(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠形状の支持基板、前記支持基板の枠形状の内側に設けられた可動部、前記支持基板と前記可動部との間に設けられ、前記可動部を前記支持基板に接続する第１のトーションバー、前記可動部の主面の周縁に複数巻設された第１の駆動コイル、前記第１の駆動コイルを含む前記可動部の表面に設けられ、前記駆動コイルの巻回間を埋め込み、前記可動部の表面を平坦状にする平滑化層、および前記平滑化層の表面に設けられ光を反射する反射層を備え、前記反射層および前記平滑化層は、前記可動部と前記第１のトーションバーとの接続部の応力集中箇所を除く前記可動部の表面の領域に設けられていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項２】
枠形状の支持基板、前記支持基板の枠形状の内側に設けられた可動部、前記支持基板と前記可動部との間に設けられ、前記可動部を前記支持基板に接続する第１のトーションバー、前記可動部の主面の周縁に複数巻設された第１の駆動コイル、前記第１の駆動コイルを含む前記可動部の表面に設けられ、前記駆動コイルの巻回間を埋め込み、前記可動部の表面を平坦状にする平滑化層、および前記平滑化層の表面に設けられ光を反射する反射層を備え、前記可動部における前記第１のトーションバーとの接続部の応力集中箇所の前記平滑化層にスリットが設けられていることを特徴とするミラーデバイス。
【請求項３】
前記第１のトーションバーの応力集中箇所にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のミラーデバイス。
【請求項４】
前記支持基板の表面に、光の反射率が前記反射層よりも低い被覆層を備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項５】
前記被覆層の光の反射率は、前記被覆層が覆う構成物の反射率よりも低いことを特徴とする請求項４に記載のミラーデバイス。
【請求項６】
前記被覆層は、前記可動部と前記第１のトーションバーとの接続部の応力集中箇所を除く前記可動部の表面の領域に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のミラーデバイス。
【請求項７】
前記可動部の表面に埋め込み部材が設けられ、前記埋め込み部材を含めて前記可動部の表面が前記平滑化層によって平坦状にされていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項８】
前記可動部の、前記反射層が設けられた面とは反対の面に１つ以上の肉抜き箇所が存在することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項９】
前記支持基板が、前記可動部を支持する中間フレームと前記中間フレームの外側に設けられた外側フレームとによって構成され、前記中間フレームと前記外側フレームとの間が、前記第１のトーションバーに対して交差する方向の第２のトーションバーによって接続され、前記中間フレームの主面の周縁に第２の駆動コイルを複数巻設されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項１０】
前記中間フレーム、前記外側フレームの少なくとも１つの表面に、光の反射率が前記反射層よりも低い被覆層を備えたことを特徴とする請求項９に記載のミラーデバイス。
【請求項１１】
前記被覆層が、前記中間フレームと前記第１のトーションバーとの接続部の応力集中箇所を除く前記中間フレームの表面の領域に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のミラーデバイス。
【請求項１２】
前記中間フレームと前記第２のトーションバーとの接続部の応力集中箇所および前記外側フレームと前記第２のトーションバーとの接続部の応力集中箇所の少なくとも一方の応力集中箇所にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のミラーデバイス。
【請求項１３】
前記第２のトーションバーの応力集中箇所にスリットが設けられていることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【請求項１４】
