(57)【要約】【課題】  簡素な構成で容易に製造することができ、効率よく均整のとれた動きを可能とした駆動素子を提供する。【解決手段】  可動部材１０は一対の支持部２０を軸として回動可能に支持される。固定部３０に固定側電極４０Ａ，４０Ｂが連結され、各々に対応して回転側電極５０Ａ，５０Ｂが設けられている。回転側電極５０Ａ，５０Ｂは、中立位置において固定側電極４０Ａ，４０Ｂと段差のない同じ平面内にある。支持部２０の両側において同時に、回転側電極５０Ａ，５０Ｂと固定側電極４０Ａ，４０Ｂとの間に静電駆動用の電圧を印加することができる。回転側電極５０Ａ，５０Ｂと固定側電極４０Ａ，４０Ｂとが水平方向に引き合う力を相殺して水平方向の無駄な動きを排除し、効率よく均整のとれた動きが可能となる。【選択図】  図１
2006296138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して、軸を中心に回動可能に設けられた可動部材と、
前記基板に設けられた外枠部と、
前記可動部材の相対向する位置においてそれぞれ前記可動部材と前記外枠部とを連結すると共に回動中心の軸となる一対の支持部と、
前記外枠部に連結して設けられた固定側電極と、
前記固定側電極に対応する位置に前記可動部材に連結して設けられると共に、中立位置において前記固定側電極と同一平面内にある回動側電極と、
前記固定側電極と回動側電極との間に電圧を印加して、前記可動部材を静電駆動させる駆動手段と
を備えたことを特徴とする駆動素子。
【請求項２】
前記回動側電極および固定側電極は、それぞれ互いに噛み合い、かつ前記支持部に対して垂直な複数の櫛歯を有する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項３】
前記回動側電極および固定側電極は、それぞれ互いに噛み合い、かつ前記支持部に対して平行な複数の櫛歯を有する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項４】
前記回動側電極は前記一対の支持部それぞれの両側に設けられ、かつ、前記固定側電極は前記回動側電極それぞれに対応して設けられており、前記複数の回動側電極同士、前記複数の固定側電極同士はそれぞれ互いに電気的に短絡されている
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項５】
前記駆動手段は、前記可動部材および前記支持部により決定される共振点で前記可動部材を駆動させる
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項６】
前記駆動手段は駆動用電源を含み、前記回動側電極と固定側電極との間に、前記可動部材の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の周波数を有する交流電圧を印加する
ことを特徴とする請求項５記載の駆動素子。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記駆動用電源に加えて、中立状態の可動部材に対して起動力を付与するための起動手段を含む
ことを特徴とする請求項６記載の駆動素子。
【請求項８】
前記起動手段は、前記可動部材との間に段差を有する位置に起動用電極を備えると共に、前記起動用電極と前記可動部材との間に静電駆動用の直流電圧を印加するための起動用電源を含む
ことを特徴とする請求項７記載の駆動素子。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記起動手段により前記可動部材が起動し、前記可動部材が中立位置から所定の角度だけ回動したのちに、前記駆動用電源により静電駆動用電圧を印加する
ことを特徴とする請求項７記載の駆動素子。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記回動側電極と固定側電極との間の静電容量に基づいて前記可動部材の回動角度を検知する
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項１１】
前記駆動手段は、前記可動部材の回動角度の検知状態に基づいて前記駆動用電源をオンするタイミングを決定する
ことを特徴とする請求項１０記載の駆動素子。
【請求項１２】
前記駆動手段は、前記起動手段により前記可動部材が起動したのち、前記可動部材が中立状態に復帰しているときに前記駆動用電源により静電駆動用電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１１記載の駆動素子。
【請求項１３】
前記駆動手段は、前記起動手段により前記可動部材が起動したのち、前記可動部材の回動角度が極大値に達したのち、中立状態への復帰を開始しようとする時点で前記駆動用電源により静電駆動用電圧を印加する
ことを特徴とする請求項１２記載の駆動素子。
【請求項１４】
前記駆動手段は、前記駆動用電源により、前記可動部材の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の周波数を有する電圧を前記回動側電極と前記固定側電極との間に印加することにより、前記可動部材を自励的に起動し、かつその後の駆動も行わせる
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項１５】
前記基板に設けられた固定部と、
前記外枠部の相対向する位置において前記外枠部と前記固定部とを連結すると共に、前記外枠部を前記軸方向に回動可能に支持する一対の外枠支持部と、
前記外枠部を前記可動部材の回動方向に対して直交する方向に回動変位させる外枠駆動部と
を備えたことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項１６】
前記可動部材は、表面に反射膜を有する反射ミラーである
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【請求項１７】
保持基板の表面に酸化層および半導体膜が順に積層された基板を加工することにより形成された
ことを特徴とする請求項１記載の駆動素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems；微小電気機械システム）構造体を備え、例えば映像表示のために光信号の走査を行う駆動素子に係り、特に、静電力によりＭＥＭＳ構造体に回動駆動力を与える駆動素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光を二次元ミラーで走査し、映像を表示する方法が提案されている（例えば特許文献１および特許文献２参照。）。このような方法を用いた表示システムでは、キーパーツとなるミラー（可動部材）に対して、光を絞り込むため、ＮＡ（Numerical Aperture；開口数）の関係で１ｍｍ角程度の大きさが求められる。また、ＮＴＳＣ（National Television Systems Committee ）やハイビジョン対応の映像を１本の光を走査して表示するには、振幅すなわち回動角度が大きいことが必要であり、加えて１５ｋＨｚまたは３０ｋＨｚという高い走査周波数がそれぞれ要求される。
【０００３】
このようなミラーの大振幅化に対応できる駆動方法としては、従来では、電磁力，静電力，熱膨張を利用した三種類の方法がある。なお、このほかに電歪方式もあるが、振幅の小ささから使いにくい。これら三つの駆動方法のうち、熱膨張では熱逃げの時間が律速となり、１ｍｍ角の大きさのミラーを１０度程度回動させる場合には周波数１００Ｈｚ程度よりも高速にすることは難しい。電磁力は、特許文献１および特許文献２でも採用されているが、コイル，磁石等が大きくなりがちであり、装置全体の小型化が難しいという問題があった。
