(57)【要約】マイクロミラーユニットを、基板３上に、光を反射するマイクロミラー１と、このマイクロミラー１を支持するトーションバー２と、このトーションバー２を回動可能に支持するフレーム部８と、自己の変形によりフレーム部８を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部９とをそなえた構造とする。これにより、犠牲層４の厚さを厚くすることなくマイクロミラー１と基板３との間隔を広げて、ミラー振れ角を大きくすることができる。
2004001481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（３）上に、
光を反射するマイクロミラー（１）と、
該マイクロミラー（１）を支持するトーションバー（２）と、
該トーションバー（２）を回動可能に支持するフレーム部（８）と、
自己の変形により該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部（９，１０，１３）とをそなえたことを特徴とする、マイクロミラーユニット。
【請求項２】
該変形支持部が、自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（９）により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項３】
該変形支持部が、自己の膨張変形によって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（１３）により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項４】
該変形支持部が、
自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（９）と、
自己の膨張変形によって該跳板部材（９）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（１３）とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項５】
該フレーム部（８）及び該跳板部材（９）の少なくとも一方に、該フレーム部（８）を所定距離だけ該基板（３）から離隔させた位置で固定するための位置決め加工が施されていることを特徴とする、請求の範囲第２項又は第４項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項６】
該位置決め加工が、該フレーム部（８）に設けられた穴部（８１）と、該跳板部材（９）に設けられ該穴部（８１）と嵌合固定される突起部（９１）とで形成されていることを特徴とする、請求の範囲第５項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項７】
該変形支持部が、
一端が該基板から離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で該フレーム部（８）を支持しうるフレーム支持板（１０）と、
自己の収縮変形による反りによって生じる力を該フレーム支持板（１０）の中心よりも該一端に近い位置に作用させて該フレーム支持板８１０）の該他端を該基板から離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材（９）とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項に記載のマイクロミラーユニット。
【請求項８】
基板（３）上に、可塑性の樹脂層（９）と所定厚の犠牲層（４）とを形成する工程と、
該犠牲層４上に、光を反射するマイクロミラー（１）と、当該マイクロミラー（１）を支持するトーションバー（２）と、該トーションバー（２）を回動可能に支持するフレーム部（８）とを形成する工程と、
該犠牲層（４）を除去するとともに該樹脂層（９）を変形させて該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向に持ち上げて支持させる工程とを有することを特徴とする、マイクロミラーユニットの製造方法。
【請求項９】
複数の入力光ファイバ（２０Ａ）がアレイ状に接続され、該入力光ファイバ（２０Ａ）からの入力光をコリメートして出射する入力光学系（２１Ａ）と、
複数の出力光ファイバ（２０Ｂ）がアレイ状に接続されるとともに、該入力光学系（２１Ｂ）から出射される光を受光して該出力光ファイバ（２０Ｂ）へ出力する出力光学系（２１Ｂ）と、
該入力光学系（２１Ａ）と該出力光学系（２１Ｂ）との間の各光路（２５）を切り替えるための複数のマイクロミラーユニット（２２Ａ，２２Ｂ）とをそなえるとともに、
該マイクロミラーユニット（２２Ａ，２２Ｂ）が、それぞれ、
