光学装置
【課題】 耐久性が高い光学装置を提供すること。
【解決手段】 光学装置２の可動層２０のＤ２側の端部と基板１０との間に吸引力Ｆ１を発生すると、可動層２０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に角度θ１で傾斜する。このとき可動ミラー３０は支柱１４ａ，１４ｂを支点として、Ｄ１側の端部が可動層２０から遠ざかる方向に角度θ２で傾斜する。この結果、可動ミラー３０は基板１０から角度θ３（＝θ１＋θ２）で傾斜する。可動ミラー３０だけでなく可動層２０も傾斜させることによって、基板１０からの傾斜角度θ３を得るために必要な可動ミラー３０の傾斜角度θ２を小さくすることができる。可動ミラー３０の連結部にかかる負荷を低減することができる。光学装置の耐久性を向上させることができる。
【解決手段】 光学装置２の可動層２０のＤ２側の端部と基板１０との間に吸引力Ｆ１を発生すると、可動層２０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に角度θ１で傾斜する。このとき可動ミラー３０は支柱１４ａ，１４ｂを支点として、Ｄ１側の端部が可動層２０から遠ざかる方向に角度θ２で傾斜する。この結果、可動ミラー３０は基板１０から角度θ３（＝θ１＋θ２）で傾斜する。可動ミラー３０だけでなく可動層２０も傾斜させることによって、基板１０からの傾斜角度θ３を得るために必要な可動ミラー３０の傾斜角度θ２を小さくすることができる。可動ミラー３０の連結部にかかる負荷を低減することができる。光学装置の耐久性を向上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、光ビームの反射方向を変える光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている光学装置は、基板と可動層支持部と可動梁と可動層と可動ミラーと支柱を備えている。可動層は、可動梁と可動層支持部を介して基板に連なっており、基板から間隔を隔てた高さで伸びている。可動ミラーの端部は可動層の端部に連結されている。支柱は、基板の表面から可動層を貫通して可動ミラーの下面に向けて伸びている。
可動層と基板との間に静電引力が発生していない状態では、可動ミラーが可動層に重なっている。可動層と基板との間に静電引力を発生させると、可動層が基板に近づく方向に平行移動する。この結果、可動層に固定されている側の可動ミラーの端部が基板に近づくが、支柱に当接する部分では可動ミラーがそれ以上には基板に接近できないことから、可動ミラーが傾斜する。可動ミラーを傾斜させることによって、光ビームの反射方向を変えることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-７００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高コントラストな投射像を得たいという要求がある。このために、可動ミラーを大きく傾斜させて、光ビームの反射方向を大きく変化させたいという要求がある。特許文献１の光学装置では、可動層が基板と平行に変位している。このために、可動ミラーを基板から角度θで傾斜させるには、可動ミラーを可動層から角度θで傾斜させる必要がある。この構成によると、可動ミラーを大きく傾斜させるほど、可動ミラーと可動層の連結部にかかる負荷が大きくなる。特許文献１の光学装置は耐久性に不満を残している。
【０００５】
本発明では、耐久性が高い光学装置を提供する。特に、可動ミラーと可動層の連結部の負荷が小さい光学装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示されている技術は、光ビームの反射方向を変える光学装置に関する。この光学装置は、基板と可動層支持部と可動層と可動ミラーとアクチュエータと可動ミラー支持部を備えている。
可動層支持部は、基板の表面から上方に伸びている。
可動層は、可動層支持部に連なっており、基板から間隙を隔てた高さで基板に対向して自由端に至るまで伸びている。
可動ミラーは、その基端が可動層の自由端側に連なっており、可動層の上方を可動層支持部側に向けて伸びている。可動ミラーが伸びている先端は自由端となっている。可動ミラーの可動層と反対側の面（可動ミラーの上面）に、反射面が形成されている。
【０００７】
アクチュエータは、可動層の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。
可動ミラー支持部は、基板の表面から可動ミラーの所定部分に向けて伸びている。可動ミラー支持部は、可動ミラーの前記所定部分がそれ以上に基板に接近することを防止する。
上記のアクチュエータに吸引力を発生させると、可動層は、可動層の自由端が基板に近づく方向に基板に対して第１傾斜角だけ傾斜する。可動ミラーは、可動ミラーの自由端側が可動層から遠ざかる方向に可動層に対して第２傾斜角だけ傾斜する。その結果、可動ミラーが基板に対して第１傾斜角に第２傾斜角を加えた角度だけ傾斜する。
【０００８】
この構成によると、基板に対して可動層を傾斜させ、さらに傾斜した可動層に対して可動ミラーを傾斜させることによって、可動層と可動ミラーの間の角度変化（即ち連結部の角度変化）が小さくても、基板から見れば可動ミラーを大きく傾斜させることができる。連結部の角度変化を小さくすることによって、可動ミラーを傾斜させるときに連結部にかかる負荷を軽減することができる。光学装置の耐久性を向上させることができる。
【０００９】
可動ミラーは、可動梁を介して可動層に連結していてもよい。この構成によると、アクチュエータが吸引力を発生すると、可動梁が柔軟に屈曲し、それに追従して可動ミラーが傾斜する。柔軟な可動梁を配置することで、可動ミラーを傾斜させるために必要な吸引力を小さくすることができ、駆動力（例えば駆動電圧）を小さくすることができる。また、連結部に作用する負荷を軽減することができ、耐久性を向上することができる。
【００１０】
可動梁は、可動層の自由端側から上方に伸びている立ち上がり部に連なっているとともに、可動層から間隔を隔てた高さで伸びていてもよい。この場合、可動ミラーも可動層から間隔を隔てた高さで伸びている。
立ち上がり部を配置すると、可動梁に捻じり梁を使用することができる。例えば、可動層の自由端に沿った方向に伸びる捻じり梁を配置してもよい。その捻じり梁の長手方向の中心に、捻じり梁に直交する方向に伸びる可動梁を連結させてもよい。あるいは曲げ梁の先端に可動ミラーを連結させてもよい。
【００１１】
可動ミラーが可動層から間隔を隔てた高さで伸びている場合、アクチュエータが吸引力を発生しないときに、可動ミラーの自由端側が自重によって可動層に近づく方向にたわむ可能性がある。可動ミラーの自由端側がたわむと、可動ミラーの反射面の角度の安定性を確保できなくなってしまう可能性がある。
【００１２】
これを防ぐためには可動ミラー補助支持部を設けることが好ましい。可動ミラー補助支持部は、基板及び／又は可動層から、可動ミラーの自由端側の下面に向けて伸びている。
可動ミラー補助支持部が設けられていると、アクチュエータが吸引力を発生しないときに可動ミラーの自由端側の下面が可動ミラー補助支持部に当接して支持される。このために、可動ミラーの自由端側が想定外にたわむことを禁止することができる。アクチュエータが吸引力を発生しないときの可動ミラーの反射面の角度の安定性を向上させることができる。
【００１３】
可動ミラーの自由端側を基板側に吸引する別のアクチュエータが存在していてもよい。
このアクチュエータは、可動ミラーが可動層に対して傾斜した状態から、可動ミラーが可動層に沿って伸びる状態（例えば水平状態）に戻すための吸引力を発生させる。この構成によると、可動ミラーをすばやく可動層に沿った姿勢に戻すことができる。可動ミラーの応答速度を向上させることができる。
【００１４】
可動層は、可動層支持部の一方側と他方側に伸びていてもよい。この場合、可動ミラーは、可動層の一方側の自由端側に連なっていてもよい。アクチュエータは、可動層の一方側と他方側のうちの任意の側を選択し、選択した側の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。可動ミラー支持部は、可動層支持部よりも一方側に存在している。
【００１５】
この構成によると、可動層を一方側と他方側に傾斜させることができる。可動層を一方側に傾斜させると、可動ミラー支持部が可動ミラーを可動層から傾斜させる。即ち、可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。一方において、可動層を他方側に傾斜しても可動ミラーは可動層から傾斜することができない。しかし、可動ミラーは可動層に伴って基板に対して可動層と同じ角度で傾斜する。可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００１６】
可動層支持部は、基板の表面の一方側と他方側にそれぞれ存在していてもよい。すなわち間隔をおいて配置してもよい。この場合は、第１可動層と第２可動層を用意する。第１可動層は、一方側の可動層支持部から他方側の可動層支持部に向けて伸びている。第２可動層は、他方側の可動層支持部から一方側の可動層支持部に向けて伸びている。即ち、第１可動層と第２可動層は、すれ違う位置関係で伸びている。可動ミラーは、一方側の端部が第２可動層の一方側の自由端側に連なっており、他方側の端部が第１可動層の他方側の自由端側に連なっている。
アクチュエータは、第１可動層と第２可動層のうちの任意の層を選択して、選択した層の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。可動ミラー支持部は、可動ミラーの一方側の端部の近傍と他方側の端部の近傍の少なくとも一方に存在している。
【００１７】
可動ミラーの一方側から観察すると、他方側の端部は第１可動層に連なっており、自由端でなくなっているように思われる。しかし、第１可動層は柔軟であり、可動ミラーの他方側の端部が基板に対して接近、離反する動作を拘束しない。可動ミラーの他方側の端部は自由端となっているということができる。
同様に、可動ミラーの他方側から観察すると、一方側の端部は第２可動層に連なっており、自由端でなくなっているように思われる。しかし、第２可動層は柔軟であり、可動ミラーの一方側の端部が基板に対して接近、離反する動作を拘束しない。可動ミラーの一方側の端部は自由端となっているということができる。
第１可動層と第２可動層の柔軟性によって、可動ミラーの一方側の端部と他方側の端部の双方が自由端であるといえる。
【００１８】
この構成の光学装置の動作について説明する。なお、可動ミラー支持部が可動ミラーの一方側の端部の近傍のみに存在する場合を一例として説明する。一方側に伸びている第２可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第２可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。可動ミラーは可動ミラー支持部によって、それ以上には基板に近づけないことから、第２可動層から傾斜する。即ち、第２可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第２可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このとき第１可動層は、他方側に伸びる自由端側が可動ミラーの他方側に連結されているために、可動ミラーに追従して傾斜する。即ち、可動ミラーの他方側の端部（自由端）と第１可動層の自由端は、基板から遠ざかる方向に変位する。
【００１９】
一方において、他方側に伸びている第１可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第１可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。可動ミラーの他方側の端部の近傍に可動ミラー支持部が配置されていなければ、可動ミラーを第１可動層から傾斜させることはできない。可動ミラーは第１可動層に伴って第１可動層と同じ角度だけ傾斜する。このとき第２可動層は、一方側に伸びる自由端側が可動ミラーの一方側に固定されているために、可動ミラーに追従して傾斜する。即ち、可動ミラーの一方側の端部（自由端）と第２可動層の自由端は、基板から遠ざかる方向に変位する。
第１可動層と第２可動層を利用して可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
可動ミラーの他方側の端部の近傍にも可動ミラー支持部を配置しておけば、第１可動層の自由端側が基板に近づく方向に傾斜したときに、可動ミラーの他方側の端部が自由端となって可動ミラーが第１可動層から傾斜する関係を得ることができる。可動ミラーの他方側の端部が基板に近づく方向に可動ミラーを傾斜させる場合にも、可動ミラーを基板に対して大きく傾斜させることができる。
可動ミラーを一方側と他方側に大きく傾斜させることによって可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向をさらに大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００２０】
可動ミラー支持部は支柱であってもよい。支柱は可動ミラーの一方側の端部の近傍と他方側の端部の近傍の双方に存在していてもよい。アクチュエータが第１可動層の自由端側に前記吸引力を発生すると、第１可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。このとき、他方側の支柱の上端が可動ミラーの下面に当接している。このために、可動ミラーは第１可動層から傾斜する。即ち、第１可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第１可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このときには可動ミラーの一方側の端部が自由端となって傾斜する。