前記中間フレームの、前記反射層が設けられた面とは反対側の面に１つ以上の肉抜き箇所が存在することを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載のミラーデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、ミラーデバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光を利用して物標までの距離を測定する測距システムとしてＬｉＤＡＲ（Light  Detection  And  Ranging）が知られている。このＬｉＤＡＲの測距は、ＴＯＦ（Time  Of  Flight）方式を使用して、発光装置から光が出射されてから物標で反射した反射光を受光装置が受光するまでの時間を計測することで物標までの距離を測定している。
【０００３】
このＬｉＤＡＲにおいて、光を操作する手段として、マイクロマシニング技術を用いて作製されたミラーデバイスが使用されている。ミラーデバイスは、反射体、駆動コイル、トーションバーからなるミラーチップと磁石とから構成されている。ミラーチップは、シリコン基板の一部を薄膜化して形成される。ミラーの角度を制御する基本的な動作原理は、フレミングの左手の法則に基づいている。磁界に直交する方向に駆動コイルを配置して、駆動コイルに電流を流すと駆動コイルに力が加わる。この力をローレンツ力と呼び、その大きさは電流と磁界の強さに比例する。
【０００４】
ミラーは、トーションバーと呼ばれる捩じり棒ばねで支えられている。トーションバーは、ミラーの回転軸であると共に、ミラーの回転を抑制するねじりバネとして作用する。ミラーの周辺の駆動コイルに電流が流れると、ミラーを回転させるトルクと共に、トーションバーによるねじりバネの弾性力が回転の反対方向に働き、二つの力が釣り合ったところでミラーの回転が止まる。駆動コイルに流れる電流の大きさを変えることによってトルクを制御し、ミラーの角度を変化させることができる。
【０００５】
特許文献１に記載されているミラーデバイスは、支持基板が枠形状となっており、駆動コイルに対応する磁界発生部が、支持基板の外部に設けられている。支持基板の枠形状の内側にはトーションバーによって支持された可動部が設けられ、ミラーとしての反射層が可動部の中央に設けられ、この反射層を囲むように可動部の外周部に駆動コイルが設けられている。駆動コイルは、電気配線によって、トーションバーを経由して、支持基板に設けられた端子に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４４７１２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＬｉＤＡＲの検出範囲を広角化、長距離化するためには、発光装置からの光を走査するミラーデバイスの可動部を広角に駆動させると共に、物標で反射した反射光を受光する反射層の面積を拡大することが有効である。しかし、特許文献１のミラーデバイスにおいては、反射層の面積を増加させた場合には、反射層の周辺を取り囲む駆動コイルを含めた可動部の面積が増加することになるため、可動部の重量が増加することになり、可動部の振れ角が小さくなってしまうという問題がある。
振れ角θを大きくする為には慣性モーメントを小さくする必要がある。つまり振れ角の大きさは可動部の重量に反比例し、長距離化と広角化の両立には不向きな構造であるため、いずれか一方を重視した構造とせざるを得ないという問題があった。
【０００８】
本願は、前記問題点に着目してなされたもので、可動部を重量化することなく大きな面積の反射層を実現して、振れ角との両立が可能なミラーデバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願のミラーデバイスは、枠形状の支持基板、前記支持基板の枠形状の内側に設けられた可動部、前記支持基板と前記可動部との間に設けられ、前記可動部を前記支持基板に接続する第１のトーションバー、前記可動部の主面の周縁に複数巻設された第１の駆動コイル、前記第１の駆動コイルを含む前記可動部の表面に設けられ、前記駆動コイルの巻回間を埋め込み、前記可動部の表面を平坦状にする平滑化層、および前記平滑化層の表面に設けられ光を反射する反射層を備え、前記反射層および前記平滑化層は、前記可動部と前記第１のトーションバーとの接続部の応力集中箇所を除く前記可動部の表面の領域に設けられていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本願のミラーデバイスにおいては、第１の駆動コイルを含む可動部の表面を平滑化層によって平坦にして、前記平滑化層の表面に反射層を設けているので可動部全域に反射層を設けることができるので、可動部を重量化することなく大きな面積の反射層を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本願の実施の形態１のミラーデバイスの構成を示す部分分解斜視図である。
