウム層２１’を形成する（図１６の（Ｂ）参照）。
【００４８】
［工程−１４０］
次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、アルミニウム層２１’、酸化シリコン層８４、シリコン層８５をパターニングすることで、光反射層２１及びミラー本体部２２から構成されたミラー２０を得ることができる（図１６の（Ｃ）参照）。
【００４９】
［工程−１５０］
その後、レジスト層８１を除去し、スペーサ６１を接着することで、図１の（Ａ）等に示した実施例１のミラー構造体１０Ａを得ることができる。
【００５０】
例えば、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを上方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２０が、図１の（Ａ）において左手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２０をＹ軸の周りで反時計回りに回転させることができる。また、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを下方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２０が、図１の（Ａ）において右手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２０をＹ軸の周りで時計回りに回転させることができる。一方、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを上方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２０が、図１の（Ａ）において手前側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２０をＸ軸の周りで或る方向に回転させることができる。また、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを下方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２０が、図１の（Ａ）において手前側が上方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２０をＸ軸の周りで或る方向とは反対の方向に回転させることができる。更には、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３、第４の変位部材４４の上方あるいは下方への変位を独立して制御することで、ミラー２０の法線を任意の方向に制御することができる。尚、Ｘ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。同様に、Ｙ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。
【００５１】
実施例１のミラー構造体１０Ａにおいて、ミラー本体部２２及び光反射層２１の外形形状を直径１．３ｍｍの円形とし、支柱３０の高さを４００μｍ、支柱３０の断面を直径４０μｍの円形とし、支柱３０の固定中心をミラー２０の中心（重心）から４０μｍの所とし、変位部材４０における二等辺三角形の底辺の長さを２．０ｍｍ、変位部材４０における二等辺三角形の底辺から支柱３０の固定位置までの距離を１．０ｍｍとして、構造計算により変位部材４０の変位状態をシミュレーションした結果を図３に示す。尚、２つの電極に対して８０ボルト及び−８０ボルトの正弦波を逆位相で印加した。シミュレーションの結果、共振駆動時のミラー２０の振り角は±６．３度、共振周波数は２３．４ｋＨｚであり、例えば、後述する表示装置において十分に使用できる特性を示した。
【００５２】
実施例１のミラー構造体１０Ａにあっては、複数の支柱３０は、その上端部３０Ａがミラー本体部２２の裏面２３に固定されており、その下端部３０Ｂが変位部材４０の一端部４０Ａに固定されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは支持部６０に固定されている。従って、構造、構成が簡素であるにも拘わらず、図示しない駆動回路から上部電極及び下部電極に電圧を印加し、圧電材料薄膜５３を伸縮させることによって、ミラー２０へ近づく方向及びミラー２０から離れる方向への複数の変位部材４０の独立した変位を生じさせることができる。そして、その結果、高速・大振り角でのミラーの駆動が可能となるし、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難い。それ故、従来のミラー構造体では実現が難しい、小型・高速・大振り角の３要素を全て満たすＭＥＭＳスキャナを実現することができる。
【実施例２】
【００５３】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図４の（Ａ）に示し、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に図４の（Ｂ）に示す。実施例２のミラー構造体において、各変位部材４０は、二等辺三角形部４０Ｃと、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から突出した突出部４０Ｄとから成る。そして、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部４５が設けられている。更には、変位部材４０の一端部４０Ａは、突出部４０Ｄから構成されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から構成されている。尚、図４の（Ｂ）において、溝部４５を丸印で示した。
【００５４】
ところで、実施例１のような構造を採用する場合、ミラー２０が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致しない。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２０が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、ミラー２０とは反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転する。尚、このような現象を、便宜上、『変位部材の反対方向の回転』と呼ぶ。そして、その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２０の接続部に、望ましくない応力が発生する虞がある。この応力は、ミラー２０の駆動を制限する上、接続部の破壊等の原因となる可能性がある。
【００５５】
実施例２にあっては、溝部４５（ジョイント構造）を設けることにより、図４の（Ｂ）に概念図を示すように、支柱３０の角度変化がより容易に生じるため、変位部材４０等に不所望の応力が発生することを低減することができる。それ故、より小さい駆動力で大きな振り角を実現でき、更には、より信頼性の高いミラー構造体を得ることができる。
【実施例３】
【００５６】
実施例３は、実施例２の変形である。図５に、実施例３のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。実施例３にあっては、溝部４５は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分まで延びている。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分は繋がっているが、二等辺三角形部４０Ｃの他の部分は溝部４５によって分離されている。即ち、１本の支柱３０に対して、２つの圧電材料薄膜５３が備えられた構造を有する。
【００５７】
