光学素子と光学装置
【課題】 光ビームの進行方向を切換えることができる光学素子において、基板と可動部が面と面で接触して貼り付いてしまうことを防止する。
【解決手段】 光学素子は、基板と、支持部と、可動部と、ミラーと、固定電極と、可動電極と、剥離用電極とを備えている。基板は、接触用基準面を備えている。支持部は、基板に固定されている。可動部は、支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では基板の接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部とを備えている。ミラーは、可動部に固定されている。固定電極は、基板の接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている。可動電極は、接触部に設置されている。剥離用電極は、基板に設置されており、可動部を吸引して基板の接触用基準面と可動部の接触部との接触面の面積を減少させる。接触面の面積が減少することを端緒として、可動部と基板とを離間させることができる。
【解決手段】 光学素子は、基板と、支持部と、可動部と、ミラーと、固定電極と、可動電極と、剥離用電極とを備えている。基板は、接触用基準面を備えている。支持部は、基板に固定されている。可動部は、支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では基板の接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部とを備えている。ミラーは、可動部に固定されている。固定電極は、基板の接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている。可動電極は、接触部に設置されている。剥離用電極は、基板に設置されており、可動部を吸引して基板の接触用基準面と可動部の接触部との接触面の面積を減少させる。接触面の面積が減少することを端緒として、可動部と基板とを離間させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの進行方向を切換えることができる光学素子に関する。本発明は、その光学素子の複数個をアレイ化した光学装置をも提供する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、光ビームの進行方向を切換える光学素子が開示されている。この光学素子は、基板と、片持ち梁と、アクチュエータを備えている。片持ち梁は、可動部と、可動部と基板とを接続する接続部とを備えている。基板は、可動部が接触することができる接触用基準面を有している。可動部は弾性を備えており、可動部に外力が作用しないと可動部が接触用基準面から離間する形状をとる。可動部に外力が作用すると可動部が変形して接触用基準面に接触する。アクチュエータは、可動部を接触用基準面に接触させる外力を可動部に加える状態と加えない状態の間で切換え可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-２５８５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された光学素子では、片持ち梁の可動部と基板の接触用基準面が接触した際に、面と面とが貼り付いてしまう可能性がある。すなわち、アクチュエータをオフして外力を加えるのを中止しても、片持ち梁の可動部が基板の接触用基準面から離間した状態に戻らない可能性がある。
【０００５】
本発明では、可動部に外力を加えるのを中止しても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止できる光学素子と光学装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、光ビームの進行方向を切換える光学素子を提供する。この光学素子は、基板と、支持部と、可動部と、ミラーと、固定電極と、可動電極と、剥離用電極を備えている。基板は、接触用基準面を備えている。支持部は、基板に固定されている。可動部は、支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると接触用基準面に接触する弾性を備えている接触部を有している。ミラーは、可動部に固定されている。固定電極は、基板のうちの接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている。可動電極は、接触部に設置されている。剥離用電極は、基板に設置されており、可動部を吸引し、接触用基準面と接触部との接触面の面積を減少させる。
【０００７】
上記の光学素子では、剥離用電極によって可動部を吸引することによって接触部を変形させ、接触部が接触用基準面に接触している面の面積を減少させる。接触部は、外力が作用しない状態では接触用基準面から離間する性質を備えているため、剥離用電極によって接触面積を減少させれば、これを端緒にして、接触部が接触用基準面から離間する。上記の光学素子によると、固定電極と可動電極を同電位として接触部に外力が作用しない状態に切換えても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止することができる。
【０００８】
上記の光学素子では、剥離用電極が可動部を接触用基準面に垂直な方向に吸引するものであってよいし、接触用基準面に平行な方向に吸引するものであってもよい。
【０００９】
可動部が、接触部から突出して設けられており、剥離用電極によって吸引される引込部を備えていてもよい。
【００１０】
本発明に係る光学素子では、剥離用電極が、可動部自体ではなく、剥離用部材を吸引するものであってもよい。この剥離用部材は、接触用基準面と可動部の接触面に沿って移動可能な部材である。剥離用電極は、基板に設置されており、剥離用部材を吸引し、接触用基準面と接触部の接触面の面積を減少させる。
【００１１】
上記の光学素子においては、可動電極と剥離用電極との間の静電容量が検出可能であることが好ましい。
【００１２】
あるいは、可動電極と固定電極との間の静電容量を検出可能としてもよい。
【００１３】
上記の場合、使用していない（吸引力を発揮していない）電極（剥離用電極または固定電極）を、基板に対する可動部の位置を検知するための静電容量センサとして利用することができる。
【００１４】
上記の光学素子は、複数個を用いて光学装置を構成するのに利用できる。上記の光学素子では、剥離用電極による外力によって接触部を接触用基準面から離間させる端緒を与えるために、光学装置を構成する複数個の光学素子の複数個の接触部が基板から離間するタイミングを一致させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可動部に外力を加えるのを中止しても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止できる光学素子と光学装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の光学素子の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】実施例１の光学素子の断面図であって、可動部と基板が離間した状態を示す図である。
【図４】実施例１の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図５】実施例１の光学素子における電極電位のタイムチャートを説明する図である。
【図６】変形例の光学素子の断面図である。
【図７】変形例の光学素子の断面図である。
【図８】変形例の光学素子の断面図である。
【図９】変形例の光学素子における電極電位タイムチャートを説明する図である。
【図１０】実施例２の光学素子の平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】実施例２の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図１４】実施例２の光学素子の断面図であって、可動部と基板が離間した状態を示す図である。
【図１５】変形例の光学素子の平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】変形例の光学素子の平面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２０】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２１】変形例の光学素子の平面図であって、剥離用電極の設置位置を示す図である。
【図２２】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２３】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２４】実施例３の光学素子の平面図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。
【図２６】変形例の可動部の平面図である。
【図２７】変形例の可動部の平面図である。
【図２８】変形例の可動部の平面図である。
【図２９】変形例の可動部の平面図である。
【図３０】変形例の可動部の平面図である。
【図３１】変形例の可動部の平面図である。
【図３２】実施例４の可動部の一部の平面図である。
【図３３】実施例４の可動部のミラー設置部およびミラーを示す平面図である。
【図３４】図３２のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線断面図である。
【図３５】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図３６】変形例の可動部のミラー設置部およびミラーを示す平面図である。
【図３７】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図３８】図３７のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図３９】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図４０】図３９のＸＬ−ＸＬ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に説明する実施例の主要な特徴を整理しておく。
（特徴１）可動電極はポリシリコン等を材料とする導電層であって、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層によって被覆されている。可動電極と絶縁層によって、可動部の接触部が形成されている。
（特徴２）固定電極、剥離用電極は、ポリシリコン等を材料とする導電層であって、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層によって被覆されている。基板の固定電極部の上面は固定電極を被覆する絶縁層であり、基板の剥離用電極部の上面は剥離用電極を被覆する絶縁層となっている。
【実施例１】
【００１８】
図１は、実施例１の光学素子１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、光学素子１は、基板１００と、可動部１２０と、ミラー１３０と、固定電極１４０と、可動電極１５０と、剥離用電極１６０とを備えている。固定電極１４０と剥離用電極１６０は、基板１００の上面側の内部に設置されている。固定電極１４０と剥離用電極１６０は、ポリシリコン等を材料とする導電層であり、それぞれシリコン酸化膜等を材料とする絶縁層１８１、１８３によって被覆されている。基板１００の上面側は、固定電極１４０が設置されている固定電極部１０４、剥離用電極１６０が設置されている剥離用電極部１０６のいずれかとなっており、剥離用電極部１０６は固定電極部１０４よりも低くなっている。図２に示すように、基板１００の固定電極部１０４の上面は固定電極１４０を被覆する絶縁層１８１であり、基板１００の剥離用電極部１０６の上面は剥離用電極１６０を被覆する絶縁層１８３となっている。可動部１２０の内部には、可動電極１５０が設置されている。可動電極１５０は、ポリシリコン等を材料とする導電層であり、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層１８２によって被覆されている。
【００２０】
可動部１２０は、基板１００に固定されている支持部１１２ａ、１１２ｂと、基板１００に対して接離可能な接触部１２３とを備えている。支持部１１２ａ、１１２ｂと接触部１２３との間には、可撓梁１１０ａ，１１０ｂが設けられている。可撓梁１１０ａ，１１０ｂは、接触部１２３と比べて細長く形成されており、接触部１２３よりもｚ方向に撓み易い。支持部１１２ａ，１１２ｂ、可撓梁１１０ａ，１１０ｂ、接続部１２３を含む可動部１２０は、一体に形成されている。可動電極１５０と絶縁層１８２によって可動部１２０の接触部１２３が形成されている。尚、図１等においては、可撓梁１１０ａ，１１０ｂの長手方向は、ｘ軸方向に一致しており、光学素子１の高さ方向にｚ軸の方向が設定されている。
【００２１】
可動部１２０は、外力が作用しない状態では、基板１００から離間している。図３は、可動部１２０が基板１００から離間している状態を示している。可動部１２０に外力が作用すると、可撓梁１１０ａ，１１０ｂが撓んで、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３に接触する。接触用基準面１０３は、接触部１２３の下方となる位置の基板１００の上面であって、接触用基準面１０３の輪郭内の範囲には固定電極１４０が存在している。尚、図２等に示すように固定電極１４０は接触用基準面１０３の輪郭の外部にまで延在していてもよいし、接触用基準面１０３の輪郭内にのみ設置されているものであってもよい。図１および図２は、接触部１２３と接触用基準面１０３が接触している状態を示している。剥離用電極部１０６は、固定電極部１０４よりも低くなっているため、接触部１２３が接触用基準面１０３に接触している場合に、可動部１２０と剥離用電極部１０６とは離間した状態となる。また、剥離用電極１６０は、基板１００の端部に設置されている。
【００２２】