基板（３）上に、
該光を反射するマイクロミラー（１）と、
該マイクロミラー（１）を支持するトーションバー（２）と、
該トーションバー（２）を回動可能に支持するフレーム部（８）と、
自己の変形により該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部（９，１０，１３）とをそなえて構成されたことを特徴とする、マイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１０】
該変形支持部が、自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（９）により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１１】
該変形支持部が、自己の膨張変形によって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（１３）により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１２】
該変形支持部が、
自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（８）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（９）と、
自己の膨張変形によって該跳板部材（９）を該基板（３）から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（１３）とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１３】
該フレーム部（８）及び該跳板部材（９）の少なくとも一方に、該フレーム部（８）を所定距離だけ該基板（３）から離隔させた位置で固定するための位置決め加工が施されていることを特徴とする、請求の範囲第１０項又は第１２項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１４】
該位置決め加工が、該フレーム部（８）に設けられた穴部（８１）と、該跳板部材（９）に設けられ該穴部（８１）と嵌合固定される突起部（９１）とで形成されていることを特徴とする、請求の範囲第１３項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【請求項１５】
該変形支持部が、
一端が該基板（３）から離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で該フレーム部（８）を支持しうるフレーム支持板（１０）と、
自己の収縮変形による反りによって生じる力を該フレーム支持板（１０）の中心よりも該一端に近い位置に作用させて該フレーム支持板（１０）の該他端を該基板（３）から離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材（９）とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第９項に記載のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）によるマイクロミラー技術に関し、特に、波長（チャンネル）多重数の多い波長多重光信号の大規模チャンネル切り替え（クロスコネクト）に用いて好適な、マイクロミラーユニット及びその製造方法並びに該マイクロミラーユニットを用いた光スイッチに関する。
【背景技術】  近年、幹線系の光信号の高速化に伴い、光クロスコネクト装置等の光スイッチ機能においても１０Ｇｂｐｓ（ギガビット毎秒）を超える超高速の光信号を取り扱う必要が生じている。また、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）伝送技術における波長多重数の増加により、スイッチング規模も莫大なものとなりつつある。
このような背景の中、大規模光スイッチ用に、ＭＥＭＳによるマイクロティルトミラーアレイを用いた光スイッチの開発が進められている。例えば、論文「Ｄ．Ｔ．Ｎｅｉｌｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｆｕｌｌｙ  ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｅｄ  １１２×１１２  ｍｉｃｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｒｏｓｓｃｏｎｎｅｃｔ  ｗｉｔｈ  ３５．８Ｔ  ｂ／ｓ  ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ  ｃａｐａｃｉｔｙ，”Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＯＦＣ  ２０００），Ｐｏｓｔｄｅａｄｌｉｎｅ  ｐａｐｅｒ  ＰＤ−１２，Ｍａｒｃｈ  ２０００．」や、国際公開公報ＷＯ  ００／２０８９９等で提案されている光スイッチがある。なお、ＭＥＭＳによるマイクロティルトミラーに関しては、米国特許６，０４４，７０５号等により提案されている技術が知られている。
