(57)【要約】【課題】温度特性が良好なミラーデバイスを提供する。【解決手段】ミラーデバイス１０３は、ミラー１３１と、片持ち状に延び、先端部がミラー１３１に連結されたアクチュエータ本体１４１と、アクチュエータ本体１４１に積層された圧電素子１４２とを有し、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させるアクチュエータ１０４と、片持ち状に延び、主軸Ｘを挟んでアクチュエータ１０４と反対側において先端部がミラー１３１に連結された梁部材１０５とを備えている。梁部材１０５は、温度変化によって反りが生じるように構成されており、温度変化に応じた反りの変化の方向がアクチュエータ１０４と同じである。【選択図】図１
2014021208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ミラーと、
片持ち状に延び、先端部が前記ミラーに連結されたアクチュエータ本体、及び、該アクチュエータ本体に積層された圧電素子を有し、該ミラーを所定の回転軸周りに回動させるアクチュエータと、
片持ち状に延び、前記回動軸を挟んで前記アクチュエータと反対側において先端部が前記ミラーに連結された梁部材とを備え、
前記梁部材は、温度変化によって反りが生じるように構成されており、温度変化に応じた反りの変化の方向が前記アクチュエータと同じであるミラーデバイス。
【請求項２】
請求項１に記載のミラーデバイスにおいて、
前記梁部材は、片持ち状に延び、先端部が前記ミラーに連結された梁本体と、該梁本体に積層された圧電素子とを有するミラーデバイス。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のミラーデバイスにおいて、
前記アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの一方側に２つ設けられ、
前記梁部材は、前記回転軸を挟んで前記ミラーの他方側に１つ設けられているミラーデバイス。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のミラーデバイスにおいて、
前記アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの一方側に１つ設けられ、
前記梁部材は、前記回転軸を挟んで前記ミラーの他方側に１つ設けられているミラーデバイス。
【請求項５】
ミラーと、
片持ち状に延び、先端部が前記ミラーに連結された第１アクチュエータ本体、及び、該第１アクチュエータ本体に積層された第１圧電素子を有し、該ミラーを所定の回転軸周りに回動させる第１アクチュエータと、
片持ち状に延び、前記回動軸を挟んで前記第１アクチュエータと反対側において先端部が前記ミラーに連結された第２アクチュエータ本体、及び、該第２アクチュエータ本体に積層された第２圧電素子を有し、該ミラーを前記回転軸周りに回動させる第２アクチュエータとを備え、
前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、温度変化に応じた反りの変化の方向が同じであるミラーデバイス。
【請求項６】
請求項５に記載のミラーデバイスにおいて、
前記第１アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの一方側に１つ設けられ、
前記第２アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの他方側に１つ設けられているミラーデバイス。
【請求項７】
請求項５に記載のミラーデバイスにおいて、
前記第１アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの一方側に２つ設けられ、
前記第２アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの他方側に２つ設けられているミラーデバイス。
【請求項８】
請求項５に記載のミラーデバイスにおいて、
前記第１アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの一方側に２つ設けられ、
前記第２アクチュエータは、前記回転軸を挟んで前記ミラーの他方側に１つ設けられているミラーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ミラーデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、様々なミラーデバイスが知られている。特許文献１に開示されたミラーデバイスは、片持ち梁の表面に圧電素子を積層させると共に、片持ち梁の先端部の表面をミラーとして使用している。このミラーデバイスは、圧電素子に電圧を印加することによって片持ち梁を湾曲させ、ミラーを傾動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−４６２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のようなミラーデバイスは温度特性が悪いという問題がある。すなわち、圧電素子と片持ち梁とでは熱膨張係数が異なるため、ミラーデバイスの温度が変化すると、片持ち梁に反りが生じてしまう。その結果、ミラーが不必要に傾動してしまう。
【０００５】
ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、温度特性が良好なミラーデバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示されたミラーデバイスは、ミラーと、片持ち状に延び、先端部が前記ミラーに連結されたアクチュエータ本体、及び、該アクチュエータ本体に積層された圧電素子を有し、該ミラーを所定の回転軸周りに回動させるアクチュエータと、片持ち状に延び、前記回動軸を挟んで前記アクチュエータと反対側において先端部が前記ミラーに連結された梁部材とを備え、前記梁部材は、温度変化によって反りが生じるように構成されており、温度変化に応じた反りの変化の方向が前記アクチュエータと同じであるものとする。
【０００７】
前記の構成によれば、ミラーは、回動軸を挟んで一方側に片持ち状のアクチュエータが連結され、他方側に片持ち状の梁部材が連結されている。そして、この梁部材は、温度変化に応じた反りの変化の方向がアクチュエータと同じとなるように構成されているので、温度変化によりアクチュエータに反りが生じたり、元々生じていたアクチュエータの反りが変化したとしても、梁部材もアクチュエータと同じ方向に反ったり、反りの状態が同じ方向に変化する。アクチュエータの反り状態が変化すると、アクチュエータの先端部が移動し、それに連動してミラーも移動する。ところが、梁部材も反りの状態が変化し且つその変化の方向はアクチュエータと同じなので、梁部材の先端部はアクチュエータの先端部と略同じ方向に移動する。その結果、温度変化に応じたアクチュエータの反りの変化に起因するミラーの傾動を抑制することができる。
【０００８】
また、ここに開示された別のミラーデバイスは、ミラーと、片持ち状に延び、先端部が前記ミラーに連結された第１アクチュエータ本体、及び、該第１アクチュエータ本体に積層された第１圧電素子を有し、該ミラーを所定の回転軸周りに回動させる第１アクチュエータと、片持ち状に延び、前記回動軸を挟んで前記第１アクチュエータと反対側において先端部が前記ミラーに連結された第２アクチュエータ本体、及び、該第２アクチュエータ本体に積層された第２圧電素子を有し、該ミラーを所定の回転軸周りに回動させる第２アクチュエータとを備え、前記第１アクチュエータと前記第２アクチュエータとは、温度変化に応じた反りの変化の方向が同じであるものとする。
