(57)【要約】【課題】櫛歯電極構造のアクチュエータを用いる可変形状ミラーにおいて、製造が比較的容易な構造であり、ミラー基準面に対して垂直な２方向に変位可能な可変形状ミラーを実現する技術を提供する。【解決手段】可変形状ミラー１００は、反射面１１０を有するミラー基材１１１と、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータ１０１と、を備える。複数のアクチュエータの各々は接続部１２１を介してミラー基材に接続される。第１のアクチュエータは、接続部を反射面に垂直な第１の方向に変位させる櫛歯電極構造の第１電極対１０４、１０５を有する。第２のアクチュエータは、第１電極対とは別個に形成された、接続部を第１の方向とは反対の第２の方向に変位させる櫛歯電極構造の第２電極対１０８、１０９を有する。【選択図】図１
2016018049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面を有するミラー基材と、前記ミラー基材に接続される接続部を有する、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータと、を備える可変形状ミラーであって、
複数の前記アクチュエータの各々が前記接続部を介して前記ミラー基材に接続され、
前記第１のアクチュエータが、前記接続部を前記反射面に垂直な第１の方向に変位させる櫛歯電極構造の第１電極対を有し、
前記第２のアクチュエータが、前記第１電極対とは別個に形成された、前記接続部を前記第１の方向とは反対の第２の方向に変位させる櫛歯電極構造の第２電極対を有することを特徴とする可変形状ミラー。
【請求項２】
前記第１のアクチュエータと第２のアクチュエータのそれぞれが、前記接続部に繋がる可動部と、前記可動部から前記ミラー基材の反射面に沿った方向に延出する可動櫛歯電極と、前記可動櫛歯電極とギャップを隔てて噛み合う固定櫛歯電極と、前記固定櫛歯電極を支持する支持部と、前記支持部と前記可動部とに接続された弾性部材と、を備えており、
前記第１のアクチュエータの可動部と前記第２のアクチュエータの可動部が共通であり、
前記第１電極対が、前記共通の可動部に設けられた第１の可動櫛歯電極と前記第１の可動櫛歯電極と噛み合う第１固定櫛歯電極との組であり、
前記第２電極対が、前記共通の可動部に設けられた第２の可動櫛歯電極と前記第２の可動櫛歯電極と噛み合う第２固定櫛歯電極の組であることを特徴とする請求項１に記載の可変形状ミラー。
【請求項３】
前記固定櫛歯電極ごとに異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載の可変形状ミラー。
【請求項４】
前記共通の可動部と前記第１の可動櫛歯電極と前記第２の可動櫛歯電極とが、互いに電気的に同電位であることを特徴とする請求項２または３に記載の可変形状ミラー。
【請求項５】
前記第１のアクチュエータと前記第２のアクチュエータとが、前記反射面に垂直な方向に上下にずれて設けられ、
前記第１のアクチュエータの可動部と第２のアクチュエータの可動部は、それぞれ、異なる第１の可動部と第２の可動部であることを特徴とする請求項１に記載の可変形状ミラー。
【請求項６】
前記第１のアクチュエータが、前記接続部に繋がる第１の可動部と、前記第１の可動部から前記ミラー基材の反射面に沿った方向に延出する可動櫛歯電極と、前記可動櫛歯電極とギャップを隔てて噛み合う固定櫛歯電極と、前記固定櫛歯電極を支持する第１の支持部と、前記第１の支持部と前記第１の可動部とを接続する弾性部材と、を備えており、
前記第２のアクチュエータが、前記接続部に繋がる第２の可動部と、前記第２の可動部から前記ミラー基材の反射面に沿った方向に延出する可動櫛歯電極と、前記可動櫛歯電極とギャップを隔てて噛み合う固定櫛歯電極と、前記固定櫛歯電極を支持する第２の支持部と、前記第２の支持部と前記第２の可動部とを接続する弾性部材と、を備えており、
前記第１電極対が、前記第１の可動部に設けられた第１の可動櫛歯電極と前記第１の可動櫛歯電極と噛み合う第１固定櫛歯電極の組であり、
前記第２電極対が、前記第２の可動部に設けられた第２の可動櫛歯電極と前記第２の可動櫛歯電極と噛み合う第２固定櫛歯電極の組であることを特徴とする請求項５に記載の可変形状ミラー。
【請求項７】
前記可動櫛歯電極は前記反射面に対して垂直な面を有し、前記反射面に対して垂直な面が前記固定櫛歯電極に対向する領域と前記固定櫛歯電極に対向しない領域とを含んでおり、
前記第１電極対では、前記第１の可動櫛歯電極の前記第１固定櫛歯電極に対向する領域が、前記第１固定櫛歯電極に対向しない領域よりも前記ミラー基材側に設けられており、
前記第２電極対では、前記第２の可動櫛歯電極の前記第２固定櫛歯電極に対向しない領域が、前記第２固定櫛歯電極に対向する領域よりも前記ミラー基材側に設けられていることを特徴とする請求項２乃至４及び６のいずれか１項に記載の可変形状ミラー。
【請求項８】
複数の前記弾性部材が前記可動部の周りに等角度間隔で設けられていることを特徴とする請求項２乃至４、６及び７のいずれか１項に記載の可変形状ミラー。
【請求項９】
前記第１電極対及び前記第２電極対はそれぞれ２組あり、各電極対の２組は、前記可動部を挟んで１８０°回転対称な位置に配されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の可変形状ミラー。
【請求項１０】
波面収差を補正する補償光学システムであって、 
入射する光の波面収差を補正する反射型光変調素子と、
入射する光の波面収差を測定する収差測定ユニットと、
前記収差測定ユニットの測定結果に基づいて前記反射型光変調素子を制御する制御ユニットと、を有し、 
前記反射型光変調素子が請求項１乃至９のいずれか１項に記載の可変形状ミラーを含んでいることを特徴とする補償光学システム。 
【請求項１１】
被検眼の画像を取得する眼科装置であって、 
測定光及び戻り光の少なくとも一方の波面収差を補正する反射型光変調素子と、
前記被検眼にて発生する収差を測定する収差測定ユニットと、
前記収差測定ユニットの測定結果に基づいて前記反射型光変調素子を制御する制御ユニットと、を有し、
前記反射型光変調素子が請求項１乃至９のいずれか１項に記載の可変形状ミラーを含んでいることを特徴とする眼科装置。
【請求項１２】
可変形状ミラーの製造方法であって、
シリコン層、絶縁体層、及びハンドル層の３層からなる第１基板を用意する工程、
第２基板に、接続部と、該接続部をミラー基材の反射面に垂直な第１の方向に変位させるための櫛歯電極構造の第１電極対を有する第１のアクチュエータと、をそれぞれ複数形成する工程、
第３基板に、接続部と、該接続部を前記第１の方向とは反対の第２の方向に変位させるための櫛歯電極構造の第２電極対を有する第２のアクチュエータと、をそれぞれ複数形成する工程、
前記第１基板と前記第２基板とを、前記第２基板に形成した前記複数の接続部を介して接合する工程、
前記第２の基板と前記第３の基板とを、前記第３基板に形成した前記複数の接続部を介して接合する工程、
前記第１基板の前記ハンドル層と前記絶縁体層を除去する工程、
を含むことを特徴とする可変形状ミラーの製造方法。
【請求項１３】
可変形状ミラーの製造方法であって、
シリコン層、絶縁体層、及びハンドル層の３層からなる第１基板を用意する工程、
第２基板に、接続部と、該接続部をミラー基材の反射面に垂直な第１の方向に変位させるための櫛歯電極構造の第１電極対を有する第１のアクチュエータと、前記接続部を前記第１の方向とは反対の第２の方向に変位させるための櫛歯電極構造の第２電極対を有する第２のアクチュエータと、をそれぞれ複数形成する工程、
前記第１基板と前記第２基板とを、前記第２基板に形成した前記複数の接続部を介して接合する工程、
前記第１基板の前記ハンドル層と前記絶縁体層を除去する工程、