【図２】図１のＡ１−Ａ２線による断面図である。
【図３Ａ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図３Ｂ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図３Ｃ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図３Ｄ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図４Ａ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図４Ｂ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図４Ｃ】本願の実施の形態１のミラーデバイスの製造工程図である。
【図５】本願の実施の形態２のミラーデバイスの平面図である。
【図６】本願の実施の形態２のミラーデバイスの平面図である。
【図７】本願の実施の形態３のミラーデバイスの平面図である。
【図８】本願の実施の形態３のミラーデバイスの平面図である。
【図９】本願の実施の形態４のミラーデバイスの平面図である。
【図１０】本願の実施の形態４のミラーデバイスの平面図である。
【図１１】本願の実施の形態４のミラーデバイスの平面図である。
【図１２】本願の実施の形態４のミラーデバイスの平面図である。
【図１３】本願の実施の形態５のミラーデバイスの平面図である。
【図１４】本願の実施の形態６のミラーデバイスの裏面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本願のミラーデバイスを図面に従って説明する。
なお、図は模式的なものであり、機能又は構造を概念的に説明するものである。また、図中、同一符号の部分は、各々同一又はこれに相当するものである。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１のミラーデバイスの部分分解斜視図、図２に可動部のＡ１−Ａ２における断面図を示す。図１および図２に示すようにミラーデバイスは、可動部１とトーションバー２と支持基板３とが一体に構成されている。支持基板３は、枠形状になっている。この枠の形状の支持基板３の内側には、可動部１が設けられている。可動部１の主面は、反射層４により全面を覆われている。反射層４の下層に設けられる駆動コイル５は、電気配線６と電気的に接続されている。支持基板３の周辺には磁界発生部７が設けられ、駆動コイル５に電流を流すことで生じるローレンツ力により、トーションバー２で支持された可動部１が揺動する。
【００１４】
磁界発生部７は、支持基板３の外側に設けられている状態を図示している。しかし、駆動コイル５に磁界がかかるのであれば、ミラーデバイスの裏側に設置するなど、その位置は問わない。磁界発生部７を支持基板３の外周に設置した場合、磁界発生部７から離れるにつれて磁力が低下するため、ローレンツ力を上げるためには、駆動コイル５に極力近づけることが好ましい。
【００１５】
なお、可動部１は、図２に示すように母材８の主面に駆動コイル５を形成し、駆動コイル５により生じる凹凸を平滑化層９によって表面を平坦にして、この平滑化層９の上に反射層４を形成する構造となっている。
【００１６】
従来のミラーデバイスと実施の形態１のミラーデバイスを比較すると、従来のミラーデバイスにおいては、駆動コイル５によって凹凸が生じるため、駆動コイル５の巻設されている領域の内側にだけ反射層４が設けられていたのに対して、この実施の形態１のミラーデバイスでは、駆動コイル５によって生じる凹凸を平滑化層９によって表面を平坦状にして、この表面に反射層を形成しているため、反射層４の面積を大きくすることができるように構成している。このように構成することによって、平滑化層９の分の重量が増加することになる。しかし、母材８の重量が支配的であるので影響は少ない。面積については、従来に比較して、駆動コイル５の表面部分に設けられた反射層の領域分が増加することになる。
【００１７】
例えば、トーションバー２の軸方向を縦として、母材８の寸法を、縦ａを６ｍｍ、横ｂを４ｍｍ、駆動コイル５の巻き数ｎを５回巻き、駆動コイル５の幅Ｌを３０μｍ、隣り合う駆動コイル５の間のスペース１０を５μｍとすると、駆動コイル５が配置されている面積Ｓは、２（Ｌ＋Ｓ）ｎ×｛ａ＋ｂ−２（Ｌ＋Ｓ）ｎ｝になることから、数値を代入すると、約３．４ｍｍ２となる。したがって、従来、ａ×ｂの母材８の面積２４ｍｍ２から３．４ｍｍ２を差し引いた面積２０．６ｍｍ２を使用していたところ、反射層４の面積として、母材８の面積２４ｍｍ２を使用できることになることから、反射層４の面積は、約１６％増加できることになる。