例えば、図５において、ミラー２０がＹ軸の周りに時計回りに傾いているとき、第２の変位部材４２を構成する二等辺三角形部４０1の圧電材料薄膜５３に印加する電圧と、二等辺三角形部４０2の圧電材料薄膜５３に印加する電圧とを僅かに変えて、二等辺三角形部４０1の方をより下側（−Ｚ方向）に変位させる。すると、第２の変位部材４２を構成する突出部４０ＤがＹ軸周りに時計回りに更に傾き、結果として第２の支柱３２も同様に傾く。このように実施例３のミラー構造体にあっては、ミラーの傾き（回動）をより細かく制御することができ、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。
【実施例４】
【００５８】
実施例４も実施例１の変形である。図６に、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。
【００５９】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラー２０の回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラー２０の回動を非共振に基づき行うが、そのために、高速でのＸ軸周りのミラー２０の回動を生じさせるための第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラー２０の回動を生じさせるための第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【００６０】
実施例４のミラー構造体にあっては、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、低速でのＹ軸周りのミラー２０の回動ではあるが、大きな駆動力が得られるようにミアンダ構造を有する。一方、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４は、高速でのＸ軸周りのミラー２０の回動を可能とする片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する。そして、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４よりも低い周波数で駆動される。また、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されている。
【００６１】
具体的には、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部６０に固定されており、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部６０に固定されており、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部６０に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝  Ｙ’31
Ｙ’12＝  Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝  Ｘ’4
を満足する。
【００６２】
実施例４にあっては、Ｘ軸周りのミラー２０の駆動に寄与する第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４と、Ｙ軸周りのミラー２０の駆動に寄与する第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３の構造を異なるものとすることで、ミラーのラスタースキャン動作をより容易に行うことができる。尚、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３及び第４の変位部材４４の形状、構造、構成については、図６に示した形状、構造、構成に限定されるものではなく、各変位部材４１，４２，４３，４４の駆動に求められる仕様に合わせればよい。
【実施例５】
【００６３】
実施例５は、実施例１の変形であるが、第１Ｂの構成のミラー構造体に関する。実施例５のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に図７の（Ａ）に示し、ミラー２０と変位部材４０の変位の状態を模式的に図７の（Ｂ）に示す。
【００６４】
実施例５のミラー構造体にあっては、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されており、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。
【００６５】
即ち、実施例５のミラー構造体にあっては、ミラー２０の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3  ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝  Ｙ’1
Ｙ4  ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝  Ｘ’2
を満足する。
【００６６】
ところで、実施例２において説明したと同様に、実施例１のように、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にあるとき、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。一方、実施例５にあっては、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にあるが故に、ミラー２０が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致する。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２０が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３も、ミラー２０と同じ方向、即ち、Ｙ軸周りに反時計回りに回転する。その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２０の接続部に、望ましくない応力が発生することが無く、高い信頼性を有し、より小さい駆動力で大きな振り角を実現するミラー構造体を得ることができる。
【実施例６】
【００６７】
実施例６も実施例１の変形である。実施例６のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を図８に模式的に示す。
【００６８】
実施例６のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域には、ヒンジ部４６が設けられている。あるいは又、実施例６のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域は、ミアンダ構造を有する。即ち、ヒンジ部４６はミアンダ構造を有する。
【００６９】
実施例６にあっては、実施例１と同様に『変位部材の反対方向の回転』が生じるが、ミアンダ構造を有するヒンジ部４６が設けられているが故に、不所望の応力の影響を少なくすることができる。また、各支柱に対応する変位部材を２段構造とすることで、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、実施例６にて説明したヒンジ部４６を、必要に応じて、あるいは、構造上、可能ならば、他の実施例のミラー構造体に適用することができることは、云うまでもない。
【実施例７】
【００７０】
実施例７も実施例１の変形である。実施例７のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例７のミラー構造体におけるミラー２０の一部を拡大して斜めから眺めた模式図を、図９の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【００７１】
