(57)【要約】本発明は、基板に接続された支持手段が変位することにより、機能素子が動作位置と退避位置との間で変位するよう構成されたマイクロデバイスに関し、支持手段を一端が前記基板に固定された固定端とすると共に、能動素子が配設される他端を自由端とした片持ち梁構造とし、かつ、この支持手段の少なくとも一部にバネ部を形成することにより、小さな応力で能動素子を大きく変位可能な構成とする。
2003020633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に接続された支持手段が変位することにより、機能素子が動作位置と退避位置との間で変位するよう構成されたマイクロデバイスにおいて、
前記支持手段を一端が前記基板に固定された固定端とすると共に、前記能動素子が配設される他端を自由端とした片持ち梁構造とすると共に、
該支持手段の少なくとも一部にバネ部を形成したことを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項２】
根元部分から先端部分にかけての断面中心を通る軸経路が前記根元部分から前記先端部分にかけての直線距離よりも長い湾曲形状を有するとともに、前記先端部分において機能素子を動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で変位可能に支持し、前記機能素子が前記退避位置に変位する際に、前記退避方向側の面に圧縮応力が働き前記退避方向の反対側の面に引張応力が働くように変形する可撓性の板状部を有してなる支持手段と、
前記支持手段を前記退避方向側に変形させることによって、前記機能素子を前記動作位置から前記退避位置に変位させる駆動手段と
を備えるマイクロデバイス。
【請求項３】
前記支持手段は、前記退避方向に垂直な基準面内で湾曲していることを特徴とするクレーム２記載のマイクロデバイス。
【請求項４】
先端部分において０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される一対の前記支持手段からなり、一対の先端部分の連結箇所で前記機能素子を支持することを特徴とするクレーム３記載のマイクロデバイス。
【請求項５】
前記支持手段は、前記根元部分において、前記基準面内で湾曲を繰り返すバネ部を有することを特徴とするクレーム３記載のマイクロデバイス。
【請求項６】
光路上の所定位置に配置される端末をそれぞれ有する複数の導波手段をさらに備え、前記機能素子は、複数の前記端末間で光路を切り換えるための光学素子であり、前記支持手段は、前記光学素子を前記光路上の前記動作位置と、前記光路上から外れた前記退避位置との間で進退可能にすることを特徴とするクレーム２乃至５のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。
【請求項７】
前記駆動手段は、静電気力を利用して動作し、前記支持手段に固定される第１電極と、当該第１電極に対向配置される第２電極とを有することを特徴とするクレーム２乃至６のいずれか１項に記載のマイクロデバイス。
【請求項８】
自由端部に機能素子が設けられると共に固定端部が支持基板に固定された片持ち梁状の支持手段と、
支持基板に形成された凹部内に駆動用電極を有しており、該電極に電圧印加／解除することにより前記支持手段を退避位置と動作位置との間で変位させる駆動手段とを具備するマイクロデバイスであって、
前記自由端部と前記固定端部との間に、前記駆動電極と対向するよう配設された被駆動電極を設けたことを特徴とするマイクロデバイス。
【請求項９】
前記支持手段にバネ部を形成すると共に、
前記被駆動電極を前記バネ部に対して前記自由端部側に配設したことを特徴とするクレーム８記載のマイクロデバイス。
【請求項１０】
前記被駆動電極と前記駆動電極との距離が、自由端部と凹部の底との距離よりも短いことを特徴とするクレーム８または９記載のマイクロデバイス。
【請求項１１】
先端部分において０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される一対の片持梁からなり、一対の先端部分の連結箇所において機能素子を、動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で変位可能に支持する支持手段と、
前記支持手段を前記退避方向側に変形させることによって、前記機能素子を前記動作位置から前記退避位置に変位させる駆動手段と
を備えるマイクロデバイス。
【請求項１２】
前記能動素子をミラーとすると共に、該ミラーの反射面が前記一対の片持ち梁がなす角度の二等分線に沿うよう構成したことを特徴とするクレーム１１記載のマイクロデバイス。
【請求項１３】
前記機能素子を固定するとともに静電気力によって変位する可動板と、
根本部分から前記可動板の全外周の外側に沿って延び、先端部分で前記可動板の周囲に設けた連結箇所に連結される可撓性の支持手段と
を備えるマイクロデバイス。
【請求項１４】
機能素子を動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で進退可能に支持するための可撓性の板状部を有してなる支持手段を備えるマイクロデバイスの製造方法であって、
前記板状部の一方の面側から当該板状部中に所定のエッチストップ物質をドープする工程と、
前記板状部の他方の面側から当該板状部をエッチングする工程と
を備えるマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１５】
機能素子が設けられると共に変位して該機能素子を移動させる変位部と、該変位部を保持する保持部とを有してなるマイクロデバイスの製造方法において、
バルク状の基板に対してエッチストップ物質をドープすることにより、エッチングを止める所定濃度以上の濃度にエッチストップ物質がドープされた第１のバルク層と、エッチングを止める所定濃度未満の濃度でエッチストップ物質がドープされた第２のバルク層とを該基板内に形成する工程と、
前記第１のバルク層をエッチストップ物質とし、前記第２のバルク層を第１のバルクマイクロマシニングにより加工して前記保持部を形成する工程と、
前記第１のバルク層を第２のバルクマイクロマシニングにより加工し、変位部を形成する工程とを有することを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１６】
前記基板が単結晶シリコンであることを特徴とするクレーム１５記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１７】
前記第１のバルクマイクロマシニングとして、結晶異方性エッチングを用いたことを特徴とするクレーム１５または１６記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１８】
前記第１のバルクマイクロマシニングとして、反応性イオンエッチングを用いた後、結晶異方性エッチングを用いることを特徴とするクレーム１５または１６記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項１９】
前記第２のバルクマイクロマシニングとして、反応性イオンエッチングを用いたことを特徴とするクレーム１５乃至１８のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２０】
前記エッチストップ物質が第ＩＩＩ族元素であることを特徴とするクレーム１５乃至１９のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法。
【請求項２１】
前記第２のバルク層を加工して前記保持部を形成する際、前記第２のバルク層から前記機能素子を同時形成することを特徴とするクレーム１５乃至２０のいずれか１項に記載のマイクロデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ミラー等の光学素子を変位させて光路を切り換えるタイプの光スイッチその他のマイクロデバイス、及びかかるマイクロデバイス製造方法に関する。
背景技術
微細構造のパーツを集積して形成したマイクロデバイスは、例えば光スイッチ、ラブ・オン・チップ、マイクロ・クロマトグラフィ・デバイス、マイクロポンプ、パワーＭＥＭＳパーツ等として、各種分野での応用が期待されている。
上記のようなマイクロデバイスのうち、例えば光スイッチは、光通信関連機器、分けても波長多重通信（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＤＷＤＭ）関連機器への需要が高まっている。
ここで、光スイッチの構造は、機械式及び非可動式の２種類に大別できる。機械式としては、光ファイバ自体の位置を切り換えてスイッチするファイバ切り換え方式と、光ファイバの位置を固定しミラーの出し入れなどによって光路を切り換える反射型とがある。上記のような機械式の光スイッチでは、光ファイバ或いはミラーの動作は電磁力或いは形状記憶合金などを用いてなされており、一般に応答は遅い。
一方、非可動式の光スイッチは、一般に導波路を用いており、伝送波長以下まで隣接ファイバーを近づけ、その間の光の浸み出しによって電磁エネルギが一方のファイバーから他方のファイバーへ移る結合器の特性を利用している。上記のような非可動式の光スイッチでは、スイッチ損失等を低く抑えることができるが、隣接ファイバー間のクロストークが大きくなる問題がある他、大規模化を図る場合には、Ｎｏｎ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ構成を取る必要性から非常に多数のスイッチ・エレメントを並べる必要が生じ、サイズの肥大化を免れない。
一方、大規模スイッチとして実用化の目処が立っているものに、アナログ・ミラー方式やバブル・スイッチ方式があるが、何れも、製作には非常に高度な３次元微細加工技術が必要とされ、大量生産向きではない。