以下、ＭＥＭＳによるマイクロティルトミラーについて説明する。
図９ＡはＭＥＭＳによるマイクロティルトミラー（ユニット）を模式的に示す上面図、図９Ｂはこの図９ＡにおけるＡ矢視側面図で、これらの図９Ａ，図９Ｂに示すように、マイクロティルトミラーは、Ａ矢視側面においてコの字形状（壁部３１，３２）を有する下板基板（以下、単に「基板」という）３上に、マイクロミラー（以下、単に「ミラー」という）１と、このミラー１と一体成形されミラー１を支持するトーションバー２と、電極５とをそなえて構成され、トーションバー２が基板３の壁部３１，３２において回動可能に支持されている。
これにより、図９Ｂに示すように、ミラー１と基板３との間に壁部３１，３２の高さに応じた空間が設けられ、電極５に所定電流を与えることにより、ミラー１を電極５で発生する電磁力によってトーションバー２を軸として回動させることができる。なお、このような構造を有するマイクロティルトミラーは、例えば、（１）基板３上に電極５をエッチング等により形成した後、（２）その上から酸化シリコン（ＳｉＯ２）樹脂等による層（犠牲層）４を形成し、（３）さらにその上からミラー１及びトーションバー２をエッチング等によって形成して、（４）最終的に、犠牲層４を所定の除去剤を用いたウェットエッチング等によって除去することで作製される。
さて、かかるマイクロティルトミラーを用いて大規模な光スイッチを実現したい場合、切り替え対象のチャンネル数が多くなるほど、ミラー１の回動角（振れ角）が大きいものが要求される。ここで、ミラー１の振れ角を大きくするには、基板３からミラー１までの高さを高くすればよいが、図１０中に例示するように、ミラー１の基板３からの高さは、その製造工程において電極５とミラー１との間に形成される犠牲層４の厚さ７で決まるため、ミラー１の振れ角を大きくするには、犠牲層厚７を大きくする必要がある。
このため、従来においては、基板３からミラー１までの高さを稼ぐために犠牲層厚７を厚くしていたが、犠牲層厚７を厚くすると、図９Ａ及び図９Ｂ中に示すように、犠牲層４を除去する際に、ウェットエッチング等の除去方法では完全に除去できない部分（残留犠牲層）６が生じ、ミラー１と基板３及び電極５が固着した状態となる場合があった。かかる場合には、ミラー１が動作しないので、結局、犠牲層厚７を厚くすることはできず、ミラー振れ角の制限や、歩留まりの低下を招いていた。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、犠牲層厚を厚くすることなくミラー振れ角を大きくすることのできる、マイクロミラーユニット及びその製造方法並びに該マイクロミラーユニットを用いた光スイッチを提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記の目的を達成するために、本発明のマイクロミラーユニットは、基板上に、光を反射するマイクロミラーと、このマイクロミラーを支持するトーションバーと、このトーションバーを回動可能に支持するフレーム部と、自己の変形により前記フレーム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部とをそなえたことを特徴としている。
上述のごとく構成された本発明のマイクロミラーユニットでは、変形支持部が変形することにより、トーションバーを回動可能に支持するフレーム部が基板から離隔する方向へ持ち上げられて支持されるので、製造工程において犠牲層厚を厚くすることなく、マイクロミラーの振れ角を大きくとることができる。したがって、犠牲層厚を厚くすることによって犠牲層を除去しきれずにマイクロミラーユニットが動作不良となるケースを回避して歩留まりの低下を回避しつつ、必要なミラー振れ角を確保することができる。
なお、上述したマイクロミラーユニットは、次のような工程により製造することができる。
（１）基板上に、可塑性の樹脂層と所定厚の犠牲層とを形成する工程
（２）上記犠牲層上に、光を反射するマイクロミラーと、このマイクロミラーを支持するトーションバーと、このトーションバーを回動可能に支持するフレーム部とを形成する工程
（３）上記犠牲層を除去するとともに上記樹脂層を変形させてフレーム部を基板から離隔する方向に持ち上げて支持させる工程
