(57)【要約】【課題】低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる静電駆動可変ミラーを提供する。【解決手段】反射面３４ｓを有するミラー１２の裏面３０ｘに、電極２５を有する複数の可動部２４が、接続部２８を介して接続され、接続部２８においてミラー１２と可動部２４の間隔が保たれている。可動部２４は、支持部２６ａ，２６ｂを介して固定部２２に接続され、ミラー１２に対して接離する方向に移動可能に保持されている。電極２５に電圧を印加すると、ミラー１２が傾き、変形する。このとき、ミラー１２の変形に応じて可動部２４が接離方向に移動するので電極２５とミラー１２の間隔を常に小さく、よって静電駆動力を大きくすることができる。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面と前記反射面とは反対側の裏面とを有するミラーと、
前記ミラーの前記裏面との間に間隔を設けて前記裏面に対向し、前記裏面に対向する電極を有する可動部と、
前記可動部を、前記ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持する固定部と、
前記ミラーと前記可動部との間に配置され、前記ミラーと前記可動部との少なくとも一方に固定され、前記ミラーと前記可動部の間隔を保つ接続部と、
を備えたことを特徴とする、静電駆動可変ミラー。
【請求項２】
前記接続部が、前記ミラーと前記可動部との両方に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の静電駆動可変ミラー。
【請求項３】
前記接続部は、前記ミラーと前記可動部とのうち一方のみに固定され、
前記可動部と前記固定部とを接続し、前記可動部を前記ミラー側に付勢し、前記ミラーと前記可動部とのうち他方と前記接続部との接触を保持する支持部をさらに備えたことを特徴とする、請求項１に記載の静電駆動可変ミラー。
【請求項４】
前記固定部は、前記可動部との間に間隔を設けて前記可動部を収容し、
前記支持部は、前記可動部が前記ミラーに対して接離する前記方向に互いに間隔を設けて配置された第１及び第２の梁部を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の静電駆動可変ミラー。
【請求項５】
複数の前記可動部を備えたことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の静電駆動可変ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電駆動可変ミラーに関し、詳しくは、静電力で反射面の形状を変化させる静電駆動可変ミラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼底観察や天体観測などにおいて高精細な画像を得るために、波面補償ミラーが用いられている。波面補償ミラーは、反射面の形状を変形させることによって、入射光の持つ波面のずれを反射時に補正する。
【０００３】
例えば図１９の断面図に示す静電駆動可変ミラーは、反射膜１１５とは反対側に複数個の電極１１６ａ〜１１６ｅが配置され、電極１１６ａ〜１１６ｅに印加する電圧を電圧制御回路１２０によって制御することによって、反射膜１１５を変形させる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、撮影装置における像振れ補正を行うための手段として、例えば図２０の説明図に示す可変ミラー１１１が提案されている。この可変ミラー１１１は、反射部２０４を有する上部基板２０１が、下部基板２０１のピボット２６１によって一点で支持され、バネ２５１〜２５４を介して連結されている。上部基板２０１に形成された上部電極２０２と下部基板２０１に形成された複数の下部電極２２２〜２２５との間の電位差を調整し、上部電極２０３と下部電極２２２〜２２５との間の静電力によって上部基板２０１の傾斜方向と傾斜角を変えることができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２１５７９号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／１０９３５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
波面補償ミラーを、半導体微細加工技術によって微小な機械構造体を作製するＭＥＭＳで実現する場合、電磁，圧電，静電などの駆動方式のうち、特許文献１のような静電駆動方式を用いると、デバイス構造が比較的単純になる。