【００２１】
アクチュエータが第２可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第２可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。このとき、一方側の支柱の上端が可動ミラーの下面に当接している。このために、可動ミラーは第２可動層から傾斜する。即ち、第２可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第２可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このときには可動ミラーの他方側の端部が自由端となって傾斜する。
可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
可動ミラーの構成については特に限定されない。可動ミラーは、幅の細い可動梁を介して可動層に連結されていてもよい。また、可動梁の構成については特に限定されない。可動梁は曲げ梁であってもよいし、捻じり梁であってもよいし、曲げ梁と捻じり梁を組み合わせたものであってもよい。可動梁を柔軟に屈曲させ、それに追従して可動ミラーを傾斜させてもよい。
なお、ここでいう屈曲という用語は最も広義に解釈されるべき概念である。屈曲点が１点以上存在していればよく、屈曲点が無限に存在して全体として湾曲することも含む概念である。
可動ミラーの反射面の形成方法については特に限定されない。反射面は、例えばシリコン層の上面（即ち、基板と反対側の面）に金属膜を形成させたものであってもよい。あるいは、可動ミラー自体の上面を反射面としてもよい。
【００２３】
可動層の構成については特に限定されない。可動層は、幅の細い可動梁を介して可動層支持部に連結されていてもよい。また、可動梁の構成については特に限定されない。可動梁は曲げ梁であってもよいし、捻じり梁であってもよいし、曲げ梁と捻じり梁を組み合わせたものであってもよい。可動梁を柔軟に屈曲させ、それに追従して可動層を傾斜させてもよい。
【００２４】
アクチュエータの構成については特に限定されない。例えば可動層側の電極と基板側の電極との間に電位差を発生させ、静電引力を発生させてもよい。この場合、可動層の全体が導電性であり（例えば可動層が不純物拡散されたポリシリコンで形成されており）、可動層の全体が可動層側の電極となっていることが好ましい。基板側の電極の構成については特に限定されない。例えば基板が単結晶シリコンで形成されており、基板自身の上層に不純物を拡散させることによって基板側の電極を形成してもよい。あるいは、基板の上面に不純物拡散されたポリシリコン膜を形成させてもよい。基板側の電極は可動層の自由端側に対向する位置に形成されていてもよいし、可動層の全体に対向する位置に形成されていてもよい。可動層をアースに接地し、基板側の電極を帯電させることによって、可動層と帯電させた基板側の電極との間に静電引力を発生させることができる。
また、可動層の自由端側と基板にコイルを巻きつけ、電流を流すことによってローレンツ力を発生させてもよい。
【００２５】
可動ミラー支持部の構成については特に限定されない。可動ミラー支持部は支柱であってもよい。あるいは梁であってもよい。この場合の梁は、基板から上方に伸びる支持部によって支持されており、可動ミラーの側面又は表面を支持するものであってもよい。
可動ミラー補助支持部の構成については特に限定されない。可動ミラー補助支持部は支柱であってもよい。
また、本明細書で提供する光学装置を１つの光学素子として、複数の光学素子を１次元又は２次元に配列してもよい。
【００２６】
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）基板は単結晶シリコンで形成されている。可動層は不純物拡散されたポリシリコンで形成されている。
（特徴２）可動ミラー支持部は支柱である。支柱は、可動層に形成されたスリットを通過して可動ミラーに当接している。
【実施例】
【００２７】
（第１実施例）
図面を参照して第１実施例を説明する。図１（ａ）は光学装置２の斜視図を示す。図１（ｂ）は光学装置２のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置２は、基板１０と可動層支持部２６ａ，２６ｂと可動層２０と立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４と可動ミラー３０と支柱１４ａ，１４ｂ，１４ｃと電極１２とを備えている。図１（ａ）では図示の明瞭化のために、可動層２０と可動ミラー３０と可動梁３８，３４の厚みを図示していない。同様に図１（ｂ）では可動層２０と可動ミラー３０の一部と可動梁３８，３４の厚みと立ち上がり部３６ａ，３６ｂの面方向の幅を図示していない。また、可動層２０と可動ミラー３０を透視して図示している。図１（ａ），（ｂ）以降の図でも同様である。
矢印Ｄ１は光学装置２の右側（一方側）を示し、矢印Ｄ２は光学装置２の左側（他方側）を示す。矢印Ｄ３，Ｄ４は基板１０に平行な面内で矢印Ｄ１，Ｄ２に直交している。矢印Ｄ３は手前側を示し、矢印Ｄ４は奥側を示している。
【００２８】
可動層支持部２６ａ，２６ｂは、基板１０のＤ１側の上面から上方に向けて高さＬ１まで伸びている。可動層支持部２６ａ，２６ｂは、Ｄ３−Ｄ４方向に間隔を空けて配置されている。可動層支持部２６ａはＤ３側に配置されている。可動層支持部２６ｂはＤ４側に配置されている。
可動層２０は、可動梁２４ａ，２４ｂと板状部１８と貫通孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備えている。可動梁２４ａはＤ１側の端部が可動層支持部２６ａの上端に固定されており、その一端からＤ２側に伸びている。可動梁２４ｂはＤ１側の端部が可動層支持部２６ｂの上端に固定されており、その一端からＤ２側に伸びている。可動梁２４ａ，２４ｂのＤ２側の端部に板状部１８のＤ１側の端部が固定されている。板状部１８は、可動梁２４ａ，２４ｂに固定されている端部からＤ２側に伸びている。可動層２０は、後記する電極１２を帯電させていない状態では、基板１０からＬ１だけ離れた高さで基板１０と平行に伸びている。
【００２９】
板状部１８には、垂直方向に貫通している貫通孔１６ａ〜１６ｃが形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂは、板状部１８のＤ２側に形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂはＤ３−Ｄ４方向に同一直線状に形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂはＤ３−Ｄ４方向に間隔を空けて形成されている。板状部１８のＤ１側に貫通孔１６ｃが形成されている。貫通孔１６ｃを通ってＤ１−Ｄ２方向に伸びる仮想線を軸として、光学装置２は線対称である。
【００３０】
可動層２０は不純物拡散されたポリシリコンで形成されているため、導電性を有している。可動層２０はアースに接地されている。基板１０の表面上において、可動層２０の全体に対向する位置に電極１２が形成されている。電極１２は不純物拡散されたポリシリコンで形成されている。なお、電極１２の構成については特に限定されない。例えば、電極１２は、単結晶シリコンで形成された基板１０の上層に不純物を拡散させることによって形成されてもよい。
【００３１】
基板１０の電極１２は、図示しない電気回路に接続されている。電気回路を利用して電極１２を帯電させることによって、電極１２と可動層２０との間に電位差を発生させることができる。電極１２と可動層２０との間に吸引力Ｆ１を発生させることができる。可動層２０のＤ１側の端部は可動層支持部２６ａ、２６ｂによって基板１０から距離Ｌ１だけ離れた位置に支持されているので、吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２０のＤ２側の端部近傍が基板１０に接近する。吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２０は傾斜する。
後記する支柱１４ａ〜１４ｃは、貫通孔１６ａ〜１６ｃを貫通しており、可動層２０が傾斜するのを妨げない。
【００３２】
立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、可動層２０のＤ２側の端部の上面から上方に伸びている。立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、基板１０からの高さがＬ２にまで伸びている。立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、Ｄ３−Ｄ４方向に間隔を空けて存在している。立ち上がり部３６ａはＤ３側に存在している。立ち上がり部３６ｂはＤ４側に存在している。
【００３３】
可動梁３８，３４は、基板１０から距離Ｌ２の高さで基板１０と平行に伸びている。可動梁３８はＤ３−Ｄ４方向に伸びている。可動梁３８のＤ３側の端部は、立ち上がり部３６ａの上端に連結している。可動梁３８のＤ４側の端部は、立ち上がり部３６ｂの上端に連結している。可動梁３４は、Ｄ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁３４のＤ２側の端部は、可動梁３８の長手方向の中心部に連結している。可動梁３４のＤ１側の端部に、可動ミラー３０のＤ２側の端部が連結している。
可動梁３８はしなやかに捩れ、可動梁３４はしなやかに湾曲する。
【００３４】
可動ミラー３０は、板状部３２と反射膜２８を備えている。板状部３２は、可動梁３４に連結しているＤ２側の端部からＤ１側に伸びている。板状部３２のＤ１側の端部（即ち自由端）は、可動層支持部２６ａ，２６ｂのＤ１側の端部を覆う位置まで伸びている。
立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４を連結部と呼ぶ。可動ミラー３０は、連結部によって可動層２０に連結されている。板状部３２の上面に反射膜２８が形成されている。光ビーム４０が反射膜２８に入射すると、光ビーム４０は方向４２に反射される。
なお、図１（ｂ）では図示の明瞭化のために、可動ミラー３０の板状部３２の厚みを省略して示しており、反射膜２８の厚みを省略せずに示している。図１（ｂ）以降の図でも同様である。
【００３５】
基板１０の上面から支柱１４ａ〜１４ｃが上方に伸びている。支柱１４ａは貫通孔１６ａを通過して上方に伸びている。支柱１４ｂは貫通孔１６ｂを通過して上方に伸びている。支柱１４ｃは貫通孔１６ｃを通過して上方に伸びている。支柱１４ａ〜１４ｃの上端は、可動ミラー３０の板状部３２の下面に当接している。
電極１２を帯電させていない状態では、可動ミラー３０が基板１０から距離Ｌ２だけ離れた位置を基板１０に平行に伸びている。即ち、支柱１４ａ〜１４ｃの上端が可動ミラー３０の板状部３２の下面に当接している。
【００３６】
図２（ａ），（ｂ）を用いて光学装置２の動作を説明する。図２（ａ）は電極１２を帯電させたときの光学装置２の斜視図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。
電極１２を帯電させると電極１２と可動層２０の間に吸引力Ｆ１が発生し、可動層２０のＤ２側の端部（即ち自由端）が基板１０に近づくように傾斜する。具体的にいうと、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に、可動層２０の可動梁２４ａ，２４ｂが湾曲する。可動層２０は、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。可動梁２４ａ，２４ｂは幅が細いために剛性が低い。柔軟な可動梁２４ａ，２４ｂを配置することによって、板状部１８を傾斜させるために必要な駆動電圧を低減することができる。吸引力Ｆ１が発生すると、板状部１８と可動層２０は、基板１０から角度θ１だけ傾斜する。
【００３７】
なお、可動層２０は、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に当接するまで傾斜してもよいし、当接しなくてもよい。可動層２０と基板１０とが当接したときに電気回路が短絡することを禁止するために、可動層２０と基板１０とが当接する部分の少なくともいずれか一方側に絶縁体が形成されていることが好ましい。
【００３８】
可動層２０のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜すると、可動ミラー３０のＤ２側の端部も基板１０に近づく。可動ミラー３０の板状部３２の下面が支柱１４ａ，１４ｂの上端に当接しているために、それ以上には基板１０に向けて接近することができない。その結果、支柱１４ａ，１４ｂに当接している部分を支点として、板状部３２のＤ１側の端部（即ち自由端）が可動層２０から遠ざかる方向に傾斜する。具体的にいうと、吸引力Ｆ１によって可動ミラー３０のＤ２側の端部が基板１０に接近すると、可動梁３８が反時計回りに捻じれ、可動梁３４のＤ１側の端部も反時計回り（可動層２０から遠ざかる方向）に湾曲する。その結果、板状部３２が反時計回りに傾斜する。可動梁３８，３４は幅が細いため剛性が低い。柔軟な可動梁３８，３４を配置することによって、可動ミラー３０を傾斜させるために必要な駆動力を低減することができる。また、連結部が柔軟な可動梁３８，３４を備えているので、可動ミラー３０の傾斜時に連結部に過大な負荷がかかることが無い。柔軟な可動梁３８，３４を利用しているので、耐久性が向上する。
【００３９】
吸引力Ｆ１が発生すると、可動ミラー３０は角度θ１で傾斜している可動層２０からさらに角度θ２で傾斜する。即ち、可動ミラー３０は基板１０から角度θ３（＝θ１＋θ２）で傾斜する。光ビーム４０が可動ミラー３０の反射膜２８に入射すると、方向４４に反射される。電極１２に電圧を印加することによって、光ビーム４０の進行方向を方向４２から方向４４に変えることができる。
