櫛歯型アクチュエータ

【課題】櫛歯同士の貼り付きが生じない櫛歯型アクチュエータを提供する。
【解決手段】光偏向器は、可動板１０１と、可動板１０１を回転軸１１１の回りに傾斜可能に支持する一対のトーションバー１０２と、トーションバー１０２が接続された固定部１０３を有している。可動板１０１は、複数の導電性の可動櫛歯１０４，１０７を有している。固定部１０３は、複数の複合固定櫛歯１０５，１０８を有している。複合固定櫛歯１０５は、複数の導電性の固定櫛歯１０５ｂを有している。複合固定櫛歯１０５はまた、外部衝撃などによる可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂの接触を防止する複数の導電性のストッパー１０５ａを有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、櫛歯型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信におけるスイッチング素子や光学機器内で光ビームを走査する光スキャナ等にＭＥＭＳ技術を利用したマイクロミラーデバイスが利用されている。ＭＥＭＳミラーには通常、大振れ角、低電力駆動という特性が求められており、そのために櫛歯型の静電アクチュエータを利用する方法が知られている。
【０００３】
櫛歯型アクチュエータを利用したＭＥＭＳミラーの例が例えば特開平１１−５２２７８号公報に開示されている。
【０００４】
図１２に、この先行技術のＭＥＭＳミラーを示す。ミラー２はトーションバー３ａ，３ｂにより支持基板１に固定され、パッド４ａ，４ｂに接続されている。ミラー２の少なくとも周辺領域あるいは表面には、導電性を有する電極５が設けられている。支持基板１から絶縁層６を介して導電性材料で構成される固定電極７ａ，７ｂが形成され、パッド８ａ，８ｂに接続されている。固定電極７ａ，７ｂは、ミラー電極５の平面高さより高い平面内に位置している。ミラー電極５と固定電極７ａ，７ｂは、それぞれの凹凸を互いに対向させ、各平面上で相互に重ならない位置に形成される。パッド４ａ，４ｂおよびパッド８ａ，８ｂを介してミラー電極５及び固定電極７ａ，７ｂに電圧を印加することで静電力が加わり、ミラー２はトーションバー３ａ，３ｂの捩れにより垂直方向に揺動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５２２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先行技術に示したような櫛歯型アクチュエータは、従来の平行平板型アクチュエータに比べて、静電ギャップを小さくすることで大きな静電トルクを発生させることが可能であり、ＭＥＭＳミラーの大振れ角化、低電圧化に有利である。
【０００７】
一方で、櫛歯型アクチュエータは静電ギャップが小さいことから、平行平板型アクチュエータに比べて、外的な衝撃に対して弱い。動作時に衝撃による外力により櫛歯間の静電ギャップに変動が生じると、櫛歯側面の静電引力のバランスがずれて変動が増長される。そのバランスのずれにより、ミラー板のミラー面法線回りの回転及び、各櫛歯の曲げ変形が生じる。それらの変動が大きくなると、電極間でプルインが生じて櫛歯同士が接触してしまう場合がある。通常、電位差を持った電極同士が直接接触すると電極間に瞬時に大電流が流れる。その結果、電極同士の融着による貼り付きが生じて復帰不能な状態となることがある。
【０００８】
このような現象を防ぐひとつの手法は、静電ギャップを十分に広げることであるが、これでは、必要以上に静電トルクを抑えたような設計にせざるを得ない。
【０００９】
したがって、櫛歯の接触による貼り付きが生じない櫛歯型アクチュエータが求められる。
【００１０】
