(57)【要約】【課題】  可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態を生じ難くして、作動不良になり難くする。【解決手段】  可動板１２は、基板１１に対して上下に移動し得るとともに上側位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられる。可動板１２は、上側位置から下側位置へ向かう方向にローレンツ力を受け得る。第１のストッパ部材１３，１４は、第１の制御信号に応じて可動板１２の移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に可動板１２の移動を阻止し得る。第２のストッパ部材１３，１４は、第２の制御信号に応じて可動板１２の移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に可動板１２の移動を阻止し得る。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部に対して第１の位置と第２の位置との間を移動し得るとともに前記第１の位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられ、かつ、前記第１の位置から前記第２の位置へ向かう方向に駆動力を受け得る可動部と、
第１の制御信号に応じて前記可動部の前記第１及び第２の位置間の移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に前記可動部の移動を阻止し得る第１のストッパ部材と、
第２の制御信号に応じて前記移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に前記可動部の移動を阻止し得る第２のストッパ部材と、
を備えたことを特徴とするマイクロアクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持される位置と、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持される位置とが、略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】
前記可動部の前記復帰力がバネ力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】
前記第１の位置は、前記固定部に対して相対的に遠い位置であり、前記第２の位置は、前記固定部に対して相対的に近い位置であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項５】
前記第１及び第２の制御信号はそれぞれ、給電状態及び非給電状態の２つの状態を示し、
前記第１のストッパ部材は、前記第１の制御信号が非給電状態を示す場合に前記移動経路に対して進出するとともに、前記第１の制御信号が給電状態を示す場合に前記移動経路から退出し、
前記第２のストッパ部材は、前記第２の制御信号が非給電状態を示す場合に前記移動経路に対して進出するとともに、前記第２の制御信号が給電状態を示す場合に前記移動経路から退出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項６】
前記第１のストッパ部材は、前記移動経路に進出する位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられ、
前記第２のストッパ部材は、前記移動経路に進出する位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項７】
前記第１のストッパ部材の前記復帰力及び前記第２のストッパ部材の前記復帰力がバネ力であることを特徴とする請求項６記載のマイクロアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１乃至７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。
【請求項９】
前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、
前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているとき、及び、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となることを特徴とする請求項８記載の光スイッチ。
【請求項１０】
２次元状に配置された複数のマイクロアクチュエータを備え、
前記複数のマイクロアクチュエータの各々が請求項１乃至７のいずれかに記載のマイクロアクチュエータであり、
各行毎に、当該行のマイクロアクチュエータの前記第１のストッパ部材に対する前記第１の制御信号が同時に供給されるように配線され、
各列毎に、当該列のマイクロアクチュエータの前記第２のストッパ部材に対する前記第２の制御信号が同時に供給されるように配線されたことを特徴とするマイクロアクチュエータアレー。
【請求項１１】
請求項１０記載のマイクロアクチュエータアレーと、前記複数のマイクロアクチュエータの前記可動部にそれぞれ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アレー。
【請求項１２】
前記各マイクロアクチュエータについて、前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、当該可動部に設けられた前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、
前記各マイクロアクチュエータについて、前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているとき、及び、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているときに、当該可動部に設けられた前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となることを特徴とする請求項１１記載の光スイッチアレー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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例として、下記の特許文献１〜３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、被駆動体（光スイッチの場合は、ミラー）が搭載され被駆動体を固定部に対して移動させる可動部とを備えている。可動部は薄膜で構成されている。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（例えば、特許文献１の図８や、特許文献２の図２６、図３６〜図４０）や、可動部が両持ち構造を持つタイプのマイクロアクチュエータ（例えば、特許文献２の図２〜図４や、特許文献３の図１０、図１１）が知られている。これらのマイクロアクチュエータでは、可動部は、弾性部（例えば、片持ち梁構造を持つタイプのマイクロアクチュエータでは梁部を構成する板ばね部、両持ち構造を持つタイプのマイクロアクチュエータではフレクチュア部）を有している。
【０００４】
特許文献１〜３に開示された各光スイッチでは、それぞれミラーの支持構造は異なるものの、いずれの光スイッチにおいても、可動部におけるミラー支持基板となる部分にその面と垂直にミラーが搭載されている。そして、これらの光スイッチでは、ミラーがマイクロアクチュエータにより駆動されて上下方向に移動し、ミラーが入射光路に進出した時に光がそのミラーで反射される一方、ミラーが入射光路から退出した時に光が直進することにより、出射光路が切り替えられる。また、これらの光スイッチでは、可動部の弾性部の弾性力に抗してミラーを下側（固定部側）に保持する（すなわち、ミラーが入射光路から退出した状態で保持する）ために静電力を用い、この静電力を発生させるための固定電極及び可動電極が固定部及び可動部にそれぞれ設けられている。この静電力が与えられなくなると、可動部の弾性部の弾性力によって、ミラーは上方に移動して保持されて入射光路に進出する。
【特許文献１】特開２００１−１４２００８号公報
【特許文献２】国際公開第０３／０６０５９２号パンフレット
【特許文献３】特開２００１−４２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した特許文献１〜３に開示されているマイクロアクチュエータでは、固定電極の可動電極との間の静電力により可動部が固定部側に保持されたときに、可動部は固定部に接触してしまう。このため、例えばミラーを長時間に渡って非反射状態とし続けるべく、可動部を固定部側に長時間に渡って保持し続けると、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ易く、作動不良になり易かった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレーを提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いとともに、アレー化した場合にも制御信号を供給するための配線数を低減することができるマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレー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】
【０００８】
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、（i）固定部に対して第１の位置と第２の位置との間を移動し得るとともに前記第１の位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられ、かつ、前記第１の位置から前記第２の位置へ向かう方向に駆動力を受け得る可動部と、（ii）第１の制御信号に応じて前記可動部の前記第１及び第２の位置間の移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に前記可動部の移動を阻止し得る第１のストッパ部材と、（iii）第２の制御信号に応じて前記移動経路に対して進出及び退出し、その進出時に前記可動部の移動を阻止し得る第２のストッパ部材と、を備えたものである。
【０００９】
前記駆動力としては、例えばローレンツ力を挙げることができるが、これに限定されるものではない。例えば、可動部を、ローレンツ力で駆動する代わりに、バイマテリアルを利用してヒータで熱駆動したり、静電力で駆動したり、磁気力で駆動したり、圧電素子を用いて駆動したりするように、構成してもよい。
【００１０】
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、前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持される位置と、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持される位置とが、略同じであるものである。
【００１１】
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、前記可動部の前記復帰力がバネ力であるものである。もっとも、前記第１及び第２の態様では、前記可動部の前記復帰力は、バネ力に限定されるものではなく、例えば、磁気力でもよいし、可動部における駆動力発生部として圧電素子を採用した場合において、当該圧電素子に対する印加電圧をゼロにしたときに元の位置に復帰しようとする力でもよい。
【００１２】
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１乃至第３のいずれかの態様において、前記第１の位置は、前記固定部に対して相対的に遠い位置であり、前記第２の位置は、前記固定部に対して相対的に近い位置であるものである。もっとも、前記第１乃至第３の態様では、逆に、前記第１の位置を前記固定部に対して相対的に近い位置とし、前記第２の位置を前記固定部に対して相対的に遠い位置としてもよい。
【００１３】
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乃至第４のいずれかの態様において、前記第１及び第２の制御信号はそれぞれ、給電状態及び非給電状態の２つの状態を示し、前記第１のストッパ部材は、前記第１の制御信号が非給電状態を示す場合に前記移動経路に対して進出するとともに、前記第１の制御信号が給電状態を示す場合に前記移動経路から退出し、前記第２のストッパ部材は、前記第２の制御信号が非給電状態を示す場合に前記移動経路に対して進出するとともに、前記第２の制御信号が給電状態を示す場合に前記移動経路から退出するものである。
