(57)【要約】【課題】シリンダ形状に変形され得る反射面をそのシリンダ形状の軸に直交する軸周りに傾斜させ得る可変形状シリンダミラーを提供する。【解決手段】可変形状シリンダミラー１００はミラー基板１１０と駆動電極基板１２０とを有している。ミラー基板１１０は、矩形の枠部材１１１と、枠部材１１１に支持された可撓性薄膜１１２と、可撓性薄膜１１２に設けられた反射膜１１３とを有している。可撓性薄膜１１２は、矩形の枠部材１１１の対辺に沿って延びる一対のスリット１１４を有し、それらの間の部分が、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部１１５を構成している。駆動電極基板１２０は、駆動電極１２２と駆動電極１２３が共に可変ミラー部１１５と対向するように、ミラー基板１１０に固定されている。駆動電極１２２と駆動電極１２３は、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びており、また、シリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。【選択図】    図２
2004348047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ形状に弾性的に変形し得る可変ミラー部を含む可撓性薄膜と、
可変ミラー部に少なくとも部分的に設けられた光を反射する光学的反射面を持つ反射膜と、
可撓性薄膜を支持する支持手段と、
電気信号の入力に従って可変ミラー部をシリンダ形状に変形させる駆動手段とを備えており、駆動手段は、可変ミラー部の光学的反射面を、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る、可変形状シリンダミラー。
【請求項２】
請求項１において、支持手段は、矩形の枠部材で構成され、可撓性薄膜は、矩形の枠部材の対辺に沿って延びる一対のスリットを有している、可変形状シリンダミラー。
【請求項３】
請求項１において、支持手段は、矩形の枠部材で構成され、可撓性薄膜は、矩形の枠部材の縁に沿って延びて可変ミラー部を取り囲むメッシュ部を有している、可変形状シリンダミラー。
【請求項４】
請求項１において、駆動手段は、可変ミラー部に設けられた第一の電極と、第一の電極に間隔を置いて対向する第二の電極とを含み、第二の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の第一の電極要素から成り、その複数の第一の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している、可変形状シリンダミラー。
【請求項５】
請求項４において、反射膜は、導電性を有し、第一の電極を兼ねている、可変形状シリンダミラー。
【請求項６】
請求項４において、第二の電極を構成する第一の電極要素の各々は、シリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて位置する複数の第二の電極要素を含んでいる、可変形状シリンダミラー。
【請求項７】
請求項６において、駆動手段は、第一の電極を基準にして第二の電極の反対側に位置し、第一の電極に間隔を置いて対向する第三の電極を更に含み、第三の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の第三の電極要素から成り、その複数の第三の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置しており、第三の電極要素の各々は、シリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置する複数の第四の電極要素を含んでいる、可変形状シリンダミラー。
【請求項８】
請求項１において、駆動手段は、可変ミラー部上を横断して延びる複数の配線と、未変形の可変ミラー部の反射面に略平行な磁界を発生させる磁界発生手段とを含み、複数の配線の可変ミラー部上に位置する部分は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びており、磁界の向きは、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略平行である、可変形状シリンダミラー。
【請求項９】
請求項１において、駆動手段は、反射膜の反対側に位置する可撓性薄膜の面に設けられた第一の電極と、第一の電極の面に設けられた圧電材料膜と、第一の電極の反対側に位置する圧電材料膜の面に設けられた第二の電極とを含み、第二の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の電極要素から成り、その複数の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している、可変形状シリンダミラー。
【請求項１０】
請求項９において、支持手段は、弾性を有する部材で構成され、可撓性薄膜を含む積層構造体の両端部近くを狭持している、可変形状シリンダミラー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射面をシリンダ形状に適宜変形させ得る可変形状シリンダミラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば特開平２−１０１４０２号公報は、このような可変形状シリンダミラーのひとつを開示している。この可変形状シリンダミラーは、両持ち支持されたリボン状の酸化珪素薄膜と、酸化珪素薄膜に形成された反射膜と、酸化珪素薄膜に形成された電極と、その電極から間隔を置いて対向する電極とを有している。それらの電極間に電圧を印加することにより発生する静電力によって酸化珪素薄膜が撓み変形を起こし、その結果、反射膜すなわち反射面をシリンダ形状に変形される。
【０００３】
また、特開２０００−２８４２号公報は、シリンダミラーを利用した画像表示用素子を開示している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１０１４０２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開２０００−２８４２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述の可変形状シリンダミラーにおいては、電極間に印加する電圧を変えることにより、シリンダ形状の反射面の曲率を変えることが可能である。
【０００７】
しかし、シリンダ形状の反射面を、両持ち支持された両端の対辺の中心を通る軸の周りに傾斜させるような変形は行なえない。従って、反射光の光軸を傾斜させることはできない。
【０００８】
そのため、例えば他の光学系に対する可変形状シリンダミラーの位置合わせ時の姿勢を厳密に調整する必要がある。また、後から微調整あるいは再調整することは不可能である。
【０００９】
また、反射面の形状をシリンダ状に変化させる時に、ミラー薄膜に残留する応力などの影響により、変形量を変化させるに従って変動する反射面のねじれに関しては何ら考慮されていない。このため、反射光の光軸を常に所望の方向に一定に制御することはできない。
【００１０】
本発明は、この様な実状を考慮して成されたものであり、その目的は、シリンダ形状に変形され得る反射面をそのシリンダ形状の軸に直交する軸周りに傾斜させ得る可変形状シリンダミラーを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、可変形状シリンダミラーに向けられており、以下の各項に列記する可変形状シリンダミラーを含んでいる。