本発明は、このような実状を考慮して成されたものであり、その目的は、櫛歯同士の接触による貼り付きが生じない櫛歯型アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による櫛歯型アクチュエータは、可動板と、前記可動板を回転軸の回りに傾斜可能に支持する一対の弾性部材と、前記弾性部材が接続された固定部と、前記可動板に設けられた複数の導電性の可動櫛歯と、前記固定部に設けられた複数の導電性の固定櫛歯と、前記可動櫛歯と前記固定櫛歯の接触を防止する複数の導電性のストッパーを有している。前記ストッパーと前記可動櫛歯は同電位にある。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、櫛歯同士の接触による貼り付きが生じない櫛歯型アクチュエータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の櫛歯型アクチュエータを用いた光偏向器の上面図である。
【図２】図１の光偏向器のＡ−Ａ’断面図である。
【図３】図１に示した櫛歯構造の斜視図である。
【図４】位置ずれが生じていない状態にある可動櫛歯に働く静電引力を示している。
【図５】位置ずれが生じた状態にある可動櫛歯に働く静電引力を示している。
【図６】第１実施形態の変形例の櫛歯構造の斜視図である。
【図７】第２実施形態の櫛歯構造の斜視図である。
【図８】図３の櫛歯構造をもつ櫛歯型アクチュエータを駆動した時のＢ−Ｂ’断面の電気力線の概念図である。
【図９】図７の櫛歯構造をもつ櫛歯型アクチュエータを駆動した時のＣ−Ｃ’断面の電気力線の概念図である。
【図１０】第２実施形態の変形例の櫛歯構造の斜視図である。
【図１１】図１０の櫛歯構造をもつ櫛歯型アクチュエータを駆動した時のＤ−Ｄ’断面の電気力線の概念図である。
【図１２】従来の櫛歯型アクチュエータの上面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
（構成）
本実施形態は、櫛歯型アクチュエータを用いた光偏向器である。図１に、本実施形態の光偏向器の上面図を示し、図２に、図１の光偏向器のＡ−Ａ’断面図を示す。また図３に、図１と図２に示した櫛歯構造（可動櫛歯と複合固定櫛歯）の斜視図を示す。
【００１５】
図２に示すように、光偏向器は、構造的には、デバイス層として利用される第一層２０１と第二層２０２と支持層２０３と、それらの間に介在する二つの絶縁層２０４，２０５とから構成される。第一層２０１と第二層２０２と支持層２０３は導電性材料で構成されており、絶縁層２０４，２０５を介して積層されている。絶縁層２０４，２０５は第一層２０１と第二層２０２と支持層２０３を電気的に分離している。第一層２０１と第二層２０２と支持層２０３は例えばＰ、Ａｕ、Ｂ等の不純物がドープされて導電性を持ったシリコンで構成され、絶縁層２０４，２０５は例えばシリコン酸化膜によって構成される。
【００１６】
図１に示すように、光偏向器は、可動板１０１と、可動板１０１を回転軸１１１の回りに傾斜可能に支持する一対のトーションバー１０２と、トーションバー１０２が接続された固定部１０３を有している。可動板１０１はトーションバー１０２を介して固定部１０３に接続されている。トーションバー１０２は、回転軸１１１を中心軸としてねじれ変形可能な弾性部として機能し、したがって、可動板１０１は、トーションバー１０２によって、固定部１０３に対して回転軸１１１の回りに傾斜可能に支持されている。回転軸１１１は、トーションバー１０２の内部を通って延びており、例えばトーションバー１０２の中心軸に一致する。
【００１７】
可動板１０１は、その上面に反射面１１０を有している。反射面１１０は例えば金の薄膜などで構成される。また可動板１０１は、複数の導電性の可動櫛歯１０４，１０７を有している。可動櫛歯１０４，１０７は、それぞれ可動板１０１の両側から外側に向かって、可動板１０１の面（例えば反射面１１０が形成された上面）に平行かつ回転軸１１１に垂直な方向に延在している。可動櫛歯１０４，１０７は、回転軸１１１に平行な方向に間隔を置いて配置されている。
