(57)【要約】【課題】複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置の提供。【解決手段】基板２と、この基板上に設けられた複数の電極４１〜４ｎと、基板上に固定され、基板に対向する側の面から基板と反対側の面に貫通しかつ複数の電極を取り囲むように設けられた第１開口を有し、基板と反対側の面に段差が設けられたスペーサ部８と、このスペーサ部の段差を覆いかつ複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部１２および底面にメンブレン部が露出した開口が設けられメンブレン部を支持する筐体部１４ならびにメンブレン部に設けられた反射膜１６を有する駆動部１０と、複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部２０と、を備えている。【選択図】図１
2008242044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
この基板上に設けられた複数の電極と、
前記基板上に固定され、前記基板に対向する側の面から前記基板と反対側の面に貫通しかつ前記複数の電極を取り囲むように設けられた第１開口を有し、前記基板と反対側の面に段差が設けられたスペーサ部と、
このスペーサ部の段差を覆いかつ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、
前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、
を備えたことを特徴とする可変形状ミラー装置。
【請求項２】
基板と、
この基板上に設けられた複数の電極と、
前記基板上に固定され、前記基板に対向する側の面から前記基板と反対側の面に貫通しかつ前記複数の電極を取り囲むように設けられた第１開口を有し、前記基板と反対側の面がテーパ形状のスペーサ部と、
このスペーサ部のテーパ形状の前記面を覆いかつ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、
前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、
を備えたことを特徴とする可変形状ミラー装置。
【請求項３】
前記スペーサ部は、前記駆動部のメンブレン部と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の可変形状ミラー装置。
【請求項４】
前記スペーサ部は、前記駆動部のメンブレン部よりも熱膨張係数の小さな材料で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の可変形状ミラー装置。
【請求項５】
基板と、
この基板上に設けられた複数の電極と、
前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、
このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、
前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、
を備え、前記スペーサ部は、前記駆動部のメンブレン部よりも熱膨張係数の小さな材料で形成されていることを特徴とする可変形状ミラー装置。
【請求項６】
基板と、
この基板上に設けられた複数の電極と、
前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、
このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、
前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、
前記メンブレン部の前記反射膜と反対側の面に設けられたドーナツ形状の圧電アクチュエータ膜と、
を備えていることを特徴とする可変形状ミラー装置。
【請求項７】
基板と、
この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、
このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに少なくとも前記メンブレン部上に設けられた反射膜を有する駆動部と、
前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、
