(57)【要約】【課題】  可変形状鏡を精度良く駆動すること。【解決手段】  可変形状鏡駆動装置は、反射面２４が形成された変形部２２と、上記変形部２２を固定する電極基板１１と、上記変形部２２と上記電極基板１１にそれぞれ対向して設けられた第１の電極２３と第２の電極１４と、を備える可変形状鏡１０の上記変形部２２を変形させるべく駆動力を発生する増幅器２９と、上記第１の電極２３と第２の電極１４間の静電容量と直列に接続される結合容量３１と、上記第１の電極２３と第２の電極１４間の静電容量と上記結合容量３１との合成容量を検出し、容量値と上記変形部２２の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部２２の変形量を示す変位信号を出力する容量検出器３２と、目標変形量信号と上記容量検出器３２の出力とが一致するように、上記増幅器２９で発生する駆動力を決定する比較器３３及び積分器３４とを備える。【選択図】      図２
2009205005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡と、
上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする可変形状鏡システム。
【請求項２】
上記一対の電極は、上記変形部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記固定部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記補正容量を介して上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の可変形状鏡システム。
【請求項３】
上記一対の電極は、上記変形部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記固定部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記補正容量を介して上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の可変形状鏡システム。
【請求項４】
上記一対の電極は、上記固定部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記変形部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記補正容量を介して上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の可変形状鏡システム。
【請求項５】
上記一対の電極は、上記固定部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記変形部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記補正容量を介して上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の可変形状鏡システム。
【請求項６】
上記可変形状鏡は、更に、上記第１の電極に対向して上記固定部または上記変形部に設置された第３の電極を備え、
上記駆動回路は、上記第３の電極に電位を印加することで、上記変形部を駆動することを特徴とする請求項３または５に記載の可変形状鏡システム。
【請求項７】
上記可変形状鏡は、更に、上記第２の電極に対向して上記固定部または上記変形部に設置された第３の電極を備え、
上記駆動回路は、上記第３の電極に電位を印加することで、上記変形部を駆動することを特徴とする請求項２または４に記載の可変形状鏡システム。
【請求項８】
上記駆動回路は、抵抗器を介して上記第１の電極に接続され、上記第１の電極に電位を印加することで上記変形部を駆動することを特徴とする請求項２または４に記載の可変形状鏡システム。
【請求項９】
上記駆動回路は、抵抗器を介して上記第２の電極に接続され、上記第２の電極に電位を印加することで上記変形部を駆動することを特徴とする請求項３または５に記載の可変形状鏡システム。
【請求項１０】
上記補正容量は、上記変形部と上記固定部の間の静電容量とほぼ同一の容量を有するコンデンサであることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の可変形状鏡システム。
【請求項１１】
反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡の上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする可変形状鏡駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電駆動を用いて反射面の形状を可変できる可変形状鏡とそれを駆動する可変形状鏡駆動装置とからなる可変形状鏡システム、及び、それに用いる可変形状鏡駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体製造技術を利用した所謂ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）技術を適用することにより、静電駆動を用いて反射面の形状を変えることのできる可変形状鏡が注目されている。