【００１８】
固定部１０３は、複数の複合固定櫛歯１０５，１０８を有している。複合固定櫛歯１０５，１０８は、それぞれ固定部１０３の両側から内側に向かって、固定部１０３の面に平行かつ回転軸１１１に垂直な方向に延在している。複合固定櫛歯１０５，１０８は、回転軸１１１に平行な方向に間隔を置いて配置されている。
【００１９】
代表的に複合固定櫛歯１０５について述べると、図２と図３に示すように、複合固定櫛歯１０５は、複数の導電性の固定櫛歯１０５ｂと、複数の導電性のストッパー１０５ａを有している。固定櫛歯１０５ｂとストッパー１０５ａは絶縁部１０５ｃを介して機械的に接続されている。ストッパー１０５ａは、外部衝撃などによる可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂの接触を防止する機能を有する。このため、ストッパー１０５ａは固定櫛歯１０５ｂよりも櫛歯隣接方向の断面幅（回転軸１１１に平行な方向の寸法）が大きくなっている。ストッパー１０５ａと固定櫛歯１０５ｂは長さ（延在方向の寸法）が同じであり、いずれも直方体形状をしている。ストッパー１０５ａの櫛歯隣接方向の断面幅は一定である。
【００２０】
図１に示すように、可動櫛歯１０４，１０７は、非傾斜時の可動板１０１の面に平行な平面への投影において、それぞれ、複合固定櫛歯１０５，１０８の間にすき間を置いて配置されている。代表的に可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５について述べると、図２に示すように、可動板１０１が傾斜していない状態において、可動櫛歯１０４は、高さ方向（非傾斜時の可動板１０１の面の法線方向）に関して、ストッパー１０５ａとは同じ位置にあり、固定櫛歯１０５ｂとは異なる位置にある。可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂは、回転軸１１１に平行な方向に一定の静電ギャップをもって配置されている。
【００２１】
本実施形態では、非傾斜時の可動板１０１の面に平行な平面への投影において、可動櫛歯１０４，１０７がそれぞれ複合固定櫛歯１０５，１０８の間に配置されているが、反対に、複合固定櫛歯１０５，１０８がそれぞれ可動櫛歯１０４，１０７の間に配置されていてもよい。
【００２２】
複合固定櫛歯１０５は、構造的には、第一層２０１と絶縁層２０４と第二層２０２から構成されている。ストッパー１０５ａは第一層２０１から構成され、固定櫛歯１０５ｂは第二層２０２から構成されている。ストッパー１０５ａと固定櫛歯１０５ｂは、絶縁層２０４から構成された絶縁部１０５ｃによって電気的に絶縁されている。固定櫛歯１０５ｂは、第二層２０２から構成された固定電極配線１０６を通して外部の電圧源に接続される。固定櫛歯１０５ｂは、第二層２０２を材料として、固定電極配線１０６と一体的に形成されている。ストッパー１０５ａは、導電性の第一層２０１を材料として、可動板１０１とトーションバー１０２と固定部１０３の第一層部１０３ａと可動櫛歯１０４と一体に形成されている。したがって、ストッパー１０５ａと固定部１０３の第一層部１０３ａとトーションバー１０２と可動板１０１と可動櫛歯１０４は互いに電気的に接続されており、外部に配線を取り出すことにより同電位とすることが可能となっている。
【００２３】