前記メンブレン部の前記反射膜側の面かまたは前記反射膜と反対側の面に設けられ前記メンブレン部よりも熱膨張係数の小さい膜と、を備えていることを特徴とする可変形状ミラー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変形状ミラー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、眼底観察装置は、被検眼の眼底を観察するために、照明光を上記被検眼の眼底に照射し、眼底画像形成用光学系を通して、上記被検眼の眼底の像を受光・検出する撮像デバイス（例えば、ＣＣＤカメラ）を備えた装置である。眼に関する病気の検知、予防の為には、出来るだけ検出精度・分解能が高いことが望ましい。しかし、眼球は収差が無い理想的なレンズではないため、検出精度・分解能を低下させる要因となる波面収差を持つ。
【０００３】
そこで、眼底の像を検出する撮像デバイスと被検眼の眼底との間に、コントローラからの情報により、その表面形状を変化させることが可能な可変形状ミラーが設けられる。この可変形状ミラーを介した被検眼の眼底からの像を波面センサ（例えば、シャックハルトマンセンサ）に導き、波面収差を検出する。この検出された波面収差に基づいて、波面収差を低減または無くするように、制御装置から、可変形状ミラーに対し、変形を指示する。この指示によって、波面収差のない像が撮像デバイスで得られる。
【０００４】
静電吸引力により形状が変化する可変形状ミラーは知られている（例えば、特許文献１の図２参照）。この特許文献１の図２に記載の可変形状ミラーは、絶縁性基板１１上に固定電極膜１２を形成し、この固定電極膜１２上に中央に開口を有するスペーサ部１８を形成し、上記開口を覆うようにスペーサ部１８上に、反射膜１７、可動電極膜１６およびＳｉＯ２の絶縁膜１４を積層し、この積層膜上に中央に開口を有するシリコン基板１３を形成した構成となっている。したがって、反射膜１７、可動電極膜１６およびＳｉＯ２の絶縁膜１４からなる積層膜は、スペーサ部１８およびシリコン基板１３によって周辺が固定され、固定電極１２と可動電極膜１６との間の静電力により中央部が変形するメンブレン部となるように構成されている。
【特許文献１】特開平２−１０１４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
メンブレン部においては、メンブレン部およびこのメンブレン部を支持している筐体部を構成している膜の熱応力（熱膨張係数の差異により発生する）およびメンブレン部の薄膜内部に存在する真性応力（膜構造から発生する）の影響により、所定の電圧を固定電極と可動電極間に印加した際の「発生力（荷重）−たわみ特性」はばらつき、面内での異方性（不均一性）を有する。
【０００６】
また、境界条件（メンブレン部の固定条件）が「発生力（荷重）−たわみ特性」に与える影響度合いも非常に大きい。これら熱応力、真性応力、境界条件（メンブレン部の固定条件）の複合的な要因の結果、メンブレン部への内部応力（残留応力）の大きさが変わり、「発生力（荷重）−たわみ特性」に影響を与えている。
【０００７】
従来の内部応力（残留応力）の小さな可変形状ミラー装置においては、「発生力（荷重）−たわみ特性」によるメンブレン部のたわみ形状が緩やかになり、メンブレン部を複雑な形状（高次形状）に変形させるのが困難となる場合もあった。
【０００８】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様による可変形状ミラー装置は、基板と、この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に固定され、前記基板に対向する側の面から前記基板と反対側の面に貫通しかつ前記複数の電極を取り囲むように設けられた第１開口を有し、前記基板と反対側の面に段差が設けられたスペーサ部と、このスペーサ部の段差を覆いかつ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の第２の態様による可変形状ミラー装置は、基板と、この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に固定され、前記基板に対向する側の面から前記基板と反対側の面に貫通しかつ前記複数の電極を取り囲むように設けられた第１開口を有し、前記基板と反対側の面がテーパ形状のスペーサ部と、このスペーサ部のテーパ形状の前記面を覆いかつ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の第３の態様による可変形状ミラー装置は、基板と、この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、を備え、前記スペーサ部は、前記駆動部のメンブレン部よりも熱膨張係数の小さな材料で形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第４の態様による可変形状ミラー装置は、基板と、この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、前記メンブレン部の前記反射膜と反対側の面に設けられたドーナツ形状の圧電アクチュエータ膜と、を