【０００３】
このような可変形状鏡においては、所望の反射が得られるように、その反射面の変形量を測定することが求められている。変形量の測定方法としては、例えば、特許文献１に、静電容量の変化を測定する方法が開示されている。
【０００４】
図１０（Ａ）は、上記特許文献１に開示されている従来の可変形状鏡１の構成を示す図である。この可変形状鏡１は、静電引力によって変形する反射面と上部電極２を有する可撓性薄膜３と、該可撓性薄膜３に対向して配置された制御用と容量検出用を兼ねた制御電極４と、を備える。反射面は、上部電極２と制御電極４間に電圧を印加することで発生する静電駆動力によって変形し、この反射面の変形量は、静電容量検出回路５によって、上部電極２と制御電極４間の容量を測定することにより算出する構成となっている。
【０００５】
即ち、上記特許文献１には、検出方法として、図１０（Ｂ）に示されるような構成が開示されている。上記制御電極４に抵抗６を介して定電圧源７より高電圧が印加されており、静電容量検出電極４’に高周波電源８より高周波電圧が印加されると、制御電極４の電位が変化する。この変化が上部電極２を通して静電容量検出回路５で電流変化としてモニタされる。この電流の位相及び振幅により、静電容量即ち反射面の変形量が検出される。
【特許文献１】特開２００２−２２８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１では、反射面の変形量を検出する方法について開示しているが、その検出値を用いて可変形状鏡１の上部電極２と制御電極４間に印加する電圧値をどのように制御するかについては述べられていない。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、反射面の変形量を検出し、その値を用いて電極間に印加する電圧を制御することにより、可変形状鏡を精度良く駆動可能な可変形状鏡システム及び可変形状鏡駆動装置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】
本発明の可変形状鏡システムの一態様は、
反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡と、
上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の可変形状鏡駆動装置の一態様は、
反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡の上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反射面の変形量を検出し、その値を用いて電極間に印加する電圧を制御することにより、可変形状鏡を精度良く駆動可能な可変形状鏡システム及び可変形状鏡駆動装置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】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
（デバイス構造の説明）
まず、本発明の第１実施形態に係る可変形状鏡システムにおける可変形状鏡のデバイス構造を説明する。
【００１３】
図１（Ａ）は、本実施形態の可変形状鏡１０の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のＡ−Ａ’線位置での断面図である。また、図１（Ｃ）は、本可変形状鏡１０の分解図である。
【００１４】
これらの図に示すように、可変形状鏡１０は、電極基板１１とミラー基板１２とから構成されており、それら電極基板１１とミラー基板１２はスペーサ１３を介して固定されている。
【００１５】
上記電極基板１１には、第２の電極１４と第３の電極１５が配置されており、配線１６，１７によって第２の引出し電極１９と第３の引出し電極２０にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１６】
また、上記ミラー基板１２は、支持部２１と変形部２２からなり、支持部２１は、変形部２２を支持すると共にスペーサ１３を介して電極基板１１に固定するときの固定部として用いられる。この場合、上記第２及び第３の電極１４，１５に対向する位置に、ミラー基板１２に形成された変形部２２が来るように固定されている。
【００１７】
更に、このミラー基板１２の第２及び第３の電極１４，１５に対向する面には、金属などの導電性材料が全面に形成されており、第１の電極２３として用いるようになっている。この第１の電極２３が形成された面を裏面として、ミラー基板１２の表面には、上記変形部２２上に金属等を成膜した反射面２４が形成されている。この反射面２４として成膜される材料は、可変形状鏡１０の仕様によっても異なるが、アルミニウム、金、誘電体多層膜を用いる場合が多い。アルミニウムなど酸化性のある金属はさらに、シリコン酸化物などで表面をコーティングする。
