(57)【要約】【課題】小さい駆動力で作動させることができるマイクロアクチュエータを提供する。【解決手段】可動部は、固定端が脚部１２を介して固定された片持ち梁構造をなす梁部１３から構成される。梁部１３は、固定端と自由端との間に、直列に接続された２つの梁構成部１４，１５を有する。固定端側の梁構成部１４は板ばね部である。自由端側の梁構成部１５は剛性を有する剛性部である。梁構成部１４は、梁部１３が力を受けない状態で、基板１１と反対側に湾曲している。ミラー２は、梁構成部１５の自由端側に設けられる。【選択図】　　　　図２
2004126503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部と、該固定部に対して固定端が固定された片持ち梁構造を持つ可動部とを備え、
前記可動部は、前記可動部の前記固定端と自由端との間に梁部を有し、
前記梁部は、前記固定端と前記自由端との間に直列に接続された複数の梁構成部を有し、
前記可動部が力を受けない状態で、前記複数の梁構成部のうちの１つの梁構成部と他の少なくとも１つの梁構成部とは、前記固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持つことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記複数の梁構成部の各々は、１層以上の薄膜で構成され、
前記複数の梁構成部のうちの少なくとも１つの梁構成部の層数は、他の梁構成部の層数より少なく、
前記少なくとも１つの梁構成部の全部をなす１つ以上の層と前記残りの梁構成部の一部をなす１つ以上の層との間で、層数、各層の材料及び各層の層厚が同じであることを特徴とする請求項１記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項３】
前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、
前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項４】
前記最も固定端側の梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部とは反対側に湾曲し、
前記剛性部は、前記固定部側にもその反対側にも実質的に湾曲していないことを特徴とする請求項３記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項５】
前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、
前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の少なくとも１つの梁構成部は、板ばね部であることを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
前記最も固定端側の梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部とは反対側に湾曲し、
前記最も固定端側の梁構成部以外の前記少なくとも１つの梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部側に湾曲することを特徴とする請求項５記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の更に他の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であることを特徴とする請求項５又は６記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
前記剛性部は、前記固定部側にもその反対側にも実質的に湾曲していないことを特徴とする請求項７記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項９】
前記剛性部は、平面部と、該平面部から立ち上がるか又は立ち下がった補強部とを有することを特徴とする請求項３、４、７、８のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１０】
固定部と、該固定部に対して固定端が固定された片持ち梁構造を持つ可動部とを備え、
前記可動部は、前記可動部の前記固定端と自由端との間に梁部を有し、
前記梁部は、前記固定端と前記自由端との間に直列に接続された複数の梁構成部を有し、
前記可動部が力を受けない状態で、前記複数の梁構成部のうちの１つの梁構成部と他の少なくとも１つの梁構成部とは、前記固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持ち、
前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、
前記複数の梁構成部のうちの、前記板ばね部以外の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であり、
前記剛性部は、平面部と、該平面部から立ち上がるか又は立ち下がった補強部とを有することを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項１１】
前記可動部の固定端が、前記固定部から立ち上がる立ち上がり部を持つ脚部を介して前記固定部に対して固定されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１２】
前記可動部が薄膜で構成されたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１３】
前記固定部は第１の電極部を有し、
前記可動部は、前記第１の電極部との間の電圧により前記第１の電極部との間に静電力を生じ得る第２の電極部を有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１４】
前記可動部は、磁界内に配置されて通電によりローレンツ力を生ずる電流経路を有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれかに記載のマイクロアクチュエータと、前記可動部に設けられたミラーと、を備えたことを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクチュエータ及びこれを用いた光スイッチに関するものである。この光スイッチは、例えば、光通信装置や光伝送装置等で用いることができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロマシニング技術の進展に伴い、種々の分野においてマイクロアクチュエータの重要性が高まっている。マイクロアクチュエータが用いられている分野の一例として、例えば、光通信などに利用され光路を切り替える光スイッチを挙げることができる。このような光スイッチの一例として、特開２００１−１４２００８号公報に開示された光スイッチを挙げることができる。
【０００３】
マイクロアクチュエータは、固定部と、固定部に対して移動可能とされた可動部とを備えているが、可動部が片持ち梁構造を持つタイプのマイクロアクチュエータもある。例えば、特開２００１−１４２００８号公報の図８には、可動部が片持ち梁構造を持つ例が開示されている。
【０００４】
ここで、特開２００１−１４２００８号公報の図８に開示された光スイッチについて説明する。この光スイッチは、マトリクス状に光導波路が形成されるとともにその交差点にミラーが進出し得る溝が形成された光導波路基板と、マイクロアクチュエータ及びミラーが形成されたアクチュエータ基板と、を備えている。ミラーがマイクロアクチュエータにより駆動され、ミラーが光導波路基板の前記溝内に進出した時に光がそのミラーで反射される一方、ミラーが前記溝から退出した時に光が直進することにより、光路が切り替えられる。
【０００５】
そして、特開２００１−１４２００８号公報の図８に開示された光スイッチで採用されているマイクロアクチュエータでは、可動部は一様に構成された板ばね部のみで構成されている。板ばね部の先端側にミラーが固定されている。この板ばね部は、駆動力が与えられていない場合には、基板と反対側に反って湾曲しており、駆動力が与えられると、板ばね部の基板側の面全体が基板上の面に当接する。駆動力が与えられなくなると、板ばね部のバネ力（内部応力）によって基板と反対側に反って湾曲した状態に戻る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の研究の結果、可動部が片持ち梁構造を持つ場合に、前記従来のマイクロアクチュエータのように、可動部が一様に構成され力を受けない状態で基板と反対側に湾曲した板ばね部のみで構成すると、この可動部の構成に起因して、小さい駆動力で作動させることが困難であることが、判明した。
【０００７】
一例として、前記従来のマイクロアクチュエータのような可動部の構造を持つマイクロアクチュエータにおいて、板ばね部の先端側に可動電極を設けるとともに基板上に固定電極を設け、両電極間に電圧を印加することにより生ずる両電極間の静電力を駆動力として用いる場合について、説明する。この場合、作動に必要な駆動力を小さくするためには、両電極間に電圧を印加していない状態での両電極間の距離を短くし、かつ、板ばね部の固定端と可動電極との間の距離を大きくするべく板ばね部の長さを長くすればよい。しかし、可動部が一様に構成され力を受けない状態で基板と反対側に湾曲した板ばね部のみで構成されているので、これらを両立することは不可能であった。すなわち、両電極間に電圧を印加していない状態での両電極間の距離を短くするためには、板ばね部の長さを短くせざるを得ない。なお、この場合には、ミラーの移動ストロークを十分に確保できないことにもなる。一方、板ばね部の長さを長くすると、両電極間に電圧を印加していない状態では、板ばね部が基板と反対側に湾曲しているので、両電極間の距離が長くなってしまう。したがって、前記従来のマイクロアクチュエータのような可動部の構造を持つマイクロアクチュエータでは、小さい駆動力で作動させることが困難であった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小さい駆動力で作動させることができるマイクロアクチュエータ、及び、これを用いた光スイッチを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の態様によるマイクロアクチュエータは、固定部と、該固定部に対して固定端が固定された片持ち梁構造を持つ可動部とを備え、（ａ）前記可動部は、前記可動部の前記固定端と自由端との間に梁部を有し、（ｂ）前記梁部は、前記固定端と前記自由端との間に直列に接続された複数の梁構成部を有し、（ｃ）前記可動部が力を受けない状態で、前記複数の梁構成部のうちの１つの梁構成部と他の少なくとも１つの梁構成部とは、前記固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持つものである。