その他、特開２０００−２５８７０２号公報には、光路切り換え用のミラーを矩形の可動電極板で支持するタイプの光スイッチであって、可動電極板の各辺の中央からジグザクに折り返す支持体が四方に延びる構造となっている光スイッチが開示されている。このような光スイッチは、比較的簡単な構造を有し制作も比較的簡単であるが、このように四方に延びる支持体の存在によって光スイッチのサイズが増大せざるを得ず、集積度を高めることができない。しかも、四方に延びる支持体は、可動電極板の昇降の変位量すなわちストロークを十分に確保するため、その弾性を小さくする必要があるが、四方に延びる支持体を単に長くしてその弾性を小さくしたのでは、光スイッチのサイズを大型化することになってしまう。
発明の開示
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決する、マイクロデバイス及びその製造方法を提供することを総括的な目的としている。
本発明のより詳細な目的は、、構造や加工が比較的簡単で、高い集積度を可能にする小型の光スイッチ等のマイクロデバイスを実現することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明に係るマイクロデバイスは、基板に接続された支持手段が変位することにより、機能素子が動作位置と退避位置との間で変位するよう構成されたマイクロデバイスにおいて、前記支持手段を一端が前記基板に固定された固定端とすると共に、前記能動素子が配設される他端を自由端とした片持ち梁構造とすると共に、該支持手段の少なくとも一部にバネ部を形成したものである。
上記マイクロデバイスでは、支持手段を一端を基板に固定して固定端とすると共に、能動素子が配設される他端を自由端とした片持ち梁構造とし、かつ支持手段の少なくとも一部にバネ部を形成したことにより、簡単な構成で確実に能動素子を動作位置と退避位置との間で変位させることができると共に、光スイッチの小型化を図ることができる。
また、本発明に係るマイクロデバイスは、根元部分から先端部分にかけての断面中心を通る軸経路が前記根元部分から前記先端部分にかけての直線距離よりも長い湾曲形状を有するとともに、前記先端部分において機能素子を動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で変位可能に支持し、前記機能素子が前記退避位置に変位する際に、前記退避方向側の面に圧縮応力が働き前記退避方向の反対側の面に引張応力が働くように変形する可撓性の板状部を有してなる支持手段と、前記支持手段を前記退避方向側に変形させることによって、前記機能素子を前記動作位置から前記退避位置に変位させる駆動手段とを備える。
ここで機能素子とは、マイクロデバイスを構成する光学的、機械的若しくは電気的要素であり、これが動作位置にあるときには、光学素子、機械素子若しくは電気素子として他の部分と有機的に作用して一定の能動的又は受動的機能を発揮する。
また、上記マイクロデバイスでは、支持手段が、軸経路が直線距離よりも長い湾曲形状を有するので、前記支持手段を前記退避方向側に撓ませた場合における支持手段の変形量が大きくなり、先端部分に支持した機能素子を比較的小さな応力で動作位置に変位させることができる。
さらに、支持手段を構成する可撓性の板状部が、前記機能素子が退避位置に変位する際に、前記退避方向側の面に圧縮応力が働き反対側の面に引張応力が働くように変形するので、機能素子の退避位置への変位に際して板状部が全体として引っ張られることを回避することができ、機能素子をさらに小さな応力で変位させることができる。このことは、機能素子の変位量すなわちストロークを大きく維持しつつ板状部や支持手段を小型化できることを意味し、マイクロデバイスそのものを小さくすることができる。
上記デバイスの具体的な態様では、前記支持手段が、前記退避方向に垂直な基準面内で湾曲している。この場合、基準面内の空間を効率的に利用することができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、先端部分において０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される一対の前記支持手段からなり、一対の先端部分の連結箇所で前記機能素子を支持する。この場合、各支持手段が先端部分で互いに引っ張り合わないように鋭角的に連結されるので、退避方向に垂直な基準面内方向の動きや捻れを互いに制限することができ、動作位置にある機能素子の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、前記能動素子をミラーとすると共に、該ミラーの反射面が前記一対の片持ち梁がなす角度の二等分線に沿うよう構成する。この場合、一対の片持ち梁が変位する際、ミラーの反射面は入射される光に対して常に一定の安定した角度となる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、前記支持手段が、前記根元部分において、前記基準面内で湾曲を繰り返すバネ部を有する。この場合、バネ部を介して機能素子が支持されることになるので、より小さな応力で機能素子を効率的に変位させることができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、光路上の所定位置に配置される端末をそれぞれ有する複数の導波手段をさらに備え、前記機能素子が、複数の前記端末間で光路を切り換えるための光学素子であり、前記支持手段が、前記光学素子を前記光路上の前記動作位置と、前記光路上から外れた前記退避位置との間で進退可能にする。この場合、ミラー等である光学素子を動作位置と退避位置との間で変位させることにより、複数の導波手段の間で光路を切り換える光スイッチを実現することができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、前記駆動手段が、静電気力を利用して動作し、前記支持手段に固定される第１電極と、当該第１電極に対向配置される第２電極とを有する。この場合、簡易な構造の駆動手段によって、機能素子を確実に退避位置側に変位させることができる。
また、本発明に係るマイクロデバイスは、自由端部に機能素子が設けられると共に固定端部が支持基板に固定された片持ち梁状の支持手段と、支持基板に形成された凹部内に駆動用電極を有しており、該電極に電圧印加／解除することにより前記支持手段を退避位置と動作位置との間で変位させる駆動手段とを具備するマイクロデバイスであって、前記自由端部と前記固定端部との間に、前記駆動電極と対向するよう配設された被駆動電極を備える。
上記マイクロデバイスでは、自由端部と固定端部との間に駆動電極と対向するよう被駆動電極を設けたことにより、支持手段の変位量を大きく取ることができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、前記支持手段にバネ部を形成すると共に、前記被駆動電極を前記バネ部に対して前記自由端部側に配設することができる。
また、上記デバイスの別の具体的な態様では、前記被駆動電極と前記駆動電極との距離が、自由端部と凹部の底との距離よりも短くなるよう設定してもよい。
また、本発明に係るマイクロデバイスは、先端部分において０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される一対の片持梁からなり、一対の先端部分の連結箇所において機能素子を動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で変位可能に支持する支持手段と、前記支持手段を前記退避方向側に変形させることによって、前記機能素子を前記動作位置から前記退避位置に変位させる駆動手段とを備える。
上記マイクロデバイスでは、支持手段が先端部分において０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される一対の片持梁からなるので、各一対の片持梁が先端部分で互いに引っ張り合わないように鋭角的に連結されることになる。よって、機能素子を小さな応力で変位させることができるだけでなく、退避方向に垂直な基準面内方向の動きや捻れを互いに制限することができるようになり、動作位置にある機能素子の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。
また、本発明に係るマイクロデバイスは、前記機能素子を固定するとともに静電気力によって変位する可動板と、根本部分から前記可動板の周囲の外側に沿って延び、先端部分で前記可動板の周囲に設けた連結箇所に連結される可撓性の支持手段とを備える。
上記マイクロデバイスでは、可撓性の支持手段が、根本部分から前記可動板の周囲の外側に沿って延び、先端部分で前記可動板の周囲に設けた連結箇所に連結されるので、マイクロデバイスのサイズを増大させることなく、支持手段の長さを十分に確保することができる。よって、小さな応力で可動板すなわち機能素子を効率的に変位させることができる小型のマイクロデバイスを提供することができる。
また、本発明に係るマイクロデバイスの製造方法は、機能素子を動作位置と当該動作位置から退避方向側にある退避位置との間で進退可能に支持するための可撓性の板状部を有してなる支持手段を備えるマイクロデバイスの製造方法であって、前記板状部の一方の面側から当該板状部中に所定のエッチストップ物質をドープする工程と、前記板状部の他方の面側から当該板状部をエッチングする工程とを備える。
上記マイクロデバイスの製造方法では、一方の面側から所定のエッチストップ物質をドープした板状部の他方の面側から当該板状部を、結晶異方陸等を利用してエッチングするので、板状部を極めて薄く均一な厚みに形成することができる。つまり、板状部を構成するバネ部等を薄くすることができ、このような板状部を介して可動板や機能素子を支持することができるので、より小さな応力で機能素子を効率的に変位させることができる。
また、本発明に係るマイクロデバイスの製造方法は、機能素子が設けられると共に変位して該機能素子を移動させる変位部と、該変位部を保持する保持部とを有してなるマイクロデバイスの製造方法において、バルク状の基板に対してエッチストップ物質をドープすることにより、エッチングを止める所定濃度以上の濃度にエッチストップ物質がドープされた第１のバルク層と、エッチングを止める所定濃度未満の濃度でエッチストップ物質がドープされた第２のバルク層とを該基板内に形成する工程と、前記第１のバルク層をエッチストップ物質とし、前記第２のバルク層を第１のバルクマイクロマシニングにより加工して前記保持部を形成する工程と、前記第１のバルク層を第２のバルクマイクロマシニングにより加工し、変位部を形成する工程とを有する。