【０００９】
前記の構成によれば、ミラーは、回動軸を挟んで一方側に片持ち状の第１アクチュエータが連結され、他方側に片持ち状の第２アクチュエータが連結されている。そして、この第２アクチュエータは、温度変化に応じた反りの変化の方向が第１アクチュエータと同じとなるように構成されているので、温度変化により第１アクチュエータに反りが生じたり、元々生じていた第１アクチュエータの反りが変化したとしても、第２アクチュエータも第１アクチュエータと同じ方向に反ったり、反りの状態が同じ方向に変化する。第１アクチュエータの反り状態が変化すると、第１アクチュエータの先端部が移動し、それに連動してミラーも移動する。ところが、第２アクチュエータも反りの状態が変化し且つその変化の方向は第１アクチュエータと同じなので、第２アクチュエータの先端部は第１アクチュエータの先端部と略同じ方向に移動する。その結果、温度変化に応じた第１アクチュエータの反りの変化に起因するミラーの傾動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１０】
前記構成によれば、温度特性が良好なミラーデバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ミラーアレイの平面図である。
【図２】ミラーアレイの、図１のII−II線における断面図である。
【図３】波長選択スイッチの概略図である。
【図４】アクチュエータ及び梁部材が反った状態を示す、ミラーアレイの模式的な断面図である。
【図５】実施形態２に係るミラーアレイの平面図である。
【図６】実施形態３に係るミラーアレイの平面図である。
【図７】実施形態４に係るミラーアレイの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１３】
《実施形態１》
図１は、ミラーアレイ１００の平面図を、図２は、ミラーアレイ１００の、図１のII−II線における断面図を示す。
【００１４】
ミラーアレイ１００は、複数のミラーデバイス１０３，１０３，…を備えている。複数のミラーデバイス１０３，１０３，…は、所定の方向に一列に配列されている。
【００１５】
ミラーアレイ１００は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板１０９を用いて製造されている。ＳＯＩ基板１０９は、単結晶シリコンで形成された第１シリコン層１９１と、ＳｉＯ２で形成された酸化膜層１９２と、単結晶シリコンで形成された第２シリコン層１９３とがこの順で積層されて構成されている。
【００１６】
ミラーデバイス１０３は、ベース部１０２と、ミラー１３１と、ミラー１３１を駆動する２つのアクチュエータ１０４，１０４と、ミラー１３１を支持する１つの梁部材１０５と、ミラー１３１をアクチュエータ１０４又は梁部材１０５と連結するヒンジ１０６，１０６，…とを有している。
【００１７】
ベース部１０２は、全体の図示は省略するが、概略長方形の枠状に形成されている。ベース部１０２は、第１シリコン層１９１、酸化膜層１９２及び第２シリコン層１９３で形成されている。
【００１８】
ミラー１３１は、平面視長方形の板状に形成されている。詳しくは、ミラー１３１は、第１〜第４辺１３１ａ〜１３１ｄを有している。第１辺１３１ａ及び第３辺１３１ｃは、長方形の短辺であり、第２辺１３１ｂ及び第４辺１３１ｄは、長方形の長辺である。ミラー１３１は、ミラー本体１３２と、ミラー本体１３２の表面に積層された鏡面層１３３とを有している。ミラー本体１３２は、第１シリコン層１９１で形成され、鏡面層１３３は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。
【００１９】
ここで、ミラー１３１の中心を通り、複数のミラーデバイス１０３，１０３，…の配列方向に延びる軸を主軸Ｘとする。ミラー１３１の中心を通り、主軸Ｘに直交し、ミラー１３１の表面と平行に延びる軸を副軸Ｙとする。主軸Ｘ及び副軸Ｙの両方に直交する軸をＺ軸とする。尚、Ｚ軸方向を上下方向ということがある。その場合、鏡面層１３３の側を上とし、ミラー本体１３２の側を下とする。
【００２０】
各アクチュエータ１０４は、ベース部１０２から片持ち状に延び、その先端がミラー１３１に連結されている。アクチュエータ１０４は、湾曲することによって、ミラー１３１を傾動させる。詳しくは、アクチュエータ１０４は、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体１４１と、アクチュエータ本体１４１の表面に積層された圧電素子１４２とを有している。
【００２１】
アクチュエータ本体１４１は、平面視長方形の板状に形成されている。アクチュエータ本体１４１は、第１シリコン層１９１で形成されている。２つのアクチュエータ本体１４１，１４１は、互いに平行に副軸Ｙ方向に延びている。アクチュエータ本体１４１の先端部は、ヒンジ１０６を介して、ミラー１３１の第３辺１３１ｃに連結されている。ヒンジ１０６は、全体としてつづら折り状に屈曲している。ヒンジ６は、第１シリコン層１９１で形成されている。
【００２２】
圧電素子１４２は、アクチュエータ本体１４１の表側（ミラー１３１の鏡面層１３３と同じ側）に設けられている。圧電素子１４２は、アクチュエータ本体１４１と同様に、平面視長方形の板状に形成されている。圧電素子１４２は、下部電極１４３と、上部電極１４５と、これらに挟持された圧電体層１４４とを有する。下部電極１４３、圧電体層１４４、上部電極１４５は、アクチュエータ本体１４１の表面にこの順で積層されている。圧電素子１４２は、ＳＯＩ基板１０９とは別の部材で形成されている。詳しくは、下部電極１４３は、Ｐｔ／Ｔｉ膜で形成されている。圧電体層１４４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成されている。上部電極１４５は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。
【００２３】
アクチュエータ１０４は、圧電素子１４２に電圧が印加されると、アクチュエータ本体１４１のうち圧電素子１４２が積層された表面が伸縮し、アクチュエータ本体１４１が上下方向に湾曲する。
【００２４】
梁部材１０５は、ベース部１０２から片持ち状に延び、その先端がミラー１３１に連結されている。梁部材１０５は、主軸Ｘを挟んでアクチュエータ１０４，１０４の反対側に設けられている。詳しくは、梁部材１０５は、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出している梁本体１５１と、梁本体１５１の表面に積層された圧電素子１５２とを有している。尚、梁部材１０５は、圧電素子１５２を有しているが、ミラー１３１の駆動を行わず、ミラー１３１を単に支持するだけである。
【００２５】
梁本体１５１は、平面視長方形の板状に形成されている。梁本体１５１は、第１シリコン層１９１で形成されている。梁本体１５１は、副軸Ｙ方向に延びている。梁本体１５１の先端部は、ヒンジ１０６を介して、ミラー１３１のうち第１辺１３１ａに連結されている。このヒンジ１０６は、アクチュエータ本体１４１とミラー１３１とを連結するヒンジ１０６と同様の構成をしている。ヒンジ１０６は、一端が梁本体１５１の先端部における主軸Ｘ方向中央に連結される一方、他端が第１辺１３１ａの主軸Ｘ方向中央に連結されている。
