(57)【要約】  本発明は、可動櫛歯電極及び固定櫛歯電極の静電容量に基づいて移動部の変位を精度良く求めることを目的とする。  本発明のミラーデバイス（２００）は、ベース部（２０２）と、移動部としてのミラー（２０５）と、アクチュエータ（２０６）と、固定櫛歯電極（２０８）と、可動櫛歯電極（２０７）とを備えている。可動櫛歯電極（２０７）は、ビーム部（２７１）と、ビーム部（２７１）をアクチュエータ（２０６）と連結し、ビーム部（２７１）よりも剛性が低いヒンジ（２７３）と、ビーム部（２７１）をベース部２０２に連結し、ビーム部（２７１）よりも剛性が低いヒンジ（２７４）と、ビーム部（２７１）に設けられ、固定櫛歯電極（２０８）の複数の電極指（２８１）と対向する複数の電極指（２７２）とを有し、ヒンジ（２７４）を通る傾動軸Ｂ５回りに傾動するように構成されている。
2015146145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部と、  移動部と、  前記移動部に連結され、傾動することによって該移動部を傾動させるアクチュエータと、  前記ベース部に設けられ、電極指を有する固定櫛歯電極と、  前記固定櫛歯電極に対向して配置された可動櫛歯電極とを備え、  前記可動櫛歯電極は、ビーム部と、該ビーム部を前記移動部又は前記アクチュエータと連結し、該ビーム部よりも剛性が低く、弾性変形する入力側接続部と、該ビーム部を前記ベース部に連結し、該ビーム部よりも剛性が低く、弾性変形する支持側接続部と、該ビーム部に設けられ、前記固定櫛歯電極の電極指と対向する電極指とを有し、該支持側接続部を通る傾動軸回りに傾動するように構成されている駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動装置において、  前記アクチュエータは、少なくとも２つ設けられており、  前記可動櫛歯電極は、少なくとも２つ設けられており、  前記移動部は、少なくとも２つの前記アクチュエータの駆動量を調整することによって２軸回りに傾動するように構成されている駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動装置において、  前記ビーム部は、前記支持側接続部によって、前記傾動軸に直交する軸回りに比べて該傾動軸回りに傾動しやすい状態で前記ベース部に連結されている駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動装置において、  前記支持側接続部は、前記傾動軸に直交する軸回りに比べて該傾動軸と平行な回りに湾曲しやすい形状をしている駆動装置。
【請求項５】
請求項３に記載の駆動装置において、  前記支持側接続部は、前記傾動軸の方向に並んで複数設けられている駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１つに記載の駆動装置において、  前記アクチュエータは、前記傾動軸と平行な軸回りに傾動することによって、前記移動部を傾動させ、  前記可動櫛歯電極は、前記入力側接続部を介して前記アクチュエータに連結されている駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載の駆動装置において、  前記アクチュエータは、弾性変形する移動部側接続部を介して前記移動部に接続されている駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  ここに開示された技術は、駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来より、様々な駆動装置が知られている。特許文献１に開示されたミラーデバイスは、移動部としてのミラーをアクチュエータによって所定の軸回りに傾動させ、そのときのミラーの変位を櫛歯電極によって検出している。櫛歯電極は、ミラーに連結された可動櫛歯電極と、フレームに設けられ、可動櫛歯電極と対向する固定櫛歯電極とを有している。これら可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間の静電容量の変化に基づいてミラーの変位が検出される。詳しくは、可動櫛歯電極の電極指と固定櫛歯電極の電極指とは、所定の配列方向に交互に配列され、互いに接近し且つ非接触な状態となっている。そして、ミラーが変位すると、可動櫛歯電極の電極指が配列方向と直交する方向に変位し、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化に基づいてミラーの変位が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６０９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところで、可動櫛歯電極の電極指が配列方向と直交する方向以外の方向に変位すると、静電容量の変化に基づいてミラーの変位を求めることが難しくなる。例えば、可動櫛歯電極の電極指が配列方向に変位すると、電極指の間の間隔が変化し、このことによっても静電容量は変化する。そのため、静電容量が変化したとしても、それがミラーの想定する方向への変位に起因するものかどうか判別することが難しい。さらに、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極とが接触してしまった場合には、静電容量の検出そのものができなくなる。【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、可動櫛歯電極及び固定櫛歯電極の静電容量に基づいて移動部の変位を精度良く求めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  ここに開示された技術は、駆動装置であって、ベース部と、移動部と、前記移動部に連結され、傾動することによって該移動部を傾動させるアクチュエータと、前記ベース部に設けられ、電極指を有する固定櫛歯電極と、前記固定櫛歯電極に対向して配置された可動櫛歯電極とを備え、前記可動櫛歯電極は、ビーム部と、該ビーム部を前記移動部又は前記アクチュエータと連結し、該ビーム部よりも剛性が低く、弾性変形する入力側接続部と、該ビーム部を前記ベース部に連結し、該ビーム部よりも剛性が低く、弾性変形する支持側接続部と、該ビーム部に設けられ、前記固定櫛歯電極の電極指と対向する電極指とを有し、該支持側接続部を通る傾動軸回りに傾動するように構成されている。【０００７】  この構成によれば、アクチュエータが傾動することによって、移動部が傾動させられる。可動櫛歯電極のビーム部は、入力側接続部を介してアクチュエータ又は移動部に連結されているので、アクチュエータ又は移動部が傾動する際に、ビーム部は、その傾動に従って変位する。ビーム部は、支持側接続部を介してベース部に連結されているので、支持側接続部を通る傾動軸回りに傾動する。すると、可動櫛歯電極及び固定櫛歯電極の対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化によって、ビーム部のうち入力側接続部が設けられた部分の変位が求められる。入力側接続部は、アクチュエータ又は移動部に連結されているので、ビーム部のうち入力側接続部が設けられた部分の変位がわかれば、アクチュエータ又は移動部の変位を求めることができる。アクチュエータは、移動部に連結されているので、アクチュエータの変位がわかれば、移動部の変位を求めることができる。こうして、静電容量の変化によって移動部の変位を求めることができる。【０００８】  このような構成において、可動櫛歯電極のビーム部は、弾性変形する入力側接続部を介してアクチュエータ又は移動部に連結されている。入力側接続部は、アクチュエータ又は移動部が変位すると、それに応じて変形するため、アクチュエータ又は移動部の変位は、その一部が入力側接続部に吸収されて、ビーム部に伝わる。そのため、アクチュエータ又は移動部の変位のうち微小なものは入力側接続部に吸収され、ビーム部への伝達が低減され、アクチュエータ又は移動部の変位のうち支配的なものが主としてビーム部へ伝わる。つまり、ビーム部を、アクチュエータ又は移動部の変位のうち支配的なものに対応する方向に主として変位させることができ、アクチュエータ又は移動部の変位のうち微小なものに対応する方向へのビーム部の変位を低減することができる。その結果、可動櫛歯電極の電極指と固定櫛歯電極の電極指との間隔を維持したまま、可動櫛歯電極を傾動させることができる。
【発明の効果】
【０００９】  前記駆動装置によれば、可動櫛歯電極及び固定櫛歯電極の静電容量に基づいて移動部の変位を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施形態１に係るミラーデバイスの平面図である。
【図２】図２は、ミラーデバイスの、図１のII−II線における断面図である。
【図３】図３は、第２アクチュエータを動作させたときのミラー、第２アクチュエータ及び第２可動櫛歯電極の変位を示す、Ｘ軸方向を向いて見たときの側面図である。
【図４】図４は、Ｘ軸方向を向いて見たときのミラーデバイスの動作説明図であり、（Ａ）は、ミラーの傾動前の状態を、（Ｂ）は、ミラーの傾動時の状態を示す。
【図５】図５は、Ｙ軸方向を向いて見たときのミラーデバイスの動作説明図であり、（Ａ）は、ミラーの傾動前の状態を、（Ｂ）は、ミラーの傾動時の状態を示す。
【図６】図６は、第２アクチュエータのみを動作させたときのミラー、第１及び第２アクチュエータ及び第１及び第２可動櫛歯電極の変位を示す斜視図である。
【図７】図７は、図６の状態のミラー、第２アクチュエータ及び第２可動櫛歯電極の平面図である。
【図８】図８は、ミラーアレイの平面図である。
【図９】図９は、ミラーアレイの、図８のIX−IX線における断面図である。
【図１０】図１０は、ミラーが傾動する際の可動櫛歯電極の変位を説明する概略説明図であり、（Ａ）はミラーデバイスであり、（Ｂ）は比較のためにミラーデバイスの一部を変更したものである。
【図１１】図１１は、その他の実施形態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】
【００１１】  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。
【００１２】  《実施形態１》  図１は、ミラーデバイス２００の平面図を、図２は、ミラーデバイス２００の、図１のII−II線における断面図を示す。
【００１３】  ミラーデバイス２００は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板２０１を用いて製造されている（図２参照）。ＳＯＩ基板２０１は、単結晶シリコンで形成された第１シリコン層２０１ａと、ＳｉＯ２で形成された酸化膜層２０１ｂと、単結晶シリコンで形成された第２シリコン層２０１ｃとがこの順で積層されて構成されている。