【００１０】
ここで、梁構成部の固定部側及びその反対側に対する湾曲・非湾曲状態とは、当該梁構成部の固定部側又はその反対側への湾曲の有無、湾曲している場合は固定部側又はその反対側のいずれの側に湾曲しているか、及び、そのいずれかの側の湾曲の度合い（曲率）の全てに関する状態のすべてを総合したものをいう。したがって、固定部側にもその反対側にも湾曲していない梁構成部と、固定部側又はその反対側に湾曲している梁構成部とは、固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持つことになる。また、２つの梁構成部が同じ側に湾曲していても、湾曲の度合いが異なっていれば、当該２つの梁構成部は固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持つことになる。さらに、２つの梁構成部が異なる側（固定部側とその反対側）に湾曲していれば、当該２つの梁構成部は固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持つことになる。
【００１１】
本発明の第２の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１の態様において、（ａ）前記複数の梁構成部の各々は、１層以上の薄膜で構成され、（ｂ）前記複数の梁構成部のうちの少なくとも１つの梁構成部の層数は、他の梁構成部の層数より少なく、（ｃ）前記少なくとも１つの梁構成部の全部をなす１つ以上の層と前記残りの梁構成部の一部をなす１つ以上の層との間で、層数、各層の材料及び各層の層厚が同じであるものである。
【００１２】
本発明の第３の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１又は第２の態様において、（ａ）前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、（ｂ）前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であるものである。
【００１３】
本発明の第４の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第３の態様において、（ａ）前記最も固定端側の梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部とは反対側に湾曲し、（ｂ）前記剛性部は、前記固定部側にもその反対側にも実質的に湾曲していないものである。
【００１４】
本発明の第５の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１又は第２の態様において、（ａ）前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、（ｂ）前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の少なくとも１つの梁構成部は、板ばね部であるものである。
【００１５】
本発明の第６の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第５の態様において、（ａ）前記最も固定端側の梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部とは反対側に湾曲し、（ｂ）前記最も固定端側の梁構成部以外の前記少なくとも１つの梁構成部は、前記可動部が力を受けない状態で、前記固定部側に湾曲するものである。
【００１６】
本発明の第７の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第５又は第６の態様において、前記複数の梁構成部のうちの、前記最も固定端側の梁構成部以外の更に他の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であるものである。
【００１７】
本発明の第８の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第７の態様において、前記剛性部は、前記固定部側にもその反対側にも実質的に湾曲していないものである。
【００１８】
本発明の第９の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第３、第４、第７及び第８のいずれかの態様において、前記剛性部は、平面部と、該平面部から立ち上がるか又は立ち下がった補強部とを有するものである。
【００１９】
本発明の第１０の態様によるマイクロアクチュエータは、固定部と、該固定部に対して固定端が固定された片持ち梁構造を持つ可動部とを備え、（ａ）　前記可動部は、前記可動部の前記固定端と自由端との間に梁部を有し、（ｂ）前記梁部は、前記固定端と前記自由端との間に直列に接続された複数の梁構成部を有し、（ｃ）前記可動部が力を受けない状態で、前記複数の梁構成部のうちの１つの梁構成部と他の少なくとも１つの梁構成部とは、前記固定部側及びその反対側に対する異なる湾曲・非湾曲状態を持ち、（ｄ）前記複数の梁構成部のうちの最も固定端側の梁構成部は、板ばね部であり、（ｅ）前記複数の梁構成部のうちの、前記板ばね部以外の少なくとも１つの梁構成部は、少なくとも前記固定部側及びその反対側に対する撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部であり、（ｆ）前記剛性部は、平面部と、該平面部から立ち上がるか又は立ち下がった補強部とを有するものである。
【００２０】
本発明の第１１の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第１０のいずれかの態様において、前記可動部の固定端が、前記固定部から立ち上がる立ち上がり部を持つ脚部を介して前記固定部に対して固定されたものである。
【００２１】
本発明の第１２の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第１１のいずれかの態様において、前記可動部が薄膜で構成されたものである。
【００２２】
本発明の第１３の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第１２のいずれかの態様において、前記固定部は第１の電極部を有し、前記可動部は、前記第１の電極部との間の電圧により前記第１の電極部との間に静電力を生じ得る第２の電極部を有するものである。
【００２３】
本発明の第１４の態様によるマイクロアクチュエータは、前記第１乃至第１３のいずれかの態様において、前記可動部は、磁界内に配置されて通電によりローレンツ力を生ずる電流経路を有するものである。
【００２４】
本発明の第１５の態様による光スイッチは、前記第１乃至第１４のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータと、前記可動部に設けられたミラーと、を備えたものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるマイクロアクチュエータ及びこれを用いた光スイッチについて、図面を参照して説明する。
【００２６】
［第１の実施の形態］
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図１では、基板１１上に形成された固定電極１６は、想像線で示している。図２は、図１中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略断面図である。図３は、図１中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図である。説明の便宜上、図１乃至図３に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する。また、Ｘ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｘ方向又は、その反対の向きを−Ｘ方向と呼び、Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様とする。ＸＹ平面は基板１１の面と平行となっている。これらの点は、後述する各図についても同様である。なお、図２及び図３は、駆動信号が供給されていない状態（すなわち、可動部が力を受けていない状態）を示している。
【００２８】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１は、シリコン基板やガラス基板等の基板１１と、脚部１２と、Ｚ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に延びた１本の帯板状の梁部１３と、固定電極１６と、を備えている。
【００２９】
梁部１３の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板１１上のシリコン酸化膜等の絶縁膜１７上に形成されたＡｌ膜からなる配線パターン１８（図１では省略）を介して基板１１から立ち上がる立ち上がり部を持つ脚部１２を介して、基板１１に機械的に接続されている。梁部１３の＋Ｘ方向の端部は自由端となっている。したがって、本実施の形態では、梁部１３は片持ち梁となっており、梁部１３が、片持ち梁構造を持つ可動部を構成している。また、本実施の形態では、基板１１、絶縁膜１７及び固定電極１６が、固定部を構成している。
【００３０】
本実施の形態では、梁部１３の自由端側の上部（すなわち、後述する梁構成部１５の上部）には、被駆動体としてのＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属からなるミラー２が設けられている。
【００３１】