【００４０】
なお、Ｄ１側の支柱１４ａ，１４ｂの配置位置及び個数については特に限定されない。例えば１本の支柱のみでも可動ミラー３０を傾斜させることができるが、２本以上存在しているほうが好ましい。これによって、可動ミラー３０を安定して傾斜させることができる。
【００４１】
この構成によると、可動ミラー３０を基板１０から角度θ３で傾斜させるためには、可動ミラー３０を可動層２０から角度θ２（＜θ３）だけ傾斜すればよい。可動層２０からの可動ミラー３０の傾斜角度を小さくすることができる。これによって、可動ミラー３０の連結部（即ち立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４）にかかる負荷を低減することができる。光学装置２の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
図２（ａ）の状態において電極１２の帯電を停止すると、図１（ａ）の状態に戻る。このとき、可動ミラー３０のＤ１側の端部は支柱１４ｃの上端に当接する位置（即ち高さＬ２）まで下方に傾斜する。Ｄ１側に支柱１４ｃを配置することによって、可動ミラー３０のＤ１側の端部が高さＬ２よりも下方にたわんでしまうことを禁止することができる。即ち、支柱１４ｃを配置することによって、電極１２を帯電させていないときの可動ミラー３０の反射膜２８の水平性を向上させることができる。これによって、電極１２に電圧を印加していないときの光ビームの反射方向の安定性を向上させることができる。
なお、Ｄ１側の支柱１４ｃの配置位置及び個数については特に限定されない。例えば支柱１４ａ，１４ｂに対向するＤ１側の端部側に２本の支柱が形成されていてもよい。
【００４３】
本実施例の光学装置２では、可動層２０を基板１０から傾斜させ、さらに可動ミラー３０を可動層２０から傾斜させている。即ち、可動ミラー３０だけでなく可動層２０をも傾斜させている。これによって、可動ミラー３０を基板１０から角度θ３だけ傾斜させるためには、可動ミラー３０を可動層２０から角度θ２（＜θ３）だけ傾斜させればよい。可動ミラー３０の連結部にかかる負荷を低減することができる。光学装置２の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
（第２実施例）
図３（ａ）は、第２実施例で提供する光学装置３の斜視図を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置３は、可動ミラーを可動層から傾斜させるための構成が光学装置２と異なっている。このために、光学装置２と同様の構成である部分は光学装置２と同じ符号を使用し、重複説明を省略する。以下の実施例でも同様である。
【００４５】
光学装置３は、可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂを備えている。可動ミラー３１は、板状部３３と切欠き部２３ａ，２３ｂを備えている。板状部３３のＤ２側の端部の近傍に部分１９が存在している。切欠き部２３ａは部分１９からＤ３側に形成されている。切欠き部２３ｂは部分１９からＤ４側に形成されている。可動層２１においても、切欠き部２３ａ，２３ｂに対向する位置にそれぞれ切欠き部が形成されている。可動ミラー支持部１５ａは基板１０から切欠き部２３ａに向けて上方に伸びている。可動ミラー支持部１５ｂは基板１０から切欠き部２３ｂに向けて上方に伸びている。
可動梁１７ａ，１７ｂはＤ３−Ｄ４方向に同一直線状に伸びている。可動梁１７ａは可動ミラー支持部１５ａの上端と部分１９のＤ３側の端部を連結している。可動梁１７ｂは可動ミラー支持部１５ｂの上端と部分１９のＤ４側の端部を連結している。
【００４６】
図４（ａ），（ｂ）を用いて光学装置３の動作を説明する。図４（ａ）は可動層２１と基板１０の間に吸引力Ｆ１を発生させたときの光学装置３の状態を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２１はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー３１のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。このとき、部分１９は基板１０からＬ２の高さで可動梁１７ａ，１７ｂに連結されている。このために、部分１９が可動梁１７ａ，１７ｂに連結されている部分を支点として可動ミラー３１はＤ１側の端部が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき、可動梁１７ａ，１７ｂは反時計回りに捻じれる。
光学装置３では、可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂによって可動ミラー３１を支持することによって、可動ミラー３１を可動層２１から傾斜させることができる。可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂは、第１実施例の光学装置２の支柱１４ａ，１４ｂと同等の機能を有する。
【００４７】
（第３実施例）
図５（ａ）は、第３実施例の光学装置４の斜視図を示す。図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。光学装置４は、可動ミラーを可動層に向けて吸引する吸引力を発生するアクチュエータが存在している点が光学装置２と異なっている。
光学装置４の可動層２７は板状部３５と可動梁２４ｃ，２４ｄとで囲まれる位置に切欠き部２５を備えている。切欠き部２５は板状部３５のＤ１側に存在している。支柱１４ｃは基板１０から切欠き部２５を通過して可動ミラー３０まで伸びている。電極１３は支柱１４ｃにＬ１の高さ（即ち可動層２７の高さ）で連結されている。電極１３は切欠き部２５の内側で伸びている。図５（ｂ）では分かりやすくするために、電極１３に厚みを持たせて示している。電極１３は図示しない電気回路を接続されており、この電気回路に印加することによって電極１３を帯電させることができる。
【００４８】
なお、電極１３の構成については特に限定されない。電極１３は不純物拡散されたポリシリコンで形成されていてもよい。電極１３の位置については特に限定されない。電極１３は可動ミラー３０と基板１０との間の高さに存在していればよい。また、電極１３の支持方法についても特に限定されない。例えば基板１０からＬ１の高さまで凸部が伸びており、その凸部の上面に電極１３が形成されていてもよい。あるいは、可動層２７の板状部３５がＤ１側まで伸びており、その上面に電極１３が形成されていてもよい。
【００４９】
光学装置４の可動ミラー３０は不純物拡散されたポリシリコンで形成されているため、導電性を有している。可動ミラー３０はアースに接地されている。電極１３を帯電させることによって可動ミラー３０と電極１３との間に電位差を生じさせ、可動ミラー３０を電極１３に向けて吸引する吸引力Ｆ２を発生することができる。
【００５０】
図６を用いて吸引力Ｆ２を発生させるタイミングについて説明する。図６は光学装置４のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。図６は吸引力Ｆ１を発生させて可動ミラー３０のＤ１側の端部を可動層２７から離れる方向に傾斜させている状態を示す。この状態で吸引力Ｆ１を解除した後に吸引力Ｆ２を発生させることが好ましい。吸引力Ｆ２によって、可動ミラー３０のＤ１側の端部が可動層２７に近づく方向に傾斜する。可動ミラー３０は支柱１４ｃの上端に当接する位置（即ちＬ１の高さ）まで戻る。即ち、電極１２を帯電させていない状態（図５の状態）に戻る。
光学装置４では、吸引力Ｆ２を発生させて可動ミラー３０を印加していない状態に素早く戻すことができる。可動ミラー３０の傾斜方向を切り替える応答速度を高速化することができ、高コントラストな画像を得ることができる。
【００５１】
（第４実施例）
図７〜図９を用いて第４実施例の光学装置５の構成を説明する。図７は光学装置５の可動ミラー３０の平面図を示す。図８は光学装置５の可動層５０の平面図を示す。図９は図７，８のIX−IX線概略縦断面図を示す。光学装置５は、可動層５０の可動層支持部の構成と、アクチュエータの構成が光学装置２と異なっている。なお、図９では可動層５０の高さ方向の厚みを省略せずに示している。また、図９では後記する可動梁支持部１１ｂを省略している。第４実施例における図９以降の図でも同様である。
【００５２】
光学装置５は、可動梁支持部１１ａ，１１ｂと可動梁５２ａ，５２ｂと可動層５０と支柱１４ｄを備えている。可動梁支持部１１ａ，１１ｂは基板１０から可動層５０の高さ（Ｌ１の高さ）まで上方に伸びている。可動梁支持部１１ａは可動層５０のＤ３側に存在している。可動梁支持部１１ｂは可動層５０のＤ４側に存在している。可動梁５２ａ，５２ｂは、Ｌ１の高さでＤ３−Ｄ４方向に伸びている。可動梁５２ａは、可動層５０のＤ３側の端部と可動梁支持部１１ａのＤ４側を連結している。可動梁５２ｂは、可動層５０のＤ４側の端部と可動梁支持部１１ｂのＤ３側を連結している。可動梁５２ａ，５２ｂは幅が細く剛性が小さいため、後述する吸引力を発生させると、柔軟に捩れる。
【００５３】
基板１０の上面において、可動層５０のＤ１側の端部に対向する位置に電極１２ａが形成されている。基板１０の上面において、可動層５０のＤ２側の端部に対向する位置に電極１２ｂが形成されている。図示しない電気回路によって電極１２ａ，１２ｂのいずれかを帯電させることによって、吸引力Ｆ３と吸引力Ｆ４のいずれかを発生することができる。吸引力Ｆ３は可動層５０のＤ２側に発生する。吸引力Ｆ４は可動層５０のＤ１側に発生する。
可動層５０のＤ２側にスリット１６ｄが形成されている。支柱１４ｄが基板１０からスリット１６ｄを通過して可動ミラー３０の下面に当接するまで伸びている。
【００５４】
図１０，１１を用いて光学装置５の動作を説明する。図１０，１１は図７，８のIX−IX線概略縦断面図を示す。図１０は可動層５０のＤ２側に吸引力Ｆ３が発生している状態を示す。吸引力Ｆ３が発生すると、可動層５０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。可動層５０は可動梁５２ａ，５２ｂを通ってＤ３−Ｄ４方向に伸びる傾斜中心軸５４の周りに傾斜する（図８参照）。これに追従して可動ミラー３０のＤ２側は基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー３０のＤ１側は支柱１４ｄを支点として可動層５０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー３０は基板１０から角度θ４で傾斜する。
【００５５】
図１１は可動層５０のＤ１側に吸引力Ｆ４が発生している状態を示す。吸引力Ｆ４が発生すると、可動層５０は傾斜中心軸５４の周りにＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に角度θ５で傾斜する。これに追従して可動ミラー３０のＤ１側は基板１０に近づく方向に傾斜する。このとき可動ミラー３０は基板１０から角度θ５で傾斜する。即ち、可動ミラー３０は可動層５０と同じ角度θ５で基板１０から傾斜する。このために、θ５は図１０のθ４よりも小さい。しかしながら、可動ミラー３０をＤ１側とＤ２側に傾斜させることで、可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００５６】
（第５実施例）
図１２（ａ），（ｂ）を用いて第５実施例の光学装置６の構成を説明する。図１２（ａ）は第５実施例の光学装置６の斜視図を示す。図１２（ｂ）は光学装置６のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置６も第４実施例の光学装置５と同様に可動ミラーがＤ１側とＤ２側に傾斜するが、そのための構成が光学装置５と異なっている。
支柱１４ｅ〜１４ｈは基板１０から上方に伸びている。外力が作用していないとき、支柱１４ｅ〜１４ｈは可動ミラー７０の下面に当接している。支柱１４ｅ，１４ｆは可動ミラー７０のＤ２側に当接する位置に伸びている。支柱１４ｇ，１４ｈは可動ミラー７０のＤ１側に当接する位置に伸びている。
【００５７】
可動層６０は部分６０ａ，６０ｂを備えている。部分６０ａは可動梁６４ａ，６４ｂと板状部６８ａ，６８ｂ，６８ｃと切欠き部６９ａ，６９ｂを備えている。部分６０ａは高さＬ１を基板１０と平行に伸びている。可動梁６４ａ，６４ｂはＤ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁６４ａはＤ１側の端部が基板１０からの高さＬ１で支柱１４ｇに固定されており、その端部からＤ２側に伸びている。可動梁６４ｂはＤ１側の端部が高さＬ１で支柱１４ｈに固定されており、その端部からＤ２側に伸びている。支柱１４ｇ，１４ｈは高さＬ１よりも上方に伸びている。支柱１４ｅ，１４ｆも同様である。
【００５８】
可動梁６４ａのＤ２側の端部に板状部６８ａのＤ１側の端部が連結されている。板状部６８ａは連結されている端部からＤ２側に伸びている。可動梁６４ｂのＤ２側の端部に板状部６８ｂのＤ１側の端部が連結されている。板状部６８ｂは連結されている端部からＤ２側に伸びている。板状部６８ｃは板状部６８ａ，６８ｂよりもＤ２側に存在している。板状部６８ｃのＤ１側の端部は、板状部６８ａ，６８ｂのＤ２側の端部に間隔を空けて連結されている。
【００５９】
板状部６８ａ〜６８ｃと可動梁６４ａ，６４ｂで囲まれる部分に切欠き部６９ａが形成されている。板状部６８ｂ，６８ｃと可動梁６４ｂで囲まれる部分に切欠き部６９ｂが形成されている。切欠き部６９ａのＤ２側を通過して支柱１４ｅが上方に伸びている。切欠き部６９ｂのＤ２側を通過して支柱１４ｆが上方に伸びている。
基板１０の上面において板状部６８ａ〜６８ｃに対向する位置に電極１２ｃが形成されている。
【００６０】