上記マイクロデバイスの製造方法では、エッチストップ物質がドープされた第１のバルク層をエッチストップ物質として、第２のバルク層をバルクマイクロマシニング加工するため、第２のバルク層を精度良く加工することができる。これにより、変位部の形成精度が向上し機能素子を高精度に移動させることが可能となる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記基板として単結晶シリコンを用いることができる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記第２のバルクマイクロマシニングとして、結晶異方性エッチングを用いことができる。
この結晶異方性エッチングは、被エッチング物質の特定の結晶面に対しては高いエッチングレートを有し、他の結晶面においては低いエッチングレートとなる特性を有している。また、被エッチング物質にエッチストップ物質となる不純物を添加することによっても、エッチングレートを低下させることができる。
従って、第２のバルク層を結晶異方性エッチングする際、第１のバルク層をエッチストップ物質として第２のバルク層を結晶異方性エッチングすることにより、保持部を高精度に形成することができる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記第１のバルクマイクロマシニングとして、結晶異方性エッチングを用いた後、反応性イオンエッチングを用いることができる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記第２のバルクマイクロマシニングとして、反応性イオンエッチングを用いることができる。
このマイクロデバイスの製造方法では、第２のバルクマイクロマシニングとして反応性イオンエッチングを用いることにより、第１のバルク層に略垂直な側壁を有する溝加工を行なうことが可能となる。これにより、変位部の機能素子の製作精度が向上し、より優れた機能特性を発揮させることができる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記エッチストップ物質として第ＩＩＩ族元素を用いることができる。シリコン基板に対して第ＩＩＩ族元素をドープすることにより、この第ＩＩＩ族元素ドープ層は結晶異方性エッチングのエッチングレートが小さくなるため、第１のバルク層を第２のバルク層を結晶異方性エッチングする際のエッチストップ物質として用いることができる。
また、上記マイクロデバイスの製造方法の具体的な態様では、前記第２のバルク層を加工して前記保持部を形成する際、前記第２のバルク層から前記機能素子を同時形成することも可能である。
このマイクロデバイスの製造方法では、保持部の形成と機能素子の形成を組み立て工程無しに行なえるため、加工時間の短縮を図ることができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態のマイクロデバイスである光スイッチの構造を説明するための図であり、図１Ａは、光スイッチの平面図であり、図１Ｂは、光スイッチの側方断面図である。
この光スイッチは、Ｏｎ−Ｏｆｆ型のスイッチ・エレメントであり、基準面内で互いに直交方向に配置されて入力部となる２つの光ファイバ１１、１２と、基準面内で両光ファイバー１１、１２にそれぞれ対向配置されて出力部となる２つの光ファイバ１３、１４と、これらの光ファイバ１１〜１４を支持・固定する支持基板２０と、放射状に延びる光ファイバ１１〜１４の中心に配置されて光路を切り換える光学素子であるミラー３０と、ミラー３０を弾性的に支持するための支持手段である弾性支持部材４０と、弾性支持部材４０の直下に配置されて弾性支持部材４０を静電的に下方に吸引するための電極である電極板５０とを備える。
各光ファイバー１１〜１４は、例えば１００μｍ程度の直径を有するシングルモードファイバとしているが、マルチモードファイバ等他の各種光ファイバーを使用することができる。さらに、各光ファイバー１１〜１４は、同様の機能を有する導波素子等の他の導波手段に置き換えることができる。なお、一対の入力側の光ファイバ１１、１２の端末である端面１１ａ、１２ａには、コアからの光を平行光にして出射させるためのレンズ部材が取り付けられており、一対の出力側の光ファイバ１３、１４の端末である端面１３ａ、１４ａにも、入射光を集光してコアに結合させるためのレンズ部材が取り付けられている。
支持基板２０は、シリコン基板２１とガラス基板２２とを上下に張り合わせることによって形成したものである。上側のシリコン基板２１は、中央の開口２１ａの周囲に放射状に延びる４つのガイド溝２１ｂを案内部として有しており、これらのガイド溝２１ｂに上記光ファイバー１１〜１４をはめ込むことにより、各光ファイバー１１〜１４を相互に位置合わせして支持することができる。下側のガラス基板２２は、シリコン基板２１の開口２１ａの位置に開口２１ａの形状に対応して凹部２２ａを有する。この凹部２２ａは、ミラー３０を先端部分に支持する弾性支持部材４０が撓んだ際に、この弾性支持部材４０が退避方向ＡＢすなわち下方に移動することを許容する空間となっている。
ミラー３０は、シリコン基板２１から延びる弾性支持部材４０と一体に形成されている。ミラー３０の両側面には、アルミニウム等の金属コーティングが形成されており、ミラー３０が実線で示す上側の動作位置にあるとき、各光ファイバー１１、１２からの信号光は、ミラー３０で折り曲げられて、光ファイバ１４、１３にそれぞれ結合される。なお、ミラー３０が退避方向ＡＢに沿って下降して一点鎖線で示す退避位置にあるとき、各光ファイバー１１、１２からの信号光は、そのまま直進して、光ファイバ１３、１４にそれぞれ結合される。
弾性支持部材４０は、上述の支持基板２０を構成するシリコン基板２１とともに一体に形成される。弾性支持部材４０は、シリコン基板２１に固定された根元部分から延びる一対のミアンダ部分４１と、各ミアンダ部分４１の先端からそれぞれ延びる一対のビーム部分４２と、両ビーム部分４２の先端部分に接続されてこれらに支持される支持板部分４３と、両ビーム部分４２の根本間に対角線状に渡される電極部分４４とを備える。ここで、「く」字状に連結された一組のミアンダ部分４１及びビーム部分４２は、支持手段を構成し、根元部分から先端部分に向けての先端方向ＣＤに非直線的に延びる湾曲形状を有する。また、「く」字状に連結された他方のミアンダ部分４１及びビーム部分４２も、支持手段を構成し、根元部分から先端部分に向けての先端方向ＣＤに非直線的に延びる湾曲形状を有する。よって、「く」字状に連結された一組のミアンダ部分４１及びビーム部分４２は、一端がシリコン基板２１に固定され他端が支持板部分４３に接続された片持ち梁として機能する。さらに、各弾性支持部材４０を構成するミアンダ部分４１及びビーム部分４２は、退避方向ＡＢに薄く形成されて板状部を構成する。さらに、両ミアンダ部分４１の先端間に支持される電極部分４４は、第１電極を構成する。
図２は、図１の弾性支持部材４０の構造を説明する図である。ミアンダ部分４１は、支持板部分４３の昇降動作に際して昇降ストロークを大きくするためのバネ部である。このミアンダ部分４１は、紙面に平行な基準面内で屈曲すなわち湾曲を繰り返す構造になっており、電極部分４４に作用する微小な静電気力によって紙面に垂直な退避方向に撓み易くなっている。両ビーム部分４２は、それぞれの先端部分において直交する方向から支持板部分４３を支持している。このように、支持板部分４３を直交する方向から支持することにより、支持板部分４３の捻れや揺動を制限することになり、ミラー３０の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。電極部分４４は、他の部分４１、４２と同様に誘電体であるシリコンからなり、対向電極からの電界の印加によって表面に電荷が蓄積され対向電極に吸引される。なお、弾性支持部材４０を構成するミアンダ部分４１及びビーム部分４２は、それぞれミラー３０の退避方向ＡＢに垂直な基準面に関する幅ｄが退避方向ＡＢの厚みよりも大きくなって薄層化されており、共に、基準面（支持面）外の退避方向ＡＢには柔軟で変形しやすいが、退避方向ＡＢに垂直な基準面（支持面）内の被駆動方向には剛性を有し、変形しにくくなっている。
図１に戻って、電極板５０は、第１電極である電極部分４４とともに駆動手段すなわち静電アクチュエータを構成する第２電極であり、ガラス基板２２の凹部２２ａの上段部分に形成されたアルミニウム等の金属膜領域で形成される。電極板５０と上方の電極部分４４との間隔は、距離の二乗に反比例する静電気力が十分に作用するような間隔以下に設定されており、かつ、電極部分４４すなわちミラー３０の昇降運動のストロークが十分とれる間隔以上に設定されている。ここで、凹部２２ａを特に２段構造として下段の深い堀込み部分を設けているのは、弾性支持部材４０が先端方向ＣＤに向かって下方に傾くことを考慮したものである。すなわち、先端部分にあるミラー３０のストロークを確保しつつ、根本側にあって上下の振幅量が少ない電極部分４４に対し電極板５０を可能な限り近づける構造としたものである。なお、電極板５０からの電界をミアンダ部分４１にも及ぼしてミラー３０のストロークを大きくするため、電極板５０の上面の面積を電極部分４４の面積よりも大きくしている。
以下、図１Ａ，図１Ｂに示す第１実施形態に係る光スイッチの動作について説明する。予め支持基板２０を構成するシリコン基板２１を接地電位に接続しておく。これにより、シリコン基板２１と同電位の弾性支持部材４０も接地電位に維持される。
ここで、電極板５０に適当な正電圧若しくは負電圧を印加すると、弾性支持部材４０の電極板５０側に反転した分極電荷が発生し、電極部分４４やミアンダ部分４１が電極板５０に吸引される。これにより、支持板部分４３上に固定されて動作位置にあったミラー３０が退避方向ＡＢに降下して退避位置に移動することになる。この結果、ミラー３０は、一対の対向する光ファイバ１１、１３間の光路から外れ、別の一対の対向する光ファイバ１２、１４間の光路からも外れることになる。つまり、入力ファイバー１１からの光は、出力ファイバー１３に結合されることになり、入力ファイバー１２からの光は、出力ファイバー１４に結合されることになる。