【００１２】
１．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、シリンダ形状に弾性的に変形し得る可変ミラー部を含む可撓性薄膜と、可変ミラー部に少なくとも部分的に設けられた光を反射する光学的反射面を持つ反射膜と、可撓性薄膜を支持する支持手段と、電気信号の入力に従って可変ミラー部をシリンダ形状に変形させる駆動手段とを備えており、駆動手段は、可変ミラー部の光学的反射面を、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【００１３】
この可変形状シリンダミラーにおいては、可変ミラー部は、シリンダ形状に変形され得ると共に、その光学的反射面が、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜され得る。
【００１４】
２．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第１項の可変形状シリンダミラーにおいて、支持手段は、矩形の枠部材で構成され、可撓性薄膜は、矩形の枠部材の対辺に沿って延びる一対のスリットを有している。
【００１５】
この可変形状シリンダミラーにおいては、スリットの間に位置する可撓性薄膜の部分が可変ミラー部となる。
【００１６】
３．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第１項の可変形状シリンダミラーにおいて、支持手段は、矩形の枠部材で構成され、可撓性薄膜は、矩形の枠部材の縁に沿って延びて可変ミラー部を取り囲むメッシュ部を有している。
【００１７】
この可変形状シリンダミラーにおいては、メッシュ部の剛性は設計により容易に制御可能である。これにより、可変ミラー部の変形し易さを調整することが可能である。
【００１８】
４．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第１項の可変形状シリンダミラーにおいて、駆動手段は、可変ミラー部に設けられた第一の電極と、第一の電極に間隔を置いて対向する第二の電極とを含み、第二の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の第一の電極要素から成り、その複数の第一の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【００１９】
この可変形状シリンダミラーにおいては、可変ミラー部は、第一の電極と第二の電極の間に電圧を印加した際に発生する静電力により変形される。また、第二の電極を構成する個々の電極要素と、第一の電極との間に印加する電圧を異ならせることにより、可変ミラー部の光学的反射面を傾斜させることが可能である。
【００２０】
５．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第４項の可変形状シリンダミラーにおいて、反射膜は、導電性を有し、第一の電極を兼ねている。
【００２１】
この可変形状シリンダミラーにおいては、反射膜が第一の電極を兼ねるため、製造工程が簡略化され得る。
【００２２】
６．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第４項の可変形状シリンダミラーにおいて、第二の電極を構成する第一の電極要素の各々は、シリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて位置する複数の第二の電極要素を含んでいる。
【００２３】
この可変形状シリンダミラーにおいては、第一の電極要素の各々を構成する個々の第二の電極要素と、第一の電極との間に印加する電圧を異ならせることにより、可変ミラー部をシリンダ形状以外の形状に変形させることが可能である。
【００２４】
７．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第６項の可変形状シリンダミラーにおいて、駆動手段は、第一の電極を基準にして第二の電極の反対側に位置し、第一の電極に間隔を置いて対向する第三の電極を更に含み、第三の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の第三の電極要素から成り、その複数の第三の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置しており、第三の電極要素の各々は、シリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置する複数の第四の電極要素を含んでいる。
【００２５】
この可変形状シリンダミラーにおいては、可変ミラー部を、下に凸のシリンダ形状にも上に凸のシリンダ形状にも変形させることが可能である。更には、下に凸の曲面と上に凸の曲面とが混在する形状にも変形させることが可能である。
【００２６】
８．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第１項の可変形状シリンダミラーにおいて、駆動手段は、可変ミラー部上を横断して延びる複数の配線と、未変形の可変ミラー部の反射面に略平行な磁界を発生させる磁界発生手段とを含み、複数の配線の可変ミラー部上に位置する部分は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びており、磁界の向きは、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略平行である。
【００２７】
この可変形状シリンダミラーにおいては、可変ミラー部は、配線を流れる電流と磁界との相互作用により発生する電磁力によりシリンダ形状に変形される。また、配線に流す電流の大きさを異ならせることにより、可変ミラー部の光学的反射面を傾斜させることが可能である。
【００２８】
９．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第１項の可変形状シリンダミラーにおいて、駆動手段は、反射膜の反対側に位置する可撓性薄膜の面に設けられた第一の電極と、第一の電極の面に設けられた圧電材料膜と、第一の電極の反対側に位置する圧電材料膜の面に設けられた第二の電極とを含み、第二の電極は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びる複数の電極要素から成り、その複数の電極要素はシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【００２９】
この可変形状シリンダミラーにおいては、可変ミラー部は、第一の電極と第二の電極の間に電圧を印加することにより引き起こされる圧電材料膜の伸縮によりシリンダ形状に変形される。また、第二の電極を構成する個々の電極要素と、第一の電極との間に印加する電圧を異ならせることにより、可変ミラー部の光学的反射面を傾斜させることが可能である。
【００３０】
１０．  本発明の別の可変形状シリンダミラーは、第９項の可変形状シリンダミラーにおいて、支持手段は、弾性を有する部材で構成され、可撓性薄膜を含む積層構造体の両端部近くを狭持している。
【００３１】
