(57)【要約】【課題】可動部の変位量が大きく、電極分離溝における接続部の強度が高い静電櫛歯アクチュエータおよびそれらを用いたデバイスを提供する。【解決手段】アクチュエ―タ１００は、ハンドル層１０２と弾性体層１０３と絶縁層１０４を有する基板１０１に形成される。アクチュエ―タは、弾性体１０９で支持部１０１ｂに支持された可動部１０８と、可動部に形成された可動櫛歯電極１０５と、支持部１０１ａに支持された固定櫛歯電極１０６と、櫛歯電極にそれぞれ接続された電極配線１２２、１２３を含む。弾性体は可動部を基板垂直方向に変位可能に支持し、櫛歯電極へ印加する電圧に応じて可動部が変位し、櫛歯電極はハンドル層からなり、弾性体は弾性体層からなる。櫛歯電極を支持する支持部のハンドル層を電気的に分離するハンドル層分離溝１１１が設けられ、分離溝をまたがって絶縁性の構造補強部１１２が設けられている。【選択図】図１
2014113684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンドル層と、弾性体層と、前記ハンドル層と前記弾性体層とに挟まれた絶縁層と、を有する基板に形成されたアクチュエータであって、
支持部と、弾性体によって前記支持部に支持された可動部と、前記可動部に形成された可動櫛歯電極と、前記支持部に支持された固定櫛歯電極と、前記可動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極に別々に接続された電極配線、とを有し、
前記弾性体は、前記可動部を前記基板の面に対して垂直な方向に変位可能に支持する弾性体であり、前記可動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極へ印加する電圧に応じて前記可動部が変位し、
前記可動櫛歯電極と前記固定櫛歯電極と支持部とは、それぞれ前記ハンドル層からなり、前記弾性体は前記弾性体層からなり、
前記可動櫛歯電極のハンドル層と、前記固定櫛歯電極を支持する前記支持部のハンドル層とを電気的に分離するハンドル層分離溝が設けられ、前記ハンドル層分離溝をまたがって絶縁性の構造補強部が設けられていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
前記基板がＳＯＩ基板であり、前記弾性体層はＳＯＩ基板のデバイス層であることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
前記構造補強部は、前記ハンドル層分離溝を充填する絶縁材料を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
前記構造補強部が絶縁性の樹脂であることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
前記構造補強部は、前記ハンドル層分離溝に該当する部分を含む領域において、前記弾性体層に接して前記ハンドル層分離溝とは反対側に設けられた基材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアクチュエータと、前記アクチュエータの可動部に接続されたミラー部とを有することを特徴とする可変形状ミラー。
【請求項７】
光路上で発生する収差を補償するための補償光学システムであって、
光路上に配置され、アクチュエータと前記アクチュエータに接続された反射面を有するミラー部とを備える可変形状ミラーと、
入射した光の波面を測定する波面センサと、
前記波面センサで測定された波面から、収差のない波面を得るための前記反射面の形状を算出する補償光学制御機と、を備え、
前記アクチュエータが請求項１乃至５のいずれか１項に記載のアクチュエータであり、
前記補償光学制御機は、前記可変形状ミラーの反射面の形状が、算出した前記反射面の形状となるように前記アクチュエータを制御することを特徴とする補償光学システム。
【請求項８】
被検眼に光を照射して、被検眼の眼底からの反射光の光強度から眼底画像を得る走査型レーザー顕微鏡であって、
光源と、
前記光源から出射される光を走査させるための光走査部と、
前記被検眼の眼底からの反射光の光強度を受信する光強度センサと、を備えており、
前記光源から前記被検眼までの光路上に、請求項７に記載の補償光学システムが配置されていることを特徴とする走査型レーザー顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ分野などの静電櫛歯アクチュエータに関するものである。特に、例えば、静電櫛歯アクチュエータ、これを用いた可変形状ミラー、これらを用いた補償光学システム及び走査型レーザー顕微鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