【０００４】
静電力方式の一例としては、図２２に示したように、ミラー４１０の下部に電極４４０Ａ，４４０Ｂを配置したものがある。しかし、このような構成ではミラー４１０と電極４４０Ａ，４４０Ｂとの間の距離を小さくしなければ十分な静電力が得られないので、大きな角度で振るには不利であり、駆動電圧も高くなるという問題があった。
【０００５】
別の例として、２枚の櫛歯状の電極を、櫛歯の延伸方向に対して垂直方向の間隙をへだてて配置したいわゆる垂直櫛歯型のアクチュエータ（駆動素子）が知られている。図２３は、従来の垂直櫛歯型の駆動素子の一例を表すものである。この駆動素子は、ミラー５１０が支持部５２０により支持されたものであり、ミラー５１０の周囲に櫛歯状の固定側電極５４０Ａ，５４０Ｂ，５４０Ｃ，５４０Ｄが設けられ、各々に対応して櫛歯状の回動側電極５５０Ａ，５５０Ｂ，５５０Ｃ，５５０Ｄが設けられている。固定側電極５４０Ａ，５４０Ｃと回動側電極５５０Ａ，５５０Ｃとの間には電源５９１により、また、固定側電極５４０Ｂ，５４０Ｄと回動側電極５５０Ｂ，５５０Ｄとの間には電源５９２によりそれぞれ静電駆動用の電圧が印加されるようになっている。
【０００６】
これら固定側電極５４０Ａ〜５４０Ｄと回動側電極５５０Ａ〜５４０Ｄとは、図２４に示したように、段差をつけて平行に配置されている。すなわち、固定側電極５４０Ｂと回動側電極５５０Ｂとの間に所定の電圧が印加されると、両者の間に静電力が発生し、支持部５２０に回動トルクＴが掛かると同時に回動側電極５５０Ｂが矢印Ａ方向に変位し、これに伴ってミラー５１０が同方向に回動する。
【０００７】
図２５は、垂直櫛歯型の駆動素子の他の構成を表すもので、回動側電極５５０Ａ〜５５０Ｄを水平面に対して斜めに配設したものである。この素子では、固定側電極５４０Ｂと回動側電極５５０Ｂとの間に電圧が印加されると、回動側電極５５０Ｂが矢印Ｂ方向に変位する。このような構成とすることにより、固定側電極５４０Ａ〜５４０Ｄと回動側電極５５０Ａ〜５５０Ｄとが平行に配置された図２４の構成に比べて回動角を簡単に大きくとることができる。但し、このような構成では、製造工程に工夫が必要となる。例えば、非特許文献１，非特許文献２および非特許文献３では、レジストの表面張力を利用して回動側電極に角度をつける方法が提案されている。すなわち、図２６に示したように、回動側電極５５０Ａ，５５０Ｂの櫛歯５５１Ａ，５５１Ｂを切り離し、その切り離した部分にレジスト６００を塗布してパターニングする。そののち、温度を上げてレジスト６００を液状にすると、レジスト６００の表面張力によって櫛歯５５１Ａ，５５１Ｂが引っ張られて角度を付けることができる。
【特許文献１】特表２００３−５１３３３２号公報（図１７）
【特許文献２】特開２０００−２３５１５２号公報
【非特許文献１】Ｒ．Ｒ．Ａ．シムズ（R.R.A. Syms ）、外２名，Improving yield, accuracy and complexity in surface tension self-assembled MOEMS，“Sensors and Actuators A ”，（オランダ），Elsevier Science，２００１年１月，第８８巻，第３，５号，ｐ２７３−２８３
【非特許文献２】Ｒ．Ｒ．Ａ．シムズ（R.R.A. Syms ），Self-assembled 3-D silicon microscanners with self-assembled electrostatic drives ，“IEEE Photonics Technology Letters ”，（米国），２０００年１１月，第１２巻，第１１号，ｐ１５１９−１５２１
【非特許文献３】パメラ  Ｒ．パターソン（Pamela R. Patterson ）、外５名，A scanning micromirror with angular comb drive actuation，“The Fifteenth IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems, 2002 ”，（米国），２００２年，ｐ５４４−５４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来の垂直櫛歯型の駆動素子はいずれも製造工程が複雑であるという問題があった。例えば、図２４に示した駆動素子では、固定側電極５４０Ａ〜５４０Ｄと回動側電極５５０Ａ〜５５０Ｄとを別工程で作製しなければならないという問題があった。
【０００９】
また、従来では、固定側電極５４０Ａ，５４０Ｃおよび回動側電極５５０Ａ，５５０Ｃの対と、固定側電極５４０Ｂ，５４０Ｄおよび回動側電極５５０Ｂ，５５０Ｄの対とに対して、片方ずつ交互に電圧をかけるようにしていた。これは両方に同時に電圧をかけると吸引力が支持部５２０に対して互いに反対方向にかかり、回動が阻害されてしまうからであるが、このように片方ずつしか使えないということは本質的に効率のよい設計とは言いがたかった。
【００１０】
更に、支持部５２０に対して片側のみに吸引力がかかることにより、支持部５２０に対して回動トルクＴが与えられるだけでなく、支持部５２０を横方向に引張る力も生じるという問題もあった。すなわち、支持部５２０の片側の対のみに電圧が印加されると、電圧が印加された側の固定側電極５４０Ｂ，５４０Ｄと回動側電極５５０Ｂ，５５０Ｄとが水平方向に近づくように動き、アンバランスな駆動となってしまっていた。また、電圧を上げ、吸引力を増すと、固定側電極５４０Ｂ，５４０Ｄと回動側電極５５０Ｂ，５５０Ｄとが接触するおそれも生じていた。高速駆動時におけるこのようなアンバランスな動きは、ミラー５１０の動きに悪影響を与え、奇麗なラスター走査を阻害しかねなかった。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、簡素な構成で容易に製造することができ、効率よく均整のとれた動きを可能とした駆動素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による駆動素子は、基板に対して、軸を中心に回動可能に設けられた可動部材と、基板に設けられた外枠部と、可動部材の相対向する位置においてそれぞれ可動部材と外枠部とを連結すると共に回動中心の軸となる一対の支持部と、外枠部に連結して設けられた固定側電極と、固定側電極に対応する位置に可動部材に連結して設けられると共に、中立位置において固定側電極と同一平面内にある回動側電極と、固定側電極と回動側電極との間に電圧を印加して、可動部材を静電駆動させる駆動手段とを備えたものである。
【００１３】
本発明による駆動素子では、互いに同一平面内にある固定側電極と回動側電極との間に所定の電圧が印加されと、静電力により、可動部材が支持部を中心軸として回動し、振動する。ここで、両電極は同一平面内にあり、その状態では直流電圧を印加しても、可動部材は変位しない。この可動部材を起動させる方法としては、駆動用電源により、交流的な電圧、好ましくは可動部材の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の周波数を有する交流電圧を両電極に印加すればよい。このような電圧を印加することにより可動部材は自励的に発振を開始する。また、この駆動用電源に加え、直流電圧により初期の起動のみを行う起動手段を別途設け、直流電圧により起動したのちは、駆動用電源による高周波駆動を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の駆動素子によれば、回動側電極と固定側電極とを、中立位置において段差がないよう同一平面上に設けるようにしたので、静電駆動用の電圧を、各支持部の両側において同時に印加することができる。よって、回動側電極と固定側電極とが水平方向に引き合う力を相殺して水平方向の無駄な動きを排除し、効率よく均整のとれた動きが可能となる。また、大きな回動トルクを得ることができ、可動部材の振幅を大きくすることができるようになる。