この可変形状シリンダミラーにおいては、積層構造体自体が可変ミラー部となる。可変ミラー部は、その両端部近くが弾性を有する部材で狭持されているだけなので、理想的なシリンダ形状に変形し得る。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００３３】
第一実施形態
本実施形態は、静電駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図１は、本発明の第一実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図２は、図１に示されたＩＩ−ＩＩ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。図３は、図１に示されたミラー基板の斜視図である。図４は、図１に示された駆動電極基板の斜視図である。
【００３４】
図１と図２に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー１００は、ミラー基板１１０と、駆動電極基板１２０とを有している。
【００３５】
ミラー基板１１０は、図１〜図３に示されるように、矩形の枠部材１１１と、枠部材１１１に支持された可撓性薄膜１１２と、可撓性薄膜１１２に設けられた反射膜１１３とを有している。
【００３６】
可撓性薄膜１１２は、矩形の枠部材１１１の対辺に沿って延びる一対のスリット１１４を有している。スリット１１４の間の可撓性薄膜１１２の部分は、矩形で、一方の対辺は自由で開放しており、他方の対辺は枠部材１１１に固定されている。このため、スリット１１４の間の可撓性薄膜１１２の部分は、撓み変形により、シリンダ形状すなわち略円筒面形状に変形し得る。
【００３７】
つまり、スリット１１４の間の可撓性薄膜１１２の部分は、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部１１５を構成している。言い換えれば、可撓性薄膜１１２は、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部１１５を含んでいる。また、可撓性薄膜１１２の周縁の部分は、枠部材１１１に固定される固定部１１６と成っている。
【００３８】
反射膜１１３は、光を反射する光学反射面を持ち、可撓性薄膜１１２の全面に形成されている。スリット１１４の間の反射膜１１３の部分が、可変形状シリンダミラー１００における実質的なミラーとして機能する。
【００３９】
可撓性薄膜１１２は、これに限定されないが、例えば、有機薄膜であってよい。有機薄膜は、これに限定されないが、例えば、ポリイミド膜であってよい。反射膜１１３は、これに限定されないが、例えば、金やアルミ等の金属薄膜から成り、その表面が光学的反射面として機能すると共に、それ自体が電極として機能する。
【００４０】
このようなミラー基板１１０は、例えば、Ｓｉ基板の上面にポリイミド等から成るフォトレジストや樹脂溶液を塗布・成膜して有機薄膜１１２を形成し、その全面に金やアルミ等の金属を成膜して金属薄膜１１３を形成し、その後、Ｓｉ基板を周縁部を除いて異方性エッチングで除去し、有機薄膜１１２の一部を除去してスリット１１４を形成して作製し得る。
【００４１】
駆動電極基板１２０は、図４に示されるように、基板１２１と、基板１２１の上面に形成された導電パターンとを有し、導電パターンは、一対の駆動電極１２２と駆動電極１２３と、駆動電極１２２と駆動電極１２３からそれぞれ延びる配線１２４と配線１２５と、配線１２４と配線１２５がそれぞれ終端する電極パッド１２６と電極パッド１２７とを含んでいる。
【００４２】
ミラー基板１１０と駆動電極基板１２０は、図１と図２に示されるように、駆動電極１２２と駆動電極１２３が共に可変ミラー部１１５と対向するように、接着などの手法によって固定されている。前述したように、反射膜１１３は、光学的反射面として機能することに加えて電極としても機能し、駆動電極１２２と駆動電極１２３に間隔を置いて対向している。
【００４３】
駆動電極１２２と駆動電極１２３は、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びており、また、シリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【００４４】
反射膜１１３から成る電極と、反射膜１１３から間隔を置いて対向する駆動電極１２２と駆動電極１２３とは、可変ミラー部１１５をシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。
【００４５】
可変形状シリンダミラー１００において、反射膜１１３から成る電極と、駆動電極１２２と駆動電極１２３との間に電圧を印加する。例えば、反射膜１１３をワイヤーボンディング等の方法により電気的にグランドに接続し、駆動電極基板１２０上の電極パッド１２６と電極パッド１２７に適当な同じ電位を与える。電圧印加により、反射膜１１３と、駆動電極１２２と駆動電極１２３との間に静電引力が発生する。静電引力により、可変ミラー部１１５はシリンダ形状に撓み変形を起こし、反射面がシリンダ形状に変形される。
【００４６】
反射膜１１３と、駆動電極１２２と駆動電極１２３との間に印加する電圧を増減させることにより、可変ミラー部１１５の反射面の曲率を変えることができる。従って、可変形状シリンダミラー１００は、反射膜１１３と駆動電極１２２と駆動電極１２３との間に印加する電圧を制御することにより、可変ミラー部１１５の集光力を変化させることが可能である。
【００４７】
図５は、可変ミラー部の変形量の違いに対する反射光ビームの収束の具合の違いを示している。図５において、入射する平行光ビームＢｉに対して、可変ミラー部１１５を実線で示されるように変形させることにより、可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒを比較的近い位置に収束させることができる。また、可変ミラー部１１５を想像線で示されるように変形させることにより、可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒを比較的遠い位置に収束させることができる。
【００４８】
さらに、駆動電極１２２と駆動電極１２３に印加する電位を異ならせることにより、つまり、反射膜１１３と駆動電極１２２の間に印加する電圧と、反射膜１１３と駆動電極１２３の間に印加する電圧とを違えることにより、可変ミラー部１１５をシリンダ形状に単に変形させるだけでなく、シリンダ形状の可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【００４９】
つまり、反射膜１１３から成る電極と、駆動電極１２２と駆動電極１２３とから成る駆動手段は、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【００５０】
図６は、可変ミラー部１１５がシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜された様子を示している。例えば、図６において、反射膜１１３と駆動電極１２３の間の印加電圧を、反射膜１１３と駆動電極１２２の間の印加電圧よりも大きくすることにより、可変ミラー部１１５を実線で示されるように傾斜させることができる。反対に、反射膜１１３と駆動電極１２３の間の印加電圧を、反射膜１１３と駆動電極１２２の間の印加電圧よりも小さくすることにより、可変ミラー部１１５を想像線で示されるように傾斜させることができる。