【００２６】
圧電素子１５２は、梁本体１５１と同様に、平面視長方形の板状に形成されている。圧電素子１５２は、圧電素子１４２と同様の構成をしている。すなわち、圧電素子１５２は、下部電極１５３と、上部電極１５５と、これらに挟持された圧電体層１５４とを有する。下部電極１５３、圧電体層１５４、上部電極１５５は、梁本体１５１の表面にこの順で積層されている。圧電素子１５２は、ＳＯＩ基板１０９とは別の部材で形成されている。詳しくは、下部電極１５３は、Ｐｔ／Ｔｉ膜で形成されている。圧電体層１５４は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成されている。上部電極１５５は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。
【００２７】
梁本体１５１の長さ及び厚さは、アクチュエータ本体１４１と略同じである。梁本体１５１の幅は、アクチュエータ本体１４１の幅の略２倍である。同様に、圧電素子１５２の長さ及び厚さは、圧電素子１４２と略同じである。圧電素子１５２の幅は、圧電素子１４２の幅の略２倍である。尚、図１においては、図示の簡略化のため、梁本体１５１の幅が、２本のアクチュエータ本体１４１，１４１にそれらの間の隙間を加えた全幅と同じに描かれているが、厳密には梁本体１５１の幅は、該隙間を除いた２本のアクチュエータ本体１４１，１４１の幅の合計と略等しい。同様に、図１においては、圧電素子１５２も図示の簡略化のために正確には図示されていないが、厳密には圧電素子１５２の幅は、２つの圧電素子１４２，１４２の幅の合計と略等しい。
【００２８】
次に、このように構成されたミラーアレイ１００の動作について説明する。ミラーアレイ１００の制御部（図示省略）は、上部電極１４５と下部電極１４３とに電圧を印加する。この電圧に応じて、圧電体層１４４が収縮又は伸張し、アクチュエータ本体１４１が上方又は下方に湾曲する。
【００２９】
さらに詳しくは、制御部は、各アクチュエータ１０４の下部電極１４３及び上部電極１４５にオフセット電圧を印加すると共に、梁部材１０５の下部電極１５３及び上部電極１４５にもオフセット電圧を印加する。これにより、アクチュエータ１０４は圧電素子１４２を内側にして湾曲し、梁部材１０５も圧電素子１５２を内側にして湾曲する。アクチュエータ１０４のオフセット電圧と梁部材１０５のオフセット電圧とは、アクチュエータ１０４の先端と梁部材１０５の先端との高さ（Ｚ軸方向の位置）が同じになるように設定されている。つまり、アクチュエータ１０４及び梁部材１０５にオフセット電圧を印加した状態（以下、「基準状態」という）においては、ミラー１３１は、ＸＹ平面に平行な状態となっている。尚、梁部材１０５の圧電素子１５２は、梁部材１０５をオフセットさせて基準状態とするために電圧が印加されるが、ミラー１３１の駆動のためには用いられない。
【００３０】
この状態から、各アクチュエータ１０４の下部電極１４３及び上部電極１４５に印加している電圧を増減することによって、各アクチュエータ１０４を湾曲させてミラー１３１を回動させる。具体的には、２つのアクチュエータ１０４，１０４の印加電圧を両方とも増加させるか又は減少させることによって、２つのアクチュエータ１０４，１０４を両方とも同じ方向に湾曲させて、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。このとき、２つのアクチュエータ１０４，１０４の印加電圧を両方とも増加させるか、減少させるかによって、ミラー１３１の主軸Ｘ周りの回動方向を切り替えることができる。また、一方のアクチュエータ１０４の印加電圧を増加させ，他方のアクチュエータ１０４の印加電圧を減少させることによって、２つのアクチュエータ１０４，１０４を互いに逆向きに湾曲させて、ミラー１３１を副軸Ｙ周りに回動させることができる。このとき、印加電圧を増加させるアクチュエータ１０４と印加電圧を減少させるアクチュエータ１０４とを入れ替えることによって、ミラー１３１の副軸Ｙ周りの回動方向を切り替えることができる。
【００３１】
制御部は、ＣＰＵのような演算装置で構成され得る。制御部は、ミラー１３１を所望の回動角に回動させるための駆動電圧の電圧値を、演算装置からアクセス可能な記憶装置に記憶されているパラメータを参照して決定する。パラメータは、各駆動電圧ごとのミラー１３１の回動角を表しており、テーブル形式のデータであったり、近似曲線の係数の形式で記憶装置に記憶されている。
【００３２】
このミラーアレイ１００は、例えば、波長選択スイッチ１０８に組み込まれて使用される。図３に、波長選択スイッチ１０８の概略図を示す。
【００３３】
波長選択スイッチ１０８は、１つの入力用光ファイバ１８１と、３つの出力用光ファイバ１８２〜１８４と、光ファイバ１８１〜１８４に設けられたコリメータ１８５と、回折格子で構成された分光器１８６と、レンズ１８７と、ミラーアレイ１００とを備えている。尚、この例では、出力用ファイバは、３本だけであるが、これに限られるものではない。
【００３４】
この波長選択スイッチ１０８においては、入力用光ファイバ１８１を介して、複数の異なる波長の光信号が入力される。この光信号は、コリメータ１８５により平行光にされる。平行光となった光信号は、分光器１８６によって、所定の数の特定波長の光信号に分波される。分波された光信号は、レンズ１８７によって集光され、ミラーアレイ１００に入射する。分波される特定波長の個数と、ミラーアレイ１００のミラー１３１の個数は対応している。つまり、分波された特定波長の光信号は、それぞれ対応するミラー１３１に入射する。そして、該光信号は、各ミラー１３１により反射し、再びレンズ１８７を通って、分光器１８６へ入射する。分光器１８６は、複数の異なる波長の光信号を合波し、出力用光ファイバ１８２〜１８４へ出力する。ここで、ミラーアレイ１００は、各ミラー１３１を主軸周りに回動させることによって光信号の反射角度を調整して、対応する光信号がどの出力用光ファイバ１８２〜１８４へ入力されるのかを切り替える。さらに詳しくは、光信号を入力する出力用光ファイバ１８２〜１８４を切り替えるために各ミラー１３１の主軸周りの回動角を変更するときには、ミラー１３１を一旦、副軸周りに回動させた状態で主軸周りの回動角を変更し、その後、副軸周りの回動を元に戻す。こうすることによって、主軸周りの回動角を変更する際に、ミラー１３１からの反射光が所望していない出力用光ファイバへ入力されてしまうことを防止している。
【００３５】
−製造方法−
このように構成されたミラーアレイ１００は、ＳＯＩ基板１０９をエッチングしたり、その表面に成膜することにより製造される。例えば、第１シリコン層１９１をＩＣＰ−ＲＩＥ等の異方性エッチングを行うことによりミラー本体１３２、アクチュエータ本体１４１及び梁本体１５１等を形成する。その後、ミラー本体１３２の表面にＡｕ／Ｔｉ膜を成膜して、鏡面層１３３を形成する。また、アクチュエータ本体１４１の表面及び梁本体１５１の表面に、Ｐｔ／Ｔｉ膜（下部電極１４３，１５３）、チタン酸ジルコン酸鉛（圧電体層１４４，１５４）及びＡｕ／Ｔｉ膜（上部電極１４５，１５５）を順に成膜して、圧電素子１４２，１５２を形成する。その後、圧電素子１４２，１５２に所定の電圧を印加して分極処理を施す。
【００３６】
−温度特性−
