CN110799883A - 光学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的光学装置具备：弹性支撑部，其以可动部能够沿着第1方向移动的方式支撑可动部；第1梳齿电极，其具有多个第1梳齿；及第2梳齿电极，其具有多个第2梳齿。弹性支撑部具有：扭力棒，其沿着与第1方向垂直的第2方向延伸；及非线性缓和弹簧，其连接于扭力棒与可动部之间。非线性缓和弹簧构成为，在可动部在第1方向移动的状态下，非线性缓和弹簧绕第2方向的变形量小于扭力棒绕第2方向的变形量，且与第1方向及第2方向垂直的第3方向上的非线性缓和弹簧的变形量大于第3方向上的扭力棒的变形量。相邻的第1梳齿与第2梳齿在第2方向上彼此相对。

Description

光学装置
技术领域
本发明关于一种作为例如MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)装置构成的光学装置。
背景技术
作为MEMS装置，已知有如下光学装置，其具备：基座；可动部，其具有光学功能部；弹性支撑部，其连接于基座与可动部之间，以可动部能够沿着移动方向移动的方式支撑可动部；第1梳齿电极，其设置于基座，且具有多个第1梳齿；及第2梳齿电极，其设置于弹性支撑部，且具有与多个第1梳齿交替地配置的多个第2梳齿(例如参照专利文献1)。在此种光学装置中，有弹性支撑部包含当可动部沿着移动方向移动时发生扭转变形的扭力棒而构成的情形。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1：Thilo Sandner,Thomas Grasshoff,Harald Schenk，and AndreasKenda,"Out-of-plane translator MEMS actuator with extraordinary large strokefor optical path length modulation in miniaturized FTIR Spectrometers",SENSOR+TEST Conferences 2011,ProceedingsIRS2,pp.151-156
发明内容
[发明所要解决的问题]
在如上所述的光学装置中，根据弹性支撑部的构成，当可动部在移动方向上移动时，扭力棒会在与其延伸方向垂直的方向上弯曲变形。在该情形时，由于扭力棒一面弯曲一面扭转，故扭力棒的扭转变形产生非线性。此种非线性有使可动部的控制特性降低的担忧，因此，要求抑制产生。另外，要求如上所述的光学装置提高可靠性。
本发明的一方面的目的在于提供一种可抑制扭力棒的扭转变形产生非线性并且可获得较高的可靠性的光学装置。
[解决问题的技术手段]
本发明的一方面的光学装置具备：基座；可动部，其具有光学功能部；弹性支撑部，其连接于基座与可动部之间，以可动部能够沿着第1方向移动的方式支撑可动部；第1梳齿电极，其设置于基座，且具有多个第1梳齿；及第2梳齿电极，其设置于可动部及弹性支撑部的至少一者，且具有与多个第1梳齿交替地配置的多个第2梳齿；弹性支撑部具有沿着与第1方向垂直的第2方向延伸的扭力棒、及连接于扭力棒与可动部之间的非线性缓和弹簧，非线性缓和弹簧构成为，在可动部在第1方向移动的状态下，非线性缓和弹簧绕第2方向的变形量小于扭力棒绕第2方向的变形量，且与第1方向及第2方向垂直的第3方向上的非线性缓和弹簧的变形量大于第3方向上的扭力棒的变形量，且相邻的第1梳齿与第2梳齿在第2方向上彼此相对。