【００１４】  ミラーデバイス２００は、ベース部２０２と、ベース部２０２に連結された第１傾動部２０３と、第１傾動部２０３に連結された第２傾動部２０４と、第２傾動部２０４に連結されたミラー２０５と、第１傾動部２０３に連結され、第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４を介してミラー２０５を傾動させる２つのアクチュエータ２０６，２０６と、２つのアクチュエータ２０６，２０６に設けられた２つの可動櫛歯電極２０７，２０７と、ベース部２０２に設けられた２つの固定櫛歯電極２０８，２０８と、制御部２１０とを有している。ミラーデバイス２００は、駆動装置の一例である。
【００１５】  尚、２つのアクチュエータ２０６，２０６を区別するときには、それぞれ第１アクチュエータ２０６Ａ、第２アクチュエータ２０６Ｂと称する。同様に、２つの可動櫛歯電極２０７，２０７を区別するときには、第１アクチュエータ２０６Ａに対応する可動櫛歯電極２０７を第１可動櫛歯電極２０７Ａと称し、第２アクチュエータ２０６Ｂに対応する可動櫛歯電極２０７を第２可動櫛歯電極２０７Ｂと称する。また、２つの固定櫛歯電極２０８，２０８を区別するときには、第１アクチュエータ２０６Ａに対応する固定櫛歯電極２０８を第１固定櫛歯電極２０８Ａと称し、第２アクチュエータ２０６Ｂに対応する固定櫛歯電極２０８を第２固定櫛歯電極２０８Ｂと称する。
【００１６】  ベース部２０２は、概略長方形の枠状に形成されている。ベース部２０２は、第１シリコン層２０１ａ、酸化膜層２０１ｂ及び第２シリコン層２０１ｃで形成されている。
【００１７】  ミラー２０５は、円盤状に形成されている。ミラー２０５は、ミラー本体２５１と、ミラー本体２５１の表面に積層された鏡面層２５２とを有している。ミラー本体２５１は、第１シリコン層２０１ａで形成され、鏡面層２５２は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。尚、ミラー本体２５１の裏面にも、鏡面層２５２と同様の鏡面層２５３が積層されている。鏡面層２５３は、ミラー本体２５１の表面において生じる、鏡面層２５２に起因する膜応力を相殺させる機能を有する。これにより、ミラー本体２５１、ひいては、鏡面層２５２の平面度を向上させることができる。ミラー２０５は、移動部の一例である。
【００１８】  ここで、ベース部２０２の表面（ＳＯＩ基板２０１の表面）に沿って延び、非動作時のミラー２０５の中心Ｃにおいて直交するＸ軸及びＹ軸を規定する。また、非動作時のミラー２０５の中心Ｃを通り、Ｘ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＺ軸とする。
【００１９】  第２傾動部２０４は、ミラー２０５の外側に配置され、ミラー２０５を覆う円環状に形成されている。第２傾動部２０４は、２つの第２接続部２４１，２４１を介してミラー２０５に連結されている。第２傾動部２０４及び第２接続部２４１，２４１は、第１シリコン層２０１ａで形成されている。
【００２０】  ２つの第２接続部２４１，２４１は、ミラー２０５の中心Ｃを挟んで対向する位置に設けられている。具体的には、２つの第２接続部２４１，２４１は、Ｙ軸上に配置されている。
【００２１】  第１傾動部２０３は、第２傾動部２０４の外側に配置され、第２傾動部２０４を覆う円環状に形成されている。第１傾動部２０３は、２つの第１接続部２３１，２３１を介して第２傾動部２０４に連結されている。また、第１傾動部２０３は、ヒンジ２３２を介してベース部２０２に連結されている。第１傾動部２０３、第１接続部２３１，２３１及びヒンジ２３２は、第１シリコン層２０１ａで形成されている。
【００２２】  ２つの第１接続部２３１，２３１は、ミラー２０５の中心Ｃを挟んで対向する位置に設けられている。具体的には、２つの第１接続部２３１，２３１は、Ｘ軸上に配置されている。すなわち、第１接続部２３１は、ミラー２０５の中心Ｃ回りにおいて第２接続部２４１と９０度ずれた位置に配置されている。
【００２３】  ヒンジ２３２は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ２３２は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ２３２は、直線部がＸ軸方向に延びる第１ヒンジ２３２ａと、直線部がＹ軸方向に延びる第２ヒンジ２３２ｂとを有している。第１ヒンジ２３２ａは、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。一方、第２ヒンジ２３２ｂは、Ｙ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。第１ヒンジ２３２ａは、第１傾動部２０３に連結され、第２ヒンジ２３２ｂは、ベース部２０２に連結されている。ここで、〜軸方向とは、〜軸と平行な方向を意味する。
【００２４】  アクチュエータ２０６は、一端部がベース部２０２に連結され、Ｙ軸方向に延びる第１直線部２６１と、一端部が第１直線部２６１の他端部に連結され、第１直線部２６１に対して折り返すようにＹ軸方向に延びる第２直線部２６２とを有している。第２直線部２６２のうち、第１直線部２６１に連結された端部とは反対側の端部（以下、「先端部」という）には、ヒンジ２６３を介して第１傾動部２０３が連結されている。
【００２５】  第１直線部２６１及び第２直線部２６２は、図２に示すように、アクチュエータ本体２６４と、アクチュエータ本体２６４の表面に積層された圧電素子２６５とを有している。
【００２６】    アクチュエータ本体２６４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２６４は、第１シリコン層２０１ａで形成されている。
【００２７】  圧電素子２６５は、アクチュエータ本体２６４の表側（ミラー２０５の鏡面層２５２と同じ側）に設けられている。アクチュエータ本体２６４の表面にはＳｉＯ２層２６９が積層されており、圧電素子２６５は、ＳｉＯ２層２６９上に積層されている。圧電素子２６５は、アクチュエータ本体２６４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２６５は、下部電極２６６と、上部電極２６８と、これらに挟持された圧電体層２６７とを有する。下部電極２６６、圧電体層２６７、上部電極２６８は、ＳｉＯ２層２６９上にこの順で積層されている。圧電素子２６５は、ＳＯＩ基板２０１とは別の部材で形成されている。詳しくは、下部電極２６６は、Ｐｔ／Ｔｉ膜で形成されている。圧電体層２６７は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成されている。上部電極２６８は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。
【００２８】  ベース部２０２には、第１アクチュエータ２０６Ａの第１直線部２６１の上部電極２６８と電気的に接続された第１上部端子２２４と、第２アクチュエータ２０６Ｂの第１直線部２６１の上部電極２６８と電気的に接続された第２上部端子２２５と、第１アクチュエータ２０６Ａの第１直線部２６１の下部電極２６６及び第２アクチュエータ２０６Ｂの第１直線部２６１の下部電極２６６の両方に電気的に接続された下部端子２２６とが設けられている。第１上部端子２２４と下部端子２２６を介して第１アクチュエータ２０６Ａの第１直線部２６１の圧電素子２６５に電圧が印加される。第２上部端子２２５と下部端子２２６を介して第２アクチュエータ２０６Ｂの第１直線部２６１の圧電素子２６５に電圧が印加される。各アクチュエータ２０６は、圧電素子２６５に電圧が印加されると、アクチュエータ本体２６４のうち圧電素子２６５が積層された表面が伸縮し、アクチュエータ本体２６４の先端がＺ軸方向へ変位する。
【００２９】  尚、第１直線部２６１の上部電極２６８と第２直線部２６２の上部電極２６８とは、電気的に絶縁されている。また、第１直線部２６１の下部電極２６６と第２直線部２６２の下部電極２６６とも、電気的に絶縁されている。
【００３０】  ヒンジ２６３は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ２６３は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ２６３は、直線部がＸ軸方向に延びる第１ヒンジ２６３ａと、直線部がＹ軸方向に延びる第２ヒンジ２６３ｂとを有している。第１ヒンジ２６３ａは、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。一方、第２ヒンジ２６３ｂは、Ｙ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。第１ヒンジ２６３ａは、アクチュエータ２０６に連結され、第２ヒンジ２６３ｂは、第１傾動部２０３に連結されている。尚、２つのヒンジ２６３，２６３を区別するときには、第１アクチュエータ２０６Ａに連結されたヒンジ２６３をヒンジ２６３Ａと称し、第２アクチュエータ２０６Ｂに連結されたヒンジ２６３をヒンジ２６３Ｂと称する。
【００３１】  可動櫛歯電極２０７は、Ｙ軸方向に延びるビーム部２７１と、ビーム部２７１に設けられた３つの電極指２７２，２７２，…とを有している。ビーム部２７１の一端部は、ヒンジ２７３を介してアクチュエータ２０６に連結されている。ビーム部２７１の他端部は、Ｌ字状に屈曲し、２つのヒンジ２７４，２７４を介してベース部２０２に連結されている。３つの電極指２７２，２７２，…は、互いに平行にＹ軸方向に延び、櫛歯状に形成されている。尚、電極指２７２の個数は、３つに限られるものではない。
【００３２】  ヒンジ２７３，２７４は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ２７３，２７４は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ２７３，２７４は、直線部がＸ軸方向に延びており、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。２つのヒンジ２７４，２７４は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。ビーム部２７１は、ヒンジ２７４，２７４を介してベース部２０２に支持されており、ヒンジ２７４，２７４を通り且つＸ軸に平行な軸回りに傾動するように構成されている。このヒンジ２７４，２７４を通り且つＸ軸に平行な軸を傾動軸Ｂ５と称する。ヒンジ２７３は、入力側接続部の一例であり、ヒンジ２７４は、支持側接続部の一例である。