部分６０ｂは部分６０ａと同じ高さである基板１０からの高さＬ１を基板１０と平行に伸びている。部分６０ｂは支柱１４ｅ，１４ｆに連結しており、部分６０ａの切欠き部６９ａ，６９ｂを通って伸びている。部分６０ｂは部分６０ａと向かい合って伸びている。部分６０ｂは部分６０ａと同様の構造であるので、詳しい説明を省略する。部分６０ａの自由端はＤ２側に存在しており、部分６０ｂの自由端はＤ１側に存在している。基板１０の上面において部分６０ｂの板状部に対向する位置に電極１２ｄが形成されている。なお、図１２（ｂ）では分かりやすくするために部分６０ａを部分６０ｂより上方にずらして示している。
【００６１】
図示しない電気回路によって電極１２ｃを帯電させることによって、吸引力Ｆ５を発生することができる。図示しない電気回路によって電極１２ｄを帯電させることによって、吸引力Ｆ６を発生することができる。吸引力Ｆ５は可動層６０の部分６０ａと基板１０の間に発生する。吸引力Ｆ６は可動層６０の部分６０ｂと基板１０の間に発生する。言い換えると、吸引力Ｆ５は可動層６０のＤ２側に発生する。吸引力Ｆ６は可動層６０のＤ１側に発生する。
【００６２】
可動ミラー７０のＤ２側の端部は部分６０ａのＤ２側の端部（即ち自由端）に連結している。可動ミラー７０のＤ１側の端部は部分６０ｂのＤ１側の端部（即ち自由端）に連結している。可動ミラー７０が可動層６０に連結されている部分の構成は光学装置２と同様であるので重複説明を省略する。
【００６３】
次に、図１３（ａ），（ｂ）、図１４（ａ），（ｂ）を用いて光学装置５の動作を説明する。図１３（ａ）、図１４（ａ）は光学装置５の斜視図を示す。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。図１３（ａ）は可動層６０のＤ２側（即ち部分６０ａの自由端）に吸引力Ｆ５が発生している状態を示す。吸引力Ｆ５が発生すると部分６０ａはＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー７０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー７０は支柱１４ｅ，１４ｆを支点としてＤ１側の端部が可動層６０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー７０は基板１０から角度θ６で傾斜する。
部分６０ｂのＤ１側の自由端が可動ミラー７０のＤ１側の自由端に連結されている。このために、部分６０ｂは可動ミラー７０に追従して自由端が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。
【００６４】
図１４（ａ）は可動層６０のＤ１側（即ち部分６０ｂの自由端）に吸引力Ｆ６が発生している状態を示す。吸引力Ｆ６が発生すると部分６０ｂはＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー７０はＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー７０は支柱１４ｇ，１４ｈを支点としてＤ２側の端部が可動層６０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー７０は基板１０から角度θ６で傾斜する。
部分６０ａのＤ２側の自由端が可動ミラー７０のＤ２側の自由端に連結されている。このために、部分６０ａは可動ミラー７０に追従して自由端が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。
【００６５】
光学装置６では、可動ミラー３０をＤ１側とＤ２側に大きく傾斜させることによって、可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００６６】
（第６実施例）
図１５〜図１７を用いて第６実施例の光学装置７の構成を説明する。光学装置７も第４実施例の光学装置５と同様に可動ミラーがＤ１側とＤ２側に傾斜するが、そのための構成が光学装置５と異なっている。図１５は光学装置７の可動ミラー９０の平面図を示す。図１６は光学装置７の可動層８０の平面図を示す。図１７は図１５，１６のXVII−XVII線概略縦断面図を示す。なお、図１７では可動層の高さ方向の厚みを省略せずに示している。
【００６７】
可動層支持部８２ａ〜８２ｃは基板１０から高さＬ１（可動層８０の高さ）まで上方に伸びている。可動層支持部８２ａ〜８２ｃはＤ３−Ｄ４方向の同一直線状に、それぞれ間隔を空けて存在している。可動層８０は部分８０ａ，８０ｂを備えている。部分８０ａは可動梁８４ａ，８４ｂと板状部８６ａを備えている。可動梁８４ａ，８４ｂはＤ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁８４ａのＤ１側の端部は可動層支持部８２ａに連結しており、その端部からＤ２側に伸びている。可動梁８４ｂのＤ１側の端部は可動層支持部８２ｂに連結しており、その端部からＤ２側に伸びている。板状部８６ａは可動梁８４ａ，８４ｂのＤ２側の端部に連結している。基板１０の上面において、板状部８６ａに対向する位置に電極１２ｅが形成されている。可動梁８４ａ，８４ｂと板状部８６ａで囲まれる部分に切欠き部９２ａが存在している。支柱１４ｉは切欠き部９２ａを通って上方に伸びている。板状部８６ａのＤ３−Ｄ４方向の両端に立ち上がり部が形成されており、その立ち上がり部の間に、可動ミラー９０を支える可動梁９４が差し渡されている。
【００６８】
部分８０ｂの基本的な構造は部分８０ａと同様であるので重複説明を省略する。基板１０の上面において、部分８０ｂの板状部に対向する位置に電極１２ｆが形成されている。部分８０ｂは、２本の可動梁のＤ２側の端部が可動層支持部８２ｂ，８２ｃにそれぞれ連結しており、その端部からＤ１側に伸びている。光学装置７では、可動層８０のＤ１側（即ち部分８０ｂの自由端側）とＤ２側（即ち部分８０ａの自由端側）のいずれかに吸引力を発生することができる。これによって、可動ミラー９０をＤ１側とＤ２側の両方に傾斜させることができる。
【００６９】
この構成によると、図１６に示すように、可動層８０と同じ高さにスペース９３ａ，９３ｂが形成される。スペース９３ａは切欠き部９２ａのＤ１側に連続して形成されている。スペース９３ｂは部分８０ｂの切欠き部のＤ２側に連続して形成されている。このスペース９３ａ，９３ｂを利用して光学装置７を作動させるための他の部材を配置することができる。例えば、スペース９３ａ，９３ｂに光学装置７の制御回路を形成してもよい。あるいは、可動ミラー９０からスペース９３ａ，９３ｂに向けて放熱フィンを配置してもよい。この放熱フィンによって光学装置７の放熱性を向上させることができる。スペース９３ａ，９３ｂに他の部材を配置することによって、光学装置７を小型化することができる。
【００７０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。
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、出願時の請求項に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するものであり、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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は、第１実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第１実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図２】（ａ）は、第１実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第１実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図３】（ａ）は、第２実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第２実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図４】ａ）は、第２実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第２実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図５】（ａ）は、第３実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第３実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図６】第３実施例の光学装置の動作図を示す。
【図７】第４実施例の光学装置の平面図を示す。
【図８】第４実施例の光学装置の平面図を示す。
【図９】第４実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１０】第４実施例の光学装置の動作図を示す。
【図１１】第４実施例の光学装置の動作図を示す。
【図１２】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１３】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１４】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１５】第６実施例の光学装置の平面図を示す。
【図１６】第６実施例の光学装置の平面図を示す。
【図１７】第６実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【符号の説明】
【００７２】
２：光学装置
１０；基板
１２：電極
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：支柱
１６ａ，１６ｂ：電極
２０：可動層
２６ａ，２６ｂ：可動層支持部
２８：反射膜
３０：可動ミラー
Ｄ１：光学装置２の右方向
Ｄ２：光学装置２の左方向
Ｆ１：吸引力
θ１，θ２，θ３：傾斜角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ビームの反射方向を変える光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されている光学装置は、基板と可動層支持部と可動梁と可動層と可動ミラーと支柱を備えている。可動層は、可動梁と可動層支持部を介して基板に連なっており、基板から間隔を隔てた高さで伸びている。可動ミラーの端部は可動層の端部に連結されている。支柱は、基板の表面から可動層を貫通して可動ミラーの下面に向けて伸びている。
可動層と基板との間に静電引力が発生していない状態では、可動ミラーが可動層に重なっている。可動層と基板との間に静電引力を発生させると、可動層が基板に近づく方向に平行移動する。この結果、可動層に固定されている側の可動ミラーの端部が基板に近づくが、支柱に当接する部分では可動ミラーがそれ以上には基板に接近できないことから、可動ミラーが傾斜する。可動ミラーを傾斜させることによって、光ビームの反射方向を変えることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５-７００９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高コントラストな投射像を得たいという要求がある。このために、可動ミラーを大きく傾斜させて、光ビームの反射方向を大きく変化させたいという要求がある。特許文献１の光学装置では、可動層が基板と平行に変位している。このために、可動ミラーを基板から角度θで傾斜させるには、可動ミラーを可動層から角度θで傾斜させる必要がある。この構成によると、可動ミラーを大きく傾斜させるほど、可動ミラーと可動層の連結部にかかる負荷が大きくなる。特許文献１の光学装置は耐久性に不満を残している。
【０００５】
本発明では、耐久性が高い光学装置を提供する。特に、可動ミラーと可動層の連結部の負荷が小さい光学装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示されている技術は、光ビームの反射方向を変える光学装置に関する。この光学装置は、基板と可動層支持部と可動層と可動ミラーとアクチュエータと可動ミラー支持部を備えている。
可動層支持部は、基板の表面から上方に伸びている。
可動層は、可動層支持部に連なっており、基板から間隙を隔てた高さで基板に対向して自由端に至るまで伸びている。
可動ミラーは、その基端が可動層の自由端側に連なっており、可動層の上方を可動層支持部側に向けて伸びている。可動ミラーが伸びている先端は自由端となっている。可動ミラーの可動層と反対側の面（可動ミラーの上面）に、反射面が形成されている。
【０００７】
アクチュエータは、可動層の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。
可動ミラー支持部は、基板の表面から可動ミラーの所定部分に向けて伸びている。可動ミラー支持部は、可動ミラーの前記所定部分がそれ以上に基板に接近することを防止する。
上記のアクチュエータに吸引力を発生させると、可動層は、可動層の自由端が基板に近づく方向に基板に対して第１傾斜角だけ傾斜する。可動ミラーは、可動ミラーの自由端側が可動層から遠ざかる方向に可動層に対して第２傾斜角だけ傾斜する。その結果、可動ミラーが基板に対して第１傾斜角に第２傾斜角を加えた角度だけ傾斜する。
【０００８】
この構成によると、基板に対して可動層を傾斜させ、さらに傾斜した可動層に対して可動ミラーを傾斜させることによって、可動層と可動ミラーの間の角度変化（即ち連結部の角度変化）が小さくても、基板から見れば可動ミラーを大きく傾斜させることができる。連結部の角度変化を小さくすることによって、可動ミラーを傾斜させるときに連結部にかかる負荷を軽減することができる。光学装置の耐久性を向上させることができる。