実施例１では、可動部１２０に作用させる外力として、固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力を利用する。固定電極１４０と可動電極１５０との間に電位差を発生させると、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生し、可動部１２０を基板１００側に吸引する。接触用基準面１０３の輪郭内の範囲には固定電極１４０が存在しているため、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３に向かって吸引される。可動部１２０の弾性と、固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力が釣り合う位置まで、可動部１２０が基板１００に向かって近づく。固定電極１４０と可動電極１５０との間の電位差を制御してこの静電引力を制御することによって、可動部１２０の接触部１２３と、基板１００の接触基準面１０３との位置関係を制御することができる。
【００２３】
図２〜図４を用いて、可動部１２０の動作についてさらに説明する。固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生していない状態では、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３は、基板１００の接触用基準面１０３から離間している。固定電極１４０と可動電極１５０との間に電位差を発生させ、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力を発生させることによって、図２に示すように、可動部１２０の接触部１２３と、基板１００の接触用基準面１０３とを接触させることができる。その後、再び固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生していない状態に切り替え、可動部１２０に外力が作用しない状態になると、可動部１２０の弾性によって、図３に示す元の形態に復元する。すなわち、可動部１２０の接触部１２３は、基板１００の接触用基準面１０３から離間する。
【００２４】
ところが、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが面と面で接触することによって貼り付いてしまう場合がある。この場合、外力が作用しない状態になっても、図２に示すように可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態が維持されたり、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態から図３に示す可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが離間する状態に移行する時間が長くなったりする。光学素子１を複数個アレイ化した光学装置においては、各々の光学素子１ごとに図２に示す状態から図３に示す状態に移行するタイミングや速度がばらつくことがある。この状態を解消するために、剥離用電極１６０を利用することができる。
【００２５】
固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力が発生していない状態で、剥離用電極１６０と可動電極１５０との間にｚ方向の静電引力を発生させると、図４に示すように、剥離用電極１６０に向かって可動電極１５０、ひいては可動部１２０が吸引され、可動部１２０が撓む。これによって、可動部１２０の接触部１２３の一部が基板１００の接触基準面１０３から浮き上がるように剥離して、接触用基準面１０３と接触部１２３との接触面の面積が減少する。図４に示すように、貼り付いた接触用基準面１０３と接触部１２３との接触面の面積を僅かに減少させれば、これを契機として、接触部１２３が接触用基準面１０３から剥がれ、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３と離間した状態とすることができる。
【００２６】
実施例１では、剥離用電極１６０は、基板１００において、可動部１２０の支持部１１２ａ，１１２ｂと逆側の先端部（図１等に示すｘ軸の正方向の先端部）の下方となる位置に設置されている。可動部１２０の先端部を剥離用電極１６０に向けて吸引することができるため、少ない静電引力で可動部１２０を効果的に変形させて、より速やかに接触部１２３を接触用基準面１０３から剥がすことができる。
【００２７】
次に、図５を用いて、光学素子１のオンオフ制御の一例を説明する。図２に示すように、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態を光学素子１のオン状態とし、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３が離間する状態を光学素子１のオフ状態とする。図５は、光学素子１をオン状態からオフ状態へと切り替える場合の電極電位のタイムチャートを示している。図５では上から順に、可動電極１５０、固定電極１４０、剥離用電極１６０について図示しており、縦軸は時間ｔであり、縦軸は各電極の電位を示している。図５に示すように、光学素子１をオン状態時からオフ状態時へと切り替えるに際して切替期間Ｔｓを設けている。
【００２８】
可動電極１５０の電極電位は、常にゼロに設定されている。固定電極１４０の電極電位は、光学素子１のオン状態時には、電位Ｖ１に制御され、切替期間Ｔｓおよびオフ状態時には、ゼロに制御される。これによって、オン状態時には固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生し、切替期間Ｔｓおよびオフ状態時には、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生しないように制御できる。剥離用電極１６０の電極電位は、切替期間Ｔｓの間は電位Ｖ２に制御され、光学素子１のオン状態時およびオフ状態時には、ゼロに制御される。これによって、オン状態時およびオフ状態時には剥離用電極１６０と可動電極１５０との間に静電引力が発生せず、切替期間Ｔｓ時には、剥離用電極１６０と可動電極１５０との間に静電引力が発生するように制御できる。
【００２９】
切替時間Ｔｓにおいては、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力は発生していない一方で、可動電極１５０には、剥離用電極１６０に吸引される方向（ｚ方向）の静電引力が発生する。これによって、図４に示すように可動部１２０が撓んで、可動部１２０が基板１００から剥がれ、図３に示すように可動部１２０と基板１００が離間した状態とすることができる。
【００３０】
上記のとおり、実施例１によれば、基板の接触用基準面と可動部の接触部との接触面が貼り付いた状態になってしまった場合に、剥離用電極が可動部を吸引することによって可動部の接触部を変形させ、この接触面の面積を減少させる。可動部の接触部は、外力が作用しない状態では基板の接触用基準面から離間する性質を備えているため、剥離用電極によって接触面の面積を減少させれば、これを契機として、可動部の接触部を基板の接触用基準面から離間させることができる。
【００３１】
これによって、基板と可動部が面と面で接触して貼り付いたままの状態になることを防止できる。また、可動部が基板から剥がれるための契機を与えることによって、可動部が基板から剥がれるタイミングや速度を調整することができる。光学素子を複数個アレイ化した光学装置に適用すれば、光学装置を構成する各光学素子において、可動部が基板から剥がれるタイミングや速度のばらつきを抑制することが可能となり、制御性に優れた光学装置を得ることができる。
尚、上記の実施例１においては、剥離用電極が可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する場合を例示して説明したが、剥離用電極が可動部をその接触面に平行な方向に吸引するものであってもよい。また、可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する剥離用電極と、平行な方向に吸引する剥離用電極とを両方とも備えていてもよい。
【００３２】
（変形例１）
実施例１では、剥離用電極１６０が可動部１２０の先端部（支持部１１２ａ、１１２ｂと逆側の先端部）の下方となる位置の基板１００上に１つ設置されている場合を例示して説明したが、これに限定されない。可動部の接触部が基板の接触用基準面に接触している場合に、可動部と剥離用電極の上面が離間した状態となっていればよい。また、複数個の剥離用電極が設置されていてもよい。例えば、図６に示すように、剥離用電極１６１が固定電極１４１ａと固定電極１４１ｂとの間に設置されていてもよい。また、図７に示すように、固定電極１４２ａと固定電極１４２ｂとの間に剥離用電極１６２ａが設置されており、基板１００の端部に剥離用電極１６２ｂが設置されていてもよい。また、図８に示すように、固定電極１４３ａと固定電極１４３ｂとの間に剥離用電極１６３ａが設置されており、固定電極１４３ｂと固定電極１４３ｃとの間に剥離用電極１６３ｂが設置されていてもよい。
【００３３】
また、図６に示すように、基板上の可動部と接する位置に、突起部１９５が設置されていてもよい。突起部１９５が設置されていることによって、可動部と基板が強固に貼り付いてしまうことを抑制できる。これによって、剥離用電極が可動部を吸引して、接触部と接触用基準面とを離間させるために必要な静電引力を大きくすることができる。
【００３４】
（変形例２）
実施例１では、図５を例示して、剥離用電極等の電極電位の制御方法を説明したが、これに限定されない。可動部の接触部と基板の接触用基準面とを接触させる光学素子のオン状態時には、可動部と固定電極との間に作用する静電引力が可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも大きくなっており、オン／オフ切替を行う切替期間Ｔｓの間には、可動部と固定電極との間に作用する静電引力が可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも小さくなっていればよい。例えば、図９に示すような電極電位制御を光学装置１に対して行ってもよい。図９では、光学素子のオン状態時にも剥離用電極の電位が電位Ｖ２となるように制御される。光学素子のオン状態時に可動部と基板とを接触させるための外力として、可動電極と固定電極との間に作用する静電引力に加えて、可動電極と剥離用電極との間に作用する静電引力を利用することができる。このため、可動部と基板とを接触させるために必要な外力を得るための駆動電圧を小さくすることができる。
【００３５】
図２等に示すように、可動電極と固定電極との電極間距離が、可動電極と剥離用電極との電極間距離よりも小さい場合には、図９に示す固定電極の電位Ｖ１と剥離用電極の電位Ｖ２について、Ｖ１≧Ｖ２とすれば、可動部と固定電極との間に作用する静電引力を、可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも大きくすることができる。
【００３６】
（変形例３）
また、例えば、図５に示すような電極電位の制御を行う場合には、可動電極との間に静電引力が作用しない状態となっている電極を利用して静電容量を測定し、可動部の位置を検知するようにしてもよい。図５では、光学素子のオン状態時には、可動電極と剥離用電極との間に静電引力が作用しない状態となっているため、可動電極と剥離用電極との間の静電容量を測定して可動部と基板との位置関係を検知することができる。また、光学素子の切替期間Ｔｓにおいては、可動電極と固定電極との間に静電引力が作用しない状態となっているため、可動電極と固定電極との間の静電容量を測定して可動部と基板との位置関係を検知することができる。
【実施例２】
【００３７】
図１０は、実施例２の光学素子２の平面図であり、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であり、図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。図１２中の二重鎖線は、図１１に示す可動部２２０の支持部２１２ｂおよび可撓梁２１０ｂの位置および形状を補助的に記載するものである。
【００３８】
図１０〜図１２に示すように、光学素子２では、可動部２２０は、引込部２２２を備えている。引込部２２２は、接触部２２３から突出して、可撓梁２１０ａと可撓梁２１０ｂとの間を支持部２１２ａ、２１２ｂの方向（ｘ軸の負方向）に延びている。基板２００の上面側は、固定電極２４０が設置されている固定電極部２０４、剥離用電極２６０が設置されている剥離用電極部２０６のいずれかとなっている。引込部２２２の下方となる位置の基板２００上には剥離用電極部２０６が設けられている。図１２に示すように剥離用電極部２０６は、固定電極部２０４よりも低くなっており、剥離用電極２６０は、固定電極２４０よりも低い位置に設置されている。その他の構成については、実施例１において説明した光学素子１と同様であるため、光学素子１の各構成の１００番台を２００番台に読み替えて、重複説明を省略する。
【００３９】
図１１および図１２は、可動部２２０の接触部２２３と基板２００の接触用基準面２０３とが接触している状態の断面図を示している。光学素子２のオン状態時には、固定電極２４０と可動電極２５０との間に静電引力を発生させて、図１１および図１２のように、接触用基準面２０３と接触部２２３とを接触させる。
【００４０】
実施例１に係る光学素子１と同様に、光学素子２においても、固定電極２４０と可動電極２５０との間の静電引力が発生していない状態になっても、図１１および図１２に示す状態が維持される場合がある。この場合には、図１３に示すように剥離用電極２６０と可動電極２５０との間にｚ方向の静電引力を発生させると、剥離用電極２６０に向かって可動電極２５０、ひいては可動部２２０が吸引され、可動部２２０が撓む。可動部２２０が撓んで可動部２２０の接触部２２３が基板２００の接触基準面２０３から一部浮き上がるように剥離して、接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積が減少する。図１３に示すように、貼り付いた接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積を僅かに減少させれば、これを契機として、接触部２２３が接触用基準面２０３から剥がれ、図１４に示すように、可動部２２０の接触部２２３が基板２００の接触用基準面２０３と離間した状態とすることができる。剥離用電極２６０は引込部２２２の先端部（ｘ軸の負方向の端部）の下方となる位置の基板２００上に設置されているため、引込部２２２の先端部を剥離用電極２６０に向けて吸引することができる。少ない静電引力で可動部２２０を効果的に変形させて、より速やかに接触部２２３を接触用基準面２０３から剥がすことができる。