【００１４】
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１乃至第５のいずれかの態様において、前記第１のストッパ部材は、前記移動経路に進出する位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられ、前記第２のストッパ部材は、前記移動経路に進出する位置に復帰しようとする復帰力が生ずるように設けられたものである。
【００１５】
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６の態様において、前記第１のストッパ部材の前記復帰力及び前記第２のストッパ部材の前記復帰力がバネ力であるものである。もっとも、前記第６の態様では、前記第１のストッパ部材の前記復帰力及び前記第２のストッパ部材の前記復帰力は、バネ力に限定されるものではなく、例えば、第１及び第２のストッパ部材における駆動力発生部として圧電素子を採用した場合において、当該圧電素子に対する印加電圧をゼロにしたときに元の位置に復帰しようとする力でもよい。
【００１６】
本発明の第８の態様による光スイッチは、前記第１乃至第７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。
【００１７】
本発明の第９の態様による光スイッチは、前記第８の態様において、前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているとき、及び、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているときに、前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となるものである。
【００１８】
本発明の第１０の態様によるマイクロアクチュエータアレーは、２次元状に配置された複数のマイクロアクチュエータを備え、前記複数のマイクロアクチュエータの各々が前記第１乃至第７のいずれかの態様によるマイクロアクチュエータであり、各行毎に、当該行のマイクロアクチュエータの前記第１のストッパ部材に対する前記第１の制御信号が同時に供給されるように配線され、各列毎に、当該列のマイクロアクチュエータの前記第２のストッパ部材に対する前記第２の制御信号が同時に供給されるように配線されたものである。
【００１９】
本発明の第１１の態様による光スイッチアレーは、前記第１０の態様によるマイクロアクチュエータアレーと、前記複数のマイクロアクチュエータの前記可動部にそれぞれ設けられたミラーとを備えたものである。
【００２０】
本発明の第１２の態様による光スイッチアレーは、前記第１１の態様において、（i）前記各マイクロアクチュエータについて、前記可動部が前記第１の位置に位置しているときに、当該可動部に設けられた前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの一方の状態となり、（ii）前記各マイクロアクチュエータについて、前記第１のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第１のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているとき、及び、前記第２のストッパ部材が前記移動経路に進出することで前記第２のストッパ部材により前記可動部が移動を阻止されて保持されているときに、当該可動部に設けられた前記ミラーが反射状態及び非反射状態のうちの他方の状態となるものである。
【００２１】
なお、前記第１乃至第１２の態様において、前記可動部は薄膜で構成してもよいし、また、前記第１及び第２のストッパ部材は薄膜で構成してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレーを提供することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、可動部が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いとともに、アレー化した場合にも制御信号を供給するための配線数を低減することができるマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレー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】
【００２４】
以下、本発明によるマイクロアクチュエータ、マイクロアクチュエータアレー、光スイッチ、及び光スイッチアレーについて、図面を参照して説明する。
【００２５】
［第１の実施の形態］
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施の形態による光学装置としての光スイッチを複数有する光スイッチアレー１を備えた光学システム（本実施の形態では、光スイッチシステム）の一例を模式的に示す概略構成図である。説明の便宜上、図１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（後述する図についても同様である。）。図１において、Ｘ’軸及びＹ’軸は、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれＺ軸回りに４５゜回転した軸を示す。光スイッチアレー１の基板１１の面がＸＹ平面と平行となっている。また、Ｚ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｚ方向又は＋Ｚ側、その反対の向きを−Ｚ方向又は−Ｚ側と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様とする。なお、Ｚ軸方向の＋側を上側、Ｚ軸方向の−側を下側という場合がある。
【００２７】
この光スイッチシステムは、図１に示すように、光スイッチアレー１と、ｍ本の光入力用光ファイバ２と、ｍ本の光出力用光ファイバ３と、ｎ本の光出力用光ファイバ４と、光スイッチアレー１に対して後述するように磁界を発生する磁界発生部としての磁石５と、光路切替状態指令信号に応答して、当該光路切替状態指令信号が示す光路切替状態を実現するための制御信号を光スイッチアレー１に供給する制御部としての外部制御回路６と、を備えている。図１に示す例では、ｍ＝３、ｎ＝３となっているが、ｍ及びｎはそれぞれ任意の数でよい。
【００２８】
本実施の形態では、磁石５は、光スイッチアレー１の下側に配置された永久磁石であり、光スイッチアレー１に対して、Ｘ軸方向に沿ってその＋側へ向かう略均一な磁界を発生している。もっとも、磁界発生部として、磁石５に代えて、例えば、他の形状を有する永久磁石や、電磁石などを用いてもよい。
【００２９】
光スイッチアレー１は、図１に示すように、基板１１と、基板１１上に配置されたｍ×ｎ個のミラー３１とを備えている。ｍ本の光入力用光ファイバ２は、基板１１に対するＹ’軸方向の一方の側からＹ’軸方向に入射光を導くように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ本の光出力用光ファイバ３は、ｍ本の光入力用光ファイバ２とそれぞれ対向するように基板１１に対する他方の側に配置され、光スイッチアレー１のいずれのミラー３１によっても反射されずにＹ’軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｎ本の光出力用光ファイバ４は、光スイッチアレー１のいずれかのミラー３１により反射されて−Ｘ’軸方向に進行する光が入射するように、ＸＹ平面と平行な面内に配置されている。ｍ×ｎ個のミラー３１は、ｍ本の光入力用光ファイバ２の出射光路と光出力用光ファイバ４の入射光路との交差点に対してそれぞれ、後述するマイクロアクチュエータにより進出及び退出可能にＺ軸方向に移動し得るように、２次元マトリクス状に基板１１上に配置されている。なお、本例では、ミラー３１の向きは、その法線がＸＹ平面と平行な面内においてＹ軸’と４５゜をなすＹ軸と平行となるように設定されている。もっとも、その角度は適宜変更することも可能であり、ミラー３１の角度を変更する場合には、その角度に応じて光出力用光ファイバ４の向きを設定すればよい。なお、この光スイッチシステムの光路切替原理自体は、従来の２次元光スイッチの光路切替原理と同様である。
【００３０】
図２は、図１中の光スイッチアレー１を模式的に示す概略平面図である。光スイッチアレー１は、基板１１（図２では図示せず）と、該基板１１上に２次元状に配置されたｍ×ｎ個の光スイッチ１０とを備えている。各光スイッチ１０は、可動板１２と、第１のストッパ部材１３と、第２のストッパ部材１４と、可動板１２に搭載されたミラー３１とを有している。図１及び図２並びに後述する図では、説明を簡単にするため、９個の光スイッチ１０を３行３列に配置しているが、光スイッチ１０の数は何ら限定されるものではない。光スイッチアレー１のうちのミラー３１以外の部分がマイクロアクチュエータアレーを構成し、光スイッチ１０のうちのミラー３１以外の部分がマイクロアクチュエータを構成している。なお、本発明では、光スイッチ１０やマイクロアクチュエータは、アレー化することなく単体で用いてもよい。
【００３１】
次に、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチ１０の構造について、図３乃至図１３を参照して説明する。
【００３２】
図３は、図１中の光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチ１０を模式的に示す概略平面図である。図３において、後述する板ばね部１２ｃ，１３ｃ，１４ｃには、ハッチングを付している。図４は、図１中の光スイッチアレー１の１つの光スイッチ１０の光の切り替え状態を模式的に示す概略側面図である。図４において、各部の構造は大幅に簡略化して示し、また、Ｋはミラー３１の進出位置に対する光路の断面を示している。図５は、図３中のＡ−Ａ’線に沿った断面を−Ｙ側から＋Ｙ方向に見た概略断面図である。ただし、図５には、＋Ｙ方向に見たミラー３１も併せて示している。図６は、図３中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。ただし、図６は可動板１２の断面のみを示している。図７は、図３中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。ただし、図７は第１及び第２のストッパ部材１３，１４の断面のみを示している。
【００３３】
図８は、図３中の可動板１２の外形及び凹凸の状況を示す概略平面図である。図９は、図３中の可動板１２を上から見たときのＡｌ膜２２のパターン形状を示す図である。理解を容易にするため、図９において、Ａｌ膜２２の部分をハッチングで示している。
【００３４】
図１０は、図３中の第１及び第２のストッパ部材１３，１４の外形及び凹凸の状況を示す概略平面図である。図１１は、脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄの全体が現れるように図１０中の一部を切り欠いて示す一部切欠き概略平面図である。図１２は、図３中の第１及び第２のストッパ部材１３，１４を上から見たときのＡｌ膜４２，４６，５２，５６のパターン形状を示す図である。理解を容易にするため、図１２において、Ａｌ膜４２，４６，５２，５６の部分をハッチングで示している。図１３は、脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄの全体が現れるように図１２中の一部を切り欠いて示す一部切欠き図である。
【００３５】
光スイッチアレー１の単位素子としての１つの光スイッチ１０は、図２乃至図４に示すように、シリコン基板やガラス基板等の基板１１上に設けられた可動部としての１つの可動板１２と、第１の制御信号に応答して可動板１２の移動経路に対して進出及び退出してその進出時に可動板１２の移動を阻止し得る第１のストッパ部材１３と、第２の制御信号に応答して可動板１２の移動経路に対して進出及び退出してその進出時に可動板１２の移動を阻止し得る第２のストッパ部材１４と、可動板１２に搭載された被駆動体である光学素子としてのミラー３１とを有している。
【００３６】