【０００９】
可動ミラーは、可動梁を介して可動層に連結していてもよい。この構成によると、アクチュエータが吸引力を発生すると、可動梁が柔軟に屈曲し、それに追従して可動ミラーが傾斜する。柔軟な可動梁を配置することで、可動ミラーを傾斜させるために必要な吸引力を小さくすることができ、駆動力（例えば駆動電圧）を小さくすることができる。また、連結部に作用する負荷を軽減することができ、耐久性を向上することができる。
【００１０】
可動梁は、可動層の自由端側から上方に伸びている立ち上がり部に連なっているとともに、可動層から間隔を隔てた高さで伸びていてもよい。この場合、可動ミラーも可動層から間隔を隔てた高さで伸びている。
立ち上がり部を配置すると、可動梁に捻じり梁を使用することができる。例えば、可動層の自由端に沿った方向に伸びる捻じり梁を配置してもよい。その捻じり梁の長手方向の中心に、捻じり梁に直交する方向に伸びる可動梁を連結させてもよい。あるいは曲げ梁の先端に可動ミラーを連結させてもよい。
【００１１】
可動ミラーが可動層から間隔を隔てた高さで伸びている場合、アクチュエータが吸引力を発生しないときに、可動ミラーの自由端側が自重によって可動層に近づく方向にたわむ可能性がある。可動ミラーの自由端側がたわむと、可動ミラーの反射面の角度の安定性を確保できなくなってしまう可能性がある。
【００１２】
これを防ぐためには可動ミラー補助支持部を設けることが好ましい。可動ミラー補助支持部は、基板及び／又は可動層から、可動ミラーの自由端側の下面に向けて伸びている。
可動ミラー補助支持部が設けられていると、アクチュエータが吸引力を発生しないときに可動ミラーの自由端側の下面が可動ミラー補助支持部に当接して支持される。このために、可動ミラーの自由端側が想定外にたわむことを禁止することができる。アクチュエータが吸引力を発生しないときの可動ミラーの反射面の角度の安定性を向上させることができる。
【００１３】
可動ミラーの自由端側を基板側に吸引する別のアクチュエータが存在していてもよい。
このアクチュエータは、可動ミラーが可動層に対して傾斜した状態から、可動ミラーが可動層に沿って伸びる状態（例えば水平状態）に戻すための吸引力を発生させる。この構成によると、可動ミラーをすばやく可動層に沿った姿勢に戻すことができる。可動ミラーの応答速度を向上させることができる。
【００１４】
可動層は、可動層支持部の一方側と他方側に伸びていてもよい。この場合、可動ミラーは、可動層の一方側の自由端側に連なっていてもよい。アクチュエータは、可動層の一方側と他方側のうちの任意の側を選択し、選択した側の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。可動ミラー支持部は、可動層支持部よりも一方側に存在している。
【００１５】
この構成によると、可動層を一方側と他方側に傾斜させることができる。可動層を一方側に傾斜させると、可動ミラー支持部が可動ミラーを可動層から傾斜させる。即ち、可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。一方において、可動層を他方側に傾斜しても可動ミラーは可動層から傾斜することができない。しかし、可動ミラーは可動層に伴って基板に対して可動層と同じ角度で傾斜する。可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００１６】
可動層支持部は、基板の表面の一方側と他方側にそれぞれ存在していてもよい。すなわち間隔をおいて配置してもよい。この場合は、第１可動層と第２可動層を用意する。第１可動層は、一方側の可動層支持部から他方側の可動層支持部に向けて伸びている。第２可動層は、他方側の可動層支持部から一方側の可動層支持部に向けて伸びている。即ち、第１可動層と第２可動層は、すれ違う位置関係で伸びている。可動ミラーは、一方側の端部が第２可動層の一方側の自由端側に連なっており、他方側の端部が第１可動層の他方側の自由端側に連なっている。
アクチュエータは、第１可動層と第２可動層のうちの任意の層を選択して、選択した層の自由端側を基板に向けて吸引する吸引力を発生する。可動ミラー支持部は、可動ミラーの一方側の端部の近傍と他方側の端部の近傍の少なくとも一方に存在している。
【００１７】
可動ミラーの一方側から観察すると、他方側の端部は第１可動層に連なっており、自由端でなくなっているように思われる。しかし、第１可動層は柔軟であり、可動ミラーの他方側の端部が基板に対して接近、離反する動作を拘束しない。可動ミラーの他方側の端部は自由端となっているということができる。
同様に、可動ミラーの他方側から観察すると、一方側の端部は第２可動層に連なっており、自由端でなくなっているように思われる。しかし、第２可動層は柔軟であり、可動ミラーの一方側の端部が基板に対して接近、離反する動作を拘束しない。可動ミラーの一方側の端部は自由端となっているということができる。
第１可動層と第２可動層の柔軟性によって、可動ミラーの一方側の端部と他方側の端部の双方が自由端であるといえる。
【００１８】
この構成の光学装置の動作について説明する。なお、可動ミラー支持部が可動ミラーの一方側の端部の近傍のみに存在する場合を一例として説明する。一方側に伸びている第２可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第２可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。可動ミラーは可動ミラー支持部によって、それ以上には基板に近づけないことから、第２可動層から傾斜する。即ち、第２可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第２可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このとき第１可動層は、他方側に伸びる自由端側が可動ミラーの他方側に連結されているために、可動ミラーに追従して傾斜する。即ち、可動ミラーの他方側の端部（自由端）と第１可動層の自由端は、基板から遠ざかる方向に変位する。
【００１９】
一方において、他方側に伸びている第１可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第１可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。可動ミラーの他方側の端部の近傍に可動ミラー支持部が配置されていなければ、可動ミラーを第１可動層から傾斜させることはできない。可動ミラーは第１可動層に伴って第１可動層と同じ角度だけ傾斜する。このとき第２可動層は、一方側に伸びる自由端側が可動ミラーの一方側に固定されているために、可動ミラーに追従して傾斜する。即ち、可動ミラーの一方側の端部（自由端）と第２可動層の自由端は、基板から遠ざかる方向に変位する。
第１可動層と第２可動層を利用して可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
可動ミラーの他方側の端部の近傍にも可動ミラー支持部を配置しておけば、第１可動層の自由端側が基板に近づく方向に傾斜したときに、可動ミラーの他方側の端部が自由端となって可動ミラーが第１可動層から傾斜する関係を得ることができる。可動ミラーの他方側の端部が基板に近づく方向に可動ミラーを傾斜させる場合にも、可動ミラーを基板に対して大きく傾斜させることができる。
可動ミラーを一方側と他方側に大きく傾斜させることによって可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向をさらに大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００２０】
可動ミラー支持部は支柱であってもよい。支柱は可動ミラーの一方側の端部の近傍と他方側の端部の近傍の双方に存在していてもよい。アクチュエータが第１可動層の自由端側に前記吸引力を発生すると、第１可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。このとき、他方側の支柱の上端が可動ミラーの下面に当接している。このために、可動ミラーは第１可動層から傾斜する。即ち、第１可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第１可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このときには可動ミラーの一方側の端部が自由端となって傾斜する。
【００２１】
アクチュエータが第２可動層の自由端側に吸引力を発生すると、第２可動層は自由端側が基板に近づく方向に傾斜する。このとき、一方側の支柱の上端が可動ミラーの下面に当接している。このために、可動ミラーは第２可動層から傾斜する。即ち、第２可動層の基板からの傾斜角度と可動ミラーの第２可動層からの傾斜角度を足し合わせた角度だけ、可動ミラーを基板に対して傾斜させることができる。このときには可動ミラーの他方側の端部が自由端となって傾斜する。
可動ミラーを一方側と他方側に傾斜させることで可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
可動ミラーの構成については特に限定されない。可動ミラーは、幅の細い可動梁を介して可動層に連結されていてもよい。また、可動梁の構成については特に限定されない。可動梁は曲げ梁であってもよいし、捻じり梁であってもよいし、曲げ梁と捻じり梁を組み合わせたものであってもよい。可動梁を柔軟に屈曲させ、それに追従して可動ミラーを傾斜させてもよい。
なお、ここでいう屈曲という用語は最も広義に解釈されるべき概念である。屈曲点が１点以上存在していればよく、屈曲点が無限に存在して全体として湾曲することも含む概念である。
可動ミラーの反射面の形成方法については特に限定されない。反射面は、例えばシリコン層の上面（即ち、基板と反対側の面）に金属膜を形成させたものであってもよい。あるいは、可動ミラー自体の上面を反射面としてもよい。
【００２３】
可動層の構成については特に限定されない。可動層は、幅の細い可動梁を介して可動層支持部に連結されていてもよい。また、可動梁の構成については特に限定されない。可動梁は曲げ梁であってもよいし、捻じり梁であってもよいし、曲げ梁と捻じり梁を組み合わせたものであってもよい。可動梁を柔軟に屈曲させ、それに追従して可動層を傾斜させてもよい。
【００２４】
アクチュエータの構成については特に限定されない。例えば可動層側の電極と基板側の電極との間に電位差を発生させ、静電引力を発生させてもよい。この場合、可動層の全体が導電性であり（例えば可動層が不純物拡散されたポリシリコンで形成されており）、可動層の全体が可動層側の電極となっていることが好ましい。基板側の電極の構成については特に限定されない。例えば基板が単結晶シリコンで形成されており、基板自身の上層に不純物を拡散させることによって基板側の電極を形成してもよい。あるいは、基板の上面に不純物拡散されたポリシリコン膜を形成させてもよい。基板側の電極は可動層の自由端側に対向する位置に形成されていてもよいし、可動層の全体に対向する位置に形成されていてもよい。可動層をアースに接地し、基板側の電極を帯電させることによって、可動層と帯電させた基板側の電極との間に静電引力を発生させることができる。
また、可動層の自由端側と基板にコイルを巻きつけ、電流を流すことによってローレンツ力を発生させてもよい。
【００２５】
可動ミラー支持部の構成については特に限定されない。可動ミラー支持部は支柱であってもよい。あるいは梁であってもよい。この場合の梁は、基板から上方に伸びる支持部によって支持されており、可動ミラーの側面又は表面を支持するものであってもよい。
可動ミラー補助支持部の構成については特に限定されない。可動ミラー補助支持部は支柱であってもよい。
また、本明細書で提供する光学装置を１つの光学素子として、複数の光学素子を１次元又は２次元に配列してもよい。
【００２６】
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）基板は単結晶シリコンで形成されている。可動層は不純物拡散されたポリシリコンで形成されている。
（特徴２）可動ミラー支持部は支柱である。支柱は、可動層に形成されたスリットを通過して可動ミラーに当接している。
【実施例】
【００２７】
（第１実施例）
図面を参照して第１実施例を説明する。図１（ａ）は光学装置２の斜視図を示す。図１（ｂ）は光学装置２のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置２は、基板１０と可動層支持部２６ａ，２６ｂと可動層２０と立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４と可動ミラー３０と支柱１４ａ，１４ｂ，１４ｃと電極１２とを備えている。図１（ａ）では図示の明瞭化のために、可動層２０と可動ミラー３０と可動梁３８，３４の厚みを図示していない。同様に図１（ｂ）では可動層２０と可動ミラー３０の一部と可動梁３８，３４の厚みと立ち上がり部３６ａ，３６ｂの面方向の幅を図示していない。また、可動層２０と可動ミラー３０を透視して図示している。図１（ａ），（ｂ）以降の図でも同様である。
矢印Ｄ１は光学装置２の右側（一方側）を示し、矢印Ｄ２は光学装置２の左側（他方側）を示す。矢印Ｄ３，Ｄ４は基板１０に平行な面内で矢印Ｄ１，Ｄ２に直交している。矢印Ｄ３は手前側を示し、矢印Ｄ４は奥側を示している。
【００２８】
可動層支持部２６ａ，２６ｂは、基板１０のＤ１側の上面から上方に向けて高さＬ１まで伸びている。可動層支持部２６ａ，２６ｂは、Ｄ３−Ｄ４方向に間隔を空けて配置されている。可動層支持部２６ａはＤ３側に配置されている。可動層支持部２６ｂはＤ４側に配置されている。