【００１８】
上記スペーサ１３は、上記電極基板１１と上記ミラー基板１２との間隔を決めながら固定するために用いられる。このスペーサ１３の材料は、ガラス、シリコン基板といった無機物材料や金属等を用いる場合が多いが、間隔を決めるためのビーズを含む有機接着剤を用いる場合もある。
【００１９】
上記ミラー基板１２の第１の電極２３を電極基板１１上に形成した第１の引出し電極２５に電気的に接続するために、上記ミラー基板１２の支持部２１に設けられた第１の電極２３の一部を接続部２６とし、上記ミラー基板１２を固定する際に、その接続部２６を電極基板１１上に形成された電気接続用導電材２７に電気的に接続させる。これは、金属の圧接によって接続させても良いし、導電性ペースト等で接続させても良い。この結果、ミラー基板１２上の第１の電極２３と電極基板１１上の第１の引出し電極２５は電気的に接続される。
【００２０】
第１の引出し電極２５、第２の引出し電極１９、第３の引出し電極２０から外部の可変形状鏡駆動装置への電気接続は、図示していないが、通常、ワイヤボンディングによって行われる。
【００２１】
（駆動原理の説明）
次に、図２を参照して、上記のような構成の可変形状鏡１０を駆動する可変形状鏡駆動装置２８を説明する。
【００２２】
上記構成の可変形状鏡１０は、静電力によって変形部２２上の反射面２４を変形させる静電駆動方式を採用している。可変形状鏡駆動装置２８は、図２に示すように、増幅器２９によって上記可変形状鏡１０の上記第３の電極１５に電圧を印加し、上記第１の電極２３と上記第３の電極１５との間に電位差を与える。これによって、静電力による引力が発生し、上記可変形状鏡１０では、上記変形部２２と共に上記反射面２４が上記電極基板１１に向かって変形する。
【００２３】
この反射面２４の変形量は、上記第１の電極２３と上記第３の電極１５との間に印加される電位差によって変える事ができる。
【００２４】
上記スペーサ１３の高さによって定まる上記電極基板１１と上記ミラー基板１２との間隔は、上記反射面２４の最大変形量から決定することができ、一般的には、最大変形量の約３倍以上の基板間隔が必要とされる。
【００２５】
（静電容量検出の説明）
上記第１の電極２３と上記第３の電極１５との間に電位差を与えて上記変形部２２が変形すると、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４との間隔（以降、この間隔を「静電ギャップ」と称する）は減少する。そして、この静電ギャップの減少に伴い、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４の静電容量（以降、この第１の電極２３と第２の電極１４の静電容量を「可変形状鏡１０の静電容量」と称する）が増加する。
【００２６】
上記反射面２４の変形量Δｄと上記可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１との関係は、以下の［数１］で表すように、反比例の関係にあり、且つ、変形量Δｄに対して可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１の値は、非線形性を持っている。
【数１】
2009205005.tif 000003
【００２７】
但しここで、εは誘電率、Ａは電極の面積、ｄ０は電極間の間隔の初期値、Δｄは反射面２４の変形量である。
【００２８】
本実施形態に係る可変形状鏡駆動装置２８においては、図２に示すように、上記第１の電極２３には、静電容量を検出するために必要な参照信号を生成する参照信号生成器３０が接続されている。この参照信号生成器３０から上記第１の電極２３に印加される参照信号は、周期性を有する信号であり、例えば正弦波や矩形波、三角波、さらに、周期性の任意波形を用いる場合が考えられる。
【００２９】
また、上記第２の電極１４には、コンデンサである結合容量３１を介して容量検出器３２が接続されている。ここで、上記結合容量３１の容量値Ｃ２を、上記可変形状鏡１０の変形量が０のときの静電容量値、即ち、
【数２】
2009205005.tif 000004
【００３０】
を満たすように設定すると、上記容量検出器３２からは、上記結合容量３１の容量値Ｃ２と上記可変形状鏡１０の電極間の静電容量値Ｃ１が直列に接続された状態に見えるので、検出される合成容量値ＣＴは、
【数３】
2009205005.tif 000005
【００３１】
となる。
【００３２】
上記可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１と、上記結合容量３１が直列に接続された状態の合成容量値ＣＴそれぞれを変形量Δｄに対して級数展開すると、
【数４】
2009205005.tif 000006
【００３３】
となり、下線を引いた変形量Δｄの２次より高次の項が、上記可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１に比べて合成容量値ＣＴの方が小さくなることが判る。よって、上記結合容量３１を用いずに上記第２の電極１４に検出回路を直接接続する場合に比べて、上記結合容量３１を介して接続した場合は２次より高次の項が低減されるので、線形性の良い変位検出を行うことができる。
