(57)【要約】【課題】基板に設けられた固定電極と可動ミラーに設けられた可動電極とが可動ミラーの揺動軸と電極面が垂直となっている光学装置において、固定電極と可動電極の電極面を大きくすることと、可動ミラーのミラーサイズを大きくすることとを両立させる。【解決手段】可動ミラーの下方に、可動ミラーが揺動する揺動軸と電極面が垂直となるように固定電極と可動電極を設置する。可動電極は可動ミラーの下面から下方に延びており、固定電極は基板から可動電極に向けて延びている。可動電極と固定電極が可動ミラーの下方に設けられるため、可動電極を設ける領域を可動ミラーの表面に確保する必要がない。材料基板の面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。固定電極と可動電極は、可動ミラーの揺動角の検出装置や、静電駆動式アクチュエータとして利用できる。【選択図】  図１
2010249905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
可撓梁と、
前記可撓梁によって、前記基板から離反した位置で前記基板に対して揺動可能に支持されている可動ミラーと、
前記可動ミラーの下方となる位置で、前記可動ミラーが揺動する揺動軸と電極面が垂直となるように前記基板上に設けられた固定電極と、
前記揺動軸と電極面が垂直となるように前記可動ミラーの下面に固定された可動電極とを備えており、
前記可動ミラーが前記基板に対して揺動すると、前記固定電極の電極面と前記可動電極の電極面との対向面積が変化することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
導電性の表面層と、導電性の裏面層と、前記表面層と裏面層との間に設けられた絶縁性の中間層とを備えた積層体から一体に形成されており、
前記可動ミラーは、前記表面層を含んでおり、
前記固定電極は、前記裏面層を含んでおり、
前記可動電極は、前記裏面層を含んでおり、かつ、前記中間層によって前記可動ミラーに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記可動電極の電極面に垂直な方向の幅は、前記固定電極の電極面に垂直な方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記可動電極は、前記可動電極の電極面に垂直な方向に延在するベース部を備えており、前記ベース部の前記可動電極の電極面に垂直な方向の幅は、前記固定電極の電極面に垂直な方向の幅よりも大きいこと特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記可動ミラーが揺動することによって電極面が対向する第１の固定電極と可動電極との組合せと、第２の固定電極と可動電極との組合せとを含んでおり、
前記可動ミラーが前記基板に対して所定の揺動角で揺動する場合に、
前記第１の固定電極と可動電極との組合せによって得られる第１の対向電極面の面積と、前記第２の固定電極と可動電極との組合せによって得られる第２の対向電極面の面積とは、互いに異なること特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記固定電極の上部には、切欠部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光学装置。
【請求項７】
請求項２に記載の光学装置の製造方法であって、
前記表面層に、前記可動ミラーと、前記可撓梁とを形成する第１工程と、
前記裏面層に、前記固定電極と、前記可動電極とを形成する第２工程と、
前記固定電極と前記可動ミラーとの間の中間層を取り除く第３工程とを含むことを特徴とする光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームを偏向させる（光ビームの反射方向を変化させることをいう）光学装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、図４０に示す光学装置９００が開示されている。光学装置９００は、基板９０１と可動ミラー９０２が可撓梁９０３によって接続されている。櫛歯状の可動電極９０５は、可動ミラー９０２の上面近傍の側端部に設けられており、櫛歯状の固定電極９０４は、基板９０１側から可動電極９０５側に延びている。固定電極９０４の電極面と可動電極９０５の電極面は可動ミラー９０２が揺動する揺動軸と垂直となっている。可動ミラー９０２の上面の中央部にミラー９０６が設置されている。ミラー９０６は、可動電極９０５が形成されている部分の上面には設置されていない。基板９０１に対する可動ミラー９０２の角度（揺動角）を変えることによって、ミラー９０６に入射する光ビームを所定の方向に偏向させることができる。可動ミラー９０２の揺動角に応じて、固定電極９０４と可動電極９０５の電極面の対向面積は変化する。この対向面積に応じて得られる静電容量を計測することによって、可動ミラー９０２の揺動角を検出することができる。
【０００３】
櫛歯状の可動電極と固定電極は、特許文献１のように、可動ミラーの揺動角を検出する装置として利用される。一方、固定電極と可動電極との間に電圧を印加し、両者の間に発生する静電力を可動ミラーを駆動するトルクとして利用することもできる。固定電極と可動電極とを静電駆動式アクチュエータの一部として利用することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１８４６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、可動電極が可動ミラーの上面近傍の側端部に設けられているため、可動ミラーの表面に可動電極を設ける領域を確保しなければならない。可動ミラーの表面に可動電極を設ける領域を確保すると、ミラーを設ける領域の面積が小さくなり、開口率（基板面積に対するミラー面積の割合）が小さくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、本発明では、基板と、可撓梁と、可撓梁によって、基板から離反した位置で基板に対して揺動可能に支持されている可動ミラーと、可動ミラーの下方となる位置で、可動ミラーが揺動する揺動軸と電極面が垂直となるように基板上に設けられた固定電極と、その揺動軸と電極面が垂直となるように可動ミラーの下面に固定された可動電極とを備えている光学装置を提供する。
【０００７】
ここで、「揺動」とは、所定の軸（揺動軸）の周りに限られた角度範囲内で回転することを指す。揺動軸の周りの単なる傾斜を含む。可動ミラーが揺動するとは、可動ミラーが揺動軸の周りに繰り返し揺動すること、および可動ミラーが揺動軸の周りに傾斜して停止することを含むものとする。
【０００８】
本発明では、可動電極は可動ミラーの下面に固定されており、固定電極は可動ミラーの下方となる位置で基板上に設けられている。可動ミラーの下方となる位置で固定電極と可動電極は対向する。このため、可動電極を設ける領域を基板の表面に設ける必要がない。基板面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。
【０００９】
本発明の光学装置は、導電性の表面層と、導電性の裏面層と、表面層と裏面層との間に設けられた絶縁性の中間層とを備えた積層体から一体に形成されていてもよい。この場合、可動ミラーは表面層を含んでおり、固定電極は裏面層を含んでおり、可動電極は裏面層を含んでいる。可動電極は、中間層によって可動ミラーに固定されている。
【００１０】
上記の積層体から一体に形成された光学装置は、可動ミラーと可撓梁とを表面層に形成する第１工程と、固定電極と可動電極とを裏面層に形成する第２工程と、固定電極と可動ミラーとの間の中間層を取り除く第３工程とを含む製造方法によって製造することができる。
【００１１】
上記の第３工程においては、例えばエッチングによって固定電極と可動ミラーとの間の中間層を取り除いて固定電極と可動ミラーとを離反させる。このため、上記の積層体から一体に形成された光学装置では、可動電極の電極面に垂直な方向の幅は、固定電極の電極面に垂直な方向の幅よりも大きく設計されることが好ましい。このようにすれば、第３工程において固定電極と可動ミラーとの間の中間層が除去される条件でエッチングを行っても、可動ミラーと可動電極とを固定する中間層は残り、可動ミラーと可動電極とが固定された状態を確保することができる。
【００１２】
また、可動電極の電極面に垂直な方向に延在するベース部を可動電極が備えており、ベース部の可動電極の電極面に垂直な方向の幅を固定電極の電極面に垂直な方向の幅よりも大きく設計してもよい。上記と同様に、第３工程において可動ミラーと可動電極とが固定された状態を確保できる。
【００１３】
また、固定電極の上部には、切欠部が設けられていてもよい。固定電極の上部に切欠部が設けられていれば、可動ミラーが揺動時に固定電極に当接しにくくなる。可動ミラーの揺動可能な角度を大きくすることができる。
【００１４】
本発明の光学装置は、第１の固定電極と可動電極との組合せと、第２の固定電極と可動電極との組合せとを含んでいてもよい。可動ミラーが基板に対して所定の揺動角で揺動する場合に、第１の固定電極と可動電極との組合せによって得られる第１の対向電極面の面積と、第２の固定電極と可動電極との組合せによって得られる第２の対向電極面の面積とは、互いに異なるようにしてもよい。
【００１５】
このようにすれば、対向する電極面の面積の差を利用した静電容量検出や駆動トルク制御を行うことができる。例えば、第１の対向電極面によって得られる静電容量と、第２の対向電極面によって得られる静電容量との差分を求めることによって、揺動角の検出結果に同相ノイズの影響を低減することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、固定電極と可動電極とが可動ミラーの下方に設けられるため、可動電極を設ける領域を基板の表面に設ける必要がない。基板面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１の光学装置の平面図であり、ミラーが設けられた表面側を示している。