ここまでは、可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５と固定電極配線１０６について記したが、可動櫛歯１０７と複合固定櫛歯１０８と固定電極配線１０９についてもそれぞれの関係は同じとなっている。つまり、可動櫛歯１０７と複合固定櫛歯１０８と固定電極配線１０９の構成は、可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５と固定電極配線１０６の構成と同様になっている。複合固定櫛歯１０８の固定櫛歯は、固定電極配線１０９は外部の電圧源に接続される。したがって、複合固定櫛歯１０５の固定櫛歯１０５ｂと複合固定櫛歯１０８の固定櫛歯には、独立に電位を与えることが可能となっている。
【００２４】
本実施形態の光偏向器は例えば以下の方法によって作製される。第一層２０１と絶縁層２０４と第二層２０２から成るＳＯＩ基板を用意する。まず、熱酸化により絶縁層２０５を形成し、例えばＴＭＡＨなどにより絶縁層２０５を第二層２０２のパターンにエッチングする。次に、支持層２０３となる別に用意したシリコン基板を絶縁層２０５に直接接合により接合する。これを支持層２０３側に支持層開口に対応したマスクをして絶縁層２０４に達するまでＤｅｅｐＲＩＥエッチングすることで、支持層２０３と絶縁層２０５によってマスクされた第二層２０２の形状が形成される。続けて、絶縁層２０４，２０５の露出部をＨＦによるエッチングなどを利用して取り除く。最後に、反射面側から第一層２０１の形状をＤｅｅｐＲＩＥによりエッチングし、反射面１１０を蒸着することで完成となる。最終的に第一層２０１と第二層２０２が例えば数μｍから数十μｍ程度に薄くする必要がある場合には、第一層２０１の厚い基板を用意して、接合工程の後に研磨により薄膜化してもよい。ここに説明した作製方法は単なる一例であり、作製方法はこれに限定されるものではない。
【００２５】
（作用・効果）
以下に本実施形態の駆動方法を記す。固定部１０３の第一層部１０３ａと接続した配線は、例えばグラウンド電位に接続する。第一層２０１は全て一体に形成されているため、トーションバー１０２と可動板１０１と可動櫛歯１０４は全てグラウンド電位となる。また、周囲の電位を安定させるためには固定部１０３の第二層部１０３ｂと支持層２０３もグランド電位に落とすことが望ましい。一方で、固定櫛歯１０５ｂには固定電極配線１０６を介して任意の電圧Ｖ１が与えられる。これにより、可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂの間に静電引力が生じる。電極間のアライメントが理想的に出来ている場合、つまり各櫛歯間の静電ギャップが同一である場合においては個々の可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂの側面に働く力の合力は反射面１１０と垂直な方向となり、可動櫛歯１０４は反射面１１０と垂直な方向に引き寄せられる。そのため、トーションバー１０２を軸として回転軸１１１を中心とした回転動作をし、可動板１０１を傾斜させることが出来る。ここまでは可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５と固定電極配線１０６で示したが、可動櫛歯１０７と複合固定櫛歯１０８と固定電極配線１０９も同様の関係となっており、固定電極配線１０９にも任意の電圧Ｖ２を印加することが出来る。Ｖ１，Ｖ２の電圧によって可動板１０１は基板平面に対して回転軸１１１回りの両方向に駆動することが可能である。ここで、外部から反射面１１０にレーザー光などの光ビームを当てると任意の方向に偏向することが出来る。
【００２６】
本実施形態に示すような櫛歯型アクチュエータでは、大振れ角化や低電力化を達成するためには駆動力を高めることが要求される。そのためには、静電ギャップを縮小したり、櫛歯数を増やしたり櫛歯長を広げたりして対向面積を大きくしたりすることで静電容量を大きくし、かつトルクを大きくするために回転軸から遠い位置に配置するのがよい。特にデバイスの小型化、アレイ化等が求められて櫛歯の設置領域が限られる場合には、櫛歯をより密にし、細い櫛歯をより狭い静電ギャップで敷き詰めることが必要となってくる。