【００４１】
光学素子２のオン状態からオフ状態へと切り替える場合の電極電位の制御は、実施例１で説明した制御方法と同様の方法によって行うことができる。例えば図５や図９に示すような制御方法を利用できる。図１１等に示すように、光学素子２では、可動電極２５０と固定電極２４０との電極間距離が、可動電極２５０と剥離用電極２６０との電極間距離よりも小さいため、図９に示す固定電極の電位Ｖ１と剥離用電極の電位Ｖ２についてＶ１≧Ｖ２とすれば、可動部２２０と固定電極２４０との間に作用する静電引力を、可動部２２０と剥離用電極２６０との間に作用する静電引力よりも大きくすることができる。
【００４２】
（変形例４）
図１５は、実施例２の変形例に係る光学素子２ａの平面図であり、図１６は図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。図１５および図１６に示すように、光学素子２ａでは、剥離用電極部２０６ａは、引込部２２２の下方となる位置から平面方向（より具体的にはｘ軸の負方向）に離れており、剥離用電極２６０ａは、固定電極２４０と同じ高さに設置されている。光学素子２ａのその他の構成は光学素子２と同様であるため、重複説明を省略する。
【００４３】
光学素子２ａにおいては、引込部２２２は、剥離用電極２６０ａによってｘ軸の負方向に吸引される。剥離用電極２６０ａによって可動部２２０が水平方向に吸引されて、接触用基準面２０３と接触部２２３とをずらすことによって、接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積を減少させることができる。
【００４４】
（変形例５）
また、引込部を設ける位置は、実施例２において説明した位置に限られない。例えば、図１７に示すように、可動部の接触部からｙ軸方向に延びる引込部が設けられていてもよい。図１７のように、可動部３２０が板状であり、可撓梁を備えていない場合には、引込部をこの位置に設置することが有効である。
【００４５】
図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。図１７および図１８に示すように、可動部３２０は支持部３１２において基板３００に固定されている。引込部３２２ａは、可動部３２０の接触部３２３からｙ軸の正方向に延びており、引込部３２２ｂは、可動部３２０の接触部３２３からｙ軸の負方向に延びている。引込部３２２ａの下方となる位置の基板３００上には剥離用電極３６０ａが設置されており、引込部３２２ｂの下方となる位置の基板３００上には剥離用電極３６０ｂが設置されている。図１８に示すように、剥離用電極部３０６ａ、３０６ｂは、固定電極部３０４よりも低くなっており、剥離用電極３６０ａ、３６０ｂは、固定電極３４０よりも低い位置に設置されている。
【００４６】
剥離用電極３６０ａと剥離用電極３６０ｂの電極電位は、相違するようにしてもよい。例えば、剥離用電極３６０ａと剥離用電極ｂとを絶縁して、可動電極３５０および剥離用電極３６０ａの電位をゼロとし、剥離用電極３６０ｂの電位をＶ２とする制御を行ってもよい。この場合、図１９に示すように、剥離用電極３６０ｂと引込部３２２ｂとの間に静電引力が発生して、剥離用電極３６０ｂが可動部３２０の引込部３２２ｂを吸引する。これによって可動部３２０が撓んで、剥離用電極３６０ａ側において、可動部３２０の接触部３２３が基板３００の接触用基準面３０３から剥がれて、基板３００と可動部３２０とを離間させることができる。
【００４７】
剥離用電極３６０ａと剥離用電極３６０ｂの電極電位は、同電位に制御されてもよい。また、互いに電気的に接続されていてもよい。例えば、可動電極３５０の電位をゼロとし、剥離用電極３６０ａ、３６０ｂの電位をＶ２とする制御を行う場合、図２０に示すように、可動部３２０の引込部３２２ａは剥離用電極３６０ａに吸引され、引込部３２２ｂは剥離用電極３６０ｂに吸引される。可動部３２０が撓んで、接触部３２３のｙ軸方向の中央部分が基板３００の接触用基準面３０３から剥がれて、基板３００と可動部３２０とを離間させることができる。
【００４８】
（変形例６）
可動部の接触部からｙ軸方向に設けられている引込部を水平方向に吸引する位置に剥離用電極が設置されていてもよい。図２１は、引込部を水平方向に吸引する場合の剥離用電極の位置を例示する図である。図２１に示すように、剥離用電極は、引込部３２２ａの下方となる位置からｙ軸方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｃに設置されていてもよく、ｘ軸方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｄに設置されていてもよい。また、引込部３２２ｂの下方となる位置からｘ軸の負方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｅと、ｘ軸の正方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｆにそれぞれ１つずつ剥離用電極が設置されていてもよい。剥離用電極は、１つの引込部に対して１つのみ設置されていてもよいし、複数設置されていてもよい。また、可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する剥離用電極と、平行な方向に吸引する剥離用電極とを両方とも備えていてもよい。
【００４９】
引込部は、可動部に対して１つのみ設置されていてもよいし、複数設けられていてもよい。複数の引込部が設けられている場合には、図１７等に示すように、可動部のｙ軸の正方向と負方向の両側に引込部が突出していてもよいし、片側のみに複数の引込部が備えられていてもよい。
【００５０】
（変形例７）
また、引込部は、可動部の接触部と同一平面上に設置されていなくてもよい。例えば、図２２、図２３に示すように、接触部の上面から上方に延びる柱状部によって、接触部の上面側に固定されていてもよい。
【００５１】
図２２に示す光学素子４ａでは、基板４００ａの上面側には固定電極４４０ａと剥離用電極４６０ａが同じ高さに設置されている。可動部４２０ａは、支持部４１２ａによって基板４００ａに固定されている。可動部４２０ａの内部に可動電極４５０ａが設置されており、可動電極４５０ａと固定電極４４０ａとの間に静電引力が作用すると、図２２に示すように、可動部４２０ａの接触部４２３ａが基板４００ａの接触用基準面４０３ａに接触した状態となる。
【００５２】
可動部４２０ａは、接触部４２３ａの上面から上方に延びる柱状部４２８ａを介して接触部４２３ａの上面に固定されている引込部４２２ａを備えている。引込部４２２ａの上面にミラー４３０ａが固定されている。引込部４２２ａをミラー設置部として利用できる。引込部４２２ａは、接触部４２３ａおよび柱状部４２８ａと電気的に接続している。引込部４２２ａは、接触部４２３ａの先端部（ｘ軸の正方向の先端部）からｘ軸の正方向に突出しており、その突出する部分の下方となる位置の基板４００ａ上に剥離用電極４６０ａが設置されている。剥離用電極４６０ａは固定電極４４０ａと同じ高さに位置しており、基板４００ａと接触部４２３ａとが接触する状態で、引込部４２２ａと剥離用電極４６０ａは離間している。
【００５３】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極４５０ａ、固定電極４４０ａ、剥離用電極４６０ａの電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２２に矢印で示すように、剥離用電極４６０ａが引込部４２２ａをｚ軸方向に吸引する。これによって可動部４２０ａの接触部４２３ａが撓んで、接触部４２３ａが接触用基準面４０３ａから剥がれ、可動部４２０ａが基板４００ａから離間した状態とすることができる。
【００５４】
図２３に示す光学素子４ｂでは、引込部４２２ｂは、接触部４２３ｂの支持部４１２ｂ側（ｘ軸の負方向）に突出しており、その突出する部分の下方となる位置の基板４００ｂ上に剥離用電極４６０ｂが設置されている。光学素子４ｂのその他の構成については、図２２に示す光学素子４ａと同様であるため、図２２における添え字の「ａ」を「ｂ」に置き換えることによって、重複説明を省略する。
【００５５】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極４５０ｂ、固定電極４４０ｂ、剥離用電極４６０ｂの電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２３に矢印で示すように、剥離用電極４６０ｂが引込部４２２ｂをｚ軸方向に吸引する。これによって可動部４２０ｂの接触部４２３ｂが撓んで、接触部４２３ｂが接触用基準面４０３ｂから剥がれ、可動部４２０ｂが基板４００ｂから離間した状態とすることができる。
【００５６】
また、引込部は、可動部と同一の層によって一体に形成されていてもよい。この場合、引込部の内部にも可動電極が設置される。また、引込部の内部に、可動電極と絶縁された引込用電極が設置されていてもよい。この場合、引込部の内部の引込用電極と可動電極とを異なる電位に制御することが可能となる。
【実施例３】
【００５７】
図２４は、実施例３の光学素子５の平面図であり、図２５は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。図２５中の二重鎖線は、図２５に示す断面と平行な面で可動部５２０を切断した断面図における、可動部５２０の支持部５１２ｂおよび可撓梁５１０ｂの位置および形状を補助的に記載するものである。
【００５８】
図２４、図２５に示すように、光学素子５では、基板５００上の接触用基準面５０３から平面方向に離間した位置に延在する剥離用部材５９０が設置されている。剥離用部材５９０は、基板５００に固定されている固定端５９２と、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３との接触面に向かって移動可能である可動端５９１とを有している。図２５に示すように、剥離用部材５９０は、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３が接触している状態において、可動部５２０と接触しない位置に設置されている。剥離用部材５９０から可動部５２０の接触部５２３側に離間した位置の基板５００上に剥離用電極５６０が設置されている。剥離用電極５６０は、基板５００上に固定電極５４０と同じ高さになるように設置されている。剥離用電極５６０は、接触用基準面５０３の輪郭内にその一部または全部が存在していてもよい。その他の構成については、実施例１において説明した光学素子１と同様であるため、光学素子１の各構成の１００番台を５００番台に読み替えて、重複説明を省略する。
【００５９】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極５５０、固定電極５４０、剥離用電極５６０の電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２４および図２５に矢印で示すように、剥離用電極５６０が剥離用部材５９０を水平方向（ｘ軸の正方向）に吸引する。これによって、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３との接触面に向かって剥離用部材５９０の可動端５９１が移動して、接触用基準面５０３と接触部５２３との間に剥離用部材５９０の可動端５９１が入り込む。その結果、可動部５２０の接触部５２３が基板５００の接触用基準面５０３から剥がれて、可動部５２０が基板５００から離間した状態とすることができる。
【００６０】
（その他の変形例）
本発明は、上記の実施例１〜３および変形例１〜７において説明した光学素子の可動部等の形態に限定されない。以下、上記の実施例１〜３および変形例１〜７に適用可能な、さらなる変形例について説明する。
【００６１】
例えば、可動部としては、図２６〜図３１に例示するような形態の可動部を採用することができる。
【００６２】
図２６に示すように、可動部６２０の接触部６２３は、１つの可撓梁６１０を介して１つの支持部６１２と接続されていてもよい。この場合、可撓梁６１０は接触部６２３のｙ軸方向の中央位置に接続されることが好ましい。
【００６３】
図２７に示すように、可動部６２０ａの接触部６２３ａは、３つの可撓梁６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃを介して３つの支持部６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃと接続されていてもよい。また、ｙ軸方向の両端に位置する可撓梁６１０ａと可撓梁６１０ｃは、接触部６２３ａのｙ軸方向の両端に連なるように設けられていてもよい。
【００６４】
図２８に示すように、可動部６２０ｄの接触部６２３ｄは、４つの可撓梁６１０ｄ、６１０ｅ、６１０ｆ、６１０ｇを介して４つの支持部６１２ｄ、６１２ｅ、６１２ｆ、６１２ｇと接続されていてもよい。また、ｙ軸方向の両端に位置する可撓梁６１０ｄと可撓梁６１０ｇは、接触部６２３ｄのｙ軸方向の両端よりも中央側にオフセットした位置に設けられていてもよい。
【００６５】
図２９〜図３１に示すように、可動部は、その長手方向の軸の周りに捩れる可撓梁を含んでいてもよい。図２９に示すように、可動部６２０ｈの接触部６２３ｈは、ｙ軸に平行な回転軸の周りに捩れる可撓梁６１３ｈ、６１３ｉと、ｚ軸方向に撓む可撓梁６１４とを介して支持部６１２ｈ、６１２ｉに接続するものであってもよい。図３０に示すように、可動部６２０ｊの接触部６２３ｊは、ｙ軸の周りに捩れる可撓梁とｚ軸の方向に撓む可撓梁とを複合した可撓梁６１５を介して、支持部６１２ｊ、６１２ｋに接続するものであってもよい。図３１に示すように、可動部６２０ｍの接触部６２３ｍは、ループ形状の部分を有する可撓梁６１６を介して、支持部６１２ｍに接続するものであってもよい。