【００３３】  ビーム部２７１、電極指２７２，２７２，…、ヒンジ２７３及びヒンジ２７４は、第１シリコン層２０１ａで形成されている。
【００３４】  固定櫛歯電極２０８は、ベース部２０２の内周縁に設けられている。固定櫛歯電極２０８は、４つの電極指２８１，２８１，…を有している。４つの電極指２８１，２８１，…は、互いに平行にＹ軸方向に延び、櫛歯状に構成されている。４つの電極指２８１，２８１，…の間には、可動櫛歯電極２０７の３つの電極指２７２，２７２，…が入り込んでいる。こうして、可動櫛歯電極２０７の電極指２７２，２７２，…と固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…とは、Ｘ軸方向において交互に配列され、互いに接触しない状態で対向している。尚、電極指２８１の個数は、４つに限られるものではない。
【００３５】  ベース部２０２には、第１検出端子２２７と、第２検出端子２２８と、共通検出端子２２３とが設けられている。第１検出端子２２７及び共通検出端子２２３を用いて、第１可動櫛歯電極２０７Ａと第１固定櫛歯電極２０８Ａとの静電容量が検出される。第２検出端子２２８及び共通検出端子２２３を用いて、第２可動櫛歯電極２０７Ｂと第２固定櫛歯電極２０８Ｂとの静電容量が検出される。
【００３６】  第１検出端子２２７は、ベース部２０２の第１シリコン層２０１ａのうち第１固定櫛歯電極２０８Ａと電気的に導通している部分の表面に設けられている。第２検出端子２２８は、ベース部２０２の第１シリコン層２０１ａのうち第２固定櫛歯電極２０８Ｂと電気的に導通している部分の表面に設けられている。共通検出端子２２３は、ベース部２０２の第１シリコン層２０１ａのうち第１可動櫛歯電極２０７Ａ及び第２可動櫛歯電極２０７Ｂと電気的に導通している部分の表面に設けられている。第１シリコン層２０１ａのうち、第１検出端子２２７、第２検出端子２２８及び共通検出端子２２３が設けられた部分はそれぞれ、絶縁溝２２９，２２９，…によって第１シリコン層２０１ａのその他の部分と絶縁されている。絶縁溝２２９，２２９，…は、第２シリコン層２０１ｃまで達している。
【００３７】  −ミラーデバイスの動作−  次に、このように構成されたミラーデバイス２００の動作について説明する。
【００３８】  制御部２１０は、所望のミラーデバイス２００に駆動電圧を印加して、ミラー２０５の傾動を制御する。制御部２１０が第１上部端子２２４と下部端子２２６とに駆動電圧を印加すると、駆動電圧に応じて第１アクチュエータ２０６Ａが傾動する。制御部２１０が第２上部端子２２５と下部端子２２６とに駆動電圧を印加すると、駆動電圧に応じて第２アクチュエータ２０６Ｂが傾動する。制御部２１０は、第１アクチュエータ２０６Ａの駆動電圧と第２アクチュエータ２０６Ｂの駆動電圧とを独立に出力している。つまり、制御部２１０は、第１アクチュエータ２０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ２０６Ｂの傾動量とを独立に制御している。
【００３９】  ミラー２０５を傾動させる原理は、第１アクチュエータ２０６Ａと第２アクチュエータ２０６Ｂとで共通なので、以下では第２アクチュエータ２０６Ｂによるミラー２０５の傾動について図３を参照しながら説明する。図３は、第２アクチュエータ２０６Ｂを動作させたときのミラー２０５、第２アクチュエータ２０６Ｂ及び第２可動櫛歯電極２０７Ｂの変位を示す、Ｘ軸方向を向いて見たときの側面図である。
【００４０】  図３に示すように、第２アクチュエータ２０６Ｂに駆動電圧を印加すると、第１直線部２６１が傾動（詳しくは、湾曲）し、第１直線部２６１の先端部がＺ軸方向（図３では上方）へ変位する。第１直線部２６１の先端部から折り返している第２直線部２６２は、第１直線部２６１の先端部の接線方向に延びる。その結果、第２直線部２６２の先端部は、Ｚ軸方向において、第１直線部２６１の先端部とは反対向きに変位する。このように、アクチュエータ２０６は、基本的には、第１直線部２６１の基端部を通り且つＸ軸と平行な軸Ｂ３回りと、第１直線部２６１の先端部を通り且つＸ軸と平行な軸Ｂ４回りとに傾動する。ただし、この傾動量は微小なので、第２直線部２６２の先端部の変位は、Ｚ軸方向への変位とみなすことができる。
【００４１】  第２直線部２６２の先端部には、ヒンジ２６３Ｂを介して第１傾動部２０３が連結されている（図１参照）。第１傾動部２０３は、ヒンジ２３２を介してベース部２０２に支持されている。そのため、第２直線部２６２の先端部がＺ軸方向へ変位すると、第１傾動部２０３は、ヒンジ２３２を支点として傾動する。
【００４２】  詳しくは、第１傾動部２０３は、ヒンジ２３２を通り且つＸ軸に平行な主軸Ｂ１回りに傾動すると共に、ヒンジ２３２及びミラー２０５の中心Ｃを通る副軸Ｂ２回りに傾動する。副軸Ｂ２は、ミラー２０５の非動作時においてはＹ軸と一致している。
【００４３】  例えば、第１アクチュエータ２０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ２０６Ｂの傾動量とが同じであれば、第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ａが連結された部分とヒンジ２６３Ｂが連結された部分のＺ軸方向への変位量は同じになる。その結果、第１傾動部２０３は、主軸Ｂ１回りに傾動することになる。
【００４４】  一方、第１アクチュエータ２０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ２０６Ｂの傾動量とが異なれば、第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ａが連結された部分とヒンジ２６３Ｂが連結された部分のＺ軸方向への変位量は異なるようになる。その結果、第１傾動部２０３は、副軸Ｂ２回りに傾動することになる。
【００４５】  こうして、第１傾動部２０３が傾動すると、それに応じて第２傾動部２０４及びミラー２０５も傾動する。制御部２１０は、第１アクチュエータ２０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ２０６Ｂの傾動量とを調整することによって、ミラー２０５の主軸Ｂ１回りの傾動とミラー２０５の副軸Ｂ２回りの傾動とを組み合わせて、ミラー２０５を任意の方向へ傾動させる。
【００４６】  さらに、第２直線部２６２の先端部には、ヒンジ２７３を介して可動櫛歯電極２０７が連結されている。可動櫛歯電極２０７は、ヒンジ２７４，２７４を介してベース部２０２に支持されている。そのため、第２直線部２６２の先端部がＺ軸方向へ変位すると、可動櫛歯電極２０７は、ヒンジ２７４，２７４を支点として傾動する。その結果、可動櫛歯電極２０７の電極指２７２，２７２，…と固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…との対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極２０７と固定櫛歯電極２０８との間の静電容量が変化する。このように、可動櫛歯電極２０７は、アクチュエータ２０６の傾動及びミラー２０５の傾動に対応して傾動し、固定櫛歯電極２０８との間の静電容量が変化する。
【００４７】  制御部２１０は、ミラー２０５を傾動させる際に、可動櫛歯電極２０７と固定櫛歯電極２０８との間の静電容量に基づいてミラー２０５の傾動量を検出している。
【００４８】  第１可動櫛歯電極２０７Ａは、ヒンジ２７３を介して第１アクチュエータ２０６Ａの先端部に連結されているので、第１可動櫛歯電極２０７Ａ及び第１固定櫛歯電極２０８Ａの静電容量に基づいて、第１アクチュエータ２０６Ａの先端部のＺ軸方向への変位を検出することができる。第１アクチュエータ２０６Ａの先端部には、ヒンジ２６３Ａを介して第１傾動部２０３が連結されているので、第１アクチュエータ２０６Ａの先端部のＺ軸方向への変位は、実質的に第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ａが連結された部分のＺ軸方向への変位とみなすことができる。
【００４９】  同様に、第２可動櫛歯電極２０７Ｂは、ヒンジ２７３を介して第２アクチュエータ２０６Ｂの先端部に連結されているので、第２可動櫛歯電極２０７Ｂ及び第２固定櫛歯電極２０８Ｂの静電容量に基づいて、第２アクチュエータ２０６Ｂの先端部のＺ軸方向への変位を検出することができる。第２アクチュエータ２０６Ｂの先端部には、ヒンジ２６３Ｂを介して第１傾動部２０３が連結されているので、第２アクチュエータ２０６Ｂの先端部のＺ軸方向への変位は、実質的に第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ｂが連結された部分のＺ軸方向への変位とみなすことができる。
【００５０】  制御部２１０は、第１可動櫛歯電極２０７Ａ及び第１固定櫛歯電極２０８Ａの静電容量を第１検出端子２２７と共通検出端子２２３とを介して検出している。また、制御部２１０は、第２可動櫛歯電極２０７Ｂ及び第２固定櫛歯電極２０８Ｂの静電容量を第２検出端子２２８と共通検出端子２２３とを介して検出している。制御部２１０は、第１アクチュエータ２０６Ａへの印加電圧及び第２アクチュエータ２０６Ｂへの印加電圧を第１可動櫛歯電極２０７Ａと第１固定櫛歯電極２０８Ａの静電容量、及び第２可動櫛歯電極２０７Ｂと第２固定櫛歯電極２０８Ｂの静電容量に基づいて調整し、ミラー２０５の傾動量を制御する。
【００５１】  こうして、制御部２１０は、可動櫛歯電極２０７及び固定櫛歯電極２０８の静電容量に基づいてミラー２０５の傾動量を検出しながら、アクチュエータ２０６への駆動電圧を調整して、ミラー２０５を所望の方向へ傾動させている。
【００５２】  このように構成されたミラーデバイス２００においては、第１傾動部２０３は、弾性変形可能なヒンジ２３２，２６３を介してベース部２０２及びアクチュエータ２０６Ａ，２０６Ｂに連結されているものの、該ヒンジ２３２，２６３により多少は拘束されるため、第１傾動部２０３は、傾動時に湾曲してしまう。この点について、図４，５を参照しながら説明する。図４は、Ｘ軸方向を向いて見たときのミラーデバイスの動作説明図であり、（Ａ）は、ミラーの傾動前の状態を、（Ｂ）は、ミラーの傾動時の状態を示す。図５は、Ｙ軸方向を向いて見たときのミラーデバイスの動作説明図であり、（Ａ）は、ミラーの傾動前の状態を、（Ｂ）は、ミラーの傾動時の状態を示す。尚、図４，５では、説明の便宜上、ミラー２０５、第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４の厚みを大きく異ならせていると共に、第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４の変形を誇張して図示している。