アクチュエータ１０４は、上述のように、アクチュエータ本体１４１とその表面に積層された圧電素子１４２とを有している。アクチュエータ本体１４１と圧電素子１４２との熱膨張係数は異なるので、アクチュエータ本体１４１と圧電素子１４２との熱変形量は異なる。その結果、アクチュエータ１０４の温度に応じて圧電素子１４２の方がアクチュエータ本体１４１よりも伸びたり、縮んだりすることによって、アクチュエータ１０４に反りが生じる。ここで、圧電素子１４２の熱膨張係数とは、下部電極１４３、圧電体層１４４及び上部電極１４５を含む全体的な熱膨張係数である。
【００３７】
この反りには、例えば、製造時と使用時との温度差に起因するものや、使用時の温度変化に起因するもの等がある。
【００３８】
製造時と使用時との温度差に起因する反りとは、製造時は使用時に比べて高温なので、製造時にアクチュエータ本体１４１及び圧電素子１４２が平坦な形状であっても、製造後にアクチュエータ１０４が冷却されるに従って圧電素子１４２の方がアクチュエータ本体１４１よりも縮み、アクチュエータ１０４が圧電素子１４２を内側に、アクチュエータ本体１４１を外側にして湾曲するように反る（以下、「圧電素子１４２側に反る」ともいう）。
【００３９】
使用時の温度変化に起因する反りとは、アクチュエータ１０４の使用時における周囲温度の変化やアクチュエータ１０４の発熱等の理由によりアクチュエータ１０４の温度が変化することにより生じるアクチュエータ１０４の反りである。例えば、アクチュエータ１０４の温度が上昇すると、圧電素子１４２の方がアクチュエータ本体１４１よりも伸びる。温度上昇前のアクチュエータ１０４が圧電素子１４２側に反った状態であれば、その反り量が減少する。変形量が大きい場合には、アクチュエータ１０４は、アクチュエータ本体１４１を内側に、圧電素子１４２を外側にして湾曲するように反る（以下、「アクチュエータ本体１４１側に反る」ともいう）状態となる。温度上昇前のアクチュエータ１０４がアクチュエータ本体１４１側に反った状態であれば、その反り量が増加する。つまり、温度が上昇すると、アクチュエータ１０４の先端が下方（アクチュエータ本体１４１側）へ移動するように反りが変化する。
【００４０】
一方、アクチュエータ１０４の温度が低下すると、圧電素子１４２の方がアクチュエータ本体１４１よりも縮む。温度低下前のアクチュエータ１０４の状態が圧電素子１４２側に反った状態であれば、その反り量が増加する。温度低下前のアクチュエータ１０４の状態がアクチュエータ本体１４１側に反った状態であれば、その反り量が減少する。変形量が大きい場合には、アクチュエータ１０４は、圧電素子１４２側に反る状態となる。つまり、温度が低下すると、アクチュエータ１０４の先端が上方（圧電素子１４２側）へ移動するように反りが変化する。
【００４１】
このようにアクチュエータ１０４に反りが生じると、アクチュエータ１０４の先端に連結されているミラー１３１が意図しない角度に傾動してしまう。
【００４２】
それに対して、ベース部１０２から片持ち状に延びる梁部材１０５を設け、ミラー１３１のうち、主軸Ｘを挟んでアクチュエータ１０４と反対側に梁部材１０５の先端を連結している。そして、温度変化に対する反りの変化の方向がアクチュエータ１０４と同様になるように梁部材１０５を構成している。つまり、アクチュエータ１０４は、温度が上昇すると、圧電素子１４２側への反り量が小さくなるか又はアクチュエータ本体１４１側への反り量が大きくなる、即ち、アクチュエータ１０４の先端が下方へ移動する方向に反りが変化する。一方、アクチュエータ１０４は、温度が低下すると、アクチュエータ本体１４１側への反り量が小さくなるか又は圧電素子１４２側への反り量が大きくなる、即ち、アクチュエータ１０４の先端が上方へ移動する方向に反りが変化する。それと同様に、梁部材１０５は、温度が上昇すると、圧電素子１５２側への反り量が小さくなるか又は梁本体１５１側への反り量が大きくなる、即ち、梁部材１０５の先端が下方へ移動する方向に反り量が変化する。一方、梁部材１０５は、温度が低下すると、梁本体１５１側への反り量が小さくなるか又は圧電素子１５２側への反り量が大きくなる、即ち、梁部材１０５の先端が上方へ移動する方向に反りが変化する。
【００４３】
梁部材１０５をこのように構成することによって、図４に示すように、温度変化によりアクチュエータ１０４の反りが変化したとしても、梁部材１０５の先端がアクチュエータ１０４の先端と同じ方向に移動するように梁部材１０５を反らせることができる。例えば、ミラー１３１のうちアクチュエータ１０４が連結された部分と反対側の部分が固定的に支持され、該反対側の部分のＺ方向位置が変わらない場合には、アクチュエータ１０４が温度変化により圧電素子１４２側に反ったとすると、ミラー１３１は、アクチュエータ１０４が連結された部分が上方へ移動し、反対側の部分は移動しないため、全体として傾動してしまう（図４の二点鎖線参照）。このミラー１３１の傾動は、アクチュエータ１０４を意図的に湾曲させたことによる傾動ではなく、意図しない傾動である。それに対し、ミラー１３１を前記梁部材１０５により支持する構成においては、アクチュエータ１０４が温度変化により圧電素子１４２側に反ったとすると、梁部材１０５も温度変化により圧電素子１５２側に反る。圧電素子１４２，１５２はそれぞれ、アクチュエータ本体１４１及び梁本体１５１の表側に設けられているので、アクチュエータ１０４の先端及び梁部材１０５の先端は両方とも上方へ移動する。その結果、ミラー１３１は、アクチュエータ１０４が連結された部分も梁部材１０５が連結された部分も上方へ移動するため、ミラー１３１の傾斜角度は維持される。すなわち、温度変化前のミラー１３１が水平な状態であれば、温度変化後のミラー１３１も水平な状態で維持される。尚、アクチュエータ１０４の先端の移動量と梁部材１０５の先端の移動量とが必ずしも一致しない場合もあり得るが、そのような場合であっても、ミラー１３１が固定的に支持されている構成と比較して、アクチュエータ１０４の温度変化の前後でのミラー１３１の傾動量を抑制することができる。
【００４４】
−まとめ−
したがって、本実施形態によれば、ミラーデバイス１０３は、ミラー１３１と、片持ち状に延び、先端部が前記ミラー１３１に連結されたアクチュエータ本体１４１と、該アクチュエータ本体１４１に積層された圧電素子１４２とを有し、該ミラー１３１を所定の主軸Ｘ周りに回動させるアクチュエータ１０４と、片持ち状に延び、前記主軸Ｘを挟んで前記アクチュエータ１０４と反対側において先端部が前記ミラー１３１に連結された梁部材１０５とを備え、前記梁部材１０５は、温度変化によって反りが生じるように構成されており、温度変化に応じた反りの変化の方向が前記アクチュエータ１０４と同じである。
【００４５】
この構成によれば、アクチュエータ１０４が温度変化によって反り状態が変化するときには、梁部材１０５も温度変化により反り状態が変化する。そして、このときの梁部材１０５の反りの変化の方向は、アクチュエータ１０４の反りの変化と同じである。その結果、ミラー１３１の主軸Ｘを挟んだ両側の端部を同じ方向に移動させることができるので、アクチュエータ１０４の温度変化に起因するミラー１３１の傾動を抑制することができる。
【００４６】
具体的には、前記梁部材１０５は、片持ち状に延び、先端部が前記ミラー１３１に連結された梁本体１５１と、該梁本体１５１に積層された圧電素子１５２とを有する。
【００４７】
つまり、梁部材１０５を、アクチュエータ１０４と同様に、梁本体１５１と圧電素子１５２との積層構造とすることによって、梁部材１０５を温度変化によって反りが生じる構成にすることができる。
【００４８】
また、アクチュエータ１０４は、主軸Ｘを挟んでミラー１３１の一方側に２つ設けられ、梁部材１０５は、主軸Ｘを挟んでミラー１３１の他方側に１つ設けられている。