【００６６】
また、図３２〜図４０に示すように、可動部の接触部は、ｙ軸に平行な回転軸の周りに捩れる１対の可撓梁によって揺動可能に支持されるものであってもよい。
【００６７】
例えば、図３２、図３３に示す光学素子では、可動部７２０は、基板７００のｙ軸方向の両端部近傍に固定されている支持部７１２ａ、７１２ｂと、支持部７１２ａ，７１２ｂから基板の中央側に延びている可撓梁７１３ａ、７１３ｂと、可撓梁７１３ａ、７１３ｂによって揺動可能に支持されている可動板７２とを備えている。可撓梁７１３ａ、７１３ｂは可動板７２の中央部分である支持板部７２１に接続しており、支持板部７２１の破線で示す位置に柱状部７２８が固定される。支持板部７２１からｘ軸の正方向または負方向に向けて可撓梁７１４ａ、７１４ｂ、７１４ｃ、７１４ｄが設けられており、可動板７２のｘ軸方向の両端に設けられている接触部７２３ａ、７２３ｂと接続している。引込部７２２ａ、７２２ｂは、接続部７２３ａ、７２３ｂから可動板７２の中央の支持板部７２１に向かう方向に突出している。柱状部７２８を介して、可動板７２と、図３３に示すミラー設置部７２９が固定されており、ミラー設置部７２９の上面にミラー７３０が固定されている。柱状部７２８は、図３３においてミラー設置部７２９の破線で示す位置に固定される。尚、柱状部７２８およびミラー設置部７２９は、可動部７２０の一部である。
【００６８】
図３４は、図３２のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線断面図である。図３２、図３４に示すように、接触部７２３ａ，７２３ｂの下方となる位置の基板７００上には、固定電極部７０４ａ、７０４ｂが設けられており、固定電極７４０ｂ等が設置されている。引込部７２２ａ，７２２ｂの下方となる位置の基板７００上には、剥離用電極部７０６ａ、７０６ｂが設けられており、剥離用電極７６０ｂ等が設置されている。剥離用電極部７０６ａ、７０６ｂは、固定電極部７０４ａ，７０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部７２０の内部には、可動電極７５０が設置されている。
【００６９】
可動電極７５０と固定電極７４０ｂとの間に静電引力を発生させると、基板７０１の接触用基準面７０３ｂと可動部７２０の接触部７２３ｂが接触する。次に、可動電極７５０と固定電極７４０ｂとの間に静電引力が発生していない状態で、剥離用電極７６０ｂと可動電極７５０との間に静電引力を発生させると、可動部７２０の引込部７２２ｂが剥離用電極７６０ｂに向かって吸引され、図３４に示すように、基板７００の接触用基準面７０３ｂと可動部７２０の接触部７２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。これによって可動部７２０と基板７００が離間した状態となる。
【００７０】
また、例えば、図３５、図３６に示すように、光学素子では、可動部８２０は、基板８００の中央部に固定されている支持部８１２と、支持部８１２から基板のｙ軸の正方向および負方向に延びている可撓梁８１３ａ、８１３ｂと、可撓梁８１３ａ、８１３ｂによって揺動可能に支持されている可動板８２とを備えていてもよい。可撓梁８１３ａ，８１３ｂは可動板８２の支持板部８２１ａ、８２１ｂと接続している。支持板部８２１ａ，８２１ｂからｘ軸の正方向または負方向に向けて可撓梁８１４ａ、８１４ｂ、８１４ｃ、８１４ｄが設けられており、可動板８２のｘ軸方向の両端に設けられている接触部８２３ａ、８２３ｂと接続している。引込部８２２ａ、８２２ｂは、接続部８２３ａ、８２３ｂから可動部８２０の中央の支持部８１２に向かう方向に突出している。可動板８２の支持板部８２１ａ，８２１ｂの上面には、柱状部８２８ａ，８２８ｂが固定され、図３６に示すミラー設置部８２９がその上方に固定される。ミラー設置部８２９の上面には、ミラー８３０が固定されている。尚、柱状部８２８ａ，８２８ｂおよびミラー設置部８２９は、可動部８２０の一部である。
図３２〜図３４を用いて説明した光学素子と同様に、接触部８２３ａ，８２３ｂの下方となる位置の基板８００上には、固定電極部８０４ａ、８０４ｂが設けられており、それぞれ固定電極が設置されている。引込部８２２ａ，８２２ｂの下方となる位置の基板８００上には、剥離用電極部８０６ａ、８０６ｂが設けられており、それぞれ剥離用電極が設置されている。剥離用電極部８０６ａ、８０６ｂは、固定電極部８０４ａ，８０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部８２０の内部には、可動電極が設置されている。
【００７１】
例えば、可動電極と固定電極部８０４ｂに設置された固定電極との間に静電引力を発生させると、基板８００の接触用基準面８０３ｂと可動部８２０の接触部８２３ｂが接触する。次に、可動電極と固定電極部８０４ｂに設置された固定電極との間に静電引力が発生していない状態で、剥離用電極部８０６ｂに設置された剥離用電極と可動電極との間に静電引力を発生させると、可動部８２０の引込部８２２ｂが剥離用電極部８０６ｂに向かって吸引され、基板８００の接触用基準面８０３ｂと可動部８２０の接触部８２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７２】
また、例えば、図３７〜図４０に示すように、接触部が可動板の中央側に設けられており、引込部が可動板の端部に設けられていてもよい。
【００７３】
図３７はその他の変形例に係る光学素子の可動部および基板を示す平面図であり、図３８は、図３７のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩ線断面図である。図３７、図３８に示す光学素子の可動部９２０ｉは、基板９００ｉのｙ軸方向の両端部近傍に固定されている支持部９１２ａ，９１２ｂと、支持部９１２ａ，９１２ｂから基板９００ｉの中央部分に向かって延びている可撓梁９１０ａ、９１０ｂと、可撓梁９１０ａ、９１０ｂによって揺動可能に支持されている可動板９２ｉとを備えている。可動板９２ｉの中央部は支持板部９２１ｉであり、支持板部９２１ｉに柱状部９２８ｉが固定される。支持板部９２１ｉの両側（ｘ軸方向の正方向および負方向）には、接触部９２３ａ、９２３ｂが設けられており、そのさらに外側に可撓梁９１４ａ、９１４ｂ、９１４ｃ、９１４ｄが設けられ、可動板９２ｉの先端部に設けられている引込部９２２ａ、９２２ｂと接続している。図３２〜図３４を用いて説明した光学素子と同様に、可動板９２ｉの支持板部９２１ｉの上面には、柱状部９２８ｉを介して、図３３に示すようなミラー設置部が固定される。尚、柱状部９２８ｉおよびミラー設置部は、可動部９２０ｉの一部である。
【００７４】
接触部９２３ａ，９２３ｂの下方となる位置の基板９００ｉ上には、固定電極部９０４ａ、９０４ｂが設けられており、固定電極９４０ｂ等が設置されている。引込部９２２ａ，９２２ｂの下方となる位置の基板９００ｉ上には、剥離用電極部９０６ａ、９０６ｂが設けられており、剥離用電極９６０ｂ等が設置されている。剥離用電極部９０６ａ、９０６ｂは、固定電極部９０４ａ，９０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部９２０ｉの内部には、可動電極９５０ｉが設置されている。
【００７５】
可動電極９５０ｉと固定電極９４０ｂとの間に静電引力を作用させると、基板９００ｉの接触用基準面９０３ｂと可動部９２０ｉの接触部９２３ｂが接触する。次に、可動電極９５０ｉと固定電極９４０ｂとの間に静電引力を作用させない状態で、剥離用電極９６０ｂと可動電極９５０ｉとの間に静電引力を作用させると、可動部９２０ｉの引込部９２２ｂが剥離用電極９６０ｂに向かって吸引され、図３８に示すように、基板９００ｉの接触用基準面９０３ｂと可動部９２０ｉの接触部９２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７６】
図３９はさらに別の変形例に係る光学素子の可動部および基板を示す平面図であり、図４０は、図３９のＸＬ−ＸＬ線断面図である。図３９、図４０に示す光学素子の可動部９２０ｊは、基板９００ｊの中央部に固定されている支持部９１２ｊと、支持部９１２ｊから基板のｙ軸の正方向および負方向の端部に延びている可撓梁９１０ｅ、９１０ｆと、可撓梁９１０ｅ、９１０ｆによって揺動可能に支持されている可動板９２ｊとを備えていてもよい。可撓梁９１０ｅ，９１０ｆと接続する部分は可動板９２ｊの支持板部９２１ｅ，９２１ｆである。支持板部９２１ｅ，９２１ｆからｘ軸の正方向および負方向に向けて接触部９２３ｅ、９２３ｆが設けられている。接触部９２３ｅ、９２３ｆからｘ軸の正方向および負方向に向けて可撓梁９１４ｅ、９１４ｆ、９１４ｇ、９１４ｈが設けられており、可動板９２ｊのｘ軸方向の先端部に設けられている引込部９２２ｅ、９２２ｆと接続している。引込部９２２ｅ、９２２ｆは、接続部９２３ｅ、９２３ｆから可動板９２ｊのｘ軸方向の先端部に向かう方向に突出している。図３５および図３６を用いて説明した光学素子と同様に、可動板９２ｊの支持板部９２１ｅ，９２１ｆの上面には、柱状部９２８ｅ、９２８ｆを介して、図３６に示すようなミラー設置部が固定される。尚、柱状部９２８ｅ、９２８ｆおよびミラー設置部は、可動部９２０ｊの一部である。
【００７７】
接触部９２３ｅ，９２３ｆの下方となる位置の基板９００ｊ上には、固定電極部９０４ｅ、９０４ｆが設けられており、固定電極９４０ｆ等が備えられている。引込部９２２ｅ，９２２ｆの下方となる位置の基板９００ｊ上には、剥離用電極部９０６ｅ、９０６ｆが設置されており、剥離用電極９６０ｆ等が備えられている。剥離用電極部９０６ｅ、９０６ｆは、固定電極部９０４ｅ，９０４ｆよりもその上面が低くなっている。可動部９２０ｊの内部には、可動電極９５０ｊが設置されている。
【００７８】
可動電極９５０ｊと固定電極９４０ｆとの間に静電引力を作用させると、基板９００ｊの接触用基準面９０３ｆと可動部９２０ｊの接触部９２３ｆが接触する。次に、可動電極９５０ｊと固定電極９４０ｆとの間に静電引力を作用させない状態で、剥離用電極９６０ｆと可動電極９５０ｊとの間に静電引力を作用させると、可動部９２０ｊの引込部９２２ｆが剥離用電極９６０ｆに向かって吸引され、図４０に示すように、基板９００ｊの接触用基準面９０３ｆと可動部９２０ｊの接触部９２３ｆが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７９】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００８０】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８１】
１，２，３，４ａ，４ｂ，５ 光学素子
１００，２００，３００，４００ａ，４００ｂ，５００，７００，８００，９００ｉ，９００ｊ 基板
１０３，２０３，３０３，４０３ａ,４０３ｂ，５０３，７０３ｂ、９０３ｂ，９０３ｆ 接触用基準面
１０４，２０４，３０４，４０４ａ,４０４ｂ，５０４，７０４ａ，７０４ｂ，８０４ａ，８０４ｂ，９０４ａ，９０４ｂ，９０４ｅ，９０４ｆ 固定電極部
１０６，２０６，３０６，４０６ａ,４０６ｂ，５０６，７０６ａ，７０６ｂ，８０６ａ，８０６ｂ，９０６ａ，９０６ｂ，９０６ｅ，９０６ｆ 剥離用電極部
１１２ａ，１１２ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，３１２，３１２ａ,３１２ｂ，４１２ａ,４１２ｂ，５１２ａ，５１２ｂ，６１２，６１２ａ〜６１２ｍ，７１２ａ，７１２ｂ、８１２，９１２ａ，９１２ｂ，９１２ｊ 支持部
１２０，２２０，３２０，４２０ａ,４２０ｂ，５２０，６２０，６２０ａ，６２０ｄ，６２０ｈ，６２０ｊ，６２０ｍ，７２０，８２０，９２０ｉ，９２０ｊ 可動部
１２３，２２３，３２３，４２３ａ,４２３ｂ，５２３，６２３，６２３ａ，６２３ｄ，６２３ｈ，６２３ｊ，６２３ｍ，７２３ａ，７２３ｂ，８２３ａ，８２３ｂ，９２３ａ，９２３ｂ，９２３ｅ，９２３ｆ 接触部
１３０，２３０，３３０，４３０ａ,４３０ｂ，５３０，７３０，８３０ ミラー
１４０，２４０，３４０，４４０ａ,４４０ｂ，５４０，７４０ｂ，９４０ｂ，９４０ｆ 固定電極
１５０，２５０，３５０，４５０ａ,４５０ｂ，５５０，７５０，９５０ｉ，９５０ｊ 可動電極
１６０，２６０，３６０，４６０ａ,４６０ｂ，５６０，７６０ｂ，９６０ｂ，９６０ｆ 剥離用電極
２２２，３２２ａ，３２２ｂ，４２２ａ，４２２ｂ，７２２ａ，７２２ｂ，８２２ａ,８２２ｂ、９２２ａ，９２２ｂ，９２２ｅ，９２２ｆ 引込部
５９０ 剥離用部材
５９１ 可動端
５９２ 固定端
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの進行方向を切換えることができる光学素子に関する。本発明は、その光学素子の複数個をアレイ化した光学装置をも提供する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、光ビームの進行方向を切換える光学素子が開示されている。この光学素子は、基板と、片持ち梁と、アクチュエータを備えている。片持ち梁は、可動部と、可動部と基板とを接続する接続部とを備えている。基板は、可動部が接触することができる接触用基準面を有している。可動部は弾性を備えており、可動部に外力が作用しないと可動部が接触用基準面から離間する形状をとる。可動部に外力が作用すると可動部が変形して接触用基準面に接触する。アクチュエータは、可動部を接触用基準面に接触させる外力を可動部に加える状態と加えない状態の間で切換え可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-２５８５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示された光学素子では、片持ち梁の可動部と基板の接触用基準面が接触した際に、面と面とが貼り付いてしまう可能性がある。すなわち、アクチュエータをオフして外力を加えるのを中止しても、片持ち梁の可動部が基板の接触用基準面から離間した状態に戻らない可能性がある。
【０００５】