静電櫛歯アクチュエータは、微細な機械構造を有する駆動部の一つであり、櫛歯電極間の電位差に応じて微小な駆動を行うことができる。また、これは、外部からの影響による櫛歯間距離の変化を静電容量の変化として計測することで、センシングにも応用できる。よって、静電櫛歯アクチュエータは、微小な駆動手段やセンサ構造として利用できるため、素子の小型化や集積化を実現するものとして、情報通信、医療・バイオ、自動車、ロボット等の技術分野への応用が期待されている。
【０００３】
一般的な静電櫛歯アクチュエータを次に説明する。特許文献１では、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極と弾性体が半導体基板のデバイス層に形成されて、電極の分離溝が半導体基板のハンドル層に形成された静電櫛歯アクチュエ―タ構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−００８６１３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、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極と梁（ヒンジ）がＳＯＩ基板（半導体基板）のデバイス層から形成されており、例えばこの厚みが３０μｍ程度であることが開示されている。この静電櫛歯アクチュエータは、梁により構成される軸周りに可動部を回動させるものである。上記構成を、可動部を基板に垂直な方向に変位させる構成へ適用することを考える場合、可動部の変位量を大きくするためには、梁を薄くする必要がある。しかし、この場合、梁を薄くすると櫛歯電極の厚みも薄くなるために、十分な変位量を得られないことになり得る。また、特許文献１の構成では、電極分離溝としてハンドル層分離溝を形成しており、この分離溝における接続部がシリコンデバイス層から形成され、この厚みが例えば３０μｍ程度である。しかし、上記構成を考える場合、梁を薄くすると接続部の強度が低下することになる。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされるものであり、その目的は、可動部の基板垂直方向の変位量を大きく、且つ、電極の分離溝における接続部の強度を高くできる静電櫛歯アクチュエータなどを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハンドル層と、弾性体層と、前記ハンドル層と前記弾性体層とに挟まれた絶縁層と、を有する基板に形成されたアクチュエ―タである。アクチュエ―タは、支持部と、弾性体によって支持部に支持された可動部と、可動部に形成された可動櫛歯電極と、支持部に支持された固定櫛歯電極と、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極に別々に接続された電極配線、とを有する。そして、弾性体は、可動部を基板垂直方向（前記基板の面に対して垂直な方向）に変位可能に支持する弾性体であり、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極へ印加する電圧に応じて可動部が変位し、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極と支持部とは、それぞれ前記ハンドル層からなり、弾性体は、前記弾性体層からなる。さらに、可動櫛歯電極のハンドル層と、固定櫛歯電極を支持する前記支持部のハンドル層とを電気的に分離するハンドル層分離溝が設けられ、ハンドル層分離溝をまたがって絶縁性の構造補強部が設けられている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、可動部の基板垂直方向の変位量が大きく、且つ、ハンドル層分離溝における接続部の強度が高い静電櫛歯アクチュエータを提供することができる。即ち、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極は、基板の厚いハンドル層に形成されていること、且つ、弾性体は基板の弾性体層に形成されていることによって、可動部の基板垂直方向の変位量を大きくすることができる。また、分離溝における接続部には、分離溝をまたがるように構造補強部が形成されていることで、接続部の強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１による静電櫛歯アクチュエータを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例１による静電櫛歯アクチュエータを示す平面図である。
【図３】本発明に係る静電櫛歯アクチュエータの駆動法を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例２による静電櫛歯アクチュエータを示す断面図である。
【図５】本発明の実施例３による静電櫛歯アクチュエータを示す断面図である。