可動板１２は、薄膜で構成され、図５、図６及び図９に示すように、可動板１２の平面形状の全体に渡る下側の窒化ケイ素膜（ＳｉＮ膜）２１及び上側のＳｉＮ膜２３と、これらの膜２１，２３の間において部分的に形成された中間のＡｌ膜２２とから構成されている。すなわち、可動板１２は、下から順にＳｉＮ膜２１，２３を積層した２層膜からなる部分と、下から順にＳｉＮ膜２１、Ａｌ膜２２及びＳｉＮ膜２３を積層した３層膜からなる部分とを、併有している。Ａｌ膜２２のパターン形状は図９に示す通りであるが、これについては後述する。可動板１２は、第１及び第２のストッパ部材１３，１４により移動が阻止されていないとともに後述するローレンツ力を受けていない場合において、ＳｉＮ膜２１，２３とＡｌ膜２２との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、並びに、成膜時に生じた内部応力により、図４中の実線で示すように基板１１に対して上向き（＋Ｚ方向）に比較的大きく湾曲するように、予め定められた膜厚及び成膜条件によって形成されている。
【００３７】
可動板１２は、図３及び図８に示すように、ミラー３１を搭載するための搭載部（すなわち、ミラー３１用の支持基体）としての長方形状のミラー搭載板１２ａと、ミラー搭載板１２ａの端部に接続された２本の帯状の支持板１２ｂとを含む。本実施の形態では、これらの２本の支持板１２ｂが、互いに機械的に並列接続された２本の梁部となっている。各支持板１２ｂの端部には、脚部１２ｄが設けられている。脚部１２ｄはいずれも基板１１に固定されており、可動板１２は、各支持板１２ｂにおける脚部１２ｄを固定端として、図４中の実線に示すように、ミラー搭載板１２ａ側が持ち上がるようになっている。このように、本実施の形態では、可動板１２は、脚部１２ｄを固定端とする片持ち梁構造を持つ可動部となっている。本実施の形態では、基板１１及びこれに積層された後述する絶縁膜１５，１６等が、固定部を構成している。
【００３８】
可動板１２には、図８に示すように、可動板１２のミラー３１を搭載している部分を含む領域を取り囲むように、凸部２４が設けられている。凸部２４は、図６に示すように、可動板１２を構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。このように凸部２４を設けることにより、段差が生じるため、可動板１２のうち、凸部２４で囲まれた領域及び凸部２４が設けられた領域（すなわち、可動板１２における板ばね部１２ｃ以外の領域）は、内部応力による湾曲が抑制され、平面性を維持することができる。このため、可動板１２は、図４中の実線で示すように内部応力による湾曲によりミラー３１を上側の位置に持ち上げた状態であっても、ミラー３１を搭載している部分は平面であるため、搭載されているミラー３１の形状を一定に保つことができる。なお、脚部１２ｄを補強するため、図８に示すように、脚部１２ｄの付近にも凸部２５が設けられている。
【００３９】
このように、可動板１２は、凸部２４で囲まれた領域及び凸部２４が設けられた領域は湾曲が抑制されるが、支持板１２ｂの脚部１２ｄに近い領域には、凸部２４が設けられていない。これにより、凸部２４が設けられていない支持板１２ｂの脚部１２ｄに近い領域が弾性部としての板ばね部１２ｃとなり、板ばね部１２ｃの湾曲によって、可動板１２は、脚部１２ｄを固定端として、図４中の実線で示すように、ミラー搭載板１２ａ側が持ち上がるようになっている。
【００４０】
ここで、可動板１２のＡｌ膜２２の形状について、図９を参照して説明する。本実施の形態では、駆動力としてローレンツ力を用いて可動板１２を駆動するために、図９に示すような形状に、Ａｌ膜２２をパターニングしている。
【００４１】
Ａｌ膜２２のうちのパターン２２ａは、２つの脚部１２ｄのうちの一方から、可動板１２の外周の縁に沿って延びて可動板１２の先端まで到達した後、可動板１２の反対側の縁に沿って他方の脚部１２ｄに達するパターンである。このパターン２２ａは、ローレンツ力により可動板１２を駆動する際に、ローレンツ力を生じさせるための電流を流す配線として用いられる。一方、Ａｌ膜２２のうちのパターン２２ｂは、ミラー搭載板１２ａにおいてパターン２２ａにより囲まれた領域に形成されたパターンであるが、配線等としては用いられない。
【００４２】
パターン２２ａは、図５に示すように、−Ｙ側の脚部１２ｄにおいて基板１１上の絶縁膜１６のスルーホール及びＳｉＮ膜２１のコンタクトホールを介してＡｌ膜からなる配線１７に接続されるとともに、＋Ｙ側の脚部１２ｄにおいて絶縁膜１５，１６間に形成された配線（図示せず）と接続され、脚部１２ｄを介して配線１７から可動板駆動信号としての電流が供給される。パターン２２ａのうち、可動板１２の先端の一辺１２ｅに沿ってＹ軸方向に延びた直線状の配線パターンが、磁界内に配置されて通電により駆動力としてのローレンツ力を生じる電流路（ローレンツ力用電流路）を構成している。パターン２２ａの他の部分は、直線状の配線パターンに電流を供給するためのローレンツ力用電流路の配線パターンとなっている。図１に示す磁石５によって、可動板１２のローレンツ力用電流路がＸ軸方向の磁界内に置かれている。したがって、パターン２２ａに電流（ローレンツ力用電流）を供給すると、可動板１２のローレンツ力用電流路に、その電流の向きに応じて、＋Ｚ方向（上向き）又は−Ｚ方向（下向き）のローレンツ力が生ずる。
【００４３】
なお、図５に示すように、基板１１上には、基板１１側から順にシリコン酸化膜等の絶縁膜１５，１６が積層され、配線１７及び後述する配線１８は、絶縁膜１５，１６間に形成されている。
【００４４】
以上の説明からわかるように、本実施の形態では、可動板１２は、板ばね部１２ｃの応力（バネ力、復帰力）により復帰しようとする図４中の実線で示す上側位置（第１の位置）と、基板１１側に当接する下側位置（第２の位置）との間を、移動し得るようになっている。この第２の位置については、図４には図示していない。実際の動作時においては、可動板１２に流すローレンツ力用電流の大きさの設定によって、可動板１２にローレンツ力用電流（下向きのローレンツ力を発生させる電流）を流したときに、可動板１２を基板１１側に当接した第２の位置に位置させたり、あるいは、可動板１２を基板１１側に接近させるが基板１１側に当接しない位置（図４中の点線で示す位置）に位置させたりすることができるが、いずれを採用してもよい。前者の場合は、ローレンツ力用電流を十分に大きく設定した場合に相当し、後者の場合は、ローレンツ力用電流を、当該位置で板ばね部１２ｃの上向きのバネ力と下向きのローレンツ力とが均衡する大きさに設定した場合に相当している。なお、本実施の形態では、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置に位置する場合、ミラー３１が光路Ｋに進出して反射状態となるようになっている。
【００４５】
本実施の形態では、ミラー３１は、前記特許文献３に開示されているミラーと同様に、Ａｕ、Ｎｉ又はその他の金属で構成され、可動板１２のミラー搭載板１２ａの上面に直立して、単に固定されている。ミラー３１をその支持基体となるミラー搭載板１２ａにより支持する支持構造は、これに限定されるものではなく、例えば、特許文献２に開示された支持構造を採用してもよい。
【００４６】
第１のストッパ部材１３は、図３、図１０及び図１１に示すように、−Ｘ側においてＹ軸方向に延びた帯状の連結板１３ａと、連結板１３ａの端部に接続された２本の帯状の支持板１３ｂとを含む。本実施の形態では、これらの２本の支持板１３ｂが、互いに機械的に並列接続された２本の梁部となっている。各支持板１３ｂの端部には、脚部１３ｄが設けられている。脚部１３ｄはいずれも基板１１に固定されており、第１のストッパ部材１３は、各支持板１３ｂにおける脚部１３ｄを固定端として、図４中の実線に示すように、連結板１３ａ側がわずかに持ち上がるようになっている。このように、本実施の形態では、第１のストッパ部材１３は、脚部１３ｄを固定端とする片持ち梁構造を持つ可動部となっている。
【００４７】
可動板１２の脚部１２ｄは、図３、図５及び図８に示すように、１段構造を有しているのに対し、第１のストッパ部材１３の脚部１３ｄは、図３、図５、図１０及び図１１に示すように、基板１１側の下段部１３１ｄ及び支持板１３ｂ側の上段部１３２ｄからなる２段構造を有している。例えば、逆に、可動板１２の脚部１２ｄを２段構造とし、第１のストッパ部材１３の脚部１３ｄを１段構造としてもよい。
【００４８】
第１のストッパ部材１３は、薄膜で構成されている。第１のストッパ部材１３の脚部１３ｄの下段部１３１ｄは、図５、図１２及び図１３に示すように、下段部１３１ｄの平面形状の全体に渡る下側のＳｉＮ膜４１、中間のＡｌ膜４２及び上側のＳｉＮ膜４３の３層膜で構成されている。脚部１３ｄの下段部１３１ｄには、図１０及び図１１に示すように、凸部４４が設けられている。凸部４４は、下段部１３１ｄを構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。この凸部４４によって、脚部１３ｄの下段部１３１ｄが補強されている。
【００４９】
第１のストッパ部材１３の他の要素、すなわち、脚部１３ｄの上段部１３２ｄ、連結板１３ａ及び支持板１３ｂは、図５、図７、図１２及び図１３に示すように、これらの平面形状の全体に渡る下側のＳｉＮ膜４５、中間のＡｌ膜４６及び上側のＳｉＮ膜４７の３層膜で構成されている。第１のストッパ部材１３は、ＳｉＮ膜４５，４７とＡｌ膜４６との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、並びに、成膜時に生じた内部応力により、図４中の実線で示すように基板１１に対して上向き（＋Ｚ方向）にわずかに湾曲するように、予め定められた膜厚及び成膜条件によって形成されている。
【００５０】
第１のストッパ部材１３の連結板１３ａと支持板１３ｂの連結板１３ａ側の部分には、図１０及び図１１に示すように、凸部４８が設けられている。凸部４８は、図７に示すように、第１のストッパ部材１３の要素１３２ｄ，１３ａ，１３ｂを構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。このように凸部４８を設けることにより、段差が生じるため、第１のストッパ部材１３の要素１３２ｄ，１３ａ，１３ｂのうち、凸部４８が設けられた領域（すなわち、第１のストッパ部材１３の連結板１３ａと支持板１３ｂの連結板１３ａ側の部分）は、内部応力による湾曲が抑制され、平面性を維持することができる。なお、脚部１３ｄの上段部１３２ｄを補強するため、図１０に示すように、脚部１３ｄの上段部１３２ｄ付近にも凸部４９が設けられている。
【００５１】
このように、第１のストッパ部材１３の要素１３２ｄ，１３ａ，１３ｂは、凸部４８が設けられた領域は湾曲が抑制されるが、支持板１３ｂの脚部１３ｄの上段部１３２ｄに近い領域には、凸部４８が設けられていない。これにより、凸部４８が設けられていない支持板１３ｂの、脚部１３ｄの上段部１３２ｄに近い領域が弾性部としての板ばね部１３ｃとなり、板ばね部１３ｃの湾曲によって、第１のストッパ部材１３は、脚部１３ｄを固定端として、図４中の実線で示すように、連結板１３ａ側がわずかに持ち上がるようになっている。
【００５２】
本実施の形態では、第１のストッパ部材１３は、駆動力としてローレンツ力を用いて駆動し得るようになっている。Ａｌ膜４２，４６は、ローレンツ力により第１のストッパ部材１３を駆動する際に、ローレンツ力を生じさせるための電流を流す配線として用いられる。図５に示すように、Ａｌ膜４６は、−Ｙ側の脚部１３ｄにおいて、−Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＳｉＮ膜４３のスルーホール及び上段部１３２ｄのＳｉＮ膜４５のコンタクトホールを介して−Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＡｌ膜４２に接続され、更に、−Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＡｌ膜４２が、基板１１上の絶縁膜１６のスルーホール及び当該下段部１３１ｄのＳｉＮ膜２１のコンタクトホールを介してＡｌ膜からなる配線１８に接続されている。また、Ａｌ膜４６は、＋Ｙ側の脚部１３ｄにおいて、＋Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＳｉＮ膜４３のスルーホール及び上段部１３２ｄのＳｉＮ膜４５のコンタクトホールを介して＋Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＡｌ膜４２に接続され、更に、＋Ｙ側の脚部１３ｄの下段部１３１ｄのＡｌ膜４２が、＋Ｙ側の脚部１３ｄにおいて絶縁膜１５，１６間に形成された配線（図示せず）と接続されている。これにより、Ａｌ膜４６には、脚部１３ｄのＡｌ膜４２を介して配線１８から第１のストッパ部材駆動信号（第１の制御信号）としてのローレンツ力用電流が供給される。
【００５３】