本発明では、可動部に外力を加えるのを中止しても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止できる光学素子と光学装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、光ビームの進行方向を切換える光学素子を提供する。この光学素子は、基板と、支持部と、可動部と、ミラーと、固定電極と、可動電極と、剥離用電極を備えている。基板は、接触用基準面を備えている。支持部は、基板に固定されている。可動部は、支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると接触用基準面に接触する弾性を備えている接触部を有している。ミラーは、可動部に固定されている。固定電極は、基板のうちの接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている。可動電極は、接触部に設置されている。剥離用電極は、基板に設置されており、可動部を吸引し、接触用基準面と接触部との接触面の面積を減少させる。
【０００７】
上記の光学素子では、剥離用電極によって可動部を吸引することによって接触部を変形させ、接触部が接触用基準面に接触している面の面積を減少させる。接触部は、外力が作用しない状態では接触用基準面から離間する性質を備えているため、剥離用電極によって接触面積を減少させれば、これを端緒にして、接触部が接触用基準面から離間する。上記の光学素子によると、固定電極と可動電極を同電位として接触部に外力が作用しない状態に切換えても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止することができる。
【０００８】
上記の光学素子では、剥離用電極が可動部を接触用基準面に垂直な方向に吸引するものであってよいし、接触用基準面に平行な方向に吸引するものであってもよい。
【０００９】
可動部が、接触部から突出して設けられており、剥離用電極によって吸引される引込部を備えていてもよい。
【００１０】
本発明に係る光学素子では、剥離用電極が、可動部自体ではなく、剥離用部材を吸引するものであってもよい。この剥離用部材は、接触用基準面と可動部の接触面に沿って移動可能な部材である。剥離用電極は、基板に設置されており、剥離用部材を吸引し、接触用基準面と接触部の接触面の面積を減少させる。
【００１１】
上記の光学素子においては、可動電極と剥離用電極との間の静電容量が検出可能であることが好ましい。
【００１２】
あるいは、可動電極と固定電極との間の静電容量を検出可能としてもよい。
【００１３】
上記の場合、使用していない（吸引力を発揮していない）電極（剥離用電極または固定電極）を、基板に対する可動部の位置を検知するための静電容量センサとして利用することができる。
【００１４】
上記の光学素子は、複数個を用いて光学装置を構成するのに利用できる。上記の光学素子では、剥離用電極による外力によって接触部を接触用基準面から離間させる端緒を与えるために、光学装置を構成する複数個の光学素子の複数個の接触部が基板から離間するタイミングを一致させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、可動部に外力を加えるのを中止しても可動部が接触用基準面から離間しないという事態の発生を防止できる光学素子と光学装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施例１の光学素子の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】実施例１の光学素子の断面図であって、可動部と基板が離間した状態を示す図である。
【図４】実施例１の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図５】実施例１の光学素子における電極電位のタイムチャートを説明する図である。
【図６】変形例の光学素子の断面図である。
【図７】変形例の光学素子の断面図である。
【図８】変形例の光学素子の断面図である。
【図９】変形例の光学素子における電極電位タイムチャートを説明する図である。
【図１０】実施例２の光学素子の平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】実施例２の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図１４】実施例２の光学素子の断面図であって、可動部と基板が離間した状態を示す図である。
【図１５】変形例の光学素子の平面図である。
【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。
【図１７】変形例の光学素子の平面図である。
【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図１９】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２０】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２１】変形例の光学素子の平面図であって、剥離用電極の設置位置を示す図である。
【図２２】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２３】変形例の光学素子の断面図であって、剥離用電極によって可動部が吸引される状態を説明する図である。
【図２４】実施例３の光学素子の平面図である。
【図２５】図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。
【図２６】変形例の可動部の平面図である。
【図２７】変形例の可動部の平面図である。
【図２８】変形例の可動部の平面図である。
【図２９】変形例の可動部の平面図である。
【図３０】変形例の可動部の平面図である。
【図３１】変形例の可動部の平面図である。
【図３２】実施例４の可動部の一部の平面図である。
【図３３】実施例４の可動部のミラー設置部およびミラーを示す平面図である。
【図３４】図３２のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線断面図である。
【図３５】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図３６】変形例の可動部のミラー設置部およびミラーを示す平面図である。
【図３７】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図３８】図３７のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩ線断面図である。
【図３９】変形例の可動部の一部の平面図である。
【図４０】図３９のＸＬ−ＸＬ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に説明する実施例の主要な特徴を整理しておく。
（特徴１）可動電極はポリシリコン等を材料とする導電層であって、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層によって被覆されている。可動電極と絶縁層によって、可動部の接触部が形成されている。
（特徴２）固定電極、剥離用電極は、ポリシリコン等を材料とする導電層であって、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層によって被覆されている。基板の固定電極部の上面は固定電極を被覆する絶縁層であり、基板の剥離用電極部の上面は剥離用電極を被覆する絶縁層となっている。
【実施例１】
【００１８】
図１は、実施例１の光学素子１の平面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すように、光学素子１は、基板１００と、可動部１２０と、ミラー１３０と、固定電極１４０と、可動電極１５０と、剥離用電極１６０とを備えている。固定電極１４０と剥離用電極１６０は、基板１００の上面側の内部に設置されている。固定電極１４０と剥離用電極１６０は、ポリシリコン等を材料とする導電層であり、それぞれシリコン酸化膜等を材料とする絶縁層１８１、１８３によって被覆されている。基板１００の上面側は、固定電極１４０が設置されている固定電極部１０４、剥離用電極１６０が設置されている剥離用電極部１０６のいずれかとなっており、剥離用電極部１０６は固定電極部１０４よりも低くなっている。図２に示すように、基板１００の固定電極部１０４の上面は固定電極１４０を被覆する絶縁層１８１であり、基板１００の剥離用電極部１０６の上面は剥離用電極１６０を被覆する絶縁層１８３となっている。可動部１２０の内部には、可動電極１５０が設置されている。可動電極１５０は、ポリシリコン等を材料とする導電層であり、シリコン酸化膜等を材料とする絶縁層１８２によって被覆されている。
【００２０】
可動部１２０は、基板１００に固定されている支持部１１２ａ、１１２ｂと、基板１００に対して接離可能な接触部１２３とを備えている。支持部１１２ａ、１１２ｂと接触部１２３との間には、可撓梁１１０ａ，１１０ｂが設けられている。可撓梁１１０ａ，１１０ｂは、接触部１２３と比べて細長く形成されており、接触部１２３よりもｚ方向に撓み易い。支持部１１２ａ，１１２ｂ、可撓梁１１０ａ，１１０ｂ、接続部１２３を含む可動部１２０は、一体に形成されている。可動電極１５０と絶縁層１８２によって可動部１２０の接触部１２３が形成されている。尚、図１等においては、可撓梁１１０ａ，１１０ｂの長手方向は、ｘ軸方向に一致しており、光学素子１の高さ方向にｚ軸の方向が設定されている。
【００２１】
可動部１２０は、外力が作用しない状態では、基板１００から離間している。図３は、可動部１２０が基板１００から離間している状態を示している。可動部１２０に外力が作用すると、可撓梁１１０ａ，１１０ｂが撓んで、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３に接触する。接触用基準面１０３は、接触部１２３の下方となる位置の基板１００の上面であって、接触用基準面１０３の輪郭内の範囲には固定電極１４０が存在している。尚、図２等に示すように固定電極１４０は接触用基準面１０３の輪郭の外部にまで延在していてもよいし、接触用基準面１０３の輪郭内にのみ設置されているものであってもよい。図１および図２は、接触部１２３と接触用基準面１０３が接触している状態を示している。剥離用電極部１０６は、固定電極部１０４よりも低くなっているため、接触部１２３が接触用基準面１０３に接触している場合に、可動部１２０と剥離用電極部１０６とは離間した状態となる。また、剥離用電極１６０は、基板１００の端部に設置されている。
【００２２】
実施例１では、可動部１２０に作用させる外力として、固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力を利用する。固定電極１４０と可動電極１５０との間に電位差を発生させると、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生し、可動部１２０を基板１００側に吸引する。接触用基準面１０３の輪郭内の範囲には固定電極１４０が存在しているため、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３に向かって吸引される。可動部１２０の弾性と、固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力が釣り合う位置まで、可動部１２０が基板１００に向かって近づく。固定電極１４０と可動電極１５０との間の電位差を制御してこの静電引力を制御することによって、可動部１２０の接触部１２３と、基板１００の接触基準面１０３との位置関係を制御することができる。
【００２３】
図２〜図４を用いて、可動部１２０の動作についてさらに説明する。固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生していない状態では、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３は、基板１００の接触用基準面１０３から離間している。固定電極１４０と可動電極１５０との間に電位差を発生させ、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力を発生させることによって、図２に示すように、可動部１２０の接触部１２３と、基板１００の接触用基準面１０３とを接触させることができる。その後、再び固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生していない状態に切り替え、可動部１２０に外力が作用しない状態になると、可動部１２０の弾性によって、図３に示す元の形態に復元する。すなわち、可動部１２０の接触部１２３は、基板１００の接触用基準面１０３から離間する。
【００２４】
ところが、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが面と面で接触することによって貼り付いてしまう場合がある。この場合、外力が作用しない状態になっても、図２に示すように可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態が維持されたり、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態から図３に示す可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが離間する状態に移行する時間が長くなったりする。光学素子１を複数個アレイ化した光学装置においては、各々の光学素子１ごとに図２に示す状態から図３に示す状態に移行するタイミングや速度がばらつくことがある。この状態を解消するために、剥離用電極１６０を利用することができる。
【００２５】
固定電極１４０と可動電極１５０との間の静電引力が発生していない状態で、剥離用電極１６０と可動電極１５０との間にｚ方向の静電引力を発生させると、図４に示すように、剥離用電極１６０に向かって可動電極１５０、ひいては可動部１２０が吸引され、可動部１２０が撓む。これによって、可動部１２０の接触部１２３の一部が基板１００の接触基準面１０３から浮き上がるように剥離して、接触用基準面１０３と接触部１２３との接触面の面積が減少する。図４に示すように、貼り付いた接触用基準面１０３と接触部１２３との接触面の面積を僅かに減少させれば、これを契機として、接触部１２３が接触用基準面１０３から剥がれ、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３が基板１００の接触用基準面１０３と離間した状態とすることができる。