【図２】図１の光学装置の裏面側を示す図である。
【図３】図１の光学装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図１の光学装置のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線断面から見た固定電極と可動電極を模式的に示す図であり、可動ミラーの静止時を示している。
【図６】可動ミラーの揺動時における図５の固定電極と可動電極を模式的に示す図である。
【図７】実施例１に係る変換装置を示す図である。
【図８】実施例１の容量−電圧変換回路を示す図である。
【図９】実施例１に係る可動ミラーの揺動角θと電極面の対向面積を説明する図である。
【図１０】実施例１に係る可動ミラーの揺動角θと電極面の対向面積を説明する図である。
【図１１】変形例の固定電極と可動電極の設置位置を示す図である。
【図１２】変形例の固定電極と可動電極の設置位置を示す図である。
【図１３】変形例の固定電極を示す図である。
【図１４】実施例１に係る積層体の断面を示す図である。
【図１５】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図１６】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図１７】変形例の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図１８】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図１９】実施例１の製造方法を説明するための積層体の平面図である。
【図２０】図１９の積層体のＸＸ−ＸＸ線断面図である。
【図２１】実施例１の製造方法を説明するための積層体の平面図である。
【図２２】図２１の積層体のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図である。
【図２３】実施例１の製造方法を説明するための積層体の平面図である。
【図２４】図２３の積層体のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線断面図である。
【図２５】実施例１の製造方法を説明するための積層体の平面図である。
【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線断面図である。
【図２７】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図２８】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図２９】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図３０】実施例１の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図３１】実施例１の光学装置の平面図であり、ミラーが設けられた表面側を示している。
【図３２】変形例の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図３３】変形例の製造方法を説明するための積層体の断面図である。
【図３４】実施例２の光学装置の平面図であり、ミラーが設けられた表面側を示している。
【図３５】実施例２に係る変換装置を示す図である。
【図３６】実施例３の光学装置の平面図であり、ミラーが設けられた表面側を示している。
【図３７】実施例３に係る可動ミラーの揺動角θと電極面の対向面積を説明する図である。
【図３８】実施例４の光学装置の平面図であり、ミラーが設けられた表面側を示している。
【図３９】実施例４に係る駆動回路を示す図である。
【図４０】従来例の光学装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に説明する実施例の主要な特徴を以下に列記する。
（特徴１）固定電極は、枠状の基板の側面に固定されている。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の実施例１について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施例の光学装置１００の平面図であり、ミラー１０６が設けられる表面側を示している。図２は、図１の裏面側を示す図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図であり、図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図１等に示すＡ軸、Ｂ軸は、互いに直交する座標軸を示している。
【００２０】
図１〜図４に示すように、光学装置１００は、基板１０１と、１対の可撓梁１０３ａ、１０３ｂと、可撓梁１０３ａ、１０３ｂによって揺動可能に支持されている可動ミラー１０２と、可動ミラー１０２の表面に設けられたミラー１０６と、基板１０１に固定された固定電極１０４ｃ〜１０４ｆと、可動ミラー１０２の下面に固定された可動電極１０５とを備えている。１対の可撓梁１０３ａ、１０３ｂは、基板１０１と可動ミラー１０２とを接続している。
【００２１】
可動電極１０５は、可動ミラー１０２の下面に固定されている。可動ミラー１０２と可動電極１０５とは実質的に剛体であり、全体として一体に運動する。１対の可撓梁１０３ａ、１０３ｂは細長くてしなやかであり、比較的容易に捩れる。可動ミラー１０２と可動電極１０５の各部と、それらが相互に接続する接続箇所は、可撓梁１０３ａ、１０３ｂに対して著しく剛性が高い。可動ミラー１０２と可動電極１０５との相対的変位角は、可撓梁１０３ａ、１０３ｂの捩れ角に対して著しく小さい。可動ミラー１０２と可動電極１０５は図１に示すＡ軸を揺動軸として揺動する。可動電極１０５は、揺動軸に対して対称となるように設置されている。
【００２２】
基板１０１には、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆが設けられており、基板１０１から可動電極１０５に向かって延びている。固定電極１０４ｃ〜１０４ｆは、可動ミラー１０２の揺動軸に対して対称となる位置に１対ずつ設けられている。固定電極１０４ｃ〜１０４ｆは、それぞれ可動電極１０５の両脇となる位置に１対ずつ配置されている。固定電極１０４ｃ〜１０４ｆと、可動電極１０５との電極間距離（電極面に垂直な方向（Ａ軸方向）の距離）は、全て等しい。図２、図３に示すように、可動電極１０５の電極面１１５に垂直な方向（Ａ軸方向）の幅はＷ２である。図２、図４に示すように、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆは、形状、大きさは全て同じであり、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆの電極面１１４ｃ〜１１４ｆに垂直な方向（Ａ軸方向）の幅はＷ１である。図２〜図４からも明らかなように、幅Ｗ２は、幅Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。基板１０１の上表面には、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆと導通する固定電極用コンタクトパッド１２１、可動電極１０５と導通する可動電極用コンタクトパッド１２２が設けられている。
【００２３】
本実施例においては、電磁駆動式アクチュエータによって可動ミラー１０２を揺動させる。可動ミラー１０２の内部には、可動ミラー１０２の外周に沿って駆動コイルが配線されており、基板１０１の上面には、駆動コイルの始端および終端と導通する駆動コイル用コンタクトパッド１２３ａおよび１２３ｂが設けられている。駆動コイル用コンタクトパッド１２３ａは、駆動信号生成装置（図示しない）に接続されており、駆動コイル用コンタクトパッド１２３ｂは、接地されている。光学装置１００は、さらに、図１に示すＢ軸方向に平行な磁界Ｂを発生させる磁性体（図示しない）を備えている。磁界Ｂ中で、駆動信号生成装置によって駆動電圧Ｖｄを印加すると、駆動コイルをＡ軸方向に流れる電流によってローレンツ力が発生し、可動ミラー１０２に作用する。これによって、可撓梁１０３ａ、１０３ｂが捻れ、可動ミラー１０２と可動電極１０５とが一体となって、Ａ軸を揺動軸として揺動する。尚、本実施例では、駆動信号生成装置から出力される駆動信号は、直流、交流、三角波、矩形波などの電圧信号であるが、駆動信号生成装置から直流、交流、三角波、矩形波などの電流信号を出力してもよい。
【００２４】
可動ミラー１０２と可動電極１０５は、図１に示すＡ軸を揺動軸として揺動する。図１〜４に示すように、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆの電極面１１４ｃ〜１１４ｆおよび可動電極１０５の電極面１１５は、可撓梁１０３ａ、１０３ｂの長手方向に垂直であり、可動ミラー１０２の面とも垂直となっている。すなわち、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆの電極面１１４ｃ〜１１４ｆ、および可動電極１０５の電極面１１５は、可動ミラー１０２の揺動軸（Ａ軸）と垂直となっている。これによって、可動ミラー１０２と可動電極１０５が揺動しても、電極面１１４ｃ〜１１４ｆおよび電極面１１５に垂直な方向の距離を変化させることなく、電極面１１４ｃ〜１１４ｆと電極面１１５との対向面積のみを変化させることができる。