一方、電極板５０を接地電位とすると、弾性支持部材４０に形成された分極電荷が消滅し、電極部分４４やミアンダ部分４１は、電極板５０に吸引されることなく自立状態となる。これにより、退避位置にあったミラー３０が退避方向ＡＢの反対方向に上昇して動作位置に移動することになる。この結果、ミラー３０は、一対の対向する光ファイバ１１、１３間の光路、及び別の一対の対向する光ファイバ１２、１４間の光路上の交差位置に移動する。つまり、入力ファイバー１１からの光は、ミラー３０で反射されて出力ファイバー１４に結合されることになり、入力ファイバー１２からの光は、出力ファイバー１３に結合されることになる。
上記光スイッチでは、両弾性支持部材４０が先端方向ＣＤの端部の連結箇所で実質的に自由端になっているので、ミラー３０が下方の退避位置に変位した場合に、変形しているミアンダ部分４１の退避方向ＡＢ側の面には圧縮応力が働き、退避方向ＡＢの反対側の面には引張応力が働く。よって、ミラー３０を退避位置に変位させても、弾性支持部材４０が全体として引っ張られるような力が発生せず、電極板５０からの引力を退避方向ＡＢの移動に全て活用することができるので、より小さな応力でミラー３０を変位させることができる。また、軸経路が屈曲を繰り返す湾曲形状を両弾性支持部材４０が有しているため、支持板部分４３に支持したミラー３０を比較的小さな応力で動作位置に変位させることができる。以上のことは、弾性支持部材４０を小型化できることを意味し、光スイッチそのものを小さくすることができ、しかも低電圧で動作させることができる。さらに、ミラー３０をある程度大きくしつつ、光ファイバ１１〜１４の間隔を狭くすることができるので、ファイバー間の光結合に際してケラレ等に起因する損失が生じにくくなる。
以下、図１に示す光スイッチの製造工程の一例を、図３〜８を参照しつつ詳細に説明する。
図３〜図５は、支持基板２０のシリコン基板２１や弾性支持部材４０の製造方法を説明する図である。まず、図３Ａに示すように、１００〜２００μｍ程度の厚さを有するＳｉウェハ６１を準備し、このＳｉウェハ６１の上面にＳｉＯ２からなる酸化膜６２を形成する。次に、図３Ｂに示すように、イオン注入技術を利用してＳｉウェハ６１の下面側に厚さ５μｍの帯域にエッチストップ物質であるホウ素Ｂのドープ層６１ａを形成する。次に、図３Ｃに示すように、酸化膜６２上にポジタイプのレジスト膜６３を塗布し、所定のパターンを有するマスクＭＡ１でレジスト膜６３を露光する。その後、図３Ｄに示すように、レジスト膜６３をマスクとして酸化膜６２を部分的に除去する。
次に、図４Ａに示すように、ＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）技術を用いてＳｉウェハ６１を表面側からエッチングする。これにより、Ｓｉウェハ６１のうち開口２１ａやガイド溝２１ｂに対応する部分に、深い溝６１ｂ、６１ｃが形成される。次に、図４Ｂに示すように、レジスト膜６３を除去し、結晶異方性を利用したＥＰＷエッチングによって深い溝６１ｂ、６１ｃの底部のＳｉ層を除去し、エッチストップ層となるドープ層６１ａを底部に露出させる。これにより、深い溝６１ｂは、光ファイバ用のガイド溝２１ｂとなり、深い溝６１ｃの中央にミラー３０となるべき直立部６１ｄが形成される。次に、図４Ｃに示すように、ドープ層６１ａの下面上にポジタイプのレジスト膜１６３を塗布し、所定のパターンを有するマスクＭＡ２でレジスト膜１６３を露光する。その後、図４Ｄに示すように、レジスト膜１６３を部分的に除去してマスクパターンを形成する。
次に、図５Ａに示すように、レジスト膜１６３をマスクとしてＤＲＩＥ技術を用いてＳｉウェハ６１を裏面側からエッチングする。次に、図５Ｂに示すように、レジスト膜１６３を除去すると、深い溝６１ｃは、開口２１ａとなり、ミラー３０を支持するための弾性支持部材４０が開口２１ａの一部から延びるように形成される。この弾性支持部材４０には、ミアンダ部分４１、ビーム部分４２等の各支持部が完成された状態（厚さ約５μｍ、幅１０〜２０μｍ）で形成されている。最後に、図５Ｃに示すように、Ｓｉウェハ６１を傾斜させた状態で回転させつつアルミニウムを蒸着することにより、直立部６１ｄの周囲等にアルミニウム膜６４を形成してミラー３０を完成する。
次に、支持基板２０のガラス基板２２や電極板５０の製造を説明する図である。まず、図６Ａに示すように、平坦なガラスプレート６６を準備し、このガラスプレート６６の上面にＣｒからなるエッチング保護膜６７を形成する。次に、図６Ｂに示すように、エッチング保護膜６７上にポジタイプのレジスト膜２６３を塗布し、所定のパターンを有するマスクＭＡ３でレジスト膜２６３を露光する。その後、図６Ｃに示すように、レジスト膜２６３を部分的に除去してマスクパターンを形成する。その後、図６Ｄに示すように、レジスト膜２６３をマスクとしてエッチング保護膜６７を部分的に除去する。
次に、図７Ａに示すように、弗酸（ＨＦ）と弗化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）とを混合して得たエッチング液を用いてガラスプレート６６を３０μｍ程度エッチングする。これにより、ガラスプレート６６のうち図１Ｂの凹部２２ａの輪郭に対応して、平坦な窪み６６ａが形成される。次に、図７Ｂに示すように、図６Ａ〜図６Ｄ、図７Ａに示すと同様の工程を繰り返すことによって、エッチング保護膜１６７を拡げて平坦な窪み６６ａの一部にさらに深い窪み６６ｂを形成する。次に、図７Ｃに示すように、エッチング保護膜１６７をエッチングによって除去するとともに、アルミニウムを蒸着することによって全面にアルミニウム膜６８を形成する。その後、図７Ｄに示すように、アルミニウム膜６８上にポジタイプのレジスト膜３６３を塗布し、所定のパターンを有するマスクＭＡ４でレジスト膜３６３を露光する。
次に、図８Ａに示すように、レジスト膜３６３を部分的に除去してマスクパターンを形成する。次に、図８Ｂに示すように、レジスト膜３６３をマスクとしてアルミニウム膜６８をエッチングする。最後に、図８Ｃに示すように、レジスト膜６３を除去すると、窪み６６ａのうち浅い部分に残ったアルミニウム膜６８は、図１Ｂに示す電極板５０となり、窪み６６ａ全体は、ガラス基板２２に設けた凹部２２ａとなる。
以上のようにして得た図５Ｃのシリコン基板２１と、図８Ｃのガラス基板２２とは、陽極接合（Ａｎｏｄｉｃ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）と呼ばれる手法や、その他の手法を用いて電気化学的に互いに接着される。この際、上側のシリコン基板２１の開口２１ａと、下側のガラス基板２２の凹部２２ａとが位置合わせされて、弾性支持部材４０を退避位置側に撓ませると、その先端部分やミラー３０が凹部２２ａに入り込むことになる。
図９及び図１０は、図１及び図２を用いて説明した第１実施形態の光スイッチの変形例を示している。尚、図９及び図１０において、図１及び図２に示した構成と対応する構成については同一符号を付している。
図９に示す本変形例に係る光スイッチは、図１及び図２に示す第１実施形態の光スイッチに対し、ミラー３０の配設方向を４５°回転させた構成としたことを特徴としている。これによりミラー３０の反射面（鏡面）は、図１０に拡大して示すように、弾性支持部材４０の対角線（図中矢印Ａで示す一点鎖線）に沿った構成となる。
また、本変形例に係る光スイッチは、開口２１ａ及び弾性支持部材４０を、各光ファイバー１１、１２の光軸が交差する位置（即ち、ミラー３０の配設位置）に対して４５°図中右方向に回転した構成としている。
本変形例のように、ミラー３０の反射面が弾性支持部材４０の対角線Ａに沿うよう構成することにより、弾性支持部材４０が変位してもミラー３０の反射面を常に安定した状態とすることができる。即ち、各光ファイバー１１〜１４の光軸とミラー３０の反射面との角度を常に一定（本変形例の場合は４５°）に保つことができる。
この理由について説明する。前記したように、ミラー３０が配設された支持板部分４３は、「く」字状に連結された一組のミアンダ部分４１及びビーム部分４２により構成される弾性支持部材４０により変位する。この時のミラー３０の変位は、図中矢印Ｏで示す位置を中心とし、このＯ点とミラー３０とを結ぶ線（即ち、対角線Ａ）を半径とした変位となる。
しかしながら、本変形例では、ミラー３０の反射面が弾性支持部材４０の対角線Ａに沿った構成であるため、ミラー３０の反射面は常に対角線Ａを含み、かつ支持基板２０に垂直な面内で変位することとなる。また、対角線Ａと、各光ファイバー１１〜１４の光軸とが交差する角度は一定（４５°）である。
従って、本変形例の構成によれば、弾性支持部材４０が変形しミラー３０が変位しても、各光ファイバー１１〜１４の光軸とミラー３０の反射面との角度は常に一定（本変形例の場合は４５°）となる。これにより、外力印加等により弾性支持部材４０が不要な変形を生じたとしても、これにより各光ファイバー１１〜１４間の光の授受ができなくなるようなことはなく、安定した光のスイッチングを行なうことができる。
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチは、第１実施形態の光スイッチにおいて弾性支持部材４０を主に変形したものであり、第１実施形態と共通する部分については重複説明を省略する。
図１１は、第２実施形態の光スイッチのうち、弾性支持部材１４０の構造を説明する平面図である。この場合、弾性支持部材１４０は、シリコン基板に形成された開口２１ａの隣接する２辺のそれぞれから直交する方向に延びる一対のカンチレバー（すなわち片持梁）状のビーム部分１４２と、両ビーム部分１４２が先端部分で交わる部分に接続されてこれらに支持されるとともにミラー３０を支持する支持板部分１４３とを備える。ここで、一対のビーム部分１４２は、それぞれ支持手段を構成し、先端部分に固定された支持板部分１４３は、第１電極を構成する。なお、図示していないが、開口２１ａは、下側のガラス基板の凹部に対応する矩形形状を有しており、支持板部分１４３の下方には、上記凹部の底に支持板部分１４３を吸引するための第２電極である電極板が形成されている。