ところで、上記の変形支持部は、自己の収縮変形による反りによって該フレーム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材により構成してもよいし、自己の膨張変形によってフレーム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材により構成してもよい。いずれの場合も、簡易な構造で上記フレーム部の持ち上げ支持を実現することができる。
また、上記跳板部材を用いる場合は、上記のフレーム部及び跳板部材の少なくとも一方に、フレーム部を所定距離だけ基板から離隔させた位置で固定するための位置決め加工を施してもよい。このようにすれば、フレーム部と基板との間隔を簡易に制御することができる。
ここで、かかる位置決め加工は、例えば、フレーム部に設けられた穴部と、上記の跳板部材に設けられ前記穴部と嵌合固定される突起部とで形成すれば、簡易な構造で上記間隔制御を実現できる。
なお、上記の変形支持部は、一端が基板から離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で上記フレーム部を支持しうるフレーム支持板と、自己の収縮変形による反りによって生じる力をこのフレーム支持板の中心よりも前記一端に近い位置に作用させてフレーム支持板の他端を基板から離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材とにより構成してもよい。このようにすれば、跳板部材の反りが小さい場合でも、上記フレーム支持板の回動によって上記フレーム板を大きく持ち上げることができる。
また、上記の変形支持部は、上記の跳板部材と膨張部材とを組み合わせて構成してもよい。このようにすれば、簡易な構造で上記フレーム部の持ち上げ幅をより大きくすることができる。
次に、本発明のマイクロミラーユニットを用いた光スイッチは、複数の入力光ファイバがアレイ状に接続され、前記入力光ファイバからの入力光をコリメートして出射する入力光学系と、複数の出力光ファイバがアレイ状に接続されるとともに、前記入力光学系から出射される光を受光して前記出力光ファイバへ出力する出力光学系と、これらの入力光学系と出力光学系との間の各光路を切り替えるための複数のマイクロミラーユニットとをそなえるとともに、これらのマイクロミラーユニットが、それぞれ、上述した構造を有することを特徴としている。
上述のごとく構成された本発明の光スイッチでは、前述したようにマイクロミラーユニットにおけるミラー振れ角を、犠牲層厚を厚くすることなく大きくとることができるので、歩留まりの低下を回避しつつ、光路切り替え幅を大きくとることができ、大規模な（多チャンネルの）光スイッチを低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】  図１Ａは本発明の第１実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。
図１Ｂは図１ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。
図１Ｃは図１ＡにおけるＢ矢視側面図である。
図２は第１実施形態に係る跳板の反りを説明するための模式図である。
図３は第１実施形態に係る跳板の反りの原理を説明するための模式図である。
図４Ａ〜図４Ｃは第１実施形態に係る跳板とフレームとの固定方法を説明するための模式図である。
図５Ａは本発明の第２実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。
図５Ｂは図５ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。
図５Ｃは図５ＡにおけるＢ矢視側面図である。
図６Ａ及び図６Ｂは第２実施形態に係るリフトアップ構造を説明するための模式図である。
図７Ａは本発明の第３実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。
図７Ｂは図７ＡにおけるＡ−Ａ断面図である。
図７Ｃは図７ＡにおけるＢ−Ｂ断面図である。
図８は本発明のマイクロティルトミラーを用いた光スイッチの構成を示す模式的斜視図である。
図９Ａは従来のマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。
図９Ｂは図９ＡにおけるＡ矢視側面図である。
図１０は従来のマイクロティルトミラーの課題を説明するための図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）マイクロミラーユニットの説明
（Ａ１）第１実施形態の説明