【００２７】
しかし、例えば外部衝撃等により可動板１０１を回転軸１１２の回りに変動させる力が加わることで、可動櫛歯１０４と固定櫛歯１０５ｂが相対的にずれると櫛歯側面方向の力は完全には打ち消されなくなり、櫛歯間の静電ギャップが狭い方へ働く力が生じる。位置ずれの有無による駆動時に可動櫛歯に加わる静電引力の違いを図４と図５に示す。図４は、可動櫛歯１０４に位置ずれが生じていない理想的な状態を示しており、櫛歯側面に働く静電引力Ｆ１，Ｆ２は同じ大きさで左右方向に釣り合っている。一方、図５は、櫛歯隣接方向への外的衝撃による力Ｆ３によって可動櫛歯１０４に位置ずれが生じた状態を示しており、この場合には静電ギャップが小さい側の静電引力Ｆ１が逆側の静電引力Ｆ２よりも大きくなる。この結果として、図１に示す回転軸１１２を中心とする可動板１０１の回転動作や、個々の可動櫛歯１０４や複合固定櫛歯１０５の曲がりが生じる。これらの変動が一定以上に大きくなるとプルインが生じて可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５が接触してしまう。このような接触は駆動力を高めるために櫛歯を密に配列したり、回転軸から離したりするほど顕著に起こりやすくなる。
【００２８】
通常、動作中に上記のような接触が生じないように設計がなされるが、駆動力を落とす必要が生じる。さらに、実際には使用条件を超えるような意図しない大きな衝撃が加わり接触が生じてしまうことがある。図１２に示した従来の櫛歯アクチュエータの場合、接触するのは電位差を持った櫛歯電極同士となる。電位差を持った電極が接触すると大電流が流れ電極同士が融着し貼り付いてしまうため、その時点で復帰不能な状態となる。
【００２９】
本実施形態では、可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５の接触が起こったとしても、可動櫛歯１０４と接触するのは、可動櫛歯１０４と同電位にあるストッパー１０５ａに限られ、固定櫛歯１０５ｂが可動櫛歯１０４と直接接触することはない。そのため、櫛歯電極同士の貼り付きは生じない。つまり、強い衝撃が加わって一時的に櫛歯同士が接触したとしても即時に復帰不能な状態とはならない。
【００３０】
なお、上記のような櫛歯電極の接触は例えば輸送中に発生する静電気等による過電圧などによっても引き起こされる。また、衝撃により櫛歯の変動が生じた場面の例を示したが、製造誤差などにより櫛歯の初期的な位置がずれている場合にも同様に、回転軸１１２を中心とする可動板１０１の回転動作や、個々の可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５の曲がりは生じる。そのような場合においても、可動櫛歯１０４と接触するのは、可動櫛歯１０４と同電位にあるストッパー１０５ａのみであるので、櫛歯の貼り付き生じない。
【００３１】
したがって、本実施形態により、櫛歯の貼り付きが発生しにくく信頼性の高い櫛歯型アクチュエータ、及びそれを搭載した製品を提供することが出来る。
【００３２】
なお、これまでに示した実施形態では、第一層２０１と第二層２０２をシリコンで構成しているが、それに限定するものではなく、例えばポリシリコンなどで構成してもよい。絶縁層２０４，２０５についてもシリコン酸化膜である必要は無く、例えばシリコン窒化膜などを使用してもよい。支持層２０３については例えばＡｕ接合や接着により接合することも可能であり、強度が保たれていればなくても問題ない。ストッパーが反射面側にある必要はなく、第一層２０１と第二層２０２の構成は入れ替わっても問題ない。また、ストッパーを設けるのは固定櫛歯側にのみ限定されたものではなく、可動櫛歯側であってもよい。また、ストッパーは必ずしも可動櫛歯と同じ厚さでなくてもよく、可動櫛歯と対向する部分を持っていればよい。
