マイクロ可動素子および光干渉計

【課題】駆動時に並進変位動作する可動部について回転変位を抑制するのに適したマイクロ可動素子、および、そのようなマイクロ可動素子を含んでなる光干渉計を提供する。
【解決手段】本発明のマイクロ可動素子Ｘ１は、可動部１０、固定部２０、および連結部３１〜３４を備える。可動部１０は、一対の電極部１２，１３を有する。固定部２０は、電極部１２，１３の離隔方向に交差する方向における可動部１０の並進変位の駆動力を電極部１２，１３と協働して発生させるための一対の電極部２２，２３を有する。複数の連結部３１〜３４のそれぞれは、可動部１０に接続し且つ固定部２０に接続する。連結部３１および可動部１０が接続する接続部Ｐ１と、連結部３３および可動部１０が接続する接続部Ｐ３との離隔方向における、接続部Ｐ１，Ｐ３の間以内に、電極部１２，１３は位置する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小な可動部を有する例えばマイクロミラー素子などのマイクロ可動素子、および、マイクロミラー素子を含む光干渉計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な技術分野において、マイクロマシニング技術により形成される微小構造を有する素子の応用化が図られている。そのような素子には、例えば、マイクロミラー素子や、角速度センサ、加速度センサなど、微小な可動部を有するマイクロ可動素子が含まれる。マイクロミラー素子は、例えば光ディスク技術や光通信技術の分野において、光反射機能を担う素子として利用される。角速度センサおよび加速度センサは、例えば、ビデオカメラやカメラ付き携帯電話の手振れ防止機能、カーナビゲーションシステム、エアバッグ開放タイミングシステム、車やロボット等の姿勢制御システムの用途で、利用される。これらマイクロ可動素子は、一般に、固定部と、可動部と、当該固定部および可動部を連結する連結部と、可動部を変位させる駆動力を発生させるための駆動機構とを備え、駆動時においては可動部の変位が制御される。このようなマイクロ可動素子については、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０３４１２６号
【特許文献２】特開２００６−１６２６６３号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００４／０１１９３７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような事情の下で考え出されたものであり、駆動時に並進変位動作する可動部について回転変位を抑制するのに適したマイクロ可動素子、および、そのようなマイクロ可動素子を含む光干渉計を提供することを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、可動部と、固定部と、複数の連結部とを備える。可動部は、一対の離隔した第１電極部を有する。固定部は、第１電極部対の離隔方向に交差する方向における可動部の並進変位の駆動力を第１電極部対と協働して発生させるための一対の第２電極部を有する。複数の連結部のそれぞれは、可動部に接続し且つ固定部に接続する。複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含む。第１連結部および可動部が接続する第１接続部と、第２連結部および可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に第１電極部対は位置する。このようなマイクロ可動素子は、駆動時に並進変位動作する可動部について回転変位を抑制するのに適する。
【０００６】
本発明の第２の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、可動部と、固定部と、複数の連結部とを備える。可動部は第１電極部を有する。固定部は、第１電極部と協働して可動部の並進変位の駆動力を発生させるための第２電極部を有する。複数の連結部のそれぞれは、可動部に接続し且つ固定部に接続する。複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含む。第１連結部および可動部が接続する第１接続部と、第２連結部および可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に第１電極部は位置する。このようなマイクロ可動素子は、駆動時に並進変位動作する可動部について回転変位を抑制するのに適する。
【０００７】
本発明の第３の側面によるとマイクロ可動素子が提供される。このマイクロ可動素子は、可動部と、固定部と、複数の連結部とを備える。可動部は、厚さ及び周縁部を有するランド部、並びに、周縁部から放射状に延出する複数のアーム部および複数の第１電極部を有する。固定部は、ランド部の厚さ方向における可動部の並進変位の駆動力を複数の第１電極部と協働して発生させるための複数の第２電極部を有する。複数の連結部のそれぞれは、可動部のアーム部に接続し且つ固定部に接続する。連結部およびアーム部が接続する接続部とランド部とは離隔して、当該接続部およびランド部の離隔方向において、第１電極部は接続部を越えるほどには周縁部から延出していない。このようなマイクロ可動素子は、駆動時に並進変位動作する可動部について回転変位を抑制するのに適する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】関連形態に係るマイクロミラー素子の平面図である。
【図２】図１に示すマイクロミラー素子の他の平面図である。
【図３】図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図４】図１の線IV−IVに沿った断面図である。
【図５】図１の線V−Vに沿った断面図である。
【図６】関連形態に係るマイクロミラー素子の可動部が並進変位した場合の一例における、図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図７】関連形態に係るマイクロミラー素子の可動部が回転変位した場合の一例における、図１の線III−IIIに沿った断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図９】図８に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図１０】図８の線X−Xに沿った断面図である。
【図１１】図８の線XI−XIに沿った断面図である。
【図１２】図８の線XII−XIIに沿った断面図である。
【図１３】図８の線XIII−XIIIに沿った断面図である。
【図１４】図８の線XIV−XIVに沿った断面図である。
【図１５】第１の実施形態における内域を示す平面図である。
【図１６】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の可動部が並進変位した場合の一例における、図８の線X−Xに沿った断面図である。
【図１７】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の製造方法における一部の工程を表す。
【図１８】図１７の後に続く工程を表す。
【図１９】マスクパターンの平面図である。
【図２０】他のマスクパターンの平面図である。
【図２１】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の第１変形例の平面図である。
【図２２】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の第２変形例の平面図である。
【図２３】第１の実施形態に係るマイクロ可動素子の第３変形例の平面図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図２５】図２４に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図２６】図２４の線XXVI−XXVIに沿った断面図である。
【図２７】図２４の線XXVII−XXVIIに沿った断面図である。
【図２８】図２４の線XXVIII−XXVIIIに沿った断面図である。
【図２９】図２４の線XXIX−XXIXに沿った断面図である。
【図３０】図２４の線XXX−XXXに沿った断面図である。
【図３１】図２４の線XXXI−XXXIに沿った断面図である。
【図３２】第２の実施形態における内域を示す平面図である。
【図３３】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の可動部が並進変位した場合の一例における断面図である。（ａ）は、当該並進変位状態における図２４の線XXVI−XXVIに沿った断面図である。（ｂ）は、当該並進変位状態における図２４の線XXVII−XXVIIに沿った断面図である。
【図３４】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の第１変形例の平面図である。
【図３５】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の第２変形例の平面図である。
【図３６】第２の実施形態に係るマイクロ可動素子の第３変形例の平面図である。
【図３７】本発明の第３の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図３８】図３７に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図３９】図３７の線XXXIX−XXXIXに沿った断面図である。
【図４０】第３の実施形態における内域を示す平面図である。
【図４１】本発明の第４の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図４２】図４１に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図４３】図４１の線XLIII−XLIIIに沿った断面図である。
【図４４】第４の実施形態における内域を示す平面図である。
【図４５】本発明の第５の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図４６】図４５に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図４７】図４５の線XLVII−XLVIIに沿った断面図である。
【図４８】第５の実施形態における内域を示す平面図である。
【図４９】本発明の第６の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図５０】図４９に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図５１】図４９の線LI−LIに沿った断面図である。
【図５２】第６の実施形態における内域を示す平面図である。
【図５３】本発明の第７の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図５４】図５３に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図５５】図５３の線LV−LVに沿った断面図である。
【図５６】図５３の線LVI−LVIに沿った断面図である。
【図５７】図５３の線LVII−LVIIに沿った断面図である。
【図５８】図５３の線LVIII−LVIIIに沿った断面図である。
【図５９】第７の実施形態における内域を示すための平面図である。
【図６０】本発明の第８の実施形態に係るマイクロ可動素子の平面図である。
【図６１】図６０に示すマイクロ可動素子の他の平面図である。
【図６２】図６０の線LXII−LXIIに沿った断面図である。
【図６３】図６０の線LXIII−LXIIIに沿った断面図である。
【図６４】図６０の線LXIV−LXIVに沿った断面図である。
【図６５】第８の実施形態における内域を示すための平面図である。
【図６６】本発明の第９の実施形態に係る光干渉計の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１から図５は、本発明にとっての関連形態に係るマイクロミラー素子Ｚを表す。図１は、マイクロミラー素子Ｚの平面図である。図２は、マイクロミラー素子Ｚの他の平面図であり、図１とは反対の側の平面図である。図３から図５は、それぞれ、図１の線III−III、線IV−IV、および線V−Vに沿った断面図である。
【００１０】
マイクロミラー素子Ｚは、可動部２１０と、固定部２２０と、一対の連結バー２３１と、一対の連結バー２３２とを備える。また、マイクロミラー素子Ｚは、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、いわゆるＳＯＩ（silicon on insulator）ウエハに対して加工を施すことによって製造されたものである。当該ＳＯＩウエハは、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロミラー素子Ｚにおける上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図の明確化の観点より、図１では、第１シリコン層に由来する部位を、斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図２では、第２シリコン層に由来する部位を、斜線ハッチングを付して表す。
【００１１】
可動部２１０は、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部２１１および電極部２１２，２１３を有する。ランド部２１１の表面には、光反射機能を有するミラー面２１４が設けられている。電極部２１２，２１３は、それぞれ、ランド部２１０の一側縁部から延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。これら電極部２１２，２１３は、ランド部２１１を介して電気的に接続されている。
【００１２】
固定部２２０は、フレーム２２１および電極部２２２，２２３を有する。フレーム２２１は、図１および図２に示すように、可動部２１０を囲む形状を有する。また、フレーム２２１は、図３から図５に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部２２１ａと、第２シリコン層に由来する第２層部２２１ｂと、これらの間の絶縁層２２１ｃとからなる積層構造を有する。第１層部２２１ａおよび第２層部２２１ｂは、電気的に分離されている。電極部２２２，２２３は、第２シリコン層に由来する部位であり、それぞれ、フレーム２２１の第２層部２２１ｂから可動部２１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２２２は、上述の電極部２１２と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部２１２と対向するように配されている。電極部２２３は、上述の電極部２１３と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部２１３と対向するように配されている。これら電極部２２２，２２３は、フレーム２２１の第２層部２２１ｂを介して電気的に接続されている。
【００１３】
連結バー２３１，２３２は、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部２１０および固定部２２０を連結する。各連結バー２３１は、可動部２１０のランド部２１１における電極部２１２側に接続し、且つ、フレーム２２１の第１層部２２１ａに接続している。各連結バー２３１と可動部２１０とが接続する箇所を接続部２４１とする。各連結バー２３２は、可動部２１０のランド部２１１における電極部２１３側に接続し、且つ、フレーム２２１の第１層部２２１ａに接続している。各連結バー２３２と可動部２１０が接続する箇所を接続部２４２とする。
【００１４】
マイクロミラー素子Ｚにおいては、電極部２１２，２１３および電極部２２２，２２３の間に駆動電圧を印加することにより、図３に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部２１０を並進変位動作させることができる。当該電圧印加における電極部２１２，２１３に対する電位付与は、固定部２２０のフレーム２２１の第１層部２２１ａ、連結バー２３１，２３２、および可動部２１０のランド部２１１を介して実現することができる。電極部２１２，２１３には例えばグラウンド電位が付与される。電圧印加における電極部２２２，２２３に対する電位付与は、固定部２２０のフレーム２２１の第２層部２２１ｂを介して実現することができる。電極部２１２，２１３と電極部２２２，２２３との間に電位差を生じさせることによって電極部２１２，２２２間に静電引力を発生させ且つ電極部２１３，２２３間に静電引力を発生させると、電極部２１２，２１３は電極部２２２，２２３に引き込まれる。このとき、連結バー２３１，２３２には張力が作用し、連結バー２３１，２３２は弾性変形する。図６に示すように、電極部２１２，２１３が電極部２２２，２２３に引き込まれることにより、可動部２１０は、厚さ方向Ｈにおいて並進変位することとなる。静電引力を消滅させると、各連結バー２３１，２３２はその自然状態に復帰し、可動部２１０は図３に示す初期位置（自然状態位置）に戻る。ランド部２１１上に設けられたミラー面２１４に対して例えば垂直に光Ｌを照射して反射させる場合、以上のような可動部２１０についての駆動により、ミラー面２１４にて反射される光Ｌの反射位置を変化させて、光Ｌの光路長を変化させることができる。図６においては、図の明確化の観点より、反射前の光Ｌの光路と反射後の光Ｌの光路とが重ならないように描写されている（後出の光Ｌについても同様である）。
【００１５】
マイクロミラー素子Ｚにおいては、可動部２１０が回転変位しやすい。その理由は、次のとおりである。マイクロミラー素子Ｚでは、連結バー２３１，２３２は、電極部２１２，２１３の間において可動部２１０に接続する。すなわち、電極部２１２，２１３の離隔方向Ｄにおける上述の一組の接続部２４１から上述の一組の接続部２４２までの間の内域Ｓから外れた外域に、可動部２１０の電極部２１２，２１３の全体が位置する。このような構成のマイクロミラー素子Ｚの駆動時には、駆動力たる静電引力が外域にて可動部２１０に作用する。具体的には、一組の接続部２４１が支点となって、電極部２１２，２２２間に生じる第１静電引力が第１回転力として可動部２１０ないし電極部２１２に作用する。これとともに、一組の接続部２４２が支点となって、電極部２１３，２２３間に生じる第２静電引力が第２回転力として可動部２１０ないし電極部２１３に作用する。電極部２１２，２１３を伴う可動部２１０や電極部２２２，２２３を伴う固定部２２０を、第１回転力と第２回転力とが同一となるべく設計したとしても、実際上は、製造誤差によって各部の寸法が設計寸法からずれるので、両回転力の大きさは一致しない。たとえ、第１静電引力と第２静電引力とが同一となるように可動部２１０および固定部２２０を対称的に設計しても、実際上は、製造誤差によって可動部２１０や固定部２２０に形状アンバランスが生じてしまうので、両静電引力の大きさは一致しないのである。そのため、第１静電引力および第２静電引力のうち大きい方が、回転変位駆動力として可動部２１０に対して優勢に作用して、可動部２１０の回転変位が誘発されやすい。例えば、電極部２１２，２２２間に生じる第１静電引力よりも電極部２１３，２２３間に生ずる第２静電引力の方が大きい場合、第２静電引力が回転変位駆動力として可動部２１０に対して優勢に作用して、可動部２１０が図７に示すように回転変位する場合がある。以上のように、マイクロミラー素子Ｚにおいては、可動部２１０が回転変位しやすいのである。可動部２１０が回転変位すると、可動部２１０上のミラー面２１４にて反射される光Ｌの反射方向が適切な方向から逸脱する場合がある。
【００１６】
図８から図１４は、本発明の第１の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ１を表す。図８は、マイクロ可動素子Ｘ１の平面図である。図９は、マイクロ可動素子Ｘ１の他の平面図である。図１０から図１４は、それぞれ、図８の線X−X、線XI−XI、線XII−XII、線XIII−XIII、および線XIV−XIVに沿った断面図である。
【００１７】
マイクロ可動素子Ｘ１は、可動部１０と、固定部２０と、連結部３１，３２，３３，３４とを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ１は、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ１における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図８は第１シリコン層側の平面図であり、図９は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図８においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図９においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【００１８】
可動部１０は、主に第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｂと、電極部１２，１３とを有する。ランド部１１Ａの表面には、光反射機能を有するミラー面１１ａが設けられている。各アーム部１１Ｂは、矩形状のランド部１１Ａの角部から延出する。電極部１２，１３は、それぞれ、ランド部１１Ａの一側縁部から延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。これら電極部１２，１３は、ランド部１１Ａを介して電気的に接続されている。
【００１９】
固定部２０は、フレーム２１および電極部２２，２３を有する。フレーム２１は、図８および図９に示すように、可動部１０を囲む形状を有する。また、フレーム２１は、図１０から図１４に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部２１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部２１Ｂと、これらの間の絶縁層２１Ｃとからなる積層構造を有する。第２層部２１Ｂは、部分２１ａ，２１ｂを含む。第１層部２１Ａおよび第２層部２１Ｂは電気的に分離されており、且つ、部分２１ａ，２１ｂは電気的に分離されている。図８に示すように、第１層部２１Ａ上には電極パッド２１Ａ’が設けられている。図９に示すように、第２層部２１Ｂの部分２１ａ，２１ｂ上には電極パッド２１ａ’，２１ｂ’が設けられている。