【００５３】  まず、主軸Ｂ１回りに傾動する際の第１傾動部２０３の湾曲について説明する。図４（Ａ）に示すように、初期状態においては、第１傾動部２０３は、ミラー２０５と同様に平坦な形状をしている。この状態から、第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ａ，２６３Ｂが連結された部分が、第１アクチュエータ２０６Ａ及び第２アクチュエータ２０６ＢによってＺ軸方向へ変位させられると、図４（Ｂ）に示すように、第１傾動部２０３は、概略的にはヒンジ２３２を支点として主軸Ｂ１回りに傾動する。このとき、第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３，２６３（図では第１接続部２３１）とヒンジ２３２との間の部分は厳密には湾曲している。
【００５４】  それに対し、第２傾動部２０４及びミラー２０５は、第１接続部２３１を介して第１傾動部２０３の一部だけに連結されている。第１傾動部２０３のうち第１接続部２３１が連結されている部分だけを見れば、湾曲は無視できるほど小さいので、該部分の実質的に傾動だけが第１接続部２３１を介して第２傾動部２０４及びミラー２０５に伝達される。その結果、ミラー２０５及び第２傾動部２０４は、第１傾動部２０３のうち第１接続部２３１が連結された部分の傾動に応じて傾動し、このときのミラー２０５及び第２傾動部２０４の湾曲は抑制されている。こうして、傾動時のミラー２０５の平面度を向上させることができる。
【００５５】  一方、副軸Ｂ２回りに傾動する際においても、初期状態においては、図５（Ａ）に示すように、第１傾動部２０３は、ミラー２０５と同様に平坦な形状をしている。この状態から、第１傾動部２０３のうちヒンジ２６３Ａ，２６３Ｂが連結された部分が、第１アクチュエータ２０６Ａ及び第２アクチュエータ２０６ＢによってＺ軸方向へ変位させられると、図５（Ｂ）に示すように、第１傾動部２０３は、概略的にはヒンジ２３２を支点として副軸Ｂ２回りに傾動する。このとき、第１傾動部２０３は、厳密には湾曲している。
【００５６】  それに対し、ミラー２０５は、第２接続部２４１を介して第２傾動部２０４の一部だけに連結されている。第２傾動部２０４のうち第２接続部２４１が連結されている部分だけを見れば、湾曲は無視できるほど小さいので、該部分の実質的に傾動だけが第２接続部２４１を介してミラー２０５に伝達される。その結果、ミラー２０５は、第２傾動部２０４のうち第２接続部２４１が連結された部分の傾動に応じて傾動し、このときのミラー２０５の湾曲は抑制される。こうして、傾動時のミラー２０５の平面度を向上させることができる。
【００５７】  また、ミラーデバイス２００は、可動櫛歯電極２０７をヒンジ２７３，２７４を介してアクチュエータ２０６及びベース部２０２に連結することによって、可動櫛歯電極２０７と固定櫛歯電極２０８の静電容量に基づいてミラー２０５の変位を精度良く検出できるように構成されている。この点について、図６，７を参照して説明する。図６は、第２アクチュエータ２０６Ｂのみを動作させたときのミラー２０５、第１及び第２アクチュエータ２０６Ａ，２０６Ｂ及び第１及び第２可動櫛歯電極２０７Ａ，２０７Ｂの変位を示す斜視図である。図７は、図６の状態のミラー２０５、第２アクチュエータ２０６Ｂ及び第２可動櫛歯電極２０７Ｂの平面図である。尚、図６，７では、第１傾動部２０３、第２傾動部２０４及びミラー２０５を簡略化して、１つのミラー２０５として図示している。また、可動櫛歯電極２０７においては、電極指２７２，２７２，…を簡略化して平板状に図示している。図６，７においては、Ｚ軸方向の位置に関する等高線を図示しており、Ｚ軸方向の位置が同程度の領域を等高線によって区画している。
【００５８】  例えば、図６に示すように、第２アクチュエータ２０６Ｂのみを傾動させた場合、ミラー２０５は、主軸Ｂ１回りに傾動すると共に、副軸Ｂ２回りにも傾動する。その結果、図６，７の等高線で示すように、ミラー２０５は、ヒンジ２３２及びヒンジ２６３Ａが連結された部分から、中心Ｃを挟んで反対側の部分に向かって傾斜するように傾動する。
【００５９】  このとき、第２アクチュエータ２０６Ｂには、Ｘ軸に平行な軸回りの傾動だけでなく、それ以外の軸回りの傾動も生じる。詳しくは、図７に示すように、第１直線部２６１においては、その長手方向に複数の等高線が並んでおり、各等高線は、Ｘ軸と略平行になっている。つまり、第１直線部２６１は、実質的にＸ軸に平行な軸回りに傾動している。一方、第２直線部２６２においては、その長手方向に複数の等高線が並び、各等高線は概ねＸ軸方向に延びているものの、厳密には、Ｘ軸と平行ではない。つまり、第２直線部２６２は、Ｘ軸に平行な軸回りの傾動が支配的ではあるものの、Ｘ軸に平行な軸以外の軸回りの傾動、例えば、Ｙ軸に平行な軸回りにも少し傾動している。これは、ミラー２０５が前述の如く、主軸Ｂ１回りだけでなく副軸Ｂ２回りにも傾動すること、及び、ヒンジ２６３Ｂが連結された、第２直線部２６２の先端部は、第２アクチュエータ２０６Ｂのうちベース部２０２に連結された部分（第１直線部２６１の基端部）からＸ軸方向に離れているため、第２直線部２６２の先端部には、第１直線部２６１の基端部を中心とするＹ軸と平行な軸回りのモーメントが作用することが原因と考えられる。
【００６０】  こうして、第２直線部２６２の先端部は、Ｚ軸方向への変位が支配的であるものの、Ｙ軸に平行な軸回りの傾動（回転）も生じている。
【００６１】  そして、このように変位する第２直線部２６２の先端部には、ヒンジ２７３を介して可動櫛歯電極２０７が連結されている。第２直線部２６２の先端部の変位の一部は、ヒンジ２７３が変形することによって吸収され、残りの変位が可動櫛歯電極２０７に伝わる。そのため、第２直線部２６２の先端部の支配的な変位である、Ｚ軸方向への変位も、Ｙ軸に平行な軸回りの傾動もヒンジ２７３によって吸収される。このＺ軸方向への変位は相対的に大きいので、その一部がヒンジ２７３に吸収されたとしても、可動櫛歯電極２０７に十分に伝達する。一方、Ｙ軸に平行な軸回りの傾動は微小であるので、ヒンジ２７３に吸収され、可動櫛歯電極２０７にはほとんど伝達しない。その結果、可動櫛歯電極２０７の先端部は、実質的にＺ軸方向にのみ変位し、それにより、可動櫛歯電極２０７は、実質的に傾動軸Ｂ５回りにのみ傾動する。詳しくは、図７に示すように、可動櫛歯電極２０７においては、その長手方向に複数の等高線が並んでおり、各等高線は、Ｘ軸と略平行になっている。
【００６２】  このように、アクチュエータ２０６がＸ軸と平行でない軸回りに傾動する場合であっても、ヒンジ２７３を介して可動櫛歯電極２０７をアクチュエータ２０６に連結することによって、アクチュエータ２０６の先端部の支配的な変位、即ち、Ｚ軸方向への変位を主として可動櫛歯電極２０７に伝えることができ、アクチュエータ２０６の先端部の支配的な方向以外への変位が可動櫛歯電極２０７に伝わることを抑制することができる。
【００６３】  その結果、可動櫛歯電極２０７をできる限り、傾動軸Ｂ５回り、即ち、ＹＺ平面内で傾動させることができ、可動櫛歯電極２０７が傾動する際に可動櫛歯電極２０７の電極指２７２，２７２，…と固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…との間隔が変動することを抑制できる。また、可動櫛歯電極２０７が傾動する際に、電極指２７２，２７２，…と電極指２８１，２８１，…とが接触することも防止することができる。これにより、電極指２７２，２７２，…と電極指２８１，２８１，…との間隔の変動に起因する静電容量の変動を低減することができる。静電容量の変化は、実質的に、可動櫛歯電極２０７の傾動軸Ｂ５回りの傾動に起因するものだけとなる。その結果、可動櫛歯電極２０７がヒンジ２７３を介して連結された部分のＺ軸方向の変位を静電容量の変動に基づいて精度良く求めることができる。ひいては、ミラー２０５の傾動を精度良く求めることができる。
【００６４】  以上のように、ミラーデバイス２００は、ベース部２０２と、ミラー２０５と、前記ミラー２０５に連結され、傾動することによって該ミラー２０５を傾動させるアクチュエータ２０６と、前記ベース部２０２に設けられ、電極指２８１，２８１，…を有する固定櫛歯電極２０８と、前記固定櫛歯電極２０８に対向して配置された可動櫛歯電極２０７とを備え、前記可動櫛歯電極２０７は、ビーム部２７１と、該ビーム部２７１を前記アクチュエータ２０６と連結し、該ビーム部２７１よりも剛性が低く、弾性変形するヒンジ２７３と、該ビーム部２７１を前記ベース部２０２に連結し、該ビーム部２７１よりも剛性が低く、弾性変形するヒンジ２７４と、該ビーム部２７１に設けられ、前記固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…と対向する電極指２７２，２７２，…とを有し、該ヒンジ２７４を通る傾動軸Ｂ５回りに傾動するように構成されている。
【００６５】  この構成によれば、アクチュエータ２０６が傾動することによって、ミラー２０５が傾動させられる。可動櫛歯電極２０７のビーム部２７１は、ヒンジ２７３を介してアクチュエータ２０６に連結されているので、アクチュエータ２０６が傾動する際に、ビーム部２７１は、アクチュエータ２０６の傾動に従って変位する。ビーム部２７１は、ヒンジ２７４，２７４を介してベース部２０２に連結されているので、ヒンジ２７４，２７４を通る傾動軸Ｂ５回りに傾動する。すると、可動櫛歯電極２０７の電極指２７２，２７２，…及び固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…の対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極２０７と固定櫛歯電極２０８との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化によって、ビーム部２７１のうちヒンジ２７３が設けられた部分の変位が求められる。ヒンジ２７３は、アクチュエータ２０６に連結されているので、ビーム部２７１のうちヒンジ２７３が設けられた部分の変位がわかれば、アクチュエータ２０６の変位を求めることができる。アクチュエータ２０６は、ミラー２０５に連結されているので、アクチュエータ２０６の変位がわかれば、ミラー２０５の変位を求めることができる。こうして、静電容量の変化によってミラー２０５の変位を求めることができる。