【００３４】
なお、ここでは上記結合容量３１と上記可変形状鏡１０の静電容量の初期値としたが、それ以外の容量値をとっても非線形性の低減を実現することは可能である。
【００３５】
而して、上記参照信号生成器３１から上記のような参照信号を上記合成容量へ印加し、該合成容量のインピーダンスを上記容量検出器３２で検出するか、合成容量にチャージされた電荷を上記容量検出器３２で検出することで、合成容量値ＣＴを検出できる。そして、上記容量検出器３２は、予め記憶している容量値と上記変形部２２の変形量との関係を基に、上記検出した合成容量値ＣＴに対応する上記変形部２２の変形量を示す変位信号を出力する。
【００３６】
なお、上記参照信号生成器３１からの参照信号は、合成容量検出に使用されるだけでなく駆動力を発生するので、上記参照信号の周波数は、上記変形部２２の駆動可能な周波数帯域よりも十分高くする必要があり、上記変形部２２の高次共振周波数を避けて設定されることが望まれる。
【００３７】
（制御部分の説明）
上記容量検出器３２より出力される変位信号は、比較器３３で、外部より入力される目標変位信号と比較され、その差が変位誤差として積分器３４に対して出力される。積分器３４は、その変位誤差を積分し、積分した結果を上記増幅器２９で増幅し、上記第３の電極１５へ出力する。
【００３８】
以上のような可変形状鏡駆動装置２８の構成により、積分器３４が動作するのに十分な時間が経過した状態では、比較器３３が出力する容量値誤差が０になるように、上記可変形状鏡１０の上記第３の電極１５の電圧が定まる。言い換えれば、目標容量信号と変位信号が一致した状態であり、目標変位信号に相当する変形量が可変形状鏡１０の変形量で得られるように上記第３の電極１５の電圧値が決定される。
【００３９】
以上の構成により、本実施形態に係る可変形状鏡システムによれば、可変形状鏡１０において該可変形状鏡１０の静電容量とほぼ同一の容量を有するコンデンサである結合容量３１を用いることで、可変形状鏡１０の静電容量が持つ非線形性が低減されるので、簡単な回路構成で非線形性補正することができ、線形性のよい制御を行うことができ、延いては、可変形状鏡１０を精度良く駆動可能となる。
【００４０】
また、上記電極基板１１上に第２の電極１４を複数設置し、それぞれに結合容量３１を介して容量検出器３２を接続することで、可変形状鏡１０の複数点の変形量を検出することが可能になる。さらに、第３の電極１５を上記電極基板１１上に複数設置し、それぞれに増幅器２９を接続することで、可変形状鏡１０の変形部２２の変形形状を変えることができる。
【００４１】
（変形例）
なお、本実施形態では、結合容量３１を第２の電極１４と容量検出器３２の間に設置しているが、図３に示すように、結合容量３１を参照信号生成器３０と第１の電極２３との間に接続し、第２の電極１４を変形部２２に、第１の電極２３と第３の電極１５を電極基板上１１に設置することも可能である。この場合、増幅器２９により第３の電極１５に印加された電圧により第２の電極１４との間に発生した電界により静電引力が発生し、変形部２２が変形する。また、上記容量検出器３２と上記参照信号生成器３０の間には、上記結合容量３１と可変形状鏡１０の静電容量とが直列に接続されることとなり、上記容量検出器３２で検出される容量値は、合成容量値ＣＴとなる。よって、上記第１実施形態と同様に、可変形状鏡１０の静電容量の２次より高次の項が低減されるので、簡単な回路構成で非線形性補正することができ、線形性のよい制御を行うことができ、延いては、可変形状鏡１０を精度良く駆動可能となる。
【００４２】
また、以上に述べた実施形態及び変形例において、変形部２２と電極基板１１の電極配置を入れ替えた構成を採ることも可能である。その例として、図２と図３の電極配置を入れ替えた構成をそれぞれ図４と図５に示す。図４の構成では、第３の電極１５に印加された電圧により変形部２２が変形し、第２の電極１４と第３の電極１５が共に動くので、第１の電極２３と第２の電極１４の間の静電容量と結合容量３１の合成容量値ＣＴを検出することで、変形部２２の変形量を検出できる。図５の構成では、第３の電極１５に印加された電圧により変形部２２が変形し、第１の電極２３と第３の電極１５が共に動くので、図４の構成と同様に、第１の電極２３と第２の電極１４の間の静電容量と結合容量３１の合成容量値ＣＴを検出することで、変形部２２の変形量を検出できる。図４と図５の構成におけるその他の動作については、先に述べた通りである。
【００４３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る可変形状鏡システムを説明するが、上記第１実施形態と同様な部分については、その説明を省略する。
【００４４】
本第２実施形態に係る可変形状鏡システムにおいては、可変形状鏡１０は、図６に示すように、変形部２２には第２の電極１４が配置されており、電極基板１１上には第１の電極２３が配置されている。
【００４５】