ここで、弾性支持部材１４０は、先端側の支持板部分１４３で実施的に自由端になっているので、ミラー３０が紙面に垂直な下方の退避位置に変位した場合に、変形しているビーム部分１４２の下側面には圧縮応力が働き、上側面には引張応力が働く。つまり、ミラー３０を退避位置に変位させても、弾性支持部材１４０が全体として引っ張られるような力が発生せず、より小さな応力でミラー３０を変位させることができる。このことは、弾性支持部材１４０を小型化できることを意味し、光スイッチそのものを小さくすることができる。なお、両ビーム部分１４２が互いに直交する２方向から支持板部分１４３を支持しているので、支持板部分１４３の捻れや揺動を制限することになり、ミラー３０の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。
なお、第２実施形態の光スイッチも、図３〜図８に示すのと同様の工程によって製造される。この場合、弾性支持部材１４０の形状に対応して、マスクＭＡ２等の透光パターンが変更される。また、一対のカンチレバー（すなわち片持梁）状のビーム部分１４２のなす角度は、９０度に限定されるものではなく、０度より大きく９０度以下の角度で互いに連結される構成としてもよい。
図１２は、図１１に示した第２実施例に係る光スイッチの変形例を説明する図である。本変形例では、図１２に示した光スイッチに対し、ミラー３０の配設方向を４５°回転させた構成としたことを特徴としている。
これによりミラー３０の反射面（鏡面）は、ビーム部分１４２及び支持板部分１４３から構成される弾性支持部材１４０の対角線（図中矢印Ａで示す一点鎖線）に沿った構成となる。換言すれば、ミラー３０の反射面は、一対のカンチレバー（すなわち片持梁）状のビーム部分１４２がなす角度の二等分線Ａに沿うよう構成されている。
よって、図９及び図１０を用いて説明したと同様の理由により、外力印加等により弾性支持部材１４０が不要な変形を生じたとしても、これにより各光ファイバー１１〜１４間の光の授受ができなくなるようなことはなく、安定した光のスイッチングを行なうことが可能となる。
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチも、第１実施形態の光スイッチにおいて弾性支持部材４０を主に変形したものであり、第１実施形態と共通する部分については重複説明を省略する。
図１３は、第３実施形態の光スイッチのうち、弾性支持部材２４０の構造を説明する平面図である。この場合、弾性支持部材２４０は、シリコン基板に形成された開口２１ａの縁から延びる一対の第１ビーム部分２４１と、各第１ビーム部分２４１の先端部分に接続されてこれらに支持される第１電極部分２４４と、第１ビーム部分２４１及び第１電極部分２４４の接続点から延びる一対の第２ビーム部分２４６と、各第２ビーム部分２４６の先端部分に接続されてこれらに支持される第２電極部分２４７とを備える。ここで、一対の第１ビーム部分２４１と一対の第２ビーム部分２４６とは、それぞれ支持手段を構成し、第１電極部分２４４と第２電極部分２４７とは、それぞれ第１電極を構成する。なお、図示していないが、開口２１ａは、ガラス基板の凹部に対応する形状を有しており、この凹部の底面全体には、第１及び第２電極部分２４４、２４７を吸引するための第２電極である電極板が形成されている。
ここで、弾性支持部材２４０は、一対の第１ビーム部分２４１の先端側に設けた連結箇所である第１電極部分２４４と、一対の第２ビーム部分２４６の先端側に設けた連結箇所である第２電極部分２４７とがともに実質的に自由端になっているので、ミラー３０が紙面に垂直な下方の退避位置に変位した場合に、変形している第１及び第２ビーム部分２４１、２４６の下側面には圧縮応力が働き、上側面には引張応力が働く。よって、ミラー３０を退避位置に変位させても、弾性支持部材２４０が全体として引っ張られるような力が発生せず、より小さな応力でミラー３０を変位させることができる。このことは、弾性支持部材２４０を小型化できることを意味し、光スイッチそのものを小さくすることができる。なお、一対の第１ビーム部分２４１が直交する方向から第１電極部分２４４を支持し、一対の第２ミアンダ部分２４６が直交する方向から第２電極部分２４７を支持しているので、第２電極部分２４７の捻れや揺動を制限することになり、ミラー３０の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。
図１４は、第１及び第２ビーム部分２４１、２４６の変形を説明する図である。図からも明らかなように、第１及び第２電極部分２４４、２４７は平坦なままで、第１ビーム部分２４１は「Ｓ」字状に撓み、第２ビーム部分２４６は「へ」字状に撓む。結果として、第１電極部分２４４の一端は、第１ビーム部分２４１の根本部分より高くなるが、ミラーが固定される第２電極部分２４７の中央は、Ｚ方向すなわち退避方向に深く沈み込むことになる。
図１５は、第１及び第２ビーム部分２４１、２４６の変形例を説明する図である。本変形例では、図１３に示した光スイッチに対し、ミラー３０の配設方向を４５°回転させた構成としたことを特徴としている。
これによりミラー３０の反射面（鏡面）は、弾性支持部材２４０の対角線（図中矢印Ａで示す一点鎖線）に沿った構成となる。よって、図９及び図１０を用いて説明したと同様の理由により、外力印加等により弾性支持部材２４０が不要な変形を生じたとしても、これにより各光ファイバー１１〜１４間の光の授受ができなくなるようなことはなく、安定した光のスイッチングを行なうことが可能となる。
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチは、第３実施形態の光スイッチの弾性支持部材２４０を変形したものである。
図１６は、第３実施形態の光スイッチのうち、弾性支持部材３４０の構造を説明する平面図である。この場合、弾性支持部材３４０は、シリコン基板に形成された開口２１ａの縁から延びる一対の第１ミアンダ部分３４１と、各第１ミアンダ部分３４１の先端部分に接続されてこれらに支持される第１電極部分３４４と、第１ミアンダ部分３４１及び第１電極部分３４４の接続点から延びる一対の第２ミアンダ部分３４６と、各第２ミアンダ部分３４６の先端部分に接続されてこれらに支持される第２電極部分３４７とを備える。ここで、一対の第１ミアンダ部分３４１は、それぞれ支持手段を構成し、一対の第２ミアンダ部分３４６も、それぞれ支持手段を構成する。また、第１電極部分３４４と第２電極部分３４７とは、それぞれ第１電極を構成する。なお、図示していないが、開口２１ａは、ガラス基板の凹部に対応する形状を有しており、この凹部の底面全体には、第１及び第２電極部分３４４、３４７を吸引するための第２電極である電極板が形成されている。
ここで、弾性支持部材３４０は、一対の第１ミアンダ部分３４１の先端側に設けた連結箇所である第１電極部分３４４と、一対の第２ミアンダ部分３４６の先端側に設けた連結箇所である第２電極部分３４７とがともに実質的に自由端になっているので、ミラー３０が紙面に垂直な下方の退避位置に変位した場合に、変形している第１及び第２ミアンダ部分３４１、３４６の下側面には圧縮応力が働き、上側面には引張応力が働く。よって、ミラー３０を退避位置に変位させても、弾性支持部材３４０が全体として引っ張られるような力が発生せず、より小さな応力でミラー３０を変位させることができる。このことは、弾性支持部材３４０を小型化できることを意味し、光スイッチそのものを小さくすることができる。なお、一対の第１ミアンダ部分３４１が直交する方向から第１電極部分３４４を支持し、一対の第２ミアンダ部分３４６が直交する方向から第２電極部分３４７を支持しているので、第２電極部分３４７の捻れや揺動を制限することになり、ミラー３０の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。また、第１及び第２電極部分２３４、２２７の面積が大きいので、ミラー３０を退避位置に変位させる際の駆動電圧が小さくなる。
図１７は、上記した実施形態の変形例を説明する図である。本変形例では、図１６に示した光スイッチに対し、ミラー３０の配設方向を４５°回転させた構成としたことを特徴としている。これによりミラー３０の反射面（鏡面）は、第１電極部分３４４の対角線（図中矢印Ａで示す一点鎖線）に沿った構成となる。よって、図９及び図１０を用いて説明したと同様の理由により、外力印加等により弾性支持部材３４０が不要な変形を生じたとしても、これにより各光ファイバー１１〜１４間の光の授受ができなくなるようなことはなく、安定した光のスイッチングを行なうことが可能となる。
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチも、第１実施形態の光スイッチにおいて弾性支持部材４０を主に変形したものである。
図１８Ａは、第５実施形態の光スイッチのうち、他の実施形態と異なる弾性支持部材４４０の構造を説明する平面図であり、図１８Ｂは、その側面図である。この場合、弾性支持部材４４０は、シリコン基板に形成された開口２１ａの縁から延びる縦ミアンダ部分４４１と、この縦ミアンダ部分４４１の先端部分に接続されてこれに支持される支持板部分４４３とを備える。ここで、縦ミアンダ部分４４１は、根元部分から先端部分にかけての先端方向ＥＦに延びる支持手段を構成し、支持板部分４４３は、第１電極を構成する。なお、図示していないが、開口２１ａは、ガラス基板の凹部に対応する形状を有しており、支持板部分４４３の下方には、上記凹部の底に支持板部分４４３を吸引するための第２電極である電極板が形成されている。
ここで、弾性支持部材４４０のうち縦ミアンダ部分４４１は、退避方向ＡＢと先端方向ＥＦとの双方に平行な可動面内で繰り返し折り曲げられており、下方に撓みやすくなっている。さらに、縦ミアンダ部分４４１は、先端方向ＥＦの端部が実質的に自由端になっている。したがって、ミラー３０が基準面に垂直な下方の退避位置に変位した場合に、縦ミアンダ部分４４１のうち板状部である例えば水平部４４１ａ、４４１ｂの下側面には圧縮応力が働き、上側面には引張応力が働く。よって、ミラー３０を退避位置に変位させても、弾性支持部材４４０が全体として引っ張られるような力が発生せず、より小さな応力でミラー３０を変位させることができる。このことは、弾性支持部材４４０を小型化できることを意味し、光スイッチそのものを小さくすることができる。なお、縦ミアンダ部分４４１は、横方向に一定の幅を有し、紙面に垂直な基準面内ではほとんど変形しなくなっているので、第２電極部分３４４の捻れや揺動を制限することになり、ミラー３０の姿勢を精密で安定した状態に保つことができる。