【００３３】
＜第１実施形態の変形例＞
（構成）
図６に、本実施形態の変形例における櫛歯構造を示す。ここに示す可動櫛歯３０４と複合固定櫛歯３０５は、図１〜図３における可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５にそれぞれ対応するものであり、その他の構造は図１と図２と同様である。ストッパー３０５ａと固定櫛歯３０５ｂと絶縁部３０５ｃはいずれも、非傾斜時の可動板１０１の面に平行な平面への投影における形状が矩形ではなく、先端に向かうほど細くなる台形をしている。つまり、ストッパー３０５ａと固定櫛歯３０５ｂはいずれも先端に近付くにつれて回転軸１１１に平行な方向の寸法が小さくなっている。可動櫛歯３０４も同様に、先端に近付くにつれて回転軸１１１に平行な方向の寸法が小さくなっている。複合固定櫛歯３０５において、非傾斜状態の可動板１０１の面の法線方向に平行かつ回転軸１１１に平行な同一断面において、ストッパー３０５ａは固定櫛歯３０５ｂよりも櫛歯隣接方向の断面幅が大きくなっている。ここでは、同一断面においてストッパー３０５ａが固定櫛歯３０５ｂよりも櫛歯隣接方向の断面幅が大きければよく、例えばストッパー３０５ａの先端付近は固定櫛歯３０５ｂの付け根側よりも幅が細くてもよい。
【００３４】
（作用・効果）
先端を細い構造とすることで同一のピッチをもつ矩形の櫛歯と比較して静電引力を保ちつつ相対的に櫛歯の接触方向の曲げ剛性を高めることが出来る。よって、外的衝撃等に対して櫛歯自身の曲げによって２次的に引き起こされる可動板１０１の不安定性を減らすことが出来る。この例においても第１実施形態と同様に、外的衝撃等によって可動櫛歯３０４と複合固定櫛歯３０５の接触が生じたとしても、同電位である可動櫛歯３０４とストッパー３０５ａが接触するため、櫛歯電極同士の貼り付きは生じない。
【００３５】
したがって、本変形例によれば、動作中の外的衝撃に対する不安定さを軽減し、かつ第１実施形態と同等の貼り付き防止効果をもった櫛歯型アクチュエータを提供することが出来る。
【００３６】
＜第２実施形態＞
（構成）
図７に、第２実施形態の櫛歯構造を示す。ここに示す可動櫛歯４０４と複合固定櫛歯４０５は、図１〜図３における可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５にそれぞれ対応するものであり、その他の構造は図１と図２と同様である。複合固定櫛歯４０５は、第１実施形態と同様に、絶縁部４０５ｃを介して機械的に接続されたストッパー４０５ａと固定櫛歯４０５ｂを有している。ストッパー４０５ａは、櫛歯隣接方向の断面幅は部分的に異なっている。具体的には、ストッパー４０５ａの櫛歯隣接方向の断面幅は、先端部分と、付け根付近かつ可動櫛歯４０４に対向している部分でのみ、固定櫛歯４０５ｂよりも大きくなっており、その他の部分では固定櫛歯４０５ｂと同じになっている。
（作用・効果）
図８に、第１実施形態の櫛歯アクチュエータを駆動させたときの図３に示すＢ−Ｂ’断面に生じる電気力線の概念図を示す。電位を持つ固定櫛歯１０５ｂから伸びた電気力線の一部はグラウンド電位である可動櫛歯１０４に吸収され、一部は同じくグラウンド電位であるストッパー１０５ａに吸収される。固定櫛歯１０５ｂと可動櫛歯１０４との静電ギャップに対して、ストッパー１０５ａの櫛歯隣接方向の断面幅が相対的に大きくなるほどストッパー１０５ａに吸収される電界の割合は多くなる。つまり、可動櫛歯に働く静電引力が相対的に小さくなり駆動力が減少する。
【００３７】
図９に、本実施形態の櫛歯アクチュエータを駆動させたときの図７に示すＣ−Ｃ’断面に生じる電気力線の概念図を示す。本実施形態では櫛歯中腹部であるＣ−Ｃ’断面ではストッパー４０５ａの櫛歯隣接方向の断面幅は固定櫛歯４０５ｂと等しく、櫛歯隣接方向に突き出した部分は存在しない。そのため第１実施形態と比較してストッパー４０５ａによる電界の吸収を抑えることが出来る。