【００１８】
また、従来では母材８の中央部に駆動コイル５を形成できなかったが、平滑化することにより駆動コイル５を母材８の中央まで設けることができ、駆動コイル５の巻き数を増加できるため、結果として駆動力が大きくなりミラーデバイスの振れ角を大きくすることができる。例えば、駆動コイル５の巻き数ｎを５回巻きから１０回巻きに変更した場合、ローレンツ力は２倍となるため振れ角は２倍となる。ただし、厳密に言えば母材８の内側に駆動コイル５を巻くため、コイル長は２周目以降のコイル長は２（Ｌ＋Ｓ）ずつ短くなる。従って、巻き数を２倍にしてもローレンツ力は２倍とはならず、振れ角も２倍とはならない。また、駆動コイル５の巻き数を増加すると、コイル抵抗が増加し、発熱による駆動特性の劣化が懸念される。しかし、これらのことを加味して、最適な巻き数を設定することができる。
【００１９】
次に本実施の形態のミラーデバイスの製造方法を図３Ａから図３Ｄ、および図４Ａから図４Ｃを参照して説明する。
まず、図３Ａに示すようにＳＯＩ基板（Silicon On Insulator）を用意する。このＳＯＩ基板は、シリコンから成る保持基板１１の表面に、酸化シリコンから成るＢＯＸ層１２（Buried Oxide）とシリコンから成る活性層１３とが順に接着された構造を有するものである。ＢＯＸ層１２は、図４Ｃに示すＳＯＩ基板裏面加工時のハードマスクの役割を果たす。各膜厚については、例えば、保持基板１１は５００μｍ、ＢＯＸ層１２は１μｍ、活性層１３は６０μｍとしている。なお、図３Ａから図３Ｄおよび図４Ａから図４Ｃの図は、寸法に拘らず、構成を概略的に表している。
【００２０】
本実施の形態１においては、活性層１３の厚みを、可動部１の母材８の厚みと同じにしている。しかし、例えば図３Ｂに示す工程に移る前に研磨で加工することによって活性層１３の厚みを薄くすることができる。または、エッチング装置、あるいはエッチャント液を用いてエッチング加工することによって、活性層１３の厚みを母材８の厚みにそろえることができるので、この工程においては、可動部１の母材８と活性層１３の厚みが異なっても問題ない。
【００２１】
次に図３Ｂに示すように、熱酸化によりＳＯＩ基板の両面に第１の酸化膜１４を形成する。第１の酸化膜１４はイオン注入時のマスクとして使用される。形成した第１の酸化膜１４は、フォトリソグラフィー技術を用いて選択的に除去される。形成する第１の酸化膜１４の厚みは、例えば０.５μｍとしている。
【００２２】
引き続き、ピエゾ抵抗を形成するためイオン注入等のプロセスを実施する。ピエゾ抵抗を形成した後、図３Ｃに示すようにフィールド酸化膜として第２の酸化膜１５を形成する。これにより素子間の電気的な絶縁をとる。第２の酸化膜１５の膜厚は、例えば１μｍとしている。
【００２３】
続いて図３Ｄのように駆動コイル５と電気配線６とを形成する。駆動コイル５と電気配線６とは、例えばアルミニウムあるいは銅で形成され、厚みは１.８μｍ程度、駆動コイル５のターン間隔は、駆動コイル５の幅Ｌを３０μｍ、駆動コイル５の間のスペース１０を１０μｍ、駆動コイル５の巻き数ｎを１５回としている。
駆動コイル５の間のスペース１０が大きく、次工程で形成する平滑化層９の厚みが小さい場合、駆動コイル５ターン間を埋めた平滑化層９に数十ｎｍ〜数百ｎｍの凹部が生じる。そのため駆動コイル５の間のスペース１０は小さい方が好ましい。例えば駆動コイル５の厚みを３μｍ、平滑化層９の厚みを４μｍ形成したとき、駆動コイル５の間のスペース１０を５μｍから４μｍに変更することで、凹部は０.０３μｍ程度浅くなる。
【００２４】
次に図４Ａに示すように駆動コイル５の形成により生じる母材８の表面の凹凸を軽減するために平滑化層９を形成する。平滑化層９の形成は、例えばスピンコートあるいはスプレーコートにより材料を塗布して、駆動コイル５により生じる段差を埋める。駆動コイル５の形成によって段差が大きく生じる場合には、先に粘度が低く重量の大きい材料を用いると、駆動コイル５の凹凸による段差部に気泡を残さず平滑化し易いことになる。平滑化層９の厚みは、例えば駆動コイル５の間のスペース１０が平滑化され、かつ駆動コイル５の上に、ある程度の膜厚の平滑化層９が成膜されることが望ましい。
【００２５】
ここでいうある程度の膜厚とは、駆動コイル５と反射層４の絶縁の役割を果たすことを意味する。さらに、平滑化層９は、駆動コイル５を保護するための保護層の役割も果たす。
【００２６】
平滑化層９の材料としては、例えば、エポキシ樹脂あるいはアクリル樹脂が挙げられる。平滑化処理を実施する工程として、例えば平滑化材料を塗布した後に、レジストを塗布して駆動コイル５上に形成した平滑化層９を選択的にエッチングする工程を複数回実施しても良い。また、平滑化材料を塗布した後に研磨により駆動コイル５の上に付着した結果、凸状になった個所をエッチバックする方法を用いても良い。または、あらかじめトレンチを形成し、そこに金属を埋め込み、研磨によるエッチバックする方法を用いても良い。