梁部１３は、その固定端と自由端との間に機械的にＸ軸方向に直列に接続された２つの梁構成部１４，１５を、有している。梁構成部１４，１５は、いずれもＺ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に延びた帯板状に構成されている。固定端側（−Ｘ側）の梁構成部１４はＺ軸方向に撓み得る板ばね部となっているのに対し、自由端側（＋Ｘ側）の梁構成部１５はＺ軸方向（基板１１側及びその反対側）の撓み及びその他の方向の撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部となっている。
【００３２】
梁構成部１４は、下側のＳｉＮ膜２１と上側のＡｌ膜２２とが積層された２層の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。梁構成部１５は、梁構成部１４からそのまま連続して延びた下側のＳｉＮ膜２１と上側のＡｌ膜２２とが積層された２層の薄膜で構成されている。しかし、梁構成部１５は、梁構成部１４とは異なり、Ｚ軸方向から見た平面視で短冊状の平面部１５ａの他に、平面部１５ａにおける外周付近に当該平面部１５ａを周回するようにＺ軸方向から見た平面視でロの字状に形成され平面部１５ａから＋Ｚ方向に突出した凸条部１５ｂを有している。凸条部１５ｂは、平面部１５ａから立ち上がる立ち上がり部を有し、この立ち上がり部が平面部１５ａを補強する補強部となって、梁構成部１５に前述した剛性を持たせている。
【００３３】
例えば、凸条部１５ｂの外周側の立ち上がり部のみを残し、凸条部１５ｂの内周側の立ち上がり部をなくして平面部１５ａの高さを本実施の形態で凸条部１５ｂの上面と同一にしても、同様の補強効果が得られる。ただし、この場合に比べて本実施の形態の方が、梁部１３が力を受けていない状態で、可動電極として兼用される梁構成部１５におけるＡｌ膜２２と固定電極１６との間の距離が短くなり、静電力の駆動電圧が低減できるので好ましい。凸条部１５ｂは、本実施の形態では前述したようにロの字状に形成されているが、例えば、＋Ｙ側及び−Ｙ側において平面視でＸ軸方向に延びる部分のみを形成し、＋Ｘ側及び−Ｘ側においてＹ軸方向に延びる部分については形成しなくてもよい。凸条部１５ｂをこのように形成しても、Ｚ軸方向の撓みに対する剛性を梁構成部１５に持たせることができる。
【００３４】
なお、梁構成部１４，１５の材料や層数は前述した例に限定されるものではなく、例えば、ＳｉＮ膜２１に代えて他の絶縁膜を用いてもよいし、Ａｌ膜２２に代えて他の導電膜を用いてもよい。
【００３５】
また、梁構成部１４は、図２に示すように、駆動信号が供給されていない状態において、膜２１，２２の応力によって、上方（基板１１と反対側、＋Ｚ方向）に湾曲している。一方、梁構成部１５は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜２１，２２の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。このように、梁構成部１４と梁構成部１５とは、梁部１３が力を受けない状態で、異なる湾曲・非湾曲状態を持っている。
【００３６】
本実施の形態では、脚部１２は、梁構成部１４を構成するＳｉＮ膜２１及びＡｌ膜２２がそのまま連続して延びることによって構成されている。Ａｌ膜２２は、脚部１２においてＳｉＮ膜２１に形成された開口を介して配線パターン１８に電気的に接続されている。なお、脚部１２の上部には、脚部１２の強度を補強するために、凸条部１９がＺ方向から見た平面視で口の字状に形成されている。
【００３７】
本実施の形態では、静電力を駆動力として作動するように構成されている。具体的には、本実施の形態では、梁構成部１５におけるＡｌ膜２２が可動電極として兼用され、梁構成部１５と対向する基板１１上の絶縁膜１７上の領域に、Ａｌ膜からなる固定電極１６が形成されている。梁構成部１５におけるＳｉＮ膜２１は、Ａｌ膜２２と固定電極１６とが電気的に接触しないようにするための絶縁層としても機能している。なお、図面には示していないが、固定電極１６を構成するＡｌ膜は配線パターンとしても延びており、前記配線パターン１８と共に利用することによって、固定電極１６と可動電極として兼用された梁構成部１５におけるＡｌ膜２２との間に電圧を、駆動信号として印加できるようになっている。
【００３８】
この電圧（駆動信号）を印加すると、固定電極１６と梁構成部１５における可動電極としてのＡｌ膜２２との間に静電力（駆動力）が作用し、梁構成部１４のバネ力（内部応力）に抗して、梁構成部１５が基板１１側へ引き寄せられて、それに伴い梁構成部１４が変形する。そして、梁構成部１５が基板１１側に当接した位置で停止し、それによりミラー２が基板１１へ近接した位置へ移動した状態となる。一方、この電圧を印加しないと、固定電極１６と梁構成部１５における可動電極としてのＡｌ膜２２との間に静電力（駆動力）が作用しなくなり、梁構成部１４のバネ力（内部応力）によって、図２に示す状態に戻り、ミラー２は基板１１から離れた元の上方位置へ戻る。基板１１には、外部からの制御信号に応じてこの駆動信号を生成する駆動回路を搭載しておいてもよく、この点は後述する各実施の形態についても同様である。
【００３９】
このように、本実施の形態では、駆動信号によって生ずる静電力によって駆動される。もっとも、本発明では、磁気力やローレンツ力など他の駆動力や任意の２種類以上を複合した駆動力により駆動されるように構成することもできる。また、例えば、異なる膨張係数を有する異なる物質の互いに重なった少なくとも２つの層の、熱膨張による変形を利用した駆動方式を採用してもよい。この場合、例えば、光や赤外線の吸収や電気抵抗部への通電などによって、前記変形のための熱を与えることができ、照射光量や通電量を駆動信号として用いることができる。
【００４０】
なお、基板１１上の固定電極１６は、本実施の形態では自由端側の梁構成部１５に対向する領域のみに設置されているが、固定電極１６を固定端側の梁構成部１４に対向する位置まで延長してもよい。その場合は、梁構成部１５におけるＡｌ膜２２のみならず梁構成部１４におけるＡｌ膜２２も、可動電極として作用する。
【００４１】
次に、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１の製造方法の一例について、図４及び図５を参照して説明する。図４及び図５は、この製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図２に対応している。
【００４２】
まず、シリコン基板１１の上面に熱酸化によってシリコン酸化膜１７を成膜し、その上にＡｌ膜を蒸着又はスパッタ法等によりデポした後に、フォトリソエッチング法により、そのＡｌ膜を固定電極１６、配線パターン１８及びその他の配線パターンの形状にパターニングする（図４（ａ））。次いで、この状態の基板上に、犠牲層となるレジスト３０を塗布し、このレジスト３０に、脚部１２のコンタクト部に応じた開口３０ａをフォトリソエッチング法により形成する（図４（ｂ））。
【００４３】
次に、図４（ｂ）に示す状態の基板の全面に犠牲層となるレジスト３１を塗布し、フォトリソエッチング法により、レジスト３１における凸条部１５ｂ，１９に対応した部分のみを島状に残して他の部分を除去する（図４（ｃ））。
【００４４】
その後、脚部１２及び梁部１３（梁構成部１４，１５）となるべきＳｉＮ膜２１をプラズマＣＶＤ法等により形成した後、フォトリソエッチング法によりパターニングし、それらの形状とする（図４（ｄ））。このとき、脚部１２におけるコンタクト部には開口を形成しておく。
【００４５】
なお、図４（ｄ）においては、ＳｉＮ膜２１は、平面ｍ上の箇所ａ１と平面ｎ上の箇所ｂ１，ｂ２の、合計３箇所がフォトエッチされている。この時、平面ｍと平面ｎとは、レジスト３０の膜厚（例えば、約２μｍ）分だけ高さが異なるので、フォトリソ時に両方のレジストパターンを共に精度良く形成するのが難しい。そこで、図４（ｃ）の工程の後、まず、図４（ｄ’）に示すように、平面ｍ上の箇所ａ１のみをフォトエッチし、続いて、図４（ｄ”）に示すように、平面ｎ上の箇所ｂ１，ｂ２をフォトエッチしてもよい。このように、フォトエッチ工程を、高さが等しい平面ごとに分けて行うと、パターン精度を向上させることができる。なお、この時、フォトリソ工程のみを分けて行い、エッチング工程は同時に行っても同様の効果が得られる。
【００４６】
次いで、脚部１２及び梁部１３（梁構成部１４，１５）となるべきＡｌ膜２２を蒸着又はスパッタ法等によりデポした後に、フォトリソエッチング法によりパターニングし、それらの形状にする（図５（ａ））。
【００４７】
なお、図５（ａ）においては、Ａｌ膜２２は、平面ｐ上の箇所ｃ１，ｃ２の、合計２箇所がフォトエッチされている。この時、Ａｌ膜２２の箇所ｃ１側の端部は、図５（ａ’）に示すように箇所ｄ１に来ないようにした方が良い。図５（ａ’）において、箇所ｄ１は平面ｑ上にあり、箇所ｃ２は平面ｐ上にある。この時、平面ｐと平面ｑとは、レジスト３１の膜厚（例えば、約２μｍ）分だけ高さが異なるので、フォトリソ時に両方のレジストパターンを共に精度良く形成するのが難しい。そこで、図５（ａ）に示すように、１回のフォトリソ工程では同じ高さの所にパターン端部が形成されるように、フォトマスクを設計するのが望ましい。
【００４８】
次に、図５（ａ）に示す状態の基板の全面に犠牲層となるレジスト３２を厚塗りし、レジスト３２を露光、現像してミラー２が成長される領域をレジスト３２に形成した後、電解メッキによりミラー２となるべきＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属を成長させる（図５（ｂ））。最後に、レジスト３０〜３２をプラズマアッシング法等により除去する。これにより、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１が完成する。
【００４９】
なお、前述したように膜２１及び膜２２の成膜は、レジスト３０〜３２を除去した際に前記梁構成部１４が成膜時のストレスによって上方に湾曲するような条件で、行う。
【００５０】