【００１５】
更に、中立位置では回動側電極と固定側電極との間に段差がないので、可動部材の回動角度が大きくなるほど回動側電極と固定側電極との間隙も広くなることになる。よって、従来のような回動側電極と固定側電極との中立位置での段差を考慮する必要がなくなり、両電極間の静電容量を検出することにより可動部材の回動角度を容易に検知することも可能になる。
【００１６】
加えて、回動側電極と固定側電極とを同一工程で作製することができるようになり、従来の垂直櫛歯型のものに比べて製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００１７】
特に、駆動電圧として、可動部材の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の駆動周波数の電圧を印加するようにすれば、可動部材の初期駆動を自励的に行わせることができ、簡素な構成で可動部材の自励振動を発生させることができると共に、可動部材の回動角度をより大きくすることができる。
【００１８】
更に、外枠支持部を設け、この外枠支持部により外枠部を可動部材の軸方向に回動可能に支持するようにすれば、可動部材を二次元方向に変位させることも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
〔第１の実施の形態〕
図１は本発明の第１の実施の形態に係る駆動素子の全体構成を表すものであり、図２はその断面構成を表すものである。この駆動素子は、例えば映像表示装置やスキャナなどにおいて光信号を反射し走査するために用いられるものであり、例えば矩形状の平板からなる可動部材１０が、対向する２辺（ここでは長辺）においてそれぞれ支持部２０を介して外枠部３０に連結されている。外枠部３０には固定側電極４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄが連結され、これら固定側電極４０Ａ〜４０Ｄに対応する位置に回動側電極５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄが可動部材１０に連結されて設けられている。
【００２１】
また、この駆動素子は、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に静電駆動用の電圧を印加するための駆動用電源６０と、この駆動用電源６０の駆動制御を行う制御部７０と、可動部材１０に対して初期駆動力（起動力）を与えるための起動用電極８０と、この起動用電極８０と可動部材１０との間に接続された起動用電源９０とを備えている。
【００２２】
可動部材１０は、具体的には反射ミラーであり、例えば映像信号に応じて軸（支持部２０）を中心に回動変位することにより光の反射方向を変更する。ここで、「回動」とは、中立位置から一方向に回転して所定角度に達したのち逆方向に回転し中立位置に復帰し更に所定角度に達するまで回転する場合をいい、中立位置から一方向に所定角度だけ回転したのち逆方向に回転し中立位置に復帰するに止まる場合も含まれる。回転を開始する位置は必ずしも中立位置には限られない。反射信号の用い方としては、例えば、可動部材１０が中立状態から一方の方向に一定角度傾斜したときの反射信号が有効（すなわち、オン状態）、逆方向に一定角度傾斜したときの反射信号が無効（すなわち、オフ状態）とされるようにしてもよいし、反射信号を常に有効としてラスター走査などを行うようにしてもよい。
【００２３】
この可動部材１０は、例えばシリコンからなる保持基板の表面に、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）などからなる酸化層およびシリコンなどよりなる半導体膜を順に積層した所謂ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を加工、すなわちＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を選択的に除去したあとの半導体膜により構成されており、この半導体膜の平坦面が反射ミラーとして利用される。このようにＳＯＩ基板を用いると、内部応力が零の半導体膜が得られ、これにより可動部材１０に残留応力による歪みなどが生じるようなことがなくなり、反射ミラーの平坦性を高めることができる。
【００２４】
可動部材１０はその厚みが例えば２０μｍである。また、可動部材１０の長辺の長さＤ１は１０００μｍ以上（半長が５００μｍ以上）、短辺の長さＤ２は８００μｍ以上であることが好ましい。例えば、レーザ光の径を発光位置から３００ｍｍ程度離れたところで３００μｍ程度になるように絞り込みたい場合、回折限界の関係で発光位置では１．２２ｍｍ以上の大きさが必要であり、可動部材１０も同等の大きさが必要になるからである。レーザ光の径を更に絞りたい場合には、可動部材１０をより大きくする必要がある。更に、アライメント精度や、可動部材１０が回動して傾いた場合に光が入射可能な範囲などを考慮すると、可動部材１０には上述したような寸法が必要となる。
【００２５】
可動部材１０の光の入射面となる平坦面には反射率を高めるために、例えばアルミニウム（Ａｌ）や金（Ａｕ）などの金属材料によりなる反射膜１００が設けられている。この反射膜１００の厚みは、例えばアルミニウムの場合４０ｎｍ程度であれば十分な反射率が得られる。
【００２６】
支持部２０は可動部材１０の回動中心の軸となる捩り梁であり、可動部材１０を左右にそれぞれ一定の角度だけ回動可能に支持するものである。この支持部２０は、可動部材１０と同様に同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を選択的に除去した半導体膜により構成されている。このようにＳＯＩ基板の半導体膜により支持部２０を構成すれば、その半導体膜には分子レベルでの格子欠陥がないので、捩れても亀裂などが成長することはなく、よって支持部２０として壊れにくく強度の高いものを得ることができる。
【００２７】
外枠部３０も、可動部材１０と共に同一のＳＯＩ基板から形成されたものであり、ＳＯＩ基板に必要に応じて他の膜を形成した構造を有している。なお、この外枠部３０は、必ずしも可動部材１０を取り囲むように設けられている必要はなく、少なくとも支持部２０の固定位置に設けられていればよい。
【００２８】
固定側電極４０Ａ〜４０Ｄは、外枠部３０に連結して形成されると共にそれぞれ複数の櫛歯４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄを有している。これら櫛歯４１Ａ〜４１Ｄはそれぞれ支持部２０の長手方向に対して垂直になるように配置されている。固定側電極４０Ａ〜４０Ｄは、可動部材１０と同様に同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を選択的に除去したのちの半導体膜の平坦面に形成されている。なお、半導体膜の固定側電極４０Ａ〜４０Ｄを構成する部分にはｐ型不純物が添加されている。