【図６】本発明の実施例４による可変形状ミラーを示す断面図である。
【図７】本発明の実施例５にかかるＳＬＯ装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明では、可動及び固定櫛歯電極は基板のハンドル層からなり、支持部に対して可動部を支持する弾性体は基板の弾性体層からなり、可動及び固定櫛歯電極を支持する支持部のハンドル層を分離するハンドル層分離溝をまたがって構造補強部が形成されている。これにより、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極とを基板の厚いハンドル層に形成することができ、弾性体は基板の薄い弾性体層に形成することができて、可動部の基板垂直方向の変位量を大きくすることができる。さらに、ハンドル層分離溝における接続部には、上記の如き絶縁性の構造補強部が形成されていることで、接続部の強度を高めることができる。
【００１１】
構造補強部は、分離溝を充填する絶縁材料部であったり、分離溝に該当する部分を含む領域において弾性体層に接してハンドル層とは反対側に形成された絶縁材料層であったりする。しかし、構造補強部は、分離溝に起因するハンドル層の強度の低下を、電気的分離を維持しつつ補強できるものであればどの様なものでも良い。静電櫛歯アクチュエータの用途を考慮した設計において許容されるなら、例えば、分離溝に該当する部分を含む領域において分離溝をまたいでハンドル層に接して形成された絶縁材料層などであってもよい。
【００１２】
本発明の実施形態を挙げて、本発明の構成と作用・効果を説明する。
以下、図１、図２、図３を参照しながら本発明の考え方について詳細に説明する。図１は、本発明に係る静電櫛歯アクチュエータの断面であり、図２は、本発明に係る静電櫛歯アクチュエータの平面図であり、図２の（ａ）は表面、図２の（ｂ）は裏面を示す。また、図１の断面は、図２の（ａ）のA１−A２断面に対応している。
【００１３】
静電櫛歯アクチュエータ１００は、基板１０１に形成されており、基板１０１は、ハンドル層１０２と、弾性体層１０３と、前記ハンドル層と前記弾性体層との間の絶縁層１０４とからなる。基板１０１のハンドル層１０２は、例えばｐ型で結晶面方位が（１００）の単結晶シリコンであり、厚さが、例えば２００μｍ、抵抗率が、例えば０．０１Ωcｍ〜０．０２Ωcｍである。基板１０１の弾性体層１０３は、例えばｐ型で結晶面方位が（１００）の単結晶シリコンであり、厚さが１μｍであり、抵抗率が０．０１Ωcｍ〜０．０２Ωcｍである。基板１０１の絶縁層１０４は、例えば酸化シリコンであり、厚さが、例えば２μｍである。上記のシリコンのタイプや結晶面方位や厚さや抵抗率、及び絶縁層の材質、厚さは、一例であり、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１４】
この静電櫛歯アクチュエータ１００は、図２に示すように、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６が互いに向き合うように櫛歯電極分離溝１０７を隔てて配置され、各々の櫛歯が交互に並ぶように配置されている。また、各々の櫛歯電極は、可動部１０８に対して線対称になるように配置されている。可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６と櫛歯電極分離溝１０７は、これらの櫛歯電極間の電気容量が大きくとれるように、厚いハンドル層１０２に形成されている。これらの櫛歯形状は、基板１０１の水平方向に対して垂直（基板の面に対して垂直）に形成されている。可動櫛歯電極１０５は、可動部１０８のハンドル層１０２に支持され、固定櫛歯電極１０６は、基板１００の領域１０１ａのハンドル層１０２に支持されている。可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６、及び、櫛歯電極分離溝１０７の幅は、それぞれ、例えば５μｍであり、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６の基板水平方向の長さは、それぞれ、例えば２００μｍである。これらの値は、一例であり、本発明は、これらの値に限定されるものではない。
【００１５】
次に、図２（ｂ）に示すように、弾性体層分離溝１１３は、可動櫛歯電極１０５と同じ電位の弾性体層１０１ｄと、固定櫛歯電極１０６と同じ電位の弾性体層１０１ｃとを電気的に絶縁している。弾性体層分離溝１１３は、絶縁材料が充填されていても良い。コンタクトホール１１４は、可動櫛歯電極１０５を支持している可動部１０８のハンドル層１０２と、可動部１０８の弾性体層１０３を電気的に接続する。また、コンタクトホール１１５は、固定櫛歯電極１０６を支持しているハンドル層１０１ａと、弾性体層１０１ｃを電気的に接続する。可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６は、電気的に絶縁されており、各々の支持部を通して電位を与えるために各々の支持部に別々に接続された固定櫛歯電極配線１２２と可動櫛歯電極配線１２３を通して、電圧制御回路１２４に接続されている。