実施例７のミラー構造体にあっては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。そして、第１の支柱３１の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分とミラー２０のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバー４７によって連結されており、第２の支柱３２の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分とミラー２０のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバー４７によって連結されており、第３の支柱３３の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分とミラー２０のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバー４７によって連結されており、第４の支柱３４の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分とミラー２０のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバー４７によって連結されている。即ち、トーションバー４７の延びる方向の射影像は、このトーションバー４７に対応して設けられた変位部材４０の変位によってミラー２０に生じる回動における回動軸の射影像と直交している。
【００７２】
実施例２にて説明したように、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２０が傾いた状態では、第１の変位部材４１と第３の変位部材４３は、ミラー２０と反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転している。即ち、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。実施例７においては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２０の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。従って、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２０が傾いた状態であっても、微小なトーションバー４７がこのミラー２０の傾きを吸収し、第２の支柱３２や第４の支柱３４は反時計回りにそれほど傾かない。このように、ミラー２０と支柱３０の接続部にミラー２０を回動させることができる機構（具体的には、トーションバー４７）を設けることにより、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、トーションバー４７の長さが長いほど、変位部材の反対方向の回転に起因した不所望の応力の発生を抑制することができるが、トーションバー４７の長さが長すぎると各支柱の上下方向の駆動も吸収してしまうため、好適な長さに設定する必要がある。
【実施例８】
【００７３】
実施例８も、実施例１の変形であるが、本発明の第２の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）に関する。図１１の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例８のミラー構造体１０Ｂの模式的な一部端面図を、それぞれ、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。また、実施例８のミラー構造体を構成する変位部材１４０及び支柱１３０の配置を図１１に模式的に示す。更には、実施例８のミラー構造体を上方から眺めた模式図を図１２に示す。
【００７４】
実施例８のミラー構造体１０Ｂにあっては、４本の支柱１３０（１３１，１３２，１３３，１３４）及び４つの変位部材１４０（１４１，１４２，１４３，１４４）を有している。そして、各支柱１３０の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２２の外周部に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂは第１の変位部材１４１の一端部１４０Ａに固定されており、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂは第２の変位部材１４２の一端部１４０Ａに固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂは第３の変位部材１４３の一端部１４０Ａに固定されており、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂは第４の変位部材１４４の一端部１４０Ａに固定されている。より具体的には、ミラー本体部１２２は、第１の辺、及び、この第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、この第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有する。そして、第１の支柱１３１の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２２の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、第２の支柱１３２の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２２の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、第３の支柱１３３の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２２の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、第４の支柱１３４の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２２の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第１の変位部材１４１の他端部１４０Ｂ、及び、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第２の変位部材１４２の他端部１４０Ｂは、第１の辺に相当するミラー本体部１２２の部分に固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第３の変位部材１４３の他端部１４０Ｂ、及び、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第４の変位部材１４４の他端部１４０Ｂは、第３の辺に相当するミラー本体部１２２の部分に固定されている。
【００７５】
ここで、ミラー１２０の重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラー１２０におけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラー１２０におけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部１２２における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２２における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２２における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２２における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置している。また、ミラー本体部１２２における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２２における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２２における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２２における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置している。