【００２９】
これに対して、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄは、２個の支持部２０の各々の両側に、可動部材１０側に連結して形成されたものであり、それぞれ複数の櫛歯５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃ，５１Ｄを有している。これら櫛歯５１Ａ〜５１Ｄが固定側電極４０Ａ〜４０Ｄ側の櫛歯４１Ａ〜４１Ｄと噛み合っている。櫛歯５１Ａ〜５１Ｄもそれぞれ支持部２０の長手方向に対して垂直になるように配置されている。回動側電極５０Ａ〜５０Ｄも、可動部材１０と同様に、同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を除去したあとの半導体膜の平坦面に形成されている。なお、半導体膜の回動側電極５０Ａ〜５０Ｄを構成する部分にはｐ型不純物が添加されている。
【００３０】
本実施の形態では、これら回動側電極５０Ａ〜５０Ｄは、中立位置において固定側電極４０Ａ〜４０Ｄと同じ平面内にあり、両者の間には段差は生じていない。これにより、この駆動素子では、支持部２０の両側において同時に、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に静電駆動用の電圧を印加できるようになっている。
【００３１】
回動側電極５０Ａ〜５０Ｄ同士は全て互いに電気的に短絡され、同じく固定側電極４０Ａ〜４０Ｄ同士もすべて互いに電気的に短絡されており、駆動用電源６０は、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間の全体にわたって均一な電位差を付与することができるようになっている。なお、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとを電気的に分離するため、外枠部３０には、支持部２０が固定された部分を囲むように、ＳＯＩ基板の酸化層まで達する溝３１が設けられている。
【００３２】
駆動用電源６０は、可動部材１０の高速駆動のために、交流的に電位差を生じさせるものであり、波形としては、矩形でもパルス状のものでもよい。この駆動用電源６０の周波数は、可動部材１０の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍（１／２等）の周波数とすることが好ましい。可動部材１０が有する共振特性を効果的に利用して傾斜角度をより大きくすることができるからである。可動部材１０の共振周波数（共振点）は、可動部材１０および支持部２０により機械的に決定されるものである。なお、この駆動用電源６０および以下の制御部７０を含めて本発明の駆動手段の一具体例が構成されている。
【００３３】
制御部７０は駆動用電源６０のオン／オフ制御を行うものであり、本実施の形態では、可動部材１０が中立状態のときには駆動用電源６０をオフの状態とし、後述の起動手段（起動用電源９０等）により可動部材１０が支持部２０を軸として回動し一定角度傾斜することにより回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に垂直な方向に間隙が生じた時点で駆動用電源６０をオンとし、両電極間に交流的な電位差を生じさせるようになっている。これにより、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとが引き合う方向に回動トルクＴを生じさせ、可動部材１０を回動駆動させることができる。
【００３４】
制御部７０は、また、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間の静電容量に基づいて可動部材１０の回動角度を検知し、これにより可動部材１０に投入される光信号とのタイミングをとることができるようになっている。そのため駆動用電源６０を含む回路の一部に抵抗Ｒが介挿されている。この抵抗Ｒでの電圧降下を観察すると回路を通る電流ｉが分かる。回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間にかかる電圧Ｖは、電圧計で測定することができる。すなわち、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとで可変容量コンデンサを構成しており、その等価回路は図３のように表すことができる。
【００３５】
ここで、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間の可変容量コンデンサにおけるインピーダンスＺは、数１および数２で表される。これより、静電容量Ｃは数３により与えられる。このようにして、リアルタイムで静電容量Ｃを検知することができる。この静電容量Ｃは可動部材１０の回動角度に依存して変化するので、静電容量Ｃに基づいて可動部材１０の回動角度を検知することができる。
【００３６】
【数１】
2006296138.tif 000003
【数２】
2006296138.tif 000004
（ωは加えた電圧の角周波数を表す。）
【数３】
2006296138.tif 000005
【００３７】
制御部７０は、また、このようにして検知した回動角度の変化状態に基づいて、駆動用電源６０をオンするタイミングを調整するものであり、ここでは可動部材１０が中立状態から一定角度回動して傾斜したのち、回動角度が小さくなる状態（すなわち、中立状態へ復帰しようとしている段階）で、駆動用電源６０をオンとすることが好ましい。駆動用電源６０により回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に発生する静電力は引力のみだからである。よって、最も好ましいタイミングは、可動部材１０の回動角度が極大値に達したのち中立状態に復帰し始めるときである。
【００３８】
可動部材１０の初期の駆動は、制御部７０の制御の下、起動用電源９０（直流電源）により行うようになっている。すなわち、起動用電極８０は、可動部材１０との間に段差（間隙）を有しており、起動用電源９０をオンとして起動用電極８０と可動部材１０との間に電位差を与えると静電力が発生し、中立状態の可動部材１０に対して駆動トルクＴを与え、強制的に起動させる。この起動用電極８０は、外枠部３０の上に例えば窒化ケイ素（ＳｉＮx 、例えばＳｉ3 Ｎ4 ）よりなる絶縁膜８１を間にして設けられている。この起動用電極８０は、可動部材１０の支持部２０が取り付けられていない側の短辺に沿って設けられ、例えば厚みが１０μｍ程度であり、アルミニウムあるいは金、またはポリシリコンにより構成されている。なお、起動用電極８０は可動部材１０の両側に配置され、各々に対応して起動用電源９０が設けられているが、２つの起動用電極８０は電気的には分離されている。起動用電極８０および起動用電源９０は可動部材１０の片側のみに設けられていてもよい。なお、この起動用電源９０および制御部７０を含めて本発明の起動手段の一具体例が構成されている。
【００３９】
この駆動素子は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００４０】
図４はこの駆動素子の製造方法の流れを表すものであり、図５ないし図７はその工程を順に表すものである。なお、図５ないし図７では、図１におけるＶＩＩＤ−ＶＩＩＤ線に沿った断面を表している。
【００４１】