本実施の形態によれば、前述した従来技術と異なり、梁部１３が一様な板ばね部のみで構成されるのではなく、梁部１３が、固定端側の板ばね部である梁構成部１４と、自由端側の常に平板状の剛性部である梁構成部１５とで構成されている。したがって、梁部１３の固定端から自由端までの長さを長くし、かつ、梁部１３が力を受けない図２に示す状態で梁部１３の自由端側と基板１１側との間の距離を短くすることができる。このため、自由端側の可動電極（本実施の形態では、梁構成部１５におけるＡｌ膜）の位置を、梁部１３の固定端から遠く、かつ、駆動信号を供給しない図２に示す状態において固定電極に比較的近い位置に、配置することができる。よって、本実施の形態によれば、小さい駆動力で作動させることができ、当該マイクロアクチュエータ１を低電力で作動させることができる。
【００５１】
このように、本実施の形態によれば、梁部１３が力を受けない状態で、梁構成部１４と梁構成部１５とが異なる湾曲・非湾曲状態を持つので、梁部１３の長さを長くしつつ、梁部１３が力を受けない状態における梁部１３の自由端側部分の基板１１側からの距離を、所望の距離に自在に設定することができ、これにより小さい駆動力で当該マイクロアクチュエータ１を作動させることができるのである。
【００５２】
［第２の実施の形態］
【００５３】
図６は、本発明の第２の実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図６において、本来破線（隠れ線）となるべき線も実線で示している。図７は、図６中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図６中のＸ５−Ｘ６線に沿った概略断面図は図７と同様となる。図８は、図６中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図である。なお、図７及び図８は、駆動信号が供給されていない状態（すなわち、可動部が力を受けていない状態）を示している。
【００５４】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１は、シリコン基板やガラス基板等の基板５１と、脚部５２，５３と、Ｚ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に並行して延びた２本の帯板状の梁部５４，５５と、梁部５４，５５の先端（自由端、＋Ｘ方向の端部）に設けられそれらの間を機械的に接続する平面視で長方形状の接続部５６と、を備えている。
【００５５】
梁部５４の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板５１上のシリコン酸化膜等の絶縁膜５７上に形成されたＡｌ膜からなる配線パターン５８（図１では省略）を介して基板５１から立ち上がる立ち上がり部を持つ脚部５２を介して、基板５１に機械的に接続されている。同様に、梁部５５の固定端（−Ｘ方向の端部）は、絶縁膜５７上に形成されたＡｌ膜からなる配線パターン（図示せず）を介して、基板５１に機械的に接続されている。また、前述したように梁部５４，５５の自由端間が、接続部５６で機械的に接続されている。したがって、本実施の形態では、梁部５４，５５及び接続部５６が、全体として、片持ち梁構造を持つ可動部を構成している。本実施の形態では、２本の梁部５４，５５を用いることにより機械的に安定した支持が可能となっているが、梁部の数は１本でもよいし、３本以上でもよい。また、本実施の形態では、基板５１及び絶縁膜５７が、固定部を構成している。
【００５６】
梁部５４は、前記可動部の固定端と自由端との間に機械的にＸ軸方向に直列に接続された２つの梁構成部６１，６２と、それらの間に介在した接続部６３とを、有している。梁構成部６１，６２は、いずれもＺ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に延びた帯板状に構成されている。固定端側（−Ｘ側）の梁構成部６１も自由端側（＋Ｘ側）の梁構成部６２も、Ｚ軸方向に撓み得る板ばね部となっている。しかし、図７に示すように、駆動信号が供給されていない状態において、梁構成部６１は上方（基板５１と反対側、＋Ｚ方向）に湾曲しているのに対し、梁構成部６２は下方（基板５１側、−Ｚ方向）に湾曲していることによって、両者は異なる湾曲・非湾曲状態を持っている。もっとも、本発明では、例えば、駆動信号が供給されていない状態において、梁構成部６１，６２の両方とも上方に湾曲させ、梁構成部６１の曲率より梁構成部６２の曲率を小さくすることにより、両者に異なる湾曲・非湾曲状態を持たせてもよい。
【００５７】
本実施の形態では、梁構成部６１は、下側のＳｉＮ膜７１と上側のＡｌ膜７２とが積層された２層の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。梁構成部６２は、下側のＡｌ膜７３と、梁構成部６１においては下側の膜であったＳｉＮ膜７１が接続部６３を経てそのまま連続して延びて梁構成部６２においては上側の膜となったＳｉＮ膜７１とが積層された、２層の薄膜で構成されている。本実施の形態では、このように梁構成部６１と梁構成部６２のＳｉＮ膜及びＡｌ膜の積層順序を逆にすることにより、駆動信号が供給されていない状態における両者の湾曲の方向を逆にしている。
【００５８】
梁部５４を構成する接続部６３は、梁構成部６１，６２の端部同士を機械的に接続しており、梁構成部６１，６２からそのまま連続したＳｉＮ膜７１と、梁構成部６１からそのまま連続して延びたＡｌ膜７２と、梁構成部６２からそのまま延びたＡｌ膜７３とが、下側から膜７３、膜７１及び膜７２の順序で積層された、３層の薄膜で構成されている。ただし、接続部６３において、ＳｉＮ膜７１に開口６３ａが形成されて開口６３ａの箇所ではＡｌ膜７２，７３の２層の薄膜で構成され、開口６３ａの箇所でＡｌ膜７２，７３が互いに電気的に接続されている。
【００５９】
本実施の形態では、脚部５２は、梁構成部６１を構成するＳｉＮ膜７１及びＡｌ膜７２がそのまま連続して延びることによって構成されている。Ａｌ膜７２は、脚部５２においてＳｉＮ膜７１に形成された開口を介して配線パターン５８に電気的に接続されている。なお、脚部５２の上部には、脚部５２の強度を補強するために、凸条部５９がＺ方向から見た平面視で口の字状に形成されている。
【００６０】
梁部５５及び脚部５３は、前述した梁部５４及び脚部５２とそれぞれ全く同一の構造を有している。梁部５５を構成する梁構成部６４，６５及び接続部６６は、梁部５４を構成する梁構成部６１，６２及び接続部６３に相当している。接続部６６の開口６６ａは前述した接続部６３の開口６３ａに相当し、梁構成部６４を構成するＡｌ膜７４は、前述した梁構成部６１を構成するＡｌ膜７２に相当している。また、脚部５３の上部には、前述した凸条部５９に相当する凸条部６０が形成されている。
【００６１】
接続部５６は、梁構成部６２，６５を構成するＳｉＮ膜７１及びＡｌ膜７３がそのまま連続して延びることによって構成されている。接続部５６には、その外周付近に沿って、Ｚ軸方向から見た平面視でロの字状に立ち上がり部５６ａが形成されており、これによって接続部５６が補強されているとともに、ミラー２を接続部５６の平面部に設けることができるようになっている。接続部５６の平面部に、被駆動体としてのＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属からなるミラー２が設けられている。
【００６２】
以上の説明からわかるように、Ａｌ膜７２，７３，７４によって、脚部５２下の配線パターン５８から、梁構成部６１→接続部６３→梁構成部６２→接続部５６→梁構成部６５→接続部６６→梁構成部６４を経て、脚部５３下の配線パターン（図示せず）へ至る、電流経路が構成されている。この電流経路のうち、接続部５６におけるＹ軸方向に沿った電流経路（電流の方向−Ｙ方向）が、Ｘ軸方向の磁界内に置かれたときに、基板５１側（−Ｚ方向）へ向かうローレンツ力を発生させる部分となっている。したがって、永久磁石等（図示せず）を用いてＸ軸方向の磁界内に置き、前記電流経路へ電流（駆動信号）を流すと、接続部５６におけるＡｌ膜７１にローレンツ力（駆動力）が−Ｚ方向へ作用し、梁構成部６１，６２，６４，６５のバネ力（内部応力）に抗して、接続部５６が基板５１側へ引き寄せられて、それに伴い梁構成部６１，６２，６４，６５が変形する。そして、接続部５６が基板５１側に当接した位置で停止し、それによりミラー２が基板５１へ近接した位置へ移動した状態となる。一方、この電流を流さないと、接続部５６におけるＡｌ膜７１にローレンツ力（駆動力）が作用しなくなり、梁構成部６１，６２，６４，６５のバネ力（内部応力）によって、図７に示す状態に戻り、ミラー２は基板５１から離れた元の上方位置へ戻る。
【００６３】
このように、本実施の形態では、駆動信号によって生ずるローレンツ力によって駆動される。もっとも、前記第１の実施の形態と同様に基板５１側に固定電極を設ければ、静電力によって駆動することも可能である。
【００６４】
次に、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１の製造方法の一例について、図９を参照して説明する。図９は、この製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図であり、図７に対応している。
【００６５】
まず、シリコン基板５１の上面に熱酸化によってシリコン酸化膜５７を成膜し、その上にＡｌ膜を蒸着又はスパッタ法等によりデポした後に、フォトリソエッチング法により、そのＡｌ膜を配線パターン５８及びその他の配線パターンの形状にパターニングする（図９（ａ））。次いで、この状態の基板上に、犠牲層となるレジスト８０を塗布し、このレジスト８０に、脚部５２，５３のコンタクト部に応じた開口８０ａをフォトリソエッチング法により形成する（図９（ｂ））。
【００６６】
次に、図９（ｂ）に示す状態の基板の全面に犠牲層となるレジスト８１を塗布し、フォトリソエッチング法により、レジスト８１における凸条部５９，６０及び立ち上がり部５６ａに対応した部分のみを島状に残して他の部分を除去する（図９（ｃ））。
【００６７】
次いで、梁構成部６２，６５及び接続部５６，６３，６６を構成するＡｌ膜７３となるべきＡｌ膜を蒸着又はスパッタ法等により形成した後、フォトリソエッチング法によりパターニングし、Ａｌ膜７３の形状とする（図９（ｄ））。
【００６８】
その後、梁構成部６１，６２，６４，６５、接続部５６，６３，６６及び脚部５２，５３を構成するＳｉＮ膜７１となるべきＳｉＮ膜をプラズマＣＶＤ法等により形成した後、フォトリソエッチング法によりパターニングし、ＳｉＮ膜７１の形状とする（図９（ｅ））。このとき、脚部５２，５３におけるコンタクト部には開口を形成しておくとともに、接続部６３，６６の開口６３ａ，６６ａを形成しておく。