【００５１】
これにより、入射する光ビームＢｉに対して、可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒの反射方向を制御することが可能である。つまり、可変形状シリンダミラー１００は、他の光学要素を必要とすることなく、反射光ビームＢｒの光軸の傾きを、シリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに、制御することが可能である。
【００５２】
また、一般に可変形状シリンダミラーにおいては、可撓性薄膜の残留応力や枠部材の実装歪みのために、可撓性薄膜の撓み変形量が変化するに伴って可変ミラー部のシリンダ形状の反射面にねじれが発生することがある。その場合、反射光ビームの光軸の傾きは可変ミラー部の変形量に応じて変動してしまう。
【００５３】
しかし、本実施形態の可変形状シリンダミラーでは、反射膜１１３と駆動電極１２２の間の印加電圧と、反射膜１１３と駆動電極１２３の間の印加電圧とを制御することにより、このような可変ミラー部１１５の反射面のねじれを補正することも可能である。これにより、反射光ビームの光軸の不所望な傾きの変動を抑えることも可能となる。
【００５４】
なお、このように反射膜１１３と駆動電極１２３の間の印加電圧と反射膜１１３と駆動電極１２２の間の印加電圧とを違えた場合、可変ミラー部１１５の形状は理想的なシリンダ形状から外れる。しかし、通常、シリンダミラーはライン状の光ビームに対して適用されるため、このようなシリンダ形状からのずれは問題にならない。
【００５５】
図７は、本実施形態の可変形状シリンダミラーの具体的な応用例を示している。本応用例は、画素表示素子への適用に向けられている。可変形状シリンダミラーは、図７に示されるように、スリット１３１を有する遮光板１３０と組み合わされて、画素の表示のオン・オフを切り替える画素表示素子を構成している。
【００５６】
図７において、可変ミラー部１１５には平行な光ビームＢｉが照射される。画素表示素子において、画素の表示をオンにする際、可変ミラー部１１５は、図７に実線で示されるように、シリンダ形状に変形される。可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒは収束されるため、スリット１３１を通過する。つまり、画素の表示がオンになる。
【００５７】
一方、画素の表示をオンにする際、可変ミラー部１１５は、図７に想像線で示されるように、変形されずに殆ど平らなままである。可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒは、平行ビームのまま遮光板１３０に向かうため、殆どスリット１３１を通過しない。つまり、画素の表示がオフになる。
【００５８】
このように、本応用例の画素表示素子は、画像表示のオン・オフの切り替えを行なうことが可能である。さらに、このような画素表示素子を二次元のアレイ状に配列することにより、画像表示装置を構成することも可能である。
【００５９】
図８は、本実施形態の可変形状シリンダミラーの具体的な別の応用例を示している。本応用例は、図７に示した画素表示素子の改良に向けられている。
【００６０】
図７と図８において、可変ミラー部１１５には平行な光ビームＢｉが照射される。画素表示をオンにする際、可変ミラー部１１５は、図７に実線で示されるように、シリンダ形状に変形されると共に、図８に実線で示されるように、傾斜される。これにより、可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒは、収束されると共にスリット１３１に方向付けられる。このため、光ビームＢｒはスリット１３１を通過する。
【００６１】
反対に画像表示をオフにする際、可変ミラー部１１５は、図７に想像実線で示されるように、変形されずに殆ど平らであり、更に、図８に想像線で示されるように、傾斜される。これにより、可変ミラー部１１５で反射された光ビームＢｒは、平行ビームのまま、スリット１３１から外れた遮光板１３０の部分に方向付けられる。このため、光ビームＢｒはスリット１３１を通過しない。
【００６２】
これにより、本応用例においては、画素表示素子の画素表示のオン・オフの切り替えの光量比を更に向上させることが可能である。
【００６３】
本応用例においては、スリット１３１と可変形状シリンダミラーの相対位置は、図８に示される可変ミラー部１１５を傾けることのできる方向に関しては必ずしも厳密に位置合わせを行なわなくてもよい。つまり、本実施形態の可変形状シリンダミラー１００は、可変ミラー部１１５で反射された光ビームの光軸の傾きを調整し得るため、スリット１３１に対する可変形状シリンダミラーの組み付け精度を緩和することも可能である。
【００６４】
本実施形態では、有機薄膜は、ポリイミド膜に限定されるものではなく、他の適当な材料の膜であってもよい。また、可撓性薄膜は好ましくは有機薄膜であるが、これに限定されるものではなく、無機薄膜であってもよい。
【００６５】
また、枠部材は、シリコンを用いた例をあげたが、化学的あるいは物理的なエッチングなどの加工と可撓性薄膜の形成やパターニングが可能なプロセスとの親和性がある材料であれば、特にシリコンに限定されるものではない。
【００６６】
また、本実施形態では、反射膜１１３が金属薄膜で構成され、金属薄膜が電極を兼ねているが、反射膜と電極は別の部材で構成されていもよい。この場合、反射膜は導電性を有する必要がないため、使用する材料の選択の幅が広がる。また、光学反射の偏向依存性などの光学特性を自由に設計できることになり有用である。
【００６７】
応用例の画素表示素子においては、平行光ビームを入射させる例を示したが、これに限定されるものではなく、他の様々な光ビームに対しても適用可能である。また、他の光学要素と組み合わせて、有用な光学装置を構成することも可能である。
【００６８】
さらに、本実施形態では、駆動電極基板が二つの駆動電極を有している例を述べたが、駆動電極の個数はこれに限定されるものではない。駆動電極基板は、三つ以上の駆動電極を有していてもよい。つまり、駆動電極基板は複数の駆動電極を有していてよい。
【００６９】
第二実施形態
本実施形態は、別の静電駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図９は、本発明の第二実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図１０は、図９に示されたＸ−Ｘ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。図１１は、図９に示された駆動電極基板の平面図である。図９〜図１１において、図１〜図３に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材である。
【００７０】
図９と図１０に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー２００は、ミラー基板１１０と、駆動電極基板２２０とを有している。ミラー基板１１０は、第一実施形態におけるミラー基板１１０と全く同じものであり、その詳しい説明は省略する。
【００７１】
駆動電極基板１２０は、図１１に示されるように、基板２２１と、基板２２１の上面に形成された駆動電極要素２２２ａ〜２２２ｆと２２３ａ〜２２３ｆを有している。図１１には図示されていないが、駆動電極要素２２２ａ〜２２２ｆと２２３ａ〜２２３ｆは、それぞれ、配線を介して電圧印加のための電極パッドと電気的に接続されており、それぞれ独立に電圧を印加することが可能となっている。