そして、可変形状鏡駆動装置２８においては、上記可変形状鏡１０の第１の電極２３に、結合抵抗３５を介して増幅器２９の出力が接続されると共に、結合容量３１を介して参照信号生成器３０が接続されている。また、上記可変形状鏡１０の第２の電極１４には、容量検出器３２が接続されており、上記第２の電極１４は該容量検出器３２により零電位もしくは固定電位に固定されている。
【００４６】
上記結合抵抗３５と上記結合容量３１により、増幅器２９から出力される駆動信号に参照信号生成器３０の出力である参照信号が重畳された信号が上記第１の電極２３へ印加される。上記増幅器２９が生成する駆動信号が存在する低周波数帯域では、上記結合容量３１は略開放と見なすことができるので、駆動信号が上記第１の電極２３へ印加される。また、参照信号が存在する高周波数帯域では、上記結合抵抗３５の抵抗値に比べて上記結合容量３１のインピーダンスが十分低くなるので、参照信号が上記第１の電極２３へ印加される。以上をまとめて全周波数帯域について考えると、低周波数の駆動信号と高周波数の参照信号が重畳されて、上記第１の電極２３へ印加されている事と等価となる。
【００４７】
よって、図６の構成の可変形状鏡システムでは、低周波数帯域では、増幅器２９より出力される駆動信号により上記第１の電極２３と上記第２の電極１４間に電位差が生じ、静電力で可変形状鏡１０の変形部２２が変形する。また、高周波数帯域では、上記第１の電極２３に参照信号が印加されて、合成容量のインピーダンスを上記容量検出器３２で検出するか、合成容量にチャージされた電荷を上記容量検出器３２で検出することで、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４間の静電容量と結合容量３１の合成容量値ＣＴを検出できる。
【００４８】
以上のように、結合抵抗３５を用いることで、増幅器２９として高耐圧の演算増幅器などを用いることなく、容易に、高電圧の印加を第１の電極２３に対して行うことが可能になる。
【００４９】
そして、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４に電位差を与えて上記変形部２２が変形すると、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４の間隔（静電ギャップ）が減少し、上記第１の電極２３と上記第２の電極１４の静電容量は増加する。上記反射面２４の変形量Δｄと上記可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１の関係は、上記第１実施形態で記した［数１］で表すように反比例の関係にあり、変形量に対して可変形状鏡１０の静電容量値Ｃ１は非線形性を持っているが、上記第１実施形態と同様の作用により、直列に接続した結合容量３１の影響で可変形状鏡１０の静電容量の２次より高次の項が低減されるので、線形性の良い変位検出を行うことができる。
【００５０】
上記容量検出器３２より出力される変位信号は、比較器３３で、外部より入力される目標変位信号と比較されて、その差が変位誤差として積分器３４に対して出力される。積分器３４は、その変位誤差を積分し、積分した結果を増幅器２９で増幅し、結合抵抗３５経由で上記第１の電極２３へ出力している。
【００５１】
以上の構成により、本第２実施形態に係る可変形状鏡システムによれば、可変形状鏡１０において該可変形状鏡１０の静電容量とほぼ同一の容量を有するコンデンサである結合容量３１を用いることで、可変形状鏡１０の静電容量が持つ非線形性が低減されるので、簡単な回路構成で非線形性補正することができ、線形性のよい制御を行うことができ、延いては、可変形状鏡１０を精度良く駆動可能となる。
【００５２】
（変形例）
なお、図７に示すように、第２の電極１４を電極基板１１に配置し、第１の電極２３を変形部２２に配置する構成でも同様の効果が得られる。
【００５３】
また、図８に示すように、変形部２２に配置した第１の電極２３に参照信号生成器３０を接続し、電極基板１１に配置した第２の電極１４に結合抵抗３５を介して増幅器２９の出力を接続すると共に、結合容量３１を介して容量検出器３２を接続する構成でも同様の効果が得られる。この構成の場合、増幅器２９が生成する駆動信号が存在する低周波数帯域では、結合容量３１は略開放と見なすことができるので、駆動信号は容量検出器３２には印加されず第２の電極１４へ印加される。参照信号生成器３０が生成する参照信号が存在する高周波数帯域では、結合抵抗３５の抵抗値に比べて結合容量３１のインピーダンスが十分低くなるので、容量検出器３２が検出しようとする静電容量を流れる電流信号は結合容量３１を経由して容量検出器３２へ入力される。以上をまとめて全周波数帯域について考えると、低周波数の駆動信号は、容量検出器３２に印加されることなく第２の電極１４へ印加され、第２の電極１４より出力される電流信号は増幅器２９へ流れることなく容量検出器３２に入力されるので、高電圧の印加と静電容量の検出を同一の電極（この場合は第２の電極１４）に対して行うことが可能になる。
【００５４】
また、図９に示すように、第２の電極１４を電極基板１１に設置し、第１の電極２３を変形部２２に設置する構成でも、同様の効果が得られる。