図１Ａは本発明の第１実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図１Ｂは図１ＡにおけるＡ−Ａ断面図、図１Ｃは図１ＡにおけるＢ矢視側面図で、これらの図１Ａ〜図１Ｃに示すように、本第１実施形態のマイクロティルトミラー（マイクロミラーユニット）は、その要部に着目すると、マイクロミラー１（以下、単に「ミラー１」と略記する），トーションバー２，下板基板３（以下、単に「基板３」と略記する），電極５，フレーム部８及び跳板９をそなえて構成されている。なお、４は最終的に除去される犠牲層を示し、除去されるまではミラー１，トーションバー２，電極５，フレーム部８及び跳板９を固定及び保護する機能を果たす。
ここで、ミラー１は、光を反射するものであり、トーションバー（ミラー保持棒）２は、ミラー１を支持し、ミラー１の回転軸として機能するものであり、基板３は、コの字形状〔壁部３１（図１Ｂ及び図１Ｃ参照）〕を有する基板で、マイクロティルトミラーの土台として機能するものであり、電極５は、ミラー１を静電力（電磁力）によりトーションバー２を回転軸にして回転させるためのものである。
なお、本例において、ミラー１は、一辺が２５０μｍ程度の正方形状を有しており、基板３は、一辺が５００μｍ程度の正方形状を有している。また、トーションバー２の直径は５〜１０μｍ程度である。ただし、これらの寸法はあくまでも例示であり、他の寸法としてもよい。また、ミラー１の形状は円形状にしてもよい（例えば図８の符号２２Ａ，２２Ｂ参照）。
さらに、フレーム部８（以下、単に「フレーム８」と略記する）は、トーションバー２を回動可能に支持するものであり、跳板（変形支持部；跳板部材）９は、本例では基板３上の４箇所（４隅）に設けられ、基板３の壁部３１上にその一端がそれぞれ固着されるとともに、犠牲層４が除去されると自己の収縮変形（反り）によってその他端でフレーム８を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持するものである。
なお、跳板９の寸法（図１Ｂに示す幅Ｗ，図１Ｃに示す長さＬ等）は、用いる材料やフレーム８を持ち上げて支持するのに必要な力等に基づき効率良く「反り」が得られる寸法に設定される。また、跳板９の幅Ｗは、フレーム８の幅と同じでもよいし、異なっていてもよい。
上述のごとく構成されたマイクロティルトミラーでは、図２に模式的に示すように、犠牲層４を除去すると跳板９が収縮変形して反ることによりその他端でフレーム８が基板３から離隔する方向へ持ち上げられる。これにより、犠牲層厚を厚くすることなく、ミラー１と基板３との距離を大きくしてミラー振れ角を大きくとることができる。したがって、残留犠牲層が生じることによる歩留まりの低下を回避しつつ、必要なミラー振れ角を有するマイクロティルトミラーを実現することができる。
ここで、跳板９の収縮変形（反り）は、跳板９に収縮力をもたせて結晶成長させることで実現できる。具体的には、例えば図３に模式的に示すように、まず、基板３上に酸化シリコン（ＳｉＯ２）樹脂等により犠牲層４を形成した後、その上から跳板９となるシリコン（Ｓｉ）樹脂を高温加熱して気化させた状態で吹き付けて気相成長させる（ａ）。これにより、跳板９となるシリコン樹脂層（可塑性の樹脂層）が熱膨張した状態で形成される（ｂ）。このとき、シリコン樹脂層９は、犠牲層４と基板３（壁部３１）とにそれぞれ固着した状態となっている。
そして、全体を室温まで冷却すると、上述のごとく熱膨張した状態で積層したシリコン樹脂層９に収縮力が働くので、ウェットエッチング等により犠牲層４を除去すると、シリコン樹脂層９が反り上がることになる（ｃ）。これにより、図２により上述したようにフレーム８が持ち上げられ、ミラー１の振れ角を大きくすることができるのである。なお、ミラー１，トーションバー２及びフレーム８は、犠牲層４の積層形成後に、その犠牲層４上に従来と同様の手法で形成される。
ここで、このように跳板９の反りを利用してフレーム８を持ち上げる場合、その持ち上げ高さの制御が問題となる。特に、本例では、跳板９が４箇所に設けられているので、それぞれの反りによって同じだけフレーム８を持ち上げる（リフトアップする）ようにする必要がある。そこで、フレーム８及び跳板９の少なくとも一方に、フレーム８を所定距離だけ基板３から離隔させた位置で固定するための位置決め加工を施す。
具体的には、例えば図４Ａ〜図４Ｃに模式的に示すように、跳板９の先端をコの字形状に成形し、その突起部９１と嵌合する穴部８１をフレーム８の所定位置に設ける構造とする。これにより、リフトアップ時に、跳板９の先端（突起部９１）がフレーム８の穴部８１に嵌合固定されるため、ミラー１の持ち上げ高さを簡易に制御することが可能となり、フレーム８を水平にリフトアップして固定することが可能となる。
なお、跳板９の先端に対する加工形状は、勿論、他の形状にしてもよい。例えば、コの字形状ではなく凸形状にしてもよい。この場合は、フレーム８には１つの跳板９に対して１つの穴部８１を設ければよいことになる。また、穴部８１を設けずに同様の高さ制御を行なうことも可能である。例えば、フレーム８の跳板９との接触面の所定位置に溝部を形成して、当該溝部で跳板９の先端が嵌合固定されるようにしてもよいし、フレーム８の跳板９との接触面の所定位置に凸部分を形成して、当該部分で跳板９がそれ以上反らないようにすること等が考えられる。