【００４９】
つまり、ミラーデバイス１０３は、ミラー１３１を主軸Ｘ及び副軸Ｙ周りに回動させるため、副軸Ｙ方向に延びる２つのアクチュエータ１０４，１０４を主軸Ｘ方向に並べて配置している。一方、梁部材１０５は、ミラー１３１の駆動に寄与しないため、１つだけ設けている。これにより、ミラーデバイス１０３の構成を簡素化することができる。また、ミラー１３１を主軸Ｘ及び副軸Ｙ周りに回動させる構成であっても、後述するミラーデバイス３０３と異なり、給電すべきアクチュエータが２つだけなので、給電端子の個数を削減することができる。
【００５０】
また、梁部材１０５の圧電素子１５２は、ミラー１３１を駆動するためのものではないが、アクチュエータ１０４の圧電素子１４２と同様に分極されている。
【００５１】
こうすることによって、分極による反りの影響をアクチュエータ１０４と梁部材１０５とで同じにすることができる。つまり、圧電素子に分極処理を施すと、圧電素子にひずみが生じる。そのため、アクチュエータ本体１４１に圧電素子１４２を積層させた後に圧電素子１４２を分極させると、分極に起因する反りがアクチュエータ１０４に生じる。そこで、梁部材１０５の圧電素子１５２も同様に分極させることによって、梁部材１０５にも分極に起因する反りを生じさせる。これにより、梁部材１０５の反りをアクチュエータ１０４の反りに近似させることができる。
【００５２】
さらに、熱膨張係数が梁本体１５１よりも大きい圧電素子１５２を梁本体１５１の表側に積層させることによって、梁部材１０５の温度変化に応じた反りの変化の方向を前記アクチュエータ１０４と同じにすることができる。つまり、アクチュエータ１０４においても、アクチュエータ本体１４１の表側に設けられた圧電素子１４２の方がアクチュエータ本体１４１よりも熱膨張係数が大きくなっている。このように、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係をアクチュエータ１０４と梁部材１０５とで同じにすることによって、温度変化に応じた反りの変化の方向をアクチュエータ１０４と梁部材１０５とで同じにすることができる。ここで、「積層方向に対する熱膨張係数の大小関係」とは、例えば、積層方向の一方側から他方側に向かって見たときに、熱膨張係数が大きい順に並んでいる、熱膨張係数が小さい順に並んでいる、熱膨張係数が大、小、大の順で変化する等の各層の熱膨張係数の大小関係を意味する。
【００５３】
それに加えて、梁本体１５１をアクチュエータ本体１４１と同じ材料で構成し、圧電素子１５２を圧電素子１４２と同じ材料で構成することによって、温度変化に起因する梁部材１０５の反りを温度変化に起因するアクチュエータ１０４の反りに近似させることができる。
【００５４】
さらには、梁本体１５１及び圧電素子１５２の形状（長さ、幅、厚み）を２組のアクチュエータ本体１４１及び圧電素子１４２の形状と略同じにすることによって、温度変化に起因する梁部材１０５の反りを温度変化に起因するアクチュエータ１０４の反りにさらに近似させることができる。その結果、温度変化に起因する梁部材１０５の反り量とアクチュエータ１０４の反り量とを近似させ、ミラー１３１の傾動をより一層抑制することができる。
【００５５】
尚、温度変化に起因するアクチュエータ１０４の反り量と温度変化に起因する梁部材１０５の反り量との調整は、圧電素子１４２，１５２の形状を調整することによって行うことができる。アクチュエータ本体１４１及び梁本体１５１の形状を微調整するよりも、圧電素子１４２，１５２の形状を微調整する方が簡単なので、温度変化に起因するアクチュエータ１０４の反り量と温度変化に起因する梁部材１０５の反り量とを容易に調整することができる。
【００５６】
このように、本実施形態では、アクチュエータ本体１４１、圧電素子１４２、梁本体１５１及び圧電素子１５２の材料及び形状を調整することによって、温度変化に対するアクチュエータ１０４の反り量と梁部材１０５の反り量とが略同じになるようにしている。こうすることによって、温度変化の前後でミラー１３１の傾動角度を可及的に維持することができる。
【００５７】
《実施形態２》
次に、実施形態２に係るミラーアレイについて説明する。
【００５８】
実施形態２に係るミラーアレイ２００は、各ミラーデバイス２０３の構成が実施形態１に係るミラーデバイス１０３の構成と異なる。図５に、ミラーアレイ２００の平面図を示す。以下、図５を参照しながら、ミラーアレイ２００の構成のうち、実施形態１と異なる部分を中心に説明する。実施形態２に特有の構成については、２００番台の符号を付して説明する場合がある。その場合、十の位以下の数字及び記号については、実施形態１と同様の機能を有する構成には同じ数字及び記号を用いる。
【００５９】
ミラーアレイ２００は、複数のミラーデバイス２０３，２０３，…を備えている。各ミラーデバイス２０３は、ベース部１０２と、ミラー１３１と、ミラー１３１を駆動する１つのアクチュエータ２０４と、ミラー１３１を支持する１つの梁部材１０５と、ミラー１３１をアクチュエータ２０４又は梁部材１０５と連結するヒンジ１０６，１０６，…とを有している。つまり、ミラーデバイス２０３は、１つのアクチュエータ２０４によりミラー１３１を駆動する。
【００６０】
アクチュエータ２０４の基本的な構成は、実施形態１のアクチュエータ１０４と同じである。ただし、アクチュエータ本体２４１及び圧電素子２４２の幅はそれぞれ、梁本体１５１及び圧電素子１５２の幅と略同じである。つまり、アクチュエータ２０４と梁部材１０５とは、構成及び材料が同じであり且つ、主軸Ｘを挟んで対称な形状をしている。
【００６１】
アクチュエータ本体２４１の先端部は、２つのヒンジ１０６，１０６を介して、ミラー１３１のうち第３辺１３１ｄに連結されている。ヒンジ１０６，１０６はそれぞれ、一端がアクチュエータ本体２４１の先端部における主軸Ｘ方向の各端部（即ち、角部）に連結される一方、他端が第３辺１３１ｄの各端部（即ち、角部）に連結されている。
【００６２】
また、梁本体１５１の先端部は、２つのヒンジ１０６，１０６を介して、ミラー１３１のうち第１辺１３１ａに連結されている。ヒンジ１０６，１０６はそれぞれ、一端が梁本体１５１の先端部における主軸Ｘ方向の各端部（即ち、角部）に連結される一方、他端が第１辺１３１ａの各端部（即ち、角部）に連結されている。
【００６３】
ミラーデバイス２０３は、実施形態１と同様に、アクチュエータ２０４の圧電素子２４２と梁部材１０５の圧電素子１５２にオフセット電圧を印加する。そして、この基準状態から、圧電素子２４２への印加電圧を増減することによって、アクチュエータ２０４を上方又は下方に湾曲させる。これにより、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。このとき、アクチュエータ２０４を上方に湾曲させるか、下方に湾曲させるかによって、ミラー１３１の主軸Ｘ周りの回動方向を切り替えることができる。ただし、ミラーデバイス２０３は、１つのアクチュエータ２０４だけでミラー１３１を駆動するため、ミラー１３１を傾動させることができるのは主軸Ｘ周りだけであり、副軸Ｘ周りにはミラー１３１を傾動させることができない。
【００６４】