備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第５の態様による可変形状ミラー装置は、基板と、この基板上に設けられた複数の電極と、前記基板上に前記複数の電極を取り囲むように固定されたスペーサ部と、このスペーサ部上に設けられ前記複数の電極に対向するように配置されたメンブレン部および底面に前記メンブレン部が露出した開口が設けられ前記メンブレン部を支持する筐体部ならびに前記メンブレン部に設けられた反射膜を有する駆動部と、前記複数の電極にそれぞれ所定の電圧パターンを発生する電圧発生部と、前記メンブレン部の前記反射膜側の面かまたは前記反射膜と反対側の面に設けられ前記メンブレン部よりも熱膨張係数の小さい材料からなる膜と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による可変形状ミラー装置を図１に示す。この実施形態の可変形状ミラー装置は、積層セラミック基板２上に複数の電極４１〜４ｎが形成されている。また、積層セラミック基板２上には、中央部に開口を有するスペーサ基板８が設けられている。このスペーサ基板８は、スペーサ基板８の上記開口の底部に複数の電極４が配置されるように積層セラミック基板２と接着剤６によって接着されている。また、スペーサ基板８の積層セラミック基板２と反対側の表面には段差（図１では１段差）が設けられている。そして、スペーサ基板８の段差を有する表面上には駆動部１０が設けられている。この駆動部１０は、上記段差を覆って接触し、かつ複数の電極４と対向するように配置されたメンブレン部１２と、このメンブレン部１２を支持し、中央に開口を有する筐体部１４と、メンブレン部１２と筐体部１４と接合するＳｉＯ２膜１３と、メンブレン部１２上に形成された反射膜１６とを備えている。複数の電極４１〜４ｎにはそれぞれ電圧発生部２０から発生された電圧Ｖ１〜Ｖｎが印加される。
【００１７】
本実施形態の可変形状ミラー装置は、スペーサ基板８の表面に段差を設け、この段差を覆って接触するように駆動部１０がクランプ接合されているため、電圧が印加される前に、予めメンブレン部１２に引張り応力が発生するように構成している。
【００１８】
本実施形態のように、予め引張り応力をメンブレン部１２に与えることにより、たわみ形状がシャープになることを以下に説明する。
【００１９】
本実施形態のようにメンブレン部に予め引張り応力を与え、メンブレン部の中央よりも右側に位置する一つの電極に電圧を印加した場合のメンブレン部のたわみ量を調べた結果を図２のグラフｇ１、ｇ２に示す。グラフｇ２はグラフｇ１に比べて段差を大きくして予め与える引張り応力を大きくした場合を示している。比較のために、本実施形態のスペーサ基板８を表面が平坦なスペーサ基板に置き換えた可変形状ミラー装置を作成し、メンブレン部にグラフｇ１、ｇ２の場合と同様に電極に電圧を印加した場合のメンブレン部のたわみ量を測定した結果を図２のグラフｇ３に示す。すなわち、グラフｇ３は、予め与える引張り応力が零の場合を示している。図２からわかるように、予めメンブレン部に引張り応力を与えた方が、与えない場合に比べて電圧印加後のメンブレン部の形状がシャープとなることを示している。
【００２０】
また、同様に、本実施形態のようにメンブレン部に予め引張り応力を与え、メンブレン部１２の中央に対して対称の位置にある二つの電極に電圧を印加した場合のメンブレン部１２のたわみ量を調べた結果を図３のグラフｋ１に示す。また、比較のために本実施形態のスペーサ基板８を表面が平坦なスペーサ基板に置き換えた可変形状ミラー装置を作成し、メンブレン部にグラフｋ１の場合と同様に電極に電圧を印加した場合のメンブレン部のたわみ量を測定した結果を図３のグラフｋ２に示す。図３からわかるように、予めメンブレン部に引張り応力を与えた方が、与えない場合に比べて電圧印加後のメンブレン部の形状がシャープとなることを示している。
【００２１】
以上説明したように、メンブレン部に引張りの内部応力（残留応力）が残存していると、メンブレン部の形状がシャープとなり、複雑な凹凸形状が作りやすくなる。光学の分野で一般的に用いられる評価指標の一つであるZernike形状についても、同様に、内部応力が残存している場合の方が、形成しやすくなる。特に高次の形状への変形の場合は顕著である。
【００２２】
なお、予め引張り応力をメンブレン部１２に与えるためには、スペーサ基板８の表面が１段の段差ではなく、複数段の段差であってもよいし、スペーサ基板８の表面がテーパ形状であってもよい。
【００２３】
また、本実施形態においては、スペーサ基板８の段差が開口側に向かうにつれて低くなるように構成してメンブレン部１２に予め与える曲げが下方に（電極側）に凸となるように与えたが、図４に示すように、段差が開口側に向かうにつれて高くなるスペーサ基板８Ａを用いることによりメンブレン部１２に予め与える曲げが上方に凸となるように与えてもよい。