【０００７】
しかしながら、静電駆動方式では、駆動に用いる静電力が、電極間隔の二乗に反比例し、電極間に印加する駆動電圧の二乗に比例する。そのため、波面補償に大きな変形が必要となる場合には、ストロークを確保するために電極間隔が大きくなり、その結果、駆動電圧は、例えば１００Ｖ以上と高くなる。
【０００８】
特許文献２のようにミラーを一点で支持して静電駆動する場合、ミラーの傾きが変化するだけであり、アレイ化しただけではミラーに大変位を与えられない。また、電極面積を大きくして駆動力を大きくすると、ミラーを傾ける角度が小さくなりかえって変形量が小さくなる。
【０００９】
本発明は、かかる実情に鑑み、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる静電駆動可変ミラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した静電駆動可変ミラーを提供する。
【００１１】
静電駆動可変ミラーは、（ａ）反射面と前記反射面とは反対側の裏面とを有するミラーと、（ｂ）前記ミラーの前記裏面との間に間隔を設けて前記裏面に対向し、前記裏面に対向する電極を有する可動部と、（ｃ）前記可動部を、前記ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持する固定部と、（ｄ）前記ミラーと前記可動部との間に配置され、前記ミラーと前記可動部との少なくとも一方に固定され、前記ミラーと前記可動部の間隔を保つ接続部と、を備えている。
【００１２】
上記構成において、可動部の電極に電圧を印加すると、可動部とミラーの間に静電力が作用する。このとき、接続部においてミラーと可動部の間隔が保たれているため、静電力によってミラーが可動部に対して傾き、ミラーが変形する。可動部は、ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持されている。そのため、可動部は、ミラーの変形に伴い、ミラーに対して接離する方向に移動する。なお、接続部は、ミラーと可動部とのいずれか一方又は両方と一体に形成されても構わないし、弾性変形しても構わない。
【００１３】
上記構成によれば、接続部によって、電極とミラーとの間隔は所定範囲内に保たれる。そのため、電極に印加する電圧を低くしてもミラーが変形するように構成できる。ミラーが変形したときに可動部が移動可能であるため、ミラーの移動が接続部で制限されずにミラーと電極との間隔に制約されることなく、ミラーの変形量を大きくすることができる。したがって、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。
【００１４】
好ましい一態様において、前記接続部が、前記ミラーと前記可動部との両方に固定されている。
【００１５】
好ましい他の態様において、前記接続部は、前記ミラーと前記可動部とのうち一方のみに固定される。前記可動部と前記固定部とを接続し、前記可動部を前記ミラー側に付勢し、前記ミラーと前記可動部とのうち他方と前記接続部との接触を保持する支持部をさらに備える。
【００１６】
好ましくは、前記固定部は、前記可動部との間に間隔を設けて前記可動部を収容する前記支持部は、前記可動部が前記ミラーに対して接離する前記方向に互いに間隔を設けて配置された第１及び第２の梁部を含む。
【００１７】
この場合、第１及び第２の梁部によって、可動部がミラーに対して接離する方向に対する可動部の傾きを抑制することができる。また、ＭＥＭＳ構造の静電駆動可変ミラーを容易に作製することができる。
【００１８】
好ましくは、複数の前記可動部を備える。
【００１９】
この場合、任意の電圧を分割された可動部上の電極に印加することで隣接する可動部によるミラーの変形を拘束することなく大きく変形し、その時も可動部がミラーと狭い間隔を維持することができるのでミラーの複雑な変形が低い電圧で可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。（第１のタイプ）
【図２】静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。（第１のタイプの変形例１）
【図３】静電駆動可変ミラーの基本構成を示す説明図である。（第１のタイプの変形例２）
【図４】静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。（第２のタイプ）
【図５】静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。（第３のタイプ）