【００３８】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に動作中の外部衝撃等による回転軸１１２を中心とする可動板１０１の回転動作や、個々の可動櫛歯４０４や複合固定櫛歯４０５の曲がりによる接触が生じたときに、最初に可動櫛歯４０４に接触するのは、可動櫛歯４０４と同電位であるストッパー４０５ａである。そのため、動作条件を超えるような衝撃が加わっても貼り付きは生じず、即時に復帰不能な状態とはならない。
【００３９】
よって、本実施形態では第１実施形態と同等に櫛歯の貼り付きが発生しにくく、より大振れ角、低電圧化に有利な櫛歯型アクチュエータを提供することが出来る。
【００４０】
なお、ここでは、可動櫛歯４０４とストッパー４０５ａと固定櫛歯４０５ｂはいずれも、非傾斜時の可動板１０１の面に平行な平面への投影において、矩形を組み合わせた形状をしているが、それぞれの形状を特に制限するものではなく、例えば櫛歯、ストッパーの一部が台形や三角形などであってもよい。また、ストッパー４０５ａと固定櫛歯４０５ｂの長さは必ずしも等しくなくてもよい。
【００４１】
＜第２実施形態の変形例＞
（構成）
図１０に、本実施形態の変形例における櫛歯構造を示す。ここに示す可動櫛歯５０４と複合固定櫛歯５０５は、図１〜図３における可動櫛歯１０４と複合固定櫛歯１０５にそれぞれ対応するものであり、その他の構造は図１と図２と同様である。ストッパー５０５ａは固定櫛歯５０５ｂと長さが異なっており、複合固定櫛歯５０５の付け根付近にのみ存在し、部分的に可動櫛歯５０４に対向している。ストッパー５０５ａの櫛歯隣接方向の断面幅は一定であり、可動櫛歯５０４よりも大きい。また、絶縁部５０５ｃも固定櫛歯５０５ｂとストッパー５０５ａが挟み込む部分のみにある。固定櫛歯５０５ｂは、付け根付近を除き、単独で存在している。
（作用・効果）
図１１に、本実施形態の櫛歯アクチュエータを駆動させたときの図１０に示したＤ−Ｄ’断面に生じる電気力線の概念図を示す。本変形例では複合固定櫛歯５０５の付け根付近を除く部分にはストッパー５０５ａが存在しないため、電界は吸収されず、大部分を駆動力とすることが出来る。そのため、第１実施形態、第２実施形態と比較して駆動力を大きくすることが出来る。
【００４２】
本実施形態においても、固定櫛歯５０５ｂの接触方向の剛性が可動板１０１の回転軸１１２を中心とする回転動作や可動櫛歯５０４の曲がりの剛性に比較して十分に強く設計されている場合、つまり、固定櫛歯５０５ｂの曲がりが櫛歯接触の主要因でない場合には、動作中の外部衝撃により可動櫛歯５０４と複合固定櫛歯５０５の接触が生じても最初に接触するのは、同電位である可動櫛歯５０４とストッパー５０５ａである。そのため櫛歯同士の貼り付きは生じず、即時に復帰不能な状態とはならない。
【００４３】
駆動力を変えずに固定櫛歯５０５ｂの接触方向の剛性を相対的に高めるには、ピッチは変えずに固定櫛歯５０５ｂを可動櫛歯５０４に対して相対的に太くする、櫛歯形状を台形にするなどの方法がある。また、櫛歯を配置出来るスペースが確保出来る場合には櫛歯は太く、短くして数を増やした方がよい。
【００４４】
本変形例によれば、固定櫛歯の接触方向の剛性が十分に確保出来る場合において、櫛歯の貼り付きが発生しにくく、より大振れ角、低電圧化に有利な櫛歯型アクチュエータを提供することが出来る。
【００４５】
なお、ここでは、可動櫛歯５０４とストッパー５０５ａと固定櫛歯５０５ｂはいずれも、非傾斜時の可動板１０１の面に平行な平面への投影において、矩形を組み合わせた形状をしているが、それぞれの形状を特に制限するものではなく、例えば櫛歯、ストッパーの一部が台形や三角形などであってもよい。