まず、図５（Ａ）に示したようにＳＯＩ基板１１０を用意する。このＳＯＩ基板１１０は、シリコンよりなる保持基板１１１の表面に、厚みが例えば１μｍの二酸化ケイ素よりなる酸化層１１２および厚みが例えば２０μｍのシリコンよりなる半導体膜１１３が順に積層された構造を有するものである。ここで、半導体膜１１３の体積抵抗値は、なるべく低いことが好ましく、例えばアンチモン（Ｓｂ）が添加されていることが好ましい。
【００４２】
次に、図５（Ｂ）に示したように、このＳＯＩ基板１１０の両面に窒化ケイ素よりなる絶縁膜８１を形成し、例えばフォトリソグラフィ技術により、半導体膜１１３側の絶縁膜８１を、可動部材１０，支持部２０，外枠部３０，固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび回動側電極５０Ａ〜５０Ｄの形成予定領域（以下、「可動部材１０等の形成予定領域」という。）を残して選択的に除去する一方、保持基板１１１側の絶縁膜８１のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去する（ステップＳ１０１）。ここでは、例えば、保持基板１１１側の絶縁膜８１を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。
【００４３】
続いて、図５（Ｃ）に示したように、半導体膜１１３および絶縁膜８１の上に、起動用電極８０を形成するためのアルミニウム膜１２０を形成する。そののち、図５（Ｄ）に示したように、例えばフォトリソグラフィ技術により、アルミニウム膜１２０をパターニングして起動用電極８０を形成する（ステップＳ１０２）。
【００４４】
起動用電極８０を形成したのち、図６（Ａ）に示したように、半導体膜１１３側の絶縁膜８１をマスクとして、例えばディープＲＩＥ（Reactive Ion Etching) 法により、半導体膜１１３を、可動部材１０等の形成予定領域を残して選択的に除去する（ステップＳ１０３）。
【００４５】
半導体膜１１３を選択的に除去したのち、図６（Ｂ）に示したように、ＳＯＩ基板１１０の表面をフォトレジストよりなる保護膜１３０で覆う。続いて、図６（Ｃ）に示したように、例えばダイシングによりＳＯＩ基板１１０を切断し、ＳＯＩ基板１１０に設けられている複数の可動部材形成予定領域１０Ａを個々に切り離す（ステップＳ１０４）。
【００４６】
複数の可動部材形成予定領域１０Ａを個々に切り離したのち、図７（Ａ）に示したように、保持基板１１１側の絶縁膜８１をマスクとし、エッチング液としてＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）を用いた異方性エッチングにより、保持基板１１１のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去する（ステップＳ１０５）。ここでは、例えば、保持基板１１１を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。
【００４７】
保持基板１１１を除去したのち、図７（Ｂ）に示したように、フォトレジストよりなる保護膜１３０を除去する。続いて、図７（Ｃ）に示したように、エッチング液としてＢＨＦ（Buffered Hydrogen Fluoride；緩衝化したフッ化水素）を用いたウェットエッチングにより、酸化層１１２のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去し、可動部材１０，支持部２０，外枠部３０，固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび回動側電極５０Ａ〜５０Ｄを形成する（ステップＳ１０６）。ここでは、例えば、酸化層１１２を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。また、その際、絶縁膜８１は、起動用電極８０と外枠部３０との間に挟まれた部分だけを残して除去される。エッチング終了後、洗浄によりフッ酸を除去し、例えば二酸化炭素（ＣＯ2 ）雰囲気中において加圧することにより臨界乾燥を行う。
【００４８】
酸化層１１２および絶縁膜８１を除去したのち、図７（Ｄ）に示したように、可動部材１０に反射膜１００を形成する（ステップＳ１０７）。その際、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間で電気的な短絡が発生するのを防ぐため、メタルマスクなどを用いて可動部材１０のみに反射膜１００を形成するようにすることが好ましい。また、反射膜１００を形成するのと同時に、電極パッド（図示せず）なども必要に応じて形成するようにしてもよい。以上により、図１および図２に示した駆動素子が完成する。
【００４９】
次に、この駆動素子の作用の一例について説明する。
【００５０】
静止状態では、可動部材１０は、図１および図２に示したように水平状態である。よって、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄは中立位置にあり、固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとは段差のない同一平面内にある。この状態で、仮に回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に直流の電位差を与えても、静電力による回動トルクは発生せず、可動部材１０は静止したままである。
【００５１】
図８〜図１３は、この駆動素子の動作を説明するためのものである。なお、ここでは、制御部７０による制御状態をわかりやすくするため、駆動用電源６０を、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄの各々と固定側電極４０Ａ〜４０Ｄの各々との間に接続された直流電源および開閉スイッチとして表し、起動用電源９０を起動用電極８０の各々と可動部材１０との間に接続された直流電源および開閉スイッチとして表している。
【００５２】
まず、制御部７０は、図８および図９に示したように、一方の起動用電源９０をオンすることにより、片側の起動用電極８０と可動部材１０との間に電位差を与え、生じた静電力により可動部材１０をわずかに回動させる。可動部材１０に傾きが生ずると、起動用電源９０をオフすることにより起動用電極８０と可動部材１０との間の電位差をなくす。これにより可動部材１０は傾斜位置から解放され、その固有の共振周波数で微妙な自励振動を始める。このようにして、可動部材１０を強制的に起動させる。
【００５３】
次いで、制御部７０は、可動部材１０の自励振動に合わせて駆動用電源６０をオンとすることにより、可動部材１０の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の駆動周波数で、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に所定の電位差を与える。この結果、静電力による回動トルクが発生し、可動部材１０の自励振動が増長され、回動角度が大きくなっていく。
【００５４】
その際、制御部７０は、図１および図３を参照して説明したように、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間の静電容量に基づいて可動部材１０の回動角度を検知する。
【００５５】