【００２０】
電極部２２，２３は、第２シリコン層に由来する部位である。電極部２２は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ａから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２２は、上述の電極部１２と協働して静電引力を発生させるための部位であり、図１０に示すように電極部１２に対向するように配されている。電極部２３は、第２層部２１Ｂの部分２１ｂから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２３は、上述の電極部１３と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部１３に対向するように配されている。これら電極部２２，２３は、電気的に分離されている。
【００２１】
連結部３１〜３４は、第１シリコン層に由来する部位であり、図８に示すように、可動部１０および固定部２０を連結する。連結部３１は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３１ａと、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに延びる連結バー３１ｂとからなる。連結部３１ないし連結バー３１ａ，３１ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３１と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、図１１および図１２に示すように、連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００２２】
連結部３２は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３２ａと、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに延びる連結バー３２ｂとからなる。連結部３２ないし連結バー３２ａ，３２ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３２と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、図１１および図１３に示すように、連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００２３】
連結部３３は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３３ａと、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに延びる連結バー３３ｂとからなる。連結部３３ないし連結バー３３ａ，３３ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３３と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、図１３および図１４に示すように、連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００２４】
連結部３４は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３４ａと、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに延びる連結バー３４ｂとからなる。連結部３４ないし連結バー３４ａ，３４ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３４と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、図１２および図１４に示すように、連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００２５】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、図１５に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₁₁に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生するための可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₁₂に、可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄにおける一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₁₃に、可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。更に加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向（離隔方向Ｄに直交する方向）における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ３までの間以内に、可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。
【００２６】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、電極部１２，２２間および電極部１３，２３間のそれぞれに駆動電圧を印加することにより、例えば図１０に示す厚さ方向Ｈにおいて、可動部１０を並進変位動作させることができる。当該電圧印加における電極部１２，１３に対する電位付与は、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａ上の電極パッド２１Ａ’、第１層部２１Ａ、連結部３１〜３４、および可動部１０のアーム部１１Ｂとランド部１１Ａを介して、実現することができる。電極部１２，１３には例えばグラウンド電位が付与される。電圧印加における電極部２２に対する電位付与は、固定部２０におけるフレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ａ上の電極パッド２１ａ’および部分２１ａを介して実現することができる。電極部２３に対する電位付与は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ｂ上の電極パッド２１ｂ’および部分２１ｂを介して実現することができる。電極部２２，２３に対して付与する電位は、電極部ごとに個別に設定することができる。
【００２７】
電極部１２，２２間および電極部１３，２３間に電圧が印加されていない場合、連結部３１〜３４を介して固定部２０に繋がれている可動部１０は、例えば図１０に示すように自然状態位置にある。電極部１２，２２間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１２，２２間に静電引力が生じる。電極部１３，２３間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１３，２３間に静電引力が生じる。このようにして生じた静電引力が駆動力として電極部１２，１３に作用することにより、可動部１０の電極部１２，１３は、それぞれ、固定部２０の電極部２２，２３に引き込まれる。このとき、連結部３１〜３４の連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂには張力が作用し、各連結バーは弾性変形する。図１６に示すように電極部１２，１３が電極部２２，２３に引き込まれることにより、可動部１０は、厚さ方向Ｈにおいて並進変位することとなる。並進変位の方向は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに交差する。このときの並進変位量は、電極部１２，１３ないし可動部１０に作用する駆動力の大きさに応じて異なる。可動部１０の、自然状態位置からの並進変位量については、各組の電極部対間の印加駆動電圧を制御して発生駆動力を調整することにより、事後的に変更することが可能である。
【００２８】
静電引力を消滅させると、連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂはその自然状態に復帰し、可動部１０は例えば図１０に示すような初期位置（自然状態位置）に戻る。
【００２９】
ランド部１１Ａ上に設けられたミラー面１１ａに対して例えば垂直に光Ｌを照射して反射させる場合、以上のような可動部１０についての駆動により、ミラー面１１ａにて反射される光Ｌの反射位置を変化させて、光Ｌの光路長を変化させることができる。
【００３０】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₁₁に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生するための可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ１では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₁₁にて可動部１０ないし電極部１２，１３に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ１は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、可動部１０について回転変位を抑制するのに適する。
【００３１】
仮に、内域Ｓ₁₁から外れた一方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の一方の全体または一部が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力の少なくとも一部が当該一外域にて可動部１０に作用する。この場合、てこの原理に基づき、当該一外域にて可動部１０に作用する静電引力に対してより近傍に位置する接続部Ｐ１または接続部Ｐ３が支点となって、当該外域静電引力の作用により、可動部１０の回転変位が誘発される。また、仮に、内域Ｓ₁₁から外れた両方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の全体が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力が当該両外域にて可動部１０に作用する。具体的には、接続部Ｐ１が支点となって、電極部１２，２２間に生じる第１静電引力が一方の外域にて第１回転力として可動部１０ないし電極部１２に作用する。これとともに、接続部Ｐ３が支点となって、電極部１３，２３間に生じる第２静電引力が他方の外域にて第２回転力として可動部１０ないし電極部１３に作用する。電極部１２，１３を伴う可動部１０や電極部２２，２３を伴う固定部２０を、第１回転力と第２回転力とが同一となるべく設計したとしても、実際上は、製造誤差によって各部の寸法が設計寸法からずれるので、両回転力の大きさは一致しない。そのため、第１回転力（第１静電引力）および第２回転力（第２静電引力）のうち大きい方が、回転変位駆動力として可動部１０に対して優勢に作用して、可動部１０の回転変位が誘発されやすい。以上のように、仮に可動部１０の電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₁に位置しないとすると、可動部１０は回転変位しやすい。
【００３２】
これに対し、可動部１０の電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₁に位置するマイクロ可動素子Ｘ１では、駆動力たる静電引力は内域Ｓ₁₁にて可動部１０に作用するため、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０の回転変位は抑制される。
【００３３】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₁₂に、可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ１では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₁₂にて可動部１０ないし電極部１２，１３に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ１は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、可動部１０について回転変位を抑制するのに適する。
【００３４】
仮に、内域Ｓ₁₂から外れた一方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の一方の全体または一部が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力の少なくとも一部が当該一外域にて可動部１０に作用する。この場合、てこの原理に基づき、当該一外域にて可動部１０に作用する静電引力に対してより近傍に位置する接続部Ｐ２または接続部Ｐ４が支点となって、当該外域静電引力の作用により、可動部１０の回転変位が誘発される。また、仮に、内域Ｓ₁₂から外れた両方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の全体が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力が当該両外域にて可動部１０に作用する。具体的には、接続部Ｐ２が支点となって、電極部１２，２２間に生じる第１静電引力が一方の外域にて第１回転力として可動部１０ないし電極部１２に作用する。これとともに、接続部Ｐ４が支点となって、電極部１３，２３間に生じる第２静電引力が他方の外域にて第２回転力として可動部１０ないし電極部１３に作用する。電極部１２，１３を伴う可動部１０や電極部２２，２３を伴う固定部２０を、第１回転力と第２回転力とが同一となるべく設計したとしても、実際上は、製造誤差によって各部の寸法が設計寸法からずれるので、両回転力の大きさは一致しない。そのため、第１回転力（第１静電引力）および第２回転力（第２静電引力）のうち大きい方が、回転変位駆動力として可動部１０に対して優勢に作用して、可動部１０の回転変位が誘発されやすい。以上のように、仮に可動部１０の電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₂に位置しないとすると、可動部１０は回転変位しやすい。
【００３５】
これに対し、可動部１０の電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₂に位置するマイクロ可動素子Ｘ１では、駆動力たる静電引力は内域Ｓ₁₂にて可動部１０に作用するため、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０の回転変位は抑制される。
【００３６】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄにおける一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₁₃に、可動部１０の電極部１２，１３の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ１では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₁₃にて可動部１０ないし電極部１２，１３に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ１は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、可動部１０について回転変位を抑制するのに適する。
【００３７】
仮に、内域Ｓ₁₃から外れた一方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の一方の全体または一部が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力の少なくとも一部が当該一外域にて可動部１０に作用する。この場合、てこの原理に基づき、当該一外域にて可動部１０に作用する静電引力に対してより近傍に位置する一組の接続部Ｐ１，Ｐ２または一組の接続部Ｐ３，Ｐ４が支点となって、当該外域静電引力の作用により、可動部１０の回転変位が誘発される。また、仮に、内域Ｓ₁₃から外れた両方の外域に、電極部２２，２３との間で静電引力を発生させるための電極部１２，１３の全体が位置すると、駆動時には、駆動力たる静電引力が当該両外域にて可動部１０に作用する。具体的には、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２が支点となって、電極部１２，２２間に生じる第１静電引力が一方の外域にて第１回転力として可動部１０ないし電極部１２に作用する。これとともに、一組の接続部Ｐ３，Ｐ４が支点となって、電極部１３，２３間に生じる第２静電引力が他方の外域にて第２回転力として可動部１０ないし電極部１３に作用する。電極部１２，１３を伴う可動部１０や電極部２２，２３を伴う固定部２０を、第１回転力と第２回転力とが同一となるべく設計したとしても、実際上は、製造誤差によって各部の寸法が設計寸法からずれるので、両回転力の大きさは一致しない。たとえ、第１静電引力と第２静電引力とが同一となるように可動部１０および固定部２０を対称的に設計しても、実際上は、製造誤差によって可動部１０や固定部２０に形状アンバランスが生じてしまうので、両静電引力の大きさは一致しないのである。そのため、第１回転力（第１静電引力）および第２回転力（第２静電引力）のうち大きい方が、回転変位駆動力として可動部１０に対して優勢に作用して、可動部１０の回転変位が誘発されやすい。以上のように、仮に可動部１０の電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₃に位置しないとすると、可動部１０は回転変位しやすい。
【００３８】
これに対し、電極部１２，１３の全体が内域Ｓ₁₃に位置するマイクロ可動素子Ｘ１では、駆動力たる静電引力は内域Ｓ₁₃にて可動部１０に作用するため、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２又は一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような可動部１０の回転変位は抑制される。
【００３９】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、電極部１２，１３との間で静電引力を発生させるための電極部２２，２３は、上述のように電気的に分離されている。そのため、電極部２２，２３に対しては、異なる電位を付与することが可能である。したがって、電極部１２，２２間への印加電圧と電極部１３，２３間への印加電圧とを個別に調節して、電極部１２，２２間に生じる静電引力と電極部１３，２３間に生じる静電引力とを個別に調整することが可能である。このようなマイクロ可動素子Ｘ１では、電極部１２，２２間に生じる静電引力と電極部１３，２３間に生じる静電引力とを調整して可動部１０の姿勢を制御することが可能である。
【００４０】
また、上述のように可動部１０の回転変位が抑制されるマイクロ可動素子Ｘ１では、たとえ一組の接続部Ｐ１，Ｐ２や一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような回転変位が可動部１０に生じたとしても、その回転変位量は相当程度に小さい。このような回転変位をなくするように可動部１０の姿勢を制御するうえでは、電極部１２，２２間に印加すべき電圧と電極部１３，２３間に印加すべき電圧とを大きく異ならしめる必要はない。したがって、マイクロ可動素子Ｘ１は、駆動電圧の低減を図りつつ、可動部１０について姿勢制御可能に設計しやすい。
【００４１】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、連結部３１〜３４は、それぞれ、可動部１０のランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｂに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２，１３について、内域Ｓ₁₁、内域Ｓ₁₂、または内域Ｓ₁₃に位置させるうえで好適である。
【００４２】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、連結部３１〜３４における連結バー３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄに直交する方向における可動部１０の変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ１においては、連結部３１〜３４における連結バー３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに延びる。このような構成は、離隔方向Ｄにおける可動部１０の変位を抑制するのに資する。
【００４３】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、電極部１２，１３，２２，２３は、それぞれ、上述のように櫛歯電極構造を有する。このような構成は、電極部１２，２２間に生じる静電引力および電極部１３，２３間に生じる静電引力、ひいては可動部１０を変位させるための駆動力について、高精度に制御するうえで好適である。
【００４４】
マイクロ可動素子Ｘ１においては、連結部３１〜３４ないし連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂは、可動部１０や、固定部２０のフレーム２１の第１層部２１Ａよりも、薄肉である。連結部３１〜３４が薄肉であるほど、より小さな駆動力によって可動部１０を変位させることが可能である。したがって、連結部３１〜３４が可動部１０や第１層部２１Ａよりも薄肉であるという構成は、マイクロ可動素子Ｘ１の駆動電圧を低減するうえで好適である。