【００２４】
次に、本実施形態の可変形状ミラー装置の製造方法を説明する。  
まず、駆動部１０の製造方法を図５（ａ）乃至６（ｃ）を参照して説明する。
【００２５】
最初に、図５（ａ）に示すように、ＳＯＩ(Silicon On Insulator)基板１２，１３，１４を用意する。一般的に、ＳＯＩ基板は、以下のように形成される。単結晶Ｓｉ基板１４を用意し、熱酸化炉等により基板全体（表裏面共に）にＳｉＯ２膜１３を生成する（膜厚は表裏共に同一）。その後、もう一枚の単結晶Ｓｉ基板１２とＳｉＯ２膜１３を介して接合し、接合後、接合した単結晶Ｓｉ基板１２を所望の厚さとなるまで研磨工程により薄くする。その後、接合面として用いなかったＳｉＯ２膜を除去し、単結晶Ｓｉ／ＳｉＯ２／単結晶Ｓｉの三層構造によるＳＯＩ基板１２，１３，１４を得る。
【００２６】
続いて、図５（ｂ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板１４上に、フォトレジストにより、中央に開口を有するパターン２１を形成する。このパターン２１をマスクとして、単結晶Ｓｉ基板１４に対してＤｅｅｐ−ＲＩＥを用いたドライエッチングにより、異方性の加工を行って、単結晶Ｓｉ基板１４の中央に開口を有する筐体部１４を形成する（図５（ｃ）参照）。単結晶Ｓｉ基板１４のエッチング工程は、ＳｉＯ２膜１３をエッチストップとして用いる。すなわち、ＳｉＯ２膜１３が露出したらエッチングを終了する。その後、パターン２１を除去する（図５（ｄ）参照）。
【００２７】
その後、例えば、稀釈弗酸もしくはフッ化アンモン等に浸し、筐体部１４の開口の底部に存在するＳｉＯ２膜１３を除去する（図６（ａ））。続いて、光学的な反射特性を得る為に、メンブレン部１２の反射面側に金属薄膜１６を例えばＡｌ蒸着等により形成する（図６（ｂ））。最後に傷・汚れ等への対策を担う保護膜としてＳｉＯ２薄膜１８を例えば蒸着によりを成膜し、形状可変ミラー装置の駆動部１０を完成させる。なお、駆動部１０は、例えば外形形状（平面形状）が正方形である。
【００２８】
次に、スペーサ基板８の製造方法を図７（ａ）乃至図８（ｅ）を参照して説明する。まず図７（ａ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板８ａ／ＳｉＯ２膜８ｂ／単結晶Ｓｉ基板８ｃのＳＯＩ基板を用意する。続いて図７（ｂ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板８ａ上に、中央に第１開口を有する金属膜２２を形成する。続いて、図７（ｃ）に示すように、フォトレジストにより、第１開口よりも径が小さい開口を有するパターン２４を金属膜２２上に形成する。その後、図７（ｄ）に示すように、ＳＯＩ基板を裏返し、単結晶基板８ｃ上に、フォトレジストにより、上記第１開口よりも径が大きな第３開口を有するパターン２６を形成する。続いて、図７（ｅ）に示すように、パターン２６をマスクとして、例えば、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥまたはウェットエッチングを用いて、単結晶Ｓｉ基板８ｃをエッチングし、単結晶Ｓｉ基板８ｃに開口を形成するとともに、この開口の底部にＳｉＯ２膜８ｂを露出させる。
【００２９】
次に、図８（ａ）に示すように、単結晶Ｓｉ基板８ｃの開口の底部のＳｉＯ２膜８ｂをエッチングにより、除去する。続いて、ＳＯＩ基板を裏返し、レジストパターン２４をマスクとして、Ｄｅｅｐ−ＲＩＥを用いて単結晶Ｓｉ基板８ａをエッチングし、単結晶Ｓｉ基板８ａの中央に開口を形成する（図８（ｂ））。その後、図８（ｃ）に示すように、レジストパターン２４，２６を除去する。続いて、図８（ｄ）に示すように、金属膜２２をマスクとして露出している単結晶Ｓｉ基板８ａの表面をエッチングすることにより、単結晶Ｓｉ基板８ａの表面に段差を形成する。その後、金属膜２２を除去し、スペーサ基板８を形成する（図８（ｅ））。
【００３０】
次に、本実施形態の可変形状ミラー装置の製造方法を説明する。上述したようにして形成された図８（ｅ）に示すスペーサ基板８上に、図６（ｃ）に示す駆動部１０をメンブレン部１２がスペーサ基板８の段差に接するように載置し、クランプした後に、陽極接合または直接接合を行う（図９（ａ））。その後、図９（ｂ）に示すように、破線で示す切断線に沿ってダイサー等で切断し、スペーサ基板８と駆動部１０とが接合されたものを形成する。その後、図１０に示すように、このスペーサ基板８と駆動部１０とが接合されたものを、複数の電極４１〜４ｎが形成された積層セラミック基板２と、接着剤によって接着することにより、本実施形態の可変形状ミラー装置を形成する。
【００３１】