を含むことを特徴とする可変形状ミラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変形状ミラー、それを用いた補償光学システムなどの装置、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
静電引力によって変位させるタイプの可動ミラーないし可変形状ミラーは、光を利用した様々な分野への応用が期待されている。例えば、眼底検査装置、天体望遠鏡などの補償光学用波面補正デバイスとして利用することができる。このような静電引力で反射面を変位させる可動ミラーの典型例として、２枚の平行平板電極を使って可動にする手法が挙げられるが、この平行平板型の欠点として可動量が小さいことと、変位方向が反射面に対して垂直に一方向であることが挙げられる。
【０００３】
それに対して、より大きな可動量を得ることができる櫛歯電極構造を用いた可変形状ミラーが近年提案されている。その一例が特許文献１に開示されている。図１０に示すように、この可変形状ミラー５００では、可動側の櫛歯電極５２０を支持する支持部５３０と、固定側の櫛歯電極５１０を支持する支持部５７０が、紙面内でそれぞれ垂直方向上下に位置している。可動櫛歯電極と固定櫛歯電極は、互いに対向し、かつ間隔を隔てて交互になるように配置されている。これにより、上記平行平板型よりも大きな電極重なり面積が生じるので、櫛歯電極間で発生する静電引力が大きくなり、反射部５５０に接続した接続部５４０の可動量を大きくすることができる。
【０００４】
また、反射面に対して垂直方向に２方向変位する構造の一例が、特許文献２に開示されている。図１１に示すように、この可変形状ミラーでは、可動櫛歯電極１００１と固定櫛歯電極１００２がそれぞれＺ方向に電気的に分割されている。そのため、両電極が同じ高さであっても電圧の掛け方次第で重なり合わない部分を作り出し、反射部９０３に対して垂直な２方向（プラス・マイナスＺ方向）の変位力を可動部１００３に加えることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６３８４９５２号明細書
【特許文献２】特開２０１３−１４８７０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した図１０に示す特許文献１に開示されている構造の従来の静電縦櫛歯電極型の可変形状ミラーは、駆動した時に変位する方向は反射面に対して垂直に一方向である。つまり、この可変形状ミラーで、静電アクチュエータを駆動する時にミラーが変位する方向は、アクチュエータに電圧を印加せず駆動させない時のミラー高さ位置を基準面として、基準面の垂直方向でアクチュエータ側への一方向（−Ｚ方向側）のみである。補償光学用波面補正デバイスなどとして利用するとき、一方向だけでは、残収差を低減するために大きな可動量及び駆動電圧が必要となることがある。 よって、従来の駆動方向に加え、反対方向にも駆動できる構造が要求されている。
【０００７】
一方、上述した図１１に示す特許文献２の実施例では、反射部９０３に対して垂直な２方向の変位力を加えられが、可動櫛歯電極１００１及び固定櫛歯電極１００２のＺ方向に電気的に分割するため、複雑な構造となり、作製が難しくなりやすい。また、ばね１００４を使って、可動櫛歯電極１００１の上下電極部に互いに異なる電圧を印加する必要があるため、ばね１００４の構造が最低でも三層構造となり、ばね１００４の剛性が高くなりやすい。そのため、可動部１００３及び反射部９０３の必要な可動量を得るための発生力が大きくなり、駆動電圧が大きくなりやすい。
【０００８】
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものである。その目的は、櫛歯電極構造のアクチュエータを用いる可変形状ミラーにおいて、駆動した時に変位可能な方向が、反射面に対して垂直な方向に２方向であり、作製が比較的容易な構造などを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の可変形状ミラーは以下の構成を採用する。即ち、反射面を有するミラー基材と、前記ミラー基材に接続される接続部を有する、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータと、を備える。そして、複数の前記アクチュエータの各々が前記接続部を介して前記ミラー基材に接続され、前記第１のアクチュエータが、前記接続部を前記反射面に垂直な第１の方向に変位させる櫛歯電極構造の第１電極対を有し、前記第２のアクチュエータが、前記第１電極対とは別個に形成された、前記接続部を前記第１の方向とは反対の第２の方向に変位させる櫛歯電極構造の第２電極対を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、櫛歯電極構造の静電アクチュエータを用いる可変形状ミラーにおいて、製造が比較的容易な構造であり、駆動した時に、ミラー基準面に対して垂直な２方向（プラス・マイナス２方向）に変位可能な可変形状ミラーを実現することができる。その結果、例えば、従来の静電アクチュエータの略半分の駆動量で所望のミラー形状に変形させることができ、残収差を小さくするることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る可変形状ミラーを示す上面図。
【図２】図１の可変形状ミラーの駆動法を示す断面図。
【図３】図１の可変形状ミラーの駆動法を示す断面図。
【図４】本発明の他の実施形態に係る可変形状ミラーを示す断面図と平面図。
【図５】図４の可変形状ミラーの製造方法を示す断面図。
【図６】図４の可変形状ミラーの第１のアクチュエータ及びその製造方法を示す図。
【図７】図４の可変形状ミラーの第２のアクチュエータ及びその製造方法を示す図。
【図８】本発明に係る静電櫛歯電極構造のアクチュエータの駆動法を示す断面図。
【図９】本発明に係る光学補償システムとそれを用いた眼科装置の概要図。
【図１０】一従来例を示す平面図。
【図１１】他の従来例を示す平面図と断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明では、ミラー基準面に対して垂直な２方向にミラー面（反射面）を変位可能とするために、ミラー面を変位するアクチュエータが第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを備える。第１のアクチュエータは、ミラー基材に接続された接続部をミラー基材の反射面に垂直な第１の方向に変位させるように構成された櫛歯電極構造の第１電極対を有する。第２のアクチュエータは、前記第１電極対とは別個に形成され、前記接続部を前記第１の方向とは反対の第２の方向に変位させるように構成された櫛歯電極構造の第２電極対を有する。第１のアクチュエータと第２のアクチュエータは、互いに反対の方向に接続部を変位させようとするので、同時駆動は不可であって、択一的に駆動される必要がある。アクチュエータの一典型例は次の如きものである。第１及び第２のアクチュエータのそれぞれが、接続部に繋がる可動部から反射面に沿った方向に延出する可動櫛歯電極と、該電極とギャップを隔てて噛み合う固定櫛歯電極と、該電極を支持する支持部と、支持部と可動部とに接続された弾性部材と、を備える。そして、第１のアクチュエータの可動部と第２のアクチュエータの可動部は共通ものであり、共通の可動部と接続部は一体的に変位できるように接続されている。この例は後述の実施形態１と実施例１で詳しく説明される。アクチュエータの他の典型例は次の如きものである。ここでは、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータとが、反射面に垂直な方向に上下にずれて設けられ、第１のアクチュエータの可動部と第２のアクチュエータの可動部は、それぞれ、異なる第１の可動部と第２の可動部である。より具体的には、第１のアクチュエータは、接続部に繋がる第１の可動部から反射面に沿った方向に延出する可動櫛歯電極、該電極とギャップを隔てて噛み合う固定櫛歯電極、該電極を支持する支持部、支持部と第１の可動部とを接続する弾性部材を備える。第２のアクチュエータも、第１の可動部が第２の可動部となるのみで、同様の構造を有する。この例は後述の実施形態２で詳しく説明される。