【図６】静電駆動可変ミラーをアレイ化した場合の説明図である。（第３のタイプ）
【図７】静電駆動可変ミラーの平面図である。（実施例１）
【図８】下部基板の要部拡大平面図である。（実施例１）
【図９】上部基板の製造プロセスを示す断面図である。（実施例１）
【図１０】下部基板の製造プロセスを示す断面図である。（実施例１）
【図１１】下部基板の製造プロセスを示す断面図である。（実施例１）
【図１２】静電駆動可変ミラーの（ａ）分解断面図、（ｂ）組立断面図である。（実施例１）
【図１３】シミュレーションモデルのイメージ図である。（実施例１）
【図１４】シミュレーションモデルのイメージ図である。（実施例１）
【図１５】アクチュエータのイメージ図である。（実施例１）
【図１６】シミュレーション結果を示すイメージ図である。（実施例１）
【図１７】シミュレーション結果を示すイメージ図である。（実施例１）
【図１８】シミュレーション結果を示すグラフである。（実施例１）
【図１９】静電駆動可変ミラーの構成を示す断面図である。（従来例１）
【図２０】可変ミラーの構成を示す説明図である。（従来例２）
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
まず、本発明の静電駆動可変ミラーの基本的な構成について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２４】
＜第１のタイプ＞  図１（ａ）及び（ｂ）は、第１のタイプの静電駆動可変ミラー１０ａの基本的な構成を示す説明図である。図１（ａ）は分解状態を示し、図１（ｂ）は組立状態を示す。図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、ミラー１２は反射面１２ａと、反射面１２ａとは反対側の裏面１２ｂとを有し、ミラー１２の裏面１２ｂに可動部２４が対向するように配置されている。ミラー１２の周囲は枠部３６で拘束されている場合を例示しているが、ミラー１２の周囲を拘束しないようにすることも可能である。
【００２５】
可動部２４は、ミラー１２に対して接近したり離れたりするミラー接離方向（例えば、変形前のミラー１２の裏面１２ｂの法線方向）に移動可能に固定部２２に保持されている。可動部２４には接続部２８ａが固定され、接続部２８ａのまわりに少なくとも一つの電極２５が形成されている。接続部２８ａは、可動部２４からミラー１２側に突出している。可動部２４は、支持部２６によってミラー１２側に付勢される。
【００２６】
すなわち、第１のタイプの静電駆動可変ミラー１０ａは、図１（ａ）に示した分解状態から、ミラー１２が、固定部２２、可動部２４及び支持部２６に相対的に接近し、図１（ｂ）に示したように、ミラー１２の裏面１２ｂに接続部２８ａが当接するように構成され、支持部２６によって、ミラー１２の裏面１２ｂに接続部２８ａが当接する状態が保持される。例えば、支持部２６が可動部２４をミラー１２側に弾力的に引張り、ミラー１２の裏面１２ｂに接続部２８ａが当接する状態が保持されるように構成する。
【００２７】
支持部は、適宜に形成することができる。例えば、可動部２４のミラー１２とは反対側の面２４ｂを、ばねやスポンジ等の弾性部材で押圧してもよいし、後述する実施例１のように、梁部を介して可動部を支持してもよい。
【００２８】
可動部２４の電極２５に電圧を印加すると、ミラー１２側の電極（例えば、ミラー１２を形成するシリコン）と電極２５との間の電位差によって静電力が生じる。このとき、接続部２８ａにおいてミラー１２と可動部２４の間隔が保たれているため、静電力によって、ミラー１２が可動部２４に対して傾き、ミラー１２が変形する。接続部２８ａのまわりに複数の電極２５を形成し、電極２５に選択的に電圧を印加すると、ミラー１２は、電圧が印加された電極２５に応じた方向に傾く。支持部２６は、ミラーが変形しても、接続部２８ａがミラー１２から離れないように保持するとともに、ミラー１２の変形に応じた可動部２４の移動を許容する。接続部２８ａとミラー１２の裏面１２ｂとの間で滑りが生じやすくすると、ミラー１２の反射面１２ａの変形は滑らかになる。接続部２８ａは、弾性変形することによって伸縮したり屈曲したりしても構わない。
【００２９】
図２は、第１のタイプの変形例１の静電駆動可変ミラー１０ｄの基本的な構成を示す説明図である。図２に示すように、接続部２８ｄは、可動部２４ではなく、ミラー１２の裏面１２ｂに固定されても構わない。また、ミラー１２側に複数の電極２５ｓを形成し、可動部２４側に一つの電極２５ｔを形成しても構わない。この場合、ミラー１２側の複数の電極２５ｓは接続部２８ｄの周りに形成し、ミラー１２側の電極２５ｓに選択的に電圧を印加する。また、支持部２６が可動部２４をミラー１２側に引張るのではなく、支持部２６が可動部２４をミラー１２側に弾力的に押圧し、接続部２８ｄと可動部２４との接触が保持されるように構成しても構わない。