【００２７】
次に図４Ｂに示すように反射層４を形成する。反射層４は、使用する光の波長に対して高い反射率を有する金属薄膜が望ましい。金属薄膜の材料としては、例えば、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属薄膜が用いられる。
【００２８】
次に、図４Ｃに示すように、活性層１３、ＢＯＸ層１２および保持基板１１をエッチングして可動部１の領域ａと、トーションバー２の領域ｂと、支持基板３の領域ｃとを作製し、完成品のミラーデバイスが得られる。なお、保持基板１１をエッチングする場合には、裏面から行う。
【００２９】
可動部１の外形寸法は、トーションバー２の軸方向を縦とすると、例えば、縦６ｍｍ、横４ｍｍ、厚みは６０μｍとしている。またトーションバー２の外形寸法は、例えば、長さ１ｍｍ、幅２００μｍとしている。ここでは可動部１は、長方形をしているが、例えば多角形、円形、あるいは楕円形としても良い。
【００３０】
本実施の形態の各構成は、以上に述べた構成に限定されるものではなく、駆動コイル５の形成によって生じる凹凸を平滑化処理し、その上層に反射層４を設けるという条件を満たす限り、いかなる外形寸法であっても同様の効果が得られることは言うまでもない。実施の形態２以降における製造方法の工程は、実施の形態１と同一工程であるため、説明を省略し、相違しているところについて説明する。
【００３１】
実施の形態２．
ミラーデバイスを駆動した際に、ねじり変形により発生する応力は、トーションバー２の中心付近、および可動部１とトーションバー２との結合部の隅付近で高い値を示している。なお、トーションバー２の中心付近に見られる高い値は、主としてせん断応力によるものであり、可動部１とトーションバー２との結合部の隅付近に見られる高い値は主として引張応力によるものである。この応力の大きさは、ミラーデバイスの振れ角、あるいは平滑化層９に使用する材料および膜厚によってある程度は変化する。一般的にこの種のミラーデバイスは長時間繰り返し運動を行うため、これらの箇所には応力が繰り返し作用する。その結果、応力の集中する箇所に平滑化層９を形成している場合には平滑化層９にクラックが生じ、さらにはミラーデバイスの駆動に悪影響を与える恐れがある。特に、実施の形態１に示しているように、可動部１の中央まで駆動コイル５を設け、駆動コイル５の巻回間の凹凸を平滑化層９で埋めこむことによって、可動部１の表面を平坦状にする場合、わずかではあるが重量が増加するため、ねじり変形による応力について配慮する必要がある。実施の形態２では、実施の形態１における可動部１とトーションバー２との結合部の隅付近を応力集中箇所として、応力集中による不具合に対応している。
【００３２】
実施の形態２のミラーデバイスの平面図を図５、図６に示す。なお、以下の平面図においては、ミラーデバイスの磁界発生部７は省略している。
図５は、可動部１とトーションバー２との結合部付近の応力集中箇所１６に対応するため、可動部１に反射層４と平滑化層９とを設けない領域を設定していることを示している。また図６は、可動部１とトーションバー２との結合部の隅付近の応力集中箇所１６に相当する領域の平滑化層９に複数のスリット１７を形成していることを示している。図６に示したスリット１７は、幅をＬｉＤＡＲに用いるレーザー波長より小さい形状をしている。このようにすることで、光は回折限界により、光の送信及び受光時の回折を低減できる。図５に示すように応力集中箇所１６に平滑化層９を形成しないようにすることによって応力集中による歪が緩和される。すなわち、平滑化層９および反射層４が設けられていない領域を設けることによって応力による膜剥がれ防止、ミラーの反り軽減による光学特性の向上を得ることができる。また、図６に示すように、応力集中箇所１６の平滑化層９に複数のスリット１７を設けることによって応力集中を緩和することができる。
【００３３】
反射層４と平滑化層９とを設けない応力集中箇所１６は、例えば図４Ｃに示した反射層４を形成した後に、フォトリソグラフィー技術を用いて選択的に除去することで形成する。また図４Ｂに示した平滑化層９を形成した後に、下地に駆動コイル５がない箇所にスリット１７を形成してもよい。このようにすることで、次工程で形成する反射層４と駆動コイル５とが電気的に接続されることを防ぐことができる。なお、スリット１７は、トーションバー２と平行に形成する必要はない。例えば、スリット１７を、円弧形状として離散的に分布させても良い。
【００３４】
実施の形態３．