【００１３】
以下、より具体的な構造が後述の実施形態ないし実施例で説明されているが、勿論、本発明はこれらに限られるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々に変形や変更が施されても良い。
【００１４】
（実施形態１）
図１、図２、及び図３を参照して、本発明に係る実施形態１の可変形状ミラー１００について説明する。図１は本実施形態の可変形状ミラー１００の上面図である。図２は２つの異なる状態における本実施形態の可変形状ミラー１００の櫛歯構造の第１電極対のＡ−Ａ’断面図、図３は２つの異なる状態における本実施形態の可変形状ミラー１００の櫛歯構造の第２電極対のＢ−Ｂ’断面図である。アクチュエータ１０１は基板１０２を加工して形成される。可動部１０３は４本以上の弾性体（弾性部材）１０６により支持部材１１５に支持される。ここでは、板バネ形態の弾性体１０６が、断面形状が正方形などの回転対称形状の可動部１０３の周りに等角度間隔で設けられている。これにより、可動部１０３の図１紙面に垂直な方向の上下移動が安定的に確保される。
【００１５】
第１の可動櫛歯電極１０４及び第２の可動櫛歯電極１０８は、それぞれ、可動部１０３から基板１０２面に水平な方向に延出する。絶縁部１０７を介して支持部材１１５に固定された第１の固定櫛歯電極１０５及び第２の固定櫛歯電極１０９は、支持部材１１５の上面に平行な方向に延出する。可動櫛歯電極１０４と固定櫛歯電極１０５は互いに向き合うように配置され、かつそれぞれの櫛歯が間隔を置いて交互に並ぶように配置されている。可動櫛歯電極１０８と固定櫛歯電極１０９も同様な関係で配置される。第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５は第１のアクチュエータの第１電極対を構成している。第２の可動櫛歯電極１０８と第２の固定櫛歯電極１０９は第２のアクチュエータの第２電極対を構成している。ここでは、第１及び第２の電極対はそれぞれ２組あり、各電極対の２組は、可動部１０３を挟んで１８０°回転対称な位置に配されている。電極対は、複数組設けることができるが、その場合、可動部１０３の周りに等角度間隔で設けられるのが良い。こうした構成によっても、可動部１０３の図１紙面に垂直な方向の上下移動が安定的に確保される。
【００１６】
次に、図２及び図３を参照して、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータ１０１及び可変形状ミラー１００の動作について説明する。それぞれ対をなす２組の第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５との間には、支持部材１１５上面に垂直な方向の段差がある。即ち、可動及び固定の櫛歯電極同士は、支持部材１１５上面に垂直な方向において、重なり合わない部分を持つ。これは、本実施形態が、櫛歯電極同士が静電引力で引かれる時に、重なり合う方向に力が働き、変位する現象を利用した方式（可変重なり型）であるためである。この現象において櫛歯電極同士が全て重なりあった場合、それ以上変位しなくなるので、初期位置では、重なり合う部分を少なくし、電圧を印加した時に重なり合う部分を増大させる必要がある。第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５は電気的に分離されている。第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５との間に電圧をかけることにより、両電極１０４、１０５の間隔が保たれたまま、可動部１０３が支持部材１１５上面に垂直な方向に変位する。第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５に電位差を与えた時に働くＺ方向の静電引力Ｆｚは以下の式（１）で表わされる。
【００１７】
Ｆｚ＝［（ε０・Ｎ・ｈ）／（２ｇ）］・（Ｖｍ−Ｖｆ）２            （１）
ここでε０：真空の誘電率、Ｎ：櫛歯電極間ギャップの数、ｈ：可動櫛歯電極と固定櫛歯電極のオーバーラップ長、Ｖｍ：可動櫛歯電極の電位、Ｖｆ：固定櫛歯電極の電位、ｇ：櫛歯電極間ギャップ幅である。
【００１８】
まず図２（ａ）に示した電圧印加直後の状態のように、第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５に電位差を与えることにより静電引力が発生し、電極同士が互いに引き合う。これにより第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５とが引き付け合うが、櫛歯が対面する方向に関しては左右ほぼ均等に静電引力を受けるので、反射面１１０に垂直な−Ｚ方向に変位することになる。
【００１９】
続いて図２（ｂ）に示すような釣り合い状態となる。即ち、弾性体１０６の復元力と可動部１０３を変位させた静電引力が釣り合う位置で、第１の可動櫛歯電極１０４が停止する。そして第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５との電位差を０Ｖにすると、弾性体１０６の復元力により、第１の可動櫛歯電極１０４は初期位置にまで戻る。
【００２０】
一方、図３に示すそれぞれ対をなす２組の第２の可動櫛歯電極１０８と第２の固定櫛歯電極１０９は、第１の可動櫛歯電極１０４及び第１の固定櫛歯電極１０５とは、電圧を印加しない時のＺ方向のずれ方向が異なる。そのために、可動部１０３は、電圧印加することにより発生する静電引力により、相対的に反射面１１０に垂直な＋Ｚ方向に変位することが可能である。このように、固定櫛歯電極と可動櫛歯電極は電圧制御手段が電圧を印加しないとき、支持部材１１５の上面に対して垂直な方向において重なり合わない部分を持つように配置されている。そして、可動櫛歯電極１０４が固定櫛歯電極１０５より反射面１１０側にずれている第１の電極対、及び可動櫛歯電極１０８が固定櫛歯電極１０９より反射面１１０と反対側にずれている第２の電極対をもっている。そのために、電圧を印加する櫛歯電極を第１の電極対と第２の電極対との間で択一的に選ぶことで、反射面１１０に垂直な方向の２方向（±Ｚ）に可動部１０３を変位させることが可能となる。
【００２１】
本実施形態はまた、図１から図３に示すように、電圧が印加された可動及び固定の櫛歯電極同士で静電引力が発生して引きあっても、いずれの櫛歯電極も他方の櫛歯電極に接続された部材と衝突することがない。
【００２２】
上記特許文献１で示す構造では、可動櫛歯電極が変位した時に、可動櫛歯電極の可動方向である基板面と垂直な方向に固定櫛歯電極と支持部が配置されている。そのため、可動櫛歯電極の先端面と支持部の面で静電引力が発生し、静電引力がばねの復元力に比べて過大となった時にプルインが生じ、可動櫛歯電極と支持部が衝突する可能性がある。しかし本実施形態の構造によれば、可動櫛歯方向の可動方向である基板面と垂直な方向に支持部が配置されていないので、プルインが発生しない。つまり、本実施形態の構造であれば、静電引力が働いた時でも両方の櫛歯電極が衝突せずにすれ違うことができる。従ってプルインは発生せず、電極のショ−トが起こることもない。
【００２３】