【００３０】
図３は、第１のタイプの変形例２の静電駆動可変ミラー１０ｅの基本的な構成を示す説明図である。図３に示すように、接続部２８ｅは、可動部２４ｅと一体に形成されても構わない。あるいは、図示していないが、接続部がミラーと一体に形成されても構わない。また、可動部２４ｅ側の電極２５ｅとミラー１２側の電極とが互いに平行ではない構成としても構わない。
【００３１】
＜第２のタイプ＞  図４は、第２のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｂの基本的な構成を示す説明図である。図４に示すように、第２のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｂは、接続部２８ｂがミラー１２と可動部２４の両方に固定され、ミラー１２と可動部２４とは一体に移動する。そのため、可動部２４をミラー１２側に押し当てる必要はない。
【００３２】
可動部２４は、固定部２２によってミラー接離方向（例えば、変形前のミラー１２の裏面１２ｂの法線方向）に移動可能に、かつ、ミラー接離方向に対して垂直方向（例えば、変形前のミラー１２の裏面１２ｂと平行な方向）の移動を規制するように、保持されている。可動部２４と固定部２２とは、ミラー接離方向に相対移動可能に接触してもよいし、ミラー接離方向に対して垂直方向の可動部２４の移動を規制する程度の隙間を設けて、互いに離れていてもよい。
【００３３】
接続部２８ｂにおいてミラー１２と可動部２４の間隔が保たれているため、可動部２４の電極２５に電圧を印加すると、静電力によってミラー１２が可動部２４に対して傾き、ミラー１２が変形し、可動部２４は、ミラー１２の変形に応じて、矢印２４ｘで示すように、ミラー接離方向に移動する。接続部２８ｂは、弾性変形することによって伸縮したり屈曲したりしても構わない。
【００３４】
＜第３のタイプ＞  図５は、第３のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｃの基本的な構成を示す説明図である。図５に示すように、第３のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｃは、接続部２８ｃがミラー１２と可動部２４の両方に固定され、ミラー１２と可動部２４とは一体に移動する。可動部２４と固定部２２とは、支持部２６を介して接続されている。支持部２６は、ミラー１２が変形したときに、矢印２４ｘで示すミラー接離方向の可動部２４の移動を許容する。すなわち、接続部２８ｃにおいてミラー１２と可動部２４の間隔が保たれているため、可動部２４の電極２５に電圧を印加すると、静電力によってミラー１２が可動部２４に対して傾き、ミラー１２が変形し、可動部２４は、ミラー１２の変形に応じて、矢印２４ｘで示すように、ミラー接離方向に移動する。接続部２８ｃは、弾性変形することによって、伸縮したり屈曲したりしても構わない。
【００３５】
図６（ａ）〜（ｃ）は、第３のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｃをアレイ化した場合の説明図である。図６（ａ）に示すように、接続部２８ｃの両端にミラー１２と可動部２４が固定された第３のタイプの基本構成１０ｋを並べ、ミラー１２と固定部２２を、それぞれ一体化する。図６（ｂ）及び（ｃ）に示すように、電極２５ａ，２５ｂのうち一方の電極２５ａのみに電圧を印加すると、ミラー１２が傾くと同時に、一体化されたミラー全体１２ａの周辺の境界条件によって、ミラー全体１２ａを上下に変位させようとする力が働く。これによって、ミラー全体１２ａが上下に動く。
【００３６】
なお、第１及び第２のタイプの静電駆動可変ミラー１０ａ，１０ｂについても、同様にアレイ化することが可能である。また、第１ないし第３のタイプの静電駆動可変ミラー１０ａ，１０ｂ，１０ｃの基本構成を適宜に組み合わせてアレイ化することも可能である。また、第２及び第３のタイプの静電駆動可変ミラー１０ｂ，１０ｃは、第１のタイプの静電駆動可変ミラー１０ａの変形例１、２と同様に構成することも可能である。
【００３７】
＜実施例１＞  実施例１の静電駆動可変ミラー１０について、図７〜図１２を参照しながら説明する。実施例１の静電駆動可変ミラー１０は、第３のタイプの静電駆動可変ミラーをアレイ化したものである。
【００３８】