Ａｌ膜４６のうち、連結板１３ａを構成する部分（すなわち、−Ｘ側においてＹ軸方向に延びた部分）が、磁界内に配置されて通電により駆動力としてのローレンツ力を生じる電流路（ローレンツ力用電流路）を構成している。Ａｌ膜４６の他の部分及びＡｌ膜４２は、ローレンツ力用電流路に電流を供給するための配線となっている。図１に示す磁石５によって、第１のストッパ部材１３のローレンツ力用電流路がＸ軸方向の磁界内に置かれている。したがって、Ａｌ膜４６に電流（ローレンツ力用電流）を供給すると、第１のストッパ部材１３のローレンツ力用電流路に、その電流の向きに応じて、＋Ｚ方向（上向き）又は−Ｚ方向（下向き）のローレンツ力が生ずる。
【００５４】
第１のストッパ部材１３の可動板１２に対する位置関係は、図３及び図４に示すように、可動板１２の移動経路に対して進出及び退出し得るように設定されている。本実施の形態では、図４に示すように、第１のストッパ部材１３は、板ばね部１３ｃの応力（バネ力、復帰力）により復帰しようとする図４中の実線で示す下側位置では、可動板１２の移動経路に対して進出し、上向きの所定の大きさのローレンツ力を加えた場合に、当該ローレンツ力と板ばね部１３ｃの下向きのバネ力とが均衡する図４中の点線で示す上側位置では、可動板１２の移動経路から退出するようになっている。
【００５５】
また、第１のストッパ部材１３の板ばね部１３ｃのバネ力や支持板１３ｂの長さは、可動板１２の板ばね部１２ｃのバネ力や支持板１２ｂの長さとの関係で、第１のストッパ部材１３が可動板１２の移動経路に進出するとともに可動板１２が第１のストッパ部材１３の下側に位置しかつ第１のストッパ部材１３にも可動板１２にもローレンツ力が生じていない場合には、第２のストッパ部材１４が図４中の点線で示す上側位置に位置していても、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置に復帰しようとして移動するのを第１のストッパ部材１３が阻止して、ミラー３１が光路Ｋから退出した状態（非反射状態）に保持されるように、設定されている。この保持状態では、第１のストッパ部材１３が図４中の実線で示す下側位置より若干上側の位置に位置し、可動板１２は、その位置の第１のストッパ部材１３に対して下側から当接した位置に位置することになり、基板１１側に接触しない。
【００５６】
第２のストッパ部材１４は、基本的に、第１のストッパ部材１３と同じ構造を有している。すなわち、第２のストッパ部材１４は、図３、図１０及び図１１に示すように、連結板１４ａと２本の帯状の支持板１４ｂとを含み、各支持板１４ｂの端部には脚部１４ｄが設けられている。脚部１４ｄはいずれも基板１１に固定されており、第２のストッパ部材１４は、各支持板１４ｂにおける脚部１４ｄを固定端として、図４中の実線に示すように、第１のストッパ部材１３と同じく、連結板１４ａ側がわずかに持ち上がるようになっている。
【００５７】
第２のストッパ部材１４の脚部１４ｄは、第１のストッパ部材１３の脚部１３ｄと同じく、基板１１側の下段部１４１ｄ及び支持板１４ｂ側の上段部１４２ｄからなる２段構造を有している。
【００５８】
第２のストッパ部材１４も、薄膜で構成されている。第２のストッパ部材１４の脚部１４ｄの下段部１４１ｄは、下段部１４１ｄの平面形状の全体に渡る下側のＳｉＮ膜５１（図示せず）、中間のＡｌ膜５２（図１２及び図１３を参照）及び上側のＳｉＮ膜５３（図示せず）の３層膜で構成されている。脚部１４ｄの下段部１４１ｄには、図１０及び図１１に示すように、凸部５４が設けられている。凸部５４は、下段部１４１ｄを構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。この凸部５４によって、脚部１４ｄの下段部１４１ｄが補強されている。
【００５９】
第２のストッパ部材１４の他の要素、すなわち、脚部１４ｄの上段部１４２ｄ、連結板１４ａ及び支持板１４ｂは、図７、図１２及び図１３に示すように、これらの平面形状の全体に渡る下側のＳｉＮ膜５５、中間のＡｌ膜５６及び上側のＳｉＮ膜５７の３層膜で構成されている。第２のストッパ部材１４は、ＳｉＮ膜５５，５７とＡｌ膜４６との熱膨張係数の差によって生じる内部応力、並びに、成膜時に生じた内部応力により、第１のストッパ部材１３と同じく、図４中の実線で示すように基板１１に対して上向き（＋Ｚ方向）にわずかに湾曲するように、予め定められた膜厚及び成膜条件によって形成されている。
【００６０】
第２のストッパ部材１４の連結板１４ａと支持板１４ｂの連結板１４ａ側の部分には、図１０及び図１１に示すように、凸部５８が設けられている。凸部５８は、図７に示すように、第２のストッパ部材１４の要素１４２ｄ，１４ａ，１４ｂを構成する複層膜を凸型にすることにより形成されている。このように凸部５８を設けることにより、段差が生じるため、第２のストッパ部材１４の要素１４２ｄ，１４ａ，１４ｂのうち、凸部５８が設けられた領域（すなわち、第２のストッパ部材１４の連結板１４ａと支持板１４ｂの連結板１４ａ側の部分）は、内部応力による湾曲が抑制され、平面性を維持することができる。なお、脚部１４ｄの上段部１４２ｄを補強するため、図１０に示すように、脚部１４ｄの上段部１４２ｄ付近にも凸部５９が設けられている。
【００６１】
このように、第２のストッパ部材１４の要素１４２ｄ，１４ａ，１４ｂは、凸部５８が設けられた領域は湾曲が抑制されるが、支持板１４ｂの脚部１４ｄの上段部１４２ｄに近い領域には、凸部５８が設けられていない。これにより、凸部５８が設けられていない支持板１４ｂの脚部１４ｄの上段部１４２ｄに近い領域が弾性部としての板ばね部１４ｃとなり、板ばね部１４ｃの湾曲によって、第２のストッパ部材１４は、脚部１４ｄを固定端として、図４中の実線で示すように、連結板１４ａ側がわずかに持ち上がるようになっている。
【００６２】
本実施の形態では、第２のストッパ部材１４も、第１のストッパ部材１３と同じく、駆動力としてローレンツ力を用いて駆動し得るようになっている。Ａｌ膜５２，５６は、ローレンツ力により第２のストッパ部材１４を駆動する際に、ローレンツ力を生じさせるための電流を流す配線として用いられる。第２のストッパ部材１４においても、第１のストッパ部材１３と同じく、Ａｌ膜５６には、脚部１４ｄのＡｌ膜５２を介して絶縁膜１５，１６間に形成された配線（図示せず）から第２のストッパ部材駆動信号（第２の制御信号）としてのローレンツ力用電流が供給されるようになっている。なお、第１の制御信号及び第２の制御信号は、互いに独立して供給し得るように配線されている。
【００６３】
Ａｌ膜５６のうち、連結板１４ａを構成する部分（すなわち、−Ｘ側においてＹ軸方向に延びた部分）が、磁界内に配置されて通電により駆動力としてのローレンツ力を生じる電流路（ローレンツ力用電流路）を構成している。Ａｌ膜５６の他の部分及びＡｌ膜５２は、ローレンツ力用電流路に電流を供給するための配線となっている。図１に示す磁石５によって、第２のストッパ部材１４のローレンツ力用電流路がＸ軸方向の磁界内に置かれている。したがって、Ａｌ膜５６に電流（ローレンツ力用電流）を供給すると、第２のストッパ部材１４のローレンツ力用電流路に、その電流の向きに応じて、＋Ｚ方向（上向き）又は−Ｚ方向（下向き）のローレンツ力が生ずる。
【００６４】
第２のストッパ部材１４の可動板１２に対する位置関係は、第１のストッパ部材１３の可動板１２に対する位置関係と同様に、図３及び図４に示すように、可動板１２の移動経路に対して進出及び退出し得るように設定されている。すなわち、図４に示すように、第２のストッパ部材１４は、板ばね部１４ｃの応力（バネ力、復帰力）により復帰しようとする図４中の実線で示す下側位置では、可動板１２の移動経路に対して進出し、上向きの所定の大きさのローレンツ力を加えた場合に、当該ローレンツ力と板ばね部１４ｃの下向きのバネ力とが均衡する図４中の点線で示す上側位置では、可動板１２の移動経路から退出するようになっている。
【００６５】
また、第２のストッパ部材１４の板ばね部１４ｃのバネ力や支持板１４ｂの長さは、第１のストッパ部材１３の板ばね部１３ｃのバネ力や支持板１３ｂの長さと同様に、可動板１２の板ばね部１２ｃのバネ力や支持板１２ｂの長さとの関係で、第２のストッパ部材１４が可動板１２の移動経路に進出するとともに可動板１２が第２のストッパ部材１４の下側に位置しかつ第２のストッパ部材１４にも可動板１２にもローレンツ力が生じていない場合には、第１のストッパ部材１３が図４中の点線で示す上側位置に位置していても、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置に復帰しようとして移動するのを第２のストッパ部材１４が阻止して、ミラー３１が光路Ｋから退出した状態（非反射状態）に保持されるように、設定されている。この保持状態では、第２のストッパ部材１４が図４中の実線で示す下側位置より若干上側の位置に位置し、可動板１２は、その位置の第２のストッパ部材１４に対して下側から当接した位置に位置することになり、基板１１側に接触しない。本実施の形態では、このように第２のストッパ部材１４により可動板１２が移動を阻止されて下側に保持される位置は、第１のストッパ部材１３により可動板１２が移動が阻止されて下側に保持される位置と略同じになっている。もっとも、可動板１２が第１及び第２のストッパ部材１３，１４のいずれによって下側に保持されても、ミラー３１が光路Ｋから退出するのであれば、第１のストッパ部材１３により可動板１２が下側に保持される位置と、第２のストッパ部材１４により可動板１２が下側に保持される位置とが、比較的大きく異なっていてもよい。
【００６６】
第２のストッパ部材１４は、このように基本的に第１のストッパ部材１３と同じ構造を有しているが、第１のストッパ部材１３と干渉しないように、図３、図７、図１０乃至図１３に示すように、Ｚ軸方向から見た平面視で、第１のストッパ部材１３の内側に配置されている。
【００６７】
次に、前述した光スイッチアレー１の製造方法の一例について、図１４乃至図１６を参照して説明する。図１４乃至図１６は、この製造工程における各工程の状態を模式的に示す概略断面図であり、図３中のＡ−Ａ’線に沿った断面を示している。
【００６８】
まず、シリコン基板等の基板１１の上面にシリコン酸化膜等の絶縁膜１５を成膜し、その上にＡｌ膜をデポした後に、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１７，１８及びその他の配線パターンの形状にパターニングする。次いで、この状態の基板上にＳｉＮ膜等の絶縁膜１６を成膜し、フォトリソエッチング法により、その絶縁膜１６における脚部１２ｄのコンタクト部、脚部１３ｄの下段部１３１ｄのコンタクト部及び脚部１４ｄの下段部１４１ｄのコンタクト部に対応する箇所に、スルーホール１６ａを形成する（図１４（ａ））。なお、脚部１４ｄの下段部１４１ｄのコンタクト部に対応するスルーホールは、図１４には図示されていない。
【００６９】
次に、この状態の基板上に、犠牲層となるレジスト１０１を形成する。このレジスト１０１には、脚部１２ｄのコンタクト部及び脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄのコンタクト部に対応する箇所に、開口１０１ａを形成しておく。その後、レジスト１０１上の、前述した凸部２４，２５，４４，５４に対応する箇所に、犠牲層となるレジスト１０２を島状に形成する（図１４（ｂ））。
【００７０】
引き続いて、この状態の基板上にＳｉＮ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＳｉＮ膜を、可動板１２のＳｉＮ膜２１、脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄのＳｉＮ膜４１，５１の形状にパターニングする。このとき、ＳｉＮ膜２１，４１，５１には、脚部１２ｄのコンタクト部及び脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄのコンタクト部に対応する箇所に、コンタクトホールを形成しておく。次いで、Ａｌ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＡｌ膜を、可動板１２のＡｌ膜２２、脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄのＡｌ膜４２，５２の形状にパターニングする。その後、ＳｉＮ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＳｉＮ膜を、可動板１２のＳｉＮ膜２３、脚部１３ｄ，１４ｄの下段部１３１ｄ，１４１ｄのＳｉＮ膜４３，５３の形状にパターニングする。このとき、ＳｉＮ膜４３，５３には、脚部１３ｄ，１４ｄの上段部１３２ｄ，１４２ｄのコンタクト部に対応する箇所に、スルーホール４３ａ，５３ａ（５３ａは図示せず）を形成しておく（図１５（ａ））。
【００７１】