一方、特許文献２の実施例で示す構造においては、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極がそれぞれＺ方向に電気的に分割されることで、反射面に対して垂直な２方向に変位することを可能としている。そのため、櫛歯電極のＺ方向に、電気的に分割する絶縁構造を形成する必要があり、構造や製法が複雑になりやすい。また、ばね部材を通じて、櫛歯電極の上下電極部に異なる電圧を印加する必要があるために、ばねの構造が絶縁層を含んだ３層以上の構造となり、複雑な構造となりやすい。さらに、必要な抵抗値や絶縁性を得るために、ばね部材の剛性が高くなりやすく、必要な可動量を得るための発生力が大きくなりやすい。しかし、本実施形態の構造及び動作原理によれば、可動及び固定の櫛歯電極をそれぞれ分極する複雑な構造は必要ない。さらに、可動部及び可動櫛歯電極が共通電極となるため、ばね（弾性体）の構造も単純な単層構造となり、ばねの剛性を下げられて、これの変形に必要な駆動電圧を下げることができる。このように、本実施形態では、固定櫛歯電極ごとに異なる電圧を印加する電圧印加手段を備えているが、共通の可動部と第１の可動櫛歯電極と第２の可動櫛歯電極とは、互いに電気的に同電位である。
【００２４】
（実施例１）
実施例１は、上記実施形態１による可変形状ミラーのより具体的な一態様である。本実施例による可変形状ミラー１００を、図１及び図２を用いて説明する。本実施例において、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータ１０１はシリコンよりなる基板１０２を加工して形成される。基板１０２の厚さは、加工時の破損等を抑えるために、３００〜８００μｍである。可動部１０３は４本の弾性体１０６により基板１０２に支持される。弾性体１０６は、基板１０２に絶縁層１１３を介して形成されたシリコンよりなる弾性体層を加工して形成される。４本の弾性体１０６の長手方向が互いになす角度は９０度であり、弾性体１０６の不要方向の回転を抑制する。可動部１０３に形成された隣接する２本の弾性体１０６の端部の間には、可動部１０３から基板面に水平な方向に延出した第一の可動櫛歯電極１０４及び第２の可動櫛歯電極１０８が形成される。第１の固定櫛歯電極１０５及び第２の固定櫛歯電極１０９は、支持部材１１５の上面に平行な方向に延出する。第１の可動櫛歯電極１０４と第１の固定櫛歯電極１０５及び第２の可動櫛歯電極１０８と第２の固定櫛歯電極１０９は、それぞれ、互いに向き合うように配置され、かつそれぞれの櫛歯電極が交互に並ぶように配置されている。
【００２５】
上述の数式１に示すように可動櫛歯電極１０４（１０８）と固定櫛歯電極１０５（１０９）のオーバーラップ長ｈが大きく、ギャップが小さいほど大きな発生力が得られる。可動櫛歯電極１０４（１０８）の長さは３００μｍ以上、可動櫛歯電極１０４（１０８）と固定櫛歯電極１０５（１０９）とのギャップは４〜１０μｍであることが望ましい。可動櫛歯電極１０４（１０８）と固定櫛歯電極１０５（１０９）は、フォトリソ及びドライエッチング工程により形成する。また、形成する可動櫛歯電極１０４（１０８）及び固定櫛歯電極１０５（１０９）の高さは、基板１０２とほぼ同じ厚さとなり、３００〜８００μｍである。
【００２６】
固定櫛歯電極１０４（１０８）と可動櫛歯電極１０５（１０９）は、電圧制御手段が電圧を印加しないとき、反射面１１０に対して垂直な方向において重なり合わない部分を持つように加工されている。第１の電極対では第１の可動櫛歯電極１０４が第１の固定櫛歯電極１０５より反射面１１０側にずれて形成され、第２の電極対では第２の可動櫛歯電極１０８が第２の固定櫛歯電極１０９より反射面１１０と反対側にずれて形成されている。こうした構造は、後述の実施形態２で説明する製造方法を一部変更して実行することで作製することができる。その方法は、例えば、次の如き工程を含む。シリコン層、絶縁体層、及びハンドル層の３層からなる第１基板を用意する工程。第２基板に、接続部と、櫛歯電極構造の第１電極対を有する第１のアクチュエータ及び櫛歯電極構造の第２電極対を有す第２のアクチュエータを含むアクチュエータと、をそれぞれ複数形成する工程。第１基板と第２基板とを、第２基板に形成した複数の接続部を介して接合する工程。第１基板のハンドル層と絶縁体層を除去して反射部材を形成する工程。
【００２７】
第１の可動櫛歯電極１０４、第２の可動櫛歯電極１０８、及び可動部１０３は、同じ部材から形成され、電気的に同電位となる構造である。そのため、電圧を印加する固定櫛歯電極を選ぶことで、基板面に垂直な方向の２方向（プラス・マイナスＺ方向）に可動部１０３を変位させることが可能になった。アクチュエータ１０１の構造及び動作原理は図２と図３を用いて前述した通りである。また、固定櫛歯電極１０４（１０８）と可動櫛歯電極１０５（１０９）のずれ量は、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータの可動領域を決めるため、５μｍ以上が望ましい。
【００２８】
さらに、アクチュエータ１０１を二次元に配置して複数形成し、それぞれのアクチュエータ１０１を接続部１２１を介して１枚の反射部材（ミラー部ないしミラー基材）１１１に接続することにより、可変形状ミラーが形成される。反射部材１１１の厚さは、変形に必要な発生力を小さくするため、１０μｍ以下であることが望ましい。本実施例の可変形状ミラー１００は、各接続部１２１に繋がった共通の可動部１０３が第１または第２のアクチュエータにより個別に変位させられることにより所望の形状を得ることができる。これにより、反射部材１１１が所望の位置で反射する光の光路長を変化させることができるので、波面補正デバイスとして使用可能である。
【００２９】
本実施例では、複数のアクチュエータ１０１に可動部と接続部を介して接続された１枚の連続する反射部材１１１を有するタイプを示したが、複数のアクチュエータ１０１のそれぞれに可動部と接続部を介して１枚ずつミラー部を接続したタイプも可能である。これにより各アクチュエータ部で、反射する光の光路長を変化させることができるので、波面補正デバイスとして使用可能である。
【００３０】
（実施形態２）
図４及び図５を参照して、本発明に係る実施形態２の可変形状ミラー１０について説明する。図４（ｃ）は、可変形状ミラーの平面図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、平面図である図４（ｃ）のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面図である。可変形状ミラー１０は、ミラー部（ミラー基材）１１、第１のアクチュエータアレイ２０、及び第２のアクチュエータアレイ３０を有する。ミラー部１１は、接続部であるポスト４０と周縁接続部４１を介して、第１のアクチュエータアレイ２０と接続されている。第２のアクチュエータアレイ３０は、ポスト５０と周縁接続部５１を介して、第１のアクチュエータアレイ２０と接続されている。なお、図４（ｃ）において、ポスト４０と周縁接続部４１は、ミラー基材１１の裏面側にあるため点線で表示されている。
【００３１】
ポスト４０は、絶縁層２６を介して第１のアクチュエータアレイ２０の可動部２４と接続されており、周縁接続部４１は、絶縁層２６を介して第１のアクチュエータアレイ２０の周辺固定部４２と接続されている。ポスト５０は、絶縁層３６を介して第２のアクチュエータアレイ３０の可動部３４と接続されており、周縁接続部５１は、絶縁層３６を介して第２のアクチュエータの周辺固定部５２と接続されている。図４（ｃ）の可変形状ミラー１０は、連続する反射面を有する１つのミラー基材１１に、７個の可動部２４を有する第１のアクチュエータアレイ２０が接続されている。図４（ａ）に示すように、第１のアクチュエータアレイ２０のそれぞれの可動部２４の裏面には、第２のアクチュエータアレイ３０の７個の可動部３４が同軸上において接続されている。例えば、この同軸上に接続されるときの第１のアクチュエータアレイ２０と第２のアクチュエータアレイ３０の位置合わせ精度は、±０．５μｍ以内であるため、アクチュエータの図４（ａ）の上下方向（反射面に対して垂直な方向）の駆動には殆ど影響を及ぼさない。即ち、垂直な方向の駆動において、水平方向のずれ変位を殆ど生じさせない。なお、図４において、２１、３１はシリコンハンドル層、２２、３２はボックス層、２３、３３はＳＯＩ層である。
【００３２】