図７は静電駆動可変ミラー１０の平面図である。図８は、下部基板２０の要部拡大平面図である。図１２（ａ）は、静電駆動可変ミラー１０の分解断面図である。図１２（ｂ）は、静電駆動可変ミラー１０の組立断面図である。
【００３９】
図７及び図１２に示すように、静電駆動可変ミラー１０は、可動部２４が形成された下部基板２０と、反射面３４ｓを有する上部基板３０とが接続されている。
【００４０】
上部基板３０は、下部基板２０とは反対側に凹部３２が形成され、凹部３２の底面に反射膜３４が形成されており、反射膜３４の表面３４ｓが反射面３４ｓとなる。上部基板３０のうち、上部基板３０の下部基板２０側の裏面３０ｘと反射面３４ｓとの間がミラー１２となり、ミラー１２の周囲の枠部３６はミラー１２の外周を拘束している。
【００４１】
図８及び図１２に示すように、可動部２４は、下部基板２０に形成された開口部２３内に、第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂを介して支持され、開口部２３の内周面２３ｓと可動部２４の外周面２４ｓとの間に隙間が形成されている。下部基板２０のうち、可動部２４と、第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂとを除く部分が、固定部２２となる。
【００４２】
可動部２４は、柱状の形状を有する。可動部２４の上部基板３０側の主面２４ａは、接続部２８が中央に形成され、接続部２８の周囲に、図８において斜線を付された４つの電極２５が形成されている。
【００４３】
第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂは、下部基板２０の上部基板３０側と、その反対側とに、対になるように形成されている。第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂは、可動部２４の上部基板３０側の主面２４ａと反対側の主面の各辺に沿って延在する相対的に長い第１直線部２６ｐと、相対的に短い第２直線部２６ｑとが直角に接続されたＬ字状の形状を有し、第１直線部２６ｐの一端が下部基板２０の固定部２２に接続され、第２直線部２６ｑの一端が可動部２４に接続されている。
【００４４】
可動部２４は、接続部２８を介してミラー１２の裏面３０ｘに接続され、４対の第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂによって、ミラー１２に対して接離する方向（以下、「ミラー接離方向」という。）に対する傾きが抑制されながら、ミラー接離方向に移動自在に支持されている。
【００４５】
固定部２２と第１の梁部２６ａには、図８において斜線が付された配線パターン２７が形成されている。配線パターン２７は電極２５に接続されており、外部から配線パターン２７を介して電極２５に電圧を印加することができる。
【００４６】
次に、静電駆動可変ミラー１０の動作について説明する。可動部２４の電極２５に電圧を印加すると、上部基板３０のミラー１２と電極２５との間の電位差によって静電力が生じ、ミラー１２が傾き、ミラー１２が変形する。ミラー１２に接続されている可動部２４は、ミラー１２の変形に伴い、ミラー接離方向に移動する。
【００４７】
電極が固定され、電極が移動しない場合には、電極とミラーの間隔によってミラーの変形量が制限される。これに対し、静電駆動可変ミラー１０は、電極２５を有する可動部２４がミラー１２に接続されているので、電極２５とミラー１２との間隔は所定範囲内に保たれる。そのため、電極２５に印加する電圧を低くしてもミラー１２が変形するように構成できる。ミラー１２が変形したときに可動部２４が移動するため、ミラー１２と電極２５との間隔に制約されることなく、ミラー１２の変形量を大きくすることができる。したがって、低い駆動電圧でも反射面３４ｓの変形量を大きくすることができる。
【００４８】
次に、静電駆動可変ミラー１０の製造工程の一例について、図９〜図１２を参照しながら説明する。静電駆動可変ミラー１０は、上部基板３０と下部基板２０とをそれぞれ作製した後に、接続する
【００４９】
図９は、上部基板３０の製造プロセスを示す断面図である。
【００５０】
まず、図９（ａ）に示すように、活性層３１ａとハンドル層３１ｃの間にＳｉＯ２のＢＯＸ層３１ｂが挟まれたＳＯＩウエハ３１を準備し、ＳＯＩウエハ３１のハンドル層３１ｃ側に、フォトレスジストを塗布・露光・現像して、枠部３６に対応するマスクパターン３８を形成する。
【００５１】