次に、この状態の基板上に、犠牲層となるレジスト１０３を形成する。このレジスト１０３には、脚部１３ｄ，１４ｄの上段部１３２ｄ，１４２ｄのコンタクト部に対応する箇所に、開口を形成しておく。その後、レジスト１０３上の、前述した凸部４８，４９，５８，５９に対応する箇所に、犠牲層となるレジスト１０４を島状に形成する。
【００７２】
次いで、この状態の基板上にＳｉＮ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＳｉＮ膜を、第１及び第２のストッパ部材１３，１４のＳｉＮ膜４５，５５の形状にパターニングする。このとき、ＳｉＮ膜４５，５５には、脚部１３ｄ，１４ｄの上段部１３２ｄ，１４２ｄのコンタクト部に対応する箇所に、コンタクトホールを形成しておく。引き続いて、Ａｌ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＡｌ膜を、第１及び第２のストッパ部材１３，１４のＡｌ膜４６，５６の形状にパターニングする。その後、ＳｉＮ膜を成膜した後に、フォトリソエッチング法により、そのＳｉＮ膜を、第１及び第２のストッパ部材１３，１４のＳｉＮ膜４７，５７の形状にパターニングする（図１５（ｂ））。
【００７３】
その後、図１５（ｂ）に示す状態の基板の全面に犠牲層となるレジスト１０５を厚塗りし、レジスト１０５を露光、現像してミラー３１が成長される領域をレジスト１０５に形成した後、電解メッキによりミラー３１となるべきＡｕ、Ｎｉ又はその他の金属を成長させる（図１６）。最後に、レジスト１０１〜１０５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光スイッチアレー１が完成する。
【００７４】
次に、１つの光スイッチ１０に着目して、その動作例について図４を参照して説明する。
【００７５】
まず、可動板１２及び第１及び第２のストッパ部材１３，１４のいずれにもローレンツ力用電流を流さずに、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置（復帰位置）に位置しているとともに、第１及び第２のストッパ部材１３，１４が両方とも図４中の実線で示す下側位置（復帰位置，可動板１２の移動経路に対して進出した位置）に位置しているものとする。この状態では、ミラー３１が光路Ｋに進出して、当該光路Ｋに入射した光を反射させる。
【００７６】
この状態から、光路Ｋに入射した光をミラー３１で反射させずにそのまま通過させる状態に切り替える場合には、まず、第１及び第２のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流すことで、板ばね部１３ｃ，１４ｃの下向きのバネ力にそれぞれ抗してストッパ部材１３，１４にそれぞれ上向きのローレンツ力を印加して、ストッパ部材１３，１４を上方へ移動させる。このとき、可動板１２は、図４中の実線で示す上側位置に位置しているので、ストッパ部材１３，１４は、可動板１２に接触することなく上向きに移動する。やがて、ストッパ部材１３，１４は、図４中の点線で示す上側位置（可動板１２の移動経路から退避した位置）で、上向きのローレンツ力と板ばね部１３ｃ，１４ｃの下向きのバネ力とが均衡し、その位置で停止する。
【００７７】
次いで、可動板１２にローレンツ力用電流を流すことで、板ばね部１２ｃの上向きのバネ力に抗して下向きのローレンツ力を印加して、可動板１２を下方へ移動させる。このローレンツ力用電流を所定の大きさに設定した場合は、可動板１２は、やがて、図４中の点線で示す下側位置で、基板１１側に接近するが基板１１側に当接しない状態で停止する。一方、このローレンツ力用電流を十分に大きく設定した場合は、可動板１２は、やがて、基板１１側に当接して停止する。このように、可動板１２にローレンツ力用電流を流すことで、可動板１２が位置する下側位置を、基板１１側に当接しているか否かに拘わらずに、「下側退避位置」と呼ぶ。
【００７８】
その後、両方のストッパ部材１３，１４のローレンツ力用電流を切る。これにより、ストッパ部材１３，１４にローレンツ力が印加されなくなり、ストッパ部材１３，１４は、それぞれ板ばね部１３ｃ，１４ｃのバネ力により図４中の実線で示す位置（可動板１２の移動経路に対して進出した位置）に復帰する。
【００７９】
最後に、可動板１２のローレンツ力用電流を切る。これにより、可動板１２にローレンツ力が印加されなくなり、可動板１２は、板ばね部１２ｃのバネ力により、図４中の実線で示す上側位置に復帰しようとする。しかし、ストッパ部材１３，１４が可動板１２の移動経路に進出しているので、可動板１２は、ストッパ部材１３，１４によって移動が阻止されて、図４中の実線で示す上側位置に戻れずに、下側の位置に保持される。この状態では、ストッパ部材１３，１４が図４中の実線で示す下側位置より若干上側の位置に位置し、可動板１２は、その位置のストッパ部材１３，１４に対して下側から当接した位置に位置することになり、基板１１側に接触しない。以下の説明では、このように可動板１２がストッパ部材によって移動が阻止されて保持される下側位置を、「下側保持位置」と呼ぶ。可動板１２が下側保持位置に保持されている状態では、ミラー３１が光路Ｋから退出し、光路Ｋに入射した光は、ミラー３１で反射されずにそのまま通過する。
【００８０】
この状態から、ミラー３１が光路Ｋに進出して当該光路Ｋに入射した光を反射させる状態に戻すには、両方のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流して、ストッパ部材１３，１４を上方に移動させて、図４中の点線で示す位置に位置させればよい。両方のストッパ部材１３，１４が可動板１２の移動経路から退避するので、可動板１２は、その板ばね部１２ｃの上向きのバネ力によって、図４中の実線で示す上側位置に復帰する。ストッパ部材１３，１４が図４中の点線で示す位置に位置した後に、両方のストッパ部材１３，１４のローレンツ力用電流を切る。これにより、ストッパ部材１３，１４にローレンツ力が印加されなくなり、ストッパ部材１３，１４は、それぞれ板ばね部１３ｃ，１４ｃのバネ力により図４中の実線で示す下側位置に復帰する。なお、両方のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流してストッパ部材１３，１４を上方に移動させる前に、予め、可動板１２にローレンツ力用電流を流して可動板１２をわずかに下方へ移動させてもよい。このようにすれば、ストッパ部材１３，１４が機械的ダメージを受けるおそれをより低減させることができる。
【００８１】
以上説明したような光スイッチ１０の動作は、図１中の外部制御回路６の後述するような動作によって実現される。なお、外部制御回路６は、光スイッチアレー１に搭載してもよい。
【００８２】
本実施の形態による光スイッチ１０では、前述したように動作させることができるので、可動板１２を図４中の実線で示す上側位置に保持している期間においても、可動板１２をストッパ部材１３，１４による下側保持位置に保持している期間においても、可動板１２が基板１１側に当接することがない。したがって、可動板１２が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難い。
【００８３】
なお、前述したように、可動板１２を下側退避位置に位置させる際に、可動板１２に十分な大きさのローレンツ力用電流を流せば、可動板１２は基板１１側に当接する。しかし、可動板１２を下側退避位置に位置させる時間は、長時間に渡るものではなく、可動板１２の位置変更時のごく短時間ですむ。したがって、たとえ可動板１２の下側退避位置を基板１１側に当接する位置にしても、可動板１２が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難い。
【００８４】
また、本実施の形態では、先の説明からわかるように、第１のストッパ部材１３に供給されるローレンツ力用電流のオン・オフが、第１のストッパ部材１３の動作状態を制御する第１の制御信号となっている。同様に、第２のストッパ部材１４に供給されるローレンツ力用電流のオン・オフが、第２のストッパ部材１４の動作状態を制御する第２の制御信号となっている。よって、第１及び第２の制御信号は、給電状態（ローレンツ力用電流がオン）及び非給電状態（ローレンツ力用電流がオフ）の２つの状態を示す。そして、本実施の形態では、第１のストッパ部材１３は、第１の制御信号が非給電状態を示す場合に可動板１２の移動経路に対して進出するとともに、第１の制御信号が給電状態を示す場合に可動板１２の移動経路から退出するようになっている。また、第２のストッパ部材１４は、第２の制御信号が非給電状態を示す場合に可動板１２の移動経路に対して進出するとともに、第２の制御信号が給電状態を示す場合に可動板１２の移動経路から退出するようになっている。
【００８５】
したがって、先の動作説明からわかるように、可動板１２を図４中の実線で示す上側位置に保持している期間においても、可動板１２をストッパ部材１３，１４による下側保持位置に保持している期間においても、可動板１２及びストッパ部材１３，１４のいずれにもローレンツ力用電流を流さずにすみ、それらの期間において全く電力を消費しない。可動板１２及びストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流すのは、可動板１２の位置変更時のごく短時間ですむ。よって、本実施の形態によれば、消費電力を低減することができる。
【００８６】
図１７は、本実施の形態による光スイッチアレー１を示す電気回路図である。図３乃至図１３に示す単一の光スイッチ１０は、電気回路的には、３個のコイル（可動板１２のローレンツ力用電流路、第１のストッパ部材１３のローレンツ力用電流路、第２のストッパ部材１４のローレンツ力用電流路）と見なせる。図１７では、ｍ行ｎ列目の光スイッチ１０の３個のコイルをそれぞれＬａｍｎ，Ｌｂｍｎ，Ｌｃｍｎと表記している。Ｌａｍｎは可動板１２のローレンツ力用電流路に相当し、Ｌｂｍｎは第１のストッパ部材１３のローレンツ力用電流路に相当し、Ｌｃｍｎは第２のストッパ部材１４のローレンツ力用電流路に相当している。例えば、図１７中の左上の（１行１列目の）光スイッチ１０の３個のコイルをそれぞれＬａ１１，Ｌｂ１１，Ｌｃ１１と表記している。図１７では、説明を簡単にするため、既に説明したように、９個の光スイッチ１０を３行３列に配置している。もっとも、光スイッチ１０の数は何ら限定されるものではなく、例えば１００行１００列の光スイッチを有する場合も、原理は同一である。
【００８７】
本実施の形態による光スイッチアレー１には、図１７に示すように、端子Ｍ１〜Ｍ３，Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３，Ｇが設けられている。これらの端子は、図１中の外部制御回路６に接続するための外部接続用の端子である。本実施の形態では、前述した配線１７，１８等によって、図１７に示す電気的な接続が実現されている。端子Ｍ１〜Ｍ３，Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３，Ｇは、例えば、これらの配線の一部を電極パッドとすることにより構成することができる。
【００８８】
本実施の形態では、各行毎に、当該行の光スイッチ１０の可動板１２に対する制御信号が同時に供給されるように配線されている。具体的には、１行目のコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３が直列に接続され、その一端が端子Ｍ１に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。２行目のコイルＬａ２１，Ｌａ２２，Ｌａ２３が直列に接続され、その一端が端子Ｍ２に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。３行目のコイルＬａ３１，Ｌａ３２，Ｌａ３３が直列に接続され、その一端が端子Ｍ３に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。
【００８９】
１行目のコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３は、端子Ｍ１，Ｇ間に電流を流したときにこれらのコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３に発生するローレンツ力の向きが同一になるように、電流の向きをそろえて接続されている。この点は、２行目のコイルＬａ２１，Ｌａ２２，Ｌａ２３及び３行目のコイルＬａ３１，Ｌａ３２，Ｌａ３３についても、同様である。本実施の形態では、電流を端子Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３から端子Ｇに向かう方向に流したときに（この方向の電流を正の電流とする。）、可動板１２のローレンツ力用電流経路にローレンツ力が下向きに働くように設定されている。
【００９０】