【００２６】
実施例１では、剥離用電極１６０は、基板１００において、可動部１２０の支持部１１２ａ，１１２ｂと逆側の先端部（図１等に示すｘ軸の正方向の先端部）の下方となる位置に設置されている。可動部１２０の先端部を剥離用電極１６０に向けて吸引することができるため、少ない静電引力で可動部１２０を効果的に変形させて、より速やかに接触部１２３を接触用基準面１０３から剥がすことができる。
【００２７】
次に、図５を用いて、光学素子１のオンオフ制御の一例を説明する。図２に示すように、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３とが接触する状態を光学素子１のオン状態とし、図３に示すように、可動部１２０の接触部１２３と基板１００の接触用基準面１０３が離間する状態を光学素子１のオフ状態とする。図５は、光学素子１をオン状態からオフ状態へと切り替える場合の電極電位のタイムチャートを示している。図５では上から順に、可動電極１５０、固定電極１４０、剥離用電極１６０について図示しており、縦軸は時間ｔであり、縦軸は各電極の電位を示している。図５に示すように、光学素子１をオン状態時からオフ状態時へと切り替えるに際して切替期間Ｔｓを設けている。
【００２８】
可動電極１５０の電極電位は、常にゼロに設定されている。固定電極１４０の電極電位は、光学素子１のオン状態時には、電位Ｖ１に制御され、切替期間Ｔｓおよびオフ状態時には、ゼロに制御される。これによって、オン状態時には固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生し、切替期間Ｔｓおよびオフ状態時には、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力が発生しないように制御できる。剥離用電極１６０の電極電位は、切替期間Ｔｓの間は電位Ｖ２に制御され、光学素子１のオン状態時およびオフ状態時には、ゼロに制御される。これによって、オン状態時およびオフ状態時には剥離用電極１６０と可動電極１５０との間に静電引力が発生せず、切替期間Ｔｓ時には、剥離用電極１６０と可動電極１５０との間に静電引力が発生するように制御できる。
【００２９】
切替時間Ｔｓにおいては、固定電極１４０と可動電極１５０との間に静電引力は発生していない一方で、可動電極１５０には、剥離用電極１６０に吸引される方向（ｚ方向）の静電引力が発生する。これによって、図４に示すように可動部１２０が撓んで、可動部１２０が基板１００から剥がれ、図３に示すように可動部１２０と基板１００が離間した状態とすることができる。
【００３０】
上記のとおり、実施例１によれば、基板の接触用基準面と可動部の接触部との接触面が貼り付いた状態になってしまった場合に、剥離用電極が可動部を吸引することによって可動部の接触部を変形させ、この接触面の面積を減少させる。可動部の接触部は、外力が作用しない状態では基板の接触用基準面から離間する性質を備えているため、剥離用電極によって接触面の面積を減少させれば、これを契機として、可動部の接触部を基板の接触用基準面から離間させることができる。
【００３１】
これによって、基板と可動部が面と面で接触して貼り付いたままの状態になることを防止できる。また、可動部が基板から剥がれるための契機を与えることによって、可動部が基板から剥がれるタイミングや速度を調整することができる。光学素子を複数個アレイ化した光学装置に適用すれば、光学装置を構成する各光学素子において、可動部が基板から剥がれるタイミングや速度のばらつきを抑制することが可能となり、制御性に優れた光学装置を得ることができる。
尚、上記の実施例１においては、剥離用電極が可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する場合を例示して説明したが、剥離用電極が可動部をその接触面に平行な方向に吸引するものであってもよい。また、可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する剥離用電極と、平行な方向に吸引する剥離用電極とを両方とも備えていてもよい。
【００３２】
（変形例１）
実施例１では、剥離用電極１６０が可動部１２０の先端部（支持部１１２ａ、１１２ｂと逆側の先端部）の下方となる位置の基板１００上に１つ設置されている場合を例示して説明したが、これに限定されない。可動部の接触部が基板の接触用基準面に接触している場合に、可動部と剥離用電極の上面が離間した状態となっていればよい。また、複数個の剥離用電極が設置されていてもよい。例えば、図６に示すように、剥離用電極１６１が固定電極１４１ａと固定電極１４１ｂとの間に設置されていてもよい。また、図７に示すように、固定電極１４２ａと固定電極１４２ｂとの間に剥離用電極１６２ａが設置されており、基板１００の端部に剥離用電極１６２ｂが設置されていてもよい。また、図８に示すように、固定電極１４３ａと固定電極１４３ｂとの間に剥離用電極１６３ａが設置されており、固定電極１４３ｂと固定電極１４３ｃとの間に剥離用電極１６３ｂが設置されていてもよい。
【００３３】
また、図６に示すように、基板上の可動部と接する位置に、突起部１９５が設置されていてもよい。突起部１９５が設置されていることによって、可動部と基板が強固に貼り付いてしまうことを抑制できる。これによって、剥離用電極が可動部を吸引して、接触部と接触用基準面とを離間させるために必要な静電引力を大きくすることができる。
【００３４】
（変形例２）
実施例１では、図５を例示して、剥離用電極等の電極電位の制御方法を説明したが、これに限定されない。可動部の接触部と基板の接触用基準面とを接触させる光学素子のオン状態時には、可動部と固定電極との間に作用する静電引力が可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも大きくなっており、オン／オフ切替を行う切替期間Ｔｓの間には、可動部と固定電極との間に作用する静電引力が可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも小さくなっていればよい。例えば、図９に示すような電極電位制御を光学装置１に対して行ってもよい。図９では、光学素子のオン状態時にも剥離用電極の電位が電位Ｖ２となるように制御される。光学素子のオン状態時に可動部と基板とを接触させるための外力として、可動電極と固定電極との間に作用する静電引力に加えて、可動電極と剥離用電極との間に作用する静電引力を利用することができる。このため、可動部と基板とを接触させるために必要な外力を得るための駆動電圧を小さくすることができる。
【００３５】
図２等に示すように、可動電極と固定電極との電極間距離が、可動電極と剥離用電極との電極間距離よりも小さい場合には、図９に示す固定電極の電位Ｖ１と剥離用電極の電位Ｖ２について、Ｖ１≧Ｖ２とすれば、可動部と固定電極との間に作用する静電引力を、可動部と剥離用電極との間に作用する静電引力よりも大きくすることができる。
【００３６】
（変形例３）
また、例えば、図５に示すような電極電位の制御を行う場合には、可動電極との間に静電引力が作用しない状態となっている電極を利用して静電容量を測定し、可動部の位置を検知するようにしてもよい。図５では、光学素子のオン状態時には、可動電極と剥離用電極との間に静電引力が作用しない状態となっているため、可動電極と剥離用電極との間の静電容量を測定して可動部と基板との位置関係を検知することができる。また、光学素子の切替期間Ｔｓにおいては、可動電極と固定電極との間に静電引力が作用しない状態となっているため、可動電極と固定電極との間の静電容量を測定して可動部と基板との位置関係を検知することができる。
【実施例２】
【００３７】
図１０は、実施例２の光学素子２の平面図であり、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線断面図であり、図１２は、図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。図１２中の二重鎖線は、図１１に示す可動部２２０の支持部２１２ｂおよび可撓梁２１０ｂの位置および形状を補助的に記載するものである。
【００３８】
図１０〜図１２に示すように、光学素子２では、可動部２２０は、引込部２２２を備えている。引込部２２２は、接触部２２３から突出して、可撓梁２１０ａと可撓梁２１０ｂとの間を支持部２１２ａ、２１２ｂの方向（ｘ軸の負方向）に延びている。基板２００の上面側は、固定電極２４０が設置されている固定電極部２０４、剥離用電極２６０が設置されている剥離用電極部２０６のいずれかとなっている。引込部２２２の下方となる位置の基板２００上には剥離用電極部２０６が設けられている。図１２に示すように剥離用電極部２０６は、固定電極部２０４よりも低くなっており、剥離用電極２６０は、固定電極２４０よりも低い位置に設置されている。その他の構成については、実施例１において説明した光学素子１と同様であるため、光学素子１の各構成の１００番台を２００番台に読み替えて、重複説明を省略する。
【００３９】
図１１および図１２は、可動部２２０の接触部２２３と基板２００の接触用基準面２０３とが接触している状態の断面図を示している。光学素子２のオン状態時には、固定電極２４０と可動電極２５０との間に静電引力を発生させて、図１１および図１２のように、接触用基準面２０３と接触部２２３とを接触させる。
【００４０】
実施例１に係る光学素子１と同様に、光学素子２においても、固定電極２４０と可動電極２５０との間の静電引力が発生していない状態になっても、図１１および図１２に示す状態が維持される場合がある。この場合には、図１３に示すように剥離用電極２６０と可動電極２５０との間にｚ方向の静電引力を発生させると、剥離用電極２６０に向かって可動電極２５０、ひいては可動部２２０が吸引され、可動部２２０が撓む。可動部２２０が撓んで可動部２２０の接触部２２３が基板２００の接触基準面２０３から一部浮き上がるように剥離して、接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積が減少する。図１３に示すように、貼り付いた接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積を僅かに減少させれば、これを契機として、接触部２２３が接触用基準面２０３から剥がれ、図１４に示すように、可動部２２０の接触部２２３が基板２００の接触用基準面２０３と離間した状態とすることができる。剥離用電極２６０は引込部２２２の先端部（ｘ軸の負方向の端部）の下方となる位置の基板２００上に設置されているため、引込部２２２の先端部を剥離用電極２６０に向けて吸引することができる。少ない静電引力で可動部２２０を効果的に変形させて、より速やかに接触部２２３を接触用基準面２０３から剥がすことができる。
【００４１】
光学素子２のオン状態からオフ状態へと切り替える場合の電極電位の制御は、実施例１で説明した制御方法と同様の方法によって行うことができる。例えば図５や図９に示すような制御方法を利用できる。図１１等に示すように、光学素子２では、可動電極２５０と固定電極２４０との電極間距離が、可動電極２５０と剥離用電極２６０との電極間距離よりも小さいため、図９に示す固定電極の電位Ｖ１と剥離用電極の電位Ｖ２についてＶ１≧Ｖ２とすれば、可動部２２０と固定電極２４０との間に作用する静電引力を、可動部２２０と剥離用電極２６０との間に作用する静電引力よりも大きくすることができる。
【００４２】
（変形例４）
図１５は、実施例２の変形例に係る光学素子２ａの平面図であり、図１６は図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面図である。図１５および図１６に示すように、光学素子２ａでは、剥離用電極部２０６ａは、引込部２２２の下方となる位置から平面方向（より具体的にはｘ軸の負方向）に離れており、剥離用電極２６０ａは、固定電極２４０と同じ高さに設置されている。光学素子２ａのその他の構成は光学素子２と同様であるため、重複説明を省略する。
【００４３】
光学素子２ａにおいては、引込部２２２は、剥離用電極２６０ａによってｘ軸の負方向に吸引される。剥離用電極２６０ａによって可動部２２０が水平方向に吸引されて、接触用基準面２０３と接触部２２３とをずらすことによって、接触用基準面２０３と接触部２２３との接触面の面積を減少させることができる。
【００４４】
（変形例５）
また、引込部を設ける位置は、実施例２において説明した位置に限られない。例えば、図１７に示すように、可動部の接触部からｙ軸方向に延びる引込部が設けられていてもよい。図１７のように、可動部３２０が板状であり、可撓梁を備えていない場合には、引込部をこの位置に設置することが有効である。
【００４５】
図１８は、図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線断面図である。図１７および図１８に示すように、可動部３２０は支持部３１２において基板３００に固定されている。引込部３２２ａは、可動部３２０の接触部３２３からｙ軸の正方向に延びており、引込部３２２ｂは、可動部３２０の接触部３２３からｙ軸の負方向に延びている。引込部３２２ａの下方となる位置の基板３００上には剥離用電極３６０ａが設置されており、引込部３２２ｂの下方となる位置の基板３００上には剥離用電極３６０ｂが設置されている。図１８に示すように、剥離用電極部３０６ａ、３０６ｂは、固定電極部３０４よりも低くなっており、剥離用電極３６０ａ、３６０ｂは、固定電極３４０よりも低い位置に設置されている。
【００４６】
剥離用電極３６０ａと剥離用電極３６０ｂの電極電位は、相違するようにしてもよい。例えば、剥離用電極３６０ａと剥離用電極ｂとを絶縁して、可動電極３５０および剥離用電極３６０ａの電位をゼロとし、剥離用電極３６０ｂの電位をＶ２とする制御を行ってもよい。この場合、図１９に示すように、剥離用電極３６０ｂと引込部３２２ｂとの間に静電引力が発生して、剥離用電極３６０ｂが可動部３２０の引込部３２２ｂを吸引する。これによって可動部３２０が撓んで、剥離用電極３６０ａ側において、可動部３２０の接触部３２３が基板３００の接触用基準面３０３から剥がれて、基板３００と可動部３２０とを離間させることができる。
【００４７】