【００６６】  このような構成において、可動櫛歯電極２０７のビーム部２７１は、弾性変形するヒンジ２７３を介してアクチュエータ２０６に連結されている。ヒンジ２７３は、アクチュエータ２０６が変位すると、それに応じて変形するため、アクチュエータ２０６の変位は、その一部がヒンジ２７３に吸収されて、ビーム部２７１に伝わる。そのため、アクチュエータ２０６の変位のうち微小なものはヒンジ２７３に吸収され、ビーム部２７１への伝達が低減され、アクチュエータ２０６の変位のうち支配的なものが主としてビーム部２７１へ伝わる。つまり、ビーム部２７１を、アクチュエータ２０６の変位のうち支配的なものに対応する方向に主として変位させることができ、アクチュエータ２０６の変位のうち微小なものに対応する方向へのビーム部２７１の変位を低減することができる。その結果、可動櫛歯電極２０７の電極指２７２，２７２，…と固定櫛歯電極２０８の電極指２８１，２８１，…との間隔を維持したまま、可動櫛歯電極２０７を傾動させることができる。それにより、可動櫛歯電極２０７及び固定櫛歯電極２０８の静電容量の変化は、実質的に、アクチュエータ２０６の支配的な変位に基づくものだけとなる。その結果、静電容量の変化に基づいて、アクチュエータ２０６の変位、ひいては、ミラー２０５の変位を精度よく検出することができる。
【００６７】  また、前記アクチュエータ２０６は、２つ設けられており、前記可動櫛歯電極２０７は、２つ設けられており、前記ミラー２０５は、２つの前記アクチュエータ２０６の駆動量を調整することによって２軸回りに傾動するように構成されている。
【００６８】  この構成によれば、ミラー２０５が２軸回りに傾動するので、アクチュエータ２０６は、ミラー２０５からの反力を受けて、ミラー２０５を傾動させるための本来の傾動方向以外の方向に傾動する可能性がある。このような構成であっても、前述の如く、可動櫛歯電極２０７をアクチュエータ２０６にヒンジ２７３を介して連結することによって、アクチュエータ２０６の本来の傾動方向に対応する変位だけを可動櫛歯電極２０７に伝えることができる。
【００６９】  また、前記ビーム部２７１は、前記ヒンジ２７４によって、前記傾動軸Ｂ５に直交する軸回りに比べて該傾動軸Ｂ５回りに傾動しやすい状態で前記ベース部２０２に連結されている。
【００７０】  この構成によれば、ビーム部２７１は、傾動軸Ｂ５回りには傾動しやすく、それ以外の軸回りには傾動しにくくなっている。つまり、ヒンジ２７３によってアクチュエータ２０６の変位の一部を吸収することに加えて、ビーム部２７１のベース部２０２への支持構造が傾動軸Ｂ５以外の軸回りに傾動しにくい構成となっている。これにより、可動櫛歯電極２０７の傾動軸Ｂ５以外の軸回りの傾動を抑制し、可動櫛歯電極２０７を実質的に傾動軸Ｂ５回りにのみ傾動させることができる。その結果、傾動軸Ｂ５回りの可動櫛歯電極２０７の傾動に起因する可動櫛歯電極２０７と固定櫛歯電極２０８との間の静電容量の変化を精度良く検出することができる。
【００７１】  具体的には、前記ヒンジ２７４は、前記傾動軸Ｂ５に直交する軸回りに比べて該傾動軸Ｂ５と平行な軸回りに湾曲しやすい形状をしている。より詳しくは、ヒンジ２７４は、Ｘ軸方向（即ち、傾動軸Ｂ５方向）に延びる複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部を有し、全体として蛇行した形状をしている。
【００７２】  このように蛇行した形状のヒンジは、直線部回りに捻じれやすく、全体として直線部に平行な軸回りに湾曲しやすくなっている。
【００７３】  さらに、前記ヒンジ２７４は、前記傾動軸Ｂ５の方向に並んで複数設けられている。
【００７４】  このように、ビーム部２７１を、傾動軸Ｂ５の方向に並設された複数のヒンジ２７４，２７４によってベース部２０２に連結することによって、ビーム部２７１の傾動軸Ｂ５以外の軸回りの傾動が抑制される。
【００７５】  また、前記アクチュエータ２０６は、前記傾動軸Ｂ５と平行な軸Ｂ３，Ｂ４回りに傾動することによって、前記ミラー２０５を傾動させる。
【００７６】  この構成によれば、アクチュエータ２０６がミラー２０５を傾動させるために傾動する際の軸と、可動櫛歯電極２０７が静電容量の変化を検出するために傾動する傾動軸Ｂ５とが平行となる。つまり、アクチュエータ２０６本来の傾動、即ち、支配的な傾動に伴って可動櫛歯電極２０７が傾動すると、可動櫛歯電極２０７は、傾動軸Ｂ５回りに傾動することになる。
【００７７】  前記アクチュエータ２０６は、弾性変形するヒンジ２６３を介して前記ミラー２０５に接続されている。
【００７８】  この構成によれば、ミラー２０５の変位の一部がヒンジ２６３に吸収されるので、ミラー２０５の変位に伴ってアクチュエータ２０６に発生する不要な傾動を低減することができる。
【００７９】  《実施形態２》  次に、実施形態２に係るミラーアレイ３０００について説明する。図８は、ミラーアレイ３０００の平面図を、図９は、ミラーアレイ３０００の、図８のIX−IX線における断面図を示す。
【００８０】  実施形態１に係るミラーデバイス２００では、可動櫛歯電極２０７がアクチュエータ２０６に連結されていたのに対し、実施形態２に係るミラーデバイス３００は、可動櫛歯電極３０７がミラー３０５に連結されている点で異なる。尚、ミラーデバイス２００の各構成には、２００番台の符号を付しているのに対し、ミラーデバイス３００の各構成には、３００番台の符号を付している。ミラーデバイス２００の構成とミラーデバイス３００の構成とで、十の位及び一の位の数字が共通するものは、基本的には同じ機能を有している。
【００８１】  ミラーアレイ３０００は、複数のミラーデバイス３００，３００，…が一列に配列されている。ミラーアレイ３０００は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板３０１を用いて製造されている。
【００８２】  ミラーデバイス３００は、ベース部３０２と、ベース部３０２に連結された２つのアクチュエータ３０６，３０６と、２つのアクチュエータ３０６，３０６に連結されたミラー３０５と、ミラー３０５をベース部３０２に連結する延長部３０４と、ミラー３０５に連結された２つの可動櫛歯電極３０７，３０７と、ベース部３０２に設けられ、可動櫛歯電極３０７，３０７と対向する２つの固定櫛歯電極３０８，３０８と、制御部３１０とを有している。尚、２つのアクチュエータ３０６，３０６を区別するときには、それぞれ第１アクチュエータ３０６Ａ、第２アクチュエータ３０６Ｂと称する。
【００８３】  ベース部３０２は、概略長方形の枠状に形成されている。ベース部３０２は、第１シリコン層３０１ａ、酸化膜層３０１ｂ及び第２シリコン層３０１ｃで形成されている。
【００８４】  ミラー３０５は、平面視方形状に形成されている。ミラー３０５は、ミラー本体３５１と、ミラー本体３５１の表面に積層された鏡面層３５２とを有している。ミラー本体３５１は、第１シリコン層３０１ａで形成され、鏡面層３５２は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。尚、ミラー本体３５１の裏面にも、鏡面層３５２と同様の鏡面層３５３が積層されている。鏡面層３５３は、ミラー本体３５１の表面において生じる、鏡面層３５２に起因する膜応力を相殺させる機能を有する。これにより、ミラー本体３５１、ひいては、鏡面層３５２の平面度を向上させることができる。
【００８５】  ここで、ミラー３０５の中心Ｃを通り、ミラー３０５の表面に沿って、ミラーデバイス３００，３００，…の配列方向に延びる軸をＸ軸とする。そして、ミラー３０５の中心ＣにおいてＸ軸に直交し、ミラー３０５の表面に沿って延びる軸をＹ軸とする。また、ミラー３０５の中心Ｃを通り、Ｘ軸及びＹ軸の両方に直交する軸をＺ軸とする。すなわち、Ｘ軸は、全てのミラーデバイス３００で共通であり、Ｙ軸及びＺ軸は、ミラーデバイス３００ごとに規定される。
【００８６】  アクチュエータ３０６は、アクチュエータ本体３６４と、アクチュエータ本体３６４の表面に積層された圧電素子３６５とを有している。
【００８７】  アクチュエータ本体３６４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３６４は、一端部がベース部３０２に連結され、Ｙ軸方向に延びている。アクチュエータ本体３６４は、第１シリコン層３０１ａで形成されている。
【００８８】  圧電素子３６５は、アクチュエータ本体３６４の表側（ミラー３０５の鏡面層３５２と同じ側）に設けられている。図２に示すように、アクチュエータ本体３６４の表面にはＳｉＯ２層３６９が積層されており、圧電素子３６５は、ＳｉＯ２層３６９上に積層されている。圧電素子３６５は、アクチュエータ本体３６４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３６５は、下部電極３６６と、上部電極３６８と、これらに挟持された圧電体層３６７とを有する。下部電極３６６、圧電体層３６７、上部電極３６８は、ＳｉＯ２層３６９上にこの順で積層されている。圧電素子３６５は、ＳＯＩ基板３０１とは別の部材で形成されている。詳しくは、下部電極３６６は、Ｐｔ／Ｔｉ膜で形成されている。圧電体層３６７は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で形成されている。上部電極３６８は、Ａｕ／Ｔｉ膜で形成されている。
【００８９】  ベース部３０２には、第１アクチュエータ３０６Ａの上部電極３６８に電気的に接続された第１上部端子３２２と、第２アクチュエータ３０６Ｂの上部電極３６８に電気的に接続された第２上部端子３２３と、アクチュエータ３０６Ａの下部電極３６６及び第２アクチュエータ３０６Ｂの下部電極３６６の両方に電気的に接続された下部端子３２４とが設けられている。つまり、第１上部端子３２２は、１つの第１アクチュエータ３０６Ａにつき１つ設けられている。第２上部端子３２３は、１つの第２アクチュエータ３０６Ｂにつき１つ設けられている。下部端子３２４は、全ての下部電極３６６にとって共通の検出端子である。
【００９０】  第１上部端子３２２と下部端子３２４を介して第１アクチュエータ３０６Ａの圧電素子３６５に電圧が印加される。第２上部端子３２３と下部端子３２４を介して第２アクチュエータ３０６Ｂの圧電素子３６５に電圧が印加される。各アクチュエータ３０６は、圧電素子３６５に電圧が印加されると、アクチュエータ本体３６４のうち圧電素子３６５が積層された表面が伸縮し、アクチュエータ本体３６４の先端がＺ軸方向へ変位する。
【００９１】  アクチュエータ３０６の先端は、ヒンジ３０３を介してミラー３０５に連結されている。２つのアクチュエータ３０６，３０６は、ミラー３０５のうちＸ軸に平行な短辺３０５ａに連結されている。第１アクチュエータ３０６Ａは、短辺３０５ａの一端部に連結され、第２アクチュエータ３０６Ｂは、短辺３０５ａの他端部に連結されている。
【００９２】  ヒンジ３０３は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ３０３は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ３０３は、直線部がＸ軸方向に延びる第１ヒンジ３０３ａと、直線部がＹ軸方向に延びる第２ヒンジ３０３ｂとを有している。第１ヒンジ３０３ａは、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。一方、第２ヒンジ３０３ｂは、Ｙ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。第１ヒンジ３０３ａは、アクチュエータ３０６に連結され、第２ヒンジ３０３ｂは、ミラー３０５に連結されている。