【００４５】
図１７および図１８は、マイクロ可動素子Ｘ１の製造方法の一例を表す。この方法は、バルクマイクロマシニング技術によりマイクロ可動素子Ｘ１を製造するための一手法である。図１７および図１８においては、図１８（ｄ）に示すランド部ＬＤ、アーム部ＡＲ、フレームＦ１，Ｆ２、連結部Ｃ１，Ｃ２、および一組の電極部Ｅ１，Ｅ２の形成過程を、一の断面の変化として表す。当該一の断面は、加工が施される材料基板（多層構造を有するウエハ）における単一のマイクロ可動素子形成区画に含まれる複数の所定箇所の断面を、モデル化して連続断面として表したものである。ランド部ＬＤは、ランド部１１Ａの一部に相当する。アーム部ＡＲは、アーム部１１Ｂの一部に相当する。フレームＦ１，Ｆ２は、それぞれ、フレーム２１に相当し、フレーム２１の横断面を表す。連結部Ｃ１は、連結部３１〜３４の一部に相当し、連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの延び方向の断面を表す。連結部Ｃ２は、連結部３１〜３４の一部に相当し、連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂの横断面を表す。電極部Ｅ１は、電極部１２，１３の一部に相当し、電極歯１２，１３の部分横断面を表す。電極部Ｅ２は、電極部２２，２３の一部に相当し、電極歯２２，２３の部分横断面を表す。
【００４６】
マイクロ可動素子Ｘ１の製造においては、まず、図１７（ａ）に示すような材料基板１００を用意する。材料基板１００は、シリコン層１０１，１０２と、当該シリコン層１０１，１０２間の絶縁層１０３とからなる積層構造を有するＳＯＩウエハである。シリコン層１０１，１０２は、不純物をドープすることにより導電性を付与されたシリコン材料よりなる。不純物としては、Ｂなどのｐ型不純物や、ＰおよびＳｂなどのｎ型不純物を採用することができる。絶縁層１０３は例えば酸化シリコンよりなる。シリコン層１０１の厚さは例えば１０〜１００μｍであり、シリコン層１０２の厚さは例えば５０〜５００μｍであり、絶縁層１０３の厚さは例えば０.３〜３μｍである。
【００４７】
次に、図１７（ｂ）に示すように、シリコン層１０１上にミラー面１１ａおよび電極パッド２１Ａ’を形成し、また、シリコン層１０２上に電極パッド２１ａ’および図外の電極パッド２１ｂ’を形成する。ミラー面１１ａおよび電極パッド２１Ａ’の形成においては、まず、スパッタリング法により、シリコン層１０１に対して例えばＣｒ（５０ｎｍ）およびこれに続いてＡｕ（２００ｎｍ）を成膜する。次に、所定のマスクを介してこれら金属膜に対してエッチング処理を順次行うことにより、ミラー面１１ａおよび電極パッド２１Ａ’をパターン形成する。Ａｕに対するエッチング液としては、例えば、ヨウ化カリウム−ヨウ素水溶液を使用することができる。Ｃｒに対するエッチング液としては、例えば硝酸第二セリウムアンモニウム水溶液を使用することができる。電極パッド２１ａ’，２１ｂ’については、例えば、電極パッド２１Ａ’をシリコン層１０１上に形成したのと同様にして、シリコン層１０２上に形成することができる。
【００４８】
次に、図１７（ｃ）に示すように、シリコン層１０１上に酸化膜パターン１１０およびレジストパターン１１１を形成し、シリコン層１０２上に酸化膜パターン１１２を形成する。酸化膜パターン１１０は、シリコン層１０１において成形されるべき可動部１０（ランド部１１Ａ、アーム部１１Ｂ、および電極部１２，１３を含む）および固定部２０の一部（フレーム２１の一部）に対応する図１９に示すパターン形状を有する。レジストパターン１１１は、連結部３１〜３４に対応するパターン形状を有する。また、酸化膜パターン１１２は、シリコン層１０２において成形されるべき固定部２０の一部（フレーム２１の一部および電極部２２，２３を含む）に対応する図２０に示すパターン形状を有する。
【００４９】
次に、図１７（ｄ）に示すように、酸化膜パターン１１０およびレジストパターン１１１をマスクとして利用して、ＤＲＩＥ（deep reactive ion etching）により、シリコン層１０１に対して所定の深さまでエッチング処理を行う。所定の深さとは、連結部Ｃ１，Ｃ２の厚さに相当する深さであり、例えば５μｍである。ＤＲＩＥでは、ＳＦ₆ガスを用いて行うエッチングとＣ₄Ｆ₈ガスを用いて行う側壁保護とを交互に繰り返すＢｏｓｃｈプロセスにおいて、良好な異方性エッチング加工を行うことができる。後出のＤＲＩＥについても、このようなＢｏｓｃｈプロセスを採用することができる。
【００５０】
次に、図１８（ａ）に示すようにレジストパターン１１１を除去する。例えば、剥離液を作用させることにより、レジストパターン１１１を剥離することができる。
【００５１】
次に、図１８（ｂ）に示すように、酸化膜パターン１１０をマスクとして、ＤＲＩＥにより、連結部Ｃ１，Ｃ２を残存形成しつつシリコン層１０１に対して絶縁層１０３に至るまでエッチング処理を行う。本エッチング処理により、可動部１０（ランド部ＬＤ、アーム部ＡＲ、電極部Ｅ１）、固定部２０の一部（フレームＦ１，Ｆ２の一部）、および連結部３１〜３４（連結部Ｃ１，Ｃ２）が、成形される。
【００５２】
次に、図１８（ｃ）に示すように、酸化膜パターン１１２をマスクとして、ＤＲＩＥによりシリコン層１０２に対して絶縁層１０３に至るまでエッチング処理を行う。本エッチング処理により、固定部２０の一部（フレームＦ１，Ｆ２の一部、電極部Ｅ２）が、成形される。
【００５３】
次に、図１８（ｄ）に示すように、絶縁層１０３において露出している箇所、および酸化膜パターン１１０，１１２を、エッチング除去する。エッチング手法としては、ドライエッチングまたはウエットエッチングを採用することができる。ドライエッチングを採用する場合、エッチングガスとしては、例えば、ＣＦ₄やＣＨＦ₃などを採用することができる。ウエットエッチングを採用する場合、エッチング液としては、例えば、フッ酸とフッ化アンモニウムからなるバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を使用することができる。
【００５４】
以上の一連の工程を経ることにより、ランド部ＬＤ、アーム部ＡＲ、フレームＦ１，Ｆ２、連結部Ｃ１，Ｃ２、および電極部Ｅ１，Ｅ２を成形するなどしてマイクロ可動素子Ｘ１を製造することができる。後出の実施形態および変形例に係るマイクロ可動素子についても、マイクロ可動素子Ｘ１の製造に関して上述したのと同様の手法を利用して、製造することができる。
【００５５】
図２１は、マイクロ可動素子Ｘ１の第１変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ１は、図２１に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’に直交する方向に延びる連結バー３１ａ，３１ｂからなる。本変形例における連結部３２は、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”に直交する方向に延びる連結バー３２ａ，３２ｂからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄ’に直交する方向に延びる連結バー３３ａ，３３ｂからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄ”に直交する方向に延びる連結バー３４ａ，３４ｂからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ１の第１変形例において、連結バー３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂは、離隔方向Ｄ’に直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、本変形例において、連結バー３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂは、離隔方向Ｄ”に直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資する。
【００５６】
図２２は、マイクロ可動素子Ｘ１の第２変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ１は、図２２に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’に延びる連結バー３１ａからなる。本変形例における連結部３２は、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”に延びる連結バー３２ａからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄ’に延びる連結バー３３ａからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄ”に延びる連結バー３４ａからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ１の第２変形例において、連結バー３１ａ，３３ａは、離隔方向Ｄ’における可動部１０の変位を抑制するのに資し、連結バー３２ａ，３４ａは、離隔方向Ｄ”における可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、四本の連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている本変形例は、より多くの連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている場合よりも、可動部１０を並進変位動作させるための駆動電圧を低減するうえで好適である。
【００５７】
図２３は、マイクロ可動素子Ｘ１の第３変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ１は、図２３に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３１ａからなる。本変形例における連結部３２は、離隔方向Ｄに延びる連結バー３２ａからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄに直交する方向に延びる連結バー３３ａからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄに延びる連結バー３４ａからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ１の第３変形例において、連結バー３１ａ，３３ａは、離隔方向Ｄに直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資し、連結バー３２ａ，３４ａは、離隔方向Ｄにおける可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、四本の連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている本変形例は、より多くの連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている場合よりも、可動部１０を並進変位動作させるための駆動電圧を低減するうえで好適である。
【００５８】
図２４から図３１は、本発明の第２の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ２を表す。図２４は、マイクロ可動素子Ｘ２の平面図である。図２５は、マイクロ可動素子Ｘ２の他の平面図である。図２６から図３１は、それぞれ、図２４の線XXVI−XXVI、線XXVII−XXVII、線XXVIII−XXVIII、線XXIX−XXIX、線XXX−XXX、および線XXXI−XXXIに沿った断面図である。
【００５９】
マイクロ可動素子Ｘ２は、可動部１０と、固定部２０と、連結部３１，３２，３３，３４とを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ２は、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ２における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図２４は第１シリコン層側の平面図であり、図２５は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図２４においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図２５においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【００６０】
可動部１０は、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｂと、電極部１２，１３，１４，１５とを有する。ランド部１１Ａの表面には、光反射機能を有するミラー面１１ａが設けられている。各アーム部１１Ｂは、矩形状のランド部１１Ａの角部から延出する。電極部１２〜１５は、それぞれ、ランド部１１Ａの一側縁部から延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。これら電極部１２〜１５は、ランド部１１Ａを介して電気的に接続されている。また、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１と電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２とは直交する。
【００６１】
固定部２０は、フレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５を有する。フレーム２１は、図２４および図２５に示すように、可動部１０を囲む形状を有する。また、フレーム２１は、図２６から図３１に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部２１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部２１Ｂと、これらの間の絶縁層２１Ｃとからなる積層構造を有する。第２層部２１Ｂは、部分２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを含む。第１層部２１Ａおよび第２層部２１Ｂは電気的に分離されており、且つ、部分２１ａ〜２１ｄは電気的に分離されている。図２４に示すように、第１層部２１Ａ上には電極パッド２１Ａ’が設けられている。図２５に示すように、第２層部２１Ｂの部分２１ａ〜２１ｄ上には電極パッド２１ａ’，２１ｂ’，２１ｃ’，２１ｄ’が設けられている。
【００６２】
電極部２２〜２５は、第２シリコン層に由来する部位である。電極部２２は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ａから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２２は、上述の電極部１２と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部１２に対向するように配されている。電極部２３は、第２層部２１Ｂの部分２１ｂから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２３は、上述の電極部１３と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部１３に対向するように配されている。電極部２４は、第２層部２１Ｂの部分２１ｃから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２４は、上述の電極部１４と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部１４に対向するように配されている。電極部２５は、第２層部２１Ｂの部分２１ｄから可動部１０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部２５は、上述の電極部１５と協働して静電引力を発生させるための部位であり、電極部１５に対向するように配されている。これら電極部２２〜２５は、電気的に分離されている。
【００６３】
連結部３１〜３４は、第１シリコン層に由来する部位であり、図２４に示すように、可動部１０および固定部２０を連結する。連結部３１は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３１ａと、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３１ｂとからなる。連結部３１ないし連結バー３１ａ，３１ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３１と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、図２８および図２９に示すように、連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００６４】
連結部３２は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３２ａと、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３２ｂとからなる。連結部３２ないし連結バー３２ａ，３２ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３２と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、図２８および図３０に示すように、連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００６５】
連結部３３は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３３ａと、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３３ｂとからなる。連結部３３ないし連結バー３３ａ，３３ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３３と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、図３０および図３１に示すように、連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００６６】
連結部３４は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３４ａと、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３４ｂとからなる。連結部３４ないし連結バー３４ａ，３４ｂは、可動部１０における一のアーム部１１Ｂに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３４と可動部１０ないしアーム部１１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、図２９および図３１に示すように、連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）は、可動部１０やフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉である。
【００６７】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、図３２に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₂₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₂₂に、可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₂₃に、可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。更に加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₂₄に、可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。
【００６８】
マイクロ可動素子Ｘ２では、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに、駆動電圧を印加することにより、例えば図２６に示す厚さ方向Ｈにおいて、可動部１０を並進変位動作させることができる。当該電圧印加における電極部１２〜１５に対する電位付与は、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａ上の電極パッド２１Ａ’、第１層部２１Ａ、連結部３１〜３４、および可動部１０のアーム部１１Ｂとランド部１１Ａを介して、実現することができる。電極部１２〜１５には例えばグラウンド電位が付与される。電圧印加における電極部２２に対する電位付与は、固定部２０におけるフレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ａ上の電極パッド２１ａ’および部分２１ａを介して実現することができる。電極部２３に対する電位付与は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ｂ上の電極パッド２１ｂ’および部分２１ｂを介して実現することができる。電極部２４に対する電位付与は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ｃ上の電極パッド２１ｃ’および部分２１ｃを介して実現することができる。電極部２５に対する電位付与は、フレーム２１の第２層部２１Ｂの部分２１ｄ上の電極パッド２１ｄ’および部分２１ｄを介して実現することができる。電極部２２〜２５に対して付与する電位は、電極部ごとに個別に設定することができる。
【００６９】