【００１６】
次に、図２（ａ）に示すように、弾性体１０９は、可動部１０８を基板１０１の水平面に対して垂直方向（基板の面に対して垂直な方向）に変位可能に支持しており、可動部１０８に対して線対称に基板１０１の水平２方向から、可動部を支持している。可動部１０８は、可動部１０８に対する、可動櫛歯電極１０５及び固定櫛歯電極１０６の対称性、及び、弾性体１０９の対称性によって、基板垂直方向以外の不要方向の変位が抑制されている。
【００１７】
次に、可動部１０８を基板垂直方向の上側に駆動させるために、図１に示すように、固定櫛歯電極１０６に対して可動櫛歯電極１０５が垂直方向の下側に位置するように配置されている。可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６は、各々の上面と下面の位置に基板垂直方向の段差が存するように形成されている。即ち、基板１０１の表面側では、固定櫛歯電極１０６の上部位置が可動櫛歯電極１０６の上部位置よりも垂直方向で上側に位置するように配置しており、この段差は、例えば１０μｍである。一方、基板１０１の裏面側では、固定櫛歯電極１０６の下部位置が可動櫛歯電極１０５の下部位置よりも垂直方向で上側に位置するように配置しており、この段差は、例えば、表面側と同じ１０μｍである。この理由は、櫛歯電極同士が静電引力で引かれる時に、上述の櫛歯間の段差が重なり合う方向に力が働き変位する方式を本実施形態が採用するからである。なお、この方式は、櫛歯電極同士が全て重なりあった場合、可動櫛歯電極と一体で動く可動部は、それ以上に変位しなくなるので、初期位置で重なり合う部分よりも、電圧を印加した時に重なり合う部分が増大するという構造になっている。また、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６の厚さ（基板垂直方向）は、同じにしていて、例えば、それらの厚さは、ここでは１９０μｍである。上記段差や櫛歯電極厚さは、一例であり、本発明は、これらの値に限定されるものではない。
【００１８】
次に、弾性体１０９は、可動部１０８の変位を大きくするために、基板１０１の薄い弾性体層１０３に形成されている。ここで、弾性体１０９の形状は、例えば平板バネ構造であり、幅と長さが、例えば４０μｍと２００μｍである。弾性体１０９は、例えば単結晶シリコンからなる弾性体層１０３から形成されているために、バネとしての機械的特性が良い。弾性体１０９の厚さは、１μｍである。これらの弾性体１０９の形状や寸法は、一例であり、本発明は、これらに限定されるものではない。
【００１９】
次に、ハンドル層分離溝１１０は、可動櫛歯電極１０５を支持する弾性体１０９が接続された基板１０１のハンドル層１０１ｂと、固定櫛歯電極１０６が接続された基板１０１のハンドル層１０１ａを電気的に分離している。ハンドル層１０１ａとハンドル層１０１ｂは、その直下の絶縁層１０４を介して、弾性体１０９と同じ弾性体層１０３からなる接続部１１１（分離溝１１０の直下に位置する）で接続されており、接続部１１１の厚さは、弾性体１０９と同じである。可動部１０８の垂直方向の変位を大きくするために弾性体層１０３を薄くすると、接続部１１１の強度は、接続部１１１の厚さが薄くなることで低下する。よって、構造補強部１１２は、弾性体層１０３の厚さが薄くても、接続部１１１の強度を上げるために、弾性体層１０３とは別体にハンドル層分離溝１１０をまたがって設けられている。例えば、図１に示すように、前記ハンドル層と前記弾性体層との間の絶縁層１０４を除去せずに残したり、ハンドル層分離溝１１０を絶縁材で充填したりする。あるいは、ハンドル層分離溝１１０をまたがって、ハンドル層１０２とは反対側で弾性体層に接する部材を設ける。この構造補強部１１２により、分離溝１１０をまたいで接続する部分の厚さが増すため、弾性体層１０３の厚さが薄くても、電極分離を行いつつ接続部１１１の強度を高めることが可能になる。
【００２０】
ここで、ハンドル層分離溝１１０を充填する材料は、例えば、酸化シリコンであり、又は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）／オゾン（Ｏ3）を原料としてプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法によって形成した酸化シリコンでも良い。あるいは、リンケイ酸塩ガラス（ＰＳＧ）、ホウケイ酸塩ガラス（ＢＳＧ）、ホウリンケイ酸塩ガラス（ＢＰＳＧ）、スピンオングラス（ＳＯＧ）などでも良い。また、このハンドル層分離溝１１０を充填する材料は、ハンドル層分離溝１１０の側壁にシリコン熱酸化膜を形成した後にポリシリコンを形成した多層構造でも良く、また、窒化シリコンを含んでいても良い。あるいは、絶縁性の樹脂でも良く、例えばエポキシ系樹脂やベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）などの樹脂を用いても良い。これらの材料は、一例であり、本発明は、これらの材料に限定されるものではない。