【００７２】
駆動電極要素２２２ａ〜２２２ｆは、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて並んでおり、これらは一つの駆動電極群（以下では駆動電極群２２２と称す）を構成している。同様に、駆動電極要素２２３ａ〜２２３ｆは、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて並んでおり、これらは一つの駆動電極群（以下では駆動電極群２２３と称す）を構成している。
【００７３】
駆動電極群２２２と駆動電極群２２３は、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【００７４】
ミラー基板１１０と駆動電極基板２２０は、図９と図１０に示されるように、駆動電極群２２２と駆動電極群２２３が共に可変ミラー部１１５と対向するように、接着などの手法によって固定されている。
【００７５】
駆動電極群２２２と駆動電極群２２３は、反射膜１１３から成る電極と共働して、可変ミラー部１１５をシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【００７６】
第一実施形態と同様に、反射膜１１３と、駆動電極群２２２と駆動電極群２２３との間に電圧を印加することにより、可変ミラー部１１５をシリンダ形状に変形させることができる。さらに、印加電圧を増減させることにより、シリンダ形状の可変ミラー部１１５の曲率を変更することも可能である。
【００７７】
また、反射膜１１３と駆動電極群２２２の間の印加電圧と、反射膜１１３と駆動電極群２２３の間の印加電圧とを違えることにより、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【００７８】
加えて、本実施形態の可変形状シリンダミラー２００においては、駆動電極群２２２を構成する駆動電極要素２２２ａ〜２２２ｆのそれぞれの印加電圧を適宜変えることにより、また、駆動電極群２２３を構成する駆動電極要素２２３ａ〜２２３ｆのそれぞれの印加電圧を適宜変えることにより、可変ミラー部１１５の光学的反射面を多様な形状に変形させることも可能である。
【００７９】
これにより、例えば、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、より正確なシリンダ形状に変形させたり、あるいは、シリンダ形状以外の色々な所望の形状、例えば、曲率が連続的に変化する形状などに変形させたりすることが可能となる。
【００８０】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の変形が適用可能である。
【００８１】
第三実施形態
本実施形態は、別の静電駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図１２は、本発明の第三実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図１３は、図１２に示された上側の駆動電極基板を下方から見た平面図である。図１２と図１３において、図９〜図１１に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材である。
【００８２】
図１２に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー３００は、第二実施形態の可変形状シリンダミラー２００の構成に加えて、可変ミラー部１１５を基準にして駆動電極基板２２０の反対側に配置された別の駆動電極基板３２０を有している。
【００８３】
駆動電極基板３２０は、図１３に示されるように、光を通すための矩形の開口３２８を中央に有する基板３２１と、基板３２１の上面に形成された駆動電極要素３２２ａ〜３２２ｆと３２３ａ〜３２３ｆを有している。図示されていないが、駆動電極要素３２２ａ〜３２２ｆと３２３ａ〜３２３ｆは、それぞれ、配線を介して電圧印加のための電極パッドと電気的に接続されており、それぞれ独立に電圧を印加することが可能となっている。
【００８４】
駆動電極要素３２２ａ〜３２２ｆは、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて並んでおり、これらは一つの駆動電極群（以下では駆動電極群３２２と称す）を構成している。同様に、駆動電極要素３２３ａ〜３２３ｆは、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って間隔を置いて並んでおり、これらは一つの駆動電極群（以下では駆動電極群３２３と称す）を構成している。
【００８５】
駆動電極群３２２と駆動電極群３２３は、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【００８６】
駆動電極基板３２０は、図１２に示されるように、駆動電極群３２２と駆動電極群３２３が共に可変ミラー部１１５と対向するように、例えば異方性導電ペースト（ＡＣＰ）３１１により実装されている。上側の駆動電極基板３２０の電極パッドはバンプ３１２を介して下側の駆動電極基板２２０に設けられた電極パッドと電気的に接続され、下側の駆動電極基板２２０を介して例えばワイヤーボンディング等の手法により外部との導通が図られる。
【００８７】
第二実施形態と同様に、下側の駆動電極基板２２０の駆動電極群２２２と駆動電極群２２３は、反射膜１１３から成る電極と共働して、可変ミラー部１１５を下に凸のシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【００８８】
さらに、本実施形態の可変形状シリンダミラー３００においては、上側の駆動電極基板３２０の駆動電極群３２２と駆動電極群３２３は、反射膜１１３から成る電極と共働して、可変ミラー部１１５を上に凸のシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【００８９】
すなわち、反射膜１１３と、駆動電極群３２２と駆動電極群３２３との間に電圧を印加することにより、可変ミラー部１１５を上に凸のシリンダ形状に変形させることができる。さらに、印加電圧を増減させることにより、シリンダ形状の可変ミラー部１１５の曲率を変更することも可能である。
【００９０】
さらに、反射膜１１３と駆動電極群３２２の間の印加電圧と、反射膜１１３と駆動電極群３２３の間の印加電圧とを違えることにより、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、可変ミラー部１１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【００９１】
従って、本実施形態の可変形状シリンダミラー３００においては、可変ミラー部１１５を、第二実施形態で説明したように、下に凸のシリンダ形状に変形させることが可能であることに加えて、上に凸のシリンダ形状に変形させることが可能である。
【００９２】
加えて、本実施形態の可変形状シリンダミラー３００においては、駆動電極群２２２の個々の駆動電極要素２２２ａ〜２２２ｆ、駆動電極群２２３の個々の駆動電極要素２２３ａ〜２２３ｆに加えて、駆動電極群３２２の個々の駆動電極要素３２２ａ〜３２２ｆ、駆動電極群３２３の個々の駆動電極要素３２３ａ〜３２３ｆに印加する電圧を適宜変えることにより、可変ミラー部１１５の光学的反射面を多様な形状に変形させることも可能である。