〔第６実施形態〕
以下、第６実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチは、第５実施形態の光スイッチの弾性支持部材４４０を変形したものである。
図１９は、弾性支持部材５４０の構造を説明する平面図である。この場合、縦ミアンダ部分４４１の先端部分に支持される電極部分５４３の面積が大きくなっている。なお、図示していないが、開口２１ａは、ガラス基板の凹部に対応する形状を有しており、この凹部の底面全体には、電極部分５４３を吸引するための第２電極である電極板が形成されている。この場合、電極部分５４３の面積が大きいので、ミラー３０を退避位置に変位させる際の駆動電圧が小さくなる。
〔第７実施形態〕
以下、第７実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチも、第１実施形態の光スイッチにおいて弾性支持部材４０を主に変形したものである。
図２０は、第７実施形態の光スイッチのうち、変形した弾性支持部材６４０の部分の構造を説明する平面図である。この場合、支持手段である弾性支持部材４４０は、シリコン基板に形成された開口２１ａの対向する一対の隅からそれぞれ開口２１ａの隣り合う２辺に沿って延びる一対のミアンダ部分６４２と、両ミアンダ部分６４２の先端部分に接続されてこれらに支持されるとともにミラー３０を支持する可動板６４３とを備える。ここで、一対のミアンダ部分６４２は、支持面に平行に延在する可動板６４３の周囲に沿って同一方向にそれそれ延び、その先端部分で可動板６４３の対向する一対の隅部分に連結されており、可撓性の一対の支持手段を構成する。
上記光スイッチでは、一対のミアンダ部分６４２が、可動板６４３の周囲に沿って同一方向にそれそれ延び、可動板６４３の全周を囲むように畳み込まれて配置されている。したがって、可動板６４３の周囲の空間が最大限活用されており、光スイッチのサイズを増大させることなく、一対のミアンダ部分６４２の長さを十分に確保することができる。よって、小さな応力で可動板６４３すなわちミラー３０を効率的に変位させることができる小型の光スイッチを提供することができる。
〔第８実施形態〕
以下、図２１を参照して、第８実施形態の光スイッチについて説明する。この光スイッチは、第１実施形態の光スイッチを多数組み合わせたものであり、８×８のマトリックス・スイッチとなっている。
このマトリックス・スイッチは、入力部となる８つの光ファイバＩＦ１１〜ＩＦ１４、ＩＦ２１〜ＩＦ２４と、出力部となる８つの光ファイバＯＦ１１〜ＯＦ１４、ＯＦ２１〜ＯＦ２４と、これらの光ファイバＩＦ１１〜ＩＦ１４、ＩＦ２１〜ＩＦ２４、ＯＦ１１〜ＯＦ１４、ＯＦ２１〜ＯＦ２４を支持する支持基板７２０と、各光ファイバーに対応する格子状の光路の交点部分に配置されるスイッチセルＳＣｎｍ（ｎ，ｍは、１〜４の自然数）とを備える。各スイッチセルＳＣｎｍは、第１実施形態の場合と同様に、光路を切り換えるミラーと、ミラーを弾性的に支持する弾性支持部材と、弾性支持部材を基板側に吸引するための電極板（不図示）とを備える。なお、マトリックス・スイッチの製造方法は、図３〜図８に示すものと同様であり、リソグラフィ技術等の各種半導体製造技術を活用することにより、マトリックス状に配列されたスイッチセルＳＣｎｍを一括して形成することができる。
上記マトリックス・スイッチでは、各スイッチセルＳＣｎｍに設けた電極板に個別に適当な電圧を印加することにより、各スイッチセルＳＣｎｍに設けたミラーを動作位置と退避位置との間で昇降させることができるので、各スイッチセルＳＣｎｍ単位で光路を直進方向と直交方向とに切り換えることができる。よって、入光ファイバーＩＦ１１〜ＩＦ１４、ＩＦ２１〜ＩＦ２４と、出力ファイバーＯＦ１１〜ＯＦ１４、ＯＦ２１〜ＯＦ２４との間で、ノン・ブロッキング（Ｎｏｎ−ｂｌｏｃｋｉｎｇ）条件を満たす集積型の光スイッチを実現することができる。なお、マトリックス・スイッチにおいて、入力ポートの数や配置は、用途に応じて適宜変更できることはいうまでもない。また、各スイッチセルＳＣｎｍの構造は、図２及び図１０に示すようなものに限らず、図９〜図１９に示す各種のものを利用できる。特に、図９及び図１０に示す構造を用いることにより省スペース化が図られると共に、前記したミラー３０の配置によりスイッチングの安定性を高めることができる。
以上のような集積型の光スイッチは、波長多重通信（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＤＷＤＭ）に応用することができる。ＤＷＤＭでは、１本の光ファイバ内に多くの波長の異なる信号を流し、大容量化を図っているが、かかる通信のネットワーク化を効率的に進めるためには、メトロ系からアクセス系においても、これら異波長信号の合波、分波、スイッチング等に必要な各種素子からなる微小サイズの光集積回路を敷設して行く必要がある。微少なスイッチセルＳＣｎｍから形成した上記実施形態のような集積型の光スイッチは、光スイッチ等から構成される光集積回路の集積度を高めやすい。つまり、以上の実施形態で説明した集積型の光スイッチの製造方法により、低コストかつ高スループットで小型の光集積回路を量産できるので、ＤＷＤＭを利用した通信網のメトロ系からアクセス系における全光化を進めることができる。
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態である光スイッチ８００の構成及びその製造方法について説明する。
本実施形態に係る光スイッチ８００も可動ミラー切り換え式の光スイッチであり、例えばＤＷＤＭ関連機器内に配設されて信号光の光路の切り換え処理を行なうものである。この光スイッチ８００は、大略すると変位部８１１、基台部８１２、及び保持フレーム８１４等により構成されている。
変位部８１１は単結晶シリコン（Ｓｉ）のバルクよりなり、後に詳述するようにエッチストップ物質として機能するボロン（Ｂ）がドープされた構成とされている。この変位部８１１は、ステージ８１３，支持アーム部８１５，枠部８１６，及びミラー８２１等により構成されている。この変位部８１１の各構成要素８１３，８１５，８１６，８２１は、バルクマイクロマシニング技術を用いて一体的に形成される。
ここで、バルクマイクロマシニング技術とは、単結晶基板そのものに微細構造体を形成する加工技術をいい、前記したサーフェイスマイクロマシニングと相反する加工技術である（「半導体用語大辞典」：株式会社日刊工業新聞社、１９９９年３月２０日発行、８７１頁右欄参照）。
ステージ８１３は、図２４に示すように矩形平板形状を有しており、その中央にミラー８２１（機能素子）が立設した構成とされている。ミラー８２１は、その表面が鏡面処理されている。また、このミラー８２１は、保持フレーム８１４に形成されたファイバー装着溝８１８Ａ，８１８Ｂを結ぶ線に対して４５°傾けられた構成とされている。
尚、上記のように本実施形態では、ミラー８２１はステージ８１３と一体的な構成とされているが、ミラー８２１をステージ８１３と別個の構成とすることも可能である。この場合、ミラーはステージにも、例えば接着により固定することが考えられる。
支持アーム部８１５は短冊状の板状部材であり、一端はステージ８１３に接続され、他端は枠部８１６に固定された構成とされている。よって、一対の支持アーム部８１５はそれぞれ片持ち梁状の構成となっており、この支持アーム８１５が弾性変形することにより、ステージ８１３は図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向へ移動可能な構成となっている。
枠部８１６は、平面視した時の形状が保持フレーム８１４と同一形状となるよう構成されている。この枠部８１６は、後に詳述するように保持フレーム８１４と接合されており、これにより変位部８１１は保持フレーム８１４に保持された構成となっている。
保持フレーム８１４（請求項に記載の保持部に相当する）は、単結晶シリコンのバルクにより構成されている。この保持フレーム８１４は、前記のように変位部８１１を保持する機能を奏すると共に、光ファイバー８１７Ａ〜８１７Ｃを所定位置に固定する機能を奏するものである。このため、保持フレーム８１４は、光ファイバー８１７Ａ〜８１７Ｃを固定するためのファイバー装着溝８１８Ａ〜１８Ｃを形成した構成とされている。
ファイバー装着溝８１８Ａとファイバー装着溝８１８Ｂとは、直線状に対向した位置に配設されている。また、ファイバー装着溝１８Ｃは、ファイバー装着溝８１８Ａとファイバー装着溝８１８Ｂとを結ぶ直線（図中、矢印Ｃで示す一点鎖線）に対して直交し、かつミラー８２１の中心点（図中、矢印Ｏで示す）を通る直線（図中、矢印Ｄで示す一点鎖線）に沿うよう形成されている。
次に、基台部８１２について説明する。基台部８１２は、ガラス基板にキャビティ部８１９を形成した構成とされている。このキャビティ部８１９は、ガラス基板を弗酸（ＨＦ）と弗化アンモニウム（ＮＨ４Ｆ）とを混合したエッチング液を用いてエッチングすることにより容易に形成することができる。
また、このキャビティ部８１９内において、ステージ８１３と対向する位置には駆動電極８２０が形成されている。この駆動電極８２０と変位部８１１との間には、図示しない電圧印加装置が接続されている。そして、この電圧印加装置により駆動電極８２０と変位部８１１との間に所定の駆動電圧を印加することにより、ステージ８１３は駆動電極８２０に静電的に引き寄せられる。
これにより、図２３に示すようにステージ８１３は図中矢印Ｚ１方向に変位し、これに伴いミラー８２１も矢印Ｚ１方向に移動する。この際、本実施形態では変位部８１１を駆動するための駆動電極８２０が、基台部８１２のステージ８１３と対向する位置に設けられているため、駆動電極８２０のコンパクト化，小型化を図ることができる。
図２２に示す変位部８１１が変位していない状態では、ミラー８２１は上昇した位置にある。この状態では、光ファイバー８１７Ａから発射された光（図２２及び図２３に矢印Ａで示す）はミラー８２１に入射し、このミラー８２１で９０°光路を変更されて光ファイバー８１７Ｃに入射する。
これに対し、上記のように駆動電圧を印加することにより変位部８１１のステージ８１３が矢印Ｚ１方向に変位すると、光ファイバー８１７Ａから発射された光Ａはミラー８２１に入射することなく、光ファイバー８１７Ｂに入射する。支持アーム部８１５の変形可能量、キャビティ部８１９の深さ、及び駆動電圧の大きさは、ステージ８１３が矢印Ｚ１方向に変位した際、ミラー８２１が光ファイバー８１７Ａから光ファイバー８１７Ｂに至る光Ａの光路よりも下部の位置となるよう構成されている。