【００２５】
図５、図６は、図１のＶ−Ｖ線断面から見た固定電極１０４ｃと可動電極１０５を模式的に示す図である。図５は、可動ミラー１０２が基板１０１に対して揺動していない状態を示しており、図６は、可動ミラー１０２が基板１０１に対して揺動した状態を示している。図６では、固定電極１０４ｃ、１０４ｄが設置されている側の可動ミラー１０２の部分が上方に変位し、固定電極１０４ｅ、１０４ｆが設置されている側の可動ミラー１０２の部分が下方に変位している。
【００２６】
本実施例においては、可動ミラー１０２が揺動していない時は、図５に示すように、固定電極１０４ｃの電極面１１４ｃと可動電極１０５の電極面１１５との対向面積はゼロである。図６に示すように、固定電極１０４ｃ、１０４ｄが設置されている側の可動ミラー１０２の部分が上方に変位すると、固定電極１０４ｃ、１０４ｄの間に可動電極１０５が入り込む。これによって、固定電極１０４ｃ、１０４ｄの電極面１１４ｃ、１１４ｄと可動電極１０５の電極面１１５とが対向し、対向電極面１１７が得られる。
【００２７】
本実施例では、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆは、可動ミラー１０２の揺動軸（Ａ軸）について対称となる位置に１対ずつ設けられているため、可動ミラー１０２が上記と逆の方向に揺動する場合には、固定電極１０４ｅ、１０４ｆの電極面１１４ｅ、１１４ｆと可動電極１０５の電極面１１５とが対向し、同様に対向電極面を得ることができる。
【００２８】
本実施例では、光学装置１００は、可動ミラー１０２が基板１０１に対して揺動する揺動角θを検出する検出装置を備えており、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆ、可動電極１０５は、その一部として利用される。検出装置は、図７に示す変換装置１４０をさらに含んでいる。変換装置１４０は、容量−電圧変換部１４１と、揺動角演算部１４２と、表示部１４３とを備えている。容量−電圧変換部１４１は、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆの電極面１１４ｃ〜１１４ｆと可動電極１０５の電極面１１５とが対向することによって得られるコンデンサＣ（θ）の静電容量を、電圧として出力する。揺動角演算部１４２は、容量−電圧変換部１４１によって検出された静電容量Ｃ（θ）から、可動ミラー１０２の揺動角θを算出し、表示部１４３に出力する。表示部１４３では、揺動角θ等がディスプレイ等に表示される。尚、表示部１４３は、変換装置１４０に含まれていなくてもよい。例えば、変換装置１４０と別に設置された表示装置に対して揺動角θ等を出力してもよい。
【００２９】
容量−電圧変換部１４１では、例えば、図８に示すようなチャージアンプ方式の回路を用いることができる。これによってコンデンサＣ（θ）の静電容量を出力電圧Ｖｏｕｔに変換する。図８に示すように、容量−電圧変換部１４１は、参照信号生成器（入力Ｖｒ）と、出力端末（出力Ｖｏｕｔ）と、容量を検出するコンデンサＣ（θ）と、配線による寄生容量Ｃｐと、オペアンプと、オペアンプに並列接続されたディスチャージ用の抵抗Ｒおよび帰還容量Ｃｆとを備えている。コンデンサＣ（θ）は、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆの電極面１１４ｃ〜１１４ｆと可動電極１０５の電極面１１５とが対向することによって得られるコンデンサＣ（θ）を示している。出力端末から出力される出力電圧Ｖｏｕｔを測定することによって、下記の式（１）を用いてコンデンサＣ（θ）の容量を検出することができる。
【００３０】
【数１】
2010249905.tif 000003
【００３１】
揺動角演算部１４２では、容量−電圧変換部１４１からの出力電圧Ｖｏｕｔから、可動ミラー１０２の揺動角を導出する。揺動角の導出方法の一例として、出力電圧Ｖｏｕｔを用いて揺動角θを算出する方法について、図９、図１０を用いて説明する。図９は、図５において、ｘｙ座標軸を設定したものであり、図１０は、図６において、ｘｙ座標軸を設定したものである。以下、固定電極１０４ｃ〜１０４ｆおよびその電極面１１４ｃ〜１１４ｆについては添え字を省略する。
【００３２】
図９に示す可動ミラー１０２が静止している状態では、電極面１１４と電極面１１５とは対向しない。可動ミラー１０２が揺動し、可動ミラー１０２と一体となって可動電極１０５が変位して、図１０に示すように、可動電極１０５が固定電極１０４側に突き出るように移動すると、四角形ＡＢＣＤによって表される対向電極面１１７が得られる。対向電極面１１７の面積Ｓは、可動ミラー１０２の揺動角θの関数であり、可動電極１０５と固定電極１０４とによって検出される静電容量は、対向電極面１１７の面積Ｓに比例する。従って、可動電極１０５と固定電極１０４とによって検出される静電容量を測定することによって、対向電極面１１７の面積Ｓを求めることができ、揺動角θを求めることができる。
【００３３】
図９に示すように、可動ミラー１０２は、揺動角θ＝０°のときは、上表面がｘ軸に平行となっている。原点Ｏから固定電極１０４の角部Ｅまでの長さ（原点Ｏから可動電極１０５の角部Ｃまでの長さに等しい）をＲとし、線分ＯＥとｙ軸が成す角をφとする。すなわち、角φは、固定電極１０４の位置と形状によって決まる角度であり、揺動角θが変化しても、角φは変化せず、一定である。図９において、ｔｋは可動ミラー１０２の厚さ（ｙ軸方向の長さ）であり、ｔｂは可動ミラー１０２の下面と固定電極１０４の上面との距離（ｙ軸方向の長さ）であり、長さｔｈは固定電極１０４の電極面１１４のｙ軸方向の長さである。可動電極１０５の電極面１１５の上端と固定電極１０４の電極面の上端はｙ軸方向に同じ位置にある。可動電極１０５の電極面１１５のｙ軸方向の長さはｔｈであり、固定電極１０４の電極面１１４のｙ軸方向長さと等しい。可動電極１０５は、ｙ軸に対して対称であり、ｂは電極面１１５のｘ軸方向の長さの半分の長さを示している。同様に、Ｌは可動ミラー１０２のｘ軸方向の長さの半分の長さを示している。
【００３４】
図１０は、可動ミラー１０２が揺動し、揺動角がθ（θ＞０°）となっている状態であり、可動電極１０５の電極面１１５と固定電極１０４の電極面１１４との対向電極面１１７は、図１０においては、四角形ＡＢＣＤで示される。四角形ＡＢＣＤの面積Ｓは、三角形ＡＢＣの面積ｓ１と三角形ＡＣＤの面積ｓ２とを計算し、Ｓ＝ｓ１＋ｓ２を計算することで、求めることができる。三角形ＡＢＣの面積ｓ１は、点Ａ、Ｂ，Ｃの座標を求め、下記の式（２）を用いることによって、計算することができる。式（２）は、頂点の座標が（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）である三角形の面積ｓを計算する式である。三角形ＡＣＤの面積ｓ２も、同様に計算することができる。
【００３５】
【数２】
2010249905.tif 000004
【００３６】
電極面１１５の固定電極１０４に近い側の側端面は、図１０の直線１によって示され、電極面１１５の下端面は、図８の直線２によって表される。電極面１１４の上端面は、図８の直線３によって示され、電極面１１４の可動電極１０５に近い側の側端面は、直線４によって示される。直線３と直線４の交点がＡであり、直線１と直線３の交点がＢであり、直線１と直線２の交点がＣであり、直線２と直線４の交点がＤである。また、線分ＯＣは、長さがＲであり、ｘ軸と角度（９０°−θ−φ）を成している。上記によれば、直線１〜４を示す式および頂点Ａ、Ｂ，Ｃ、Ｄの座標は、下式のように表すことができる。
【００３７】
【数３】
2010249905.tif 000005
【００３８】
【数４】
2010249905.tif 000006
【００３９】
上記の頂点Ａ、Ｂ，Ｃ、Ｄの座標を式（２）に示す三角形の面積を求める式に用いると、三角形ＡＢＣの面積ｓ１、三角形ＡＣＤの面積ｓ２を計算することができる。対向電極面１１７の面積ＳをＳ＝ｓ１＋ｓ２によって計算すれば、コンデンサの静電容量の式：Ｃ＝ε（Ｓ／ｄ）によって静電容量Ｃと可動ミラーの揺動角θとの関係式を導出することができる。尚、上記のコンデンサの静電容量の式において、Ｃは静電容量であり、εは誘電率であり、Ｓは電極面の対向面積であり、ｄは電極面間の距離（電極面に垂直な方向の距離）である。このようにして得られた静電容量Ｃと可動ミラーの揺動角θとの関係式を用いて、出力Ｖｏｕｔから揺動角θを演算するように揺動角演算部１４２をプログラミングすることによって、揺動角θを導出することができる。
【００４０】
式（１）より、固定電極と可動電極によって構成されるコンデンサの静電容量Ｃ（θ）が大きいほど、出力電圧Ｖｏｕｔが寄生容量Ｃｐの影響を受けにくくなることがわかる。すなわち、検出装置の感度を向上させるためには、静電容量Ｃ（θ）が大きい方がよい。本実施例では、限られた基板面積に光学装置を設ける場合にも、固定電極と可動電極の電極面の面積を大きくすることができ、可動ミラーの検出装置の感度を向上させることが可能である。また、電極面の面積を大きくしても、可動ミラーのミラーサイズを小さくしてしまうことがない。
【００４１】
尚、静電容量Ｃから可動ミラーの揺動角θを求める方法は、上記に説明したように静電容量Ｃと揺動角θとの関係式等を用いる方法に限られない。例えば、可動ミラー１０２の揺動角θと出力電圧Ｖｏｕｔとの関係を光学的な手法等によって予め計測しておき、計測したデータをテーブル化し、揺動角演算部１４２に予め記憶させておいてもよい。
【００４２】