【００９３】
これにより、例えば、可変ミラー部１１５の光学的反射面を、より正確なシリンダ形状に変形させたり、あるいは、シリンダ形状以外の色々な所望の形状、例えば、曲率が連続的に変化する形状や、下に凸の曲面と上に凸の曲面とが混在する形状などに変形させたりすることが可能となる。
【００９４】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の変形が適用可能である。
【００９５】
また、上側の駆動電極基板３２０が開口を有する代わりに、基板３２１がガラス等の透明基板で構成されてもよい。加えて、駆動電極群３２２と駆動電極群３２３が透明電極で構成されてもよい。ただし、この構成においては、可変ミラー部１１５の光学的反射面の光学特性が透明基板や透明電極の歪み等の影響を受け易い。
【００９６】
第四実施形態
本実施形態は、別の静電駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図１４は、本発明の第四実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図１５は、図１４に示されたＸＶ−ＸＶ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。図１６は、図１４と図１５に示されたミラー基板の平面図である。図１７は、図１５と同様の可変形状シリンダミラーの断面を示しており、可変ミラー部が傾斜された様子を示している。図１４〜図１７において、図１〜図３に示された部材と同一の参照符号で指示された部材は同様の部材である。
【００９７】
図１４と図１５に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー４００は、ミラー基板４１０と、駆動電極基板１２０とを有している。駆動電極基板１２０は、第一実施形態における駆動電極基板１２０と全く同じものであり、その詳しい説明は省略する。
【００９８】
ミラー基板４１０は、図１４と図１５に示されるように、矩形の枠部材４１１と、枠部材４１１に支持された可撓性薄膜４１２と、可撓性薄膜４１２に設けられた反射膜４１３とを有している。
【００９９】
可撓性薄膜４１２は、矩形の枠部材４１１の縁に沿って延びている、つまり周回しているメッシュ部４１４を有している。メッシュ部４１４に取り囲まれている可撓性薄膜４１２の部分は、撓み変形により、シリンダ形状すなわち略円筒面形状に変形し得る。
【０１００】
つまり、メッシュ部４１４に取り囲まれている可撓性薄膜４１２の部分は、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部４１５を構成している。言い換えれば、可撓性薄膜４１２は、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部４１５を含んでいる。また、可撓性薄膜４１２の周縁の部分、すなわちメッシュ部４１４の外側の部分は、枠部材４１１に固定される固定部４１６と成っている。
【０１０１】
反射膜４１３は、光を反射する光学反射面を持ち、可撓性薄膜４１２の全面に形成されている。メッシュ部４１４に取り囲まれている反射膜４１３の部分が、可変形状シリンダミラー４００における実質的なミラーとして機能する。反射膜４１３は、例えば金属薄膜から成り、可変ミラー部４１５の部分は電極として働く。
【０１０２】
このようなミラー基板４１０は、例えば、シリコン基板にポリイミドを塗布し加熱しパターニングして、メッシュ部４１４と可変ミラー部４１５と固定部４１６を含むポリイミド薄膜４１２を形成した後、シリコン基板に化学的なエッチングを行なって枠部材４１１を形成し、最後に反射膜４１３を蒸着などの手法によりポリイミド膜上全面に形成することにより作製され得る。
【０１０３】
ミラー基板４１０は、図１４と図１５に示されるように、可変ミラー部４１５が駆動電極１２２と駆動電極１２３とに対向するように、接着などの手法によって駆動電極基板１２０に固定されている。
【０１０４】
駆動電極１２２と駆動電極１２３は、可変ミラー部４１５の部分の反射膜４１３から成る電極と共働して、可変ミラー部４１５をシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、可変ミラー部４１５の光学的反射面を、可変ミラー部４１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【０１０５】
つまり、可変ミラー部４１５の部分の反射膜４１３と、駆動電極１２２と駆動電極１２３との間に電圧を印加することにより、可変ミラー部４１５をシリンダ形状に変形させることができる。加えて、印加電圧を増減させることにより、シリンダ形状の可変ミラー部４１５の曲率を変更することも可能である。
【０１０６】
さらに、反射膜４１３と駆動電極１２２の間の印加電圧と、反射膜４１３と駆動電極１２３の間の印加電圧とを違えることにより、図１７に示されるように、可変ミラー部４１５の光学的反射面を、可変ミラー部４１５が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【０１０７】
メッシュ部４１４は、ポリイミド薄膜４１２の厚さやパターニングの網目の太さを制御することにより、剛性を比較的容易に調整することが可能である。これにより、可変ミラー部４１５の撓み易さを制御することが可能である。
【０１０８】
例えば、メッシュ部４１４の剛性を低く設計して、可変ミラー部４１５を撓み易くすることにより、比較的低い電圧で可変ミラー部４１５を大きく変形させる、つまり可変ミラー部４１５を効率良く変形させることが可能となる。
【０１０９】
本実施形態の可変形状シリンダミラー４００では、可変ミラー部４１５はメッシュ部４１４によって四方から支持されているため、可変ミラー部４１５が変形された際、可変ミラー部４１５は、長手軸に沿ってシリンダ形状に変形するだけでなく、短手軸に沿っても若干たわみをもった形状となる。このため、可変ミラー部４１５へ入射する光ビームが中央からずれた際に、反射光ビームが短手軸に沿って傾斜してしまうが、このような傾斜は、駆動電極１２２と駆動電極１２３の電位を適当に制御することにより補正することが可能である。
【０１１０】
本実施形態においても、第一実施形態と同様の変形が適用可能である。
【０１１１】
また、第二実施形態と同様に、駆動電極１２２と駆動電極１２３を、複数の電極要素から成る駆動電極群としてもよい。更には、第三実施形態と同様に、可変ミラー部４１５の両側に駆動電極群を設けてもよい。
【０１１２】
第五実施形態
本実施形態は、圧電駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図１８は、本発明の第五実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図１９は、図１８に示されたミラー基板を拡大して示す断面図である。図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿ったミラー基板の断面を示している。
【０１１３】
図１８に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー５００は、薄膜積層体から成るミラー基板５１０と、ミラー基板５１０を支持する支持枠５２０とを有している。
【０１１４】