よって、光スイッチ８００は、駆動電圧をＯＮ／ＯＦＦすることにより、光ファイバー８１７Ａから出射される光Ａの光路を、光ファイバー８１７Ｂに入射する光路と、光ファイバー８１７Ｃに入射する光路とに選択的に切り換えることができる。この際、本実施形態ではミラー８２１をステージ８１３に対して垂立した構成としている。
このように、ミラー８２１をステージ８１３に対して垂立させることにより、光Ａをミラー８２１の変位方向（Ｚ１，Ｚ２方向）と直交する方向（即ち、ステージ８１３と平行な方向）から入射することが可能となる。よって、スイッチィングする光Ａをミラーの変位方向と平行な方向（Ｚ１，Ｚ２方向）から入射させる構成に比べ、光スイッチ８００の構成を簡単化することができる。
即ち、スイッチィングする光Ａをミラーの変位方向と平行な方向（Ｚ１，Ｚ２方向）から入射させる構成とは、本実施形態におけるステージ８１３自体をミラーとするような構成である。この構成では、光ファイバーをステージと対向するよう取り付ける必要があり、取り付け構造が面倒である。また、ミラーの移動のさせ方も、本実施形態と比べて困難となる。
上記したように、光Ａの光路を切り換える場合、変位部８１１のステージ８１３及び支持アーム部８１５が図中矢印Ｚ１，Ｚ２方向に変位を行なう。このステージ８１３及び支持アーム部８１５の変位は、光路切り換え処理（スイッチング処理）を頻繁に行なうほど激しく行なわれることとなる。
ここで、本実施形態における変位部８１１の材質に注目する。本実施形態では、バルクマイクロマシニング技術を用いて単結晶シリコンのバルクを加工し、これにより変位部８１１を形成した構成とされている。即ち、変位部８１１は、単結晶シリコンのバルクにより形成されている。
このように、変位部８１１を単結晶シリコンのバルクにより構成したことにより、光スイッチ８００の信頼性を向上することができる。即ち、単結晶シリコンのバルクは、サーフェイスマイクロマシニング技術を用いてシリコン薄膜を積層したポリシリコンに比べて機械的強度が強い。
具体的には、単結晶シリコンのバルクは、ポリシリコンに比べてヤング率が高く塑性変形が生じ難く、また結晶粒界の影響による応力で割れや歪みが生じるようなこともない。本実施形態では、変位部８１１となる単結晶シリコンにボロンをドープした構成としているが、ボロンをドープした単結晶シリコンのバルクであってもポリシリコンに比べてヤング率は高く、塑性変形，割れ，及び歪みの発生を防止することができる。更に単結晶シリコンのバルクは、ポリシリコンと異なりＣＶＤ等のサーフェイスマイクロマシニング処理（成膜処理等）を行なわないため、残留応力が変位部８１１に悪影響を及ぼすようなこともない。
このため、変位部８１１を単結晶シリコンのバルクとすることにより、光Ａの切り換え処理により変位部８１１（特に、ステージ８１３及び支持アーム部８１５）に塑性変形や歪が発生することを防止でき、よって光スイッチ８００の信頼性を向上することができる。
また、バルクマイクロマシニング技術は、一般にサーフェイスマイクロマシニング技術に比べて設備及び加工が簡単で、加工コストも安価である。このため、変位部８１１を単結晶シリコンのバルクとし、バルクマイクロマシニング技術で加工することにより、光スイッチ８００を容易かつ安価に製造することが可能となる。
続いて、図２５Ａ〜図２５Ｋを参照して、上記構成とされた光スイッチ８００の製造方法について説明する。尚、図２５Ａ〜図２５Ｋにおいて、図２２乃至図２４に示した構成と対向する構成については同一符号を付してその説明を省略する。
図２５Ａは、光スイッチ８００を製造する基材となるシリコン基板８３０を示している。このシリコン基板８３０は、（１００）軸を結晶軸とする単結晶シリコン（Ｓｉ）のバルクである。
このシリコン基板８３０の片面には第ＩＩＩ族元素であるボロン（ホウ素：Ｂ）がドーピングされ、これによりドープ層８３１が形成される。また、これに伴いシリコン基板８３０には、エッチングを止める所定濃度未満の濃度でボロンがドープされた領域（以下、この領域をシリコンバルク層８３２という）が形成される。このドーピングは、熱拡散法、レーザドーピング法、プラズマドーピング法等の周知の方法を用いることができる。尚、ドープ層８３１の厚さは例えば１．０〜１．５μｍであり、シリコンバルク層８３２の厚さは例えば３６０μｍである。また、第ＩＩＩ族元素はＢ（ボロン）に限定されるものではなく、Ａｌ（アルミニウム），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ）等を用いることも可能である。
このように、シリコン基板８３０にドープ層８３１とシリコンバルク層８３２が形成されると、その上下両面には、図２５Ｂに示されるように、第１及び第２の保護膜８３３，８３４（ＳｉＯ２）が形成される。この第１及び第２の保護膜８３３，８３４は、例えば熱酸化法を用いて形成される。
次に、図２５Ｃに示すように、シリコン基板８３０のシリコンバルク層８３２側の表面に第１のフォトレジスト８３５が塗布される。この第１のフォトレジスト８３５は、ポジ型，ネガ型のいずれであってもよい。また、第１のフォトレジスト８３５は、例えばスピナーを用いて均一な膜厚で塗布される。
続いて、この第１のフォトレジスト８３５に対しては露光・現像処理が行なわれ、これにより保持フレーム８１４及びミラー８２１となる部位の上部を残し、他の部分における第１のフォトレジスト８３５及び第２の保護膜８３４は除去される。図２５Ｄは、第１のフォトレジスト８３５及び第２の保護膜８３４の不要部分が除去された状態を示している。同図に示すように、第１のフォトレジスト８３５及び第２の保護膜８３４が除去された部分は、シリコンバルク層８３２が露出した状態となっている。
上記のように第１のフォトレジスト８３５のパターニングが終了すると、続いてシリコン基板８３０に対してバルクマイクロマシニングが行なわれる。本実施形態では、バルクマイクロマシニングとして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）と結晶異方性エッチング（ＥＤＰ：ＥｔｈｙｌｅｎＤｉａｍｉｎｅ，Ｐｙｒｏｃａｔｅｃｈｏｌ，ａｎｄ  Ｗａｔｅｒ）とを併用している。
本実施形態では、先ず反応性イオンエッチングを行なうエッチング装置にシリコン基板８３０を装着し、第１のフォトレジスト８３５をマスクとしてシリコンバルク層８３２に対し反応性イオンエッチングが実施される。この際、本実施形態ではＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチングを用いている。この反応性イオンエッチングは、シリコン（Ｓｉ）と二酸化シリコン（ＳｉＯ２）との間に高いエッチレートの選択比を持つことを大きな特徴の一つとしている。
このエッチレートの選択比は、条件によって異なるが、Ｓｉ：ＳｉＯ２＝（１００〜１５０）：１である。また、ガス交換を行なう反応性イオンエッチングでは、側壁保護とエッチングのプロセスを交互に繰り返すことで、加工表面に対して略垂直な側壁を持つ穴（本実施形態における深堀加工部８３７）を深掘り加工することができる。
図２５Ｅは、反応性イオンエッチングによりシリコンバルク層８３２に深堀加工部８３７を形成している過程を示している。このようにシリコンバルク層８３２に深堀加工部８３７が形成されることにより、保持フレーム８１４及び基台部８１２が形成される。
前記ように反応性イオンエッチングでは、加工表面に対して略垂直な側壁を持つ穴を形成することができるが、ある程度の面積をある程度の深さ以上掘りこむ際、底面の平坦性を数μｍ内に保つことは難しい。このため、図２５Ｅに示すように加工途中においては、深堀加工部８３７の底面には厚みムラ８３６が形成されてしまう。
この厚みムラ８３６が形成され始めた時点で、反応性イオンエッチングによるシリコンバルク層８３２のエッチングは停止される。また、反応性イオンエッチングが停止されると、続いてアッシング処理を実施することにより、第１のフォトレジスト８３５が除去される。図２５Ｆは、反応性イオンエッチングが停止されると共に、第１のフォトレジスト８３５が除去された状態を示している。この時点では、厚みムラ８３６は依然として存在した状態となっている。
続いて、厚みムラ８３６が残存しているシリコンバルク層８３２に対し、結晶異方性エッチング（ＥＤＰ）が実施される。前記したように、シリコン基板８３０は（１００）軸を結晶軸とする単結晶シリコンであり、またシリコンに対する結晶異方性エッチングは｛１００｝面のエッチングレートが高く、他の面｛１１１｝面，｛１１０｝面に対するエッチングレートは低い。更に、結晶異方性エッチングのエッチングレートは、ボロン等の不純物がドーピングされたシリコンに対しては面方位に関係なく低い。即ち、ボロン等の不純物は、結晶異方性エッチングの進行を停止させるエッチストップ物質として機能する。
このため、図２５Ｆに示す状態のシリコン基板８３０に対して結晶異方性エッチングを実施することにより、保持フレーム８１４及びミラー８２１を侵食することなく、厚みムラ８３６に対してのみエッチングが行なわれる。また、厚みムラ８３６に対するエッチングが進行することにより、ドープ層８３１が露出するが、前記のように結晶異方性エッチングはドープ層８３１に対するエッチングレートが低い。
このため、シリコンバルク層８３２に対する結晶異方性エッチングは、ドープ層８３１が露出するまで行なわれるまで実施される。即ち、ドープ層８３１は、シリコンバルク層８３２に対する結晶異方性エッチングのエッチストップ物質として機能し、よって図２５Ｇに示すように厚みムラ８３６が完全に除去された時点で結晶異方性エッチングは停止する。このように、ドープ層８３１をエッチストップ物質とした結晶異方性エッチングを実施することにより、保持フレーム８１４及びミラー８２１を高精度に形成することができる。尚、厚みムラ８３６の除去処理が終了した後、ドープ層８３１を保護するために形成されていた第１の保護膜８３３は除去される。