上記のとおり、本実施例によれば、固定電極と可動電極とが可動ミラーの下方となる位置に設けられており、可動ミラーの下方となる位置で固定電極の電極面と可動電極の電極面が対向するため、可動電極を設ける領域を基板の表面に設ける必要がない。基板面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。
【００４３】
また、本実施例のように、固定電極と可動電極とを用いて基板に対する可動ミラーの揺動角を検出する場合、固定電極および可動電極の電極面積が大きいほど検出感度が高くなる。本実施例のように固定電極と可動電極とが可動ミラーの下面側に設けられていると、固定電極および可動電極の電極面積を十分に大きくしても、ミラーを設ける領域を小さくする必要がない。開口率を高くすることと、検出感度を向上させることを両立させることができる。
【００４４】
また、本実施例では、可動電極は揺動軸について対称となるように設けられており、固定電極は揺動軸の両側に設けられ、基板側から可動電極側に延びている。このため、可動ミラーがいずれの方向に揺動しても、固定電極と可動電極とを対向させることができる。可動ミラーがいずれの方向に揺動しても、可動ミラーの揺動角を検出することができる。
【００４５】
上記の実施例においては、可動電極が可動ミラーの裏面中央に１つのみ設けられ、４つの固定電極が、１対の可撓梁に対して対称となるように２つずつ設けられている場合について説明したが、固定電極と可動電極の設置位置および大きさ、形状は、上記の実施例に限定されない。例えば、図１１に示すように、固定電極１０４は、１対の可撓梁１０３ａ、１０３ｂの両側に設けられておらず、いずれか一方にのみ設けられていてもよい。また、図１１に示すように、複数の可動電極１０５が設けられていてもよい。さらには、図１１のＢ軸方向について可動電極１０５が可動ミラー１０２と同じ長さであってもよい。可動ミラー１０２の静止時においても固定電極１０４と可動電極１０５の電極面が対向していてもよい。
【００４６】
また、固定電極と可動電極は、全体が平板状でなくともよい。例えば、図１２のように、複数の平板がベース部１５１によって一体に形成されている可動電極を備えていてもよい。ベース部１５１は、可動ミラー１０２の揺動軸の近傍に設けることが好ましい。
【００４７】
また、本実施例においては、図１３に示すように、固定電極１０４の上端部に切欠き部１５３が設けられていてもよい。可動ミラー１０２が図１３の矢印に示す方向に揺動すると、可動ミラー１０２の一部が下方に変位する。このため、可動ミラー１０２の揺動角が大きい場合には、下方に変位した可動ミラー１０２の一部と、固定電極１０４の上端部が当接してしまうことがある。図１３のように、切欠き部１５３を備えた固定電極１０４では、可動ミラー１０２の下方に位置する部分において、固定電極１０４の上面の一部と可動ミラー１０２の下面との距離が大きくなっているため、可動ミラー１０２が固定電極１０４に当接しにくくなる。このため、可動ミラー１０２の揺動可能な角度を大きくすることができる。
【００４８】
尚、本実施例の光学装置は、検出装置によって検出される可動ミラーの揺動角に基づいて、駆動信号生成装置を制御する制御装置をさらに備えていてもよい。
【００４９】
次に、本実施例に係る光学装置の製造方法の一例について、図１４〜図３１を用いて説明する。本実施例においては、シリコン基板と表面シリコン層との間に絶縁層を挿入したＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用いて、光学装置を一体に形成する製造方法について説明する
【００５０】
尚、本実施例では、複数の光学装置をＳＯＩ基板に同時に形成していくが、本実施例に係る製造方法の説明に用いる図１４〜図３１では、単一の光学装置を形成する区画に含まれる所定箇所の断面および平面をモデル化して図示する。
【００５１】
以下に説明する製造方法によれば、図３１に示す光学装置５００が得られる。本実施例に係る光学装置５００は、固定電極５０４の設置位置と、可動電極５０５の幅において図１等に示す光学装置１００と異なっており、その他の構成は光学装置１００と同様である。光学装置５００のその他の構成については、同一部材に付した符号の１００番台を５００番台に読み換えることにより、その説明を省略する。
【００５２】
図１４は、ＳＯＩ基板を示す図である。本実施例で用いるＳＯＩ基板は、導電性の裏面層１６１（ハンドル層）、絶縁性の中間層１６２（Ｂｏｘ層）、導電性の表面層１６３（活性層）がこの順に積層された積層体である。裏面層１６１は、中間層１６２、表面層１６３よりも層厚さが大きくなっている。本実施例では、可動ミラー５０２は、表面層１６３と、製造工程において表面層１６３上に積層する層によって形成される。固定電極５０４は、裏面層１６１によって形成される。可動電極５０５は、裏面層１６１によって形成される。可動電極５０５は、中間層１６２によって可動ミラー５０２の裏面（表面層１６３によって形成されている）と固定されている。
【００５３】
本実施例の製造方法は、表面層１６３に、可動ミラー５０２と、可撓梁５０３ａ、５０３ｂとを形成する第１工程と、裏面層１６１に、固定電極５０４と、可動電極５０５とを形成する第２工程と、固定電極５０４と可動ミラー５０２との間の中間層１６２を取り除く第３工程とを含む。以下、各工程について、具体的に説明する。
＜第１工程＞
【００５４】
まず、図１４に示すＳＯＩ基板（積層体）を表面層１６３側から加工していく。はじめに、表面層１６３および中間層１６２にエッチングを行って、固定電極用コンタクトパッド５２１等となる部分を形成する。表面層１６３のエッチングは、表面層１６３の表面にパターニングしたレジストを形成した後に、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）、ＸｅＦ２ガス等のドライエッチングを行い、その後、レジストを除去することによって実施できる。中間層１６２のエッチングは、表面層１６３の表面にパターニングしたレジストを形成した後に、例えば、ＲＩＥ等のドライエッチングや、緩衝フッ酸液（バッファードフッ酸）によるウェットエッチング等の方法を行い、その後、レジストを除去することによって実施できる。また、レジストの代わりに酸化膜を形成し、パターニングを行った後、ＫＯＨによるウェットエッチングを行うことによっても実施可能である。
【００５５】
次に、表面層１６３側にプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor deposition）等によって、絶縁層１６４を積層すると、図１５に示す状態となる。絶縁層１６４としては、例えば、ＮＳＧ膜（Non-doped Silicate Glass）や、ＳｉＮ等を用いることができる。また、プラズマＣＶＤに代えて、スパッタや蒸着、熱酸化によってＳｉＯ２等を形成するようにしてもよい。
【００５６】
さらにＲＩＥ等によって絶縁層１６４の固定電極用コンタクトパッド５２１等となる部分をエッチングする。絶縁層１６４のエッチングは、表面層１６３の表面にパターニングしたレジストを形成した後に、例えば、ＲＩＥ等のドライエッチングや、バッファードフッ酸によるウェットエッチング等の方法を行い、その後、レジストを除去することによって実施できる。これによって、図１６に示すように、裏面層１６１の一部が表面層１６３側に露出した状態となる。
【００５７】
図１６に示すように、固定電極用コンタクトパッド５２１等の配線部分においては、中間層１６２、表面層１６３、絶縁層１６４が各層ごとに段差状となるようにエッチングされている。このように各層ごとの小さな段差状とすることで、大きな段差を回避し、その上層に形成されるＡｌ等の配線が段差部分で切れてしまうことを抑制している。さらには、例えば、各層の上表面としてシリコン結晶の｛１００｝結晶面を用いて、エッチング工程において、シリコン結晶の｛１１１｝結晶面に沿ってエッチングする異方性エッチングを用いれば、図１７に示すように、積層体平面に対して約５５°の角度で各層をエッチングでき、Ａｌ等の配線の段差部分をより少なくすることができる。
【００５８】
図１６に示す積層体の表面に、さらに、アルミニウム（Ａｌ）等の配線材料をスパッタや蒸着によって成膜し、配線層を形成する。本実施例では、図１８に示すように、配線層としてＡｌ層１６５を積層した。本実施例では、配線材料としてＡｌを用いたが、例えば、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金や、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ等の配線材料を用いることもできる。
【００５９】
次に、Ａｌ層１６５をエッチングし、図１９および図２０に示すように、駆動コイル下層１７２および可動電極配線１７４等をパターニングする。尚、図１９は、積層体の平面図であり、図２０は図１９のＸＸ−ＸＸ線断面図である。図１９では、配線パターンを実線で示しており、配線幅を示していない。Ａｌ層１６５のエッチングは、Ａｌ層１６５の表面にパターニングしたレジストを形成した後に、例えば、ＲＩＥ等のドライエッチングや、リン酸によるウェットエッチング等の方法を行い、その後、レジストを除去することによって実施できる。
【００６０】
次に、絶縁層１６６を積層し、その後、絶縁層１６６の一部をエッチングする。絶縁層１６６としては、絶縁層１６４と同様の材料を用いることができ、同様の方法によって成膜し、エッチングすることができる。さらに、Ａｌ層１６８を積層し、エッチングよってパターニングすると、図２１および図２２に示す状態となる。図２１は、積層体の平面図であり、図２２は図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面図である。図２１は、Ａｌ層１６８にパターニングされた駆動コイル上層１７１を示している。Ａｌ層１６８は、Ａｌ層１６５と同様の方法によって成膜し、エッチングすることができる。また、Ａｌ層１６５と同様に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金等のその他の配線材料を適宜用いることができる。