【００５５】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００５６】
（付記）
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
【００５７】
（１）  反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡と、
上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする可変形状鏡システム。
【００５８】
（対応する実施形態）
この（１）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、例えば、反射面２４が上記反射面に、変形部２２が上記変形部に、電極基板１１が上記固定部に、第１の電極２３と第２の電極１４が上記一対の電極に、可変形状鏡１０が上記可変形状鏡に、増幅器２９が上記駆動回路に、結合容量３１が上記補正容量に、容量検出器３２が上記容量検出回路に、比較器３３及び積分器３４が上制御器に、それぞれ対応する。
【００５９】
（作用効果）
この（１）に記載の可変形状鏡システムによれば、静電容量値を用いて変形量を検出し、且つ、静電容量と変形量の関係に存在する非線形性を補正し、線形性の良い制御を行うことができ、延いては、可変形状鏡を精度良く駆動可能となる。
【００６０】
また、補正容量を用いることで、可変形状鏡の静電容量が持つ非線形性が低減されるので、線形性の良い制御を行うことができる。
【００６１】
（２）  上記一対の電極は、上記変形部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記固定部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記補正容量を介して上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする請求項１に記載の可変形状鏡システム。
【００６２】
（対応する実施形態）
この（２）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応し、特に、例えば、図３及び図７の構成が対応する。それらの実施形態において、例えば、第１の電極２３が上記第１の電極に、第２の電極１４が上記第２の電極に、参照信号生成器３０が上記参照信号生成器に、それぞれ対応する。
【００６３】
（作用効果）
この（２）に記載の可変形状鏡システムによれば、変形部が変形したとき、その変形部の変形と共に第１の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００６４】
（３）  上記一対の電極は、上記変形部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記固定部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記補正容量を介して上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする（１）に記載の可変形状鏡システム。
【００６５】
（対応する実施形態）
この（３）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応し、特に、例えば、図２及び図８の構成が対応する。それらの実施形態において、例えば、第１の電極２３が上記第１の電極に、第２の電極１４が上記第２の電極に、参照信号生成器３０が上記参照信号生成器に、それぞれ対応する。
【００６６】
（作用効果）
この（３）に記載の可変形状鏡システムによれば、変形部が変形したとき、その変形部の変形と共に第１の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００６７】
（４）  上記一対の電極は、上記固定部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記変形部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記補正容量を介して上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする（１）に記載の可変形状鏡システム。
【００６８】
（対応する実施形態）
この（４）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応し、特に、例えば、図３及び図６の構成が対応する。それらの実施形態において、例えば、第１の電極２３が上記第１の電極に、第２の電極１４が上記第２の電極に、参照信号生成器３０が上記参照信号生成器に、それぞれ対応する。
【００６９】
（作用効果）
この（４）に記載の可変形状鏡システムによれば、変形部が変形したとき、その変形部の変形と共に第２の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００７０】