そして、このように検知した回動角度の変化状態に基づいて、制御部７０は、駆動用電源６０のオン／オフの切り換えを選択する。すなわち、図１０および図１１に示したように、可動部材１０が中立状態に復帰しようとして回動角度が小さくなるタイミングで駆動用電源６０をオンとし、静電力Ｓを発生させる。一方、図１２および図１３に示したように、可動部材１０が中立位置を通り越し、回動角度が大きくなる段階では、駆動用電源６０はオフとする。これにより可動部材１０の回動角度を効果的に大きくすることができる。従って、可動部材１０の回動角度が極大値に達したのち中立状態に復帰し始めるタイミングで駆動用電源６０をオン状態にすることが最も望ましい。
【００５６】
なお、この可動部材１０の検知角度に基づいて、光源（図示せず）から可動部材１０に入射させる光信号の投入タイミングを調整することもできる。
【００５７】
このように本実施の形態では、中立位置の回動側電極５０Ａ〜５０Ｄが固定側電極４０Ａ〜４０Ｄと段差のない同一平面上にあるようにしたので、可動部材１０の回転軸となる支持部２０の両側において、同時に、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に電圧を印加することができる。よって、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとが水平方向に引き合う力を相殺して水平方向の無駄な動きを排除し、効率よく均整のとれた動きが可能となる。また、大きな回動トルクを得ることができ、可動部材１０の振幅を大きくすることができる。
【００５８】
更に、中立位置では回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に段差がないので、可動部材１０の回動角度が大きくなるほど両者の間の間隙も広くなることになる。よって、従来のような回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの中立位置での段差を考慮する必要がなくなり、両者の間の静電容量を調べることにより可動部材１０の回動角度を容易に検知することができる。
【００５９】
加えて、回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとを同一工程で作製することができるようになり、従来構造の垂直櫛歯型のものに比べて製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００６０】
特に、駆動用電源６０が、可動部材１０の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の駆動周波数の電圧を発生するものとしたことにより、可動部材１０の回動角度をより大きくすることができる。
【００６１】
なお、上記実施の形態では、固定側電極４０Ａ〜４０Ｄの櫛歯４１Ａ〜４１Ｄおよび回動側電極５０Ａ〜５０Ｄの櫛歯５１Ａ〜５１Ｄが、支持部２０の長手方向に対して垂直に配置されている例について説明したが、図１４に示したように、櫛歯４１Ａ〜４１Ｄおよび櫛歯５１Ａ〜５１Ｄを支持部２０の長手方向に平行に配置するようにしてもよい。この構成では、支持部２０近傍の櫛歯４１Ａ〜４１Ｄ，５１Ａ〜５１Ｄは、可動部材１０の回動角度が大きくなってもその間隔があまり離れないので、その部分の静電引力を有効に利用することができる。
【００６２】
〔第２の実施の形態〕
図１５は本発明の第２の実施の形態に係る駆動素子の全体構成を表すものである。この駆動素子は、第１の実施の形態の起動用電極８０を設けることなく、その機能を駆動用電源６０に持たせたことを除いては、第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、対応する構成要素には同一の符号を付して、以下説明する。
【００６３】
本実施の形態においては、制御部７０は、中立状態にある可動部材１０の起動を駆動用電源６０による交流的電圧によって行い、可動部材１０を自励的に起動させる。これにより、この駆動素子では、起動用電極８０が不要となり、より簡単な構成で、容易に製造することができるようになっている。
【００６４】
この駆動素子は、例えば次のようにして製造することができる。
【００６５】
図１６はこの駆動素子の製造方法の流れを表すものであり、図１７および図１８はその工程を順に表すものである。なお、第１の実施の形態と製造工程が重複する部分については、図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して説明する。
【００６６】
まず、図５（Ａ）に示した工程により、第１の実施の形態と同様にして、保持基板１１１の表面に酸化層１１２および半導体膜１１３が順に積層されたＳＯＩ基板１１０を用意する。
【００６７】
次いで、図５（Ｂ）に示した工程により、第１の実施の形態と同様にして、このＳＯＩ基板１１０の両面に絶縁膜８１を形成し、半導体膜１１３側の絶縁膜８１を、可動部材１０等の形成予定領域を残して選択的に除去する一方、保持基板１１１側の絶縁膜８１のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去する（ステップＳ１０１）。ここでは、例えば、保持基板１１１側の絶縁膜８１を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。
【００６８】
続いて、図１７（Ａ）に示したように、半導体膜１１３側の絶縁膜８１をマスクとして、例えばディープＲＩＥ法により、半導体膜１１３を、可動部材１０等の形成予定領域を残して選択的に除去する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
そののち、図１７（Ｂ）に示したように、ＳＯＩ基板１１０の表面をフォトレジストよりなる保護膜１３０で覆う。続いて、図１７（Ｃ）に示したように、例えばダイシングにより、ＳＯＩ基板１１０に設けられている複数の可動部材形成予定領域１０Ａを個々に切り離す（ステップＳ１０４）。
【００７０】
複数の可動部材形成予定領域１０Ａを個々に切り離したのち、図１８（Ａ）に示したように、保持基板１１１側の絶縁膜８１をマスクとし、エッチング液としてＴＭＡＨを用いた異方性エッチングにより、保持基板１１１のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去する（ステップＳ１０５）。ここでは、例えば、保持基板１１１を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。
【００７１】
保持基板１１１を除去したのち、図１８（Ｂ）に示したように、フォトレジストよりなる保護膜１３０を除去する。続いて、図１８（Ｃ）に示したように、エッチング液としてＢＨＦを用いたウェットエッチングにより、酸化層１１２のうち少なくとも可動部材形成予定領域１０Ａを選択的に除去し、可動部材１０，支持部２０，外枠部３０，固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび回動側電極５０Ａ〜５０Ｄを形成する（ステップＳ１０６）。ここでは、例えば、酸化層１１２を、外枠部３０の形成予定領域を残して選択的に除去する。また、その際、絶縁膜８１も除去される。エッチング終了後、第１の実施の形態と同様にして臨界乾燥を行う。
【００７２】
酸化層１１２および絶縁膜８１を除去したのち、図１８（Ｄ）に示したように、第１の実施の形態と同様にして、可動部材１０に反射膜１００を形成する（ステップＳ１０７）。以上により、図１５に示した駆動素子が完成する。
【００７３】
この駆動素子では、可動部材１０が静止状態の段階において、駆動用電源６０がオンする。これにより可動部材１０の共振周波数またはその倍数もしくは分数倍の駆動周波数を有する電圧が回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に印加され、この高周波電圧によって可動部材１０が自励的に振動し始める。