上記スペーサ基板８の製造には、ＳＯＩ基板を用いたが、ガラス基板を用いることもできる。このガラス基板を用いてスペーサ基板８を形成する方法を図１１（ａ）乃至図１２（ｄ）を参照して説明する。まず図１１（ａ）に示すように、ガラス基板３０を用意する。続いて図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板３０上に、中央に第１開口を有する金属膜３２を形成する。続いて、図１１（ｃ）に示すように、フォトレジストにより、第１開口よりも径が小さい開口を有するパターン３４を金属膜３２上に形成する。その後、図１１（ｄ）に示すように、ガラス基板を裏返し、ガラス基板３０の裏面上に、フォトレジストにより、上記第１開口よりも径が大きな第３開口を有するパターン３６を形成する。続いて、図１１（ｅ）に示すように、パターン３６をマスクとして、例えば、サンドブラスト、ウェットエッチング、またはドライエッチングを用いて、ガラス基板３０をエッチングする。
【００３２】
次に、図１２（ａ）に示すように、パターン３４をマスクとして、サンドブラスト、ウェットエッチング、またはドライエッチングを用いて、ガラス基板３０をエッチングし、ガラス基板３０の中央に開口を形成する。その後、図１２（ｂ）に示すように、パターン３４，３６を除去する。続いて、図１２（ｃ）に示すように、金属膜３２をマスクとして露出しているガラス基板３０の表面をエッチングすることにより、ガラス基板３０の表面に段差を形成する。その後、金属膜３２を除去し、スペーサ基板８を形成する（図１２（ｄ））。
【００３３】
本実施形態における、駆動部１０と接合される前のスペーサ基板８の断面図、平面図を図１３（ａ）、１３（ｂ）にそれぞれ示す。本実施形態のスペーサ基板８の平面形状は正方形となっている。また、表面の段差が２段であるスペーサ基板８の駆動部１０と接合される前の断面図、平面図を図１４（ａ）、１４（ｂ）に示す。また、表面がテーパ形状となっているスペーサ基板８の駆動部１０と接合される前の断面図、平面図を図１５（ａ）、１５（ｂ）に示す。
【００３４】
また、スペーサ基板８の表面の段差が２段である場合のスペーサ基板８の作成方法は、図１６（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板の単結晶Ｓｉ基板８ｃ上に、金属膜又はレジストパターン２２、金属膜又はレジストパターン２４、金属膜又はレジストパターン２５を形成する。そして、１段の段差がある場合と同様に形成することにより、図１６（ｂ）に示すように、表面に２段の段差を有するスペーサ基板８をえることができる。
【００３５】
また、表面がテーパ形状の場合は、多段の段差をグラデーションマスクによるドライエッチングを用いてスペーサ基板の表面に形成し、その後、ウェットエッチングを用いて段差の角部をエッチングすることにより、表面が滑らかなテーパ形状とすることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態によれば、予め引張り応力をメンブレン部１２に与えることにより、複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置を得ることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態による可変形状ミラー装置を図１７に示す。
【００３８】
本実施形態の可変形状ミラー装置は、第１実施形態のスペーサ基板８を表面が平坦でかつ駆動部１０を構成するメンブレン部１２および筐体部１４に比べて熱膨張係数が小さい（たとえばガラス製の）スペーサ基板９に置き換え、駆動部１０と加熱下（例えば３５０℃）で、陽極接合を行って形成したものである。この結果、本実施形態の可変形状ミラー装置においては、電極４１〜４ｎに電圧を印加しない状態では、スペーサ基板９とメンブレン部１２との間の界面近傍において、熱膨張係数差による引張り応力と圧縮応力が作用し、これにより境界条件（メンブレン部１２の固定条件）に変化が生じ、第１実施形態と同様に、メンブレン部１２に予め引張りの内部応力を与えることができ、複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置を得ることができる。なお、陽極接合を行う前のスペーサ基板９は、表面が平坦である以外は、第１実施形態のスペーサ基板８と同じ形状を有している。
【００３９】
また、第２実施形態において、スペーサ基板を第１実施形態で説明したような表面が段差を有するまたはテーパ形状であるスペーサ基板８を用いて、駆動部１０と加熱下（例えば３５０℃）で、陽極接合を行って形成してもよい。この場合も第２実施形態と同様に、電極４１〜４ｎに電圧を印加しない状態では、メンブレン部１２における熱応力や境界条件（メンブレン部１２の固定条件）に変化が生じ、第１実施形態と同様に、メンブレン部１２に予め引張りの内部応力を与えることができ、複雑な形状（高次形状）への変形を可能にする可変形状ミラー装置を得ることができる。なお、メンブレン部１２が上向きに凸形状になるように構成しても構わない。