上記のように保持フレーム８１４及びミラー８２１が形成されると、続いてドープ層８３１の保持フレーム８１４及びミラー８２１の配設側と反対側の面に第２のフォトレジスト８３８が塗布される。この第２のフォトレジスト８３８は、例えばスピナーを用いて塗布される。図２５Ｈは、第２のフォトレジスト８３８が塗布された状態を示している。尚、この第２のフォトレジスト８３８もポジ型，ネガ型のいずれであってもよい。
続いて、この第２のフォトレジスト８３８には露光・現像処理が行なわれ、支持アーム部８１５となる部位及びステージ８１３となる部分を残し、他の部分における第２のフォトレジスト８３８が除去される。図２５Ｉは、第２のフォトレジスト８３８の不要部分が除去された状態を示している。同図に示すように、第２のフォトレジスト８３８が除去された部分は、ドープ層８３１が露出した状態となっている。
上記のように第２のフォトレジスト８３８のパターニングが終了すると、続いてドープ層８３１に対してバルクマイクロマシニングが行なわれる。本実施形態では、ドープ層８３１に対するバルクマイクロマシニングとしても、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いている。これにより、図２５Ｊに示すように、ステージ８１３，支持アーム部８１５，及び枠部８１６を除いてドープ層８３１はエッチング除去される。
この際、反応性イオンエッチングを用いることにより、前記したと同様の理由により、支持アーム部８１５の側面は略垂直な面となっている。よって、支持アーム部８１５を寸法精度良く形成することができ、ミラー８２１を高精度に、また安定して移動させることができる。
続いて、第２のフォトレジスト８３８及び第２の保護膜８３４の除去処理が実施され、以上の工程を経ることにより変位部８１１が製造される。図２５Ｋは、上記製造工程を経ることにより製造された変位部８１１を示している。このようにして製造された変位部８１１は、予めキャビティ部８１９及び駆動電極８２０が形成された基台部８１２に接合され、これにより図２２乃至図２４に示す光スイッチ８００が完成する。尚、基台部８１２は、例えば図６乃至図８で説明した方法により製造することができる。
上記したように、本実施形態による光スイッチ８００（変位部８１１）の製造方法では、エッチストップ物質として機能するボロンがドープされたドープ層８３１をエッチストップ物質として、シリコンバルク層８３２をバルクマイクロマシニング加工するため、シリコンバルク層８３２を精度良く加工することができる。これにより、ミラー８２１及び保持フレーム８１４の形成精度が向上し、ミラー８２１の移動精度及び応答性の高い光スイッチ８００を実現することができる。
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種変形が可能である。例えば、上記実施形態では、弾性支持部材の支持板部分等にミラーを支持しているが、ミラーに代えて、フィルタ、回折素子、スリット等の各種光学素子を支持させることもできる。この場合、単なるスイッチとしてでなく多様な機能を持たせた光マイクロデバイスを作製することができる。
また、ミラーは、Ｏｎ−Ｏｆｆの間で２値的に動作させるものに限らない。例えば、弾性支持部材の支持板部分等の上側表面をＡｌ（アルミニウム）コートすれば、支持板部分自体をミラーにできる。この場合、電極板に印加する電圧を適宜調節すれば、ミラーをアナログ的に動作させることもでき、印加電圧に対応する任意の方向に光を反射させることができる。つまり、スキャナ、ディスプレイ等を構成する走査用の微小光学素子を上記実施形態のような支持手段によって支持することにより、高い集積度でありながら反射光のポインティング精度を向上させることができる。また、上記実施形態のような支持手段は、小さな作動力すなわち低電圧で動作するので、電源面での制約が低減する。
更に、上記した請求項２に記載した湾曲形状は、上記した各実施形態において示した各アミンダ部分４１，３４１，４４１，６４２の形状を含むものである。
本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、クレームされた本発明の範囲から逸脱することなく、種々の変形例や実施例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
本発明の他の目的、特徴及び利点は添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより一層明瞭となるであろう。
図１Ａは、第１実施形態に係る光スイッチの平面図である。
図１Ｂは、第１実施形態に係る光スイッチの側方断面である。
図２は、図１の弾性支持部材の構造を説明する図である。
図３Ａ〜図３Ｄ，図４Ａ〜図４Ｄ，図５Ａ〜図５Ｃ，図６Ａ〜図６Ｄ，図７Ａ〜図７Ｄ，及び図８Ａ〜図８Ｃは、図１の光スイッチの製造方法を製造手順に沿って説明する図である。
図９は、第１実施形態の変形である光スイッチの製造方法を説明する図である。
図１０は、図９の弾性支持部材の構造を説明する図である。
図１１は、第２実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図である。
図１２は、第２実施形態に係る光スイッチの変形例を説明する図である。
図１３は、第３実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図である。
図１４は、第３実施形態に係る光スイッチの各ビームの変形を説明する図である。
図１５は、第３実施形態に係る光スイッチの変形例を説明する図である。
図１６は、第４実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図である。
図１７は、第４実施形態に係る光スイッチの変形例を説明する図である。
図１８Ａは、第５実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図でありる。
図１８Ｂは、第５実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の側面図である。
図１９は、第６実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図である。
図２０は、第７実施形態に係る光スイッチを構成する弾性支持部材の構造を説明する平面図である。
図２１は、第８実施形態に係る光スイッチの構造を説明する平面図である。
図２２は、第９実施例である光スイッチを示す断面図であり、ミラーが上昇した状態を示す図である。
図２３は、第９実施例である光スイッチを示す断面図であり、ミラーが下降した状態を示す図である。
図２４は、第９実施例である光スイッチを示す斜視図である。
図２５Ａ〜２５Ｋは、第９実施例である光スイッチの製造方法を製造手順に沿って説明する図である。
【図１Ａ】
2003020633.tif 000003
【図１Ｂ】
2003020633.tif 000004
【図２】
2003020633.tif 000005
【図３Ａ】
2003020633.tif 000006
【図３Ｂ】
2003020633.tif 000007
【図３Ｃ】
2003020633.tif 000008
【図３Ｄ】
2003020633.tif 000009
【図４Ａ】
2003020633.tif 000010
【図４Ｂ】
2003020633.tif 000011
【図４Ｃ】
2003020633.tif 000012
【図４Ｄ】
2003020633.tif 000013
【図５Ａ】
2003020633.tif 000014
【図５Ｂ】
2003020633.tif 000015
【図５Ｃ】
2003020633.tif 000016
【図６Ａ】
2003020633.tif 000017
【図６Ｂ】
2003020633.tif 000018
【図６Ｃ】
2003020633.tif 000019
【図６Ｄ】
2003020633.tif 000020
【図７Ａ】
2003020633.tif 000021
【図７Ｂ】
2003020633.tif 000022
【図７Ｃ】
2003020633.tif 000023
【図７Ｄ】
2003020633.tif 000024
【図８Ａ】
2003020633.tif 000025
【図８Ｂ】
2003020633.tif 000026
【図８Ｃ】
2003020633.tif 000027
【図９】
2003020633.tif 000028
【図１０】
2003020633.tif 000029
【図１１】
2003020633.tif 000030
【図１２】
2003020633.tif 000031
【図１３】
2003020633.tif 000032
【図１４】
2003020633.tif 000033
【図１５】
2003020633.tif 000034
【図１６】
2003020633.tif 000035
【図１７】
2003020633.tif 000036
【図１８Ａ】
2003020633.tif 000037
【図１８Ｂ】
2003020633.tif 000038
【図１９】
2003020633.tif 000039
【図２０】
2003020633.tif 000040
【図２１】
2003020633.tif 000041
【図２２】
2003020633.tif 000042
【図２３】
2003020633.tif 000043
【図２４】
2003020633.tif 000044
【図２５Ａ】
2003020633.tif 000045
【図２５Ｂ】
2003020633.tif 000046
【図２５Ｃ】
2003020633.tif 000047
【図２５Ｄ】
2003020633.tif 000048
【図２５Ｅ】
2003020633.tif 000049
【図２５Ｆ】
2003020633.tif 000050
【図２５Ｇ】
2003020633.tif 000051
【図２５Ｈ】
2003020633.tif 000052
【図２５Ｉ】
2003020633.tif 000053
【図２５Ｊ】
2003020633.tif 000054
【図２５Ｋ】
2003020633.tif 000055
【国際調査報告】
2003020633.tif 000056
2003020633.tif 000057
2003020633.tif 000058
2003020633.tif 000059