したがって、ミラーデバイス２０３においては、アクチュエータ２０４は、主軸Ｘを挟んでミラー１３１の一方側に１つ設けられ、梁部材１０５は、主軸Ｘを挟んでミラー１３１の他方側に１つ設けられている。そして、ミラーデバイス２０３は、熱膨張係数が互いに異なるアクチュエータ本体２４１と圧電素子２４２とを積層させているので、アクチュエータ２０４の温度が変化すると、アクチュエータ２０４の反りが変化する。それに対して、主軸Ｘを挟んでアクチュエータ２０４とは反対側に、ベース部１０２から片持ち状に延びる梁部材１０５を設けることによって、実施形態１と同様に、アクチュエータ２０４の反りが温度により変化したときのミラー１３１の傾動量を抑制することができる。
【００６５】
《実施形態３》
次に、実施形態３に係るミラーアレイについて説明する。
【００６６】
実施形態３に係るミラーアレイ３００は、各ミラーデバイス３０３の構成が実施形態１に係るミラーデバイス１０３の構成と異なる。図６に、ミラーアレイ３００の平面図を示す。以下、図６を参照しながら、ミラーアレイ３００の構成のうち、実施形態１と異なる部分を中心に説明する。実施形態３に特有の構成については、３００番台の符号を付して説明する場合がある。その場合、十の位以下の数字及び記号については、実施形態１と同様の機能を有する構成には同じ数字及び記号を用いる。
【００６７】
ミラーアレイ３００は、複数のミラーデバイス３０３，３０３，…を備えている。各ミラーデバイス３０３は、ベース部１０２と、ミラー１３１と、ミラー１３１を駆動する４つのアクチュエータ３０４，３０４，…と、ミラー１３１をアクチュエータ３０４と連結するヒンジ１０６，１０６，…とを有している。つまり、ミラーデバイス３０３は、４つのアクチュエータ３０４によりミラー１３１を駆動する。
【００６８】
４つのアクチュエータ３０４，３０４，…は、主軸Ｘを挟んで一方側に設けられた２つの第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａと、主軸Ｘを挟んで他方側に設けられた２つの第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂとで構成されている。第１アクチュエータ３０４Ａ及び第２アクチュエータ３０４Ｂのそれぞれの基本的な構成は、実施形態１のアクチュエータ１０４と同じである。
【００６９】
つまり、第１アクチュエータ３０４Ａは、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体３４１ａと、アクチュエータ本体３４１ａの表面に設けられた圧電素子３４２ａとを有している。２つのアクチュエータ本体３４１ａ，３４１ａは、互いに平行に副軸Ｙ方向に延びている。
【００７０】
第２アクチュエータ３０４Ｂも同様に、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体３４１ｂと、アクチュエータ本体３４１ｂの表面に設けられた圧電素子３４２ｂとを有している。２つのアクチュエータ本体３４１ｂ，３４１ｂは、互いに平行に副軸Ｙ方向に延びている。アクチュエータ本体３４１ｂの長さ、幅及び厚さは、アクチュエータ本体３４１ａの長さ、幅及び厚さと略同じである。また、圧電素子３４２ｂの長さ、幅及び厚さは、圧電素子３４２ａの長さ、幅及び厚さと略同じである。
【００７１】
ただし、第１アクチュエータ３０４Ａのアクチュエータ本体３４１ａが、ヒンジ１０６を介してミラー１３１の第３辺１３１ｃに連結されているのに対し、第２アクチュエータ３０４Ｂのアクチュエータ本体３４１ｂは、ヒンジ１０６を介してミラー１３１の第１辺１３１ａに連結されている。
【００７２】
このように、第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａと第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂとは、構成及び材料が同じであり且つ、主軸Ｘを挟んで対称な形状をしている。
【００７３】
ミラーデバイス３０３は、実施形態１と同様に、各第１アクチュエータ３０４Ａの圧電素子３４２ａと各第２アクチュエータ３０４Ｂの圧電素子３４２ｂにオフセット電圧を印加する。そして、この基準状態から、圧電素子３４２ａ，３４２ｂへの印加電圧を増減することによって、第１及び第２アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ｂを上方又は下方に湾曲させて、ミラー１３１を回動させる。これにより、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。例えば、２つの第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａを両方とも同じ方向に湾曲させると共に、２つの第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂを両方とも同じ方向であって第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａとは逆向きに湾曲させることによって、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。このとき、２つの第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａを湾曲させる向きと２つの第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂを湾曲させる向きを入れ替えることによって、ミラー１３１の主軸Ｘ周りの回動方向を切り替えることができる。また、２つの第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａを互いに逆向きに湾曲させると共に、２つの第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂを互いに逆向きであって、各第２アクチュエータ３０４Ｂが副軸Ｙ方向に並ぶ第１アクチュエータ３０４Ａと同じ向きとなるように湾曲させることによって、ミラー１３１を副軸Ｙ周りに回動させることができる。このとき、２つの第１アクチュエータ３０４Ａ，３０４Ａの間で湾曲させる向きを入れ替えると共に、２つの第２アクチュエータ３０４Ｂ，３０４Ｂの間で湾曲させる向きを入れ替えることによって、ミラー１３１の副軸Ｙ周りの回動方向を切り替えることができる。
【００７４】
したがって、ミラーデバイス３０３は、ミラー１３１と、片持ち状に延び、先端部が前記ミラー１３１に連結された第１アクチュエータ本体３４１ａ、及び、該第１アクチュエータ本体３４１ａに積層された第１圧電素子３４２ａを有し、該ミラー１３１を所定の主軸Ｘ周りに回動させる第１アクチュエータ３０４Ａと、片持ち状に延び、主軸Ｘを挟んで前記第１アクチュエータ３０４Ａと反対側において先端部が前記ミラー１３１に連結された第２アクチュエータ本体３４１ｂ、及び、該第２アクチュエータ本体３４１ｂに積層された第２圧電素子３４２ｂを有し、該ミラー１３１を前記主軸Ｘ周りに回動させる第２アクチュエータ３０４Ｂとを備え、前記第１アクチュエータ３０４Ａと前記第２アクチュエータ３０４Ｂとは、温度変化に応じた反りの変化の方向が同じである。
【００７５】
このように構成されたミラーデバイス３０３の第１アクチュエータ３０４Ａは、熱膨張係数が互いに異なるアクチュエータ本体３４１ａと圧電素子３４２ａとを積層させているので、第１アクチュエータ３０４Ａの温度が変化すると、第１アクチュエータ３０４Ａの反りが変化する。それに対して、主軸Ｘを挟んで第１アクチュエータ３０４Ａとは反対側の第２アクチュエータ３０４Ｂも、熱膨張係数が互いに異なるアクチュエータ本体３４１ｂと圧電素子３４２ｂとを積層させているので、第２アクチュエータ３０４Ｂの温度が変化すると、第２アクチュエータ３０４Ｂの反りが変化する。このとき、第２アクチュエータ３０４Ｂの反りの変化の方向は、第１アクチュエータ３０４Ａの反りの変化の方向と同じなので、実施形態１と同様に、ミラー１３１の傾動量を抑制することができる。