可変形状ミラー１０は、第１及び第２のアクチュエータを有することで、ミラー基準面に対して垂直な方向において、プラス・マイナス２方向に駆動可能である。つまり、上下方向にずれて同軸的に接続された第１のアクチュエータと第２のアクチュエータを含むアクチュエータが複数設けられ、アクチュエータの各々が接続部を介してミラー基材に接続されることで、プラス・マイナス２方向に駆動可能である。これについて、以下に図を用いて詳細に説明する。第１のアクチュエータアレイ２０は、図４（ａ）に示すように固定部２５と周辺固定部４２と可動部２４とが、弾性体２９で接続された構成を有している。弾性体２９と、固定部２５、周辺固定部４２及び可動部２４とのそれぞれの間には、絶縁層２２が配置され、これらを互いに電気的に絶縁している。また、第１のアクチュエータアレイ２０は、図４（ｂ）に示すように可動部２４に接続された可動櫛歯電極２７と、固定部に固定的に接続された固定櫛歯電極２８を有している。非駆動時に、ミラー基材１１のミラー面に対して垂直な方向において、可動櫛歯電極２７の表面高さ位置は、ミラー面側から見て、固定櫛歯電極２８の表面高さ位置よりも上側（ミラー面に近い側）にある構成となっている。
【００３３】
次に、第２のアクチュエータアレイ３０は、図４（ａ）に示すように固定部３５と周辺固定部５２と可動部３４とが、弾性体３９で接続された構成を有している。弾性体３９と、固定部３５、周辺固定部５２及び可動部３４とのそれぞれの間には、絶縁層３２が配置され、これらを互いに電気的に絶縁している。第２のアクチュエータアレイ３０は、可動部３４に接続された可動櫛歯電極３７と、固定部に固定的に接続された固定櫛歯電極３８を有している。非駆動時に、ミラー基材１１のミラー面に対して垂直な方向において、可動櫛歯電極３７の表面高さ位置は、ミラー面側から見て、固定櫛歯電極３８の表面高さ位置よりも下側（ミラー面から遠い側）に位置する構成になっている。
【００３４】
図８は、本実施形態に係る静電櫛歯型アクチュエータの駆動法を示す断面図であり、静電櫛歯型アクチュエータの構造として、簡易的に可動櫛歯電極９０と固定櫛歯電極９１のみを示している。（ａ）の電圧印加直後では、可動櫛歯電極９０と固定櫛歯電極９１にそれぞれ符号が逆の電荷が与えられることで櫛歯電極間に発生した静電引力によって、可動櫛歯電極９０が基板垂直な方向（Ｚ方向）のプラスＺ方向側に変位する。即ち、櫛歯電極間に発生した静電引力によって、可動櫛歯電極９０を支持している可動部（ここでは不図示）を駆動することができる。実施形態１の所で上述したように、この静電引力によって、可動櫛歯電極９０は、固定櫛歯電極９１に近づこうとするが、水平方向（Ｘ方向）に関しては左右に略均等に静電引力を受けるので、垂直な方向の上側にだけ変位することになる。（ｂ）のつり合い状態において、弾性体（ここでは不図示）は、静電引力によって可動櫛歯電極９０が変位する時に、この静電引力と弾性体復元力とが釣り合う位置で可動櫛歯電極９０を停止させる役割を果たす。（ｃ）の電圧開放後では、櫛歯電極間の静電引力が開放されることで、静電引力と弾性体復元力の釣り合いがなくなり、可動櫛歯電極９０には、弾性体復元力が働く。（ｄ）の変位後には、弾性体復元力によって、可動櫛歯電極９０は初期位置に戻る。以上の駆動法は、上述の実施形態１の駆動法と同じである。なお、可動櫛歯電極９０と固定櫛歯電極９１への印加電圧の正負（付与電荷の正負）は、図８とは、逆でも良い。つまり、本実施形態では、可動櫛歯電極と固定櫛歯電極へ印加する電圧に応じて可動部の変位が制御される。
【００３５】
可動櫛歯電極と固定櫛歯電極に電位差を与えた時に働くＺ方向の静電引力Ｆｚは前述の式（１）で表わされる。このため、第１のアクチュエータアレイ２０は、固定櫛歯電極２８がグランドに接地され、複数の可動部２４に個別に接続された配線（不図示）を介して可動部２４に接続された可動櫛歯電極２７に電圧が印加されることで、次のようになる。即ち、ミラー基準面に対して垂直な方向においてミラー基材とは反対側のマイナスＺ方向に、複数の可動部２４が個別に変位する。また、第２のアクチュエータアレイ３０は、固定櫛歯電極３８がグランドに接地され、複数の可動部３４に個別に接続された配線（不図示）介して可動櫛歯電極３７に電圧が印加されることで、次のようになる。即ち、ミラー基準面に対して垂直な方向においてミラー基材側のプラスＺ方向側に複数の可動部３４が個別に変位する。よって、可変形状ミラー１０は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ’断面において、電圧印加しない状態のミラー高さを基準面として、ミラー面に対して垂直な方向のプラス・マイナス２方向に駆動する３つのアクチュエータ６０、７０、８０を有していることになる。従って、可変形状ミラー１０は、ミラー基準面に対して垂直な方向において、ミラー部１１をマイナスＺ方向に変位させる時は第１のアクチュエータアレイ２０が駆動され、プラスＺ方向に変位させる時は第２のアクチュエータアレイ３０が駆動される。こうすることでプラス・マイナス２方向に駆動可能である。
【００３６】
本実施形態に係る可変形状ミラーは、プラス・マイナス２方向に駆動可能であるため、従来と比較して、略半分の駆動量で所望のミラー形状を実現可能である。なお、図４（ｃ）では、連続した反射面を有する可変形状ミラー部１１に７個のアクチュエータが接続された構造を示しているが、これは一例である。アクチュエータの個数を増やすことで、より複雑なミラー面形状を精度良く実現することが可能になる。また、ミラー面に対して垂直な方向における、第１及び第２のアクチュエータアレイの配置は、上述した配置とは逆の配置であってもよい。即ち、ミラー基材１１に第２のアクチュエータアレイが接続され、第２のアクチュエータアレイの裏面に第１のアクチュエータアレイが接続された配置であってもよい。
【００３７】
また、本実施形態に係る、第１及び第２のアクチュエータの可動櫛歯電極と固定櫛歯電極の寸法は、同じでも良く、異なっていても良い。また、本実施形態に係る、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの、ミラー面と平行な面における櫛歯長さ方向は、それぞれ平行な位置関係でも良く、また、直交ないし角度をなす位置関係であっても良い。また、本実施形態に係る、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータでは、可動部が同軸上に配置されるように同じピッチのアレイ構造を示した。しかし、例えば、第１のアクチュエータのアレイピッチが、第２のアクチュエータのアレイピッチの構造の整数倍になるような構成であっても良く、またその逆でも良い。ここでは、例えば、ピッチが整数倍となった可動部は横に広がるがその上の接続部の配置はそのままでよい。また、本実施形態に係る、第１のアクチュエータと第２のアクチュエータのバネ（弾性体）のレイアウトは、ミラー面の垂直な方向にから見て、重なるように配置しても良く、適当な角度をなす点対称の関係に配置しても良い。また、本実施形態に係る第１のアクチュエータと第２のアクチュエータの最大駆動量は、等しくても良く、異なっていても良い。要するに、可動部をプラス・マイナス２方向に十分な精度で駆動するという所期の目的を達成できるならば、第１及び第２のアクチュエータの形態はそれぞれ種々に変更可能である。
【００３８】
（可変形状ミラーの製造方法）
次に、図５を参照しながら本実施形態に係る形状可変ミラーの製造方法について説明する。図５は、図４（ｃ）のＡ−Ａ’断面におけるプロセス断面図である。本実施形態に係る可変形状ミラーの製造方法は、ＳＯＩ基板１のＳＯＩ層（シリコン層）をミラー基材１１として、第１のアクチュエータアレイ２０と第２のアクチュエータアレイ３０からなるアクチュエータに移設するものである。
【００３９】
まず、シリコン層、絶縁体層、及びハンドル層の３層からなる第１基板として、例えばＳＯＩ基板１を準備する。ＳＯＩ基板１は、例えば、シリコンからなるＳＯＩ層１１とハンドル層１３とそれらの間の酸化シリコンからなるＢＯＸ層１２を有している。次に、図５（ｂ）に示すように、ミラー基材１１をミラー基準面に対して垂直な方向のマイナスＺ方向側に変形させるための第１のアクチュエータアレイ２０を準備する。第１のアクチュエータアレイ２０の可動部２４上には、ミラー基材１１との接続部となるポスト４０が形成されており、周辺固定部４２上には、ミラー基材１１の周辺部との接続部４１が形成されている。