【００７６】
より具体的には、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部（図１１において、白抜きの丸印の中央に「Ｄ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱１３１の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部（図１１において、白抜きの丸印の中央に「Ｃ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱１３２の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部（図１１において、白抜きの丸印の中央に「Ｂ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱１３３の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部（図１１において、白抜きの丸印の中央に「Ａ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱１３４の上端部１３０Ａが固定されている。ここで、例えば、ｃ1＝０．２、ｃ2＝０．２である。
【００７７】
そして、実施例８のミラー構造体１０Ｂにあっては、第１の変位部材１４１、第２の変位部材１４２、第３の変位部材１４３及び第４の変位部材１４４は、限定するものではないが、ミアンダ構造を有する。
【００７８】
以上に説明した点を除き，実施例８のミラー構造体１０Ｂの構成、構造は、実施例１のミラー構造体１０Ａの構成、構造と同様することができるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
尚、図１３に実施例８のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図を示すように、ミラー本体部１２２を、光反射層支持部１２２Ａ、及び、光反射層支持部１２２Ａを取り囲む可動フレーム１２２Ｂから構成してもよく、この場合、可動フレーム１２２Ｂの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱１３０の上端部を固定すればよく、また、可動フレーム１２２Ｂと光反射層支持部１２２Ａとを連結した状態で一体的に形成すればよい。
【実施例９】
【００８０】
実施例９は、実施例１〜実施例８にて説明したミラー構造体を適用した表示装置、より具体的には、画像表示装置に関する。図１７に実施例９の表示装置の概念図を示す。実施例９の表示装置は、例えば、半導体レーザ素子から成る光源、光源から出射された光を平行光とし、コリメートするレンズ群（図１７では、１枚のレンズで示す）、レンズ群から出射された平行光が入射され、この平行光をＸ方向及びＹ方向にラスタースキャンする実施例１〜実施例８にて説明したミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）１０Ａ，１０Ｂ、及び、ミラー構造体１０Ａ，１０Ｂから出射された光が衝突し、最終的に画像が表示されるスクリーンから構成された画像表示装置、具体的には、画像表示用のプロジェクターである。
【００８１】
表示装置における画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【００８２】
表示装置においてカラー表示を行う場合、光源は、赤色を出射する赤色発光半導体レーザ素子、緑色を出射する緑色発光固体レーザ、青色を出射する青色発光半導体レーザ素子、これらの半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を１本のレーザ光に纏めるためのダイクロイックプリズムから構成されていてもよい。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの半導体レーザ素子から構成し、この半導体レーザ素子から出射された白色光を、赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを、逐次、通過させ、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの半導体レーザ素子、ダイクロイックプリズム及び波長選択を行う狭帯域フィルタから構成することで、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。但し、カラー表示の方法は、以上に説明した方法に限定するものではなく、本質的に任意の方法とすることができる。また、光源として、その他、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子、無機ＥＬ発光素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。
【００８３】
ラスタースキャンを行う場合、前述したとおり、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そして、この場合には、低速でのＹ軸周りのミラーの回動によって表示装置の垂直方向のスキャンが行われ、高速でのＸ軸周りのミラーの回動によって表示装置の水平方向のスキャンが行われる。尚、表示装置、それ自体の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例１０】
【００８４】
実施例１０も、実施例１〜実施例８にて説明したミラー構造体を適用した表示装置であるが、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）に関する。
【００８５】
実施例１０における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図１８に示し、頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図１９に示す。また、頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図２０に示し、頭部装着型ディスプレイを観察者２４０の頭部に装着した状態を上方から眺めた図を図２１に示す。更には、実施例１０における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図を図２２に示す。尚、図２１においては、便宜上、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略している。
【００８６】
頭部装着型ディスプレイにおける画素の数は、頭部装着型ディスプレイに要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【００８７】
実施例１０における頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者２４０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム２１０、及び、
（Ｂ）２つの画像表示装置３００、
を備えている。
【００８８】
ここで、各画像表示装置３００は、
（イ）光源３５１、
（ロ）光源３５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系３５２、
（ハ）コリメート光学系３５２から出射された平行光を走査する走査手段３５３、及び、
（ニ）走査手段３５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系３５４、