【００７４】
自励振動が開始されると、この可動部材１０は、その振動が増長され、回動角度が大きくなっていく。これ以降の制御部７０による制御は、第１の実施の形態と同様である。
【００７５】
このように本実施の形態では、駆動用電源６０に第１の実施の形態の起動用電源９０の機能を持たせるようにしたので、簡素な構成で、可動部材１０の自励振動を発生させることができるという効果がある。
【００７６】
〔第３の実施の形態〕
図１９は本発明の第３の実施の形態に係る駆動素子の全体構成を表すものであり、図２０はその断面構成を表すものである。この駆動素子は、可動部材１０を支持部２０により外枠部３０に対して連結すると共に、外枠部３０を外枠支持部２２０により固定部２３０に連結したことを除いては、第１の実施の形態と同一の構成を有している。以下、対応する構成要素には同一の符号を付して説明する。
【００７７】
可動部材１０、支持部２０および反射膜１００は、第１の実施の形態と同様の構成を有している。
【００７８】
外枠部３０には第１固定側電極４０Ａ〜４０Ｄが連結され、各々に対応して第１回動側電極５０Ａ〜５０Ｄが設けられている。
【００７９】
外枠部３０は、本実施の形態では可動部材１０を取り囲むように設けられ、可動部材１０と同様に同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を選択的に除去した半導体膜により構成されている。
【００８０】
また、この駆動素子は、第１の実施の形態と同様に、第１回動側電極５０Ａ〜５０Ｄと第１固定側電極４０Ａ〜４０Ｄとの間に静電駆動用の電圧を印加する第１駆動用電源６０と、この第１駆動用電源６０を制御するための制御部７０と、可動部材１０の起動を開始させるための起動用電極８０と、この起動用電極８０と可動部材１０との間に接続された第１起動用電源９０とを有している。なお、図１９および図２０では、第１駆動用電源６０，制御部７０，起動用電極８０および第１起動用電源９０は省略している。
【００８１】
支持部２０に直交する方向に配置された外枠支持部２２０は、支持部２０と同様の捩じ梁であり、その一端において外枠部３０を可動部材１０の駆動方向に対して直交する方向に回動可能に支持する。外枠支持部２２０も、可動部材１０と共に同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を除去したのちの半導体膜により構成されている。
【００８２】
外枠支持部２２０の他端側は固定部２３０に固定されている。この固定部２３０は、可動部材１０と共に同一のＳＯＩ基板から形成され、必要に応じて他の膜が形成された構造を有している。なお、固定部２３０は、必ずしも外枠部３０全体を取り囲む必要はなく、少なくとも外枠支持部２２０の固定位置に設けられていればよい。
【００８３】
更に、この駆動素子は、外枠部３０を駆動するための外枠駆動部２００を備えている。これにより、この駆動素子では、可動部材１０を二次元方向に変位させることができるようになっている。
【００８４】
この外枠駆動部２００は、第２固定側電極２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄと、第２回動側電極２５０Ａ，２５０Ｂ，２５０Ｃ，２５０Ｄとを有するものである。なお、外枠駆動部２００による外枠部３０の駆動速度は、可動部材１０の駆動速度よりも低速であってもよい。
【００８５】
第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄは、固定部２３０に連結すると共にそれぞれ複数の櫛歯２４１Ａ，２４１Ｂ，２４１Ｃ，２４１Ｄを有している。これら第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄは、可動部材１０と共に同一のＳＯＩ基板から保持基板および酸化層を除去したのちの半導体膜の平坦面に形成されている。
【００８６】
第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄは、２個の外枠支持部２２０の各々の両側に、第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄの各々に対応して配置されている。これら第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄはそれぞれ外枠部３０に連結すると共に、櫛歯２４１Ａ〜２４１Ｄに対応して複数の櫛歯２５１Ａ〜２５１Ｄを有している。第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄも第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄと同様の構造を有している。
【００８７】
第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄについても、中立位置において第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄと同一平面内にあり、両者の間には段差がないことは第１の実施の形態と同様である。これにより、第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄおよび第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄと、第１固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび第１回動側電極５０Ａ〜５０Ｄとを同一工程で作製可能であり、従来の垂直櫛歯型のものに比べて製造工程を大幅に簡素化することができる。
【００８８】
更に、この駆動素子は、図示しないが、第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄと第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄとの間に高周波電圧を印加する第２駆動用電源と、外枠部３０の初期駆動を促すための起動用電極と、この起動用電極と外枠部３０との間に起動用の塵電圧を印加するための第２起動用電源とを有している。これら第２駆動用電源および第２起動用電源は、第１駆動用電源および第１起動用電源と同様に、制御部７０を通じてオン／オフが制御されるようになっている。その基本的な原理は第１の実施の形態で説明したと同じであるので、説明は省略する。
【００８９】
この駆動素子は、第１固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび第１回動側電極５０Ａ〜５０Ｄを作製するのと同一工程で、外枠支持部２２０、外枠部３０、第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄおよび第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄを形成することを除いては、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。
【００９０】
本実施の形態では、第１固定側電極４０Ａ〜４０Ｄおよび第１回動側電極５０Ａ〜５０Ｄにより可動部材１０が一方向に回動変位すると共に、第２固定側電極２４０Ａ〜２４０Ｄおよび第２回動側電極２５０Ａ〜２５０Ｄにより、外枠部３０が可動部材１０の回動方向とは直交する方向に変位する。これにより、可動部材１０が二次元方向に変位する。