なお、このように各行毎にコイルＬａｍｎを直列に接続する代わりに、各行毎にコイルＬａｍｎを並列に接続してもよい。例えば、端子Ｍ１，Ｇ間に１行目のコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３を直列に接続する代わりに、１行目のコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３の一端を端子Ｍ１に共通に接続するとともに、１行目のコイルＬａ１１，Ｌａ１２，Ｌａ１３の他端を端子Ｇに共通に接続してもよい。この場合にも、当該行の光スイッチ１０の可動板１２に対する制御信号が同時に供給されることになる。
【００９１】
また、本実施の形態では、各行毎に、当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３に対する制御信号が同時に供給されるように配線されている。具体的には、１行目のコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３が直列に接続され、その一端が端子Ｈ１に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。２行目のコイルＬｂ２１，Ｌｂ２２，Ｌｂ２３が直列に接続され、その一端が端子Ｈ２に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。３行目のコイルＬｂ３１，Ｌｂ３２，Ｌｂ３３が直列に接続され、その一端が端子Ｈ３に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。
【００９２】
１行目のコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３は、端子Ｈ１，Ｇ間に電流を流したときにこれらのコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３に発生するローレンツ力の向きが同一になるように、電流の向きをそろえて接続されている。この点は、２行目のコイルＬｂ２１，Ｌｂ２２，Ｌｂ２３及び３行目のコイルＬｂ３１，Ｌｂ３２，Ｌｂ３３についても、同様である。本実施の形態では、電流を端子Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から端子Ｇに向かう方向に流したときに（この方向の電流を正の電流とする。）、第１のストッパ部材１３のローレンツ力用電流経路にローレンツ力が上向きに働くように設定されている。
【００９３】
なお、このように各行毎にコイルＬｂｍｎを直列に接続する代わりに、各行毎にコイルＬｂｍｎを並列に接続してもよい。例えば、端子Ｈ１，Ｇ間に１行目のコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３を直列に接続する代わりに、１行目のコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３の一端を端子Ｈ１に共通に接続するとともに、１行目のコイルＬｂ１１，Ｌｂ１２，Ｌｂ１３の他端を端子Ｇに共通に接続してもよい。この場合にも、当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３に対する制御信号が同時に供給されることになる。
【００９４】
また、本実施の形態では、各列毎に、当該行の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４に対する制御信号が同時に供給されるように配線されている。具体的には、１列目のコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１が直列に接続され、その一端が端子Ｖ１に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。２列目のコイルＬｃ１２，Ｌｃ２２，Ｌｃ３２が直列に接続され、その一端が端子Ｖ２に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。３列目のコイルＬｃ１３，Ｌｃ２３，Ｌｃ３３が直列に接続され、その一端が端子Ｖ３に他端が端子Ｇにそれぞれ接続されている。
【００９５】
１列目のコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１は、端子Ｖ１，Ｇ間に電流を流したときにこれらのコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１に発生するローレンツ力の向きが同一になるように、電流の向きをそろえて接続されている。この点は、２列目のコイルＬｃ１２，Ｌｃ２２，Ｌｃ３２及び３列目のコイルＬｃ１３，Ｌｃ２３，Ｌｃ３３についても、同様である。本実施の形態では、電流を端子Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３から端子Ｇに向かう方向に流したときに（この方向の電流を正の電流とする。）、第２のストッパ部材１４のローレンツ力用電流経路にローレンツ力が上向きに働くように設定されている。
【００９６】
なお、このように各列毎にコイルＬｃｍｎを直列に接続する代わりに、各列毎にコイルＬｃｍｎを並列に接続してもよい。例えば、端子Ｖ１，Ｇ間に１列目のコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１を直列に接続する代わりに、１列目のコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１の一端を端子Ｈ１に共通に接続するとともに、１列目のコイルＬｃ１１，Ｌｃ２１，Ｌｃ３１の他端を端子Ｇに共通に接続してもよい。この場合にも、当該列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４に対する制御信号が同時に供給されることになる。
【００９７】
なお、コイルＬｂｍｎとコイルＬｃｍｎの行と列の接続関係を本実施の形態の場合とは入れ換えて、各列毎にコイルＬｂｍｎを直列に（又は並列に）接続し、各行毎にコイルＬｃｍｎを直列に（又は並列に）接続してもよい。この場合も本実施の形態の場合も、コイルＬｂｍｎとコイルＬｃｍｎとで、行方向及び列方向のいずれの方向に接続するかを逆にする。すなわち、コイルＬｂｍｎ及びコイルＬｃｍｎのいずれか一方を行毎に接続する場合、他方を列毎に接続する。
【００９８】
次に、図１中の外部制御回路６の動作例及びこれに従った光スイッチアレー１の動作例について、図１８乃至図２３を参照して説明する。
【００９９】
図１８及び図１９は、図１中の外部制御回路６の動作の一例を示す概略フローチャートである。図２０乃至図２３は、本実施の形態による光スイッチアレー１の制御信号と可動板１２並びに第１及び第２のストッパ部材１３，１４の作動状態との関係を示す概略図である。なお、図２０乃至図２３において、可動板１２並びに第１及び第２のストッパ部材１３，１４の作動状態は、図４に準じて示している。ただし、実際には図４に示すように第１及び第２のストッパ部材１３，１４は同じ高さに配置されているが、図２０乃至図２３においては、理解を容易にするために、両者の高さを変えて示している。また、図２０乃至図２３には、図１７中の端子Ｍ１〜Ｍ３，Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３，Ｇや配線の様子も示している。
【０１００】
以下の説明では、端子Ｍ１と端子Ｇとの間に正のローレンツ力用電流を流すことを、端子Ｍ１の制御信号をオンにするといい、端子Ｍ１と端子Ｇとの間にローレンツ力用電流を流さないことを端子Ｍ１の制御信号をオフにするという。他の端子Ｍ２，Ｍ３，Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３についても同様である。このように、この動作例では、各制御信号は、オンかオフの２値の信号である。もっとも、本発明では、制御信号は、これに限定されるものではなく、例えば、２値以上の信号としてもよい。
【０１０１】
外部制御回路６は、動作を開始すると、まず、全ての行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ１〜Ｈ３の制御信号）及び全ての列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ１〜Ｖ３の制御信号）をオンにする（ステップＳ１）。これにより、全ての光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は、退出位置（当該光スイッチ１０の可動板１２の移動経路から退出した位置であり、図４中の点線で示す上側位置である。）に位置する。
【０１０２】
次いで、外部制御回路６は、全ての行の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ１〜Ｍ３の制御信号）をオンにする（ステップＳ２）。これにより、全ての光スイッチ１０の可動板１２が前述した下側退避位置に位置する。
【０１０３】
引き続いて、外部制御回路６は、全ての行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ１〜Ｈ３の制御信号）及び全ての列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ１〜Ｖ３の制御信号）をオフにする（ステップＳ３）。これにより、全ての光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は、進出位置（可動板１２の移動経路に進出した位置であり、図４中の実線で示す下側位置である。）に位置する。
【０１０４】
その後、全ての行の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ１〜Ｍ３の制御信号）をオフにする（ステップＳ４）。これにより、全ての行の光スイッチ１０の可動板１２が、第１及び第２のストッパ部材１３，１４によって前述した下側保持位置に保持された初期状態となる。図２０は、この初期状態を示している。なお、以下の説明では、可動板１２が下側保持位置に保持されることを、可動板１２がラッチされるという。また、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置に保持されることを、可動板１２が開放されるという。
【０１０５】
ステップＳ１〜Ｓ４の動作は、初期リセット動作である。しかし、前述した光スイッチアレー１の製造方法から理解できるように、光スイッチアレー１の製造直後は、初期リセット動作を行わなくても、通常は、図２０に示す初期状態となる。よって、初期リセット動作は必ずしも行う必要がない。もっとも、衝撃を受けるなどの何らかの原因で、光スイッチアレー１が初期状態となっていない場合もあり得る。よって、このような場合に備えて、初期リセット動作を行うことが好ましい。
【０１０６】
次に、外部制御回路６は、外部から与えられる光路切替状態指令信号を取り込む（ステップＳ５）。
【０１０７】
次いで、外部制御回路６は、ステップＳ５で最新に取り込んだ光路切替状態指令信号と現在の光路切替状態とを比較することで、光路切替状態指令信号が示す光路切替状態を実現するために、開放すべき可動板１２（すなわち、ラッチ状態から開放状態に切り替えるべき可動板１２）が存在するか否かを、判定する（ステップＳ６）。開放すべき可動板１２が存在しない場合はステップＳ１０へ移行する一方、開放すべき可動板１２が存在する場合はステップＳ７へ移行する。
【０１０８】
ステップＳ７において、外部制御回路６は、開放すべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号、及び、当該可動板１２が属する列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号をオンにする。これにより、開放すべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３、及び、開放すべき可動板１２が属する列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。その結果、開放すべき可動板１２の光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は両方とも退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するため、開放すべき可動板１２が開放されて図４中の実線で示す上側位置に位置する。このとき、開放すべき可動板１２以外の可動板１２は、当該光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４のうちの一方又は両方が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置し、進出位置に位置するストッパ部材によってラッチされたままであるので、開放されてしまうことがない。