【００９３】  延長部３０４は、ミラー３０５のうち、ヒンジ３０３，３０３が連結された短辺３０５ａと対向する短辺３０５ｂに設けられている。延長部３０４は、短辺３０５ｂの略中央からＹ軸方向に延びている。延長部３０４は、ミラー３０５に固定的に連結されている。詳しくは、延長部３０４は、ミラー本体３５１と同じ第１シリコン層３０１ａで形成されている。
【００９４】  延長部３０４は、ヒンジ３４１を介してベース部３０２に連結されている。ヒンジ３４１は、延長部３０４よりも剛性が低く、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ３４１は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ３４１は、直線部がＸ軸方向に延びる第１ヒンジ３４１ａと、直線部がＹ軸方向に延びる第２ヒンジ３４１ｂとを有している。第１ヒンジ３４１ａは、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。一方、第２ヒンジ３４１ｂは、Ｙ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。第１ヒンジ３４１ａは、延長部３０４に連結され、第２ヒンジ３４１ｂは、ベース部３０２に連結されている。ヒンジ３４１は、延長側接続部の一例である。
【００９５】  また、ミラー３０５の短辺３０５ｂには、２つの可動櫛歯電極３０７，３０７が連結されている。可動櫛歯電極３０７は、Ｙ軸方向に延びるビーム部３７１と、ビーム部３７１に設けられた３つの電極指３７２，３７２，…とを有している。ビーム部３７１は、ミラー３０５においてＸ軸に対して延長部３０４と同じ側、即ち、アクチュエータ３０６と反対側に設けられている。ビーム部３７１は、延長部３０４に沿ってＹ軸方向に延びている。ビーム部３７１の一端部は、ヒンジ３７３を介してミラー３０５に連結されている。一方の可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１は、ミラー３０５の短辺３０５ｂの一端部に連結され、他方の可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１は、ミラー３０５の短辺３０５ｂの他端部に連結されている。ビーム部３７１の他端部は、Ｌ字状に屈曲し、２つのヒンジ３７４，３７４を介してベース部３０２に連結されている。こうして、２本のビーム部３７１，３７１とその間に挟まれた延長部３０４とが、ミラー３０５の短辺３０５ｂからＹ軸方向へ平行に延びている。
【００９６】  ３つの電極指３７２，３７２，…は、ビーム部３７１において延長部３０４とは反対側に設けられている。電極指３７２，３７２，…は、互いに平行にＹ軸方向に延び、櫛歯状に形成されている。尚、電極指３７２の個数は、３つに限られるものではない。
【００９７】  ヒンジ３７３は、ヒンジ３０３と同様の構成をしている。すなわち、ヒンジ３７３は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ３７３は、複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部とを有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ３７３は、直線部がＸ軸方向に延びる第１ヒンジ３７３ａと、直線部がＹ軸方向に延びる第２ヒンジ３７３ｂとを有している。第１ヒンジ３７３ａは、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。一方、第２ヒンジ３７３ｂは、Ｙ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。第１ヒンジ３７３ａは、ミラー３０５に連結され、第２ヒンジ３７３ｂは、ビーム部３７１に連結されている。ヒンジ３７３は、入力側接続部の一例であり、第１ヒンジ３７３ａは、第１接続部の一例であり、第２ヒンジ３７３ｂは、第２接続部の一例である。
【００９８】  ヒンジ３７４は、第１ヒンジ３７３ａと同様の構成をしている。すなわち、ヒンジ３７４は、弾性的に変形可能に構成されている。具体的には、ヒンジ３７４は、Ｘ軸方向に延びる複数の直線部と、隣り合う直線部の端部同士を連結する折り返し部を有し、全体として蛇行した形状をしている。ヒンジ３７４は、Ｘ軸方向に延びる軸回りに湾曲しやすくなっている。２つのヒンジ３７４，３７４は、Ｘ軸方向に並んで配置されている。ビーム部３７１は、ヒンジ３７４，３７４を介してベース部３０２に支持されており、ヒンジ３７４，３７４を通り且つＸ軸に平行な軸周りに傾動するように構成されている。このヒンジ３７４，３７４を通り且つＸ軸に平行な軸を傾動軸Ｃ４と称する。ヒンジ３７４は、支持側接続部の一例である。
【００９９】  尚、２つの可動櫛歯電極３０７，３０７を区別するときには、ミラー３０５の短辺３０５ｂにおいて第１アクチュエータ３０６Ａと対向する端部に連結された可動櫛歯電極３０７を第１可動櫛歯電極３０７Ａと称し、短辺３０５ｂにおいて第２アクチュエータ３０６Ｂと対向する端部に連結された可動櫛歯電極３０７を第２可動櫛歯電極３０７Ｂと称する。
【０１００】  固定櫛歯電極３０８は、Ｙ軸方向に延びるビーム部３８１と、ビーム部３８１に設けられた４つの電極指３８２，３８２，…とを有している。ビーム部３８１は、ベース部３０２の内周縁からＹ軸方向に延びている。
【０１０１】  ４つの電極指３８２，３８２，…は、互いに平行にＹ軸方向に延び、櫛歯状に形成されている。電極指３８２，３８２，…の間に、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…が入り込んでいる。つまり、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…と固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…とは、Ｘ軸方向において交互に配列され、互いに接触しない状態で対向している。尚、電極指３８２の個数は、４つに限られるものではない。
【０１０２】  尚、２つの固定櫛歯電極３０８，３０８を区別するときには、第１可動櫛歯電極３０７Ａに対応する固定櫛歯電極３０８を第１固定櫛歯電極３０８Ａと称し、第２可動櫛歯電極３０７Ｂに対応する固定櫛歯電極３０８を第２固定櫛歯電極３０８Ｂと称する。
【０１０３】  ベース部３０２には、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との静電容量を検出するための検出端子が設けられている。詳しくは、ベース部３０２には、可動櫛歯電極３０７と電気的に接続された可動端子３２５と、第１固定櫛歯電極３０８Ａに電気的に接続された第１固定端子３２６と、第２固定櫛歯電極３０８Ｂに電気的に接続された第２固定端子３２７とが設けられている。つまり、可動端子３２５は、全ての可動櫛歯電極３０７にとって共通の検出端子である。第１固定端子３２６は、１つの第１固定櫛歯電極３０８Ａにつき１つ設けられている。第２固定端子３２７は、１つの第２固定櫛歯電極３０８Ｂにつき１つ設けられている。
【０１０４】  可動端子３２５は、ベース部３０２の第１シリコン層３０１ａのうち全ての可動櫛歯電極３０７，３０７，…と電気的に導通している部分の表面に設けられている。第１固定端子３２６は、ベース部３０２の第１シリコン層３０１ａのうち各第１固定櫛歯電極３０８Ａと電気的に導通している部分の表面に設けられている。第２固定端子３２７は、ベース部３０２の第１シリコン層３０１ａのうち各第２固定櫛歯電極３０８Ｂと電気的に導通している部分の表面に設けられている。第１シリコン層３０１ａのうち、第１固定端子３２６及び第２固定端子３２７が設けられた部分はそれぞれ、第１シリコン層３０１ａのその他の部分と絶縁されている。
【０１０５】  このように構成されたミラーアレイ１は、ＳＯＩ基板３０１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、ＳＯＩ基板３０１の表面にＳｉＯ２層３６９を成膜し、ＳｉＯ２層３６９の上に、Ｐｔ／Ｔｉ膜（下部電極３６６）、チタン酸ジルコン酸鉛（圧電体層３６７）及びＡｕ／Ｔｉ膜（上部電極３６８）を順に成膜して、フォトリソグラフィ及びエッチングにより圧電素子３６５を形成する。次に、第１シリコン層３０１ａ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３５１及びアクチュエータ本体３６４等を形成する。続いて、ミラー本体３５１の表面にＡｕ／Ｔｉ膜を成膜して、鏡面層３５２を形成する。その後、圧電素子３６５に所定の電圧を印加して分極処理を施す。
【０１０６】  −ミラーデバイスの動作−  次に、このように構成されたミラーデバイス３００の動作について説明する。
【０１０７】  制御部３１０は、所望のミラーデバイス３００に駆動電圧を印加して、ミラー３０５の傾動を制御する。制御部３１０が第１上部端子３２２と下部端子３２４とに駆動電圧を印加すると、駆動電圧に応じて第１アクチュエータ３０６Ａの圧電素子３６５が収縮する。第１アクチュエータ３０６Ａは、基端部がベース部３０２に連結されているので、第１アクチュエータ３０６Ａは、その基端部を通り且つＸ軸に平行な軸Ｃ３回りに傾動する。それと共に、制御部３１０が第２上部端子３２３と下部端子３２４とに駆動電圧を印加すると、駆動電圧に応じて第２アクチュエータ３０６Ｂの圧電素子３６５が収縮する。第２アクチュエータ３０６Ｂも、第１アクチュエータ３０６Ａと同様に、基端部がベース部３０２に連結されているので、第１アクチュエータ３０６Ａは、その基端部を通り且つＸ軸に平行な軸Ｃ３回りに傾動する。制御部３１０は、第１アクチュエータ３０６Ａの駆動電圧と第２アクチュエータ３０６Ｂの駆動電圧とを独立に出力している。つまり、制御部３１０は、第１アクチュエータ３０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ３０６Ｂの傾動量とを独立に制御している。
【０１０８】  第１アクチュエータ３０６Ａが傾動すると、それに応じて、第１アクチュエータ３０６Ａの先端部が変位し、ミラー３０５のうちヒンジ３０３Ａが連結された部分が変位する。同様に、第２アクチュエータ３０６Ｂが傾動すると、それに応じて、第２アクチュエータ３０６Ｂの先端部が変位し、ミラー３０５のうちヒンジ３０３Ｂが連結された部分が変位する。尚、アクチュエータ３０６の傾動量は微小なので、アクチュエータ３０６の先端部の変位は、Ｚ軸方向への変位とみなすことができる。