（５）  上記一対の電極は、上記固定部に設置された第１の電極と、該第１の電極に対向して上記変形部に設置された第２の電極と、を含み、
上記可変形状鏡システムは、更に、上記第１の電極に接続され、容量検出に使用する参照信号を生成する参照信号生成器を具備し、
上記容量検出回路は、上記補正容量を介して上記第２の電極に接続され、上記第１の電極と上記第２の電極との間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出することを特徴とする（１）に記載の可変形状鏡システム。
【００７１】
（対応する実施形態）
この（５）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応し、特に、例えば、図４及び図９の構成が対応する。それらの実施形態において、例えば、第１の電極２３が上記第１の電極に、第２の電極１４が上記第２の電極に、参照信号生成器３０が上記参照信号生成器に、それぞれ対応する。
【００７２】
（作用効果）
この（５）に記載の可変形状鏡システムによれば、変形部が変形したとき、その変形部の変形と共に第２の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００７３】
（６）  上記可変形状鏡は、更に、上記第１の電極に対向して上記固定部または上記変形部に設置された第３の電極を備え、
上記駆動回路は、上記第３の電極に電位を印加することで、上記変形部を駆動することを特徴とする（３）または（５）に記載の可変形状鏡システム。
【００７４】
（対応する実施形態）
この（６）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１実施形態が対応し、特に、例えば、図２及び図４の構成が対応する。その実施形態において、例えば、第３の電極１５が上記第３の電極に対応する。
【００７５】
（作用効果）
この（６）に記載の可変形状鏡システムによれば、第３の電極に印加された電圧により変形部が変形し、その変形部の変形と共に第１又は第２の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００７６】
（７）  上記可変形状鏡は、更に、上記第２の電極に対向して上記固定部または上記変形部に設置された第３の電極を備え、
上記駆動回路は、上記第３の電極に電位を印加することで、上記変形部を駆動することを特徴とする（２）または（４）に記載の可変形状鏡システム。
【００７７】
（対応する実施形態）
この（７）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１実施形態が対応し、特に、例えば、図３及び図５の構成が対応する。その実施形態において、例えば、第３の電極１５が上記第３の電極に対応する。
【００７８】
（作用効果）
この（７）に記載の可変形状鏡システムによれば、第３の電極に印加された電圧により変形部が変形し、その変形部の変形と共に第１又は第２の電極が動くので、第１の電極と第２の電極の間の静電容量と補正容量の合成容量を検出することで、変形部の変形量を検出できる。
【００７９】
（８）  上記駆動回路は、抵抗器を介して上記第１の電極に接続され、上記第１の電極に電位を印加することで上記変形部を駆動することを特徴とする（２）または（４）に記載の可変形状鏡システム。
【００８０】
（対応する実施形態）
この（８）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第２実施形態が対応し、特に、例えば、図６及び図７の構成が対応する。その実施形態において、例えば、結合抵抗３５が上記抵抗器に対応する。
【００８１】
（作用効果）
この（８）に記載の可変形状鏡システムによれば、抵抗器と補正容量を用いることで、容易に、高電圧の印加を行うことが可能になる。
【００８２】
（９）  上記駆動回路は、抵抗器を介して上記第２の電極に接続され、上記第２の電極に電位を印加することで上記変形部を駆動することを特徴とする（３）または（５）に記載の可変形状鏡システム。
【００８３】
（対応する実施形態）
この（９）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第２実施形態が対応し、特に、例えば、図８及び図９の構成が対応する。その実施形態において、例えば、結合抵抗３５が上記抵抗器に対応する。
【００８４】
（作用効果）
この（９）に記載の可変形状鏡システムによれば、抵抗器と補正容量を用いることで、容易に、高電圧の印加と静電容量の検出を同一の電極に対して行うことが可能になる。
【００８５】
（１０）  上記補正容量は、上記変形部と上記固定部の間の静電容量とほぼ同一の容量を有するコンデンサであることを特徴とする（１）乃至（９）の何れかに記載の可変形状鏡システム。
【００８６】
（対応する実施形態）
この（１０）に記載の可変形状鏡システムに関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。
【００８７】
（作用効果）