【００６９】
次に、脚部５２，５３及び梁構成部６１，６４を構成するＡｌ膜７２，７４となるべきＡｌ膜を蒸着又はスパッタ法等によりデポした後に、フォトリソエッチング法によりパターニングし、Ａｌ膜７２，７４の形状にする（図９（ｆ））。
【００７０】
その後、図９（ｆ）に示す状態の基板の全面に犠牲層となるレジスト８２を厚塗りし、レジスト８２を露光、現像してミラー２が成長される領域をレジスト８２に形成した後、電解メッキによりミラー２となるべきＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属を成長させる（図９（ｇ））。最後に、レジスト８０〜８２をプラズマアッシング法等により除去する。これにより、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１が完成する。
【００７１】
なお、前述したように膜７１及び膜７２，７４の成膜は、レジスト８０〜８２を除去した際に前記梁構成部６１，６４が成膜時のストレスによって上方に湾曲するような条件で、行う。また、膜７１及び膜７３の成膜は、レジスト８０〜８２を除去した際に前記梁構成部６２，６５が成膜時のストレスによって下方に湾曲するような条件で、行う。
【００７２】
本実施の形態によれば、前述した従来技術と異なり、梁部５４，５５が一様な板ばね部のみで構成されるのではなく、梁部５４，５５が、力を受けない状態で＋Ｚ方向に湾曲した板ばね部である固定端側の梁構成部６１，６４と、力を受けない状態で−Ｚ方向に湾曲した板ばね部である自由端側の梁構成部６２，６５とで構成されている。したがって、可動部の固定端から自由端までの長さを長くし、かつ、可動部が力を受けない図７に示す状態でローレンツ力が作用する接続部５６と基板５１側との間の距離を短くすることができる。このため、自由端側のローレンツ力が作用する接続部５６の位置を、可動部の固定端から遠く、かつ、駆動信号を供給しない図７に示す状態において基板５１側に比較的近い位置に、配置することができる。よって、本実施の形態によれば、小さい駆動力で作動させることができ、当該マイクロアクチュエータ４１を低電力で作動させることができる。
【００７３】
補足して説明すると、駆動信号を供給しない図７に示す状態において接続部５６と基板５１側との間の距離がミラー２の所望の移動ストロークに比べて必要以上に長ければ、前記電流を流して梁部５４，５５のバネ力に抗して接続部５６が基板５１側と当接した状態まで移動させるためには、必要なローレンツ力が大きくなってしまう。しかし、本実施の形態では、梁部５４，５５の長さを長くしつつ、図７に示す状態において接続部５６と基板５１側との距離を所望の移動ストローク程度に設定することが可能となるので、必要なローレンツ力を小さくすることができるのである。
【００７４】
このように、本実施の形態によれば、可動部が力を受けない状態で、梁構成部６１，６４と梁構成部６２，６５とが異なる湾曲・非湾曲状態を持つので、可動部の固定端から自由端までの長さを長くしつつ、可動部が力を受けない状態における可動部の自由端側部分の基板５１側からの距離を、所望の距離に自在に設定することができ、これにより小さい駆動力で当該マイクロアクチュエータ４１を作動させることができるのである。特に、本実施の形態の場合、前記第１の実施の形態では平板状の剛性部である自由端側の梁構成部１５に代えて、力を受けない状態で−Ｚ方向に湾曲した自由端側の梁構成部６２，６５が用いられているので、第１の実施の形態の場合と比べても、可動部の固定端から自由端までの長さをより長くしつつ、可動部が力を受けない状態における可動部の自由端側部分の基板５１側からの距離を、所望の距離に自在に設定することができ、これによりより小さい駆動力で当該マイクロアクチュエータ４１を作動させることができる。
【００７５】
［第３の実施の形態］
【００７６】
図１０は、本発明の第３の実施の形態によるマイクロアクチュエータ９１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図１０において、本来破線（隠れ線）となるべき線も実線で示している。図１１は、図１０中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図１０中のＸ９−Ｘ１０線に沿った概略断面図は図１１と同様となる。図１２は、図１０中のＹ５−Ｙ６線に沿った概略断面図である。図１３は、図１０中のＹ７−Ｙ８線に沿った概略断面図である。図１４は、図１０中のＹ９−Ｙ１０線に沿った概略断面図である。なお、図１１乃至図１４は、駆動信号が供給されていない状態（すなわち、可動部が力を受けていない状態）を示している。
【００７７】
図１０乃至図１４において、図６乃至図８中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。本実施の形態が前記第２の実施の形態と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【００７８】
本実施の形態では、梁部５４において、梁構成部６２の自由端側の端部と接続部５６との間に、Ｘ軸方向に延びた帯板状の梁構成部１０１が追加されている。同様に、梁部５５において、梁構成部６５の自由端側の端部と接続部５６との間に、Ｘ軸方向に延びた帯板状の梁構成部１０２が追加されている。梁構成部１０１，１０２は、Ｚ軸方向（基板５１側及びその反対側）の撓み及びその他の方向の撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部となっている。
【００７９】
梁構成部１０１は、梁構成部６２及び接続部５６からそのまま連続して延びた上側のＳｉＮ膜７１と下側のＡｌ膜７３とが積層された２層の薄膜で構成されている。梁構成部１０２は、梁構成部６５及び接続部５６からそのまま連続して延びた上側のＳｉＮ膜７１と下側のＡｌ膜７３とが積層された２層の薄膜で構成されている。
【００８０】
機械的な強度を向上させるため、梁構成部１０１，１０２の固定端側同士が、Ｙ軸方向に延びた帯板状の接続部１０３で機械的に接続されている。接続部１０３は、梁構成部１０１，１０２からそのまま連続して延びたＳｉＮ膜７１で構成されている。接続部１０３には、梁構成部１０１，１０２からのＡｌ膜７３は延びておらず、接続部１０３においては、何ら電気的な接続は行われていない。
【００８１】
本実施の形態では、Ａｌ膜７２，７３，７４によって、脚部５２下の配線パターン５８から、梁構成部６１→接続部６３→梁構成部６２→梁構成部１０１→接続部５６→梁構成部１０２→梁構成部６５→接続部６６→梁構成部６４を経て、脚部５３下の配線パターン（図示せず）へ至る、電流経路が構成されている。この電流経路のうち、接続部５６におけるＹ軸方向に沿った電流経路（電流方向−Ｙ方向）が、Ｘ軸方向の磁界内に置かれたときに、基板５１側（−Ｚ方向）へ向かうローレンツ力を発生させる部分となっていることは、前記第２の実施の形態と同様である。
【００８２】
本実施の形態では、梁構成部１０１，１０２及び接続部５６，１０３に一括して剛性を付与するべく、図６中の立ち上がり部５６ａに代えて、図１０に示すように、平面視でこれらの一括した領域の外周側において周回するように立ち上がり部１０４ａが形成され、前記一括した領域の内周側に周回するように立ち上がり部１０４ｂが形成されている。この立ち上がり部１０４ａ，１０４ｂによって、梁構成部１０１，１０２が補強されて剛性を有している。梁構成部１０１，１０２は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜７１，７３の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。
【００８３】
なお、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ９１も、前記第２の実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１と同様の製造方法により、製造することができる。
【００８４】
本実施の形態によれば、前記第２の実施の形態と同様の利点が得られる。しかも、本実施の形態によれば、平板状の剛性部である梁構成部１０１，１０２が追加されているので、より梁部５４，５５を長くすることができ、ひいては、より小さい駆動力で作動させることができる。また、本実施の形態によれば、図１１に示すように、駆動信号が供給されていない状態で、ミラー２を垂直に立った状態にすることができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、梁部５４において、固定端側から自由端側にかけて、梁構成部６１（力を受けていない状態で＋Ｚ方向に湾曲した板ばね部）、梁構成部６２（力を受けていない状態で−Ｚ方向に湾曲した板ばね部）及び梁構成部１０１（平板状の剛性部）の順に配置され、梁部５５についても同様の順に配置されているが、例えば、梁構成部６２と梁構成部１０１との順序を入れ替えるとともに梁構成部６５と梁構成部１０２との順序を入れ替えてもよい。この場合にも、本実施の形態と同様の利点が得られる。
【００８６】
［第４の実施の形態］
【００８７】
図１５は、本発明の第４の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１１１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図１５では、可動部及び脚部の表面に全体に渡って形成された保護膜としてのＳｉＮ膜１４４は省略して示し、本来実線で書くべき凸条部１４９，１５０のラインを破線で示し、Ａｌ膜１４２，１４３にそれぞれ異なるハッチングを付している。図１６は、図１５中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図１５中のＸ１９−Ｘ２０線に沿った概略断面図は図１６と同様となる。図１７は、図１５中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図１５中のＸ１７−Ｘ１８線に沿った概略断面図は図１７と同様となる。図１８は、図１５中のＸ１５−Ｘ１６線に沿った概略断面図である。図１９は、図１５中のＹ１１−Ｙ１２線に沿った概略断面図である。図２０は、図１５中のＹ１３−Ｙ１４線に沿った概略断面図である。図２１は、図１５中のＹ１５−Ｙ１６線に沿った概略断面図である。図２２は、図１５中のＹ１７−Ｙ１８線に沿った概略断面図である。なお、図１６乃至図２２では、梁構成部１３２，１３４がＺ軸方向に湾曲していないものとして示しているが、梁構成部１３２，１３４は、実際には、図１中の梁構成部１４と同様に、可動部が力を受けていない状態において＋Ｚ方向に湾曲している。