可動層２０は、可動梁２４ａ，２４ｂと板状部１８と貫通孔１６ａ，１６ｂ，１６ｃを備えている。可動梁２４ａはＤ１側の端部が可動層支持部２６ａの上端に固定されており、その一端からＤ２側に伸びている。可動梁２４ｂはＤ１側の端部が可動層支持部２６ｂの上端に固定されており、その一端からＤ２側に伸びている。可動梁２４ａ，２４ｂのＤ２側の端部に板状部１８のＤ１側の端部が固定されている。板状部１８は、可動梁２４ａ，２４ｂに固定されている端部からＤ２側に伸びている。可動層２０は、後記する電極１２を帯電させていない状態では、基板１０からＬ１だけ離れた高さで基板１０と平行に伸びている。
【００２９】
板状部１８には、垂直方向に貫通している貫通孔１６ａ〜１６ｃが形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂは、板状部１８のＤ２側に形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂはＤ３−Ｄ４方向に同一直線状に形成されている。貫通孔１６ａ，１６ｂはＤ３−Ｄ４方向に間隔を空けて形成されている。板状部１８のＤ１側に貫通孔１６ｃが形成されている。貫通孔１６ｃを通ってＤ１−Ｄ２方向に伸びる仮想線を軸として、光学装置２は線対称である。
【００３０】
可動層２０は不純物拡散されたポリシリコンで形成されているため、導電性を有している。可動層２０はアースに接地されている。基板１０の表面上において、可動層２０の全体に対向する位置に電極１２が形成されている。電極１２は不純物拡散されたポリシリコンで形成されている。なお、電極１２の構成については特に限定されない。例えば、電極１２は、単結晶シリコンで形成された基板１０の上層に不純物を拡散させることによって形成されてもよい。
【００３１】
基板１０の電極１２は、図示しない電気回路に接続されている。電気回路を利用して電極１２を帯電させることによって、電極１２と可動層２０との間に電位差を発生させることができる。電極１２と可動層２０との間に吸引力Ｆ１を発生させることができる。可動層２０のＤ１側の端部は可動層支持部２６ａ、２６ｂによって基板１０から距離Ｌ１だけ離れた位置に支持されているので、吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２０のＤ２側の端部近傍が基板１０に接近する。吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２０は傾斜する。
後記する支柱１４ａ〜１４ｃは、貫通孔１６ａ〜１６ｃを貫通しており、可動層２０が傾斜するのを妨げない。
【００３２】
立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、可動層２０のＤ２側の端部の上面から上方に伸びている。立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、基板１０からの高さがＬ２にまで伸びている。立ち上がり部３６ａ，３６ｂは、Ｄ３−Ｄ４方向に間隔を空けて存在している。立ち上がり部３６ａはＤ３側に存在している。立ち上がり部３６ｂはＤ４側に存在している。
【００３３】
可動梁３８，３４は、基板１０から距離Ｌ２の高さで基板１０と平行に伸びている。可動梁３８はＤ３−Ｄ４方向に伸びている。可動梁３８のＤ３側の端部は、立ち上がり部３６ａの上端に連結している。可動梁３８のＤ４側の端部は、立ち上がり部３６ｂの上端に連結している。可動梁３４は、Ｄ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁３４のＤ２側の端部は、可動梁３８の長手方向の中心部に連結している。可動梁３４のＤ１側の端部に、可動ミラー３０のＤ２側の端部が連結している。
可動梁３８はしなやかに捩れ、可動梁３４はしなやかに湾曲する。
【００３４】
可動ミラー３０は、板状部３２と反射膜２８を備えている。板状部３２は、可動梁３４に連結しているＤ２側の端部からＤ１側に伸びている。板状部３２のＤ１側の端部（即ち自由端）は、可動層支持部２６ａ，２６ｂのＤ１側の端部を覆う位置まで伸びている。
立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４を連結部と呼ぶ。可動ミラー３０は、連結部によって可動層２０に連結されている。板状部３２の上面に反射膜２８が形成されている。光ビーム４０が反射膜２８に入射すると、光ビーム４０は方向４２に反射される。
なお、図１（ｂ）では図示の明瞭化のために、可動ミラー３０の板状部３２の厚みを省略して示しており、反射膜２８の厚みを省略せずに示している。図１（ｂ）以降の図でも同様である。
【００３５】
基板１０の上面から支柱１４ａ〜１４ｃが上方に伸びている。支柱１４ａは貫通孔１６ａを通過して上方に伸びている。支柱１４ｂは貫通孔１６ｂを通過して上方に伸びている。支柱１４ｃは貫通孔１６ｃを通過して上方に伸びている。支柱１４ａ〜１４ｃの上端は、可動ミラー３０の板状部３２の下面に当接している。
電極１２を帯電させていない状態では、可動ミラー３０が基板１０から距離Ｌ２だけ離れた位置を基板１０に平行に伸びている。即ち、支柱１４ａ〜１４ｃの上端が可動ミラー３０の板状部３２の下面に当接している。
【００３６】
図２（ａ），（ｂ）を用いて光学装置２の動作を説明する。図２（ａ）は電極１２を帯電させたときの光学装置２の斜視図を示す。図２（ｂ）は、図２（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。
電極１２を帯電させると電極１２と可動層２０の間に吸引力Ｆ１が発生し、可動層２０のＤ２側の端部（即ち自由端）が基板１０に近づくように傾斜する。具体的にいうと、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に、可動層２０の可動梁２４ａ，２４ｂが湾曲する。可動層２０は、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。可動梁２４ａ，２４ｂは幅が細いために剛性が低い。柔軟な可動梁２４ａ，２４ｂを配置することによって、板状部１８を傾斜させるために必要な駆動電圧を低減することができる。吸引力Ｆ１が発生すると、板状部１８と可動層２０は、基板１０から角度θ１だけ傾斜する。
【００３７】
なお、可動層２０は、板状部１８のＤ２側の端部が基板１０に当接するまで傾斜してもよいし、当接しなくてもよい。可動層２０と基板１０とが当接したときに電気回路が短絡することを禁止するために、可動層２０と基板１０とが当接する部分の少なくともいずれか一方側に絶縁体が形成されていることが好ましい。
【００３８】
可動層２０のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜すると、可動ミラー３０のＤ２側の端部も基板１０に近づく。可動ミラー３０の板状部３２の下面が支柱１４ａ，１４ｂの上端に当接しているために、それ以上には基板１０に向けて接近することができない。その結果、支柱１４ａ，１４ｂに当接している部分を支点として、板状部３２のＤ１側の端部（即ち自由端）が可動層２０から遠ざかる方向に傾斜する。具体的にいうと、吸引力Ｆ１によって可動ミラー３０のＤ２側の端部が基板１０に接近すると、可動梁３８が反時計回りに捻じれ、可動梁３４のＤ１側の端部も反時計回り（可動層２０から遠ざかる方向）に湾曲する。その結果、板状部３２が反時計回りに傾斜する。可動梁３８，３４は幅が細いため剛性が低い。柔軟な可動梁３８，３４を配置することによって、可動ミラー３０を傾斜させるために必要な駆動力を低減することができる。また、連結部が柔軟な可動梁３８，３４を備えているので、可動ミラー３０の傾斜時に連結部に過大な負荷がかかることが無い。柔軟な可動梁３８，３４を利用しているので、耐久性が向上する。
【００３９】
吸引力Ｆ１が発生すると、可動ミラー３０は角度θ１で傾斜している可動層２０からさらに角度θ２で傾斜する。即ち、可動ミラー３０は基板１０から角度θ３（＝θ１＋θ２）で傾斜する。光ビーム４０が可動ミラー３０の反射膜２８に入射すると、方向４４に反射される。電極１２に電圧を印加することによって、光ビーム４０の進行方向を方向４２から方向４４に変えることができる。
【００４０】
なお、Ｄ１側の支柱１４ａ，１４ｂの配置位置及び個数については特に限定されない。例えば１本の支柱のみでも可動ミラー３０を傾斜させることができるが、２本以上存在しているほうが好ましい。これによって、可動ミラー３０を安定して傾斜させることができる。
【００４１】
この構成によると、可動ミラー３０を基板１０から角度θ３で傾斜させるためには、可動ミラー３０を可動層２０から角度θ２（＜θ３）だけ傾斜すればよい。可動層２０からの可動ミラー３０の傾斜角度を小さくすることができる。これによって、可動ミラー３０の連結部（即ち立ち上がり部３６ａ，３６ｂと可動梁３８，３４）にかかる負荷を低減することができる。光学装置２の耐久性を向上させることができる。
【００４２】
図２（ａ）の状態において電極１２の帯電を停止すると、図１（ａ）の状態に戻る。このとき、可動ミラー３０のＤ１側の端部は支柱１４ｃの上端に当接する位置（即ち高さＬ２）まで下方に傾斜する。Ｄ１側に支柱１４ｃを配置することによって、可動ミラー３０のＤ１側の端部が高さＬ２よりも下方にたわんでしまうことを禁止することができる。即ち、支柱１４ｃを配置することによって、電極１２を帯電させていないときの可動ミラー３０の反射膜２８の水平性を向上させることができる。これによって、電極１２に電圧を印加していないときの光ビームの反射方向の安定性を向上させることができる。
なお、Ｄ１側の支柱１４ｃの配置位置及び個数については特に限定されない。例えば支柱１４ａ，１４ｂに対向するＤ１側の端部側に２本の支柱が形成されていてもよい。
【００４３】
本実施例の光学装置２では、可動層２０を基板１０から傾斜させ、さらに可動ミラー３０を可動層２０から傾斜させている。即ち、可動ミラー３０だけでなく可動層２０をも傾斜させている。これによって、可動ミラー３０を基板１０から角度θ３だけ傾斜させるためには、可動ミラー３０を可動層２０から角度θ２（＜θ３）だけ傾斜させればよい。可動ミラー３０の連結部にかかる負荷を低減することができる。光学装置２の耐久性を向上させることができる。
【００４４】
（第２実施例）
図３（ａ）は、第２実施例で提供する光学装置３の斜視図を示す。図３（ｂ）は、図３（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置３は、可動ミラーを可動層から傾斜させるための構成が光学装置２と異なっている。このために、光学装置２と同様の構成である部分は光学装置２と同じ符号を使用し、重複説明を省略する。以下の実施例でも同様である。
【００４５】
光学装置３は、可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂを備えている。可動ミラー３１は、板状部３３と切欠き部２３ａ，２３ｂを備えている。板状部３３のＤ２側の端部の近傍に部分１９が存在している。切欠き部２３ａは部分１９からＤ３側に形成されている。切欠き部２３ｂは部分１９からＤ４側に形成されている。可動層２１においても、切欠き部２３ａ，２３ｂに対向する位置にそれぞれ切欠き部が形成されている。可動ミラー支持部１５ａは基板１０から切欠き部２３ａに向けて上方に伸びている。可動ミラー支持部１５ｂは基板１０から切欠き部２３ｂに向けて上方に伸びている。
可動梁１７ａ，１７ｂはＤ３−Ｄ４方向に同一直線状に伸びている。可動梁１７ａは可動ミラー支持部１５ａの上端と部分１９のＤ３側の端部を連結している。可動梁１７ｂは可動ミラー支持部１５ｂの上端と部分１９のＤ４側の端部を連結している。
【００４６】
図４（ａ），（ｂ）を用いて光学装置３の動作を説明する。図４（ａ）は可動層２１と基板１０の間に吸引力Ｆ１を発生させたときの光学装置３の状態を示す。図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。吸引力Ｆ１が発生すると、可動層２１はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー３１のＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。このとき、部分１９は基板１０からＬ２の高さで可動梁１７ａ，１７ｂに連結されている。このために、部分１９が可動梁１７ａ，１７ｂに連結されている部分を支点として可動ミラー３１はＤ１側の端部が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき、可動梁１７ａ，１７ｂは反時計回りに捻じれる。
光学装置３では、可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂによって可動ミラー３１を支持することによって、可動ミラー３１を可動層２１から傾斜させることができる。可動ミラー支持部１５ａ，１５ｂと可動梁１７ａ，１７ｂは、第１実施例の光学装置２の支柱１４ａ，１４ｂと同等の機能を有する。
【００４７】
（第３実施例）
図５（ａ）は、第３実施例の光学装置４の斜視図を示す。図５（ｂ）は図５（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。光学装置４は、可動ミラーを可動層に向けて吸引する吸引力を発生するアクチュエータが存在している点が光学装置２と異なっている。
光学装置４の可動層２７は板状部３５と可動梁２４ｃ，２４ｄとで囲まれる位置に切欠き部２５を備えている。切欠き部２５は板状部３５のＤ１側に存在している。支柱１４ｃは基板１０から切欠き部２５を通過して可動ミラー３０まで伸びている。電極１３は支柱１４ｃにＬ１の高さ（即ち可動層２７の高さ）で連結されている。電極１３は切欠き部２５の内側で伸びている。図５（ｂ）では分かりやすくするために、電極１３に厚みを持たせて示している。電極１３は図示しない電気回路を接続されており、この電気回路に印加することによって電極１３を帯電させることができる。
【００４８】