【０１０９】  ミラー３０５は延長部３０４及びヒンジ３４１を介してベース部３０２に連結されているので、ミラー３０５は、ヒンジ３４１を支点として全体的に傾動する。詳しくは、ミラー３０５は、ヒンジ３４１を通り且つＸ軸に平行な主軸Ｃ１回りに傾動すると共に、ヒンジ３４１及びミラー３０５の中心Ｃを通る副軸Ｃ２回りに傾動する。副軸Ｃ２は、ミラー３０５の非動作時においてはＹ軸と一致している。
【０１１０】  ここで、第１アクチュエータ３０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ３０６Ｂの傾動量とが同じであれば、ミラー３０５の短辺３０５ａのうちヒンジ３０３Ａが連結された部分とヒンジ３０３Ｂが連結された部分のＺ軸方向への変位量は同じになる。その結果、ミラー３０５は、主軸Ｃ１回りに傾動することになる。
【０１１１】  一方、第１アクチュエータ３０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ３０６Ｂの傾動量とが異なれば、ミラー３０５の短辺３０５ａのうちヒンジ３０３Ａが連結された部分とヒンジ３０３Ｂが連結された部分のＺ軸方向への変位量は異なるようになる。その結果、ミラー３０５は、副軸Ｃ２回りに傾動することになる。
【０１１２】  こうして、制御部３１０は、第１アクチュエータ３０６Ａの傾動量と第２アクチュエータ３０６Ｂの傾動量とを調整することによって、ミラー３０５の主軸Ｃ１回りの傾動とミラー３０５の副軸Ｃ２回りの傾動とを組み合わせて、ミラー３０５を任意の方向へ傾動させる。
【０１１３】  制御部３１０は、ミラー３０５を傾動させる際に、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量に基づいてミラー３０５の傾動量を検出している。
【０１１４】  詳しくは、アクチュエータ３０６を作動させてミラー３０５が傾動すると、それに伴って可動櫛歯電極３０７も傾動する。ここで、可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１の一端部は、ヒンジ３７３を介してミラー３０５に連結され、ビーム部３７１の他端部は、２つのヒンジ３７４，３７４を介してベース部３０２に連結されている。そのため、ミラー３０５が傾動すると、ビーム部３７１は、ヒンジ３７３が連結された部分がミラー３０５の変位に従って変位し、全体的に２つのヒンジ３７４，３７４を支点として傾動軸Ｃ４回りに傾動する。その結果、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…と固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…との対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量が変化する。
【０１１５】  第１可動櫛歯電極３０７Ａは、ヒンジ３７３を介してミラー３０５の短辺３０５ｂの一端部に連結されているので、第１可動櫛歯電極３０７Ａと第１固定櫛歯電極３０８Ａとの間の静電容量に基づいて、短辺３０５ｂの一端部のＺ軸方向への変位を検出することができる。一方、第２可動櫛歯電極３０７Ｂは、ヒンジ３７３を介して短辺３０５ｂの他端部に連結されているので、第２可動櫛歯電極３０７Ｂと第２固定櫛歯電極３０８Ｂとの間の静電容量に基づいて、短辺３０５ｂの他端部のＺ軸方向への変位を検出することができる。
【０１１６】  制御部３１０は、第１可動櫛歯電極３０７Ａ及び第１固定櫛歯電極３０８Ａの静電容量を可動端子３２５と第１固定端子３２６とを介して検出している。また、制御部３１０は、第２可動櫛歯電極３０７Ｂ及び第２固定櫛歯電極３０８Ｂの静電容量を可動端子３２５と第２固定端子３２７とを介して検出している。制御部３１０は、第１アクチュエータ３０６Ａへの印加電圧及び第２アクチュエータ３０６Ｂへの印加電圧を第１可動櫛歯電極３０７Ａと第１固定櫛歯電極３０８Ａの静電容量、及び第２可動櫛歯電極３０７Ｂと第２固定櫛歯電極３０８Ｂの静電容量に基づいて調整し、ミラー３０５の傾動量を制御する。
【０１１７】  ここで、ミラー３０５は、２軸回りに傾動するため、ミラー３０５の短辺３０５ｂの両端部は、主軸Ｃ１回りだけでなく、副軸Ｃ２回りにも傾動する。それに対し、可動櫛歯電極３０７は、ビーム部３７１の一端部が弾性変形するヒンジ３７３を介してミラー３０５の短辺３０５ｂの端部に連結されているので、ミラー３０５の変位は、その一部がヒンジ３７３に吸収されて、可動櫛歯電極３０７に伝達される。そのため、短辺３０５ｂの端部の変位のうち、より支配的なＺ軸方向への変位が可動櫛歯電極３０７に主に伝達され、副軸Ｃ２回りの変位は可動櫛歯電極３０７へほとんど伝達されない。その結果、可動櫛歯電極３０７のＹ軸回りの傾動が抑制され、可動櫛歯電極３０７は、ビーム部３７１のうちヒンジ３７３が連結された部分が実質的にＺ軸方向にのみ変位するように傾動する。
【０１１８】  これにより、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量を精度良く検出することができる。詳しくは、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…と固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…とは、Ｘ軸方向において交互に配列され、互いに接触しない状態で対向している。この状態から、可動櫛歯電極３０７が傾動軸Ｃ４回りに傾動、即ち、ＹＺ平面内で変位することによって、電極指３７２，３７２，…と電極指３８２，３８２，…との対向する面積が変化し、その結果、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量が変化する。しかし、可動櫛歯電極３０７が傾動軸Ｃ４の方向に変位したり、Ｙ軸と平行な軸回りに傾動したりすると、電極指３７２，３７２，…と電極指３８２，３８２，…との隙間が変化し、傾動軸Ｃ４回りの可動櫛歯電極３０７の傾動以外の理由で静電容量が変化してしまう。さらには、電極指３７２，３７２，…と電極指３８２，３８２，…とが接触してしまうと、静電容量を検出できなくなってしまう。それに対し、可動櫛歯電極３０７を実質的にＺ軸方向にのみ変位するように傾動させることによって、電極指３７２，３７２，…と電極指３８２，３８２，…との隙間の大きさを維持したまま、両者が対向する面積を変化させることができる。これにより、傾動軸Ｃ４回りの可動櫛歯電極３０７の傾動に起因する可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量の変化を精度良く検出することができる。
【０１１９】  また、可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１の他端部は、傾動軸Ｃ４の方向に並ぶ、少なくとも２箇所においてベース部３０２に連結されている。具体的には、傾動軸Ｃ４の方向に並ぶ２つのヒンジ３７４，３７４を介して、ビーム部３７１がベース部３０２に連結されている。これにより、ビーム部３７１は、傾動軸Ｃ４回りに相対的に傾動しやすく、傾動軸Ｃ４以外の軸回りに相対的に傾動しにくくなっている。
【０１２０】  さらに、ヒンジ３７４の直線部はＸ軸方向（即ち、傾動軸Ｃ４方向）に延びているので、ヒンジ３７４は、傾動軸Ｃ４に直交する軸回りに比べて該傾動軸Ｃ４と平行な軸回りに湾曲しやすい形状をしている。このことによっても、ビーム部３７１は、傾動軸Ｃ４回りに相対的に傾動しやすく、傾動軸Ｃ４以外の軸回りに相対的に傾動しにくくなっている。
【０１２１】  それに加えて、ビーム部３７１とミラー３０５とを連結するヒンジ３７３は、Ｙ軸と平行な軸回りにも傾動しやすく構成されている。そのため、ヒンジ３７３は、ミラー３０５の変位をビーム部３７１に伝える際に、Ｙ軸と平行な軸回りの傾動を吸収することができる。その結果、ミラー３０５が副軸Ｃ２回りに傾動したとしても、可動櫛歯電極３０７を実質的に、傾動軸Ｃ４回りにのみ傾動させることができる。
【０１２２】  これらによって、可動櫛歯電極３０７を実質的に、傾動軸Ｃ４回りにのみ傾動させることができ、傾動軸Ｃ４回りの可動櫛歯電極３０７の傾動に起因する可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量の変化を精度良く検出することができる。
【０１２３】  このように、可動櫛歯電極３０７がミラー３０５にヒンジ３７３を介して連結される構成においては、ミラー３０５の変位がヒンジ３７３に吸収され過ぎると、ミラー３０５の変位を静電容量の変化に基づいて適切に検出することが難しくなる。それに対し、ミラー３０５からベース部３０２に向かって延長部３０４を延ばし、延長部３０４のベース部３０２側の端部をヒンジ３４１を介してベース部３０２に連結している。これにより、ミラー３０５の傾動を可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量の変化に基づいて精度良く検出することができる。この点について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、ミラー３０５が傾動する際の可動櫛歯電極３０７の変位を説明する概略説明図であり、（Ａ）はミラーデバイス３００であり、（Ｂ）は比較のためにミラーデバイス３００の一部を変更したものである。
【０１２４】  図１０（Ｂ）に示すミラーデバイス３００’は、延長部３０４’がベース部３０２に固定的に連結され、延長部３０４’のミラー３０５側の端部がヒンジ３４１’を介してミラー３０５に連結されている。この構成においては、ミラー３０５が傾動する際に、延長部３０４’がベース部３０２の表面と平行なまま変位しないので、短辺３０５ｂは、Ｚ軸方向に少ししか変位しない。そのため、可動櫛歯電極３０７も少ししか傾動しない。その結果、ミラー３０５が傾動しても、可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量の大きな変化が得られず、ミラー３０５の傾動を静電容量の変化に基づいて適切に検出することが難しくなる。
【０１２５】  それに対し、図１０（Ａ）に示すように、延長部３０４は、ミラー３０５に固定的に連結され、ベース部３０２側の端部がヒンジ３４１を介してベース部３０２に連結されている。この構成においては、ミラー３０５は、ヒンジ３４１を通る主軸Ｃ１回りに傾動することになる。短辺３０５ｂは、ミラー３０５の傾動軸から離れることになるので、ミラー３０５が傾動する際に、短辺３０５ｂのＺ軸方向の変位が図１０（Ｂ）の構成と比較して大きくなる。これにより、ミラー３０５が傾動する際の可動櫛歯電極３０７の傾動も大きくなる。その結果、ミラー３０５が傾動する際に、可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量の変化が大きくなり、ミラー３０５の傾動を静電容量の変化に基づいて精度良く検出することができる。