【０１０９】
例えば、ステップＳ７における開放すべき可動板１２が２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２である場合、ステップＳ７において、外部制御回路６は、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。その結果、２行２列目の光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は両方とも退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するため、２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２が開放されて図４中の実線で示す上側位置に位置する。このとき、２行１列目及び２行３列目の光スイッチ１０では、第１のストッパ部材１３が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するものの第２のストッパ部材１４が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置しているので、可動板１２がラッチされたままで開放されることはない。また、１行２列目及び３行２列目の光スイッチ１０では、第２のストッパ部材１４が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するものの第１のストッパ部材１３が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置しているので、可動板１２がラッチされたままで開放されることはない。図２１は、この状態を示している。
【０１１０】
次に、外部制御回路６は、ステップＳ７により新たに開放した可動板１２が属する行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号、及び、当該可動板１２が属する列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号をオフにする（ステップＳ８）。これにより、当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３及び当該列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。
【０１１１】
例えば、ステップＳ７により新たに開放した可動板１２が２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２である場合、外部制御回路６は、ステップＳ８において、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオフにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３及び２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。図２２は、この状態を示している。
次に、外部制御回路６は、ステップＳ５で最新に取り込んだ光路切替状態指令信号と現在の光路切替状態とを比較することで、光路切替状態指令信号が示す光路切替状態を実現するために、開放すべき可動板１２が他に存在するか否かを、判定する（ステップＳ９）。開放すべき可動板１２が他に存在する場合はステップＳ７へ戻る一方、開放すべき可動板１２が他に存在しない場合はステップＳ１０へ移行する。
【０１１２】
ステップＳ１０において、外部制御回路６は、ステップＳ５で最新に取り込んだ光路切替状態指令信号と現在の光路切替状態とを比較することで、光路切替状態指令信号が示す光路切替状態を実現するために、ラッチすべき可動板１２（すなわち、開放状態からラッチ状態に切り替えるべき可動板１２）が存在するか否かを、判定する。ラッチすべき可動板１２が存在しない場合はステップＳ５へ戻る一方、ラッチすべき可動板１２が存在する場合はステップＳ１１へ移行する。
【０１１３】
ステップＳ１１において、外部制御回路６は、ラッチすべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号、及び、当該可動板１２が属する列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号をオンにする。これにより、当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３、及び、当該列の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。その結果、ラッチすべき可動板１２の光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は両方とも退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。このとき、ラッチすべき可動板１２以外の可動板１２は、当該光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４のうちの一方又は両方が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置し、進出位置に位置するストッパ部材によってラッチされたままであるので、開放されてしまうことがない。
【０１１４】
次に、外部制御回路６は、ラッチすべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号をオンにする（ステップＳ１２）。これにより、当該行の可動板１２が下側退避位置に位置する。
【０１１５】
次いで、外部制御回路６は、ラッチすべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号、及び、当該可動板１２が属する列の第２のストッパ部材１４の制御信号をオフにする（ステップＳ１３）。これにより、当該行の第１のストッパ部材１３及び当該列の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。
【０１１６】
引き続いて、外部制御回路６は、ラッチすべき可動板１２が属する行の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号をオフにする（ステップＳ１４）。
【０１１７】
ここで、ステップＳ１１〜Ｓ１４の具体例について説明する。この具体例では、図２２に示す状態からステップＳ１１を行うものとし、ステップＳ１１におけるラッチすべき可動板１２が２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２であるものとする。
【０１１８】
この具体例では、ステップＳ１１において、外部制御回路６は、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。その結果、２行２列目の光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は両方とも退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。このとき、２行１列目及び２行３列目の光スイッチ１０では、第１のストッパ部材１３が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するものの第２のストッパ部材１４が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置しているので、可動板１２がラッチされたままで開放されることはない。また、１行２列目及び３行２列目の光スイッチ１０では、第２のストッパ部材１４が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するものの第１のストッパ部材１３が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置しているので、可動板１２がラッチされたままで開放されることはない。この具体例では、ステップＳ１２において、外部制御回路６は、２行目の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行目の可動板１２は下側退避位置に位置する。図２３は、この状態を示している。
【０１１９】
この具体例では、ステップＳ１３において、外部制御回路６は、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオフにする。これにより、２行目の第１のストッパ部材１３及び２列目の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。そして、この具体例では、ステップＳ１４において、外部制御回路６は、２行目の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ２の制御信号）をオフにする（ステップＳ１４）。この状態は、図２０に示す状態となる。
【０１２０】
ステップＳ１４の後に、外部制御回路６は、ステップＳ５で最新に取り込んだ光路切替状態指令信号と現在の光路切替状態とを比較することで、光路切替状態指令信号が示す光路切替状態を実現するために、ラッチすべき可動板１２が他に存在するか否かを、判定する（ステップＳ１５）。ラッチすべき可動板１２が他に存在する場合はステップＳ１１へ戻る一方、ラッチすべき可動板１２が他に存在しない場合はステップＳ５へ戻る。
【０１２１】
本実施の形態によれば、既に説明したように、可動板１２が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いとともに、消費電力を低減することができる。
【０１２２】
また、本実施の形態によれば、各光スイッチ１０が２つのストッパ部材１３，１４を有しているので、各行毎に当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３に対する制御信号が同時に供給されるように配線されているとともに、各列毎に、当該行の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４に対する制御信号が同時に供給されるように配線されているにも拘わらず、前述したように光路切替動作を適切に行うことができる。そして、本実施の形態によれば、各行毎に当該行の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３に対する制御信号が同時に供給されるように配線されているとともに、各列毎に、当該行の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４に対する制御信号が同時に供給されるように配線されているため、ストッパ部材に制御信号を供給するための配線数を低減することができる。具体的には、本実施の形態では、光スイッチアレー１が３行３列の光スイッチ１０を有しているが、ストッパ部材１３，１４に制御信号を供給するための配線は、６個の端子Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３にそれぞれ接続する６本の配線ですみ、その配線数は少ない。
【０１２３】
各光スイッチ１０がストッパ部材を１つだけしか有していなくても、各光スイッチのストッパ部材のそれぞれに独立して制御信号を供給することができるように配線すれば、光路切替動作を適切に行うことは可能である。しかし、その場合には、ストッパ部材に制御信号に供給するための配線数は、光スイッチ１０の数と同数となるため、光スイッチアレー１が３行３列の光スイッチ１０を有している場合、９本の配線が必要となり、その配線数はかなり増えてしまう。
【０１２４】
［第２の実施の形態］
【０１２５】