【００４０】
次に、図５（ｃ）に示すように、ミラー基材１１をミラー基準面に対して垂直な方向のプラスＺ方向側に変形させるための第２のアクチュエータアレイ３０を準備する。第２のアクチュエータアレイ３０の可動部３４上には、第１のアクチュエータアレイ２０との接続部となるポスト５０が形成されており、周辺固定部５２上には、第１のアクチュエータアレイ２０の裏面との接続部５１が形成されている。次に、ミラー基材１１の元となる第１基板と、第１のアクチュエータアレイ２０を、ポスト４０及び周辺接続部４１を介して接合する。そして、その後に、第１のアクチュエータアレイ２０の裏面に、ポスト５０及び周辺接続部５１を介して第２のアクチュエータアレイ３０の基板を接合する。これにより、第１のアクチュエータアレイ２０の可動部２４と第２のアクチュエータアレイ３０の可動部３４とが、弾性体のＳＯＩ層２３、３３の働きにより、一体的に変位する様に接続される。また、第１のアクチュエータアレイ２０の周辺固定部４２と第２のアクチュエータアレイ３０の周辺固定部５２とが一体的に固定される。
【００４１】
ポスト４０、５０及び周辺接続部４１、５１としては、例えば、Ａｕバンプを用いる。この場合には、ミラー基材１１及び第１のアクチュエータアレイ２０の基板の裏面に、Ａｕパッド（不図示）を設置しておく。そして、これら（ポスト４０及び周辺接続部４１とミラー基材１１のＡｕパッド、ポスト５０及び周辺接続部５１と第１のアクチュエータアレイ２０の基板の裏面のＡｕパッド）をそれぞれ高精度に位置合わせを行いながら接合する。この接合には、例えば、Ａｕ−Ａｕ表面活性化接合法を用いる。この方法は、Ａｒプラズマにより、ＡｕバンプとＡｕパッドの表面を有機物除去によって活性化した後に接合する方法である。なお、本実施形態の接合方法には、常温の表面活性化接合を用いたが、これに限定されることはない。
【００４２】
ここで、ミラー基材１１の元となる第１基板と第１のアクチュエータアレイ２０の基板との接合位置合わせは、次の方法で行う。即ち、第１基板に形成された位置合わせマ−クＬ（不図示）に対して、第１のアクチュエータアレイ２０の基板に形成された位置合わせマ−クＭ（不図示）を位置合わせすることで行う。
【００４３】
さらに、第１のアクチュエータアレイ２０の基板と第２のアクチュエータアレイ３０の基板の接合位置合わせは、次の方法で行う。即ち、図５（ｄ）に示すように、第１基板に形成された位置合わせマ−クＬ（不図示）に対して、第２のアクチュエータアレイ３０の基板に形成された位置合わせマ−クＮ（不図示）を位置合わせすることで行う。上記２つの接合における位置合わせ精度は、±０．５μｍ以下で行うことができるため、複数の可動部２４、３４の組は、それぞれ、高精度に位置合わせされた状態で同軸上に配置されることが可能になる。
【００４４】
次に、図５（ｅ）に示すように、第１基板のＳＯＩ基板１のハンドル層１３及び絶縁体層（ＢＯＸ層）１２を除去する。これにより、第１及び第２のアクチュエータアレイ２０、３０からなるアクチュエータに、ＳＯＩ層からなるミラー基材１１が接続された構造を形成することができる。ハンドル層１３の除去は、例えば、シリコンドライエッチングによって行う。このエッチング終点は、プラズマ発光分光法を用いて制御し、ＳＯＩ基板１のＢＯＸ層１２をエッチストッパ−層として利用する。このシリコンドライエッチングにおいて、エッチストッパ−層のＢＯＸ層１２とハンドル層とのエッチング選択比が高い条件を用いることで、ＢＯＸ層１２がＳＯＩ層１１を保護するため、ＳＯＩ層１１がエッチングされることはない。ハンドル層１３の除去は、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）などによるウェットエッチングで行っても良い。
【００４５】
次に、ＢＯＸ層１２の除去は、例えば、バッファ−ドフッ酸（ＢＨＦ）によるウェットエッチングを用いて行う。この時、ＢＯＸ層１２の下層のＳＯＩ層（ミラー基材）１１は、ＢＯＸ層１２と高いエッチング選択比を有するため、殆どエッチングされない。そのため、ミラー基材１１のダメ−ジがなくＢＯＸ層１２の除去が可能である。ＢＯＸ層１２の除去には、この他に、ベーパーフッ酸によるドライエッチング法を用いても良い。
【００４６】
次に、ミラー基材１１の表面に反射膜を成膜することで、可変形状ミラー１０の反射率を向上させても良い。この反射膜の材料は、例えば、Ａｕであり、密着層として、例えば、Ｔｉを用いると良い。
【００４７】
以上に述べた様に、本実施形態の可変形状ミラーの製造方法は、少なくとも次の工程を含む。即ち、ＳＯＩ層、絶縁体層、及びハンドル層の３層からなる第１基板を用意する工程と、第２基板に複数の第１のアクチュエータを形成する工程と、第３基板に複数の第２のアクチュエータを形成する工程を含む。さらに、製造方法は、ＳＯＩ層の領域の接続部と第１のアクチュエータを接合して、第１基板と第２基板とを接続する工程と、第２基板と第３基板を接続する工程と、第１基板のハンドル層及び絶縁体層を除去する工程を含む。  上記方法は、プラス・マイナス２方向に駆動可能なアクチュエータを有する可変形状ミラーを比較的簡易に形成できるものである。
【００４８】
（第１のアクチュエータ部の製造方法）
図６を用いて、本実施形態に係る可変形状ミラーに好適な、図４に示した第１のアクチュエータアレイ２０の構成及びその製造方法について説明する。第１のアクチュエータアレイ２０は、静電櫛歯型アクチュエータであり、例えば、ミラー基準面に対して垂直な方向のマイナスＺ方向側に変位させるものである。変位のストロ−ク（最大変位量）が比較的小さく、例えば、２０μｍであるが、変位量を細かく制御できる利点がある。
【００４９】
図６（ａ）は、第１のアクチュエータアレイ中の１つの第１のアクチュエータを裏面側から見た平面図である。可変形状ミラーは、図４に示したように複数のアクチュエータからなるアクチュエータアレイを備えているが、図６では１つのアクチュエータ１５１だけを示している。図６（ｂ）〜（ｈ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図６（ａ）に示す構造の製造方法を示す。
【００５０】
第１のアクチュエータ１５１は、可動櫛歯電極１５４、固定櫛歯電極１５５、可動部１５６、弾性体１５７、固定部１５８（１５８ａ、１５８ｂ）によって構成されている。可動部１５６は、弾性体１５７に連結されており、可動櫛歯電極１５４と接続している。さらに、弾性体１５７の一端は固定部１５８ａに固定されている。可動櫛歯電極１５４及び弾性体１５７は可動部１５６の側壁と接続している。可動櫛歯電極１５４は可動部１５６のｙｚ面（ｘ軸に対して垂直な面）に平行な側壁よりｘ方向に伸びており、固定櫛歯電極１５５は固定部１５８ｂのｙｚ面に平行な側壁よりｘ方向に伸びている。つまり、可動櫛歯電極１５４が設けられた可動部１５６の側壁と固定櫛歯電極１５５が設けられた固定部１５８ｂの側壁とは対向しているため、可動櫛歯電極１５４と固定櫛歯電極１５５は互いに向き合うように配置されている。そして、それぞれの櫛歯電極が間隔を隔てて交互に互い違いに並ぶように配置されている。
【００５１】