剥離用電極３６０ａと剥離用電極３６０ｂの電極電位は、同電位に制御されてもよい。また、互いに電気的に接続されていてもよい。例えば、可動電極３５０の電位をゼロとし、剥離用電極３６０ａ、３６０ｂの電位をＶ２とする制御を行う場合、図２０に示すように、可動部３２０の引込部３２２ａは剥離用電極３６０ａに吸引され、引込部３２２ｂは剥離用電極３６０ｂに吸引される。可動部３２０が撓んで、接触部３２３のｙ軸方向の中央部分が基板３００の接触用基準面３０３から剥がれて、基板３００と可動部３２０とを離間させることができる。
【００４８】
（変形例６）
可動部の接触部からｙ軸方向に設けられている引込部を水平方向に吸引する位置に剥離用電極が設置されていてもよい。図２１は、引込部を水平方向に吸引する場合の剥離用電極の位置を例示する図である。図２１に示すように、剥離用電極は、引込部３２２ａの下方となる位置からｙ軸方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｃに設置されていてもよく、ｘ軸方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｄに設置されていてもよい。また、引込部３２２ｂの下方となる位置からｘ軸の負方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｅと、ｘ軸の正方向に離れた位置の剥離用電極部３０６ｆにそれぞれ１つずつ剥離用電極が設置されていてもよい。剥離用電極は、１つの引込部に対して１つのみ設置されていてもよいし、複数設置されていてもよい。また、可動部をその接触面に垂直な方向に吸引する剥離用電極と、平行な方向に吸引する剥離用電極とを両方とも備えていてもよい。
【００４９】
引込部は、可動部に対して１つのみ設置されていてもよいし、複数設けられていてもよい。複数の引込部が設けられている場合には、図１７等に示すように、可動部のｙ軸の正方向と負方向の両側に引込部が突出していてもよいし、片側のみに複数の引込部が備えられていてもよい。
【００５０】
（変形例７）
また、引込部は、可動部の接触部と同一平面上に設置されていなくてもよい。例えば、図２２、図２３に示すように、接触部の上面から上方に延びる柱状部によって、接触部の上面側に固定されていてもよい。
【００５１】
図２２に示す光学素子４ａでは、基板４００ａの上面側には固定電極４４０ａと剥離用電極４６０ａが同じ高さに設置されている。可動部４２０ａは、支持部４１２ａによって基板４００ａに固定されている。可動部４２０ａの内部に可動電極４５０ａが設置されており、可動電極４５０ａと固定電極４４０ａとの間に静電引力が作用すると、図２２に示すように、可動部４２０ａの接触部４２３ａが基板４００ａの接触用基準面４０３ａに接触した状態となる。
【００５２】
可動部４２０ａは、接触部４２３ａの上面から上方に延びる柱状部４２８ａを介して接触部４２３ａの上面に固定されている引込部４２２ａを備えている。引込部４２２ａの上面にミラー４３０ａが固定されている。引込部４２２ａをミラー設置部として利用できる。引込部４２２ａは、接触部４２３ａおよび柱状部４２８ａと電気的に接続している。引込部４２２ａは、接触部４２３ａの先端部（ｘ軸の正方向の先端部）からｘ軸の正方向に突出しており、その突出する部分の下方となる位置の基板４００ａ上に剥離用電極４６０ａが設置されている。剥離用電極４６０ａは固定電極４４０ａと同じ高さに位置しており、基板４００ａと接触部４２３ａとが接触する状態で、引込部４２２ａと剥離用電極４６０ａは離間している。
【００５３】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極４５０ａ、固定電極４４０ａ、剥離用電極４６０ａの電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２２に矢印で示すように、剥離用電極４６０ａが引込部４２２ａをｚ軸方向に吸引する。これによって可動部４２０ａの接触部４２３ａが撓んで、接触部４２３ａが接触用基準面４０３ａから剥がれ、可動部４２０ａが基板４００ａから離間した状態とすることができる。
【００５４】
図２３に示す光学素子４ｂでは、引込部４２２ｂは、接触部４２３ｂの支持部４１２ｂ側（ｘ軸の負方向）に突出しており、その突出する部分の下方となる位置の基板４００ｂ上に剥離用電極４６０ｂが設置されている。光学素子４ｂのその他の構成については、図２２に示す光学素子４ａと同様であるため、図２２における添え字の「ａ」を「ｂ」に置き換えることによって、重複説明を省略する。
【００５５】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極４５０ｂ、固定電極４４０ｂ、剥離用電極４６０ｂの電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２３に矢印で示すように、剥離用電極４６０ｂが引込部４２２ｂをｚ軸方向に吸引する。これによって可動部４２０ｂの接触部４２３ｂが撓んで、接触部４２３ｂが接触用基準面４０３ｂから剥がれ、可動部４２０ｂが基板４００ｂから離間した状態とすることができる。
【００５６】
また、引込部は、可動部と同一の層によって一体に形成されていてもよい。この場合、引込部の内部にも可動電極が設置される。また、引込部の内部に、可動電極と絶縁された引込用電極が設置されていてもよい。この場合、引込部の内部の引込用電極と可動電極とを異なる電位に制御することが可能となる。
【実施例３】
【００５７】
図２４は、実施例３の光学素子５の平面図であり、図２５は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線断面図である。図２５中の二重鎖線は、図２５に示す断面と平行な面で可動部５２０を切断した断面図における、可動部５２０の支持部５１２ｂおよび可撓梁５１０ｂの位置および形状を補助的に記載するものである。
【００５８】
図２４、図２５に示すように、光学素子５では、基板５００上の接触用基準面５０３から平面方向に離間した位置に延在する剥離用部材５９０が設置されている。剥離用部材５９０は、基板５００に固定されている固定端５９２と、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３との接触面に向かって移動可能である可動端５９１とを有している。図２５に示すように、剥離用部材５９０は、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３が接触している状態において、可動部５２０と接触しない位置に設置されている。剥離用部材５９０から可動部５２０の接触部５２３側に離間した位置の基板５００上に剥離用電極５６０が設置されている。剥離用電極５６０は、基板５００上に固定電極５４０と同じ高さになるように設置されている。剥離用電極５６０は、接触用基準面５０３の輪郭内にその一部または全部が存在していてもよい。その他の構成については、実施例１において説明した光学素子１と同様であるため、光学素子１の各構成の１００番台を５００番台に読み替えて、重複説明を省略する。
【００５９】
例えば、実施例１で説明した図５に示す制御方法を用いて、可動電極５５０、固定電極５４０、剥離用電極５６０の電極電位を制御すると、切替時間Ｔｓにおいて、図２４および図２５に矢印で示すように、剥離用電極５６０が剥離用部材５９０を水平方向（ｘ軸の正方向）に吸引する。これによって、基板５００の接触用基準面５０３と可動部５２０の接触部５２３との接触面に向かって剥離用部材５９０の可動端５９１が移動して、接触用基準面５０３と接触部５２３との間に剥離用部材５９０の可動端５９１が入り込む。その結果、可動部５２０の接触部５２３が基板５００の接触用基準面５０３から剥がれて、可動部５２０が基板５００から離間した状態とすることができる。
【００６０】
（その他の変形例）
本発明は、上記の実施例１〜３および変形例１〜７において説明した光学素子の可動部等の形態に限定されない。以下、上記の実施例１〜３および変形例１〜７に適用可能な、さらなる変形例について説明する。
【００６１】
例えば、可動部としては、図２６〜図３１に例示するような形態の可動部を採用することができる。
【００６２】
図２６に示すように、可動部６２０の接触部６２３は、１つの可撓梁６１０を介して１つの支持部６１２と接続されていてもよい。この場合、可撓梁６１０は接触部６２３のｙ軸方向の中央位置に接続されることが好ましい。
【００６３】
図２７に示すように、可動部６２０ａの接触部６２３ａは、３つの可撓梁６１０ａ、６１０ｂ、６１０ｃを介して３つの支持部６１２ａ、６１２ｂ、６１２ｃと接続されていてもよい。また、ｙ軸方向の両端に位置する可撓梁６１０ａと可撓梁６１０ｃは、接触部６２３ａのｙ軸方向の両端に連なるように設けられていてもよい。
【００６４】
図２８に示すように、可動部６２０ｄの接触部６２３ｄは、４つの可撓梁６１０ｄ、６１０ｅ、６１０ｆ、６１０ｇを介して４つの支持部６１２ｄ、６１２ｅ、６１２ｆ、６１２ｇと接続されていてもよい。また、ｙ軸方向の両端に位置する可撓梁６１０ｄと可撓梁６１０ｇは、接触部６２３ｄのｙ軸方向の両端よりも中央側にオフセットした位置に設けられていてもよい。
【００６５】
図２９〜図３１に示すように、可動部は、その長手方向の軸の周りに捩れる可撓梁を含んでいてもよい。図２９に示すように、可動部６２０ｈの接触部６２３ｈは、ｙ軸に平行な回転軸の周りに捩れる可撓梁６１３ｈ、６１３ｉと、ｚ軸方向に撓む可撓梁６１４とを介して支持部６１２ｈ、６１２ｉに接続するものであってもよい。図３０に示すように、可動部６２０ｊの接触部６２３ｊは、ｙ軸の周りに捩れる可撓梁とｚ軸の方向に撓む可撓梁とを複合した可撓梁６１５を介して、支持部６１２ｊ、６１２ｋに接続するものであってもよい。図３１に示すように、可動部６２０ｍの接触部６２３ｍは、ループ形状の部分を有する可撓梁６１６を介して、支持部６１２ｍに接続するものであってもよい。
【００６６】
また、図３２〜図４０に示すように、可動部の接触部は、ｙ軸に平行な回転軸の周りに捩れる１対の可撓梁によって揺動可能に支持されるものであってもよい。
【００６７】
例えば、図３２、図３３に示す光学素子では、可動部７２０は、基板７００のｙ軸方向の両端部近傍に固定されている支持部７１２ａ、７１２ｂと、支持部７１２ａ，７１２ｂから基板の中央側に延びている可撓梁７１３ａ、７１３ｂと、可撓梁７１３ａ、７１３ｂによって揺動可能に支持されている可動板７２とを備えている。可撓梁７１３ａ、７１３ｂは可動板７２の中央部分である支持板部７２１に接続しており、支持板部７２１の破線で示す位置に柱状部７２８が固定される。支持板部７２１からｘ軸の正方向または負方向に向けて可撓梁７１４ａ、７１４ｂ、７１４ｃ、７１４ｄが設けられており、可動板７２のｘ軸方向の両端に設けられている接触部７２３ａ、７２３ｂと接続している。引込部７２２ａ、７２２ｂは、接続部７２３ａ、７２３ｂから可動板７２の中央の支持板部７２１に向かう方向に突出している。柱状部７２８を介して、可動板７２と、図３３に示すミラー設置部７２９が固定されており、ミラー設置部７２９の上面にミラー７３０が固定されている。柱状部７２８は、図３３においてミラー設置部７２９の破線で示す位置に固定される。尚、柱状部７２８およびミラー設置部７２９は、可動部７２０の一部である。
【００６８】
図３４は、図３２のＸＸＸＩＶ−ＸＸＸＩＶ線断面図である。図３２、図３４に示すように、接触部７２３ａ，７２３ｂの下方となる位置の基板７００上には、固定電極部７０４ａ、７０４ｂが設けられており、固定電極７４０ｂ等が設置されている。引込部７２２ａ，７２２ｂの下方となる位置の基板７００上には、剥離用電極部７０６ａ、７０６ｂが設けられており、剥離用電極７６０ｂ等が設置されている。剥離用電極部７０６ａ、７０６ｂは、固定電極部７０４ａ，７０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部７２０の内部には、可動電極７５０が設置されている。
【００６９】
可動電極７５０と固定電極７４０ｂとの間に静電引力を発生させると、基板７０１の接触用基準面７０３ｂと可動部７２０の接触部７２３ｂが接触する。次に、可動電極７５０と固定電極７４０ｂとの間に静電引力が発生していない状態で、剥離用電極７６０ｂと可動電極７５０との間に静電引力を発生させると、可動部７２０の引込部７２２ｂが剥離用電極７６０ｂに向かって吸引され、図３４に示すように、基板７００の接触用基準面７０３ｂと可動部７２０の接触部７２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。これによって可動部７２０と基板７００が離間した状態となる。
【００７０】
また、例えば、図３５、図３６に示すように、光学素子では、可動部８２０は、基板８００の中央部に固定されている支持部８１２と、支持部８１２から基板のｙ軸の正方向および負方向に延びている可撓梁８１３ａ、８１３ｂと、可撓梁８１３ａ、８１３ｂによって揺動可能に支持されている可動板８２とを備えていてもよい。可撓梁８１３ａ，８１３ｂは可動板８２の支持板部８２１ａ、８２１ｂと接続している。支持板部８２１ａ，８２１ｂからｘ軸の正方向または負方向に向けて可撓梁８１４ａ、８１４ｂ、８１４ｃ、８１４ｄが設けられており、可動板８２のｘ軸方向の両端に設けられている接触部８２３ａ、８２３ｂと接続している。引込部８２２ａ、８２２ｂは、接続部８２３ａ、８２３ｂから可動部８２０の中央の支持部８１２に向かう方向に突出している。可動板８２の支持板部８２１ａ，８２１ｂの上面には、柱状部８２８ａ，８２８ｂが固定され、図３６に示すミラー設置部８２９がその上方に固定される。ミラー設置部８２９の上面には、ミラー８３０が固定されている。尚、柱状部８２８ａ，８２８ｂおよびミラー設置部８２９は、可動部８２０の一部である。
図３２〜図３４を用いて説明した光学素子と同様に、接触部８２３ａ，８２３ｂの下方となる位置の基板８００上には、固定電極部８０４ａ、８０４ｂが設けられており、それぞれ固定電極が設置されている。引込部８２２ａ，８２２ｂの下方となる位置の基板８００上には、剥離用電極部８０６ａ、８０６ｂが設けられており、それぞれ剥離用電極が設置されている。剥離用電極部８０６ａ、８０６ｂは、固定電極部８０４ａ，８０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部８２０の内部には、可動電極が設置されている。
【００７１】