【００４６】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施形態を述べたが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。ここにいう様々な変形や変更は、上述した実施形態を適当に組み合わせた実施も含む。
【符号の説明】
【００４７】
１０１…可動板、１０２…トーションバー、１０３…固定部、１０３ａ…第一層部、１０３ｂ…第二層部、１０４…可動櫛歯、１０５…複合固定櫛歯、１０５ａ…ストッパー、１０５ｂ…固定櫛歯、１０５ｃ…絶縁部、１０６…固定電極配線、１０７…可動櫛歯、１０８…複合固定櫛歯、１０９…固定電極配線、１１０…反射面、１１１，１１２…回転軸、２０１…第一層、２０２…第二層、２０３…支持層、２０４，２０５…絶縁層、３０４…可動櫛歯、３０５…複合固定櫛歯、３０５ａ…ストッパー、３０５ｂ…固定櫛歯、３０５ｃ…絶縁部、４０４…可動櫛歯、４０５…複合固定櫛歯、４０５ａ…ストッパー、４０５ｂ…固定櫛歯、４０５ｃ…絶縁部、５０４…可動櫛歯、５０５…複合固定櫛歯、５０５ａ…ストッパー、５０５ｂ…固定櫛歯、５０５ｃ…絶縁部、Ｆ１，Ｆ２…静電引力、Ｆ３…外的衝撃による力、Ｖ１，Ｖ２…電圧。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動板と、
前記可動板を回転軸の回りに傾斜可能に支持する一対の弾性部材と、
前記弾性部材が接続された固定部と、
前記可動板に設けられた複数の導電性の可動櫛歯と、
前記固定部に設けられた複数の導電性の固定櫛歯と、
前記可動櫛歯と前記固定櫛歯の接触を防止する複数の導電性のストッパーを有し、
前記ストッパーと前記可動櫛歯は同電位にある、櫛歯型アクチュエータ。
【請求項２】
前記ストッパーと前記可動櫛歯は電気的に接続されており、前記固定櫛歯と前記ストッパーは絶縁部を介して機械的に接続されている、請求項１に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項３】
前記可動櫛歯は前記ストッパーの間に配置されており、前記ストッパーは少なくとも、前記固定櫛歯よりも前記回転軸に平行な方向の寸法が大きく、かつ前記可動櫛歯に対向している部分を有している、請求項２に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項４】
前記ストッパーと前記固定櫛歯は長さが同じであり、前記ストッパーの前記回転軸に平行な方向の寸法は一定である、請求項３に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項５】
前記ストッパーと前記固定櫛歯は長さが同じであり、前記ストッパーと前記固定櫛歯と前記可動櫛歯はいずれも先端に近付くにつれて前記回転軸に平行な方向の寸法が小さくなっており、非傾斜状態の前記可動板の面の法線方向に平行かつ前記回転軸に平行な同一断面において、前記ストッパーは前記固定櫛歯よりも前記回転軸に平行な方向の寸法が大きい、請求項３に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項６】
前記ストッパーと前記固定櫛歯は長さが同じであり、前記ストッパーの前記回転軸に平行な方向の寸法は部分的に異なっている、請求項３に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項７】
前記ストッパーは前記固定櫛歯と長さが異なっている、請求項３に記載の櫛歯型アクチュエータ。
【請求項８】
前記櫛歯型アクチュエータは、絶縁層を介して積層された導電性材料で構成された第一層と第二層を有し、前記可動櫛歯と前記ストッパーは前記第一層から構成され、前記固定櫛歯は前記第二層から構成され、前記絶縁部は前記絶縁層から構成されている、請求項２に記載の櫛歯型アクチュエータ。

【図１】