【００２１】
次に、図３は、本発明に係る静電櫛歯アクチュエータの駆動法を示す断面図であり、静電櫛歯アクチュエータの構造として、簡易的に可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６のみを示している。（ａ）の電圧印加直後では、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６にそれぞれ符号が逆の電荷を与えることで櫛歯電極間に発生した静電引力によって、可動櫛歯電極１０５が基板垂直方向（Ｚ方向）上側に変位する。即ち、櫛歯電極間に発生した静電引力によって、可動櫛歯電極１０５を支持している可動部１０８（ここでは不図示）を駆動することができる。なお、この静電引力によって、可動櫛歯電極１０５は、固定櫛歯電極１０６に近づこうとするが、水平方向（Ｘ方向）に関しては左右に略均等に静電引力を受けるので、垂直方向の上側に変位することになる。（ｂ）のつり合い状態において、弾性体１０９（ここでは不図示）は、静電引力によって可動櫛歯電極１０５が変位する時に、この静電引力と弾性体復元力とがつり合う位置で可動櫛歯電極１０５を停止させる役割を果たす。（ｃ）の電圧開放後では、櫛歯電極間の静電引力が開放されることで、静電引力と弾性体復元力のつり合いがなくなり、可動櫛歯電極１０５には、弾性体復元力が働く。（ｄ）の変位後には、弾性体復元力によって、可動櫛歯電極１０５は初期位置に戻る。なお、本実施形態では静電引力による変位を記載したが、静電斥力による変位も可能である。静電斥力による場合、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６への印加電圧は同符号であって、その大きさを制御することで静電斥力の強さを制御することができる。また、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６への印加電圧の正負は、図３とは、逆でも良い。つまり、本発明では、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極へ印加する電圧に応じて可動部の変位が制御される。
【００２２】
ここで、可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６に電位差を与えた時に働く垂直方向の静電引力Fzは以下の（式１）で表わされる。
Ｆｚ＝［（ε０・Ｎ・ｈ）／（２ｇ）］・（Ｖｍ−Ｖｆ）２          （式１）
ただし、ε０：真空の誘電率、Ｎ：櫛歯電極間間隔の数、ｈ：可動櫛歯電極と固定櫛歯電極のオーバーラップ長、Ｖｍ：可動櫛歯電極の電位、Ｖｆ：固定櫛歯電極の電位、ｇ：櫛歯電極間間隔の幅である。
【００２３】
以上により、本発明に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極が厚いハンドル層からなり、弾性体が薄い弾性体層からなることによって、可動部の変位を大きくすることができる。また、本発明に係る静電櫛歯アクチュエータは、ハンドル層分離溝をまたがって、弾性体層とは別体の構造補強部を有していることにより、分離溝における接続部の強度を高くすることができる。
【００２４】
（実施例１）
図１を用いて、本発明の静電櫛歯アクチュエータに係る実施例１を説明する。本実施例にかかるアクチュエータは、絶縁層１０４およびハンドル層分離溝１１０を充填する絶縁材料１１２からなる補強部材を備えている。静電櫛歯アクチュエ―タ１００が形成された基板１０１は、ＳＯＩ基板であり、ハンドル層１０２と、弾性体層１０３のデバイス層と、それらの間に挟まれた絶縁層（ボックス層）１０４からなる。基板１０１のハンドル層は、例えばｐ型で結晶面方位が（１００）の単結晶シリコンであり、厚さが、例えば２００μｍ、抵抗率が０．０１Ωcｍ〜０．０２Ωcｍである。基板１０１のデバイス層は、例えばｐ型で結晶面方位が（１００）の単結晶シリコンであり、厚さが１μｍであり、抵抗率が０．０１Ωcｍ〜０．０２Ωcｍである。基板１０１の絶縁層は、酸化シリコンからなるボックス層であり、厚さが、例えば２μｍである。
【００２５】