【００６１】
図２２に示すように、駆動コイル上層１７１と駆動コイル下層１７２の間には、絶縁層１６６が設けられており、駆動コイル上層１７１の一部が絶縁層１６６を貫通して駆動コイル下層１７２と導通している。これによって、駆動コイル用コンタクトパッド５２３ａを始点とし、可動ミラー５０２内部に配線され、駆動コイル用コンタクトパッド５２３ｂを終点とする駆動コイルを形成することができる。
【００６２】
次に、表面側に絶縁層１６９を積層する。絶縁層１６９としては、絶縁層１６４と同様の材料を用いることができ、同様の方法によって成膜することができる。絶縁層１６９を堆積させた後、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等を行って、絶縁層１６９の表面を平滑化する。絶縁層１６９は、ＣＭＰを行ってもＡｌ層１６８が露出しないように、十分な積層厚さを確保しておく。さらに、絶縁層１６９の表面にＡｌ層１７０を形成した後、Ａｌ層１７０をミラーの形状にエッチングする。これによって、図２３および図２４に示す状態となる。図２３は、積層体の平面図であり、図２４は図２３のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線断面図である。Ａｌ層１７０は、Ａｌ層１６５と同様の方法によって成膜し、エッチングすることができる。また、Ａｌ層１６５と同様に、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金等のその他の配線材料を適宜用いることができる。
【００６３】
次に、表面側にパターニングしたレジストを形成した後、絶縁層１６４、１６６、１６９をＲＩＥ等によってエッチングし、レジストを除去する。さらに、図２５に示すように、表面層１６３を可動ミラーと、可撓梁５０３ａ、５０３ｂの形状に合わせてエッチングする。この場合の表面層１６３のエッチングは、ＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ−ＲＩＥ）、ＲＩＥ、ＸｅＦ２によるドライエッチング等によって実施することができる。
【００６４】
図２５は、積層体の表面側から見た図であり、図２６は、図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線断面図である。図２５および図２６に示すように、表面層１６３よりも上層の部分において、基板５０１と、可動ミラー５０２と、可撓梁５０３ａ、５０３ｂとの間の空間となる部分がエッチングによって取り除かれている。可動ミラー５０２は、表面層１６３および表面層１６３の上面に積層された絶縁層やＡｌ層によって構成されている。
【００６５】
さらに、絶縁層１６６、１６９をエッチングし、表面側にＡｌ層１６５等によって形成された配線層を露出させ、固定電極用コンタクトパッド５２１、可動電極用コンタクトパッド５２２等となる部分を形成する。エッチング方法としては、例えば、ＲＩＥ等を用いることができる。
＜第２工程＞
【００６６】
本実施例では、上記の第１工程を実施した後に、第２工程を行う。第２工程では、裏面層１６１に、固定電極５０４と、可動電極５０５となる部分を形成する。図２５、図２６に示す第１工程が終了した後の積層体の表面側をレジスト１７５によって被覆する。これによって、第１工程において積層体の表面側に形成された層がエッチングされることを防ぐ。さらに、裏面層１６１の裏面側の面には、固定電極５０４および可動電極５０５の設置位置に合わせてパターニングされたレジスト１７６を形成する。本実施例では、固定電極の幅（可撓梁の長手方向の長さ）であるＷ１が、可動電極の幅であるＷ２よりも大きくなるようにパターニングされたレジスト１７６によって、裏面層１６１を被覆する。
【００６７】
ＤＲＩＥ等によって裏面層１６１のエッチングを行い、図２７および図２８に示すように、固定電極５０４および可動電極５０５となる部分を形成する。図２７は、図３に示す断面と同位置での断面図であり、図２８は、図４に示す断面と同位置での断面図である。固定電極５０４および可動電極５０５となる部分は、中間層１６２によって、可動ミラー５０２および可撓梁５０３ａ、５０３ｂの最下層となる表面層１６３と接合した状態となっている。また、固定電極５０４となる部分の幅であるＷ１は、可動電極５０５となる部分の幅であるＷ２よりも小さくなっている。すなわち、固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２の幅であるＷ１は、可動電極５０５となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２の幅であるＷ２よりも小さくなっている。
【００６８】
本実施例では、第２工程の後に、図２７、図２８に示す状態となった積層体に対してダイシングを行い、チップ化する。ダイシングでは、例えば、超純水で冷却しながらダイヤモンド製の円形回転刃（ダイシングブレード）を高速回転させて積層体を切断する。ダイシングを行った後、第２工程のはじめに形成したレジスト１７５、１７６を除去することなく、次の第３工程に移行する。
＜第３工程＞
【００６９】
第３工程では、可動ミラー５０２となる部分と、固定電極５０４となる部分との間に存在する中間層１６２をエッチングによって取り除く。これよって、図２９および図３０に示すように、可動電極５０５となる部分と可動ミラー５０２となる部分とは接合した状態のままで、固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２となる部分とを離反させることができる。中間層１６２のエッチングは、例えば、緩衝フッ酸液（バッファードフッ酸）によるウェットエッチング等の方法によって実施できる。尚、緩衝フッ酸液に、界面活性剤を添加した溶液を用いてウェットエッチングを行ってもよい。界面活性剤を添加することによってエッチング液の表面張力が低下するため、微細パターンの固定電極を形成する場合にも、固定電極となる部分との間に存在する中間層をエッチングによって取り除くことができる。
【００７０】
本実施例では、固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２の幅であるＷ１は、可動電極５０５となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２の幅であるＷ２よりも小さくなっている。従って、第３工程において、固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２を除去する条件でエッチングを実施しても、可動電極５０５となる部分と可動ミラー５０２等の最下層となる表面層１６３との間に存在する中間層１６２が全て除去されてしまうことがない。これによって、可動ミラー５０２と可動電極５０５との接合状態を確保することができる。エッチングによって固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２となる部分とを離反させた後、第２工程で形成したレジスト１７５、１７６を除去すれば、図３１に示す光学装置５００を得ることができる。さらに、磁石等の磁界発生器や、駆動信号生成装置等を設置してもよい。
【００７１】
尚、本実施例では、第２工程と第３工程の間にダイシングを行ったが、第３工程において、レジスト除去を行った後にダイシングを行ってもよい。第３工程においてレジスト除去を行った後にダイシングを実施する場合には、ステルスダイシング等の方法を用いることが好ましい。
【００７２】
上記のとおり、本実施例の光学装置の製造方法によれば、ＳＯＩ基板等の表面層、中間層、裏面層を含む積層体を材料として、光学装置を一体に形成できる。また、本実施例においては、固定電極および可動電極は、ＳＯＩ基板の裏面層（ハンドル層）を材料に形成されており、可動ミラーや可撓梁は、ＳＯＩ基板の表面層によって構成されるので、可動ミラーや可撓梁の形状や大きさに関わらず、裏面層の厚さを大きくして、固定電極および可動電極を大きくすることができる。ＳＯＩ基板の裏面層は、シリコン基板を材料としており、活性層やＢｏｘ層に比べて厚さが大きく、また、厚さを比較的自由に調整できる。本実施例によれば、裏面層の厚さを大きくすることによって、電極面の面積を大きくすることができる。例えば、表面層や中間層は数μｍ程度であるのに対して、裏面層は数１００μｍ程度とすることもできる。従来のように、表面層（活性層）を利用して可動電極を形成する場合と比較して、可動電極を著しく大きくすることができる。
【００７３】
尚、本実施例の光学装置の製造方法では、上記に説明したＳＯＩ基板以外の積層体を用いてもよい。例えば、裏面層としてシリコン基板を用意し、その表面に中間層として酸化膜等の絶縁層を形成し、さらにその表面に表面層としてポリシリコン等を形成して、積層体を製造した上で、光学装置の材料として用いてもよい。
【００７４】
上記の実施例においては、固定電極５０４となる部分の幅であるＷ１が、可動電極５０５となる部分の幅であるＷ２よりも小さくなるように設計することによって、エッチングによって固定電極５０４となる部分と可動ミラー５０２となる部分とを離反させた後、可動ミラー５０２と可動電極５０５とを接合する中間層１６２を残すようにしたが、例えば、図１２に示すように、可動電極１０５が、可動電極１０５の電極面１１５に垂直な方向に延在するベース部１５１を備えているようにすることによっても、上記と同様に、可動ミラーと可動電極とが接合された状態を確保することができる。図１２に示すように、Ｂ軸方向のベース部１５１の長さＷｂを固定電極１０４のＡ軸方向の幅Ｗ１よりも大きくすれば、固定電極１０４となる部分と可動ミラー１０２となる部分との間の中間層１６２が除去される条件でエッチングを行っても、ベース部１５１となる部分と可動ミラー１０２となる部分との間において中間層１６２は残り、可動ミラー１０２となる部分と可動電極１０５となる部分とが接合された状態を確保することができる。