から構成されている。尚、画像生成装置３１０全体が筐体３１３（図２２では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体３１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系３５４から光が出射される。そして、各筐体３１３が、結合部材２２０の端部分に、ビスあるいは接着剤（図示せず）を用いて取り付けられている。また、筐体３１３に、導光手段３２０が取り付けられている。
【００８９】
光源３５１は、赤色を発光する赤色発光素子３５１Ｒ、緑色を発光する緑色発光素子３５１Ｇ、青色を発光する青色発光素子３５１Ｂから構成されており、各発光素子は半導体レーザ素子から成る。光源３５１から出射された３原色の光は、クロスプリズム３５５を通過することで色合成が行われ、光路が一本化され、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系３５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー３５６で反射され、入射した平行光を２次元的に走査する実施例１〜実施例８のミラー構造体１０Ａ，１０Ｂから成る走査手段３５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系３５４を通過し、平行光とされた光束が導光手段３２０に入射する。
【００９０】
画像生成装置において、コリメート光学系３５２にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、コリメート光学系３５２における焦点距離の所（位置）に、例えば、クロスプリズム３５５における光射出部を位置させればよい。コリメート光学系３５２は、画素の位置情報を導光手段の光学系における角度情報に変換する機能を有する。コリメート光学系３５２として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。
【００９１】
頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、２つの画像表示装置３００を結合する結合部材２２０を有している。結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃの観察者に面する側に（即ち、観察者２４０とフレーム２１０との間に）、例えば、ビス（図示せず）を用いて取り付けられている。更には、結合部材２２０の射影像は、フレーム２１０の射影像内に含まれる。即ち、観察者２４０の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０によって隠されており、結合部材２２０は視認されない。
【００９２】
具体的には、一方の画像生成装置３１０Ａの取付部中心３１０ＡCとフレーム２１０の一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をα、結合部材２２０の中心２２０Cからフレームの一端部（一方の智）２１０Ａまでの距離をβ、他方の画像生成装置３１０Ｂの取付部中心３１０ＢCとフレームの一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、
α＝０．１×Ｌ
β＝０．５×Ｌ
γ＝０．９×Ｌ
である。尚、０．０１×Ｌ≦α≦０．３０×Ｌ、好ましくは、０．０５×Ｌ≦α≦０．２５×Ｌ、０．３５×Ｌ≦β≦０．６５×Ｌ、好ましくは、０．４５×Ｌ≦β≦０．５５×Ｌ、０．７０×Ｌ≦γ≦０．９９×Ｌ、好ましくは、０．７５×Ｌ≦γ≦０．９５×Ｌを満足することが望ましい。
【００９３】
そして、結合部材２２０によって２つの画像表示装置３００が結合されているが、具体的には、結合部材２２０の各端部に、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂが、取付け状態調整可能に取り付けられている。各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。
【００９４】
結合部材２２０の各端部への画像生成装置（具体的には、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂ）の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔（図示せず）を設け、貫通孔に対応したタップ付きの孔部（螺合部。図示せず）を画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設け、各貫通孔にビス（図示せず）を通し、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設けられた孔部に螺合させる。ビスと孔部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像生成装置の取付け状態（結合部材に対する画像生成装置の傾き）を調整することができる。取付け後、蓋（図示せず）によってビスを隠す。尚、図１９、図２５、図２８において、結合部材２２０，２３０を明示するために、結合部材２２０，２３０に斜線を付した。
【００９５】
フレーム２１０は、観察者２４０の正面に配置されるフロント部２１０Ｂと、フロント部２１０Ｂの両端に蝶番２１１を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部２１２と、各テンプル部２１２の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）２１３から成り、結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃ（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）に取り付けられている。そして、結合部材２２０の観察者２４０に面する側にノーズパッド２１４が取り付けられている。尚、図２０、図２６あるいは図２９においては、ノーズパッド２１４の図示を省略している。フレーム２１０及び結合部材２２０は金属や合金、プラスチック、あるいは、これらの組合せから作製されており、結合部材２２０の形状は湾曲した棒状である。尚、結合部材２２０の形状は、結合部材２２０の射影像がフレーム２１０の射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状の他、細長い板状を例示することができる。
【００９６】
更には、一方の画像生成装置３１０Ａから延びる配線（信号線や電源線等）２１５が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部から外部に延びており、図示しない外部回路（制御回路）に接続されている。更には、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂはヘッドホン部２１６を備えており、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから延びるヘッドホン部用配線２１７が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部からヘッドホン部２１６へと延びている。ヘッドホン部用配線２１７は、より具体的には、モダン部２１３の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部２１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部２１６やヘッドホン部用配線２１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした頭部装着型ディスプレイとすることができる。
【００９７】