例えば、可動電極と固定電極部８０４ｂに設置された固定電極との間に静電引力を発生させると、基板８００の接触用基準面８０３ｂと可動部８２０の接触部８２３ｂが接触する。次に、可動電極と固定電極部８０４ｂに設置された固定電極との間に静電引力が発生していない状態で、剥離用電極部８０６ｂに設置された剥離用電極と可動電極との間に静電引力を発生させると、可動部８２０の引込部８２２ｂが剥離用電極部８０６ｂに向かって吸引され、基板８００の接触用基準面８０３ｂと可動部８２０の接触部８２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７２】
また、例えば、図３７〜図４０に示すように、接触部が可動板の中央側に設けられており、引込部が可動板の端部に設けられていてもよい。
【００７３】
図３７はその他の変形例に係る光学素子の可動部および基板を示す平面図であり、図３８は、図３７のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩ線断面図である。図３７、図３８に示す光学素子の可動部９２０ｉは、基板９００ｉのｙ軸方向の両端部近傍に固定されている支持部９１２ａ，９１２ｂと、支持部９１２ａ，９１２ｂから基板９００ｉの中央部分に向かって延びている可撓梁９１０ａ、９１０ｂと、可撓梁９１０ａ、９１０ｂによって揺動可能に支持されている可動板９２ｉとを備えている。可動板９２ｉの中央部は支持板部９２１ｉであり、支持板部９２１ｉに柱状部９２８ｉが固定される。支持板部９２１ｉの両側（ｘ軸方向の正方向および負方向）には、接触部９２３ａ、９２３ｂが設けられており、そのさらに外側に可撓梁９１４ａ、９１４ｂ、９１４ｃ、９１４ｄが設けられ、可動板９２ｉの先端部に設けられている引込部９２２ａ、９２２ｂと接続している。図３２〜図３４を用いて説明した光学素子と同様に、可動板９２ｉの支持板部９２１ｉの上面には、柱状部９２８ｉを介して、図３３に示すようなミラー設置部が固定される。尚、柱状部９２８ｉおよびミラー設置部は、可動部９２０ｉの一部である。
【００７４】
接触部９２３ａ，９２３ｂの下方となる位置の基板９００ｉ上には、固定電極部９０４ａ、９０４ｂが設けられており、固定電極９４０ｂ等が設置されている。引込部９２２ａ，９２２ｂの下方となる位置の基板９００ｉ上には、剥離用電極部９０６ａ、９０６ｂが設けられており、剥離用電極９６０ｂ等が設置されている。剥離用電極部９０６ａ、９０６ｂは、固定電極部９０４ａ，９０４ｂよりもその上面が低くなっている。可動部９２０ｉの内部には、可動電極９５０ｉが設置されている。
【００７５】
可動電極９５０ｉと固定電極９４０ｂとの間に静電引力を作用させると、基板９００ｉの接触用基準面９０３ｂと可動部９２０ｉの接触部９２３ｂが接触する。次に、可動電極９５０ｉと固定電極９４０ｂとの間に静電引力を作用させない状態で、剥離用電極９６０ｂと可動電極９５０ｉとの間に静電引力を作用させると、可動部９２０ｉの引込部９２２ｂが剥離用電極９６０ｂに向かって吸引され、図３８に示すように、基板９００ｉの接触用基準面９０３ｂと可動部９２０ｉの接触部９２３ｂが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７６】
図３９はさらに別の変形例に係る光学素子の可動部および基板を示す平面図であり、図４０は、図３９のＸＬ−ＸＬ線断面図である。図３９、図４０に示す光学素子の可動部９２０ｊは、基板９００ｊの中央部に固定されている支持部９１２ｊと、支持部９１２ｊから基板のｙ軸の正方向および負方向の端部に延びている可撓梁９１０ｅ、９１０ｆと、可撓梁９１０ｅ、９１０ｆによって揺動可能に支持されている可動板９２ｊとを備えていてもよい。可撓梁９１０ｅ，９１０ｆと接続する部分は可動板９２ｊの支持板部９２１ｅ，９２１ｆである。支持板部９２１ｅ，９２１ｆからｘ軸の正方向および負方向に向けて接触部９２３ｅ、９２３ｆが設けられている。接触部９２３ｅ、９２３ｆからｘ軸の正方向および負方向に向けて可撓梁９１４ｅ、９１４ｆ、９１４ｇ、９１４ｈが設けられており、可動板９２ｊのｘ軸方向の先端部に設けられている引込部９２２ｅ、９２２ｆと接続している。引込部９２２ｅ、９２２ｆは、接続部９２３ｅ、９２３ｆから可動板９２ｊのｘ軸方向の先端部に向かう方向に突出している。図３５および図３６を用いて説明した光学素子と同様に、可動板９２ｊの支持板部９２１ｅ，９２１ｆの上面には、柱状部９２８ｅ、９２８ｆを介して、図３６に示すようなミラー設置部が固定される。尚、柱状部９２８ｅ、９２８ｆおよびミラー設置部は、可動部９２０ｊの一部である。
【００７７】
接触部９２３ｅ，９２３ｆの下方となる位置の基板９００ｊ上には、固定電極部９０４ｅ、９０４ｆが設けられており、固定電極９４０ｆ等が備えられている。引込部９２２ｅ，９２２ｆの下方となる位置の基板９００ｊ上には、剥離用電極部９０６ｅ、９０６ｆが設置されており、剥離用電極９６０ｆ等が備えられている。剥離用電極部９０６ｅ、９０６ｆは、固定電極部９０４ｅ，９０４ｆよりもその上面が低くなっている。可動部９２０ｊの内部には、可動電極９５０ｊが設置されている。
【００７８】
可動電極９５０ｊと固定電極９４０ｆとの間に静電引力を作用させると、基板９００ｊの接触用基準面９０３ｆと可動部９２０ｊの接触部９２３ｆが接触する。次に、可動電極９５０ｊと固定電極９４０ｆとの間に静電引力を作用させない状態で、剥離用電極９６０ｆと可動電極９５０ｊとの間に静電引力を作用させると、可動部９２０ｊの引込部９２２ｆが剥離用電極９６０ｆに向かって吸引され、図４０に示すように、基板９００ｊの接触用基準面９０３ｆと可動部９２０ｊの接触部９２３ｆが剥がれ、その接触面の面積が減少する。
【００７９】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【００８０】
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００８１】
１，２，３，４ａ，４ｂ，５ 光学素子
１００，２００，３００，４００ａ，４００ｂ，５００，７００，８００，９００ｉ，９００ｊ 基板
１０３，２０３，３０３，４０３ａ,４０３ｂ，５０３，７０３ｂ、９０３ｂ，９０３ｆ 接触用基準面
１０４，２０４，３０４，４０４ａ,４０４ｂ，５０４，７０４ａ，７０４ｂ，８０４ａ，８０４ｂ，９０４ａ，９０４ｂ，９０４ｅ，９０４ｆ 固定電極部
１０６，２０６，３０６，４０６ａ,４０６ｂ，５０６，７０６ａ，７０６ｂ，８０６ａ，８０６ｂ，９０６ａ，９０６ｂ，９０６ｅ，９０６ｆ 剥離用電極部
１１２ａ，１１２ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，３１２，３１２ａ,３１２ｂ，４１２ａ,４１２ｂ，５１２ａ，５１２ｂ，６１２，６１２ａ〜６１２ｍ，７１２ａ，７１２ｂ、８１２，９１２ａ，９１２ｂ，９１２ｊ 支持部
１２０，２２０，３２０，４２０ａ,４２０ｂ，５２０，６２０，６２０ａ，６２０ｄ，６２０ｈ，６２０ｊ，６２０ｍ，７２０，８２０，９２０ｉ，９２０ｊ 可動部
１２３，２２３，３２３，４２３ａ,４２３ｂ，５２３，６２３，６２３ａ，６２３ｄ，６２３ｈ，６２３ｊ，６２３ｍ，７２３ａ，７２３ｂ，８２３ａ，８２３ｂ，９２３ａ，９２３ｂ，９２３ｅ，９２３ｆ 接触部
１３０，２３０，３３０，４３０ａ,４３０ｂ，５３０，７３０，８３０ ミラー
１４０，２４０，３４０，４４０ａ,４４０ｂ，５４０，７４０ｂ，９４０ｂ，９４０ｆ 固定電極
１５０，２５０，３５０，４５０ａ,４５０ｂ，５５０，７５０，９５０ｉ，９５０ｊ 可動電極
１６０，２６０，３６０，４６０ａ,４６０ｂ，５６０，７６０ｂ，９６０ｂ，９６０ｆ 剥離用電極
２２２，３２２ａ，３２２ｂ，４２２ａ，４２２ｂ，７２２ａ，７２２ｂ，８２２ａ,８２２ｂ、９２２ａ，９２２ｂ，９２２ｅ，９２２ｆ 引込部
５９０ 剥離用部材
５９１ 可動端
５９２ 固定端
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの進行方向を切換える光学素子であり、
接触用基準面を備えている基板と、
前記基板に固定されている支持部と、
前記支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では前記接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると前記接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部を備えている可動部と、
前記可動部に固定されているミラーと、
前記基板の前記接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている固定電極と、
前記接触部に設置されている可動電極と、
前記基板に設置されており、前記可動部を吸引し、前記接触用基準面と前記接触部との接触面の面積を減少させる剥離用電極と、を備えている光学素子。
【請求項２】
前記可動部が、前記剥離用電極によって、前記接触用基準面に垂直な方向に吸引される請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記可動部が、前記剥離用電極によって、前記接触用基準面に平行な方向に吸引される請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記可動部は、前記接触部から突出して設けられるとともに前記剥離用電極によって吸引される引込部を備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
光ビームの進行方向を切換える光学素子であり、
接触用基準面を備えている基板と、
前記基板に固定されている支持部と、
前記支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では前記接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると前記接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部とを備えている可動部と、
前記可動部に固定されているミラーと、
前記基板の前記接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている固定電極と、
前記接触部に設置されている可動電極と、
前記接触用基準面と前記可動部の接触面に沿って移動可能な剥離用部材と、
前記基板に設置されており、前記剥離用部材を吸引し、前記接触用基準面と前記接触部との接触面の面積を減少させる剥離用電極と、を備えている光学素子。
【請求項６】
前記可動電極と前記剥離用電極との間の静電容量が検出可能である請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量が検出可能である請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された光学素子の複数個を備えている光学装置。
【請求項１】
光ビームの進行方向を切換える光学素子であり、
接触用基準面を備えている基板と、
前記基板に固定されている支持部と、
前記支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では前記接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると前記接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部を備えている可動部と、
前記可動部に固定されているミラーと、
前記基板の前記接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている固定電極と、
前記接触部に設置されている可動電極と、
前記基板に設置されており、前記可動部を吸引し、前記接触用基準面と前記接触部との接触面の面積を減少させる剥離用電極と、を備えている光学素子。
【請求項２】
前記可動部が、前記剥離用電極によって、前記接触用基準面に垂直な方向に吸引される請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
前記可動部が、前記剥離用電極によって、前記接触用基準面に平行な方向に吸引される請求項１または２に記載の光学素子。
【請求項４】
前記可動部は、前記接触部から突出して設けられるとともに前記剥離用電極によって吸引される引込部を備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
光ビームの進行方向を切換える光学素子であり、
接触用基準面を備えている基板と、
前記基板に固定されている支持部と、
前記支持部によって支持されており、外力が作用しない状態では前記接触用基準面から離間するとともに外力が作用すると前記接触用基準面に接触する弾性を持っている接触部とを備えている可動部と、
前記可動部に固定されているミラーと、
前記基板の前記接触用基準面の輪郭内の範囲に設置されている固定電極と、
前記接触部に設置されている可動電極と、
前記接触用基準面と前記可動部の接触面に沿って移動可能な剥離用部材と、
前記基板に設置されており、前記剥離用部材を吸引し、前記接触用基準面と前記接触部との接触面の面積を減少させる剥離用電極と、を備えている光学素子。
【請求項６】
前記可動電極と前記剥離用電極との間の静電容量が検出可能である請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
前記可動電極と前記固定電極との間の静電容量が検出可能である請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載された光学素子の複数個を備えている光学装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【公開番号】特開２０１１−１４５５７９（Ｐ２０１１−１４５５７９Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８５６（Ｐ２０１０−７８５６）
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１８日（２０１０．１．１８）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]