【００４０】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による可変形状ミラー装置を図１８に示す。
【００４１】
本実施形態の可変形状ミラー装置は、図１に示す第１実施形態において、スペーサ基板８をスペーサ７に置き換えるとともに、メンブレン部１２の反射膜１６が形成された側とは反対側（電極に対向する側）にドーナツ形状の薄膜圧電アクチュエータ４０を貼り付けるか、または成膜した構成となっている。この薄膜圧電アクチュエータ４０は、メンブレン部１２を静電吸引力により変形させる動作と干渉しない位置に設けられる。なお、スペーサ７は接着剤６によって基板２およびメンブレン部１２と接着される。
【００４２】
本実施形態の構成において、電極４１〜４ｎおよびメンブレン部１２に通電した場合のメンブレン部１２に生じる応力を有限要素法によって計算した結果を図１９に示す。この図１９からわかるように、図の丸で囲んだ領域においては、引張りの内部応力σｒが生じている。
【００４３】
本実施形態の可変形状ミラー装置も、メンブレン部１２の境界条件に変化を生じさせ、その結果、メンブレン部１２に予め引張りの内部応力を与えることができ、複雑な形状（高次形状）への変形も可能となる。なお、メンブレン部１２が上向きに凸形状になるように構成しても構わない。また、メンブレン部１２の有効領域外への配置であれば、薄膜圧電アクチュエータ４０をメンブレン部１２の反射膜１６が形成された側に貼り付けるか、または成膜した構成としても構わない。
【００４４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態の可変形状ミラー装置を図２０に示す。本実施形態の可変形状ミラー装置は、図１に示す第１実施形態において、スペーサ基板８をスペーサ７に置き換えるとともに、メンブレン部１２の反射膜１６が形成された側とは反対側（電極に対向する側）に駆動部１０を構成するメンブレン部１２および筐体部１４よりも熱膨張係数の小さい薄膜５０を設けた構成となっている。
【００４５】
本実施形態の可変形状ミラー装置も、メンブレン部１２の熱応力に変化を生じさせ、その結果、複雑な形状（高次形状）への変形も可能となる。なお、メンブレン部１２が上向きに凸形状になるように、駆動部１０を構成するメンブレン部１２および筐体部１４よりも熱膨張係数の小さい薄膜５０を反射膜１６側に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態による可変形状ミラー装置を示す断面図。
【図２】予め曲げをメンブレン部に与えた場合の効果を説明する図。
【図３】予め曲げをメンブレン部に与えた場合の効果を説明する図。
【図４】第１実施形態の変形例の可変形状ミラー装置を示す断面図。
【図５】第１実施形態に係る駆動部の形成方法を説明する断面図。
【図６】第１実施形態に係る駆動部の形成方法を説明する断面図。
【図７】ＳＯＩ基板を用いてスペーサ基板を形成する方法を説明する断面図。
【図８】ＳＯＩ基板を用いてスペーサ基板を形成する方法を説明する断面図。
【図９】第１実施形態の可変形状ミラー装置の形成を説明する断面図。
【図１０】第１実施形態の可変形状ミラー装置の形成を説明する斜視図。
【図１１】ガラス基板を用いてスペーサ基板を形成する方法を説明する断面図。
【図１２】ガラス基板を用いてスペーサ基板を形成する方法を説明する断面図。
【図１３】表面が１段の段差を有するスペーサ基板を示す図。
【図１４】表面が２段の段差を有するスペーサ基板を示す図。
【図１５】表面がテーパ形状であるスペーサ基板を示す図。
【図１６】表面が２段の段差を有するスペーサ基板の形成を説明する断面図。
【図１７】第２実施形態による可変形状ミラー装置を示す断面図。
【図１８】第３実施形態による可変形状ミラー装置を示す断面図。
【図１９】第３実施形態の効果を説明する図。
【図２０】第４実施形態による可変形状ミラー装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００４７】
２  積層セラミック基板
４１〜４ｎ  電極
６  接着剤
７  スペーサ（シリカボール）
８  スペーサ基板
８ａ  単結晶Ｓｉ基板
８ｂ  ＳｉＯ２膜
８ｃ  単結晶Ｓｉ基板
８Ａ  スペーサ基板
９  スペーサ基板  
１０  駆動部
（筐体部１４＋メンブレン部１２＋反射膜１６＋ＳｉＯ２膜１３）
１２  メンブレン部（Ｓｉ膜）
１３  ＳｉＯ２膜
１４  筐体部（Ｓｉ基板）
１６  反射膜（Ａｌ膜＋ＳｉＯ２膜）
２０  電圧発生部
２１  パターン
【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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