電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間に電圧が印加されていない場合、連結部３１〜３４を介して固定部２０に繋がれている可動部１０は、例えば図２６に示すように自然状態位置にある。電極部１２，２２間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１２，２２間に静電引力が生じる。電極部１３，２３間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１３，２３間に静電引力が生じる。電極部１４，２４間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１４，２４間に静電引力が生じる。電極部１５，２５間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部１５，２５間に静電引力が生じる。このようにして生じた静電引力が駆動力として電極部１２〜１５に作用することにより、可動部１０の電極部１２〜１５は、それぞれ、固定部２０の電極部２２〜２５に引き込まれる。このとき、連結部３１〜３４の連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂには張力が作用し、当該各連結バーは弾性変形する。図３３（ａ）に示すように電極部１２，１３が電極部２２，２３に引き込まれるとともに、図３３（ｂ）に示すように電極部１４，１５が電極部２４，２５に引き込まれることにより、可動部１０は、厚さ方向Ｈにおいて並進変位することとなる。並進変位の方向は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に交差し、且つ、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に交差する。このときの並進変位量は、電極部１２〜１５ないし可動部１０に作用する駆動力の大きさに応じて異なる。可動部１０の、自然状態位置からの並進変位量については、各組の電極部対間の印加駆動電圧を制御して発生駆動力を調整することにより、事後的に変更することが可能である。
【００７０】
静電引力を消滅させると、連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂはその自然状態に復帰し、可動部１０は例えば図２６に示すような初期位置（自然状態位置）に戻る。
【００７１】
ランド部１１Ａ上に設けられたミラー面１１ａに対して例えば垂直に光Ｌを照射して反射させる場合、以上のような可動部１０についての駆動により、ミラー面１１ａにて反射される光Ｌの反射位置を変化させて、光Ｌの光路長を変化させることができる。
【００７２】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₂₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ２では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₂₁にて可動部１０ないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０の回転変位を抑制するのに適する。
【００７３】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₂₂に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ２では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₂₂にて可動部１０ないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０の回転変位を抑制するのに適する。
【００７４】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₂₃に、可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ２では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₂₃にて可動部１０ないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２または一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような可動部１０の回転変位を抑制するのに適する。
【００７５】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₂₄に、可動部１０の電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ２では、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₂₄にて可動部１０ないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、自然状態位置から可動部１０を並進変位させる際や、可動部１０の並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４または一組の接続部Ｐ２，Ｐ３を支点とするような可動部１０の回転変位を抑制するのに適する。
【００７６】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、電極部１２〜１５との間で静電引力を発生させるための電極部２２〜２５（固定電極部）は、上述のように電気的に分離されている。そのため、電極部２２〜２５に対しては、異なる電位を付与することが可能である。したがって、電極部１２，２２間への印加電圧と、電極部１３，２３間への印加電圧と、電極部１４，２４間への印加電圧と、電極部１５，２５間への印加電圧とを個別に調節することが可能である。これにより、電極部１２，２２間に生じる静電引力と、電極部１３，２３間に生じる静電引力と、電極部１４，２４間に生じる静電引力と、電極部１５，２５間に生じる静電引力とを個別に調整することが可能である。このようなマイクロ可動素子Ｘ２では、電極部１２，２２間に生じる静電引力と、電極部１３，２３間に生じる静電引力と、電極部１４，２４間に生じる静電引力と、電極部１５，２５間に生じる静電引力とを調整して可動部１０の姿勢を制御することが可能である。
【００７７】
また、上述のように可動部１０の回転変位が抑制されるマイクロ可動素子Ｘ２では、たとえ一組の接続部Ｐ１，Ｐ２や一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような回転変位が可動部１０に生じたとしても、その回転変位量は相当程度に小さい。このような回転変位をなくするように可動部１０の姿勢を制御するうえでは、電極部１２，２２間に印加すべき電圧と電極部１３，２３間に印加すべき電圧とを大きく異ならしめる必要はない。また、マイクロ可動素子Ｘ２では、たとえ一組の接続部Ｐ１，Ｐ４や一組の接続部Ｐ２，Ｐ３を支点とするような回転変位が可動部１０に生じたとしても、その回転変位量は相当程度に小さい。このような回転変位をなくするように可動部１０の姿勢を制御するうえでは、電極部１４，２４間に印加すべき電圧と電極部１５，２５間に印加すべき電圧とを大きく異ならしめる必要はない。したがって、マイクロ可動素子Ｘ２は、駆動電圧の低減を図りつつ、可動部１０について姿勢制御可能に設計しやすい。
【００７８】
電極部２２〜２５ないし複数の固定電極部が電気的に分離されていることに基づいて得られる以上の技術的利点は、後出の実施形態に係るマイクロ可動素子おいても得られる。
【００７９】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、連結部３１〜３４は、それぞれ、可動部１０のランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｂに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５について、内域Ｓ₂₁、内域Ｓ₂₂、内域Ｓ₂₃、または内域Ｓ₂₄に位置させるうえで好適である。
【００８０】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、連結部３１〜３４における連結バー３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ１に直交する方向における可動部１０の変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ２においては、連結部３１〜３４における連結バー３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂは、上述のように、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０の変位を抑制するのに資する。
【００８１】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、電極部１２〜１５，２２〜２５は、それぞれ、上述のように櫛歯電極構造を有する。このような構成は、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに生じる静電引力、ひいては可動部１０を変位させるための駆動力について、高精度に制御するうえで好適である。駆動力を発生させるための電極部が櫛歯電極構造をとることに基づいて得られるこのような技術的利点は、後出の実施形態に係るマイクロ可動素子おいても得られる。
【００８２】
マイクロ可動素子Ｘ２においては、連結部３１〜３４ないし連結バー３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂは、可動部１０や、固定部２０のフレーム２１の第１層部２１Ａよりも、薄肉である。連結部３１〜３４が薄肉であるほど、より小さな駆動力によって可動部１０を変位させることが可能である。したがって、連結部３１〜３４が可動部１０や第１層部２１Ａよりも薄肉であるという構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の駆動電圧を低減するうえで好適である。可動部と固定部とを連結する連結部が薄肉であることに基づいて得られるこのような技術的利点は、後出の実施形態に係るマイクロ可動素子おいても得られる。
【００８３】
図３４は、マイクロ可動素子Ｘ２の第１変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ２は、図３４に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’に直交する方向に延びる連結バー３１ａ，３１ｂからなる。本変形例における連結部３２は、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”に直交する方向に延びる連結バー３２ａ，３２ｂからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄ’に直交する方向に延びる連結バー３３ａ，３３ｂからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄ”に直交する方向に延びる連結バー３４ａ，３４ｂからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ２の第１変形例において、連結バー３１ａ，３１ｂ，３３ａ，３３ｂは、離隔方向Ｄ’に直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、本変形例において、連結バー３２ａ，３２ｂ，３４ａ，３４ｂは、離隔方向Ｄ”に直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資する。
【００８４】
図３５は、マイクロ可動素子Ｘ２の第２変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ２は、図３５に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’に延びる連結バー３１ａからなる。本変形例における連結部３２は、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”に延びる連結バー３２ａからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄ’に延びる連結バー３３ａからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄ”に延びる連結バー３４ａからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ２の第２変形例において、連結バー３１ａ，３３ａは、離隔方向Ｄ’における可動部１０の変位を抑制するのに資し、連結バー３２ａ，３４ａは、離隔方向Ｄ”における可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、四本の連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている本変形例は、より多くの連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている場合よりも、可動部１０を並進変位動作させるための駆動電圧を低減するうえで好適である。
【００８５】
図３６は、マイクロ可動素子Ｘ２の第３変形例の平面図である。マイクロ可動素子Ｘ２は、図３６に示すような連結部３１〜３４を備えてもよい。本変形例における連結部３１は、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３１ａからなる。本変形例における連結部３２は、離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３２ａからなる。本変形例における連結部３３は、離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バー３３ａからなる。本変形例における連結部３４は、離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バー３４ａからなる。このようなマイクロ可動素子Ｘ２の第３変形例において、連結バー３１ａ，３３ａは、離隔方向Ｄ１に直交する方向おける可動部１０の変位を抑制するのに資し、連結バー３２ａ，３４ａは、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０の変位を抑制するのに資する。また、四本の連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている本変形例は、より多くの連結バーによって可動部１０および固定部２０が連結されている場合よりも、可動部１０を並進変位動作させるための駆動電圧を低減するうえで好適である。
【００８６】
図３７から図３９は、本発明の第３の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ３を表す。図３７は、マイクロ可動素子Ｘ３の平面図である。図３８は、マイクロ可動素子Ｘ３の他の平面図である。図３９は、図３７の線XXXIX−XXXIXに沿った断面図である。
【００８７】
マイクロ可動素子Ｘ３は、可動部１０Ａと、固定部２０と、連結部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａとを備えるマイクロミラー素子である。マイクロ可動素子Ｘ３は、可動部１０に代えて可動部１０Ａを備え、且つ、連結部３１，３２，３３，３４に代えて連結部３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２と異なる。また、マイクロ可動素子Ｘ３は、マイクロ可動素子Ｘ２と同様に、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ３における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図３７は第１シリコン層側の平面図であり、図３８は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図３７においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図３８においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【００８８】
可動部１０Ａは、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｃと、電極部１２，１３，１４，１５とを有する。可動部１０Ａは、アーム部１１Ｂに代えてアーム部１１Ｃを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０と異なる。各アーム部１１Ｃは、屈曲構造を有する。具体的には、一のアーム部１１Ｃは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ１における側縁部Ｔ４側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｃは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ２における側縁部Ｔ１側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｃは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ３における側縁部Ｔ２側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｃは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ４における側縁部Ｔ３側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。可動部１０Ａについての他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０について上述したのと同様である。
【００８９】
マイクロ可動素子Ｘ３の固定部２０は、マイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０と同様に、フレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５を有する。マイクロ可動素子Ｘ３におけるフレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５の具体的構成は、マイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５に関して上述したとおりである。
【００９０】
連結部３１Ａ〜３４Ａは、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部１０Ａおよび固定部２０を連結する。連結部３１Ａは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ａにおける一のアーム部１１Ｃに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３１Ａと可動部１０Ａないしアーム部１１Ｃとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、連結部３１Ａは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ａよりも薄肉である。
【００９１】
連結部３２Ａは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ａにおける一のアーム部１１Ｃに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３２Ａと可動部１０Ａないしアーム部１１Ｃとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、連結部３２Ａは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ａよりも薄肉である。
【００９２】
連結部３３Ａは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ａにおける一のアーム部１１Ｃに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３３Ａと可動部１０Ａないしアーム部１１Ｃとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、連結部３３Ａは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ａよりも薄肉である。
【００９３】
連結部３４Ａは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ａにおける一のアーム部１１Ｃに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３４Ａと可動部１０Ａないしアーム部１１Ｃとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、連結部３４Ａは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ａよりも薄肉である。
【００９４】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、図４０に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₃₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₃₂に、可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₃₃に、可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。更に加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₃₄に、可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。