【００９１】
このように本実施の形態では、外枠部３０に連結した外枠支持部２２０を捩り梁とし、これを軸として可動部材１０と共に外枠部３０を回動変位させるようにしたので、可動部材１０を二次元方向に変位させることが可能になる。
【００９２】
以下、本発明の駆動素子の具体的な適用例について説明する。
【００９３】
図２１は、本発明の駆動素子を用いた表示装置の一例を表すものである。この表示装置は、光源３１０からの光を光制御素子３２０により反射しスクリーン３３０上に映像Ｐとして投影するものである。光源３１０と光制御素子３２０との間には、光変調器３４０が設けられている。
【００９４】
光源３１０は、例えばレーザまたは発光ダイオードにより構成されていることが好ましい。レーザまたは発光ダイオードは、点光源に近く光密度が高いので、径の小さいビームにしやすいからである。
【００９５】
光制御素子３２０は、上記第３の実施の形態で説明した駆動素子により構成されている。これにより、この表示装置では、高速二次元駆動が可能であり、ＮＴＳＣやハイビジョン対応の映像を１本の光を走査して表示することができるようになっている。
【００９６】
光変調器３４０は、光源３１０からの光信号に映像信号を重畳するためのものである。
【００９７】
この表示装置では、光源３１０からの光は、光変調器３３０により映像信号が重畳されたのち、光制御素子３２０に投入され、ここで本発明の可動部材１０によりスクリーン３４０上を走査される。これにより、映像Ｐが表示される。
【００９８】
このように本実施の形態では、本発明の駆動素子を備えるようにしたので、高速二次元駆動が可能であり、ＮＴＳＣやハイビジョン対応の映像を１本の光を走査して表示することができる。
【００９９】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、駆動素子および表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、駆動素子および表示装置の構成は上記実施の形態に限られない。例えば、上記実施の形態では、可動部材１０の表面に反射膜１００を設ける場合について説明したが、反射膜１００は可動部材１０の裏面に設けるようにしてもよい。また、可動部材１０の形状は矩形状に限らず、その他任意の形状とすることができる。
【０１００】
また、例えば、第３の実施の形態は、第１の実施の形態の駆動素子だけでなく第２の実施の形態の駆動素子にも適用可能である。
【０１０１】
更に、例えば、第３の実施の形態において、第２駆動部２００には、電磁力または熱駆動などの静電力以外の駆動方法を用いてもよい。
【０１０２】
加えて、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。例えば、上記実施の形態においては、ＴＭＡＨの代わりに水酸化カリウム（ＫＯＨ），ヒドラジン，エチレンジアミン−ピロカテコール−水（ＥＰＷ）などを用いることも可能である。
【０１０３】
更にまた、例えば、上記実施の形態では可動部材１０として静電気力で駆動されるガルバノミラーを例として説明したが、ポリゴンミラー（回動型多面鏡）などの他のミラーでもよい。更に、本発明は、可動部材１０としてミラーに限らずジャイロなど高速変位を要する機器を駆動する場合に広く適用可能である。
【０１０４】
加えてまた、例えば、上記実施の形態では、本発明の駆動素子を映像表示やスキャナなどに適用できるとしたが、本発明は、例えば超小型バーコードリーダ，ビームスキャナ，レーザプリンタ，光スイッチ，プロジェクタ，レーザショウ用ビームスキャナ，ディスプレイ，二次元バーコードリーダ，距離センサ，レーザソナー，共焦点顕微鏡，レーザ顕微鏡，光造形プロトタイピング，レーザ加工機，ＰｔｏＰ（ピア・ツー・ピア）光通信，光通信などの他の電子機器にも広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る駆動素子の全体構成の一例を表す平面図である。
【図２】図１に示した駆動素子のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図１の等価回路を表す図である。
【図４】図１に示した駆動素子の製造方法の流れを表す図である。
【図５】図１に示した駆動素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】図５の工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図７】図６の工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図８】図１に示した駆動素子の起動方法を説明するための図である。
【図９】図１に示した駆動素子の起動方法を説明するための図である。
【図１０】図１に示した駆動素子の動作を説明するための図である。
【図１１】同じく駆動素子の動作を説明するための図である。
【図１２】同じく駆動素子の動作を説明するための図である。
【図１３】同じく駆動素子の動作を説明するための図である。
【図１４】図１に示した駆動素子の他の構成を表す平面図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る駆動素子の全体構成の一例を表す平面図である。
【図１６】図１５に示した駆動素子の製造方法の流れを表す図である。
【図１７】図１５に示した駆動素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１８】図１７の工程に続く工程を説明するための断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態に係る駆動素子の全体構成の一例を表す平面図である。
【図２０】図１９に示した駆動素子のＸＸ−ＸＸ線における断面図である。
【図２１】本発明の駆動素子を備えた表示装置の一例を表す斜視図である。
【図２２】従来の静電力方式の一例を表す斜視図である。
【図２３】従来の垂直櫛歯型の駆動素子の一例を表す平面図である。
【図２４】図２２に示した駆動素子のＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線における断面図である。
【図２５】従来の垂直櫛歯型の駆動素子の他の例を表す断面図である。
【図２６】回動側電極に角度をつけるための従来の方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…可動部材、２０…支持部、３０…外枠部、４０Ａ〜４０Ｄ…固定側電極，第１固定側電極、４１Ａ〜４１Ｄ，５１Ａ〜５１Ｄ，２４１Ａ〜２４１Ｄ，２５１Ａ〜２５１Ｄ…櫛歯、５０Ａ〜５０Ｄ…回動側電極，第１回動側電極、６０…駆動用電源、７０…制御部、８０…起動用電極、８１…絶縁膜、９０…起動用電源、１００…反射膜、１１０…ＳＯＩ基板、１１１…保持基板、１１２…酸化層、１１３…半導体膜、２００…外枠駆動部、２２０…外枠支持部、２３０…固定部、２４０Ａ〜２４０Ｄ…第２固定側電極、２５０Ａ〜２５０Ｄ…第２回動側電極、３１０…光源、３２０…光制御素子、３３０…スクリーン、３４０…光変調器
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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