また、フロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃには、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置２１８が取り付けられている。具体的には、中央部分２１０Ｃには貫通孔が設けられており、中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔と対向する結合部材２２０の部分には凹部が設けられており、この凹部内に撮像装置２１８が配置されている。中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔から入射した光が、レンズによって固体撮像素子に集光される。固体撮像素子からの信号は、撮像装置２１８から延びる配線（図示せず）を介して、画像生成装置３１０Ａに送出される。尚、配線は、結合部材２２０とフロント部２１０Ｂとの間を通り、一方の画像生成装置３１０Ａに接続されている。このような構成にすることで、撮像装置が頭部装着型ディスプレイに組み込まれていることを、視認させ難くすることができる。
【００９８】
実施例１０にあっては、図２２に示すように、リレー光学系３５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される導光手段３２０は、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板３２１、
（ｂ）導光板３２１に入射された光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段３３０、及び、
（ｃ）導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板３２１から出射させるために、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段３４０、
から構成されている。尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。
【００９９】
第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０は導光板３２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段３３０は、導光板３２１に入射された光を反射し、第２偏向手段３４０は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段３３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段３４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板３２１の内部に設けられた第１偏向手段３３０は、アルミニウムから成り、導光板３２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板３２１の内部に設けられた第２偏向手段３４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ2膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ2膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板３２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段３３０においては、導光板３２１に入射された平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段３４０においては、導光板３２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板３２１から平行光の状態で出射される。
【０１００】
第１偏向手段３３０は、導光板３２１の第１偏向手段３３０を設ける部分３２４を切り出すことで、導光板３２１に第１偏向手段３３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板３２１の切り出した部分３２４を第１偏向手段３３０に接着すればよい。また、第２偏向手段３４０は、導光板３２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板３２１の第２偏向手段３４０を設ける部分３２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板３２１の内部に第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０が設けられた導光手段３２０を得ることができる。
【０１０１】
尚、第１偏向手段３３０は、例えば、上述したとおり、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）や、導光板に入射された光を回折させる回折格子（例えば、ホログラム回折格子膜）から構成することができる。また、第２偏向手段３４０は、上述したとおり、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。
【０１０２】
導光板３２１は、導光板３２１の軸線と平行に延びる２つの平行面（第１面３２２及び第２面３２３）を有している。第１面３２２と第２面３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面３２２から出射される。尚、導光板３２１は導光板の軸線（ｙ方向）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有しているが、光が入射する導光板３２１の面を導光板入射面、光が出射する導光板３２１の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。導光板３２１を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。
【０１０３】
このように、実施例１０における頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）にあっては、結合部材２２０が２つの画像表示装置３００を結合しており、この結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに取り付けられている。即ち、各画像表示装置３００は、フレーム２１０に、直接、取り付けられた構造とはなっていない。従って、観察者２４０がフレーム２１０を頭部に装着したとき、テンプル部２１２が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレーム２１０が変形したとしても、このようなフレーム２１０の変形によって、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂの変位（位置変化）が生じないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレーム２１０のフロント部２１０Ｂの剛性を高める必要がないので、フレーム２１０の重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置３００は、眼鏡型のフレーム２１０に、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレーム２１０のデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレーム２１０のデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０に隠れている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
【実施例１１】
【０１０４】
実施例１１は実施例１０の変形である。実施例１１における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置４００の概念図を図２３の（Ａ）に示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図２３の（Ｂ）に示す。実施例１１にあっては、画像生成装置３１０は、実施例１０と同様の構成、構造を有する。また、導光手段４２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造、即ち、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板４２１、