実施の形態３の一例を図７に示す。図７は、トーションバー２の主面と、支持基板３の主面に被覆層１８を備えた構造をしている。実施の形態３では実施の形態１に対してトーションバー２と支持基板３に形成された電気配線６（図５および６に示している）を被覆層１８で被覆することでミラーデバイスの光学特性と耐環境性を向上させる。
被覆層１８は、例えば図４Ｂ、図４Ｃで示したように、平滑化層９または反射層４を形成した後に作製する。
被覆層１８は、反射層４の周辺の構成物の中で相対的に表面積の大きな、支持基板３および支持基板３に形成された電気配線６の表面に、反射層４と比較して反射率の低い被膜を形成することで、不要な光の反射を低減し、ミラーデバイスの光学特性を向上させることができる。すなわち、図４Ｃに示すように、可動部１の領域ａと、トーションバー２の領域ｂと、支持基板３の領域ｃとを作成した状態では、駆動コイル５への電気配線がむき出しになる。この電気配線の反射率は、反射層４の反射率と同様に高く、電気配線の反射を誤検出する原因になり得る。このため、高い反射率の構成物を被覆層１８によって覆うように構成している。被覆層１８として、例えば反射率の低いカーボンブラックを反射層４以外の箇所に形成することによって、反射層４の識別を正確に行うことができ、ミラーデバイスの光学特性を向上させることができる。なお、被覆層１８を限られた領域の表面にのみ設ける場合には、マスクを用いて、被覆する領域を設定することができる。
【００３５】
被覆層１８を設けて、更に実施の形態２において示した応力集中への対応を重ねて行うことができる。すなわち、図８に示すように、実施の形態２で示した応力によるクラックが生じる懸念がある箇所、例えば、可動部１とトーションバー２との接続部の応力集中箇所、およびトーションバー２と支持基板３との接続部の応力集中箇所のそれぞれにスリット１７を形成することによって、実施の形態１の実施によって生じる不都合を解消することができる。
【００３６】
実施の形態４．
実施の形態４の一例を図９に示す。図９は、ミラーデバイスの主面を示した平面図である。実施の形態４のミラーデバイスは、支持基板３が、中間フレーム２２と外側フレーム３０とによって構成され、可動部１は第１のトーションバーとしての内側トーションバー２０によって中間フレーム２２に接続され、中間フレーム２２は第２のトーションバーとしての外側トーションバー２３によって外側フレーム３０に接続されている。すなわち、母材８の上に内側駆動コイル１９と平滑化層９と反射層４が順に形成された可動部１を内側トーションバー２０で中間フレーム２２に支持し、内側トーションバー２０の他端は、第２の駆動コイルとしての外側駆動コイル２１が設けられた中間フレーム２２の内周に接続され、中間フレーム２２の外周は、内側トーションバー２０と交差する向きに設けられた外側トーションバー２３によって支持され、外側トーションバー２３の他端は支持基板３の外側フレーム３０に接続された構造をしている。
【００３７】
内側駆動コイル１９は、第１の電気配線２４と接続され、内側トーションバー２０と中間フレーム２２と外側トーションバー２３を経由して外側フレーム３０まで接続され、外側駆動コイル２１は、第２の電気配線２５と接続され、外側トーションバー２３を経由して外側フレーム３０まで接続される。外側フレーム３０の外部には磁界発生部７を備え、内側駆動コイル１９と外側駆動コイル２１に電流を流すことにより内側トーションバー２０と外側トーションバー２３が捩じれ、可動部１が揺動する。実施の形態４は、実施の形態１に対してトーションバー２の数を増加することにより２軸駆動でき、例えばリサージュスキャン、あるいはラスタースキャンといった動作が可能となる。
【００３８】
可動部１は、内側トーションバー２０と外側トーションバー２３の動きに連動し、中間フレーム２２は外側トーションバー２３の動きに連動する。従って可動部１と中間フレーム２２は別の方向を向く場合がある。外側駆動コイル２１が露出していると受信光が外側駆動コイル２１で反射し、本来向いていない方向の光を光検出器（図示していない）へ送ることとなり、誤検出する可能性がある。そのため、平滑化層９あるいは被覆層１８で外側駆動コイル２１を覆うことにより反射量を低減し、光検出器による誤検出を減らすことができる。
【００３９】
実施の形態４に示した構造のミラーデバイスは、図３Ａから図３Ｄおよび図４Ａから図４Ｃで示した製造方法で作製することができる。
実施の形態４のミラーデバイスの構造に実施の形態２に示した応力集中への対応を組み合わせることができる。例えば、実施の形態２の図５の構成と実施の形態４の図９の構成とを組み合わせて、図１０に示すように、可動部１と内側トーションバー２０との結合部付近の応力集中箇所１６に反射層を設けないように構成する。または、実施の形態２の図６の構成と実施の形態４の図９の構成とを組み合わせて、図１１に示すように、可動部１と内側トーションバー２０との結合部付近の応力集中箇所１６にスリットを設ける構成とすることができる。