支持枠５２０は下枠５２１と上枠５２２とから成り、弾性を有する保持部材５２３を介して、ミラー基板５１０の両端部近くを狭持している。保持部材５２３は、これに限定されないが、例えば、ゴムや樹脂から成るロッドやチューブが好適である。
【０１１５】
ミラー基板５１０は、図１９と図２０に示されるように、可撓性薄膜５１１と、可撓性薄膜５１１に設けられた反射膜５１２と、反射膜５１２の反対側に位置する可撓性薄膜５１１に設けられた電極５１３と、電極５１３に積層された圧電材料膜５１４と、圧電材料膜５１４に積層された駆動電極５１５と駆動電極５１６とを有している。
【０１１６】
圧電材料膜５１４は、これに限定されないが、例えば、ＰＺＴ膜からなる。可撓性薄膜５１１は、好ましくは、圧電材料膜５１４と同じ材質または線膨張係数が近い材質の膜から成る。反射膜５１２は、これに限定されないが、例えば、クロム−金の二層膜から成り、光を反射する光学的反射面を有している。電極５１３と駆動電極５１５と駆動電極５１６は、これに限定されないが、例えば、アルミなどの金属膜から成る。
【０１１７】
ミラー基板５１０は例えば次のようにして作製される。まず、薄く両面を研磨した圧電材料から成る薄板５１４の一方の面にアルミから成る電極５１３を蒸着などにより成膜する。次に薄膜５１４の反対面に駆動電極５１５と駆動電極５１６を成膜する。このとき必要に応じて、電極膜の保護のために酸化珪素などの保護膜を電極上に成膜することは耐久性を高めるのに有効である。一方、可撓性薄膜５１１は薄板５１４と同様に両面を研磨し、一方の面にアルミから成る反射膜５１２を成膜する。続いて、可撓性薄膜５１１のもう一方の面と薄板５１４の電極５１３の表面とを接着剤などで接着して、ミラー基板５１０を得る。
【０１１８】
ミラー基板５１０は、その全体がシリンダ形状に変形し得る。つまり、ミラー基板５１０は、それ自体が可変ミラー部を構成している。
【０１１９】
図１９と図２０から分かるように、駆動電極５１５と駆動電極５１６は、ミラー基板５１０が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びている。また、駆動電極５１５と駆動電極５１６は、シリンダ形状の中心軸に沿って間隔を置いて位置している。
【０１２０】
圧電材料膜５１４と電極５１３と駆動電極５１５と駆動電極５１６とは、ミラー基板５１０をシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、ミラー基板５１０の光学的反射面を、ミラー基板５１０が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【０１２１】
図２１は、図１９と同様のミラー基板５１０の断面を示しており、ミラー基板５１０がシリンダ形状に変形された様子を示している。図２２は、図２０と同様のミラー基板の断面を示しており、ミラー基板が傾斜された様子を示している。
【０１２２】
可変形状シリンダミラー５００において、例えば、電極５１３をワイヤーボンディング等の方法により電気的にグランドに接続し、駆動電極５１５と駆動電極５１６に適当な正の同じ電位を与える。例えば、圧電材料膜５１４は、駆動電極５１５と駆動電極５１６への正電位の印加に対して伸長し、駆動電極５１５と駆動電極５１６への負電位の印加に対して収縮する。その結果、図２１に示されるように、ミラー基板５１０が下に凸のシリンダ形状に変形される。
【０１２３】
また、駆動電極５１５と駆動電極５１６に印加する電位の大きさを変えることにより、シリンダ形状のミラー基板５１０の曲率を変えることが可能である。さらに、駆動電極５１５と駆動電極５１６に印加する電位の極性を変えることにより、すなわち、駆動電極５１５と駆動電極５１６に適当な負の同じ電位を与えることにより、ミラー基板５１０を上に凸のシリンダ形状に変形することも可能である。
【０１２４】
さらに、駆動電極５１５と駆動電極５１６に印加する電位を異ならせることにより、シリンダ形状のミラー基板５１０の光学的反射面を、ミラー基板５１０が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【０１２５】
例えば、電極５１３と駆動電極５１５の間に、電極５１３と駆動電極５１６の間に印加する電圧よりも大きい電圧を印加すると、駆動電極５１５と電極５１３の間に位置する部分の圧電材料膜５１４の方が、駆動電極５１６と電極５１３の間に位置する部分の圧電材料膜５１４よりも多量に伸びるため、図２２に示されるように、ミラー基板５１０の光学的反射面が傾斜される。
【０１２６】
本実施形態の可変形状シリンダミラー５００においては、ミラー基板５１０は、両端部近くが弾性を有する保持部材５２３で狭持されているため、変形が阻害されない。このため、ミラー基板５１０は全体がほぼ均等に変形されるので、ほぼ曲率が一定のシリンダ形状の反射面を得ることが可能である。また、ミラー基板５１０は容易に大きく作製し得るため、光学反射面を比較的大きく変形させることが可能である。圧電材料膜５１４を利用して変形させているため、高い周波数で、言い換えれば、極めて高速に変形させることも可能である。
【０１２７】
本実施形態では、圧電材料膜は、ＰＺＴ膜に限定されるものではなく、他の適当な圧電材料の膜であってもよい。また、反射膜や保持部材などについても、様々な材料が選択可能である。
【０１２８】
さらに、本実施形態では、ミラー基板が二つの駆動電極を有している例を述べたが、駆動電極の個数はこれに限定されるものではない。ミラー基板は、三つ以上の駆動電極を有していてもよい。つまり、ミラー基板は複数の駆動電極を有していてよい。
【０１２９】
第六実施形態
本実施形態は、別のタイプの可変形状シリンダミラーである電磁駆動型の可変形状シリンダミラーに向けられている。図２３は、本発明の第六実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。図２４は、図２３に示されたＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。
【０１３０】
図２３と図２４に示されるように、本実施形態の可変形状シリンダミラー６００は、ミラー基板６１０を有している。ミラー基板６１０は、矩形の枠部材６１１と、枠部材６１１に支持された可撓性薄膜６１２と、可撓性薄膜６１２に設けられた反射膜６１３とを有している。
【０１３１】
可撓性薄膜６１２は、矩形の枠部材６１１の対辺に沿って延びる一対のスリット６１４を有している。スリット６１４の間の可撓性薄膜６１２の部分は、撓み変形により、シリンダ形状すなわち略円筒面形状に変形し得る。つまり、スリット６１４の間の可撓性薄膜６１２の部分は、シリンダ形状に変形し得る可変ミラー部を構成している。反射膜６１３は、この可変ミラー部の部分の可撓性薄膜６１２に形成されている。反射膜６１３は、これに限定されないが、例えば、金等の金属膜から成り、光を反射する光学反射面を有している。
【０１３２】
ミラー基板６１０は更に、可変ミラー部上を横断して延びる駆動配線６１５と駆動配線６１６を有している。駆動配線６１５と駆動配線６１６の両端はそれぞれ電極パッド６１７と電極パッド６１８に電気的に接続されている。駆動配線６１５と駆動配線６１６の可変ミラー部上に位置する部分は、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸に沿って延びている。
【０１３３】