静電櫛歯アクチュエータ１００は、基板厚み精度が高いＳＯＩ基板に形成されている。特に、弾性体層１０３の厚みの精度は、１μｍ±５％である。本実施例のシリコンのタイプや結晶面方位や厚さや抵抗率、及び絶縁層の材質や厚さは、一例であり、本発明は、これらに限定されるものではない。可動櫛歯電極１０５と固定櫛歯電極１０６は、ＳＯＩ基板の厚いハンドル層１０２からなる。ハンドル層分離溝１１０は、固定櫛歯電極１０６が接続されたＳＯＩ基板１０１のハンドル層１０１ａと、可動櫛歯電極１０５を支持する弾性体１０９が接続されたＳＯＩ基板１０１のハンドル層１０１ｂを電気的に分離している。ハンドル層１０１ａとハンドル層１０１ｂは、その直下の絶縁層１０４、および絶縁層１０４を挟んで設けられた弾性体１０９と同じ弾性体層１０３からなる接続部１１１（分離溝１１０の直下に位置する）で接続されている。
【００２６】
ハンドル層分離溝１１０の下の絶縁層１０４を除去してしまった場合は、可動部１０８の基板垂直方向の変位を大きくするために弾性体層１０３を薄くすると、接続部１１１の強度は、弾性体層１０３の厚さに依存して低下する。よって、構造補強部は、弾性体層１０３の厚さが薄くても、接続部１１１の強度を上げるために、ハンドル層分離溝１１０をまたがって絶縁層１０４を残しておく。絶縁層１０４の膜厚が充分厚い場合は設けなくても良いが、図１ではより強度を上げるためにハンドル層分離溝１１０に絶縁材を充填している。この構造補強部１１２により、ハンドル層分離溝１１０が設けられた部分の厚さを増すため、弾性体層１０３の厚さが薄くても、電極分離を行いつつ接続部１１１の強度を高めることが可能である。ハンドル層分離溝１１０を充填するに絶縁材料１１２には、テトラエトキシシラン／オゾンを原料としてＣＶＤ法により形成した酸化シリコンであり、低応力のものを選択する。ただし、絶縁材料はこれに限定されるものではなく、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＢＰＳＧ、ＳＯＧや、シリコン熱酸化膜などを用いても良い。また、本実施例では、絶縁層１０４を除去せず残しているが、絶縁層１０４を除去した後にハンドル層分離溝１１０に絶縁材料を充填して、ハンドル層分離溝１１０をまたがる構造補強部としても良い。
【００２７】
以上により、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極がＳＯＩ基板の厚いハンドル層からなり、弾性体がＳＯＩ基板の薄いデバイス層からなることによって、可動部の変位を大きくできる。また、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、ハンドル層分離溝をまたがって、弾性体層１０３とは別体の構造補強部を有していることにより、分離溝における接続部の強度を高くできる。
【００２８】
（実施例２）
図４は、本発明の実施例２による静電櫛歯アクチュエータを示す断面図である。本実施例にかかるアクチュエータは、ハンドル層分離溝１１０には、その側壁に絶縁膜１１６を形成し、構造補強部としてハンドル層分離溝１１０に充填された絶縁材料１１７が樹脂材料である点で、実施例１の構成とは異なっている。基板１０１は、実施例１と同じ構成のＳＯＩ基板からなる。
【００２９】
ハンドル層分離溝１１０には、その側壁に絶縁膜１１６として、例えばシリコン熱酸化膜を、例えば厚さ１μｍで形成している。絶縁膜１１６により、固定櫛歯電極１０６が接続されたハンドル層１０１ａと、可動櫛歯電極１０５を支持する弾性体１０９が接続されたハンドル層１０１ｂとの間の電気的分離がより確実に達成される。構造補強部は、弾性体層１０３の厚さが薄くても、接続部１１１の強度を上げるために、ハンドル層分離溝１１０をまたがるように絶縁層１０４を設け、ハンドル層分離溝１１０に絶縁性の樹脂１１７を充填している。この構造補強部は、ハンドル層分離溝１１０を接続する部分の厚さを増すため、デバイス層の厚さが薄くても、電極分離を行いつつ接続部１１１の強度を高めることが可能になる。
【００３０】
ハンドル層分離溝１１０に充填する絶縁性の樹脂材料は、例えばエポキシ系樹脂であり、溝充填後に熱硬化させており、熱収縮が小さいものを選択している。絶縁性の樹脂材料は、これに限定されるものではなく、ＢＣＢなどの樹脂を用いても良い。また、樹脂の硬化を加熱によって行うものを用いたが、紫外線によって硬化するタイプの樹脂を選択しても良い。ハンドル層分離溝１１０内への絶縁性樹脂の充填は、減圧条件下で行うことで溝内の泡を脱泡して行っても良い。
【００３１】
本実施例では、ハンドル層分離溝１１０に充填する材料に絶縁性の樹脂を使用しているため、ＣＶＤ等で形成する酸化シリコンの場合と比較して、プロセス温度を低く設定することが可能になる。ハンドル層分離溝１１０内への絶縁性の樹脂の充填は、可動櫛歯電極や固定櫛歯電極や弾性体を形成した後に、ハンドル層分離溝１１０内のみに部分的に行うことも可能である。
【００３２】