次いで、図９（ｂ）に示すように、ＤＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching、深掘りＲＩＥ）加工によって、マスクパターン３８を介してハンドル層３１ｃを除去し、凹部３２を形成し、ＢＯＸ層３１ｂを露出させる。
【００５２】
次いで、図９（ｃ）に示すように、ＢＯＸ層３１ｂの露出部分とマスクパターン３８を除去し、凹部３２内に活性層３１ａを露出させる。
【００５３】
次いで、図９（ｄ）に示すように、ハンドル層３１ｃ側から、金属の蒸着等によって、反射膜３４を形成する。このとき、枠部３６にも、金属膜３５が形成される。なお、反射膜３４を形成せずに、凹部３２内に露出した活性層３１ａの表面を反射面として用いることも可能である。
【００５４】
例えば、活性層３１ａの厚みが２〜５μｍ、ＢＯＸ層３１ｂの厚みが２μｍ、ハンドル層の厚みが４００μｍのＳＯＩウエハ３１を用いて、厚み０．２μｍのＡｌの反射膜３４を形成する。
【００５５】
図１０及び図１１は、下部基板２０の製造プロセスを示す断面図である。
【００５６】
まず、図１０（ａ）に示すように、シリコンウエハ２１の両面に、ＬＰＣＶＤ（low pressure Chemical Vapor Deposition、減圧ＣＶＤ）法を用いて、厚み０．３μｍの低応力ＳｉＮ膜２１ａ，２１ｂを成膜する。
【００５７】
次いで、裏面側のＳｉＮ膜２１ｂに、フォトレスジストを塗布・露光・現像して、第２の梁部２６ｂと固定部２２及び可動部２４とに対応するマスクパターンを形成し、ＣＦ４ガスを用いるＲＩＥ（Reactive Ion Etching）加工によって、マスクパターンを介してＳｉＮ膜２１ｂを除去することによって、図１０（ｂ）に示すように、第２の梁部２６ｂを形成する。
【００５８】
次いで、図１０（ｃ）に示すように、ＤＲＩＥ加工によって、第２の梁部２６ｂに沿って、シリコンウエハ２１の厚みの半分程度の深さのトレンチ２１ｘを形成する。
【００５９】
次いで、表面側のＳｉＮ膜２１ａについて、裏面側の第２の梁部２６ｂと同様に加工し、図１０（ｄ）に示すように、第１の梁部２１ａを形成する。
【００６０】
次いで、メタルマスクを介して蒸着する等によって、厚み０．２μｍのＡｌ膜を成膜し、図１１（ｅ）に示すように、ＳｉＮ膜２１ａ上に電極２５及び配線パターン２７を形成する。
【００６１】
次いで、エポキシ系ネガ型フォトレジストであるＳＵ−８を塗布・露光・現像することによって、図１１（ｆ）に示すように、厚み５μｍの接続部２８，２９を形成する。
【００６２】
次いで、ＤＲＩＥ加工によって、図１１（ｇ）に示すように、第１の梁部２６ａに沿って、シリコンウエハ２１の厚みの半分程度の深さのトレンチ２１ｙを形成する。
【００６３】
次いで、ＸｅＦ２ガスを利用した等方性ドライエッチングによって、図１１（ｈ）に示すように、第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂの間と、上下のトレンチ２１ｘ，２１ｙの間を除去し、第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂをリリースする。例えば、厚み５２５μｍのシリコンウエハ２１を用い、両面から、それぞれ２００μｍ程度の深さのトレンチ２１ｘ，２１ｙを形成し、トレンチ２１ｘ，２１ｙ間に残っている約１００μｍを、両側から５０μｍ程度エッチングする。
【００６４】
作製した上部基板３０と下部基板２０は、図１２（ａ）に示すように、上部基板３０の裏面３０ｘと、下部基板２０の接続部２８，２９とを対向させ、図１２（ｂ）に示すように、接続部２８を介してミラー１２と可動部２４とを接続し、接続部２９を介して枠部３６と固定部２２とを接続する。例えば、１６ｍｍ×１６ｍｍの大きさの下部基板２０に、内径が８ｍｍの凹部３２が形成され、枠部３６の幅が２ｍｍの上部基板３０を接続する。
【００６５】
以上の工程によって、ＭＥＭＳ構造の静電駆動可変ミラー１０を容易に作製することができる。接続部２８をＳＵ−８を用いて形成することによって、ミラーと可動部２４とが接続された構成を容易に作製することができる。また、接続部２８の弾性変形によって、反射面３４ｓの変形が滑らかになる。
【００６６】
次に、実施例１のシミュレーションについて、図１３〜図１８を参照しながら説明する。
【００６７】
図１３及び図１４は、シミュレーションモデルのイメージ図である。図１３に示すように、１４個のアクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを用いる第１のモデルと、図１４に示すように、７個のアクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを用いる第２のモデルとについて、ミラー１２ｘの変形をシミュレーションした。ミラー１２ｘの外周は拘束されている。ミラー１２ｘが矩形である点以外は、実施例１と同様に構成されている。