可変形状シリンダミラー６００は更に、ミラー基板６１０に取り付けられた二つのマグネット６３１とマグネット６３２を有している。マグネット６３１とマグネット６３２は、未変形の可変ミラー部の反射面に略平行な磁界を発生させる磁界発生手段を構成している。さらに、磁界の向きは、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略平行である。従って、磁界の向きは、駆動配線６１５と駆動配線６１６の可変ミラー部上に位置する部分に略直交している。
【０１３４】
可変ミラー部上に位置する駆動配線６１５と駆動配線６１６の部分と、マグネット６３１とマグネット６３２は、可変ミラー部をシリンダ形状に変形させる駆動手段を構成している。さらに、この駆動手段は、可変ミラー部の光学的反射面を、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させ得る。
【０１３５】
可変形状シリンダミラー６００において、例えば、電極パッド６１７と電極パッド６１８を介して、駆動配線６１５と駆動配線６１６に同じ大きさの電流を同じ方向に流す。これにより、駆動配線６１５と駆動配線６１６には、フレミングの左手の法則により、可変ミラー部の面に垂直な方向に駆動力が生じ、可変ミラー部がシリンダ形状に変形される。
【０１３６】
また、駆動配線６１５と駆動配線６１６に流す電流の大きさを変えることにより、シリンダ形状の可変ミラー部の曲率を変えることが可能である。さらに、駆動配線６１５と駆動配線６１６に流す電流の方向を変えることにより、可変ミラー部の変形方向を変えることができる。すなわち、可変ミラー部を、下に凸のシリンダ形状にも上に凸のシリンダ形状にも変形させることも可能である。
【０１３７】
さらに、駆動配線６１５と駆動配線６１６に流す電流の大きさを異ならせることにより、シリンダ形状の可変ミラー部の光学的反射面を、可変ミラー部が変形し得るシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜させることも可能である。更には、その傾斜量を調整することも可能である。
【０１３８】
本実施形態の可変形状シリンダミラー６００は電磁駆動型であり、電磁力を利用して可変ミラー部を変形させている。このため、静電駆動型に比べて、高い駆動効率で、可変ミラー部を大きく変形させることが可能である。
【０１３９】
本実施形態では、ミラー基板が、可変ミラー部を横切る二本の駆動配線を有している例を述べたが、駆動配線の本数はこれに限定されるものではない。ミラー基板は、三本以上の駆動配線を有していてもよい。つまり、ミラー基板は複数の駆動配線を有していてよい。
【０１４０】
また、マグネットにヨーク等を付加して、磁気回路の最適化を図ることは特に有効である。可撓性薄膜は、好ましくは、ポリイミドやフッ素系ポリマー、シリコーン系レジストの膜で構成されるが、酸化珪素や窒化珪素などの無機薄膜で構成されてもよい。
【０１４１】
反射膜は、駆動配線が形成された側に設けられてもよい。この場合、反射膜と駆動配線の絶縁層を設けるか、反射膜の材質を導電性の無いものにすればよい。例えば、反射膜を誘電体の多層構成として、所望の反射特性を得ることが可能である。
【０１４２】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【０１４３】
【発明の効果】
本発明によれば、シリンダ形状に変形され得る反射面をそのシリンダ形状の軸に直交する軸周りに傾斜させ得る可変形状シリンダミラーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図２】図１に示されたＩＩ−ＩＩ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。
【図３】図１と図２に示されたミラー基板の斜視図である。
【図４】図１と図２に示された駆動電極基板の斜視図である。
【図５】図１と図２に示された可変形状シリンダミラーにおいて、可変ミラー部の変形量の違いに対する反射光ビームの収束の具合の違いを示している。
【図６】図１と図２に示された可変形状シリンダミラーにおいて、可変ミラー部がシリンダ形状の中心軸に略直交する軸周りに傾斜された様子を示している。
【図７】本実施形態の可変形状シリンダミラーの具体的な応用例を示している。
【図８】本実施形態の可変形状シリンダミラーの具体的な別の応用例を示している。
【図９】本発明の第二実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図１０】図９に示されたＸ−Ｘ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。
【図１１】図９に示された駆動電極基板の平面図である。
【図１２】本発明の第三実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図１３】図１２に示された上側の駆動電極基板を下方から見た平面図である。
【図１４】本発明の第四実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図１５】図１４に示されたＸＶ−ＸＶ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。
【図１６】図１４と図１５に示されたミラー基板の平面図である。
【図１７】図１５と同様の可変形状シリンダミラーの断面を示しており、可変ミラー部が傾斜された様子を示している。
【図１８】本発明の第五実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図１９】図１８に示されたミラー基板を拡大して示す断面図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿ったミラー基板の断面を示している。
【図２１】図１９と同様のミラー基板の断面を示しており、ミラー基板がシリンダ形状に変形された様子を示している。
【図２２】図２０と同様のミラー基板の断面を示しており、ミラー基板が傾斜された様子を示している。
【図２３】本発明の第六実施形態の可変形状シリンダミラーの側断面を示している。
【図２４】図２３に示されたＸＸＩＶ−ＸＸＩＶ線に沿った可変形状シリンダミラーの断面を示している。
【符号の説明】
１００…可変形状シリンダミラー、１１１…枠部材、１１２…可撓性薄膜、１１３…反射膜、１１５…可変ミラー部、１２２…駆動電極、１２３…駆動電極、２００…可変形状シリンダミラー、２２２ａ〜２２２ｆ…駆動電極要素、２２２…駆動電極群、２２３ａ〜２２３ｆ…駆動電極要素、２２３…駆動電極群、３００…可変形状シリンダミラー、３２２ａ〜３２２ｆ…駆動電極要素、３２２…駆動電極群、３２３ａ〜３２３ｆ…駆動電極要素、３２３…駆動電極群、３２８…開口、４００…可変形状シリンダミラー、４１１…枠部材、４１２…可撓性薄膜、４１３…反射膜、４１４…メッシュ部、４１５…可変ミラー部、５００…可変形状シリンダミラー、５１１…可撓性薄膜、５１２…反射膜、５１３…電極、５１４…圧電材料膜、５１５…駆動電極、５１６…駆動電極、５２３…保持部材、６００…可変形状シリンダミラー、６１１…枠部材、６１２…可撓性薄膜、６１３…反射膜、６１５…駆動配線、６１６…駆動配線、６３１…マグネット、６３２…マグネット。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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