【０１２６】  このように、可動櫛歯電極３０７の、傾動軸Ｃ４回りの変位以外の変位を低減しつつ、可動櫛歯電極３０７の、傾動軸Ｃ４回りの変位を大きくすることができる。その結果、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との接触を防止しつつ、可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量の変動幅を大きくでき、ミラー３０５の傾動を精度良く検出することができる。
【０１２７】  また、ミラーアレイ３０００のように、複数のミラーデバイス３００，３００，…を所定の配列方向（この例ではＸ軸方向）に配列する構成においては、各ミラーデバイス３００の配列方向への寸法を小型化する必要がある。そのような場合には、ミラー３０５に連結されるアクチュエータ３０６及び可動櫛歯電極３０７を、ミラー３０５に対し、配列方向と直交する方向（この例ではＹ軸方向）に配置することが好ましい。ミラーデバイス３００では、ミラー３０５に対して、配列方向と直交する方向における一方側にアクチュエータ３０６を配置し、他方側に可動櫛歯電極３０７を配置している。これにより、ミラーデバイス３００の配列方向への寸法を小型にすることができると共に、ミラー３０５の、配列方向と直交する方向におけるスペースを有効に活用することができる。
【０１２８】  そして、このような構成において、延長部３０４を、ミラー３０５から可動櫛歯電極３０７と同じ側に延ばし、ヒンジ３４１を介してベース部３０２に連結することによって、前述のように、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との接触の防止と、ミラー３０５の傾動の高精度の検出とを実現することができる。
【０１２９】  以上のように、ミラーデバイス３００は、ベース部３０２と、ミラー３０５と、前記ミラー３０５に連結され、傾動することによって該ミラー３０５を傾動させるアクチュエータ３０６と、前記ベース部３０２に設けられ、電極指３８２，３８２，…を有する固定櫛歯電極３０８と、前記固定櫛歯電極３０８に対向して配置された可動櫛歯電極３０７とを備え、前記可動櫛歯電極３０７は、ビーム部３７１と、該ビーム部３７１を前記ミラー３０５と連結し、該ビーム部３７１よりも剛性が低く、弾性変形するヒンジ３７３と、該ビーム部３７１を前記ベース部３０２に連結し、該ビーム部３７１よりも剛性が低く、弾性変形するヒンジ３７４と、該ビーム部３７１に設けられ、前記固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…と対向する電極指３７２，３７２，…とを有し、該ヒンジ３７４を通る傾動軸Ｃ４回りに傾動するように構成されている。
【０１３０】  この構成によれば、アクチュエータ３０６が傾動することによって、ミラー３０５が傾動させられる。可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１は、ヒンジ３７３を介してミラー３０５に連結されているので、アクチュエータ３０６が傾動する際に、ビーム部３７１は、ミラー３０５の傾動に従って変位する。ビーム部３７１は、ヒンジ３７４，３７４を介してベース部３０２に連結されているので、ヒンジ３７４，３７４を通る傾動軸Ｃ４回りに傾動する。すると、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…及び固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…の対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極３０７と固定櫛歯電極３０８との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化によって、ビーム部３７１のうちヒンジ３７３が設けられた部分の変位が求められる。ヒンジ３７３は、ミラー３０５に連結されているので、ビーム部３７１のうちヒンジ３７３が設けられた部分の変位がわかれば、ミラー３０５の変位を求めることができる。こうして、静電容量の変化によってミラー３０５の変位を求めることができる。
【０１３１】  このような構成において、可動櫛歯電極３０７のビーム部３７１は、弾性変形するヒンジ３７３を介してミラー３０５に連結されている。ヒンジ３７３は、ミラー３０５が変位すると、それに応じて変形するため、ミラー３０５の変位は、その一部がヒンジ３７３に吸収されて、ビーム部３７１に伝わる。そのため、ミラー３０５の変位のうち微小なものはヒンジ３７３に吸収され、ビーム部３７１への伝達が低減され、ミラー３０５の変位のうち支配的なものが主としてビーム部３７１へ伝わる。つまり、ビーム部３７１を、ミラー３０５の変位のうち支配的なものに対応する方向に主として変位させることができ、ミラー３０５の変位のうち微小なものに対応する方向へのビーム部３７１の変位を低減することができる。その結果、可動櫛歯電極３０７の電極指３７２，３７２，…と固定櫛歯電極３０８の電極指３８２，３８２，…との間隔を維持したまま、可動櫛歯電極３０７を傾動させることができる。それにより、可動櫛歯電極３０７及び固定櫛歯電極３０８の静電容量の変化は、実質的に、ミラー３０５の支配的な変位に基づくものだけとなる。その結果、静電容量の変化に基づいて、ミラー３０５の変位を精度よく検出することができる。
【０１３２】  《その他の実施形態》  以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【０１３３】  前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
【０１３４】  実施形態１はミラーデバイスに係るものであり、実施形態２はミラーアレイに係るものであるが、これに限られるものではない。例えば、複数のミラーデバイス２００，２００，…によってミラーアレイを構成してもよい。また、１つのミラーデバイス３００だけで構成してもよい。
【０１３５】  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２０５は、平面視円形でなくてもよく、方形等の多角形であってもよい。ミラー３０５は、平面視方形でなくてもよく、平面視円形であっても、方形以外の多角形であってもよい。
【０１３６】  また、各ヒンジの構成も、前記実施形態に係る構成に限られるものではない。例えば、各ヒンジは、連結される部材よりも剛性が低く、弾性変形する構成であれば、任意の構成を採用することができる。
【０１３７】  アクチュエータ２０６，３０６は、前記の構成に限られるものではない。また、アクチュエータ２０６，３０６は、圧電素子２６５，３６５を有しているがこれに限られるものではない。例えば、静電引力を用いてミラーを駆動するアクチュエータであってもよい。さらに、圧電素子２６５，３６５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。さらに、ミラーデバイス３００においては、アクチュエータは１つだけであってもよい。
【０１３８】  また、第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４は、ベース部２０２に連結されアクチュエータ２０６に傾動させられる構成であれば、任意の構成を採用し得る。
【０１３９】  例えば、第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４は、環状でなくてもよい。第１傾動部２０３及び第２傾動部２０４は、円でなくてもよく、円弧状でなくてもよい。第１接続部２３１，２３１及び第２接続部２４１，２４１は、それぞれＸ軸上及びＹ軸上に配置されていなくてもよい。第１接続部２３１，２３１を通る直線は、第２接続部２４１，２４１を通る直線と直交していなくてもよいし、Ｘ軸と平行でなくてもよい。第２接続部２４１，２４１を通る直線は、Ｙ軸と平行でなくてもよい。例えば、第２接続部２４１，２４１がＸ軸上に配置され、第１接続部２３１，２３１がＹ軸上に配置されてもよい。
【０１４０】  前記可動櫛歯電極２０７，３０７及び固定櫛歯電極２０８，３０８の構成は、一例であって、それ以外の構成であってもよい。可動櫛歯電極２０７，３０７及び固定櫛歯電極２０８，３０８は、その位置や電極指の延びる方向は、任意に設定することができる。例えば、可動櫛歯電極の電極指及び固定櫛歯電極の電極指は、Ｙ軸方向以外、例えば、Ｘ軸方向に延びていてもよい。
【０１４１】  また、ミラーデバイス３００において、ミラー３０５は、延長部３０４を介してベース部３０２に連結されているが、これに限られるものではない。例えば、図１１に示すように、延長部３０４及びヒンジ３４１が省略されてもよい。その場合、ミラー３０５は、可動櫛歯電極３０７，３０７を介してベース部３０２に連結されていることになる。延長部３０４及びヒンジ３４１を省略し、可動櫛歯電極３０７を利用してミラー３０５をベース部３０２に連結することによって、ミラーデバイス３００の配列方向の寸法を小型化することができる。
【０１４２】  また、ミラーデバイス２００，３００は、駆動装置の一例である。駆動装置は、ミラーを駆動するものに限られない。例えば、駆動装置は、移動部としてのブレード又はプレートをアクチュエータで駆動するシャッタ装置であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】  以上説明したように、ここに開示された技術は、駆動装置について有用である。
【符号の説明】
【０１４４】２００，３００      ミラーデバイス（駆動装置）２０２，３０２      ベース部２０５，３０５      ミラー（移動部）２０６，３０６      アクチュエータ２６３              ヒンジ（移動部側接続部）２０７，３０７      可動櫛歯電極２７１，３７１      ビーム部２７２，３７２      電極指２７３，３７３      ヒンジ（入力側接続部）２７４，３７４      ヒンジ（支持側接続部）２０８，３０８      固定櫛歯電極２８１，３８２      電極指Ｂ５，Ｃ４          傾動軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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