次に、この第１のアクチュエータ１５１の製造方法について説明する。ここでは、複数のアクチュエータを、ＳＯＩ基板を加工して同時に形成する例を、１つのアクチュエータのみを示して説明する。初めに、図６（ｂ）に示すように、ハンドル層１６０、絶縁層１６１、ＳＯＩ層１６２からなるＳＯＩ基板１５９を用意する。次に、図６（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板１５９の両面に絶縁層１６３（１６３ａ、１６３ｂ）のパターンを形成する。具体的には、熱酸化による酸化シリコン（ＳｉＯ２）を絶縁層１６３として形成した後に、レジストパターン（不図示）を形成し、該レジストパターンをマスクにして、絶縁層１６３をエッチングする。絶縁層１６３のエッチングには、例えばフロン系ガスである四フッ化メタン（ＣＦ４）、二フッ化メタン（ＣＨ２Ｆ２）、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）などによるプラズマエッチングを利用する。これらのフロン系ガスは、単独または他のフロンガスと混合して、更には、アルゴン（Ａｒ）やヘリウム（Ｈｅ）などの不活性ガスと混合して使用され得る。
【００５２】
次に、図６（ｄ）に示すように、コンタクトホールパターン状の貫通電極１６４を形成する。まず、ＳＯＩ基板１５９の裏面にレジストパターン（不図示）を形成し、該レジストパターンをマスクにして、シリコン活性層１６２及びＢＯＸ層１６１をエッチングして貫通孔を形成する。さらに、電極材料となるクロム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）を積層成膜した後、レジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターンをマスクにして、金（Ａｕ）及びチタン（Ｃｒ）をエッチングする。
【００５３】
次に、図６（ｅ）に示すように、櫛歯形状を形成する時のマスクを形成する。ＳＯＩ基板１５９のハンドル層１６０側の表面にレジストパターン１６５を形成し、ハンドル層１６０表面の絶縁層１６３ｂをエッチングしてパターニングする。絶縁層１６３ｂのエッチングには、図６（ｃ）の工程で例示したフロン系ガスによるプラズマエッチングを利用する。
【００５４】
次に、図６（ｆ）に示すように、ハンドル層１６０から可動櫛歯電極１５４及び固定櫛歯電極１５５を形成する。図６（ｅ）で形成したレジストパターン１６５及び絶縁層１６３ｂをマスクにして、ハンドル層１６０をエッチングする工程である。この工程で、ハンドル層１６０をエッチングして、所望の櫛歯形状を形成するためには、ハンドル層の表面に対して垂直な方向のエッチングが可能なＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ−Ｉｏｎ−Ｅｔｃｈｉｎｇ）などを用いる。ＩＣＰ−ＲＩＥを用いることにより、高アスペクトで微細な櫛歯電極構造を形成することができる。
【００５５】
次に、図６（ｇ）に示すように、可動櫛歯電極１５４と固定櫛歯電極１５５の段差を形成する。可動櫛歯電極１５４の段差を形成するために、裏面の絶縁層（ＳｉＯ２）１６３ａをマスクにして、シリコン活性層１６２をエッチングする。そして、エッチングによりパターニングされた活性層１６２をマスクにしてＢＯＸ層１６１をエッチングする。さらに、エッチングによりパターニングされたＢＯＸ層１６１をマスクにして、可動櫛歯電極１５４のシリコン（Ｓｉ）を裏面側から例えば２０μｍの深さにエッチングする。
【００５６】
また、固定櫛歯電極１５４の段差を形成するために、表面のレジストパターン１６５を剥離した後に、表面の絶縁層（ＳｉＯ２）１６３ｂをマスクに、固定櫛歯電極１５４のシリコン（Ｓｉ）を表面側から例えば２０μｍの深さにエッチングする。シリコン（Ｓｉ）層及び絶縁層のエッチングには、図６（ｃ）で例示したフロン系のガスによるプラズマエッチングや、図６（ｅ）で例示したＩＣＰ−ＲＩＥなどを利用する。これらの櫛歯段差形成工程によって、可動櫛歯電極１５４の下面と固定櫛歯電極１５５の上面に段差が形成される。これによって、第１のアクチュエータ１５１では、電圧が印加されると、ミラー基準面に対して垂直な方向において、接続部１７０が裏面側に変位する櫛歯電極構造が形成される。
【００５７】
次に、図６（ｈ）に示すように、ＢＯＸ層（ＳｉＯ２）１１１をエッチングして、固定櫛歯電極１５５と弾性体１５７をリリースする。ＢＯＸ層１６１のエッチングは、例えば、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）によって、ＢＯＸ層１６１を選択的にウェットエッチングする。
【００５８】
なお、上述したアクチュエータ部及びその製造方法は一例であり、これに限定されるものではない。第１のアクチュエータ１５１のアレイ配置は、例えば三角格子状であり、アレイピッチは、例えば８００μｍである。以上説明した製造方法の例では、第１のアクチュエータを、微細なパターンを形成することが可能なフォトリソグラフィ技術を用いて加工している。そのため、一般的な機械加工と比較して、アクチュエータを容易に精度良く形成することができる。
【００５９】
（第２のアクチュエータ部の製造方法）
図７を用いて、本実施形態に係る可変形状ミラーに好適な、図４に示した第２のアクチュエータアレイ３０の構成及びその製造方法について説明する。第２のアクチュエータアレイ３０も、静電櫛歯型アクチュエータであり、例えば、ミラー基準面に対して垂直な方向のプラスＺ方向側に変位するものである。変位のストロ−ク（最大変位量）が比較的小さく、例えば、２０μｍであるが、変位量を細かく制御できる利点がある。
【００６０】
図７（ａ）は、第２のアクチュエータアレイの１つの第２のアクチュエータを裏面側から見た平面図である。なお、可変形状ミラーは、図４に示したように複数のアクチュエータからなるアクチュエータアレイを備えているが、図７では１つのアクチュエータ２０１だけを示している。図７（ｂ）〜（ｈ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’断面図であり、図７（ａ）に示す構造の製造方法を示す。
【００６１】
第２のアクチュエータ２０１と、図６で説明した第１のアクチュエータア１５１との違いは、固定櫛歯電極と可動櫛歯電極の段差構造である。第１のアクチュエータ１５１は、上述した様に、ミラー基準面に対する略垂直な方向おいて、可動櫛歯電極の表面高さ位置が、固定櫛歯電極の表面高さ位置よりも上側（ミラー側）に位置する構造を有している。一方、第２のアクチュエータ２０１は、可動櫛歯電極の表面高さ位置が固定櫛歯電極の表面高さ位置よりも下側に位置する構造を有している。
【００６２】
第２のアクチュエータ２０１は、可動櫛歯電極２０４、固定櫛歯電極２０５、可動部２０６、弾性体２０７、固定部２０８（２０８ａ、２０８ｂ）によって構成されている。可動部２０６は、弾性体２０７に連結されており、可動櫛歯電極２０４と接続している。さらに、弾性体２０７の一端は固定部２０８ａに固定されている。可動櫛歯電極２０４及び弾性体２０７は可動部２０６の側壁と接続している。可動櫛歯電極２０４は可動部２０６のｙｚ面（ｘ軸に対して垂直な面）に平行な側壁よりｘ方向に伸びており、固定櫛歯電極２０５は固定部２０８ｂのｙｚ面に平行な側壁よりｘ方向に伸びている。可動櫛歯電極２０４が設けられた可動部２０６の側壁と固定櫛歯電極２０５が設けられた固定部２０８の側壁とは対向しているため、可動櫛歯電極２０４と固定櫛歯電極２０５は互いに向き合うように配置されている。そして、それぞれの櫛歯が間隔を隔てて交互に互い違いに並ぶように配置されている。これらの構造は、第１のアクチュエータ１５１と同じである。
【００６３】
次に、第２のアクチュエータ２０１の製造方法について説明する。ここでは、複数のアクチュエータを、ＳＯＩ基板を加工して同時に形成する例を、１つのアクチュエータのみを示して説明する。なお、ここでは、図６で示した第１のアクチュエータ１５１の製造方法と異なる部分について説明し、他は省略する。
【００６４】
初めに、図７（ｂ）に示すように、ハンドル層２１０、絶縁層２１１、ＳＯＩ層２１２からなるＳＯＩ基板２０９を用意する。次に、図７（ｃ）に示すように、ＳＯＩ基板２０９の両面に絶縁層２１３のパターンを形成する。具体的には、熱酸化による酸化シリコン（ＳｉＯ２）を絶縁層２１３として形成した後に、レジストパターン（不図示）を形成し、該レジストパターンをマスクにして、絶縁層２１３をエッチングする。絶縁層２１３のエッチングは、図６（ｂ）で示した方法と同様である。