【００８８】
前記第１の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１が静電力のみを駆動力とするように構成され、前記第２及び第３の実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１，９１がローレンツ力のみを駆動力とするように構成されていたのに対し、本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１１１は、静電力及びローレンツ力の両方を駆動力とするように構成されている。
【００８９】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１１１は、シリコン基板やガラス基板等の基板１２１と、脚部１２２，１２３と、Ｚ軸方向から見た平面視で主としてＸ軸方向に並行して延びた２本の帯板状の梁部１２４，１２５と、梁部１２４，１２５の先端（自由端、＋Ｘ方向の端部）に設けられそれらの間を機械的に接続する平面視で長方形状の接続部１２６と、梁部１２４を構成する梁構成部１３３及び梁部１２５を構成する梁構成部１３５の固定端側同士を補強のために機械的に接続する接続部１２７と、固定電極１２８と、を備えている。
【００９０】
梁部１２４の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板１２１上のシリコン酸化膜等の絶縁膜１２９上に形成されたＡｌ膜からなる配線パターン１３０，１３１（図１５では省略）をそれぞれ介して基板１２１から立ち上がる立ち上がり部を持つ２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂからなる脚部１２２を介して、基板１２１に機械的に接続されている。同様に、梁部１２５の固定端（−Ｘ方向の端部）は、基板１２１上の絶縁膜１２９上に形成されたＡｌ膜からなる２つの配線パターン（図示せず）をそれぞれ介して基板１２１から立ち上がる立ち上がり部を持つ２つの個別脚部１２３ａ，１２３ｂからなる脚部１２３を介して、基板１２１に機械的に接続されている。前述したように、梁部１２４，１２５の自由端間が接続部１２６で機械的に接続され、梁構成部１３２，１３４の固定端側同士が接続部１２７で機械的に接続されている。したがって、本実施の形態では、梁部１２４，１２５及び接続部１２６，１２７が、全体として、片持ち梁構造を持つ可動部を構成している。本実施の形態では、基板１２１、固定電極１２８及び絶縁膜１２９が、固定部を構成している。
【００９１】
梁部１２４は、前記可動部の固定端と自由端との間に機械的にＸ軸方向に直列に接続された２つの梁構成部１３２，１３３を有している。梁構成部１３２は、Ｚ軸方向から見た平面視でＸ軸方向に延びた帯板状に構成されている。梁構成部１３３は、帯板状に構成され、図１５に示すように、Ｚ軸方向から見た平面視で、主としてＸ軸方向に延びているものの、−Ｘ側の位置でＹ軸方向に折れ曲がったような形状を有している。固定端側（−Ｘ側）の梁構成部１３２はＺ軸方向に撓み得る板ばね部となっているのに対し、自由端側（＋Ｘ側）の梁構成部１３３はＺ軸方向（基板１２１側及びその反対側）の撓み及びその他の方向の撓みに対して実質的に剛性を有する剛性部となっている。
【００９２】
梁構成部１３２は、下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。Ａｌ膜１４２とＡｌ膜１４３とは、同一階層に形成されているが、図１５に示すように、若干Ｙ軸方向に隙間をあけて形成され、互いに電気的に分離されている。これは、Ａｌ膜１４２を静電力用の可動電極への配線として用い、Ａｌ膜１４３をローレンツ力用の電流経路を形成するための配線として用いるためである。静電力用の配線ではほとんど電流を流さない一方、ローレンツ力用の配線では比較的大きい電流を流すため、ローレンツ力用の配線の電気抵抗を低減するべく、Ａｌ膜１４２は幅が狭く形成され、Ａｌ膜１４３は幅が広く形成されている。
【００９３】
梁構成部１３３は、梁構成部１３２からそのまま連続して延びた下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、構成されている。しかし、後述する凸条部１４９，１５０を形成することによって、梁構成部１３３に前述した剛性を持たせている。
【００９４】
図１６では、梁構成部１３２がＺ軸方向に湾曲していないものとして示しているが、梁構成部１３２は、実際には、図１中の梁構成部１４と同様に、駆動信号が供給されていない状態において、膜１４１〜１４４の応力によって、上方（基板１２１と反対側、＋Ｚ方向）に湾曲している。このような湾曲状態は、膜１４１，１４２，１４４の成膜条件を適宜設定することにより、実現することができる。一方、梁構成部１３３は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜１４１〜１４４の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。このように、梁構成部１３２と梁構成部１３３とは、梁部１２４が力を受けない状態で、異なる湾曲・非湾曲状態を持っている。
【００９５】
本実施の形態では、脚部１２２は、梁構成部１３２を構成するＳｉＮ膜１４１，１４４及びＡｌ膜１４２，１４３がそのまま連続して延びることによって構成され、２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂを有している。脚部１２２が２つの個別脚部１２２ａ，１２２ｂを有しているのは、静電力用の配線とローレンツ力用の配線とを分離して、Ａｌ膜１４２とＡｌ膜１４３とを基板１２１上の別々の配線パターン１３０，１３１にそれぞれ電気的に接続させるためである。Ａｌ膜１４２は、個別脚部１２２ａにおいてＳｉＮ膜１４１に形成された開口を介して配線パターン１３０に電気的に接続されている。Ａｌ膜１４３は、個別脚部１２２ｂにおいてＳｉＮ膜１４１に形成された開口を介して配線パターン１３１に電気的に接続されている。なお、脚部１２２の上部には、脚部１２２の強度を補強するために、凸条部１５１がＺ方向から見た平面視で個別脚部１２２ａ，１２２ｂを一括して囲むように口の字状に形成されている。
【００９６】
梁部１２５及び脚部１２３は、前述した梁部１２４及び脚部１２２とそれぞれ全く同一の構造を有している。梁部１２５を構成する梁構成部１３４，１３５は、梁部１２４を構成する梁構成部１３２，１３３に相当している。脚部１２３を構成する個別脚部１２３ａ，１２３ｂは、脚部１２２を構成する個別脚部１２２ａ，１２２ｂにそれぞれ相当している。また、脚部１２３の上部には、前述した凸条部１５１に相当する凸条部１５２が形成されている。
【００９７】
接続部１２７は、梁構成部１３３，１３５からそのまま連続して延びたＳｉＮ膜１４１，１４４の２層膜で構成されている。接続部１２７には、梁構成部１３３，１３５からのＡｌ膜１４２，１４３は延びておらず、接続部１２７においては、何ら電気的な接続は行われていない。
【００９８】
本実施の形態では、梁構成部１３３，１３５及び接続部１２６，１２７に一括して剛性を付与するべく、図１５中の破線で示すように、平面視でこれらの一括した領域の外周側において周回するように凸条部１４９が形成され、前記一括した領域の内周側に周回するように凸条部１５０が形成されている。この凸条部１４９，１５０によって、梁構成部１３３，１３５が補強されて剛性を有している。梁構成部１３３，１３５は、駆動信号の供給の有無に拘わらずＺ軸方向に実質的に湾曲しておらず、前述した剛性を持つことにより、膜１４１〜１４４の応力により湾曲することがなく常に平板状の状態を維持する。
【００９９】
接続部１２６は、梁構成部１３３，１３５を構成するＳｉＮ膜１４１，１４４及びＡｌ膜１４２，１４３がそのまま連続して延びることによって構成されている。接続部１２６には、被駆動体としてのＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属からなるミラー２が設けられている。
【０１００】
接続部１２６において、Ａｌ膜１４２とＡｌ膜１４３とは図１５に示すように分離されており、接続部１２６におけるＡｌ膜１４２の部分が静電力用の可動電極として兼用されている。この可動電極に対向する基板１２１上の領域には、Ａｌ膜からなる静電力用の固定電極１２８が形成されている。図面には示していないが、固定電極１２８を構成するＡｌ膜は配線パターンとしても延びており、前記配線パターン１３０と共に利用することによって、固定電極１２８と可動電極として兼用された接続部１２６におけるＡｌ膜１４２との間に電圧を、静電力用駆動信号として印加できるようになっている。
【０１０１】
一方、前述した説明からわかるように、Ａｌ膜１４３によって、脚部１２２の個別脚部１２２ｂ下の配線パターン１３１から、梁構成部１３２→梁構成部１３３→接続部１２６→梁構成部１３５→梁構成部１３４を経て、脚部１２３の個別脚部１２３ｂ下の配線パターン（図示せず）へ至る、電流経路が構成されている。この電流経路のうち、接続部１２６におけるＹ軸方向に沿った電流経路（電流方向−Ｙ方向）が、Ｘ軸方向の磁界内に置かれたときに、基板１２１側（−Ｚ方向）へ向かうローレンツ力を発生させる部分となっている。したがって、永久磁石等（図示せず）を用いてＸ軸方向の磁界内に置き、前記電流経路へ電流（ローレンツ力用駆動信号）を流すと、接続部１２６におけるＡｌ膜１４３にローレンツ力（駆動力）が−Ｚ方向へ作用する。
【０１０２】
ところで、本実施の形態では、梁構成部１３３，１３５が、図１５に示すように、Ｚ軸方向から見た平面視で−Ｘ側の位置でＹ軸方向に折れ曲がったような形状を有し、これにより、梁部１２４，１２５の途中をＹ軸方向に折れ曲がったような形状にしているため、図２３に示すように、複数のマイクロアクチュエータ１１１を基板１２１上に２次元状に配置する場合、その配置密度を高めることができるようになっている。もっとも、本発明では、基板１２１上に搭載するマイクロアクチュエータ１１１の数は１つ以上の任意の数でよい。この点は、前述した第１乃至第３の実施の形態についても同様である。図２３は、複数のマイクロアクチュエータ１１１の配置例を模式的に示す概略平面図である。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、可動部及び脚部の表面に全体に渡って、保護膜としてのＳｉＮ膜１４４が形成されているが、このＳｉＮ膜１４４は形成しなくてもよい。ただし、この場合、Ａｌ膜１４２，１４３の電気的な絶縁を確保するため、ミラー２の下部にはＳｉＮ膜１４４を残しておく。なお、前述した第１乃至第３の実施の形態においても、ＳｉＮ膜１４４に相当する保護膜を形成しておいてもよい。