【００９５】
マイクロ可動素子Ｘ３では、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに、駆動電圧を印加することにより、図３９に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部１０Ａを並進変位動作させることができる。可動部１０Ａを並進変位動作させるための手法は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０を並進変位動作させるための手法として上述したのと同様である。可動部１０Ａにおけるランド部１１Ａ上のミラー面１１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、可動部１０Ａを並進変位動作させることにより、ミラー面１１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【００９６】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₃₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ３では、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₃₁にて可動部１０Ａないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ３は、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０Ａの回転変位を抑制するのに適する。
【００９７】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₃₂に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ３では、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₃₂にて可動部１０Ａないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ３は、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０Ａの回転変位を抑制するのに適する。
【００９８】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₃₃に、可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ３では、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₃₃にて可動部１０Ａないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ３は、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２または一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような可動部１０Ａの回転変位を抑制するのに適する。
【００９９】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₃₄に、可動部１０Ａの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ３では、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₃₄にて可動部１０Ａないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ３は、自然状態位置から可動部１０Ａを並進変位させる際や、可動部１０Ａの並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４または一組の接続部Ｐ２，Ｐ３を支点とするような可動部１０Ａの回転変位を抑制するのに適する。
【０１００】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、連結部３１Ａ〜３４Ａは、それぞれ、可動部１０Ａのランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｃに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５について、内域Ｓ₃₁、内域Ｓ₃₂、内域Ｓ₃₃、または内域Ｓ₃₄に位置させるうえで好適である。
【０１０１】
マイクロ可動素子Ｘ３においては、連結部３１Ａ，３３Ａは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ１に直交する方向における可動部１０Ａの変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ３においては、連結部３２Ａ，３４Ａは、上述のように、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０Ａの変位を抑制するのに資する。
【０１０２】
マイクロ可動素子Ｘ３における各アーム部１１Ｃは、ランド部１１Ａの一側縁部からのみ延出し、且つ、マイクロ可動素子Ｘ２におけるアーム部１１Ｂよりも細い。そのため、マイクロ可動素子Ｘ３においては、マイクロ可動素子Ｘ２におけるよりも、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５の配設スペースを確保しやすく、従って、電極部１２〜１５のそれぞれの電極歯について多数化しやすい。電極部１２〜１５の電極歯の多数化は、電極部２２〜２５の電極歯の多数化と相まって、マイクロ可動素子Ｘ３の駆動電圧を低減するのに資する。
【０１０３】
図４１から図４３は、本発明の第４の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ４を表す。図４１は、マイクロ可動素子Ｘ４の平面図である。図４２は、マイクロ可動素子Ｘ４の他の平面図である。図４３は、図４１の線XLIII−XLIIIに沿った断面図である。
【０１０４】
マイクロ可動素子Ｘ４は、可動部１０Ｂと、固定部２０と、連結部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂとを備えるマイクロミラー素子である。マイクロ可動素子Ｘ４は、可動部１０に代えて可動部１０Ｂを備え、且つ、連結部３１，３２，３３，３４に代えて連結部３１Ｂ，３２Ｂ，３３Ｂ，３４Ｂを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２と異なる。また、マイクロ可動素子Ｘ４は、マイクロ可動素子Ｘ２と同様に、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ４における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図４１は第１シリコン層側の平面図であり、図４２は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図４１においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図４２においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【０１０５】
可動部１０Ｂは、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｄと、電極部１２，１３，１４，１５とを有する。可動部１０Ｂは、アーム部１１Ｂに代えてアーム部１１Ｄを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０と異なる。図４１および図４２に示すように、一のアーム部１１Ｄは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ１における側縁部Ｔ４側の端部から、側縁部Ｔ４の延び方向に延出する。別の一のアーム部１１Ｄは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ２における側縁部Ｔ１側の端部から、側縁部Ｔ１の延び方向に延出する。別の一のアーム部１１Ｄは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ３における側縁部Ｔ２側の端部から、側縁部Ｔ２の延び方向に延出する。別の一のアーム部１１Ｄは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ４における側縁部Ｔ３側の端部から、側縁部Ｔ３の延び方向に延出する。本実施形態における電極部１２〜１５は、それぞれ、ランド部１１Ａの一側縁部から延出する複数の電極歯およびアーム部１１Ｄから延出する複数の電極歯を含む一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。これら電極部１２〜１５は、ランド部１１Ａおよびアーム部１１Ｄを介して電気的に接続されている。また、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１と電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２とは直交する。可動部１０Ｂについての他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０について上述したのと同様である。
【０１０６】
マイクロ可動素子Ｘ４の固定部２０は、マイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０と同様に、フレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５を有する。マイクロ可動素子Ｘ４におけるフレーム２１は、上述のマイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１と、第１層部２１Ａのパターン形状が部分的に異なる。マイクロ可動素子Ｘ４におけるフレーム２１の他の具体的構成および電極部２２，２３，２４，２５の具体的構成は、マイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１および電極部２２，２３，２４，２５に関して上述したのと同様である。
【０１０７】
連結部３１Ｂ〜３４Ｂは、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部１０Ｂおよび固定部２０を連結する。連結部３１Ｂは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｂにおける一のアーム部１１Ｄに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３１Ｂと可動部１０Ｂないしアーム部１１Ｄとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、連結部３１Ｂは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｂよりも薄肉である。
【０１０８】
連結部３２Ｂは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｂにおける一のアーム部１１Ｄに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３２Ｂと可動部１０Ｂないしアーム部１１Ｄとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、連結部３２Ｂは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｂよりも薄肉である。
【０１０９】
連結部３３Ｂは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｂにおける一のアーム部１１Ｄに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３３Ｂと可動部１０Ｂないしアーム部１１Ｄとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、連結部３３Ｂは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｂよりも薄肉である。
【０１１０】
連結部３４Ｂは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｂにおける一のアーム部１１Ｄに接続し、且つ、固定部２０におけるフレーム２１の第１層部２１Ａに接続している。連結部３４Ｂと可動部１０Ｂないしアーム部１１Ｄとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、連結部３４Ｂは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）と同様にフレーム２１の第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｂよりも薄肉である。
【０１１１】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、図４４に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₄₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｂの電極部１２〜１５の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₄₂に、可動部１０Ｂの電極部１２〜１５の全体が位置する。
【０１１２】
マイクロ可動素子Ｘ４では、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに、駆動電圧を印加することにより、図４３に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部１０Ｂを並進変位動作させることができる。可動部１０Ｂを並進変位動作させるための手法は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０を並進変位動作させるための手法として上述したのと同様である。可動部１０Ｂにおけるランド部１１Ａ上のミラー面１１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、可動部１０Ｂを並進変位動作させることにより、ミラー面１１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【０１１３】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₄₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｂの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ４では、自然状態位置から可動部１０Ｂを並進変位させる際や、可動部１０Ｂの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₄₁にて可動部１０Ｂないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ４は、自然状態位置から可動部１０Ｂを並進変位させる際や、可動部１０Ｂの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０Ｂの回転変位を抑制するのに適する。
【０１１４】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₄₂に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｂの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ４では、自然状態位置から可動部１０Ｂを並進変位させる際や、可動部１０Ｂの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₄₂にて可動部１０Ｂないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ４は、自然状態位置から可動部１０Ｂを並進変位させる際や、可動部１０Ｂの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０Ｂの回転変位を抑制するのに適する。
【０１１５】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、連結部３１Ｂ〜３４Ｂは、それぞれ、可動部１０Ｂのランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｄに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５について、内域Ｓ₄₁または内域Ｓ₄₂に位置させるうえで好適である。
【０１１６】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、連結部３１Ｂ，３３Ｂは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ１に直交する方向における可動部１０Ｂの変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ４においては、連結部３２Ｂ，３４Ｂは、上述のように、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０Ｂの変位を抑制するのに資する。
【０１１７】
マイクロ可動素子Ｘ４においては、一のアーム部１１Ｄは、ランド部１１Ａの第１の側縁部における、当該第１の側縁部と隣り合う第２の側縁部側の端部から、当該第２の側縁部の延び方向に延出する。そして、電極部１２〜１５のそれぞれの一組の電極歯は、ランド部１１Ａの第１の側縁部、および、当該第１の側縁部と隣り合う第２の側縁部から延出するアーム部１１Ｄ、から延出する。このような構成をとるマイクロ可動素子Ｘ４においては、マイクロ可動素子Ｘ２におけるよりも、電極部１２〜１５の配設スペースを確保しやすく、従って、電極部１２〜１５のそれぞれの電極歯について多数化しやすい。電極部１２〜１５の電極歯の多数化は、電極部２２〜２５の電極歯の多数化と相まって、マイクロ可動素子Ｘ４の駆動電圧を低減するのに資する。
【０１１８】
図４５から図４７は、本発明の第５の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ５を表す。図４５は、マイクロ可動素子Ｘ５の平面図である。図４６は、マイクロ可動素子Ｘ５の他の平面図である。図４７は、図４５の線XLVII−XLVIIに沿った断面図である。
【０１１９】
マイクロ可動素子Ｘ５は、可動部１０Ｃと、固定部２０Ａと、連結部３１Ｃ，３２Ｃ，３３Ｃ，３４Ｃとを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ５は、マイクロ可動素子Ｘ２と同様に、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ５における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図４５は第１シリコン層側の平面図であり、図４６は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図４５においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図４６においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【０１２０】
可動部１０Ｃは、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｅと、電極部１２，１３，１４，１５とを有する。可動部１０Ｃは、アーム部１１Ｂに代えてアーム部１１Ｅを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０と異なる。各アーム部１１Ｅは、屈曲構造を有する。具体的には、一のアーム部１１Ｅは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ１における側縁部Ｔ４側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｅは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ２における側縁部Ｔ１側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｅは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ３における側縁部Ｔ２側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｅは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ４における側縁部Ｔ３側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分とからなる。可動部１０Ｃについての他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０について上述したのと同様である。
【０１２１】