【００６５】
次に、図７（ｄ）に示すように、コンタクトホールパターン状の貫通電極２１４を形成する。まず、ＳＯＩ基板２０９の裏面にレジストパターン（不図示）を形成し、該レジストパターンをマスクにして、シリコン活性層２１２及びＢＯＸ層２１１をエッチングして貫通孔を形成する。さらに、電極材料となるクロム（Ｃｒ）及び金（Ａｕ）を積層成膜した後、レジストパターン（不図示）を形成する。該レジストパターンをマスクにして、金（Ａｕ）及びチタン（Ｃｒ）をエッチングする。
【００６６】
次に、図７（ｅ）に示すように、櫛歯形状を形成する時のマスクを形成する。ＳＯＩ基板２０９のハンドル層２１０側の表面にレジストパターン２１５を形成し、ハンドル層２１０表面の絶縁層２１３ｂをエッチングしてパターニングする。絶縁層２１３ｂのエッチングは、図６（ｃ）で示した方法と同様である。
【００６７】
次に、図７（ｆ）に示すように、ハンドル層２１０から可動櫛歯電極２０４及び固定櫛歯電極２０５を形成する。図７（ｅ）で形成したレジストパターン２１５及び絶縁層２１３ｂをマスクにして、ハンドル層２１０をエッチングする工程である。このハンドル層２１０をエッチングして、所望の櫛歯電極形状を形成する方法は、図６（ｆ）で示した方法と同様である。
【００６８】
次に、図７（ｇ）に示すように、可動櫛歯電極２０４と固定櫛歯電極２０５の段差を形成する。固定櫛歯電極２０５の段差を形成するために、裏面の絶縁層（ＳｉＯ２）２１３ａをマスクにして、シリコン活性層２１２をエッチングする。そして、エッチングによりパターニングされた活性層２１２をマスクにしてＢＯＸ層２１１をエッチングする。さらに、エッチングによりパターニングされたＢＯＸ層２１１をマスクにして、固定櫛歯電極２０５のシリコン（Ｓｉ）を裏面側から例えば２０μｍの深さにエッチングする。また、可動櫛歯電極２０４の段差を形成するために、表面のレジストパターン２１５を剥離した後に、表面の絶縁層（ＳｉＯ２）２１３ｂをマスクに、可動櫛歯電極２０４のシリコン（Ｓｉ）を表面側から２０μｍエッチングする。シリコン（Ｓｉ）層及び絶縁層のエッチングは、図６（ｇ）で示した方法と同様である。これらの櫛歯電極段差形成工程によって、可動櫛歯電極２０４の上面と固定櫛歯電極２０５の下面との間の段差が形成される。これによって、第２のアクチュエータ２０１は、電圧が印加されると、ミラー基準面に対して垂直な方向において、可動部２０６が表面側に変位する櫛歯電極構造が形成される。
【００６９】
次に、図７（ｈ）に示すように、ＢＯＸ層（ＳｉＯ２）２１１をエッチングして、可動櫛歯電極２０４及び弾性体２０７をリリースする。ＢＯＸ層２１１のエッチングは、図６（ｈ）で示した方法と同様である。その他については、第１のアクチュエータの製造方法の所で述べた点と同じである。
【００７０】
（実施形態３：眼科装置）
以上説明した可変形状ミラーを、光学収差を補償する波面補正デバイスとして用いた補償光学システムについて、走査型レーザ顕眼鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｓｃｏｐｅ：以下ＳＬＯ装置と記述する）を例にとって説明する。ＳＬＯ装置とは、光を眼底に照射し、視細胞・網膜神経線維束・血球動態等の観察を可能にする眼科装置である。
【００７１】
本実施形態にかかるＳＬＯ装置の概略構成を図９に示す。光源３０１から出射した光は、単一モード光ファイバー３０２を伝播し、コリメータ３０３を通過して平行光線となる。平行光線は、測定光３０５として光分割手段であるビームスプリッタ３０４を透過し、補償光学システム３２０に導光される。例えばレーザ光を出射する光源３０１の波長は特に制限されるものではないが、特に眼底撮像用としては被験者の眩しさの軽減と分解能維持のために、８００〜１５００ｎｍ程度（例えば、８５０ｎｍ帯以下）が好適に用いられる。補償光学システム３２０は、光分割手段であるビームスプリッタ３０６、波面センサ（収差測定ユニット）３１５、反射型光変調素子をなす可変形状ミラー（波面補正デバイス）３０８および、それらに導光するための反射ミラー３０７−１〜４から構成される。各反射ミラー３０７は、少なくとも被検眼の瞳と波面センサ３１５、可変形状ミラー３０８とが光学的に共役関係になるように設置されている。
【００７２】
補償光学システム３２０を通過した光は、光走査部３０９によって、１次元もしくは２次元に走査される。光走査システム３０９で走査された測定光は、接眼レンズ３１０−１および３１０−２を通して被検眼３１１に照射される。接眼レンズ３１０−１および３１０−２の位置を調整することによって、被検眼３１１の視度にあわせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは接眼部にレンズを用いているが、球面ミラー等で構成しても良い。
【００７３】
被検眼３１１に照射された測定光は眼底（網膜）で反射もしくは散乱される。被検眼３１１の眼底で反射散乱された光は、入射した時と同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ３０６によって一部が反射されて波面センサ３１５に入射し、光線の波面測定に用いられる。波面センサ３１５には、公知のシャックハルトマンセンサを用いることができる。ビームスプリッタ３０６を透過した反射散乱光は、ビームスプリッタ３０４によって一部が反射され、コリメータ３１２、光ファイバー３１３を通して光強度センサ３１４に導光される。光強度センサ３１４に入射した光は電気信号に変換され、画像処理手段３２５にて眼底画像へと加工される。
【００７４】
波面センサ３１５は、制御ユニットである補償光学制御機３１６に接続されており、受光した光線の波面を補償光学制御機３１６に伝える。補償光学制御機３１６は可変形状ミラー３０８に接続されており、ミラー３０８を補償光学制御機３１６から指示された形状に変形する。補償光学制御機３１６は、波面センサ３１５から取得した波面の測定結果を基に、収差のない波面へと補正するようなミラー形状を計算する。そして、可変形状ミラー３０８がその形状を再現するために必要な各櫛歯電極の印加電圧差を算出して、可変形状ミラー３０８へと送る。可変形状ミラー３０８は、補償光学制御機３１６から送られる電位差を可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間に印加し、所定の形状になるようにミラー面を変形させる。
【００７５】
このような波面センサ３１５による波面の測定と、その波面の補償光学制御機３１６への伝達と、補償光学制御機３１６による収差の補正の可変形状ミラーへの指示は、繰り返し処理されて常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。なお、反射型光変調素子をなす可変形状ミラーは、測定光および戻り光の少なくとも一方の波面収差を補正するように設けられればよい。
【００７６】
本実施形態にかかる補償光学システムは、静電櫛歯型アクチュエータがミラー面の垂直な方向においてプラス・マイナス２方向に変位可能であるため、従来と比較して略半分の可変形状ミラーの駆動量で補償光学処理を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１００：可変形状ミラー、１０１：アクチュエータ（第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータ）、１０３：可動部、１０４：第１の可動櫛歯電極（第１電極対）、１０５：第１の固定櫛歯電極（第１電極対）、１０６：弾性体、１０８：第２の可動櫛歯電極（第２電極対）、１０９：第２の固定櫛歯電極（第２電極対）、１１０：反射面、１１１：反射部材（ミラー基材、ミラー部）、１２１：接続部
【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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