以上により、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、実施例１と同様に、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極が厚いハンドル層からなり、弾性体が薄いデバイス層からなることによって、可動部の変位を大きくできる。また、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエータは、ハンドル層分離溝をまたがるように、分離溝に絶縁性の樹脂で充填した構造補強部を有していることにより、分離溝における接続部の強度を高くできる。
【００３３】
（実施例３）
図５は、本発明の静電櫛歯アクチュエータに係る実施例３を示す断面図である。本実施例にかかるアクチュエータは、次の点で実施例２の構成とは異なっている。即ち、構造補強部として、ハンドル層分離溝１１０をまたがって、ハンドル層１０２とは反対側で弾性体層１０３と接する部材を有しており、ハンドル層分離溝１１０に充填する材料を有していない点で、異なっている。基板１０１は、実施例１と同じ構成のＳＯＩ基板からなる。
【００３４】
構造補強部１１８は、弾性体層１０３の厚さが薄くても、接続部１１１の強度を上げるために、ハンドル層分離溝１１０をまたがるように、絶縁材料層がハンドル層分離溝１１０と反対側のデバイス層１０３に接して形成された基材を有している。基材１１８は、ガラス基板であり、その厚さは、１００μｍである。また、基材１１８は、接続部１１１に対応する基板１０１の領域に、ハンドル層分離溝１１０をまたがるようになるパターンを形成したガラス基板を基板接合によって貼り付けることで形成されている。この基材１１８によって、ハンドル層分離溝１１０をまたいで接続する部分の厚さが増すため、弾性体層の厚さが薄くても、電極分離を行いつつ、接続部１１１の強度を高めることが可能になる。
【００３５】
基材１１８は、可動電極櫛歯１０５と固定電極櫛歯１０６と可動部１０８と弾性体１０９に接触しないように、分離溝に該当する部分を含む領域において、分離溝とは反対側の上述のパターンに対応した位置に設けられたガラス基板である。基板材料は、これに限定されるものではなく、絶縁性の樹脂やセラミックスからなる基板であっても良い。
【００３６】
以上により、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、実施例１と同様に、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極が厚いハンドル層からなり、弾性体が薄いデバイス層からなることによって、可動部の変位を大きくできる。また、本実施例に係る静電櫛歯アクチュエ―タは、ハンドル層分離溝をまたがるように分離溝に該当する部分を含む領域に、弾性体層に接して分離溝とは反対側に形成された絶縁材料層からなる構造補強部を有している。これにより、分離溝における接続部の強度を増すことができる。
【００３７】
（実施例４）
図６は、本発明の可変形状ミラーに係る実施例４を示す断面模式図である。静電櫛歯アクチュエータ１００について、実施例１と同様の部分は、説明を省略する。なお、基板１０１は、実施例１と同じ構成のＳＯＩ基板からなる。
【００３８】
可変形状ミラー１１９は、静電櫛歯アクチュエータ１００の可動部１０８に形成された接続部１２０を介して、ミラー（ミラー部）１２１が接続された構造である。可変形状ミラー１１９は、静電櫛歯アクチュエータ１００の可動部１０８を駆動させることで、ミラー１２１を駆動することができる。
【００３９】
以上により、本実施例に係る可変形状ミラーは、静電櫛歯アクチュエータが実施例１と同様に可動櫛歯電極と固定櫛歯電極が厚いハンドル層からなり、弾性体が薄いデバイス層からなるため、可動部の変位を大きくすることができる。また、本実施例に係る可変形状ミラーは、実施例１と同様に、ハンドル層分離溝をまたがるように、ハンドル層分離溝に酸化シリコンなどからなる絶縁材を充填した構造補強部を有していることにより、分離溝における接続部の強度を高くすることができる。また、アクチュエータの可変形状ミラーが設けられる側とは反対側に、あるいはハンドル層１０２の面から出っ張らないように構造補強部が設けられているため、可変形状ミラーの大きな変位を妨げることがない。
【００４０】
なお、本実施例では、静電櫛歯アクチュエータに接続された１枚のミラー部を有する構造を示したが、複数の静電櫛歯アクチュエータのそれぞれに接続部を介して１枚のミラーを接続した構造も可能である。これにより、本実施例に係る可変形状ミラーは、各静電櫛歯アクチュエータ部で反射する光の光路長を個別に変化させることが出来るので、波面補正デバイスとして使用可能である。
【００４１】
（実施例５）
実施例４で説明した可変形状ミラーを、光路上で発生する光学収差を補償する波面補正デバイスとして用いた補償光学システムについて、走査型レーザー顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：以下ＳＬＯ装置と記述する）を例にとって説明する。ＳＬＯ装置とは、光を眼底に照射し、視細胞・網膜神経線維束・血球動態等の観察を可能にする装置である。