【０１０４】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ１１１も、前記第１乃至第３の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１，４１，９１と同様の製造方法により、製造することができる。
【０１０５】
本実施の形態によれば、ローレンツ力と静電力の両方を駆動力として用いることが可能である。例えば、ローレンツ力のみまたはローレンツ力と静電力の両方で接続部１２６を基板１２１側へ押し下げ、接続部１２６が基板１２１に当接するかあるいはその手前の設定位置まで達したら、ローレンツ力を切り静電力だけで、接続部１２６を基板１２１に当接した状態に保持することができる。
【０１０６】
本実施の形態によれば、前述した従来技術と異なり、梁部１２４，１２５が一様な板ばね部のみで構成されるのではなく、梁部１２４，１２５が、力を受けない状態で＋Ｚ方向に湾曲した板ばね部である固定端側の梁構成部１３２，１３４と、自由端側の常に平板状の剛性部である梁構成部１３３，１３５とで構成されている。したがって、可動部の固定端から自由端までの長さを長くし、かつ、可動部が力を受けない状態でローレンツ力及び／又は静電力が作用する接続部１２６と基板１２１側との間の距離を短くすることができる。このため、自由端側の駆動力が作用する接続部１２６の位置を、可動部の固定端から遠く、かつ、駆動信号を供給しない状態において基板１２１側に比較的近い位置に、配置することができる。よって、本実施の形態によれば、小さい駆動力で作動させることができ、当該マイクロアクチュエータ１１１を低電力で作動させることができる。
【０１０７】
［第５の実施の形態］
【０１０８】
図２４は、本発明の第５の実施の形態によるマイクロアクチュエータ２１１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図２４では、可動部及び脚部の全体に渡って形成されたＳｉＮ膜１４４は省略して示し、本来実線で書くべき凸条部１４９，１５０のラインを破線で示し、Ａｌ膜１４２，１４３、及び、ＳｉＮ膜１４４上に部分的に形成されたＡｌ膜２０１，２０２には、それぞれ異なるハッチングを付している。図２５は、図２４中のＸ３１−Ｘ３２線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図２４中のＸ３９−Ｘ４０線に沿った概略断面図は図２５と同様となる。図２６は、図２４中のＸ３３−Ｘ３４線に沿った概略断面図である。図面には示していないが、図２４中のＸ３７−Ｘ３８線に沿った概略断面図は図２６と同様となる。図２７は、図２４中のＸ３５−Ｘ３６線に沿った概略断面図である。図２８は、図２４中のＹ３１−Ｙ３２線に沿った概略断面図である。図２９は、図２４中のＹ３３−Ｙ３４線に沿った概略断面図である。図３０は、図２４中のＹ３５−Ｙ３６線に沿った概略断面図である。図３１は、図２４中のＹ３７−Ｙ３８線に沿った概略断面図である。なお、図２５乃至図３１では、梁構成部１３２，１３４がＺ軸方向に湾曲していないものとして示しているが、梁構成部１３２，１３４は、実際には、図１中の梁構成部１４と同様に、可動部が力を受けていない状態において＋Ｚ方向に湾曲している。
【０１０９】
図２４乃至図３１は、前記第４の実施の形態を示す図１５乃至図２２にそれぞれ対応している。図２４乃至図３１において、図１５乃至図２２中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１１０】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ２１１が前記第４の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１１１と異なる所は、以下に説明する点のみである。
【０１１１】
前記第４の実施の形態では、可動部及び脚部の表面（最上面）に全体に渡って形成されたＳｉＮ膜１４４上には何ら膜が形成されていないのに対し、本実施の形態では、図２４、図２５及び図３１に示すように、ＳｉＮ膜１４４上に、梁構成部１３２，１３４の領域のみにおいて更にＡｌ膜２０１，２０２がそれぞれ形成されている。
【０１１２】
したがって、本実施の形態では、前記第４の実施の形態と異なり、梁構成部１３２は、下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３とその上側のＳｉＮ膜１４４と更にその上側のＡｌ膜２０１が積層された４層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では３層）の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。同様に、梁構成部１３４は、下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３とその上側のＳｉＮ膜１４４と更にその上側のＡｌ膜２０２が積層された４層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では３層）の薄膜で、板ばねとして作用するように構成されている。
【０１１３】
一方、本実施の形態においても、前記第４の実施の形態と同じく、梁構成部１３３は、梁構成部１３２からそのまま連続して延びた下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、構成されている。同様に、梁構成部１３５は、梁構成部１３３からそのまま連続して延びた下側のＳｉＮ膜１４１と中間のＡｌ膜１４２，１４３と上側の保護膜としてのＳｉＮ膜１４４とが積層された３層（ただし、Ａｌ膜１４２，１４３間の隙間では２層）の薄膜で、構成されている。
【０１１４】
このように、本実施の形態では、ＳｉＮ膜１４１、Ａｌ膜１４２及びＳｉＮ膜１４４が梁構成部１３２及び梁構成部１３３にそのまま連続して延び、梁構成部１３２にはＳｉＮ膜１４４上にＡｌ膜２０１が形成されている一方、梁構成部１３３にはＳｉＮ膜１４４上にＡｌ膜２０１が形成されていない。同様に、ＳｉＮ膜１４１、Ａｌ膜１４２及びＳｉＮ膜１４４が梁構成部１３４及び梁構成部１３５にそのまま連続して延び、梁構成部１３４にはＳｉＮ膜１４４上にＡｌ膜２０２が形成されている一方、梁構成部１３３にはＳｉＮ膜１４４上にＡｌ膜２０２が形成されていない。
【０１１５】
したがって、本実施の形態では、梁構成部１３３の層数は梁構成部１３２の層数より少なく、梁構成部１３３の全部をなす層（膜１４１〜１４４による層）と梁構成部１３２の一部がなす層（膜１４１〜１４４による層）との間で、層数、各層の材料及び各層の層厚が同じになっている。この点は、梁構成部１３４，１３５についても、梁構成部１３２，１３３と同様である。
【０１１６】
前記第４の実施の形態では、梁構成部１３２も梁構成部１３３も全く同一の層構造を有しているため、可動部が力を受けていない状態において梁構成部１３２，１３４を＋Ｚ方向に湾曲させるために必要な内部応力を、膜厚や成膜条件を設定することで、膜１４１〜１４４に生じさせている。したがって、梁構成部１３３も必然的に膜１４１〜１４４が生ずる比較的大きな内部応力を持つが、凸条部１４９，１５０を形成することで、梁構成部１３３の剛性を担保していた。この点は、梁構成部１３４，１３５についても、梁構成部１３２，１３３と同様である。したがって、凸条部１４９，１５０は、前述した比較的大きな内部応力に対抗しなければならなかった。
【０１１７】
これに対し、本実施の形態では、膜１４１〜１４４が生ずる応力が小さくなるように、各層の膜厚及び成膜条件が設定される。これにより、剛性を持たせて平板状に保持しようとする梁構成部１３３，１３５の内部応力が小さくなる。例えば、膜１４１〜１４４の３層構造に着目すると、その３層の上下の層（ＳｉＮ膜１４１，１４４）は同一材料からなるので、ＳｉＮ膜１４１，１４４の膜厚を同一にすれば、その対称性から、膜１４１〜１４４が生ずる内部応力を小さくすることができる。一方、膜１４１〜１４４，２０１が全体として生ずる内部応力及び膜１４１〜１４４，２０２が全体として生ずる内部応力が、可動部が力を受けていない状態において梁構成部１３２，１３４をそれぞれ＋Ｚ方向に湾曲させるために必要な応力となるように、膜２０１，２０２の膜厚及び成膜条件が設定される。なお、膜２０１，２０２を同時に成膜することで、それらの膜厚及び成膜条件を同一にすることができる。
【０１１８】
このように、本実施の形態では、可動部が力を受けていない状態において梁構成部１３２，１３４を＋Ｚ方向に湾曲させ、それにも拘わらず、剛性を持たせて平板状に保持しようとする梁構成部１３３，１３５の内部応力を小さくすることができる。したがって、凸条部１４９，１５０の負担が大幅に小さくなる。よって、より確実に梁構成部１３３，１３５の剛性を担保し、梁構成部１３３，１３５をより確実に平板状に保持することができる。
【０１１９】
本実施の形態によれば、このような利点が得られる他に、前記第４の実施の形態と同様の利点が得られることは、言うまでもない。
【０１２０】
［第６の実施の形態］
【０１２１】
図３２は、本発明の第６の実施の形態によるマイクロアクチュエータ３１１及びこれにより駆動されるミラー２を模式的に示す概略平面図である。図３２では、可動部及び脚部の全体に渡って形成されたＳｉＮ膜１４４は省略して示し、本来実線で書くべき凸条部１４９，１５０のラインを破線で示し、Ａｌ膜１４２，１４３、及び、ＳｉＮ膜１４４上に部分的に形成されたＡｌ膜２０１，２０２には、それぞれ異なるハッチングを付している。
【０１２２】
図３２は、前記第５の実施の形態を示す図２４に対応している。図３２において、図２４中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。
【０１２３】