（Ａ２）第２実施形態の説明
図５Ａは本発明の第２実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図５Ｂは図５ＡにおけるＡ−Ａ断面図、図５Ｃは図５ＡにおけるＢ矢視側面図である。これらの図５Ａ〜図５Ｃに示すように、本第２実施形態のマイクロティルトミラーは、第１実施形態にて上述したものに比して、跳板９に対応してフレーム支持板１０，支持部１１及びヒンジ部１２をそれぞれそなえて構成されている点が異なる。なお、既述の符号と同一符号を付したものは、特に断らない限り、既述のものと同一もしくは同様のものを示す。
ここで、フレーム支持板１０は、それぞれ、跳板９と同等の形状を有しており、その一端に設けられた穴部（図示省略）にヒンジ部１２のリング状の止め具が貫通されることにより、支持部１１に対して基板３から離隔する方向へ回動可能に支持されている。また、支持部１１は、図５Ｂ及び図６Ａに示すように、それぞれ、跳板９の未固定の先端とフレーム支持板１０の未固定の他端とが互い違いに位置するよう、基板３において壁部３１に対向する位置に設けられている。
これにより、第１実施形態と同様に、犠牲層４を除去することにより跳板９に収縮力が働いて反りが生じると、跳板９の先端がフレーム支持板１０に接触して、その反り力がフレーム支持板１０の長さ方向の中心よりもヒンジ部１２に近い位置に伝達（作用）する。
その結果、図６Ｂに模式的に示すように、フレーム支持板１０の他端がヒンジ部１２を円弧中心として基板３から離隔する方向へ回動して、フレーム８が基板３から離隔する方向へ持ち上げられて支持される。つまり、本実施形態では、跳板９とフレーム支持板１０とで、自己の変形によりフレーム８を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部としての機能が実現されているのである。
なお、本例では、跳板９の反り力のフレーム支持板１０に対する作用点がヒンジ部１２に近い位置になっているので、跳板９の反り幅に対してフレーム支持板１０は大きく回動し、跳板９の反り幅以上にフレーム８を持ち上げることができる。したがって、跳板９の反り幅が小さいものしか得られない場合でも、フレーム８をその反り幅以上に持ち上げて必要なミラー振れ角を得ることが可能である。
また、跳板９及びフレーム支持板１０の長さ（図６Ａ及び図６Ｂの紙面左右方向の長さ）の関係は、互いに同じでもよいし異なっていてもよい。ただし、跳板９の長さを短くした方が、フレーム支持板１０の支持性は向上する。また、ヒンジ部１２によるフレーム支持板１０の接続構造は、上記と同等の機能を実現できるものであれば他の構造にすることもできる。さらに、フレーム８の持ち上げ高さの制御は、第１実施形態と同様の「位置決め加工」により実現できる。この場合、「位置決め加工」は、フレーム８，跳板９及びフレーム支持板１０のいずれに施してもよい。
（Ａ３）第３実施形態の説明
図７Ａは本発明の第３実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図７Ｂは図７ＡにおけるＡ−Ａ断面図、図７Ｃは図７ＡにおけるＢ−Ｂ断面図である。これらの図７Ａ〜図７Ｃに示すように、本第３実施形態のマイクロティルトミラーは、図１Ａ〜図１Ｃにより前述したものに比して、基板３上に膨張ブロック（膨張部材）１３が設けられ、この膨張ブロック１３に接して跳板９が設けられた構造になっている点が異なる。なお、以下においても、既述の符号と同一符号を付したものは、既述のものと同一もしくは同様のものを示す。
ここで、上記の膨張ブロック１３は、自己の膨張変形（例えば、熱膨張による変形）により跳板９を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持するものである。つまり、本実施形態では、跳板９と膨張ブロック１３とで、自己の変形によりフレーム８を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部としての機能が実現されているのである。なお、膨張ブロック１３には、樹脂系の膨張係数の大きい材料（例えば、ポリミイド等）が好適である。ただし、犠牲層４を除去した後に膨張させることが可能な材料であればどのような材料を適用してもよい。
このような構造により、本実施形態では、犠牲層４を除去した後、膨張ブロック１３が膨張するとともに跳板９が反ることにより、簡易な構造でフレーム８を基板３から離隔する方向へ大きく持ち上げて支持することができ、この場合も、犠牲層厚を厚くすることなく、必要なミラー振れ角を確保することができる。なお、跳板９の代わりに収縮力をもたせない通常の支持板を適用したり、膨張ブロック１３により、直接、フレーム８が持ち上げられる構造にすることもできる。いずれの場合も、簡易な構造で犠牲層厚を厚くすることなくミラー振れ角を大きくとることが可能である。