【００６８】
図１５は、１個分のアクチュエータ１４のイメージ図である。図１５に示すように、アクチュエータ１４は、実施例１と同様に、柱状の可動部２４が、幅１０μｍ、長さ３４０μｍの４つのＬ字状の第１及び第２の梁部２６ａ，２６ｂを介して、不図示の固定部に支持されている。ミラーに対向する可動部の主面２４ａは、３２０μｍ×３２０μｍの正方形であり、この主面２４ａに、１００μｍ×１２０μｍの長方形で近似した４つの電極２５ｘが配置されている。なお、シミュレーションソフトの仕様上、長方形の電極としているが、４つの電極２５ｘは電気的には独立し個別に静電力を発生するものとして計算した。接続部２８の高さ、すなわち、接続部２８でのミラー１２ｘと可動部２４（電極２５ｘ）の初期の間隔は、５μｍとした。
【００６９】
図１６〜図１８に、図１３及び図１４に示したアクチュエータ１４ａ，１４ｂ，１４ｃのうち、外側に配置されるアクチュエータ１４ａ，１４ｂの外側の電極のみに電圧を印加する場合のシミュレーション結果を示す。すなわち、図１３及び図１４において、アクチュエータ１４ａは、４つの電極２５ｘ（図１５参照）のうち、ミラー中心から最も遠い１つの電極のみに電圧が印加され、アクチュエータ１４ｂは、４つの電極２５ｘのうち、ミラー中心から遠い外側の隣り合う２つの電極のみに電圧が印加され、中心に近い内側のアクチュエータ１４ｃはすべての電極に電圧が印加されない。
【００７０】
図１６は、アクチュエータが１４個の場合の第１のモデルについてのシミュレーション結果を示すイメージ図である。図１７は、アクチュエータが７個の場合の第２のモデルについてのシミュレーション結果を示すイメージ図である。図１６及び図１７から、ミラー１２ｘが略同心に凸状に変形することが分かる。
【００７１】
図１８は、シミュレーション結果を示すグラフである。図１８において、横軸は、電極に印加する電圧であり、縦軸はミラー１２ｘの中央の変位であり、変位の方向は、変形前のミラー面（Ｘ−Ｙ方向）に対して垂直方向（Ｚ方向）である。図１８において、■の記号は、アクチュエータが１４個の第１のモデルを示し、◆の記号は、アクチュエータが７個の第２のモデルを示す。図１８から、電極に印加する電圧の大きさに応じてミラーの変形量が大きくなり、電極に印加する電圧が１６〜２０Ｖ程度で、ミラー１２ｘの最大変位が、接続部２８でのミラー１２ｘと可動部２４（電極２５ｘ）の初期の間隔である５μｍを超えることが分かる。
【００７２】
＜まとめ＞  以上に説明したように、ミラーに対して接離する方向に移動可能に可動部を保持し、可動部に電極を設け、静電力でミラーを傾ける本発明の静電駆動可変ミラーは、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【００７４】
例えば可動部の内部に電極が形成されてもよい。また、可動部の電極と対向し、可動部の電極との間に電位差を生じるミラー側電極を、ミラーの内部や裏面に形成してもよい。
【００７５】
また、本発明は、光の位相の制御に限らず、光の強度の制御や、光の方向の制御にも利用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１０，１０ａ〜１０ｅ  静電駆動可変ミラー
１２，１２ｘ  ミラー
１２ａ  反射面
１２ｂ  裏面
２０  下部基板
２２  固定部
２４，２４ｅ  可動部
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｅ，２５ｓ，２５ｔ，２５ｘ  電極
２６  支持部
２６ａ，２６ｂ  梁部（支持部）
２８，２８ａ〜２８ｅ，２９  接続部
３０  上部基板
３０ｘ  裏面
３４ｓ  反射面
【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１８】
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【図１９】
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【図２０】
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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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