（ｂ）導光板４２１に入射された光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を導光板４２１から出射させるために、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
から構成されている点は、実施例１０の導光手段３２０と同じである。
【０１０５】
実施例１１にあっては、第１偏向手段及び第２偏向手段は導光板４２１の表面（具体的には、導光板４２１の第２面４２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板４２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材４３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材４４０』と呼ぶ。
【０１０６】
そして、実施例１１にあっては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、異なるＰ種類（具体的には、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。より具体的には、赤色の光を回折反射する回折格子層と、緑色の光を回折反射する回折格子層と、青色の光を回折反射する回折格子層とが積層された構造を、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０は有する。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、ｚ軸方向に平行である。尚、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の軸線方向をｙ軸方向、法線方向をｘ軸方向とする。ここで、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のｙ軸方向はミラーのＸ軸の方向に相当し、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のｚ軸方向はミラーのＹ軸の方向に相当する。図２３の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を１層で示した。このような構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【０１０７】
第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を構成する材料として、上述したとおり、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【０１０８】
図２３の（Ｂ）に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。
【０１０９】
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ）    （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ）          （Ｂ）
【０１１０】
第１回折格子部材４３０は、上述したとおり、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、第１面４２２から導光板４２１に入射されたこの平行光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材４４０は、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、導光板４２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板４２１から平行光のまま第１面４２２から出射する。
【０１１１】
そして、導光板４２１にあっても、赤色、緑色及び青色の３色の平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板４２１が薄く導光板４２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材４４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板４２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材４４０から離れる方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材４３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光よりも、導光板４２１の内部を伝播していく光が導光板４２１の内面と衝突するときの導光板４２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材４４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材４３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板４２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。
【０１１２】
実施例１１における頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、導光手段４２０が異なる点を除き、実質的に、実施例１０における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１２】
【０１１３】
実施例１２も、実施例１０の変形である。実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２４に示し、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２５に示す。また、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図２６に示す。
【０１１４】
実施例１２にあっては、導光手段は、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂよりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光が入射され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される半透過ミラー５２０から構成されている。尚、実施例１２にあっては、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光は、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材５２１の内部を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としているが、空気中を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としてもよい。
【０１１５】
各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、結合部材２２０の両端部分に、例えば、ビスを用いて取り付けられている。また、部材５２１が各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに取り付けられ、半透過ミラー５２０が部材５２１に取り付けられている。実施例１２における頭部装着型ディスプレイは、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１０における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１３】