固定部２０Ａは、フレーム２１’および電極部２２，２３，２４，２５を有する。固定部２０Ａは、フレーム２１に代えてフレーム２１’を有する点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０と異なる。フレーム２１’は、図４５および図４６に示すように、可動部１０Ｃを囲む形状を有し、且つ、アーム部２１Ｄを有する。また、フレーム２１’は、図４７に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部２１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部２１Ｂと、これらの間の絶縁層２１Ｃとからなる積層構造を有する。フレーム２１’は、アーム部２１Ｄを有する点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１と異なる。フレーム２１’の他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１について上述したのと同様である。固定部２０Ａの他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０について上述したのと同様である。
【０１２２】
連結部３１Ｃ〜３４Ｃは、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部１０Ｃおよび固定部２０Ａを連結する。連結部３１Ｃは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｃにおける一のアーム部１１Ｅに接続し、且つ、固定部２０Ａにおけるフレーム２１’の一のアーム部２１Ｄの第１層部２１Ａに接続している。連結部３１Ｃと可動部１０Ｃないしアーム部１１Ｅとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、連結部３１Ｃは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｃよりも薄肉である。
【０１２３】
連結部３２Ｃは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｃにおける一のアーム部１１Ｅに接続し、且つ、固定部２０Ａにおけるフレーム２１’の一のアーム部２１Ｄの第１層部２１Ａに接続している。連結部３２Ｃと可動部１０Ｃないしアーム部１１Ｅとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、連結部３２Ｃは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｃよりも薄肉である。
【０１２４】
連結部３３Ｃは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｃにおける一のアーム部１１Ｅに接続し、且つ、固定部２０Ａにおけるフレーム２１’の一のアーム部２１Ｄの第１層部２１Ａに接続している。連結部３３Ｃと可動部１０Ｃないしアーム部１１Ｅとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、連結部３３Ｃは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｃよりも薄肉である。
【０１２５】
連結部３４Ｃは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｃにおける一のアーム部１１Ｅに接続し、且つ、固定部２０Ａにおけるフレーム２１’の一のアーム部２１Ｄの第１層部２１Ａに接続している。連結部３４Ｃと可動部１０Ｃないしアーム部１１Ｅとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、連結部３４Ｃは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｃよりも薄肉である。
【０１２６】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、図４８に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₅₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₅₂に、可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１’における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₅₃に、可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。更に加えて、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２’における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₅₄に、可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。
【０１２７】
マイクロ可動素子Ｘ５では、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに、駆動電圧を印加することにより、図４７に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部１０Ｃを並進変位動作させることができる。可動部１０Ｃを並進変位動作させるための手法は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０を並進変位動作させるための手法として上述したのと同様である。可動部１０Ｃにおけるランド部１１Ａ上のミラー面１１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、可動部１０Ｃを並進変位動作させることにより、ミラー面１１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【０１２８】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₅₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ５では、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₅₁にて可動部１０Ｃないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ５は、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０Ｃの回転変位を抑制するのに適する。
【０１２９】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₅₂に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ５では、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₅₂にて可動部１０Ｃないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ５は、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０Ｃの回転変位を抑制するのに適する。
【０１３０】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２と一組の接続部Ｐ３，Ｐ４の離隔方向Ｄ１’における一組の接続部Ｐ１，Ｐ２から一組の接続部Ｐ３，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₅₃に、可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ５では、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₅₃にて可動部１０Ｃないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ５は、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ２または一組の接続部Ｐ３，Ｐ４を支点とするような可動部１０Ｃの回転変位を抑制するのに適する。
【０１３１】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、上述のように、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４と一組の接続部Ｐ２，Ｐ３の離隔方向Ｄ２’における一組の接続部Ｐ１，Ｐ４から一組の接続部Ｐ２，Ｐ４までの間以内たる内域Ｓ₅₄に、可動部１０Ｃの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ５では、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₅₄にて可動部１０Ｃないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ５は、自然状態位置から可動部１０Ｃを並進変位させる際や、可動部１０Ｃの並進変位量を変更する際、一組の接続部Ｐ１，Ｐ４または一組の接続部Ｐ２，Ｐ３を支点とするような可動部１０Ｃの回転変位を抑制するのに適する。
【０１３２】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、連結部３１Ｃ〜３４Ｃは、それぞれ、可動部１０Ｃのランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｅに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５について、内域Ｓ₅₁、内域Ｓ₅₂、内域Ｓ₅₃、または内域Ｓ₅₄に位置させるうえで好適である。
【０１３３】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、連結部３１Ｃ，３３Ｃは、上述のように、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０Ｃの変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ５においては、連結部３２Ｃ，３４Ｃは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ１に直交する方向における可動部１０Ｃの変位を抑制するのに資する。
【０１３４】
マイクロ可動素子Ｘ５においては、可動部１０Ｃおよび固定部２０Ａを連結する連結部３１Ｃは、接続部Ｐ１から、可動部１０Ｃの主部たるランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３２Ｃは、接続部Ｐ２から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３３Ｃは、接続部Ｐ３から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３４Ｃは、接続部Ｐ４から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。このような構成を具備するマイクロ可動素子Ｘ５は、フレーム２１’の小型化ひいては素子全体の小型化を図るのに好適である。
【０１３５】
図４９から図５１は、本発明の第６の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ６を表す。図４９は、マイクロ可動素子Ｘ６の平面図である。図５０は、マイクロ可動素子Ｘ６の他の平面図である。図５１は、図４９の線LI−LIに沿った断面図である。
【０１３６】
マイクロ可動素子Ｘ６は、可動部１０Ｄと、固定部２０Ｂと、連結部３１Ｄ，３２Ｄ，３３Ｄ，３４Ｄとを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ６は、マイクロ可動素子Ｘ２と同様に、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ６における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図４９は第１シリコン層側の平面図であり、図５０は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図４９においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図５０においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【０１３７】
可動部１０Ｄは、第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部１１Ａと、四本のアーム部１１Ｆと、電極部１２，１３，１４，１５とを有する。可動部１０Ｄは、アーム部１１Ｂに代えてアーム部１１Ｆを備える点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０と異なる。各アーム部１１Ｆは、屈曲構造を有する。具体的には、一のアーム部１１Ｆは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ１における側縁部Ｔ４側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分と、第１部分と平行な第３部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｆは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ２における側縁部Ｔ１側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分と、第１部分と平行な第３部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｆは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ３における側縁部Ｔ２側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分と、第１部分と平行な第３部分とからなる。別の一のアーム部１１Ｆは、ランド部１１Ａの側縁部Ｔ４における側縁部Ｔ３側の端部から延出する第１部分と、当該第１部分の延び方向に直交する方向に延びる第２部分と、第１部分と平行な第３部分とからなる。可動部１０Ｄについての他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０について上述したのと同様である。
【０１３８】
固定部２０Ｂは、フレーム２１”および電極部２２，２３，２４，２５を有する。固定部２０Ｂは、フレーム２１に代えてフレーム２１”を有する点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０と異なる。フレーム２１”は、図４９および図５０に示すように、可動部１０Ｄを囲む形状を有し、且つ、アーム部２１Ｅを有する。また、フレーム２１”は、図５１に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部２１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部２１Ｂと、これらの間の絶縁層２１Ｃとからなる積層構造を有する。フレーム２１”は、アーム部２１Ｅを有する点において、上述のマイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１と異なる。フレーム２１”の他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２におけるフレーム２１について上述したのと同様である。固定部２０Ｂの他の構成は、マイクロ可動素子Ｘ２の固定部２０について上述したのと同様である。
【０１３９】
連結部３１Ｄ〜３４Ｄは、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部１０Ｄおよび固定部２０Ｂを連結する。連結部３１Ｄは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｄにおける一のアーム部１１Ｆに接続し、且つ、固定部２０Ｂにおけるフレーム２１”の一のアーム部２１Ｅの第１層部２１Ａに接続している。連結部３１Ｄと可動部１０Ｄないしアーム部１１Ｆとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、連結部３１Ｄは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３１（連結バー３１ａ，３１ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｄよりも薄肉である。
【０１４０】
連結部３２Ｄは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｄにおける一のアーム部１１Ｆに接続し、且つ、固定部２０Ｂにおけるフレーム２１”の一のアーム部２１Ｅの第１層部２１Ａに接続している。連結部３２Ｄと可動部１０Ｄないしアーム部１１Ｆとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、連結部３２Ｄは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３２（連結バー３２ａ，３２ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｄよりも薄肉である。
【０１４１】
連結部３３Ｄは、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｄにおける一のアーム部１１Ｆに接続し、且つ、固定部２０Ｂにおけるフレーム２１”の一のアーム部２１Ｅの第１層部２１Ａに接続している。連結部３３Ｄと可動部１０Ｄないしアーム部１１Ｆとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、連結部３３Ｄは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３３（連結バー３３ａ，３３ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｄよりも薄肉である。
【０１４２】
連結部３４Ｄは、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる連結バーであり、可動部１０Ｄにおける一のアーム部１１Ｆに接続し、且つ、固定部２０Ｂにおけるフレーム２１”の一のアーム部２１Ｅの第１層部２１Ａに接続している。連結部３４Ｄと可動部１０Ｄないしアーム部１１Ｆとが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、連結部３４Ｄは、マイクロ可動素子Ｘ２における連結部３４（連結バー３４ａ，３４ｂ）と同様に第１層部２１Ａよりも薄肉であり、且つ、可動部１０Ｄよりも薄肉である。
【０１４３】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、図５２に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₆₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｄの電極部１２〜１５の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₆₂に、可動部１０Ｄの電極部１２〜１５の全体が位置する。
【０１４４】
マイクロ可動素子Ｘ６では、電極部１２，２２間、電極部１３，２３間、電極部１４，２４間、および電極部１５，２５間のそれぞれに、駆動電圧を印加することにより、図５１に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部１０Ｄを並進変位動作させることができる。可動部１０Ｄを並進変位動作させるための手法は、マイクロ可動素子Ｘ２の可動部１０を並進変位動作させるための手法として上述したのと同様である。可動部１０Ｄにおけるランド部１１Ａ上のミラー面１１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、可動部１０Ｄを並進変位動作させることにより、ミラー面１１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【０１４５】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₆₁に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｄの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ６では、自然状態位置から可動部１０Ｄを並進変位させる際や、可動部１０Ｄの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₆₁にて可動部１０Ｄないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ６は、自然状態位置から可動部１０Ｄを並進変位させる際や、可動部１０Ｄの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ１または接続部Ｐ３を支点とするような可動部１０Ｄの回転変位を抑制するのに適する。
【０１４６】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₆₂に、電極部２２〜２５との間で静電引力を発生するための可動部１０Ｄの電極部１２〜１５の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ６では、自然状態位置から可動部１０Ｄを並進変位させる際や、可動部１０Ｄの並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₆₂にて可動部１０Ｄないし電極部１２〜１５に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ６は、自然状態位置から可動部１０Ｄを並進変位させる際や、可動部１０Ｄの並進変位量を変更する際、接続部Ｐ２または接続部Ｐ４を支点とするような可動部１０Ｄの回転変位を抑制するのに適する。