（Ｂ）光スイッチの説明
次に、以下では、上述したマイクロティルトミラーを用いた光スイッチについて説明する。
図８は上述したマイクロティルトミラーを用いた光スイッチの構成を示す模式的斜視図で、この図８に示す光スイッチは、Ｌ字形状（水平面部２４Ａ及び垂直面部２４Ｂ）を有する筐体２４上に、入力光学系２１Ａと出力光学系２１Ｂとを一体化した入出力一体型ファイバブロック２１が設けられるとともに、筐体２４の垂直面部２４Ｂ上の所定位置にコーナーミラー２３が設けられ、且つ、前記の水平面部２４Ａと垂直面部２４Ｂとが交差する部分にマイクロミラーアレイブロック２２が設けられた構造を有している。
ここで、入力光学系（入力コリメータ）２１Ａは、複数（ここでは１６本）の入力光ファイバ２０Ａがアレイ状に接続され各入力光ファイバ２０Ａからの入力光をコリメートして出射するものであり、出力光学系（出力コリメータ）２１Ｂは、複数（ここでは１６本）の出力光ファイバ２０Ｂがアレイ状に接続されるとともに入力光学系２１Ａから出射される光を受光して出力光ファイバ２０Ｂへ出力するものである。
そして、マイクロミラーアレイブロック２２には、入力コリメータ２１Ａに挿入される入力光ファイバ２０Ａの本数分の入力マイクロティルトミラー２２Ａ（図８中で白抜き丸印で示す）と、出力コリメータ２１Ｂに挿入される出力光ファイバ２０Ｂの本数分の出力マイクロティルトミラー２２Ｂ（図８中で網がけ丸印で示す）とがそれぞれ光ファイバ２０Ａ，２０Ｂの配列に応じてアレイ状に設けられており、入力コリメータ２１Ａから出射されるビーム光を入力マイクロティルトミラー２２Ａでコーナーミラー２３へ反射させ、当該コーナーミラー２３による反射光を出力マイクロティルトミラー２２Ｂでさらに出力コリメータ２１Ｂへ反射することで、例えば図８中に矢印２５で示すような光路を辿ってビーム光が空間を伝送されるようになっている。
したがって、各マイクロティルトミラー２２Ａ，２２Ｂのミラー振角を個々に制御することで、入力コリメータ２１Ａ（入力光ファイバ２０Ａ）と出力コリメータ２１Ｂ（出力光ファイバ２０Ｂ）との間の光路２５を任意に切り替えることができ、マイクロティルトミラー数に応じた規模（図８では１６チャンネル×１６チャンネル）の光クロスコネクトが可能な空間光スイッチが実現されることになる。
そして、上記の各マイクロティルトミラー２２Ａ，２２Ｂが、それぞれ、前述した跳板９等によるミラー１のリフトアップ構造を有している。このように、光スイッチに前述したリフトアップ構造をもったマイクロティルトミラーを適用することで、個々のマイクロティルトミラー２２Ａ，２２Ｂのミラー振れ角を、犠牲層厚を厚くすることなく大きくとることができるので、残留犠牲層が生じることによる歩留まりの低下を回避しつつ、光路切り替え幅を大きくとることができ、大規模な（多チャンネルの）光スイッチを低コストで実現することができる。
なお、上述した例では、入力コリメータ２１Ａと出力コリメータ２１Ｂとを一体化している（このように一体化すると光軸の調整を簡易且つ高精度に行なえる）が、別体として異なる位置（例えば、対向する位置等）に配置される場合もある。また、入力コリメータ２１Ａ及び出力コリメータ２１Ｂの構成は、既存のものでよい。また、上述した例では、リフトアップ構造を有するマイクロティルトミラーを光スイッチに適用した場合について説明したが、光スイッチ以外のデバイス（例えば、ディスプレイ等の表示装置）に適用することもできる。
そして、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】  以上のように、本発明は、犠牲層厚を厚くすることなく大きなミラー振れ角を得ることのできるマイクロミラーユニットを実現するので、マイクロミラーユニットの歩留まり低下を回避することができるとともに、大規模な光スイッチも容易に実現することができ、光伝送技術分野において極めて有用であると考えられる。
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【図２】
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【図３】
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【図８】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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