【００７６】
つまり、第２アクチュエータ３０４Ｂは、ミラー１３１の駆動に寄与するだけでなく、温度変化による第１アクチュエータ３０４Ａの反りに起因したミラー１３１の傾動を吸収する機能を有する。
【００７７】
また、ミラーデバイス３０３においては、前記第１アクチュエータ３０４Ａは、主軸Ｘを挟んで前記ミラー１３１の一方側に２つ設けられ、前記第２アクチュエータ３０４Ｂは、主軸Ｘを挟んで前記ミラー１３１の他方側に２つ設けられている。
【００７８】
この構成により、ミラー１３１を主軸Ｘ及び副軸Ｙ周りに回動させることができる。また、実施形態１に比べて、各アクチュエータの湾曲量の上限が同じであるとした場合に、ミラー１３１の傾斜角度を大きくすることができる。
【００７９】
《実施形態４》
次に、実施形態４に係るミラーアレイについて説明する。
【００８０】
実施形態４に係るミラーアレイ４００は、各ミラーデバイス４０３の構成が実施形態１に係るミラーデバイス１０３の構成と異なる。図７に、ミラーアレイ４００の平面図を示す。以下、図７を参照しながら、ミラーアレイ４００の構成のうち、実施形態１と異なる部分を中心に説明する。実施形態４に特有の構成については、４００番台の符号を付して説明する場合がある。その場合、十の位以下の数字及び記号については、実施形態１と同様の機能を有する構成には同じ数字及び記号を用いる。
【００８１】
ミラーアレイ４００は、複数のミラーデバイス４０３，４０３，…を備えている。各ミラーデバイス４０３は、ベース部１０２と、ミラー１３１と、ミラー１３１を駆動する２つのアクチュエータ４０４，４０４と、ミラー１３１をアクチュエータ４０４と連結するヒンジ１０６，１０６，…とを有している。つまり、ミラーデバイス４０３は、２つのアクチュエータ４０４によりミラー１３１を駆動する。
【００８２】
２つのアクチュエータ４０４，４０４は、主軸Ｘを挟んで一方側に設けられた第１アクチュエータ４０４Ａと、主軸Ｘを挟んで他方側に設けられた第２アクチュエータ４０４Ｂとで構成されている。第１アクチュエータ４０４Ａ及び第２アクチュエータ４０４Ｂのそれぞれの基本的な構成は、実施形態２のアクチュエータ２０４と同じである。
【００８３】
つまり、第１アクチュエータ４０４Ａは、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体４４１ａと、アクチュエータ本体４４１ａの表面に設けられた圧電素子４４２ａとを有している。
【００８４】
第２アクチュエータ４０４Ｂも同様に、基端部がベース部１０２に連結され、ベース部１０２から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体４４１ｂと、アクチュエータ本体４４１ｂの表面に設けられた圧電素子４４２ｂとを有している。アクチュエータ本体４４１ｂの長さ、幅及び厚さは、アクチュエータ本体４４１ａの長さ、幅及び厚さと略同じである。また、圧電素子４４２ｂの長さ、幅及び厚さは、圧電素子４４２ａの長さ、幅及び厚さと略同じである。
【００８５】
ただし、第１アクチュエータ４０４Ａのアクチュエータ本体４４１ａが、ヒンジ１０６，１０６を介してミラー１３１の第３辺１３１ｃに連結されているのに対し、第２アクチュエータ４０４Ｂのアクチュエータ本体４４１ｂは、ヒンジ１０６，１０６を介してミラー１３１の第１辺１３１ａに連結されている。
【００８６】
このように、第１アクチュエータ４０４Ａと第２アクチュエータ４０４Ｂとは、構成及び材料が同じであり且つ、主軸Ｘを挟んで対称な形状をしている。
【００８７】
ミラーデバイス４０３は、実施形態１と同様に、第１アクチュエータ４０４Ａの圧電素子４４２ａと第２アクチュエータ４０４Ｂの圧電素子４４２ｂにオフセット電圧を印加する。そして、この基準状態から、圧電素子４４２ａ，４４２ｂへの印加電圧を増減することによって、第１及び第２アクチュエータ４０４Ａ，４０４Ｂを上方又は下方に湾曲させて、ミラー１３１を回動させる。これにより、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。例えば、第１アクチュエータ４０４Ａと第２アクチュエータ４０４Ｂとを互いに逆向きに湾曲させることによって、ミラー１３１を主軸Ｘ周りに回動させることができる。このとき、第１アクチュエータ４０４Ａを湾曲させる向きと第２アクチュエータ４０４Ｂを湾曲させる向きとを入れ替えることによって、ミラー１３１の主軸Ｘ周りの回動方向を切り替えることができる。ただし、ミラーデバイス４０３は、実施形態１，３のミラーデバイス１０３，３０３と異なり、主軸Ｘ方向に並ぶ複数のアクチュエータを備えていないので、ミラー１３１を傾動させることができるのは主軸Ｘ周りだけであり、副軸Ｙ周りにはミラー１３１を傾動させることができない。
【００８８】
したがって、ミラーデバイス４０３においては、前記第１アクチュエータ４０４Ａは、主軸Ｘを挟んで前記ミラー１３１の一方側に１つ設けられ、前記第２アクチュエータ４０４Ｂは、主軸Ｘを挟んで前記ミラー１３１の他方側に１つ設けられている。そして、第１アクチュエータ４０４Ａは、熱膨張係数が互いに異なるアクチュエータ本体４４１ａと圧電素子４４２ａとを積層させているので、第１アクチュエータ４０４Ａの温度が変化すると、第１アクチュエータ４０４Ａの反りが変化する。それに対して、主軸Ｘを挟んで第１アクチュエータ４０４Ａとは反対側の第２アクチュエータ４０４Ｂも、熱膨張係数が互いに異なるアクチュエータ本体４４１ｂと圧電素子４４２ｂとを積層させているので、第２アクチュエータ４０４Ｂの温度が変化すると、第２アクチュエータ４０４Ｂの反りが変化する。このとき、第２アクチュエータ４０４Ｂの反りの変化の方向は、第１アクチュエータ４０４Ａの反りの変化の方向と同じなので、実施形態１と同様に、ミラー１３１の傾動量を抑制することができる。
【００８９】
《その他の実施形態》
前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【００９０】
前記実施形態では、複数のミラーデバイスを備えたミラーアレイについて説明したが、これに限られるものではない。ガルバノミラーのように、１つのミラーデバイスであってもよい。また、ミラーアレイについても、波長選択スイッチ１０８に適用する場合に限られず、様々なアプリケーションに組み込むことができる。
【００９１】
また、前記実施形態における形状、寸法、材質は、例示に過ぎず、これらに限られるものではない。例えば、ミラー１３１は、平面視長方形状でなくてもよい。ミラー１３１は、円形や長円形であってもよい。ヒンジ１０６の構成は、前記の構成に限られるものではない。また、一又は複数のヒンジ１０６を省略してもよい。
【００９２】
また、前記実施形態では、ミラーデバイスを駆動する際にオフセット電圧を印加しているが、これに限られるものではない。つまり、圧電素子に正負両方の電圧を印加できる場合には、オフセット電圧を印加する必要はなく、圧電素子への印加電圧の正負を切り替えることによって、アクチュエータの湾曲方向を切り替えることができる。
【００９３】