【０１４７】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、連結部３１Ｄ〜３４Ｄは、それぞれ、可動部１０Ｄのランド部１１Ａから延出するアーム部１１Ｆに接続している。このような構成は、ランド部１１Ａから延出する電極部１２〜１５について、内域Ｓ₆₁または内域Ｓ₆₂に位置させるうえで好適である。
【０１４８】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、連結部３１Ｄ，３３Ｄは、上述のように、電極部１２，１３の離隔方向Ｄ１に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ１に直交する方向における可動部１０Ｄの変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ６においては、連結部３２Ｄ，３４Ｄは、上述のように、電極部１４，１５の離隔方向Ｄ２に直交する方向に延びる。このような構成は、離隔方向Ｄ２に直交する方向における可動部１０Ｄの変位を抑制するのに資する。
【０１４９】
マイクロ可動素子Ｘ６においては、可動部１０Ｄおよび固定部２０Ｂを連結する連結部３１Ｄは、接続部Ｐ１から、可動部１０Ｄの主部たるランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３２Ｄは、接続部Ｐ２から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３３Ｄは、接続部Ｐ３から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。連結部３４Ｄは、接続部Ｐ４から、ランド部１１Ａから遠のく方向に延出していない。このような構成を具備するマイクロ可動素子Ｘ６は、フレーム２１”の小型化ひいては素子全体の小型化を図るのに好適である。
【０１５０】
図５３から図５８は、本発明の第７の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ７を表す。図５３は、マイクロ可動素子Ｘ７の平面図である。図５４は、マイクロ可動素子Ｘ７の他の平面図である。図５５から図５８は、それぞれ、図５３の線LV−LV、線LVI−LVI、線LVII−LVII、および線LVIII−LVIIIに沿った断面図である。
【０１５１】
マイクロ可動素子Ｘ７は、可動部４０と、固定部５０と、連結部６１，６２，６３，６４とを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ７は、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ７における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図５３は第１シリコン層側の平面図であり、図５４は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図５３においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図５４においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【０１５２】
可動部４０は、主に第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部４１および電極部４２を有する。ランド部４１の表面には、光反射機能を有するミラー面４１ａが設けられている。電極部４２は、ランド部４１から延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。
【０１５３】
固定部５０は、フレーム５１および電極部５２を有する。フレーム５１は、図５３および図５４に示すように、可動部４０を囲む形状を有する。また、フレーム５１は、図５５から図５８に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部５１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部５１Ｂと、これらの間の絶縁層５１Ｃとからなる積層構造を有する。第１層部５１Ａおよび第２層部５１Ｂは電気的に分離されている。図５３に示すように、第１層部５１Ａ上には電極パッド５１Ａ’が設けられている。図５４に示すように、第２層部５１Ｂ上には電極パッド５１Ｂ’が設けられている。
【０１５４】
電極部５２は、第２シリコン層に由来する部位であり、フレーム５１の第２層部５１Ｂから可動部４０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。また、電極部５２は、上述の電極部４２と協働して静電引力を発生させるための部位であり、図５５に示すように電極部４２に対向するように配されている。
【０１５５】
連結部６１〜６４は、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部４０および固定部５０を連結する。連結部６１は、電極部４２，５２の電極歯の延び方向Ｄ３に延びる連結バー６１ａと、延び方向Ｄ３に直交する方向に延びる連結バー６１ｂとからなる。連結部６１ないし連結バー６１ａ，６１ｂは、可動部４０におけるランド部４１一の角部に接続し、且つ、固定部５０におけるフレーム５１の第１層部５１Ａに接続している。連結部６１と可動部４０ないしランド部４１とが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。また、図５６および図５７に示すように、連結部６１（連結バー６１ａ，６１ｂ）は、可動部４０やフレーム５１の第１層部５１Ａよりも薄肉である。
【０１５６】
連結部６２は、電極部４２，５２の電極歯の延び方向Ｄ３に延びる連結バー６２ａと、延び方向Ｄ３に直交する方向に延びる連結バー６２ｂとからなる。連結部６２ないし連結バー６２ａ，６２ｂは、可動部４０におけるランド部４１の一の角部に接続し、且つ、固定部５０におけるフレーム５１の第１層部５１Ａに接続している。連結部６２と可動部４０ないしランド部４１とが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。また、連結バー６２ａについて図５６に示すように、連結部６２（連結バー６２ａ，６２ｂ）は、可動部４０やフレーム５１の第１層部５１Ａよりも薄肉である。
【０１５７】
連結部６３は、電極部４２，５２の電極歯の延び方向Ｄ３に延びる連結バー６３ａと、延び方向Ｄ３に直交する方向に延びる連結バー６３ｂとからなる。連結部６３ないし連結バー６３ａ，６３ｂは、可動部４０におけるランド部４１の一の角部に接続し、且つ、固定部５０におけるフレーム５１の第１層部５１Ａに接続している。連結部６３と可動部４０ないしランド部４１とが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。また、連結バー６３ａについて図５８に示すように、連結部６３（連結バー６３ａ，６３ｂ）は、可動部４０やフレーム５１の第１層部５１Ａよりも薄肉である。
【０１５８】
連結部６４は、電極部４２，５２の電極歯の延び方向Ｄ３に延びる連結バー６４ａと、延び方向Ｄ３に直交する方向に延びる連結バー６４ｂとからなる。連結部６４ないし連結バー６４ａ，６４ｂは、可動部４０におけるランド部４１の一の角部に接続し、且つ、固定部５０におけるフレーム５１の第１層部５１Ａに接続している。連結部６４と可動部４０ないしランド部４１とが接続する箇所を接続部Ｐ４とする。また、図５７および図５８に示すように、連結部６４（連結バー６４ａ，６４ｂ）は、可動部４０やフレーム５１の第１層部５１Ａよりも薄肉である。
【０１５９】
マイクロ可動素子Ｘ７においては、図５９に示すように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₇₁に、電極部５２との間で静電引力を発生するための可動部４０の電極部４２の全体が位置する。また、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₇₂に、可動部４０の電極部４２の全体が位置する。
【０１６０】
マイクロ可動素子Ｘ７においては、電極部４２，５２間に駆動電圧を印加することにより、例えば図５５に示す厚さ方向Ｈにおいて可動部４０を並進変位動作させることができる。当該電圧印加における電極部４２に対する電位付与は、固定部５０におけるフレーム５１の第１層部５１Ａ上の電極パッド５１Ａ’、第１層部５１Ａ、連結部６１〜６４、および可動部４０のランド部４１を介して、実現することができる。電極部４２には例えばグラウンド電位が付与される。電圧印加における電極部５２に対する電位付与は、固定部５０におけるフレーム５１の第２層部５１Ｂ上の電極パッド５１Ｂ’および第２層部５１Ｂを介して実現することができる。
【０１６１】
電極部４２，５２間に電圧が印加されていない場合、連結部６１〜６４を介して固定部５０に繋がれている可動部４０は、例えば図５６に示すように自然状態位置にある。電極部４２，５２間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部４２，５２間に静電引力が生じる。このようにして生じた静電引力が駆動力として電極部４２に作用することにより、可動部４０の電極部４２は、固定部５０の電極部５２に引き込まれる。このとき、連結部６１〜６４の連結バー６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂには張力が作用し、各連結バーは弾性変形する。電極部４２が電極部５２に引き込まれることにより、可動部４０は、厚さ方向Ｈにおいて並進変位することとなる。このときの並進変位量は、電極部４２ないし可動部４０に作用する駆動力の大きさに応じて異なる。可動部４０の、自然状態位置からの並進変位量については、電極部４２，５２間の印加駆動電圧を制御して発生駆動力を調整することにより、事後的に変更することが可能である。
【０１６２】
静電引力を消滅させると、連結バー６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂはその自然状態に復帰し、可動部４０はその初期位置（自然状態位置）に戻る。
【０１６３】
ランド部４１上に設けられたミラー面４１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、以上のような可動部４０についての駆動により、ミラー面４１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【０１６４】
マイクロ可動素子Ｘ７においては、上述のように、接続部Ｐ１，Ｐ３の離隔方向Ｄ’における接続部Ｐ１，Ｐ３間以内たる内域Ｓ₇₁に、電極部５２との間で静電引力を発生するための可動部４０の電極部４２の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ７では、自然状態位置から可動部４０を並進変位させる際や、可動部４０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₇₁にて可動部４０ないし電極部４２に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ７は、自然状態位置から可動部４０を並進変位させる際や、可動部４０の並進変位量を変更する際、可動部４０について回転変位を抑制するのに適する。
【０１６５】
マイクロ可動素子Ｘ７においては、上述のように、接続部Ｐ２，Ｐ４の離隔方向Ｄ”における接続部Ｐ２，Ｐ４間以内たる内域Ｓ₇₂に、可動部４０の電極部４２の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ７では、自然状態位置から可動部４０を並進変位させる際や、可動部４０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₇₂にて可動部４０ないし電極部４２に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ７は、自然状態位置から可動部４０を並進変位させる際や、可動部４０の並進変位量を変更する際、可動部４０について回転変位を抑制するのに適する。
【０１６６】
マイクロ可動素子Ｘ７においては、連結部６１〜６４における連結バー６１ａ，６２ａ，６３ａ，６４ａは、上述のように、電極部４２，５２の電極歯の延び方向Ｄ３に延びる。このような構成は、延び方向Ｄ３における可動部４０の変位を抑制するのに資する。加えて、マイクロ可動素子Ｘ７においては、連結部６１〜６４における連結バー６１ｂ，６２ｂ，６３ｂ，６４ｂは、上述のように、延び方向Ｄ３に直交する方向に延びる。このような構成は、延び方向Ｄ３に直交する方向における可動部４０の変位を抑制するのに資する。
【０１６７】
図６０から図６４は、本発明の第８の実施形態に係るマイクロ可動素子Ｘ８を表す。図６０は、マイクロ可動素子Ｘ８の平面図である。図６１は、マイクロ可動素子Ｘ８の他の平面図である。図６２から図６４は、それぞれ、図６０の線LXII−LXII、線LXIII−LXIII、および線LXIV−LXIVに沿った断面図である。
【０１６８】
マイクロ可動素子Ｘ８は、可動部７０と、固定部８０と、連結部９１，９２，９３とを備えるマイクロミラー素子である。また、マイクロ可動素子Ｘ８は、ＭＥＭＳ技術などのバルクマイクロマシニング技術により、ＳＯＩウエハである材料基板に対して加工を施すことによって製造されたものである。当該材料基板は、第１および第２シリコン層ならびに当該シリコン層間の絶縁層よりなる積層構造を有し、各シリコン層は、不純物のドープにより導電性が付与されている。マイクロ可動素子Ｘ８における上述の各部位は主に第１シリコン層および／または第２シリコン層に由来して形成されるところ、図６０は第１シリコン層側の平面図であり、図６１は第２シリコン層側の平面図である。図の明確化の観点より、図６０においては、第１シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。また、図の明確化の観点より、図６１においては、第２シリコン層に由来する部位について斜線ハッチングを付して表す。
【０１６９】
可動部７０は、主に第１シリコン層に由来する部位であり、ランド部７１Ａと、三本のアーム部７１Ｂと、電極部７２，７３，７４とを有する。ランド部７１Ａの表面には、光反射機能を有するミラー面７１ａが設けられている。各アーム部７１Ｂは、円盤状のランド部７１Ａの周縁部７１ｂから延出する。電極部７２，７３，７４は、それぞれ、ランド部７１Ａの周縁部７１ｂから延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。これら電極部７２，７３，７４は、ランド部７１Ａを介して電気的に接続されている。また、電極部７２，７３，７４は、それぞれ、円盤状のランド部７１Ａの周方向において、一組のアーム部７１Ｂの間に位置する。すなわち、アーム部７１Ｂおよび電極部７２，７３，７４は、ランド部７１Ａの周縁部７１ｂから放射状に延出する。
【０１７０】
固定部８０は、フレーム８１および電極部８２，８３，８４を有する。フレーム８１は、図６０および図６１に示すように、可動部７０を囲む形状を有する。また、フレーム８１は、図６２から図６４に示すように、第１シリコン層に由来する第１層部８１Ａと、第２シリコン層に由来する第２層部８１Ｂと、これらの間の絶縁層８１Ｃとからなる積層構造を有する。第２層部８１Ｂは、部分８１ａ，８１ｂ，８１ｃを含む。第１層部８１Ａおよび第２層部８１Ｂは電気的に分離されており、且つ、部分８１ａ，８１ｂ，８１ｃは電気的に分離されている。図６０に示すように、第１層部８１Ａ上には電極パッド８１Ａ’が設けられている。図６１に示すように、第２層部８１Ｂの部分８１ａ，８１ｂ，８１ｃ上には電極パッド８１ａ’，８１ｂ’，８１ｃ’が設けられている。
【０１７１】
電極部８２，８３，８４は、第２シリコン層に由来する部位である。電極部８２は、フレーム８１の第２層部８１Ｂの部分８１ａから可動部７０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部８２は、上述の電極部７２と協働して静電引力を発生させるための部位であり、図６２に示すように電極部７２に対向するように配されている。電極部８３は、第２層部８１Ｂの部分８１ｂから可動部７０側に延出する一組の電極歯を含む櫛歯電極構造を有する。電極部８３は、上述の電極部７３と協働して静電引力を発生させるための部位であり、図６３に示すように電極部７３に対向するように配されている。電極部８４は、上述の電極部７４と協働して静電引力を発生させるための部位であり、図６４に示すように電極部７４に対向するように配されている。これら電極部８２，８３，８４は、電気的に分離されている。
【０１７２】
連結部９１〜９３は、第１シリコン層に由来する部位であり、可動部７０および固定部８０を連結する連結バーである。連結部９１〜９３は、それぞれ、可動部７０における一のアーム部７１Ｂに接続し、且つ、固定部８０におけるフレーム８１の第１層部８１Ａに接続している。連結部９１と可動部７０ないしアーム部７１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ１とする。連結部９２と可動部７０ないしアーム部７１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ２とする。連結部９３と可動部７０ないしアーム部７１Ｂとが接続する箇所を接続部Ｐ３とする。図６２から図６４に示すように、連結部９１〜９３は、可動部７０やフレーム８１の第１層部８１Ａよりも薄肉である。
【０１７３】
マイクロ可動素子Ｘ８では、接続部Ｐ１およびランド部７１Ａの離隔方向Ｄ４において、電極部７１〜７３は接続部Ｐ１を越えるほどにはランド部７１Ａの周縁部７１ｂから延出していない。また、接続部Ｐ２およびランド部７１Ａの離隔方向Ｄ５において、電極部７１〜７３は接続部Ｐ２を越えるほどにはランド部７１Ａの周縁部７１ｂから延出していない。加えて、接続部Ｐ３およびランド部７１Ａの離隔方向Ｄ６において、電極部７１〜７３は接続部Ｐ３を越えるほどにはランド部７１Ａの周縁部７１ｂから延出していない。図６５に示すように、接続部Ｐ１とランド部７１Ａの離隔方向Ｄ４に直交し且つ接続部Ｐ１を通る仮想面Ｋ１を想定する。接続部Ｐ２とランド部７１Ａの離隔方向Ｄ５に直交し且つ接続部Ｐ２を通る仮想面Ｋ２を想定する。接続部Ｐ３とランド部７１Ａの離隔方向Ｄ６に直交し且つ接続部Ｐ３を通る仮想面Ｋ３を想定する。このように仮想面Ｋ１〜Ｋ３を想定すると、仮想面Ｋ１〜Ｋ３によって囲まれた或は挟まれた領域以内たる内域Ｓ₈₁に、固定部８０の電極部８２〜８４との間で静電引力を発生させるための可動部７０の電極部７２〜７４の全体が位置する。
【０１７４】
マイクロ可動素子Ｘ８においては、電極部７２，８２間、電極部７３，８３間、および電極部７４，８４間のそれぞれに駆動電圧を印加することにより、例えば図６２に示す厚さ方向Ｈにおいて、可動部７０を並進変位動作させることができる。当該電圧印加における電極部７２〜７４に対する電位付与は、固定部８０におけるフレーム８１の第１層部８１Ａ上の電極パッド８１Ａ’、第１層部８１Ａ、連結部９１〜９３、および可動部７０のアーム部７１Ｂとランド部７１Ａを介して、実現することができる。電極部７２〜７４には例えばグラウンド電位が付与される。電圧印加における電極部８２に対する電位付与は、固定部８０におけるフレーム８１の第２層部８１Ｂの部分８１ａ上の電極パッド８１ａ’および部分８１ａを介して実現することができる。電極部８３に対する電位付与は、フレーム８１の第２層部８１Ｂの部分８１ｂ上の電極パッド８１ｂ’および部分８１ｂを介して実現することができる。電極部８４に対する電位付与は、フレーム８１の第２層部８１Ｂの部分８１ｃ上の電極パッド８１ｃ’および部分８１ｃを介して実現することができる。電極部８２〜８４に対して付与する電位は、電極部ごとに個別に設定することができる。
【０１７５】
電極部７２，８２間、電極部７３，８３間、および電極部７４，８４間に電圧が印加されていない場合、連結部９１〜９３を介して固定部８０に繋がれている可動部７０は、例えば図６２に示すように自然状態位置にある。電極部７２，８２間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部７２，８２間に静電引力が生じる。電極部７３，８３間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部７３，８３間に静電引力が生じる。電極部７４，８４間に駆動電圧を印加して電位差を生じさせると、電極部７４，８４間に静電引力が生じる。このようにして生じた静電引力が駆動力として電極部７２〜７４に作用することにより、可動部７０の電極部７２〜７４は、それぞれ、固定部８０の電極部８２〜８４に引き込まれる。このとき、連結部９１〜９３には張力が作用し、各連結バーは弾性変形する。電極部７２〜７４が電極部８２〜８４に引き込まれることにより、可動部７０は、厚さ方向Ｈにおいて並進変位することとなる。このときの並進変位量は、電極部７２〜７４ないし可動部７０に作用する駆動力の大きさに応じて異なる。可動部７０の、自然状態位置からの並進変位量については、各組の電極部対間の印加駆動電圧を制御して発生駆動力を調整することにより、事後的に変更することが可能である。
【０１７６】
静電引力を消滅させると、連結部９１〜９３はその自然状態に復帰し、可動部７０はその初期位置（自然状態位置）に戻る。
【０１７７】
ランド部７１Ａ上に設けられたミラー面７１ａに対して例えば垂直に光を照射して反射させる場合、以上のような可動部７０についての駆動により、ミラー面７１ａにて反射される光の反射位置を変化させて、光の光路長を変化させることができる。
【０１７８】
マイクロ可動素子Ｘ８においては、上述のように、仮想面Ｋ１〜Ｋ３によって囲まれた或は挟まれた領域以内たる内域Ｓ₈₁に、固定部８０の電極部８２〜８４との間で静電引力を発生させるための可動部７０の電極部７２〜７４の全体が位置する。そのため、マイクロ可動素子Ｘ８では、自然状態位置から可動部７０を並進変位させる際や、可動部７０の並進変位量を変更する際、駆動力たる静電引力は、内域Ｓ₈₁にて可動部７０ないし電極部７２〜７４に作用する。したがって、マイクロ可動素子Ｘ８は、自然状態位置から可動部７０を並進変位させる際や、可動部７０の並進変位量を変更する際、可動部７０について回転変位を抑制するのに適する。