【００７５】
また、図１３に示す切欠き部１５３は、例えば、第１工程と第２工程との間に、切欠き形成工程を実施することによって製造することができる。例えば、第１工程中の、図１４の積層体の表面層１６３および中間層１６２にエッチングを行って固定電極用コンタクトパッド５２１等となる部分を形成する工程において、可動ミラーと、可撓梁の形状に合わせて表面層１６３および中間層１６２エッチングする。その後、上記に説明した第１工程を行うと、図３２に示す積層体を得ることができる。図３２に示す積層体では、基板となる部分と可動ミラーとなる部分との間の空間が裏面層１６１の上面まで達している。この空間と表面層１６３および中間層１６２との間には、絶縁層１６４が形成されている。この積層体の表面に、図３３に示すようにレジスト１７３を形成する。レジスト１７３は、基板となる部分と可動ミラーとなる部分との間の空間を通して表面側から裏面層１６１をエッチングできるように、パターニングされている。レジスト１７３を形成した積層体に対して、等方性エッチングを行うと、図３３のように、固定電極となる部分から可動電極となる部分にかけて裏面層１６１がエッチングされ、図１３のような切欠き部１５３を備えた固定電極１０４を得ることができる。等方性エッチングは、例えば、ＳＦ６プラズマによるエッチングやＸｅＦ２ガスによるエッチングによって実施することができる。
【００７６】
このように、基板となる部分と可動ミラーとなる部分との間の空間を通して表面側から裏面層１６１をエッチングすると、図１３に示すように可動ミラー１０２と基板１０１との間において切欠き部１５３が深くなる。可動ミラー１０２が揺動し、下方に大きく変位する領域の近傍に切欠き部１５３を形成することができる。
【実施例２】
【００７７】
図３４は、実施例２に係る光学装置２００の平面図である。光学装置２００は、基板２０１と、１対の可撓梁２０３ａ、２０３ｂと、１対の可撓梁２０３ａ、２０３ｂによって揺動可能に支持される可動ミラー２０２と、可動ミラー２０２の表面に設けられたミラー２０６と、基板２０１に固定された２対の固定電極２０４ａおよび２０４ｂ、可動ミラー２０２の下面に固定された可動電極２０５ａおよび２０５ｂを備えている。
【００７８】
基板２０１の上表面には、固定電極２０４ａおよび２０４ｂと導通する固定電極用コンタクトパッド２２１、可動電極２０５ａと導通する可動電極用コンタクトパッド２２２ａ、可動電極２０５ｂと導通する可動電極用コンタクトパッド２２２ｂが設けられている。可動電極２０５ａと可動電極用コンタクトパッド２２２ａとを導通させる配線、可動電極２０５ｂと可動電極用コンタクトパッド２２２ｂとを導通させる配線は、可動ミラー２０２の内部に設けられており、互いに絶縁されている。
【００７９】
実施例１と同様に、電磁駆動式アクチュエータによって可動ミラー２０２が揺動する。可動ミラー２０２の内部には、駆動コイルが配線されており、基板２０１の上表面には、駆動コイルの始端および終端と導通する駆動コイル用コンタクトパッド２２３ａおよび２２３ｂが設けられている。磁性体を設置する等によって図３４に示すＢ軸方向の磁界を発生させ、磁界Ｂ中で駆動コイルに電流を流すことによって、ローレンツ力が発生し、Ａ軸を揺動軸として、可動ミラー２０２と可動電極２０５ａ、２０５ｂが一体となって揺動する。
【００８０】
可動電極２０５ａと、これに対して設けられた１対の固定電極２０４ａとを第１の組合せとし、可動電極２０５ｂと、これに対して設けられた１対の固定電極２０４ｂとを第２の組合せとする。第１の組合せによって、静電容量センサα１が構成される。同様に、第２の組合せによって、静電容量センサβ１が構成される。可動電極２０５ａと可動電極２０５ｂは、形状および大きさが同じであり、可動ミラー２０２の揺動軸と垂直な方向（Ｂ軸方向）について同じ位置に設けられている。Ｂ軸方向についての固定電極２０４ａの長さは、固定電極２０４ｂよりも長くなっている。可動ミラー２０２の静止時において、固定電極２０４ｂと可動電極２０５ｂとの対向面積はゼロである。一方、可動ミラー２０２の静止時においても、固定電極２０４ａと可動電極２０５ａの電極面が対向しており、対向面積はゼロよりも大きい。すなわち、可動ミラーが揺動角θで揺動した時、第１の組合せによって得られる電極面の対向面積と、第２の組合せによって得られる電極面の対向面積とは、互いに異なっている。このため、可動ミラーが揺動角θで揺動した時、静電容量センサα１によって検知される静電容量の値と静電容量センサβ１によって検知される静電容量の値は互いに異なる。
【００８１】
図３５は、本実施例に係る変換装置２４０を示している。本実施例に係る変換装置２４０は、静電容量センサα１によって得られる静電容量を検出する容量−電圧変換部２４１ａと、静電容量センサβ１によって得られる静電容量を検出する容量−電圧変換部２４１ｂと、差分器２４４と、揺動角演算部２４２と、表示部２４３とを備えている。容量−電圧変換部２４１ａおよび２４１ｂからの出力電圧は、差分器２４４に出力される。差分器２４４は、容量−電圧変換部２４１ａと容量−電圧変換部２４１ｂとの出力電圧の差を導出し、揺動角演算部２４２に出力する。揺動角演算部２４２によって得られた可動ミラー２０２の揺動角は、表示部２４３に出力され、表示される。
【００８２】
可動ミラー２０２が基板２０１に対して揺動角θで揺動した時、静電容量センサα１によって検知される静電容量の値と静電容量センサβ１によって検知される静電容量の値は相違するから、式（１）より、容量−電圧変換部２４１ａと容量−電圧変換部２４１ｂとの出力電圧の差を導出することによって、同相ノイズの影響を低減することができる。
【００８３】
本実施例においては、可動電極の大きさ、形状等を同一とし、固定電極の電極面の大きさを変えることによって、可動電極と固定電極によって構成される静電容量センサの静電容量を異なるものとしたが、これに限定されない。光学装置が固定電極と可動電極の組合せを複数備えており、この複数の組合せのうちに、可動ミラーの揺動角に対して電極面の対向面積が互いに異なる組合せが含まれていればよい。例えば、固定電極の大きさや形状を同一とし、可動電極の大きさや形状を相違させてもよい。固定電極と可動電極の両方の電極面積を相違させてもよい。
【実施例３】
【００８４】
本実施例においては、固定電極と可動電極とを用いて静電駆動式のアクチュエータによって可動ミラーを揺動させる。図３６は、本実施例の光学装置３００を示す図である。光学装置３００は、基板３０１と、１対の可撓梁３０３ａ、３０３ｂと、１対の可撓梁３０３ａ、３０３ｂによって揺動可能に支持されている可動ミラー３０２と、ミラー３０６と、基板３０１に固定された２対の固定電極３０４ａおよび３０４ｂと、可動ミラー３０２の下面に固定された可動電極３０５とを備えている。固定電極３０４ａと可動電極３０５とのＡ軸方向の距離、および固定電極３０４ｂと可動電極３０５とのＡ軸方向の距離は、いずれも図３６に示すｄｅｌｅに設定されている。固定電極３０４ａ、３０４ｂおよび可動電極３０５の形状、大きさ、設置位置は、図１〜４に示す実施例１に係る光学装置と同様である。
【００８５】
基板３０１の上表面には、固定電極３０４ａと導通する固定電極用コンタクトパッド３２１ａ、固定電極３０４ｂと導通する固定電極用コンタクトパッド３２１ｂ、可動電極３０５と導通する可動電極用コンタクトパッド３２２が設けられている。固定電極３０４ａおよび固定電極用コンタクトパッド３２１ａは、固定電極３０４ｂおよび固定電極用コンタクトパッド３２１ｂと絶縁されている。
【００８６】
本実施例においては、静電駆動式アクチュエータによって可動ミラー３０２を揺動させる。固定電極用コンタクトパッド３２１ａおよび３２１ｂは、駆動信号生成装置に接続されており、可動電極用コンタクトパッド３２２は、接地されている。駆動信号生成装置によって固定電極３０４ａもしくは３０４ｂのいずれか一方に駆動電圧Ｖを印加する。これによって、固定電極３０４ａもしくは３０４ｂと、可動電極３０５との間に静電力（引力）が生じ、可動ミラー３０２に作用する。可動ミラー３０２に静電力が作用することによって、可撓梁３０３ａ、３０３ｂが捻れ、図３６に示すＡ軸を揺動軸として可動電極３０５と可動ミラー３０２が一体となって揺動する。静電力によるトルクＴｃと、可撓梁３０３ａ、３０３ｂの弾性によるトルクＴｂとの釣り合いによって、可動ミラー３０２の駆動トルクＴが得られる。
【００８７】
本実施例のように、固定電極と可動電極の電極面が可動ミラーの揺動軸に垂直になっている静電駆動式のアクチュエータは、固定電極と可動電極の電極面が可動ミラーに平行になっている静電駆動式のアクチュエータ（平行平板型と呼ぶ）と比較して、安定して可動ミラーを駆動させることができる。平行平板型のアクチュエータでは、基板に設けられた固定電極と、可動ミラーに設けられた可動電極との電極間の距離ｄ０は、静止時の可動ミラーと基板との距離Ｈによって変化する。電極間に作用する静電力は、可動電極と固定電極との距離ｄ０の二乗に反比例する。可動ミラーが揺動すると、電極間の距離ｄ０は小さくなり、可動ミラーを揺動させるための静電力はより大きくなる。可動ミラーの揺動角θが大きくなり過ぎると、可動ミラーが基板に当接してしまう現象（プル・イン：pull-in）が生じ、安定に可動ミラーを揺動させることができない。このため、平行平板型のアクチュエータでは、静止時の可動ミラーと基板との距離Ｈに対して、電極間距離ｄ０がｄ０≧２Ｈ／３となるように、可動ミラーの揺動角θが制限される。