【０１１６】
実施例１３も、実施例１０の変形である。実施例１０における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２７に示し、実施例１３における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２８に示す。また、実施例１３における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図２９に示す。
【０１１７】
実施例１３における頭部装着型ディスプレイにあっては、棒状の結合部材２３０が、実施例１０と異なり、２つの画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂを結合する代わりに、２つの導光手段３２０を結合している。尚、２つの導光手段３２０を一体的に作製し、係る一体的に作製された導光手段３２０に結合部材２３０が取り付けられている形態とすることもできる。
【０１１８】
ここで、実施例１３における頭部装着型ディスプレイにあっても、結合部材２３０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに、例えば、ビスを用いて取り付けられており、各画像生成装置３１０は、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。尚、各画像生成装置３１０は、導光手段３２０の端部に取り付けられている。結合部材２３０の中心２３０Cからフレーム２１０の一端部までの距離をβ、フレーム２１０の長さをＬとしたとき、β＝０．５×Ｌを満足している。尚、実施例１３においても、α’の値、γ’の値は、実施例１０のαの値、γの値と同じ値である。
【０１１９】
実施例１３にあっては、フレーム２１０、各画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０は、実施例１０において説明したフレーム２１０、画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０と同じ構成、構造を有する。それ故、これらの詳細な説明は省略する。また、実施例１３における頭部装着型ディスプレイも、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１０における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０１２０】
また、実施例１３における棒状の結合部材２３０が２つの導光手段３２０を結合している構成、構造を、実施例１１〜実施例１２において説明した頭部装着型ディスプレイに適用することができる。
【０１２１】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明したミラー構造体、表示装置の構成、構造、各部の形状、使用した材料、製造方法は例示であり、適宜変更することができる。
【０１２２】
実施例１０〜実施例１３に説明した頭部装着型ディスプレイにおいて、例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。実施例３あるいは実施例４、実施例１３の導光手段３２０にあっては、回折格子素子を透過型回折格子素子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子素子から構成し、他方を透過型回折格子素子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子素子を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。また、実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。
【符号の説明】
【０１２３】
１０Ａ，１０Ｂ・・・ミラー構造体、２０，１２０・・・ミラー、２１・・・光反射層、２１’・・・アルミニウム層、２２，１２２・・・ミラー本体部、２３・・・裏面、３０，１３０・・・支柱、３０Ａ，１３０Ａ・・・上端部、３０Ｂ，１３０Ｂ・・・下端部、３１，１３１・・・第１の支柱、３２，１３２・・・第２の支柱、３３，１３３・・・第３の支柱、３４，１３４・・・第４の支柱、４０，１４０・・・変位部材、４０Ａ，１４０Ａ・・・一端部、４０Ｂ，１４０Ｂ・・・他端部、４０Ｃ・・・二等辺三角形部、４０Ｄ・・・突出部、４１，１４１・・・第１の変位部材、４２，１４２・・・第２の変位部材、４３，１４３・・・第３の変位部材、４４，１４４・・・第４の変位部材、４５・・・溝部、４６・・・ヒンジ部、４７・・・トーションバー、４８・・・分離溝、５１・・・シリコン層（活性層）、５２・・・酸化シリコン層（ボックス層）、５３・・・圧電材料薄膜、６０・・・支持部、６１・・・スペーサ、８０・・・支持層、８１・・・レジスト層、８２・・・酸化膜、８３・・・基板、８４・・・酸化シリコン層、８５・・・シリコン層、２１０・・・フレーム、２１０Ａ・・・フレームの一端部、２１０Ｂ・・・フロント部、２１０Ｃ・・・フレームの中央部分、２１１・・・蝶番、２１２・・・テンプル部、３１３・・・モダン部、２１４・・・ノーズパッド、２１５・・・配線（信号線や電源線等）、２１６・・・ヘッドホン部、２１７・・・ヘッドホン部用配線、２１８・・・撮像装置、２２０，２３０・・・結合部材、２４０・・・観察者、２４１・・・瞳、３００，４００・・・画像表示装置、３１０・・・画像生成装置、３１３・・・筐体、３２０，４２０・・・導光手段、３２１，４２１・・・導光板、３２２，４２２・・・導光板の第１面、３２３，４２３・・・導光板の第２面、３２４，３２５・・・導光板の一部分、３３０・・・第１偏向手段、３４０・・・第２偏向手段、４３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、４４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材）、３５２・・・コリメート光学系、３５３・・・走査手段、３５４・・・リレー光学系、３５５・・・クロスプリズム、３５６・・・全反射ミラー、５２０・・・半透過ミラー、５２１・・・部材
【図１】
2010286609.tif 000003
【図２】
2010286609.tif 000004
【図４】
2010286609.tif 000005
【図５】
2010286609.tif 000006
【図６】
2010286609.tif 000007
【図７】
2010286609.tif 000008
【図８】
2010286609.tif 000009
【図９】
2010286609.tif 000010
【図１０】
2010286609.tif 000011
【図１１】
2010286609.tif 000012
【図１２】
2010286609.tif 000013
【図１３】
2010286609.tif 000014
【図１４】
2010286609.tif 000015
【図１５】
2010286609.tif 000016
【図１６】
2010286609.tif 000017
【図１７】
2010286609.tif 000018
【図１８】
2010286609.tif 000019
【図１９】
2010286609.tif 000020
【図２０】
2010286609.tif 000021
【図２１】
2010286609.tif 000022
【図２２】
2010286609.tif 000023
【図２３】
2010286609.tif 000024
【図２４】
2010286609.tif 000025
【図２５】
2010286609.tif 000026
【図２６】
2010286609.tif 000027
【図２７】
2010286609.tif 000028
【図２８】
2010286609.tif 000029
【図２９】
2010286609.tif 000030
【図３】
2010286609.tif 000031