なお、電極１３の構成については特に限定されない。電極１３は不純物拡散されたポリシリコンで形成されていてもよい。電極１３の位置については特に限定されない。電極１３は可動ミラー３０と基板１０との間の高さに存在していればよい。また、電極１３の支持方法についても特に限定されない。例えば基板１０からＬ１の高さまで凸部が伸びており、その凸部の上面に電極１３が形成されていてもよい。あるいは、可動層２７の板状部３５がＤ１側まで伸びており、その上面に電極１３が形成されていてもよい。
【００４９】
光学装置４の可動ミラー３０は不純物拡散されたポリシリコンで形成されているため、導電性を有している。可動ミラー３０はアースに接地されている。電極１３を帯電させることによって可動ミラー３０と電極１３との間に電位差を生じさせ、可動ミラー３０を電極１３に向けて吸引する吸引力Ｆ２を発生することができる。
【００５０】
図６を用いて吸引力Ｆ２を発生させるタイミングについて説明する。図６は光学装置４のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。図６は吸引力Ｆ１を発生させて可動ミラー３０のＤ１側の端部を可動層２７から離れる方向に傾斜させている状態を示す。この状態で吸引力Ｆ１を解除した後に吸引力Ｆ２を発生させることが好ましい。吸引力Ｆ２によって、可動ミラー３０のＤ１側の端部が可動層２７に近づく方向に傾斜する。可動ミラー３０は支柱１４ｃの上端に当接する位置（即ちＬ１の高さ）まで戻る。即ち、電極１２を帯電させていない状態（図５の状態）に戻る。
光学装置４では、吸引力Ｆ２を発生させて可動ミラー３０を印加していない状態に素早く戻すことができる。可動ミラー３０の傾斜方向を切り替える応答速度を高速化することができ、高コントラストな画像を得ることができる。
【００５１】
（第４実施例）
図７〜図９を用いて第４実施例の光学装置５の構成を説明する。図７は光学装置５の可動ミラー３０の平面図を示す。図８は光学装置５の可動層５０の平面図を示す。図９は図７，８のIX−IX線概略縦断面図を示す。光学装置５は、可動層５０の可動層支持部の構成と、アクチュエータの構成が光学装置２と異なっている。なお、図９では可動層５０の高さ方向の厚みを省略せずに示している。また、図９では後記する可動梁支持部１１ｂを省略している。第４実施例における図９以降の図でも同様である。
【００５２】
光学装置５は、可動梁支持部１１ａ，１１ｂと可動梁５２ａ，５２ｂと可動層５０と支柱１４ｄを備えている。可動梁支持部１１ａ，１１ｂは基板１０から可動層５０の高さ（Ｌ１の高さ）まで上方に伸びている。可動梁支持部１１ａは可動層５０のＤ３側に存在している。可動梁支持部１１ｂは可動層５０のＤ４側に存在している。可動梁５２ａ，５２ｂは、Ｌ１の高さでＤ３−Ｄ４方向に伸びている。可動梁５２ａは、可動層５０のＤ３側の端部と可動梁支持部１１ａのＤ４側を連結している。可動梁５２ｂは、可動層５０のＤ４側の端部と可動梁支持部１１ｂのＤ３側を連結している。可動梁５２ａ，５２ｂは幅が細く剛性が小さいため、後述する吸引力を発生させると、柔軟に捩れる。
【００５３】
基板１０の上面において、可動層５０のＤ１側の端部に対向する位置に電極１２ａが形成されている。基板１０の上面において、可動層５０のＤ２側の端部に対向する位置に電極１２ｂが形成されている。図示しない電気回路によって電極１２ａ，１２ｂのいずれかを帯電させることによって、吸引力Ｆ３と吸引力Ｆ４のいずれかを発生することができる。吸引力Ｆ３は可動層５０のＤ２側に発生する。吸引力Ｆ４は可動層５０のＤ１側に発生する。
可動層５０のＤ２側にスリット１６ｄが形成されている。支柱１４ｄが基板１０からスリット１６ｄを通過して可動ミラー３０の下面に当接するまで伸びている。
【００５４】
図１０，１１を用いて光学装置５の動作を説明する。図１０，１１は図７，８のIX−IX線概略縦断面図を示す。図１０は可動層５０のＤ２側に吸引力Ｆ３が発生している状態を示す。吸引力Ｆ３が発生すると、可動層５０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。可動層５０は可動梁５２ａ，５２ｂを通ってＤ３−Ｄ４方向に伸びる傾斜中心軸５４の周りに傾斜する（図８参照）。これに追従して可動ミラー３０のＤ２側は基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー３０のＤ１側は支柱１４ｄを支点として可動層５０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー３０は基板１０から角度θ４で傾斜する。
【００５５】
図１１は可動層５０のＤ１側に吸引力Ｆ４が発生している状態を示す。吸引力Ｆ４が発生すると、可動層５０は傾斜中心軸５４の周りにＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に角度θ５で傾斜する。これに追従して可動ミラー３０のＤ１側は基板１０に近づく方向に傾斜する。このとき可動ミラー３０は基板１０から角度θ５で傾斜する。即ち、可動ミラー３０は可動層５０と同じ角度θ５で基板１０から傾斜する。このために、θ５は図１０のθ４よりも小さい。しかしながら、可動ミラー３０をＤ１側とＤ２側に傾斜させることで、可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００５６】
（第５実施例）
図１２（ａ），（ｂ）を用いて第５実施例の光学装置６の構成を説明する。図１２（ａ）は第５実施例の光学装置６の斜視図を示す。図１２（ｂ）は光学装置６のｂ−ｂ線概略縦断面図を示す。光学装置６も第４実施例の光学装置５と同様に可動ミラーがＤ１側とＤ２側に傾斜するが、そのための構成が光学装置５と異なっている。
支柱１４ｅ〜１４ｈは基板１０から上方に伸びている。外力が作用していないとき、支柱１４ｅ〜１４ｈは可動ミラー７０の下面に当接している。支柱１４ｅ，１４ｆは可動ミラー７０のＤ２側に当接する位置に伸びている。支柱１４ｇ，１４ｈは可動ミラー７０のＤ１側に当接する位置に伸びている。
【００５７】
可動層６０は部分６０ａ，６０ｂを備えている。部分６０ａは可動梁６４ａ，６４ｂと板状部６８ａ，６８ｂ，６８ｃと切欠き部６９ａ，６９ｂを備えている。部分６０ａは高さＬ１を基板１０と平行に伸びている。可動梁６４ａ，６４ｂはＤ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁６４ａはＤ１側の端部が基板１０からの高さＬ１で支柱１４ｇに固定されており、その端部からＤ２側に伸びている。可動梁６４ｂはＤ１側の端部が高さＬ１で支柱１４ｈに固定されており、その端部からＤ２側に伸びている。支柱１４ｇ，１４ｈは高さＬ１よりも上方に伸びている。支柱１４ｅ，１４ｆも同様である。
【００５８】
可動梁６４ａのＤ２側の端部に板状部６８ａのＤ１側の端部が連結されている。板状部６８ａは連結されている端部からＤ２側に伸びている。可動梁６４ｂのＤ２側の端部に板状部６８ｂのＤ１側の端部が連結されている。板状部６８ｂは連結されている端部からＤ２側に伸びている。板状部６８ｃは板状部６８ａ，６８ｂよりもＤ２側に存在している。板状部６８ｃのＤ１側の端部は、板状部６８ａ，６８ｂのＤ２側の端部に間隔を空けて連結されている。
【００５９】
板状部６８ａ〜６８ｃと可動梁６４ａ，６４ｂで囲まれる部分に切欠き部６９ａが形成されている。板状部６８ｂ，６８ｃと可動梁６４ｂで囲まれる部分に切欠き部６９ｂが形成されている。切欠き部６９ａのＤ２側を通過して支柱１４ｅが上方に伸びている。切欠き部６９ｂのＤ２側を通過して支柱１４ｆが上方に伸びている。
基板１０の上面において板状部６８ａ〜６８ｃに対向する位置に電極１２ｃが形成されている。
【００６０】
部分６０ｂは部分６０ａと同じ高さである基板１０からの高さＬ１を基板１０と平行に伸びている。部分６０ｂは支柱１４ｅ，１４ｆに連結しており、部分６０ａの切欠き部６９ａ，６９ｂを通って伸びている。部分６０ｂは部分６０ａと向かい合って伸びている。部分６０ｂは部分６０ａと同様の構造であるので、詳しい説明を省略する。部分６０ａの自由端はＤ２側に存在しており、部分６０ｂの自由端はＤ１側に存在している。基板１０の上面において部分６０ｂの板状部に対向する位置に電極１２ｄが形成されている。なお、図１２（ｂ）では分かりやすくするために部分６０ａを部分６０ｂより上方にずらして示している。
【００６１】
図示しない電気回路によって電極１２ｃを帯電させることによって、吸引力Ｆ５を発生することができる。図示しない電気回路によって電極１２ｄを帯電させることによって、吸引力Ｆ６を発生することができる。吸引力Ｆ５は可動層６０の部分６０ａと基板１０の間に発生する。吸引力Ｆ６は可動層６０の部分６０ｂと基板１０の間に発生する。言い換えると、吸引力Ｆ５は可動層６０のＤ２側に発生する。吸引力Ｆ６は可動層６０のＤ１側に発生する。
【００６２】
可動ミラー７０のＤ２側の端部は部分６０ａのＤ２側の端部（即ち自由端）に連結している。可動ミラー７０のＤ１側の端部は部分６０ｂのＤ１側の端部（即ち自由端）に連結している。可動ミラー７０が可動層６０に連結されている部分の構成は光学装置２と同様であるので重複説明を省略する。
【００６３】
次に、図１３（ａ），（ｂ）、図１４（ａ），（ｂ）を用いて光学装置５の動作を説明する。図１３（ａ）、図１４（ａ）は光学装置５の斜視図を示す。図１３（ｂ）は図１３（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のｂ−ｂ線概略断面図を示す。図１３（ａ）は可動層６０のＤ２側（即ち部分６０ａの自由端）に吸引力Ｆ５が発生している状態を示す。吸引力Ｆ５が発生すると部分６０ａはＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー７０はＤ２側の端部が基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー７０は支柱１４ｅ，１４ｆを支点としてＤ１側の端部が可動層６０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー７０は基板１０から角度θ６で傾斜する。
部分６０ｂのＤ１側の自由端が可動ミラー７０のＤ１側の自由端に連結されている。このために、部分６０ｂは可動ミラー７０に追従して自由端が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。
【００６４】
図１４（ａ）は可動層６０のＤ１側（即ち部分６０ｂの自由端）に吸引力Ｆ６が発生している状態を示す。吸引力Ｆ６が発生すると部分６０ｂはＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に傾斜する。これに追従して可動ミラー７０はＤ１側の端部が基板１０に近づく方向に変位する。可動ミラー７０は支柱１４ｇ，１４ｈを支点としてＤ２側の端部が可動層６０から遠ざかる方向に傾斜する。このとき可動ミラー７０は基板１０から角度θ６で傾斜する。
部分６０ａのＤ２側の自由端が可動ミラー７０のＤ２側の自由端に連結されている。このために、部分６０ａは可動ミラー７０に追従して自由端が基板１０から遠ざかる方向に傾斜する。
【００６５】
光学装置６では、可動ミラー３０をＤ１側とＤ２側に大きく傾斜させることによって、可動ミラーを大きく変位させることができる。光ビームの進行方向を大きく変えることができる。大口径レンズを使用することが可能となり、明るい画像を得ることができる。
【００６６】
（第６実施例）
図１５〜図１７を用いて第６実施例の光学装置７の構成を説明する。光学装置７も第４実施例の光学装置５と同様に可動ミラーがＤ１側とＤ２側に傾斜するが、そのための構成が光学装置５と異なっている。図１５は光学装置７の可動ミラー９０の平面図を示す。図１６は光学装置７の可動層８０の平面図を示す。図１７は図１５，１６のXVII−XVII線概略縦断面図を示す。なお、図１７では可動層の高さ方向の厚みを省略せずに示している。
【００６７】
可動層支持部８２ａ〜８２ｃは基板１０から高さＬ１（可動層８０の高さ）まで上方に伸びている。可動層支持部８２ａ〜８２ｃはＤ３−Ｄ４方向の同一直線状に、それぞれ間隔を空けて存在している。可動層８０は部分８０ａ，８０ｂを備えている。部分８０ａは可動梁８４ａ，８４ｂと板状部８６ａを備えている。可動梁８４ａ，８４ｂはＤ１−Ｄ２方向に伸びている。可動梁８４ａのＤ１側の端部は可動層支持部８２ａに連結しており、その端部からＤ２側に伸びている。可動梁８４ｂのＤ１側の端部は可動層支持部８２ｂに連結しており、その端部からＤ２側に伸びている。板状部８６ａは可動梁８４ａ，８４ｂのＤ２側の端部に連結している。基板１０の上面において、板状部８６ａに対向する位置に電極１２ｅが形成されている。可動梁８４ａ，８４ｂと板状部８６ａで囲まれる部分に切欠き部９２ａが存在している。支柱１４ｉは切欠き部９２ａを通って上方に伸びている。板状部８６ａのＤ３−Ｄ４方向の両端に立ち上がり部が形成されており、その立ち上がり部の間に、可動ミラー９０を支える可動梁９４が差し渡されている。
【００６８】
部分８０ｂの基本的な構造は部分８０ａと同様であるので重複説明を省略する。基板１０の上面において、部分８０ｂの板状部に対向する位置に電極１２ｆが形成されている。部分８０ｂは、２本の可動梁のＤ２側の端部が可動層支持部８２ｂ，８２ｃにそれぞれ連結しており、その端部からＤ１側に伸びている。光学装置７では、可動層８０のＤ１側（即ち部分８０ｂの自由端側）とＤ２側（即ち部分８０ａの自由端側）のいずれかに吸引力を発生することができる。これによって、可動ミラー９０をＤ１側とＤ２側の両方に傾斜させることができる。
【００６９】
この構成によると、図１６に示すように、可動層８０と同じ高さにスペース９３ａ，９３ｂが形成される。スペース９３ａは切欠き部９２ａのＤ１側に連続して形成されている。スペース９３ｂは部分８０ｂの切欠き部のＤ２側に連続して形成されている。このスペース９３ａ，９３ｂを利用して光学装置７を作動させるための他の部材を配置することができる。例えば、スペース９３ａ，９３ｂに光学装置７の制御回路を形成してもよい。あるいは、可動ミラー９０からスペース９３ａ，９３ｂに向けて放熱フィンを配置してもよい。この放熱フィンによって光学装置７の放熱性を向上させることができる。スペース９３ａ，９３ｂに他の部材を配置することによって、光学装置７を小型化することができる。