【００８８】
本実施例のように、固定電極と可動電極の電極面が可動ミラーの揺動軸に垂直になっている静電駆動式のアクチュエータでは、可動ミラーが揺動しても固定電極と可動電極との距離は、いずれもｄｅｌｅであり、変化しない。電極間距離ｄｅｌｅを小さくしても、可動ミラーを安定して揺動させることができる。
【００８９】
本実施例において、可動ミラー３０２を安定して揺動させるための条件について次に説明する。可動ミラー３０２を安定して揺動させるためには、可動ミラー３０２の揺動角θと、駆動トルクＴが、ｄＴ／ｄθ≦０を満たしていればよい。これに対してｄＴ／ｄθ＞０となる条件下で可動ミラー３０２を揺動させる場合には、可動ミラー３０２が揺動して揺動角θがΔθだけ大きくなると、駆動トルクＴはΔＴだけ大きくなる。すなわち、揺動角θが大きくなるほど、駆動トルクＴが大きくなって、可動ミラー３０２はさらに揺動する。その結果、可動ミラー３０２の揺動角θが大きくなり過ぎて、可動ミラー３０２が基板に当接してしまう現象（プル・イン：pull-in）が生じ得る。
【００９０】
駆動トルクＴと揺動角θとの関係について図３７を用いて具体的に説明する。図３７は、固定電極３０４ａに駆動信号生成装置によって駆動電圧を印加し、可動ミラー３０２が揺動角θだけ傾斜した状態を示している。揺動角がθになっている時、固定電極３０４ａの電極面と、可動電極３０５の電極面とは、対向電極面３５０を得る。対向電極面３５０の面積をＳｅとする。
【００９１】
可撓梁３０３ａ、３０３ｂの捻りばね定数をｋ、固定電極３０４ａと可動電極３０５との電極間距離をｄｅｌｅ、電極数（固定電極３０４ａと可動電極３０５の組合せの数）をｎ、誘電率をεとし、可動ミラー３０２を基板３０１に対して傾ける場合のトルク（図３７において、矢印に示す反時計方向に可動ミラー３０２を動かす場合のトルク）を正とすると、可撓梁の弾性によるトルクＴｂは、Ｔｂ＝−ｋθとなる。また、静電力によるトルクＴｃは、Ｔｃ＝（ｎεＶ２／（２ｄｅｌｅ））（ｄＳ／ｄθ）となるから、可動ミラー３０２の駆動トルクＴは、下式のとおりとなる。
【００９２】
【数５】
2010249905.tif 000007
【００９３】
可動ミラー３０２が揺動して揺動角がΔθ変化した時に、ｄＴ／ｄθ≦０となる条件下で可動ミラー３０２を駆動させれば、可動ミラー３０２を安定に駆動させることができる。式（４）より、ｄ２Ｓ／ｄθ２≦０であれば、電極数ｎや電極間距離ｄｅｌｅの大きさに関わらず、ｄＴ／ｄθ≦０とすることができることがわかる。
【００９４】
式（３）より、可動ミラー３０２の駆動トルクを大きくするためには、電極数ｎを大きくし、電極間距離ｄｅｌｅを小さくすることが有効であることがわかる。このような場合でも、式（４）に示すように、ｄ２Ｓ／ｄθ２≦０を満たすように固定電極３０４ａと可動電極３０５との対向面積Ｓを調整することによって、ｄＴ／ｄθ≦０を満たすようにすることができる。可動ミラー３０２の揺動角θの広い範囲において安定して揺動させることができる。さらに、本実施例では、固定電極３０４ａ、３０４ｂと可動電極３０５が可動ミラー３０２の下方に設けられている。そのため、可動ミラー３０２の形状や大きさによって、固定電極３０４ａ、３０４ｂや可動電極３０５の設計が制限されにくく、ｄ２Ｓ／ｄθ２≦０を満たすようにそれぞれの電極を設計し易い。
【００９５】
上記のとおり、本実施例では、固定電極と可動電極の電極面が可動ミラーの揺動軸に垂直になっている静電駆動式のアクチュエータを用いているため、大きな駆動トルクを得るために固定電極と可動電極との電極間距離を小さくし、電極の設置数を増やしても、可動ミラーを安定して揺動させることができる。駆動トルクを大きくして、可動ミラーの揺動角を大きくしても、安定して可動ミラーを揺動させることができる。
【００９６】
さらに、本実施例によれば、揺動軸に垂直な電極面を持つ固定電極と可動電極とを用いて静電力で可動ミラーを揺動させる場合にも、固定電極と可動電極は可動ミラーの下方に設けられているため、可動電極を設ける領域を基板の表面に設ける必要がない。基板面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。
【００９７】
静電駆動式のアクチュエータは、磁石等を設ける必要がないため、小型の光学装置のアクチュエータに適している。ミラーの小型化、回路とミラー作成プロセスの整合性、消費電力などの観点から、集積化ミラーアレイに適している。静電駆動式の光学装置では、低い駆動電圧で可動ミラーの大きな揺動角を得ることが求められている。特に、静電駆動式の光学装置を集積化し、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等のミラーアレイとする場合には、集積化した駆動回路で印加可能な低い電圧で可動ミラーを揺動させる必要がある。
【００９８】
本実施例によれば、可動電極および固定電極を可動ミラーの下方に設けるため、基板の表面方向について光学装置を小型化することができる。また、固定電極と可動電極の設置数を増やす等によって可動ミラーの駆動トルクを大きくし、可動ミラーの揺動角θを大きくすることと、可動ミラーを安定に揺動させることとを両立させることができるから、同じ駆動電圧に対して大きな駆動トルクを得ることができる。光学装置を小型化しても、可動ミラーを大きく揺動させることができる。
【００９９】
また、本実施例の光学装置は、レーザ光を走査して画像を投影するラスタースキャン式のプロジェクタ等に好適に用いることができる。このようなプロジェクタ等においては、例えば、レーザ光の走査方向に平行な方向に偏向させる光学装置と、レーザ光の走査方向に垂直な方向に偏向させる光学装置とを用いて、ラスタースキャンを行うことができる。この場合、レーザ光の走査方向に垂直な方向に偏向させる光学装置は、可動ミラーの正確な角度制御が可能であり、かつ非共振駆動を行うアクチュエータを備えていることが望ましい。レーザ光の走査方向に垂直な方向に偏向させる光学装置において可動ミラーの正確な角度制御が不十分な場合、投影された画像が走査方向に垂直な方向に伸びてしまう。
【０１００】
非共振駆動式のアクチュエータとしては、静電駆動式や電磁駆動式が挙げられる。静電駆動式は、磁界を発生させるために磁石等を設ける必要のある電磁駆動式と比較して、小型化において有利である。しかしながら、従来の静電駆動式の光学装置においては、揺動角を大きくすると可動ミラーの揺動角の制御性に問題があった。
【０１０１】
本実施例によれば、可動ミラーの揺動角を大きくしても、安定に可動ミラーを揺動させることのできる制御性の高い静電駆動式の光学装置を提供できる。ラスタースキャン式のプロジェクタ等に用いる光学装置として、小型化に有利な静電駆動式の光学装置を利用できるので、プロジェクタ等の小型化、高性能化に寄与できる。
【０１０２】
実施例１の場合と同様に、本実施例に係る固定電極と可動電極の大きさ、形状、設置位置等は、上記に説明した図３６に示す実施形態に限定されない。図１１と同様に、固定電極は、いずれか一方にのみ設けられていてもよいし、複数の可動電極が設けられていてもよい。また、図１２と同様に、複数の可動電極が、ベース部によって一体に形成されていてもよい。
【０１０３】
また、図１３と同様に、固定電極が、可動ミラーの下方に位置する部分に切欠き部を備えていてもよい。これによって、可動ミラーが固定電極に当接しにくくなり、可動ミラーの揺動可能な角度を大きくすることができる。
【０１０４】
また、本実施例の光学装置は、実施例１および２に記載した、固定電極と可動電極を用いた揺動角の検出装置をさらに備えていてもよい。実施例に係る光学装置においては、可動電極等を可動ミラーの下方に延ばすことによって、開口率を小さくすることなく電極面積を大きくすることができるから、駆動用の固定電極および可動電極、検出用の固定電極および可動電極を１つの光学装置にそれぞれ別に設けた場合にも、検出装置や静電駆動式アクチュエータの特性を確保するように設計できる。さらに、本実施例の光学装置は、検出装置によって検出される可動ミラーの揺動角に基づいて、駆動電圧発生装置の出力を制御する制御装置を備えていてもよい。
【実施例４】
【０１０５】
図３８は、本実施例の光学装置４００を示す図である。光学装置４００は、基板４０１と、１対の可撓梁４０３ａ、４０３ｂと、１対の可撓梁４０３ａ、４０３ｂによって揺動可能に支持されている可動ミラー４０２と、可動ミラー４０２に設置されたミラー４０６と、基板４０１に固定された２対の固定電極４０４ａおよび４０４ｂと、可動ミラー４０２の下面に固定された可動電極４０５ａおよび４０５ｂとを備えている。固定電極４０４ａと固定電極４０４ｂは、形状および大きさが同じで、可動ミラー４０２の揺動軸に垂直な方向について同じ位置に設けられている。可動電極４０５ａと可動電極４０５ｂは、形状および大きさが同じで、可動ミラー４０２の揺動軸に垂直な方向について同じ位置に設けられている。
【０１０６】
すなわち、可動ミラー４０２が揺動角θで揺動した場合に得られる固定電極４０４ａと可動電極４０５ａの対向電極面の面積Ｓαは、固定電極４０４ｂと可動電極４０５ｂの対向電極面の面積Ｓβと同じである。固定電極４０４ａと可動電極４０５ａの電極間の距離、および固定電極４０４ｂと可動電極４０５ｂの電極間の距離は、いずれもｄｅｌｅに設定されている。
【０１０７】
可動電極４０５ａと、これに対して設けられた１対の固定電極４０４ａとを第１の組合せとし、可動電極４０５ｂと、これに対して設けられた１対の固定電極４０４ｂとを第２の組合せとする。第１の組合せによって、静電駆動機構α２が構成される。同様に、第２の組合せによって、静電駆動機構β２が構成される。
【０１０８】