本実施の形態によるマイクロアクチュエータ３１１が前記第５の実施の形態によるマイクロアクチュエータ２１１と異なる所は、本実施の形態では、前記第５の実施の形態において形成されていた凸条部１４９，１５０が形成されていない点のみである。
【０１２４】
前述した第５の実施の形態の説明からわかるように、可動部が力を受けていない状態において梁構成部１３２，１３４を＋Ｚ方向に湾曲させ、それにも拘わらず、梁構成部１３３，１３５の内部応力を小さくすることができる。したがって、本実施の形態のように凸条部１４９，１５０を形成しなくても、可動部が力を受けていない状態において、梁構成部１３２，１３４を＋Ｚ方向に湾曲させるとともに梁構成部１３３，１３５を平板状にすることができる。勿論、本実施の形態では、凸条部１４９，１５０が形成されていないので、梁構成部１３３，１３５は、板ばねとして作用し、可動部が力を受けるとそれに応じて撓むことになる。しかしながら、可動部が力を受けていない状態において、梁構成部１３２，１３４と梁構成部１３３，１３５とが前述したような異なる湾曲・非湾曲状態を持っているので、本実施の形態によっても前記第４の実施の形態とほぼ同様の利点が得られる。
【０１２５】
［第７の実施の形態］
【０１２６】
図３３及び図３４は、それぞれ本発明の第７の実施の形態による光スイッチを模式的に示す概略断面図である。図３３は駆動信号が供給されていない状態、図３４は駆動信号が供給されている状態を示している。なお、図３３及び図３４において、マイクロアクチュエータ１の構造は大幅に簡略化して示している。図３５は、図３３及び図３４中の光導波路基板１９０を模式的に示す概略斜視図である。
【０１２７】
本実施の形態による光スイッチは、前記第１の実施の形態による図１乃至図３に示すマイクロアクチュエータ１及びこれに搭載されたミラー２と、光導波路基板１９０とを備えている。
【０１２８】
本実施の形態では、光導波路基板１９０は、図３５に示すように、切り替えるべき光を伝搬する４本の光導波路１９１〜１９４を有している。光導波路基板１９０は中央部に例えば幅数十μｍ程度の溝１９６を有し、溝１９６の側面に光導波路１９１〜１９４の端面１９１ａ，１９２ａ，１９３ｂ，１９４ｂが露出されている。端面１９１ａと端面１９２ａとの間隔、及び、端面１９３ｂと端面１９４ｂとの間隔は、図３３及び図３４に示すように、ミラー２の反射面で覆うことのできる間隔に設計されている。
【０１２９】
図３３及び図３４に示すように、光導波路基板１９０が、マイクロアクチュエータ１の基板１１上に設置され、導波路基板１９０と基板１１との間の空間及びこれに連通する溝１９６内の空間内に、屈折率調整液２０２が封入されている。もっとも、屈折率調整液２０２は必ずしも封入しなくてもよい。なお、基板１１と光導波路基板１９０とは、ミラー２が溝１９６内に挿入できるように位置合わせされている。
【０１３０】
マイクロアクチュエータ１の固定電極１６と可動電極（図３３及び図３４では図示せず）との間に電圧を印加している状態では、図３４に示すように、ミラー２が光導波路１９３，１９４の端面１９３ｂ，１９４ｂより下側に位置する。よって、例えば、光導波路１９３の端面１９３ａから光を入射した場合、光導波路１９３を伝搬した光は、端面１９３ｂから出射され、そのまま対向する光導波路１９２の端面１９２ａに入射し、光導波路１９２を伝搬して端面１９２ｂから出射される。また、例えば、光導波路１９１の端面１９１ｂから光を入射した場合、光導波路１９１を伝搬した光は、端面１９１ａから出射され、そのまま対向する光導波路１９４の端面１９４ｂに入射し、光導波路１９４を伝搬して端面１９４ａから出射される。
【０１３１】
一方、マイクロアクチュエータ１の固定電極１６と可動電極との間に電圧を印加していない状態では、図３３に示すように、ミラー２が光導波路１９３，１９４の端面１９３ｂ，１９４ｂを覆うように位置する。よって、例えば、光導波路１９３の端面１９３ａから光を入射した場合、光導波路１９３を伝搬した光は、端面１９３ｂから出射され、ミラー２で反射されて、光導波路１９４の端面１９４ｂに入射し、光導波路１９４を伝搬して端面１９４ａから出射される。また、例えば、光導波路１９１の端面１９１ｂから光を入射した場合、光導波路１９１を伝搬した光は、端面１９１ａから出射され、ミラー２で反射されて、光導波路１９２の端面１９２ａに入射し、光導波路１９２を伝搬して端面１９２ｂから出射される。
【０１３２】
本実施の形態によれば、前記第１の実施の形態によるマイクロアクチュエータ１が用いられているので、マイクロアクチュエータ１を低電力で作動させることができる。
【０１３３】
本実施の形態において、マイクロアクチュエータ１を、前記第２乃至第６の実施の形態によるマイクロアクチュエータ４１，９１，１１１，２１１，３１１のいずれのマイクロアクチュエータに置き換えてもよい。なお、これらのマイクロアクチュエータ４１，９１，１１１，２１１，３１１を用いる場合には、例えば、前述した磁界を発生させるための永久磁石を光導波路基板１９０上に設ければよい。
【０１３４】
本実施の形態は、光導波路基板１９０における光導波路の交差点が一つであり、これに応じて、ミラー２が１つでマイクロアクチュエータが１つの場合の例であった。しかしながら、例えば、光導波路基板１９０において光導波路を２次元マトリクス状に形成することにより、光導波路の交差点を２次元マトリクス状に配置し、これに応じて、基板１１上に複数のマイクロアクチュエータを２次元状に配置し、光導波路の各交差点に位置するミラー２を個々のマイクロアクチュエータで駆動するように構成してもよい。
【０１３５】
以上、本発明の各実施の形態とその変形例について説明したが、本発明はこれらの実施の形態や変形例に限定されるものではない。例えば、本発明によるマイクロアクチュエータは、光スイッチ以外の種々の用途にも用いることができる。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小さい駆動力で作動させることができるマイクロアクチュエータ、及び、これを用いた光スイッチを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図２】図１中のＸ１−Ｘ２線に沿った概略断面図である。
【図３】図１中のＹ１−Ｙ２線に沿った概略断面図である。
【図４】図１乃至図３に示すマイクロアクチュエータの製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図である。
【図５】図１乃至図３に示すマイクロアクチュエータの製造方法の他の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図７】図６中のＸ３−Ｘ４線に沿った概略断面図である。
【図８】図６中のＹ３−Ｙ４線に沿った概略断面図である。
【図９】図６乃至図８に示すマイクロアクチュエータの製造方法の各工程をそれぞれ模式的に示す概略断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図１１】図１０中のＸ７−Ｘ８線に沿った概略断面図である。
【図１２】図１０中のＹ５−Ｙ６線に沿った概略断面図である。
【図１３】図１０中のＹ７−Ｙ８線に沿った概略断面図である。
【図１４】図１０中のＹ９−Ｙ１０線に沿った概略断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図１６】図１５中のＸ１１−Ｘ１２線に沿った概略断面図である。
【図１７】図１５中のＸ１３−Ｘ１４線に沿った概略断面図である。
【図１８】図１５中のＸ１５−Ｘ１６線に沿った概略断面図である。
【図１９】図１５中のＹ１１−Ｙ１２線に沿った概略断面図である。
【図２０】図１５中のＹ１３−Ｙ１４線に沿った概略断面図である。
【図２１】図１５中のＹ１５−Ｙ１６線に沿った概略断面図である。
【図２２】図１５中のＹ１７−Ｙ１８線に沿った概略断面図である。
【図２３】複数のマイクロアクチュエータの配置例を模式的に示す概略平面図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図２５】図２４中のＸ３１−Ｘ３２線に沿った概略断面図である。
【図２６】図２４中のＸ３３−Ｘ３４線に沿った概略断面図である。
【図２７】図２４中のＸ３５−Ｘ３６線に沿った概略断面図である。
【図２８】図２４中のＹ３１−Ｙ３２線に沿った概略断面図である。
【図２９】図２４中のＹ３３−Ｙ３４線に沿った概略断面図である。
【図３０】図２４中のＹ３５−Ｙ３６線に沿った概略断面図である。
【図３１】図２４中のＹ３７−Ｙ３８線に沿った概略断面図である。
【図３２】本発明の第６の実施の形態によるマイクロアクチュエータ及びこれにより駆動されるミラーを模式的に示す概略平面図である。
【図３３】駆動信号が供給されていない状態における、本発明の第７の実施の形態による光スイッチを模式的に示す概略断面図である。
【図３４】駆動信号が供給されている状態における、本発明の第７の実施の形態による光スイッチを模式的に示す概略断面図である。
【図３５】図３３及び図３４中の光導波路基板を模式的に示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１，４１，９１，１１１，２１１，３１１　マイクロアクチュエータ
２　ミラー
１１，５１　基板
１２，５２，５３，１２２，１２３　脚部
１３，５４，５５，１２４，１２５　梁部
１４，１５，６１，６２，６４，６５，１０１，１０２　梁構成部
１５ｂ　凸条部
１６，１２８　固定電極
５６，６３，６６，１０３，１２６，１２７　接続部
１３２，１３３，１３５，１３６　梁構成部
【図１】
2004126503.tif 000003
【図２】
2004126503.tif 000004
【図３】
2004126503.tif 000005
【図４】
2004126503.tif 000006
【図５】
2004126503.tif 000007
【図６】
2004126503.tif 000008
【図７】
2004126503.tif 000009
【図８】
2004126503.tif 000010
【図９】
2004126503.tif 000011
【図１０】
2004126503.tif 000012
【図１１】
2004126503.tif 000013
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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