【０１７９】
マイクロ可動素子Ｘ８においては、連結部９１〜９３は、それぞれ、可動部７０のランド部７１Ａから延出するアーム部７１Ｂに接続している。このような構成は、ランド部７１Ａから延出する電極部７２〜７４について、内域Ｓ₈₁に位置させるうえで好適である。
【０１８０】
図６６は、本発明の第９の実施形態に係る光干渉計Ｙの概略構成を表す。光干渉計Ｙは、レンズ１０１と、ハーフミラー１０２と、光反射手段１０３，１０４と、ディテクタ系（図示略）とを備えるマイケルソン型遅延干渉計である。
【０１８１】
レンズ１０１は、所定の光源から発せられた光Ｌ１を平行光とするためのものであり、例えばコリメートレンズである。ハーフミラー１０２は、レンズ１０１を経た光Ｌ１について、一部を反射するとともに一部を透過させて分岐光Ｌ２，Ｌ３に分岐させるためのものである。ハーフミラー１０２は、光反射手段１０３，１０４での反射を経た分岐光Ｌ２，Ｌ３を重ね合わせて干渉させたうえで、干渉光Ｌ４，Ｌ５に分岐させるためのものでもある。光反射手段１０３は、ハーフミラー１０２からの分岐光Ｌ２をハーフミラー１０２に向けて反射するためのものであり、光反射のためのミラー面１０３ａを有する。光反射手段１０３では、ハーフミラー１０２とミラー面１０３ａとの間を往復する分岐光Ｌ２の光路長を変更できるように、ミラー面１０３ａが矢印Ｈ₁方向に変位可能に設けられている。本実施形態では、光反射手段１０３は、上述のマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ８のいずれかよりなる（従って、ミラー面１０３ａは、ミラー面１１ａ，４１ａ，７１ａのいずれかである）。光反射手段１０４は、ハーフミラー１０２からの分岐光Ｌ３をハーフミラー１０２に向けて反射するためのものであり、光反射のためのミラー面１０４ａを有する。光反射手段１０４では、ハーフミラー１０２とミラー面１０４ａとの間を往復する分岐光Ｌ３の光路長を変更できるように、ミラー面１０４ａが例えば矢印Ｈ₂方向に変位可能に設けられている。本実施形態では、光反射手段１０４は、上述のマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ８のいずれかよりなる（従って、ミラー面１０４ａは、ミラー面１１ａ，４１ａ，７１ａのいずれかである）。分岐光Ｌ２の光路長は、分岐光Ｌ３の光路長より長く設定される。そのため、光反射手段１０３，１０４での反射を経た分岐光Ｌ２，Ｌ３がハーフミラー１０２にて重ね合わされる時、分岐光Ｌ２は分岐光Ｌ３に対して所定時間遅延している。ハーフミラー１０２にて重ね合わされる時の分岐光Ｌ２，Ｌ３の位相差に応じて干渉光Ｌ４，Ｌ５の強度比が異なるところ、ディテクタ系は、干渉光Ｌ４を受光するための受光素子と、干渉光Ｌ５を受光するための受光素子とを含む。
【０１８２】
光干渉計Ｙは、例えば、差動位相変調方式（ＤＰＳＫ；Differential Phase Shift Keying）によって変調された光信号（ＤＰＳＫ光信号）を復調するための復調器として使用することができる。光干渉計Ｙを当該復調器として使用する場合、上述のディテクタ系は、干渉光Ｌ４，Ｌ５を受光するための受光素子を備えて各受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出処理することが可能な、平衡光検出器を含んでなる。また、ＤＰＳＫは、波長分割多重方式（ＷＤＭ；Dense Wavelength Division Multiplexing）を採用する光通信システムにおける変調方式として採用され得る。
【０１８３】
ＤＰＳＫ光信号を復調するための復調器として光干渉計Ｙを使用する場合、図外の光ファイバから出射されたＤＰＳＫ光信号たる光Ｌ１が、レンズ１０１にて平行光とされた後、ハーフミラー１０２にて分岐光Ｌ２，Ｌ３に分岐される。分岐光Ｌ２は、光反射手段１０３のミラー面１０３ａにてハーフミラー１０２に向けて反射される。分岐光Ｌ３は、光反射手段１０４のミラー面１０４ａにてハーフミラー１０２に向けて反射される。光反射手段１０３，１０４での反射を経た分岐光Ｌ２，Ｌ３はハーフミラー１０２にて重ね合わされて干渉し、当該干渉光はハーフミラー１０２にて干渉光Ｌ４，Ｌ５に分岐される。重ね合わせ時において分岐光Ｌ２が分岐光Ｌ３に対してＤＰＳＫ光信号の１ビット周期と等しい時間遅延するように、分岐光Ｌ２，Ｌ３の各光路長は調節される（分岐光Ｌ２の光路長は分岐光Ｌ３の光路長より長い）。ハーフミラー１０２と光反射手段１０３のミラー面１０３ａとの間を往復する分岐光Ｌ２の光路長は、ミラー面１０３ａを矢印Ｈ₁方向において変位させて変位量を制御することによって調節することができる。ハーフミラー１０２と光反射手段１０４のミラー面１０４ａとの間を往復する分岐光Ｌ３の光路長は、ミラー面１０４ａを矢印Ｈ₂方向において変位させて変位量を制御することによって調節することができる。ハーフミラー１０２からの干渉光Ｌ４は、ディテクタ系において、例えば所定の反射ミラーでの反射を経て所定の集光レンズを経た後、平衡光検出器の一の受光素子で受光される。ハーフミラー１０２からの干渉光Ｌ５は、ディテクタ系において、例えば所定の反射ミラーでの反射を経て所定の集光レンズを経た後、平衡光検出器の他の受光素子で受光される。そして、平衡光検出器において、各受光素子から出力される電気信号に基づいて平衡検出処理が実行されて復調信号が生成され、当該平衡光検出器から復調信号が出力される。復調すべきＤＰＳＫ光信号の１ビット周期が変更される場合があるところ、その場合、ハーフミラー１０２での重ね合わせ時において分岐光Ｌ２が分岐光Ｌ３に対して変更後の１ビット周期に対応した時間遅延するように、分岐光Ｌ２，Ｌ３の各光路長は調節される。すなわち、復調すべきＤＰＳＫ光信号の１ビット周期が変更される場合、当該変更に対応すべく、光反射手段１０３，１０４のミラー面１０３ａ，１０４ａの少なくとも一方の変位量が変更される。
【０１８４】
光干渉計Ｙでは、上述のように、光反射手段１０３，１０４のそれぞれは、マイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ８のいずれかよりなる。マイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ８は、上述のように、光反射用のミラー面を伴う可動部を自然状態位置から並進変位させる際や、当該可動部およびこれに伴うミラー面の並進変位量を変更する際、可動部ないしミラー面について回転変位を抑制するのに適する。したがって、光干渉計Ｙにおいては、干渉光Ｌ２，Ｌ３の光路長差を精度よく調節することができる。このような光干渉計ＹをＤＰＳＫ光信号の復調器として使用する場合には、干渉光Ｌ２，Ｌ３の光路長差を精度よく調節して復調信号を適切に得ることが可能である。
【０１８５】
上述の光干渉計Ｙにおいては、光反射手段１０３，１０４の両方がマイクロ可動素子Ｘ１〜Ｘ８のいずれかよりなるが、光反射手段１０３，１０４の一方については、不動のミラー面を備えるものを採用してもよい。このような構成においても、干渉光Ｌ２，Ｌ３の光路長差を精度よく調節することは可能である。
【０１８６】
以上のまとめとして、本発明の構成およびそのバリエーションを以下に付記として列挙する。
【０１８７】
（付記１）一対の離隔した第１電極部を有する可動部と、
前記第１電極部の離隔方向に交差する方向における前記可動部の並進変位の駆動力を前記一対の第１電極部と協働して発生させるための一対の第２電極部、を有する固定部と、
前記可動部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記可動部が接続する第１接続部と、前記第２連結部および前記可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置する、マイクロ可動素子。
（付記２）前記一対の第２電極部は電気的に分離されている、付記１に記載のマイクロ可動素子。
（付記３）前記第１電極部および前記第２電極部は、それぞれ、櫛歯電極である、付記１または２に記載のマイクロ可動素子。
（付記４）前記可動部は、ランド部、および、当該ランド部から延出する複数のアーム部を有し、
前記第１連結部および前記第２連結部は、それぞれ、前記可動部における一のアーム部に接続している、付記１から３のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記５）前記複数の連結部は、追加第１連結部および追加第２連結部を含み、
前記第１接続部と、前記追加第１連結部および前記可動部が接続する追加第１接続部とは離隔して、当該第１接続部および追加第１接続部の離隔方向における当該第１接続部および追加第１接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記第２接続部と、前記追加第２連結部および前記可動部が接続する追加第２接続部とは離隔して、当該第２接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該第２接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置する、付記１から４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記６）前記可動部は、前記第１電極部の離隔方向と前記可動部の並進変位方向とに交差する方向に離隔する一対の第３電極部を有し、
前記固定部は、前記可動部の並進変位の駆動力を前記一対の第３電極部と協働して発生させるための一対の第４電極部を有する、付記１から４のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記７）前記一対の第２電極部は電気的に分離され、前記一対の第４電極部は電気的に分離され、且つ、各第２電極部は各第４電極部から電気的に分離されている、付記６に記載のマイクロ可動素子。
（付記８）前記第３電極部および前記第４電極部は、それぞれ、櫛歯電極である、付記６または７に記載のマイクロ可動素子。
（付記９）前記複数の連結部は、追加第１連結部および追加第２連結部を含み、
前記第１接続部と、前記追加第１連結部および前記可動部が接続する追加第１接続部とは離隔して、当該第１接続部および追加第１接続部の離隔方向における当該第１接続部および追加第１接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記第２接続部と、前記追加第２連結部および前記可動部が接続する追加第２接続部とは離隔して、当該第２接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該第２接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および第２接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置し、
前記追加第２接続部と前記第１接続部とは離隔して、当該追加第２接続部および第１接続部の離隔方向における当該追加第２接続部および第１接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置する、付記６から８のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１０）前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部の少なくとも一つは、前記一対の第１電極部の離隔方向に直交する方向に延びる連結バーを含む、付記５または９に記載のマイクロ可動素子。
（付記１１）前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部の少なくとも一つは、前記一対の第１電極部の離隔方向に延びる連結バーを含む、付記５、９、または１０に記載のマイクロ可動素子。
（付記１２）前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部は、それぞれ、前記一対の第１電極部の離隔方向に直交する方向に延びる連結バー、および、前記一対の第１電極部の離隔方向に延びる連結バーを含む、付記５または９に記載のマイクロ可動素子。
（付記１３）前記可動部は、複数の側縁部を有するランド部と、当該ランド部の側縁部から延出する複数のアーム部とを有し、
各アーム部は、一の側縁部における、当該側縁部と隣り合う他の側縁部の側にて延出し、
各第１電極部および各第３電極部は、一の側縁部から延出するアーム部、および、当該アーム部が延出する前記一の側縁部にとっての前記他の側縁部、から延出し、
前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部は、それぞれ、一のアーム部に接続している、付記６から９のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
（付記１４）第１電極部を有する可動部と、
前記第１電極部と協働して前記可動部の並進変位の駆動力を発生させるための第２電極部、を有する固定部と、
前記可動部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記可動部が接続する第１接続部と、前記第２連結部および前記可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に前記第１電極部は位置する、マイクロ可動素子。
（付記１５）厚さ及び周縁部を有するランド部、並びに、前記周縁部から放射状に延出する複数のアーム部および複数の第１電極部、を有する可動部と、
前記ランド部の厚さ方向における前記可動部の並進変位の駆動力を前記複数の第１電極部と協働して発生させるための複数の第２電極部、を有する固定部と、
それぞれが前記可動部の前記アーム部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記連結部および前記アーム部が接続する接続部と前記ランド部とは離隔して、当該接続部およびランド部の離隔方向において、前記第１電極部は前記接続部を越えるほどには前記周縁部から延出していない、マイクロ可動素子。
（付記１６）光源と、
前記光源から出射した光を第１分岐光および第２分岐光に分岐させるための光分岐手段と、
前記第１分岐光を反射するためのミラー面を有する第１光反射手段と、
前記第２分岐光を反射するためのミラー面を有する第２光反射手段と、
前記第１光反射手段での反射を経た第１分岐光および前記第２光反射手段での反射を経た第２分岐光を重ね合わせるための光重ね合わせ手段と、を備え、
前記第１光反射手段および／または前記第２光反射手段は、付記１から１５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を含み、当該マイクロ可動素子の前記可動部上に前記ミラー面が設けられている、光干渉計。
【符号の説明】
【０１８８】
Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７，Ｘ８マイクロ可動素子
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，４０，７０可動部
１１Ａ，４１Ａ，７１Ａランド部
１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆアーム部
１１ａ，４１ａ，７１ａミラー面
１２，１３，１４，１５，４１，７１，７２，７３電極部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，５０，８０固定部
２１，２１’，２１”，５１，８１フレーム
２１Ｄ，２１Ｅアーム部
２２，２３，２４，２５，５１，８１，８２，８３電極部
３１〜３４，３１Ａ〜３４Ａ，３１Ｂ〜３４Ｂ，３１Ｃ〜３４Ｃ連結部
３１Ｄ〜３４Ｄ，６１〜６４，９１〜９３連結部
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４接続部
Ｙ光干渉計
１０２ハーフミラー
１０３，１０４光反射手段
１０３ａ，１０４ａミラー面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の離隔した第１電極部を有する可動部と、
前記第１電極部の離隔方向に交差する方向における前記可動部の並進変位の駆動力を前記一対の第１電極部と協働して発生させるための一対の第２電極部、を有する固定部と、
前記可動部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記可動部が接続する第１接続部と、前記第２連結部および前記可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置する、マイクロ可動素子。
【請求項２】
前記一対の第２電極部は電気的に分離されている、請求項１に記載のマイクロ可動素子。
【請求項３】
前記複数の連結部は、追加第１連結部および追加第２連結部を含み、
前記第１接続部と、前記追加第１連結部および前記可動部が接続する追加第１接続部とは離隔して、当該第１接続部および追加第１接続部の離隔方向における当該第１接続部および追加第１接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記第２接続部と、前記追加第２連結部および前記可動部が接続する追加第２接続部とは離隔して、当該第２接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該第２接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置する、請求項１または２に記載のマイクロ可動素子。
【請求項４】
前記可動部は、前記第１電極部の離隔方向と前記可動部の並進変位方向とに交差する方向に離隔する一対の第３電極部を有し、
前記固定部は、前記可動部の並進変位の駆動力を前記一対の第３電極部と協働して発生させるための一対の第４電極部を有する、請求項１または２に記載のマイクロ可動素子。
【請求項５】
前記複数の連結部は、追加第１連結部および追加第２連結部を含み、
前記第１接続部と、前記追加第１連結部および前記可動部が接続する追加第１接続部とは離隔して、当該第１接続部および追加第１接続部の離隔方向における当該第１接続部および追加第１接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記第２接続部と、前記追加第２連結部および前記可動部が接続する追加第２接続部とは離隔して、当該第２接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該第２接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第１電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および第２接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置し、
前記追加第２接続部と前記第１接続部とは離隔して、当該追加第２接続部および第１接続部の離隔方向における当該追加第２接続部および第１接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置し、
前記追加第１接続部と前記追加第２接続部とは離隔して、当該追加第１接続部および追加第２接続部の離隔方向における当該追加第１接続部および追加第２接続部の間以内に前記一対の第３電極部は位置する、請求項４に記載のマイクロ可動素子。
【請求項６】
前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部は、それぞれ、前記一対の第１電極部の離隔方向に直交する方向に延びる連結バー、および、前記一対の第１電極部の離隔方向に延びる連結バーを含む、請求項３または５に記載のマイクロ可動素子。
【請求項７】
前記可動部は、複数の側縁部を有するランド部と、当該ランド部の側縁部から延出する複数のアーム部とを有し、
各アーム部は、一の側縁部における、当該側縁部と隣り合う他の側縁部の側にて延出し、
各第１電極部および各第３電極部は、一の側縁部から延出するアーム部、および、当該アーム部が延出する前記一の側縁部にとっての前記他の側縁部、から延出し、
前記第１連結部、前記第２連結部、前記追加第１連結部、および前記追加第２連結部は、それぞれ、一のアーム部に接続している、請求項４または５のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子。
【請求項８】
第１電極部を有する可動部と、
前記第１電極部と協働して前記可動部の並進変位の駆動力を発生させるための第２電極部、を有する固定部と、
前記可動部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記複数の連結部は、第１連結部および第２連結部を含み、
前記第１連結部および前記可動部が接続する第１接続部と、前記第２連結部および前記可動部が接続する第２接続部とは離隔して、当該第１および第２接続部の離隔方向における当該第１および第２接続部の間以内に前記第１電極部は位置する、マイクロ可動素子。
【請求項９】
厚さ及び周縁部を有するランド部、並びに、前記周縁部から放射状に延出する複数のアーム部および複数の第１電極部、を有する可動部と、
前記ランド部の厚さ方向における前記可動部の並進変位の駆動力を前記複数の第１電極部と協働して発生させるための複数の第２電極部、を有する固定部と、
それぞれが前記可動部の前記アーム部に接続し且つ前記固定部に接続する複数の連結部と、を備え、
前記連結部および前記アーム部が接続する接続部と前記ランド部とは離隔して、当該接続部およびランド部の離隔方向において、前記第１電極部は前記接続部を越えるほどには前記周縁部から延出していない、マイクロ可動素子。
【請求項１０】
光源と、
前記光源から出射した光を第１分岐光および第２分岐光に分岐させるための光分岐手段と、
前記第１分岐光を反射するためのミラー面を有する第１光反射手段と、
前記第２分岐光を反射するためのミラー面を有する第２光反射手段と、
前記第１光反射手段での反射を経た第１分岐光および前記第２光反射手段での反射を経た第２分岐光を重ね合わせるための光重ね合わせ手段と、を備え、
前記第１光反射手段および／または前記第２光反射手段は、請求項１から９のいずれか一つに記載のマイクロ可動素子を含み、当該マイクロ可動素子の前記可動部上に前記ミラー面が設けられている、光干渉計。

【図１】