本発明の第２の実施の形態による光スイッチアレーが前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１と異なる所は、前記第１の実施の形態では、各光スイッチ１０において、可動板１２にローレンツ力用電流を流さないときに可動板１２が基板１１に対して相対的に遠い図４中の実線で示す上側位置に位置するとともに、第１及び第２のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流さないときに第１及び第２のストッパ部材１３，１４が図４中の実線で示す進出位置に位置するように構成されているのに対し、第２の実施の形態では、逆に、各光スイッチ１０において、可動板１２にローレンツ力用電流を流さないときに可動板１２が基板１１に対して相対的に近い図４中の点線で示す下側位置に位置するとともに、第１及び第２のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流さないときに第１及び第２のストッパ部材１３，１４が図４中の点線で示す退出位置に位置するように構成されている点のみである。このような構成は、可動板１２を構成する膜２１〜２３の膜厚及び成膜条件を適宜調節したり、第１及び第２のストッパ部材１３，１４を構成する膜４５〜４７，５５〜５７の膜厚及び成膜条件を適宜調節したりすることによって、実現することができる。
【０１２６】
本実施の形態では、可動板１２に正のローレンツ力用電流（本実施の形態では、上向きのローレンツ力を発生させる電流）を流したときに、可動板１２が図４中の実線で示す上側位置し、第１及び第２のストッパ部材１３，１４に正のローレンツ力用電流（本実施の形態では、下向きのローレンツ力を発生させる電流）を流したときに第１及び第２のストッパ部材１３，１４が図４中の実線で示す進出位置に位置するようになっている。
【０１２７】
本実施の形態による光スイッチアレーの動作例について、図２４乃至図２７を参照して説明する。
【０１２８】
図２４乃至図２７は、本実施の形態による光スイッチアレーの制御信号と可動板１２並びに第１及び第２のストッパ部材１３，１４の作動状態との関係を示す概略図であり、図２０乃至図２３にそれぞれ対応している。
【０１２９】
以下の説明においても、端子Ｍ１と端子Ｇとの間に正のローレンツ力用電流を流すことを、端子Ｍ１の制御信号をオンにするといい、端子Ｍ１と端子Ｇとの間にローレンツ力用電流を流さないことを端子Ｍ１の制御信号をオフにするという。他の端子Ｍ２，Ｍ３，Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３についても同様である。
【０１３０】
図２４は、初期状態を示している。この初期状態では、端子Ｍ１〜Ｍ３の制御信号がオフにされるとともに、端子Ｈ１〜Ｈ３，Ｖ１〜Ｖ３の制御信号がオンにされ、全ての可動板１２が図４中の点線で示す下側位置に位置し、全てのストッパ部材１３，１４が図４中の実線で示す進出位置に位置している。
【０１３１】
図２４に示す初期状態から２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２を図４中の実線で示す上側位置に位置させる場合、まず、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオフにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３、及び、２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。その結果、２行２列目の光スイッチ１０の第１及び第２のストッパ部材１３，１４は両方とも退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。次に、２行目の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２は、図４中の実線で示す上側位置に位置する。このとき、２行１列目及び２行３列目の光スイッチ１０では、第１のストッパ部材１３が退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置するものの第２のストッパ部材１４が進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置しているので、第２のストッパ部材１４により可動板１２が上方へ移動しようとするのが阻止されて、可動板１２は下側の位置に保持される。図２５は、この状態を示している。
【０１３２】
その後、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３及び２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。図２６は、この状態を示している。
【０１３３】
図２６に示す状態から２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２を図４中の点線で示す下側位置に位置させる場合、まず、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオフにする。これにより、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３及び２列目の光スイッチ１０の第２のストッパ部材１４が、退出位置（図４中の点線で示す位置）に位置する。次に、２行目の光スイッチ１０の可動板１２の制御信号（端子Ｍ２の制御信号）をオフにする。これにより、２行２列目の光スイッチ１０の可動板１２は、図４中の点線で示す下側位置に位置する。図２７は、この状態を示している。
【０１３４】
その後、２行目の光スイッチ１０の第１のストッパ部材１３の制御信号（端子Ｈ２の制御信号）、及び、２列目の第２のストッパ部材１４の制御信号（端子Ｖ２の制御信号）をオンにする。これにより、２行目の第１のストッパ部材１３及び２列目の第２のストッパ部材１４が、進出位置（図４中の実線で示す位置）に位置する。この状態は、図２４に示す状態となる。
【０１３５】
本実施の形態では、前記第１の実施の形態に比べると消費電力は増えるが、本実施の形態によっても、前記第１の実施の形態と同様に、可動板１２が固定部に貼り付いて離れなくなってしまうような事態が生じ難くなって作動不良になり難いという利点、及び、ストッパ部材に制御信号を供給するための配線数を低減することができるという利点を得ることができる。
【０１３６】
なお、本発明では、前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１と同様に、各光スイッチ１０において、可動板１２にローレンツ力用電流を流さないときに可動板１２が基板１１に対して相対的に遠い図４中の実線で示す上側位置に位置するように構成する一方、前記第２の実施の形態による光スイッチアレーと同様に、各光スイッチ１０において、第１及び第２のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流さないときに第１及び第２のストッパ部材１３，１４が図４中の点線で示す退出位置に位置するように構成してもよい。
【０１３７】
また、本発明では、前記第２の実施の形態による光スイッチアレーと同様に、各光スイッチ１０において、可動板１２にローレンツ力用電流を流さないときに可動板１２が基板１１に対して相対的に近い図４中の点線で示す下側位置に位置するように構成する一方、前記第１の実施の形態による光スイッチアレー１と同様に、各光スイッチ１０において、第１及び第２のストッパ部材１３，１４にローレンツ力用電流を流さないときに第１及び第２のストッパ部材１３，１４が図４中の実線で示す進出位置に位置するように構成してもよい。
【０１３８】
以上、本発明の各実施の形態及びその変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０１３９】
例えば、前記各実施の形態では、可動板１２の駆動力やストッパ部材１３，１４の駆動力としてローレンツ力が採用されているが、これに限定されるものではない。例えば、可動部やストッパ部材１３，１４を、バイマテリアルを利用してヒータで熱駆動したり、静電力で駆動したり、磁気力で駆動したり、圧電素子を用いて駆動したりするように、構成してもよい。
【０１４０】
また、前記各実施の形態では、可動板１２の復帰力やストッパ部材１３，１４の復帰力としてバネ力が用いられているが、可動板１２の復帰力やストッパ部材１３，１４の復帰力はバネ力に限定されるものではない。可動板１２の復帰力やストッパ部材１３，１４の復帰力は、例えば、磁気力でもよいし、可動部における駆動力発生部として圧電素子を採用した場合において、当該圧電素子に対する印加電圧をゼロにしたときに元の位置に復帰しようとする力でもよい。
【０１４１】
さらに、前記各実施の形態は本発明によるマイクロアクチュエータやマイクロアクチュエータアレーを光スイッチや光スイッチアレーに適用した例であったが、その用途に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による光スイッチアレーを備えた光スイッチシステムの一例を模式的に示す概略構成図である。
【図２】図１中の光スイッチアレーを模式的に示す概略平面図である。
【図３】図１中の光スイッチアレーの１つの光スイッチを模式的に示す概略平面図である。
【図４】図１中の光スイッチアレーの１つの光スイッチの光の切り替え状態を模式的に示す概略側面図である。
【図５】図３中のＡ−Ａ’線に沿った断面を−Ｙ側から＋Ｙ方向に見た概略断面図である。
【図６】図３中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図である。
【図７】図３中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。
【図８】図３中の可動板の外形及び凹凸の状況を示す概略平面図である。
【図９】図３中の可動板を上から見たときのＡｌ膜のパターン形状を示す図である。
【図１０】図３中の第１及び第２のストッパ部材の外形及び凹凸の状況を示す概略平面図である。
【図１１】脚部の下段部の全体が現れるように図１０中の一部を切り欠いて示す一部切欠き概略平面図である。
【図１２】図３中の第１及び第２のストッパ部材を上から見たときのＡｌ膜のパターン形状を示す図である。
【図１３】脚部の下段部の全体が現れるように図１２中の一部を切り欠いて示す一部切欠き図である。
【図１４】図１中の光スイッチアレー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１５】図１４に示す工程に引き続く各工程を示す概略断面図である。
【図１６】図１５に示す工程に引き続く工程を示す概略断面図である。
【図１７】図１中の光スイッチアレーを示す電気回路図である。
【図１８】図１中の外部制御回路の動作を示す概略フローチャートである。
【図１９】図１中の外部制御回路の動作を示す他の概略フローチャートである。
【図２０】図１中の光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す概略図である。
【図２１】図１中の光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す他の概略図である。
【図２２】図１中の光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す更に他の概略図である。
【図２３】図１中の光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す更に他の概略図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態による光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す概略図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態による光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す他の概略図である。
【図２６】本発明の第２の実施の形態による光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す更に他の概略図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態による光スイッチアレーの制御信号と作動状態との関係を示す更に他の概略図である。
【符号の説明】
【０１４３】
１  光スイッチアレー
１０  光スイッチ
１１  基板
１２  可動板
１３  第１のストッパ部材
１４  第２のストッパ部材
３１  ミラー
【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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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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