また、前記実施形態１，２では、梁部材１０５の圧電素子１５２を、ミラーデバイスごとに別々に設けているが、これに限られるものではない。この圧電素子１５２は、梁部材１０５を温度変化に応じて反らせるための部材（場合によっては、オフセット電圧を印加して梁部材を予め反らせるための部材）なので、複数の圧電素子１５２，１５２，…は、電気的に接続されていてもよい。その結果、複数の圧電素子１５２，１５２，…の給電端子を共通化して、給電端子の個数を低減することができる。
【００９４】
また、実施形態１，２では、アクチュエータの圧電素子と梁部材の圧電素子とは、同じ構成であるが、これに限られるものではない。同様に、実施形態３，４では、第１アクチュエータの圧電素子と第２アクチュエータの圧電素子とは、同じ構成であるが、これに限られるものではない。例えば、一方の圧電素子は、圧電体層として、ＰＺＴの代わりに非鉛圧電材料であるＫＮＮ（（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）等を用いてもよい。ただし、圧電体層が変わると、圧電素子の熱膨張係数が変わるので、温度変化に応じた反りの変化の方向がアクチュエータと梁部材とで同じになるように、又は、温度変化に応じた反りの変化の方向が第１アクチュエータと第２アクチュエータとで同じになるように、圧電素子をアクチュエータ本体又は梁本体の表裏の何れに設けるのかを決定する必要がある。詳しくは、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係がアクチュエータと梁部材とで同じなるように、又は、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係が第１アクチュエータと第２アクチュエータとで同じになるように圧電体層を積層させる。
【００９５】
また、実施形態１，２では、アクチュエータ本体及び梁本体の両方とも、圧電素子を表側に設けているが、これに限られるものではない。温度変化に応じた反りの変化の方向がアクチュエータと梁部材とで同じになる限りは、アクチュエータ本体及び梁本体の両方とも圧電素子を裏側に設けてもよいし、アクチュエータ本体及び梁本体の一方には圧電素子を表側に設け、他方には圧電素子を裏側に設けてもよい。例えば、実施形態１，２においては、圧電素子１４２，２４２，１５２の熱膨張係数の方がアクチュエータ本体１４１，２４１や梁本体１５１の熱膨張係数よりも大きいので、アクチュエータ１０４，２０４においても梁部材１０５においても、圧電素子１４２，１５２をアクチュエータ本体１４１，２４１及び梁本体１５１の表側に設けている。しかし、何れかの圧電素子の熱膨張係数がアクチュエータ本体１４１，２４１又は梁本体１５１の熱膨張係数よりも小さい場合には、アクチュエータ１０４，２０４においては圧電素子を表側に設け、梁本体１５１においては圧電素子を裏側に設けるようにしてもよい。つまり、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係がアクチュエータと梁部材とで同じであればよい。
【００９６】
これは、実施形態３，４でも同様である。実施形態３，４では、第１アクチュエータ３０４Ａ，４０４Ａ及び第２アクチュエータ３０４Ｂ，４０４Ｂの両方とも、アクチュエータ本体の表側に圧電素子を設けている。しかし、第１アクチュエータ３０４Ａ，４０４Ａ及び第２アクチュエータ３０４Ｂ，４０４Ｂの何れかにおいて、圧電素子の熱膨張係数がアクチュエータ本体の熱膨張係数よりも小さい場合には、第１アクチュエータ３０４Ａ，４０４Ａ及び第２アクチュエータ３０４Ｂ，４０４Ｂの一方においては圧電素子をアクチュエータ本体の表側に設け、他方においては圧電素子をアクチュエータ本体の裏側に設けるようにしてもよい。
【００９７】
また、実施形態１，２では、アクチュエータと梁部材とで、アクチュエータ本体と梁本体との形状を略同じにし、互いの圧電体層の形状を略同じにしているが、これに限られるものではない。少なくとも、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係がアクチュエータと梁部材とで同じになっていればよく、アクチュエータ本体と梁本体とで形状が異なっていても、互いの圧電体層の形状が異なっていてもよい。ただし、アクチュエータと梁部材とで構成、材料及び形状が互いに略同じであれば、温度変化に起因する反りをアクチュエータと梁部材とで略同じにすることができ、温度変化に起因するミラー１３１の傾動をより一層抑制することができる。
【００９８】
これは、実施形態３，４でも同様である。第１アクチュエータと第２アクチュエータとで、互いのアクチュエータ本体の形状を略同じにし、互いの圧電体層の形状を略同じにしているが、これに限られるものではない。少なくとも、積層方向に対する熱膨張係数の大小関係が第１アクチュエータと第２アクチュエータとで同じになっていればよく、互いのアクチュエータ本体で形状が異なっていても、互いの圧電体層の形状が異なっていてもよい。ただし、第１アクチュエータと第２アクチュエータとで構成、材料及び形状が互いに略同じであれば、温度変化に起因する反りを第１アクチュエータと第２アクチュエータとで略同じにすることができ、温度変化に起因するミラー１３１の傾動をより一層抑制することができる。
【００９９】
また、実施形態１，２では、梁部材１０５は圧電素子１５２を有しているが、これに限られるものではない。すなわち、梁部材１０５は、温度変化によって反りが生じるように構成されており、温度変化に応じた反りの変化の方向がアクチュエータと同じである限りは、任意の構成を採用することができる。例えば、梁部材１０５は、梁本体１５１と、梁本体１５１の表面に積層され且つ熱膨張係数が梁本体１５１と異なる積層体とを有する構成であってもよい。つまり、圧電素子１５２の代わりに、熱膨張係数が梁本体１５１と異なる積層体を梁本体１５１に積層させる構成であってもよい。この場合、温度変化に応じた反りの変化の方向が梁部材とアクチュエータとで同じになるように、積層体を配置する場所を調整すればよい。
【０１００】
また、ミラーの一方側に設けられるアクチュエータの個数及びミラーの他方側に設けられる梁部材又はアクチュエータの個数は、前記実施形態に限られるものではない。例えば、ミラーの一方側に２つのアクチュエータを設け、ミラーの他方側に１つのアクチュエータを設ける構成であってもよい。すなわち、実施形態１において梁部材１０５をアクチュエータとして使用する構成であってもよい。
【０１０１】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上説明したように、ここに開示された技術は、ミラーデバイスについて有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０３，２０３，３０３，４０３    ミラーデバイス
１３１    ミラー
１０４，２０４    アクチュエータ
１４１，２４１    アクチュエータ本体
１４２，２４２    圧電素子
１０５    梁部材
１５１    梁本体
１５２    圧電素子
３０４Ａ，４０４Ａ    第１アクチュエータ
３４１ａ，４４１ａ    第１アクチュエータ本体
３４２ａ，４４２ａ    第１圧電素子
３０４Ｂ，４０４Ｂ    第２アクチュエータ
３４１ｂ，４４１ｂ    第２アクチュエータ本体
３４２ｂ，４４２ｂ    第２圧電素子
Ｘ        主軸
Ｙ        副軸
【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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