この（１０）に記載の可変形状鏡システムによれば、補正容量の容量値を可変形状鏡の静電容量値とほぼ同一にすることにより、補正容量を用いずに電極に検出回路を直接接続する場合に比べて、補正容量を介して接続した場合は２次より高次の項が低減されるので、線形性の良い変位検出を行うことができる。
【００８８】
（１１）  反射面が形成された変形部と、上記変形部を固定する固定部と、上記変形部と上記固定部にそれぞれ対向して設けられた一対の電極と、を備える可変形状鏡の上記変形部を変形させるべく駆動力を発生する駆動回路と、
上記一対の電極間の静電容量と直列に接続される補正容量と、
上記一対の電極間の静電容量と上記補正容量との合成容量を検出し、容量値と上記変形部の変形量との関係を基に、上記合成容量に対応する上記変形部の変形量を示す変位信号を出力する容量検出回路と、
目標変形量信号と上記容量検出回路の出力とが一致するように、上記駆動回路で発生する駆動力を決定する制御器と、
を具備することを特徴とする可変形状鏡駆動装置。
【００８９】
（対応する実施形態）
この（１１）に記載の可変形状鏡駆動装置に関する実施形態は、第１及び第２実施形態が対応する。それらの実施形態において、例えば、反射面２４が上記反射面に、変形部２２が上記変形部に、電極基板１１が上記固定部に、第１の電極２３と第２の電極１４が上記一対の電極に、可変形状鏡１０が上記可変形状鏡に、増幅器２９が上記駆動回路に、結合容量３１が上記補正容量に、容量検出器３２が上記容量検出回路に、比較器３３及び積分器３４が上制御器に、それぞれ対応する。
【００９０】
（作用効果）
この（１１）に記載の可変形状鏡駆動装置によれば、静電容量値を用いて変形量を検出し、且つ、静電容量と変形量の関係に存在する非線形性を補正し、線形性の良い制御を行うことができ、延いては、可変形状鏡を精度良く駆動可能となる。
【００９１】
また、補正容量を用いることで、可変形状鏡の静電容量が持つ非線形性が低減されるので、線形性の良い制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係る可変形状鏡システムにおける可変形状鏡の上面図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）中のＡ−Ａ’線断面図であり、図１（Ｃ）は、可変形状鏡の分解図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る可変形状鏡システムの構成を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る可変形状鏡システムの変形例の構成を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る可変形状鏡システムの別の変形例の構成を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る可変形状鏡システムの更に別の変形例の構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る可変形状鏡システムの構成を示す図である。
【図７】図７は、第２実施形態に係る可変形状鏡システムの変形例の構成を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る可変形状鏡システムの別の変形例の構成を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る可変形状鏡システムの更に別の変形例の構成を示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、従来の可変形状鏡の構成を示す図であり、図１０（Ｂ）は、従来の容量検出回路構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０…可変形状鏡、  １１…電極基板、  １２…ミラー基板、  １３…スペーサ、  １４…第２の電極、  １５…第３の電極、  １７，１８…配線、  １９…第２の引出し電極、  ２０…第３の引出し電極、  ２１…支持部、  ２２…変形部、  ２３…第１の電極、  ２４…反射面、  ２５…第１の引出し電極、  ２６…接続部、  ２７…電気接続用導電材、  ２８…可変形状鏡駆動装置、  ２９…増幅器、  ３０…参照信号生成器、  ３１…結合容量、  ３２…容量検出器、  ３３…比較器、  ３４…積分器、  ３５…結合抵抗。
【図１】
2009205005.tif 000007
【図２】
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【図３】
2009205005.tif 000009
【図４】
2009205005.tif 000010
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2009205005.tif 000014
【図９】
2009205005.tif 000015
【図１０】
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