【００７０】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、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。
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、出願時の請求項に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するものであり、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。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】（ａ）は、第１実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第１実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図２】（ａ）は、第１実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第１実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図３】（ａ）は、第２実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第２実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図４】ａ）は、第２実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第２実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図５】（ａ）は、第３実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第３実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図６】第３実施例の光学装置の動作図を示す。
【図７】第４実施例の光学装置の平面図を示す。
【図８】第４実施例の光学装置の平面図を示す。
【図９】第４実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１０】第４実施例の光学装置の動作図を示す。
【図１１】第４実施例の光学装置の動作図を示す。
【図１２】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１３】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１４】（ａ）は、第５実施例の光学装置の斜視図を示す。（ｂ）は、第５実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【図１５】第６実施例の光学装置の平面図を示す。
【図１６】第６実施例の光学装置の平面図を示す。
【図１７】第６実施例の光学装置の縦断面図を示す。
【符号の説明】
【００７２】
２：光学装置
１０；基板
１２：電極
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ：支柱
１６ａ，１６ｂ：電極
２０：可動層
２６ａ，２６ｂ：可動層支持部
２８：反射膜
３０：可動ミラー
Ｄ１：光学装置２の右方向
Ｄ２：光学装置２の左方向
Ｆ１：吸引力
θ１，θ２，θ３：傾斜角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの反射方向を変える光学装置であり、
基板と可動層支持部と可動層と可動ミラーとアクチュエータと可動ミラー支持部を備えており、
前記可動層支持部は、前記基板の表面から上方に伸びており、
前記可動層は、前記可動層支持部に連なっており、前記基板から間隙を隔てた高さで前記基板に対向して自由端に至るまで伸びており、
前記可動ミラーは、その基端が前記可動層の前記自由端側に連なっており、前記可動層の上方を前記可動層支持部側に向けて自由端に至るまで伸びており、前記可動層と反対側の面に反射面が形成されており、
前記アクチュエータは、前記可動層の前記自由端側を前記基板に向けて吸引する吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記基板の表面から前記可動ミラーの所定部分に向けて伸びており、その所定部分がそれ以上に基板に接近することを防止するものであり、
前記アクチュエータに吸引力を発生させると、前記可動層は、前記可動層の前記自由端が前記基板に近づく方向に前記基板に対して第１傾斜角だけ傾斜し、前記可動ミラーは、前記可動ミラーの前記自由端側が前記可動層から遠ざかる方向に前記可動層に対して第２傾斜角だけ傾斜し、その結果、前記可動ミラーが前記基板に対して第１傾斜角に第２傾斜角を加えた角度だけ傾斜することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記可動ミラーは、可動梁を介して前記可動層に連結していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記可動梁は、前記可動層の前記自由端側から上方に伸びている立ち上がり部に連なっているとともに前記可動層から間隔を隔てた高さで伸びており、
前記基板及び／又は前記可動層から前記可動ミラーの前記自由端側の下面に向けて伸びているとともに、前記アクチュエータが吸引力を発生しないときに前記可動ミラーの前記自由端側の下面に当接して前記可動ミラーを支持する可動ミラー補助支持部が存在していることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記可動ミラーの前記自由端側を前記基板側に吸引する別のアクチュエータが存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記可動層は、前記可動層支持部の一方側と他方側に伸びており、
前記可動ミラーは、前記可動層の前記一方側の前記自由端側に連なっており、
前記アクチュエータは、前記可動層の前記一方側と前記他方側のうちの任意の側を選択して前記自由端側を前記基板に向けて吸引する前記吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記可動層支持部よりも前記一方側に存在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記可動層支持部は、前記基板の表面の一方側と他方側にそれぞれ存在しており、
前記可動層は、前記一方側の可動層支持部から前記他方側の可動層支持部に向けて伸びる第１可動層と、前記他方側の可動層支持部から前記一方側の可動層支持部に向けて伸びる第２可動層を備えており、
前記可動ミラーは、前記一方側の端部が前記第２可動層の前記一方側の前記自由端側に連なっており、前記他方側の端部が前記第１可動層の前記他方側の前記自由端側に連なっており、
前記アクチュエータは、前記第１可動層と前記第２可動層のうちの任意の層を選択してその層の前記自由端側を前記基板に向けて吸引する前記吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記可動ミラーの前記一方側の前記端部の近傍と前記他方側の前記端部の近傍の少なくとも一方に存在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記可動ミラー支持部は支柱であり、
前記支柱は前記可動ミラーの前記一方側の前記端部の近傍と前記他方側の前記端部の近傍の双方に存在しており、
前記アクチュエータが前記第１可動層の前記他方側の前記自由端側に前記吸引力を発生しているときは、前記他方側の前記支柱の上端が前記可動ミラーの下面に当接しており、
前記アクチュエータが前記第２可動層の前記一方側の前記自由端側に前記吸引力を発生しているときは、前記一方側の前記支柱の上端が前記可動ミラーの下面に当接していることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項１】
光ビームの反射方向を変える光学装置であり、
基板と可動層支持部と可動層と可動ミラーとアクチュエータと可動ミラー支持部を備えており、
前記可動層支持部は、前記基板の表面から上方に伸びており、
前記可動層は、前記可動層支持部に連なっており、前記基板から間隙を隔てた高さで前記基板に対向して自由端に至るまで伸びており、
前記可動ミラーは、その基端が前記可動層の前記自由端側に連なっており、前記可動層の上方を前記可動層支持部側に向けて自由端に至るまで伸びており、前記可動層と反対側の面に反射面が形成されており、
前記アクチュエータは、前記可動層の前記自由端側を前記基板に向けて吸引する吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記基板の表面から前記可動ミラーの所定部分に向けて伸びており、その所定部分がそれ以上に基板に接近することを防止するものであり、
前記アクチュエータに吸引力を発生させると、前記可動層は、前記可動層の前記自由端が前記基板に近づく方向に前記基板に対して第１傾斜角だけ傾斜し、前記可動ミラーは、前記可動ミラーの前記自由端側が前記可動層から遠ざかる方向に前記可動層に対して第２傾斜角だけ傾斜し、その結果、前記可動ミラーが前記基板に対して第１傾斜角に第２傾斜角を加えた角度だけ傾斜することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記可動ミラーは、可動梁を介して前記可動層に連結していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記可動梁は、前記可動層の前記自由端側から上方に伸びている立ち上がり部に連なっているとともに前記可動層から間隔を隔てた高さで伸びており、
前記基板及び／又は前記可動層から前記可動ミラーの前記自由端側の下面に向けて伸びているとともに、前記アクチュエータが吸引力を発生しないときに前記可動ミラーの前記自由端側の下面に当接して前記可動ミラーを支持する可動ミラー補助支持部が存在していることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記可動ミラーの前記自由端側を前記基板側に吸引する別のアクチュエータが存在することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記可動層は、前記可動層支持部の一方側と他方側に伸びており、
前記可動ミラーは、前記可動層の前記一方側の前記自由端側に連なっており、
前記アクチュエータは、前記可動層の前記一方側と前記他方側のうちの任意の側を選択して前記自由端側を前記基板に向けて吸引する前記吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記可動層支持部よりも前記一方側に存在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
前記可動層支持部は、前記基板の表面の一方側と他方側にそれぞれ存在しており、
前記可動層は、前記一方側の可動層支持部から前記他方側の可動層支持部に向けて伸びる第１可動層と、前記他方側の可動層支持部から前記一方側の可動層支持部に向けて伸びる第２可動層を備えており、
前記可動ミラーは、前記一方側の端部が前記第２可動層の前記一方側の前記自由端側に連なっており、前記他方側の端部が前記第１可動層の前記他方側の前記自由端側に連なっており、
前記アクチュエータは、前記第１可動層と前記第２可動層のうちの任意の層を選択してその層の前記自由端側を前記基板に向けて吸引する前記吸引力を発生し、
前記可動ミラー支持部は、前記可動ミラーの前記一方側の前記端部の近傍と前記他方側の前記端部の近傍の少なくとも一方に存在していることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
前記可動ミラー支持部は支柱であり、
前記支柱は前記可動ミラーの前記一方側の前記端部の近傍と前記他方側の前記端部の近傍の双方に存在しており、
前記アクチュエータが前記第１可動層の前記他方側の前記自由端側に前記吸引力を発生しているときは、前記他方側の前記支柱の上端が前記可動ミラーの下面に当接しており、
前記アクチュエータが前記第２可動層の前記一方側の前記自由端側に前記吸引力を発生しているときは、前記一方側の前記支柱の上端が前記可動ミラーの下面に当接していることを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【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】
【公開番号】特開２０１０−５４６２８（Ｐ２０１０−５４６２８Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１７３３９（Ｐ２００８−２１７３３９）
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【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２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２６日（２００８．８．２６）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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