基板４０１の上表面には、固定電極４０４ａおよび４０４ｂと導通する固定電極用コンタクトパッド４２１、可動電極４０５ａと導通する可動電極用コンタクトパッド４２２ａ、可動電極４０５ｂと導通する可動電極用コンタクトパッド４２２ｂが設けられている。可動電極４０５ａおよび可動電極用コンタクトパッド４２２ａは、可動電極４０５ｂおよび可動電極用コンタクトパッド４２２ｂと絶縁されている。
【０１０９】
図３９に示すように、可動電極用コンタクトパッド４２２ａおよび４２２ｂは、スイッチ４６１、４６２を介して駆動信号生成装置４６０に接続されており、固定電極用コンタクトパッド４２１は、接地されている。静電駆動機構α２（可動電極４０５ａと１対の固定電極４０４ａ）と静電駆動機構β２（可動電極４０５ｂと１対の固定電極４０４ｂ）とは、並列に配線されている。
【０１１０】
本実施例では、スイッチ４６１、４６２を切り替えることによって、可動ミラーの揺動角をステップ状に変えることができる。スイッチ４６１もしくはスイッチ４６２のいずれか一方をオンにすると静電駆動機構α２もしくは静電駆動機構β２のいずれか一方に駆動電圧Ｖを印加することができ、静電力による駆動トルクが生じる。これによって、可動ミラー４０２と可動電極４０５ａ、４０５ｂが一体となって、１対の可撓梁４０３ａ、４０３ｂを揺動軸として揺動する。スイッチ４６１とスイッチ４６２を両方ともオンにすると、静電駆動機構α２と静電駆動機構β２の双方に駆動電圧Ｖを印加することができる。これによって、静電力による駆動トルクはより大きくなり、可動ミラー４０２の揺動角はより大きくなる。
【０１１１】
本実施例によれば、スイッチのオンオフを切り替えることによって、ステップ状に揺動角を制御可能な光学装置を提供することができる。上記の実施例では、固定電極と可動電極とによって構成される静電駆動機構を２組設けたが、３組以上設けてもよい。可動ミラーの揺動角θに対する固定電極と可動電極の対向電極面の面積が互いに異なる静電駆動機構を多数設けてもよい。また、上記の実施例とは逆に、可動電極用コンタクトパッドを１つだけ設けて接地し、固定電極用コンタクトパッドを複数設けて駆動信号生成装置に接続してもよい。
【０１１２】
また、可動ミラーの揺動角θに対して、２つの静電駆動機構の固定電極と可動電極の対向電極面の面積が相違していてもよい。これによって、一方の静電駆動機構に駆動電圧Ｖを印加した場合に生じる静電力によるトルクＴｃが、他方の静電駆動機構に駆動電圧Ｖを印加した場合に生じる静電力によるトルクＴｃよりも大きくなるようにすることができる。この場合、いずれの静電駆動機構に駆動電圧を印加するか選択することによっても、可動ミラーの揺動角をステップ状に変化させることが可能である。
【０１１３】
また、可動ミラーの揺動角θに対して、２つの静電駆動機構の固定電極と可動電極の対向電極面の面積を相違させ、２つの静電駆動機構によって生じる静電力によるトルクＴｃが、互いに逆方向に作用するように固定電極と可動電極を設計することもできる。例えば、第１の固定電極と可動電極の組合せについて、ｄＳ／ｄθ＜０となるように各電極を設計すれば、静電力によるトルクＴｃは、Ｔｃ＝（ｎεＶ２／（２ｄｅｌｅ））（ｄＳ／ｄθ）であるから、第１の静電駆動機構によって得られるトルクＴｃ１は、Ｔｃ１＜０となる。第２の固定電極と可動電極の組合せについて、ｄＳ／ｄθ＞０となるように各電極を設計すれば、第２の静電駆動機構によって得られるトルクＴｃ２は、Ｔｃ２＞０となる。第１、第２の静電駆動機構によって生じる静電力によるトルクＴｃ１、Ｔｃ２が互いに逆方向に作用するようにすれば、例えば、可動ミラーを揺動させ、基板に対してある揺動角をもって停止させる場合に、可動ミラーが所定の揺動角を維持して停止するまでの時間を短縮することができる。
【０１１４】
尚、実施例３の場合と同様に、本実施例の光学装置は、実施例１および２に記載した揺動角の検出装置をさらに備えていてもよい。さらに、本実施例の光学装置は、検出装置によって検出される可動ミラーの揺動角に基づいて、駆動電圧生成器の出力を制御する制御装置を備えていてもよい。
【０１１５】
上記の実施例１ないし４において説明したように、本発明に係る実施例によれば、固定電極と可動電極とが可動ミラーの下面側に設けられるため、可動電極を設ける領域を基板の表面に設ける必要がない。基板面積に対してミラー面積を大きく取ることができ、開口率を大きくすることができる。また、固定電極と可動電極とが可動ミラーの下方に設けられているため、従来のように可動ミラーの側面に可動電極を設ける場合と比較して、固定電極と可動電極とを設計する場合に、可動ミラーの形状や大きさ、基板の大きさによって制限を受けにくい。従来と比較して、固定電極と可動電極の設計の自由度が高い。
【０１１６】
本発明の実施例に係る可動電極と固定電極は、可動ミラーの揺動角を検出する検出装置として利用することができる。この場合、可動ミラーの平面方向のサイズに対して固定電極および可動電極を大きく設計できる。また、可動電極の電極面の面積を大きくするために、可動ミラーの表面に設けるミラーの面積を小さくする必要がない。これによって、検出装置の検出感度を向上させることと、開口率を向上させることを両立することができる。
【０１１７】
本発明の実施例に係る可動電極と固定電極は、可動ミラーを揺動させるための静電駆動式のアクチュエータとして利用することができる。この場合、可動ミラーを安定して揺動させることと、駆動トルクを大きくして可動ミラーの揺動角を大きくすることとを両立させることができる。可動ミラーのサイズが小さい場合にも、大きな駆動トルクＴｃを得ることができる。
【０１１８】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【０１１９】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【０１２０】
１００、２００、３００、４００     光学装置
１０１、２０１、３０１、４０１     基板
１０２、２０２、３０２、４０２     可動ミラー
１０３ａ、１０３ｂ、２０３ａ、２０３ｂ、３０３ａ、３０３ｂ、４０３ａ、４０３ｂ  可撓梁
１０４、１０４ｃ〜１０４ｆ、２０４ａ、２０４ｂ、３０４ａ、３０４ｂ、４０４ａ、４０４ｂ  固定電極
１０５、２０５ａ、２０５ｂ、３０５、４０５ａ、４０５ｂ  可動電極
１０６、２０６、３０６、４０６     ミラー
１１４、１１４ｃ〜１１４ｆ  固定電極の電極面
１１５  可動電極の電極面
１１７、３５０  対向電極面
１２１、２２１、３２１ａ、３２１ｂ、４２１  固定電極用コンタクトパッド
１２２、２２２ａ、２２２ｂ、３２２、４２２ａ、４２２ｂ  可動電極用コンタクトパッド
１２３ａ、１２３ｂ、２２３ａ、２２３ｂ  駆動コイル用コンタクトパッド
１４０、２４０       変換装置
１４１、２４１ａ、２４１ｂ  容量−電圧変換部
１４２、２４２       揺動角演算部
１４３、２４３       表示部
１５１ ベース部
１５３ 切欠き部
１６１ 裏面層
１６２ 中間層
１６３ 表面層
１６４、１６６、１６９      絶縁層
１６５、１６８、１７０      Ａｌ層
１７１ 駆動コイル上層
１７２ 駆動コイル下層
１７３、１７５、１７６      レジスト
１７４  可動電極配線
２４４ 差分器
４６０ 駆動信号生成装置
４６１、４６２       スイッチ
【図１】
2010249905.tif 000008
【図２】
2010249905.tif 000009
【図３】
2010249905.tif 000010
【図４】
2010249905.tif 000011
【図５】
2010249905.tif 000012
【図６】
2010249905.tif 000013
【図７】
2010249905.tif 000014
【図８】
2010249905.tif 000015
【図９】
2010249905.tif 000016
【図１０】
2010249905.tif 000017
【図１１】
2010249905.tif 000018
【図１２】
2010249905.tif 000019
【図１３】
2010249905.tif 000020
【図１４】
2010249905.tif 000021
【図１５】
2010249905.tif 000022
【図１６】
2010249905.tif 000023
【図１７】
2010249905.tif 000024
【図１８】
2010249905.tif 000025
【図１９】
2010249905.tif 000026
【図２０】
2010249905.tif 000027
【図２１】
2010249905.tif 000028
【図２２】
2010249905.tif 000029
【図２３】
2010249905.tif 000030
【図２４】
2010249905.tif 000031
【図２５】
2010249905.tif 000032
【図２６】
2010249905.tif 000033
【図２７】
2010249905.tif 000034
【図２８】
2010249905.tif 000035
【図２９】
2010249905.tif 000036
【図３０】
2010249905.tif 000037
【図３１】
2010249905.tif 000038
【図３２】
2010249905.tif 000039
【図３３】
2010249905.tif 000040
【図３４】
2010249905.tif 000041
【図３５】
2010249905.tif 000042
【図３６】
2010249905.tif 000043
【図３７】
2010249905.tif 000044
【図３８】
2010249905.tif 000045
【図３９】
2010249905.tif 000046
【図４０】
2010249905.tif 000047