【００４２】
本実施例にかかるＳＬＯ装置の概略構成を図７に示す。光源１０１から出射した光は、単一モード光ファイバー１０２を伝播し、コリメータ１０３を通過して平行光線となる。平行光線は、測定光１０５として、光分割手段であるビームスプリッタ１０４を透過し、補償光学システムに導光される。光源１０１の波長は特に制限されるものではないが、特に眼底撮像用としては被験者の眩しさの軽減と分解能維持のために、８００ｎｍ〜１５００ｎｍ程度が好適に用いられる。
【００４３】
補償光学システムは、光分割手段であるビームスプリッタ１０６、波面センサ（収差測定手段）１１５、反射面をもつミラー部を備える可変形状ミラー（波面補正デバイス）１０８、および、それらに導光するための反射ミラー１０７−１〜４から構成される。各反射ミラー１０７は、少なくとも被検眼の瞳と波面センサ１１５、可変形状ミラー１０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。
【００４４】
補償光学システムを通過した光は、光走査部１０９によって、１次元もしくは２次元に走査される。光走査システム１０９で走査された測定光は、接眼レンズ１１０−１および１１０−２を通して被検眼１１１に照射される。接眼レンズ１１０−１および１１０−２の位置を調整することによって、被検眼１１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは接眼部にレンズを用いているが、球面ミラー等で構成しても良い。
【００４５】
被検眼１１１に照射された測定光は眼底（網膜）で反射もしくは散乱される。被検眼１１１の眼底で反射散乱された反射光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ１０６によって一部が反射されて波面センサ１１５に入射し、光線の波面の測定に用いられる。波面センサ１１５には、公知のシャックハルトマンセンサを用いることができる。
【００４６】
ビームスプリッタ１０６を透過した反射散乱光は、ビームスプリッタ１０４によって一部が反射され、コリメータ１１２、光ファイバー１１３を通して光強度センサ１１４に導光されて受信される。光強度センサ１１４に入射した光は電気信号に変換され、画像処理手段１２５にて眼底画像へと加工される。
【００４７】
波面センサ１１５は補償光学制御機１１６に接続されており、受光した光線の波面を補償光学制御機１１６に伝える。補償光学制御機１１６は可変形状ミラー１０８に接続されており、可変形状ミラー１０８を、補償光学制御機１１６から指示された形状に変形する。
【００４８】
補償光学制御機１１６は、波面センサ１１５から取得した波面を基に、収差のない波面へと補正するようなミラー形状を計算する。そして、可変形状ミラー１０８がその形状を再現するために必要な各櫛歯電極の印加電圧差を算出して可変形状ミラー１０８へと送る。可変形状ミラー１０８は、補償光学制御機１１６から送られる電位差を可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間に印加し、所定の形状になるようにミラー面を変形させる。このような波面センサ１１５による波面の測定と、その波面の補償光学制御機１１６への伝達と、補償光学制御機１１６による収差の補正の可変形状ミラーへの指示は、繰り返し処理されて常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。
【００４９】
本実施形態にかかる補償光学システムを用いると、可変形状ミラーが大きく可動することができるため、広範囲にわたって収差を補償することができる。また、補償光学制御機１１６からの指令にすばやく反応して補償することが可能となる。従って、本発明にかかる補償光学システムを用いたＳＬＯ装置は、被検眼で生じる収差を適切に補償することができるため、高分解能な撮像を得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１００：静電櫛歯アクチュエータ、１０１：基板、１０１ａ，１０１ｂ，１０２：ハンドル層（支持部）、１０１ｃ，１０１ｄ，１０３：弾性体層、１０４：絶縁層、１０５：可動櫛歯電極、１０６：固定櫛歯電極、１０８：可動部、１０９：弾性体、１１０：ハンドル層分離溝、１１１：接続部、１１２，１１７：絶縁性材料、１１８：ガラス基材、１１９：可変形状ミラー、１２１：ミラー（ミラー部）、１２２，１２３：電極配線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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