さらに、実施の形態４のミラーデバイスの構造に実施の形態３に示した被覆層１８の構成を組み合わせて、応力集中する箇所に被覆層１８を形成しない領域を設けることができる。また、図１２に示すように、可動部１、内側トーションバー２０、中間フレーム２２、外側トーションバー２３、外側フレーム３０において、応力集中する箇所に、スリット１７を設け、反射層４以外の部分を被覆層１８によって覆うように構成することによって、実施の形態３と実施の形態４による効果を達成することができる。
【００４０】
実施の形態５．
実施の形態５の一例を図１３に示す。図１３は、可動部１の断面図である。実施の形態５は、実施の形態１から３に示した駆動コイル５または実施の形態４で示した内側駆動コイル１９が形成されていない可動部１の中央部に駆動コイル５または内側駆動コイル１９と接続されていないダミー箇所２６を備えた構造をしている。実施の形態１における製造方法で説明したように、駆動コイル５の間のスペース１０が大きい場合には、平滑化層９に生じる凹部が大きくなる。
【００４１】
凹部を生じさせないためには平滑化層９を厚めに形成する方法があるが、平滑化層９の厚みが大きすぎる場合は、可動部１の重量が大きくなり、振れ角を低減する恐れがある。そのため、埋め込み部材としてダミー箇所２６を設ける。特に、可動部１の中央まで駆動コイル５を設けない場合には、可動部１の中央部に対して可動部１の周縁部が駆動コイル５の存在によって高くなる。このため、可動部１の中央部が凹むことになる。この凹みを無くするために、ダミー箇所２６を設ける。例えば、ダミー箇所２６を設けることによって、２.５ｍｍの長さのスペースが存在した場合に生じるはずであった１.８μｍの凹部を０．０４μｍに低減できる。この凹部については、ダミー箇所２６の厚さおよび平滑化層９に使用する材料の粘度あるいは形成する膜厚によって設定することができる。このダミー箇所２６は、所望のパターンを形成できる材料であれば、いかなる材料でも良い。なお、この埋め込み部材としてダミー箇所２６を設けることは、実施の形態１においても同様に実施でき、同様の効果がある。
【００４２】
実施の形態６．
実施の形態６の一例を図１４に示す。図１４は、ミラーデバイスの裏面、すなわち、反射層４が形成されている面とは反対の面の形状を示している。図１４では可動部１の裏面に複数の肉抜き箇所２７を形成している。これにより実施の形態６は実施の形態１に対して軽量化でき、また肉抜き箇所２７を設けない箇所を作ることにより反りが生じにくいミラーデバイス構造とすることができる。可動部１の裏面に形成する肉抜き箇所２７は、例えば図４Ｃに示した工程、すなわち裏面形状を加工する工程で同時に形成できる。また実施の形態４に示したミラーデバイスにおいて、中間フレーム２２に肉抜き箇所２７を形成してもよい。これにより、中間フレーム２２を軽量化でき、ミラーデバイスの第２軸側の振れ角を大きくすることができる。中間フレーム２２の裏面に形成する肉抜き箇所２７も例えば、図４Ｃに示した工程、すなわち裏面形状を加工する工程で同時に行うことで形成できる。形成する肉抜き箇所２７は、例えば帯状，マトリクス状，ハニカム状など様々なパターンで作製される。
【００４３】
本願は、様々な例示的な実施の形態が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【００４４】
１  可動部、２  トーションバー、３  支持基板、４  反射層、５  駆動コイル、
６  電気配線、７  磁界発生部、８  母材、９  平滑化層、１０  スペース、
１１  保持基板、１２  ＢＯＸ層、１３  活性層、１４  第１の酸化膜、
１５  第２の酸化膜、１６  応力集中箇所、１７  スリット、１８  被覆層、
１９  内側駆動コイル、２０  内側トーションバー、２１  外側駆動コイル、
２２  中間フレーム、２３  外側トーションバー、２４  第１の電気配線、
２５  第２の電気配線、２６  ダミー箇所、２７  肉抜き箇所、３０  外側フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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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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