在该光学装置中，弹性支撑部具有连接于扭力棒与可动部之间的非线性缓和弹簧。非线性缓和弹簧构成为，在可动部在第1方向移动的状态下，非线性缓和弹簧绕第2方向的变形量小于扭力棒绕第2方向的变形量，且第3方向上的非线性缓和弹簧的变形量大于第3方向上的扭力棒的变形量。由此，当可动部在第1方向上移动时，非线性缓和弹簧较扭力棒幅度更小地绕第2方向变形，并且较扭力棒幅度更大地于第3方向上变形，由此可抑制扭力棒向第3方向的弯曲变形。其结果，可抑制扭力棒的扭转变形产生非线性。另一方面，在设置有非线性缓和弹簧的情形时，当作用外力时，第3方向上的第2梳齿电极的移动量相对容易变大。鉴于该点，在该光学装置中，相邻的第1梳齿与第2梳齿在第2方向上彼此相对，因此即便第2梳齿电极在第3方向上移动，第1梳齿与第2梳齿也不易彼此接近。因此，可抑制因梳齿彼此的接触引起的破损、或因梳齿彼此的接近引起的可动部的控制特性的降低。其结果，可获得较高的可靠性。因此，根据该光学装置，可抑制扭力棒的扭转变形产生非线性，并且可获得较高的可靠性。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为非线性缓和弹簧具有板状部，且第2方向上的板状部的长度长于扭力棒的长度。由此，可有效地抑制扭力棒的扭转变形产生非线性。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为非线性缓和弹簧具有一对板状部，且一对板状部在第3方向上彼此相对。由此，可有效地抑制扭力棒的扭转变形产生非线性。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为弹性支撑部进而具有：杆，其在一端部经由扭力棒而连接于非线性缓和弹簧；及电极支撑构件，其在自第1方向观察的情形时在杆与可动部之间延伸；且第2梳齿电极设置于电极支撑构件。由此，可确保第2梳齿电极的配置区域，从而可确保通过第1及第2梳齿电极产生的静电力的大小。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为弹性支撑部进而具有在一端部经由扭力棒而连接于非线性缓和弹簧的杆，且第2梳齿电极设置于杆。由此，可确保第2梳齿电极的配置区域，从而可确保通过第1及第2梳齿电极产生的静电力的大小。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为弹性支撑部具有一对杆，并且进而具有架设于一对杆间的连杆，且第2梳齿电极遍及一对杆及连杆而配置。由此，可有效地确保第2梳齿电极的配置区域，从而可较佳地确保通过第1及第2梳齿电极产生的静电力的大小。
在本发明的光学装置中，弹性支撑部也可进而具有连接于杆的另一端部与基座之间的扭力棒。由此，可实现可动部的移动量的增加。
在本发明的一方面的光学装置中，弹性支撑部也可进而具有：杆，其在一端部经由扭力棒而连接于非线性缓和弹簧；及扭力棒，其连接于杆的另一端部与基座之间。由此，可实现可动部的移动量的增加。
在本发明的一方面的光学装置中，也可为弹性支撑部进而具有：杆，其在一端部经由扭力棒而连接于非线性缓和弹簧；及电极支撑构件，其自杆延伸；且第2梳齿电极设置于电极支撑构件。由此，在使第1方向上的可动镜的移动量增加的情形时，也可确保第1梳齿电极与第2梳齿电极之间产生的静电力。
在本发明的光学装置中，非线性缓和弹簧也可具有在自第1方向观察的情形时蜿蜒地延伸的蜿蜒部。由此，可有效地抑制扭力棒的扭转变形产生非线性。
[发明的效果]
根据本发明的一方面，能够提供一种可抑制扭力棒的扭转变形产生非线性并且可获得较高的可靠性的光学装置。
附图说明
图1为具备一实施方式的光学装置的光模块的纵剖视图。
图2为图1所示的光学装置的纵剖视图。
图3为图2所示的光学装置的俯视图。
图4为表示绕Y轴方向的扭力棒及非线性缓和弹簧的变形量相对于可动镜的移动量的变化的曲线图。
图5为表示X轴方向上的扭力棒及非线性缓和弹簧的变形量相对于可动镜的移动量的变化的曲线图。
图6(a)及(b)为用以说明图3所示的光学装置的作用效果的图。
图7(a)及(b)为用以说明图3所示的光学装置的作用效果的图。
图8为表示非线性存在的情形及不存在的情形的各情形时的可动镜的移动量与作用于可动镜的回复力的关系的曲线图。
图9为表示实施方式及比较例的各个中的可动镜的移动量与作用于可动镜的回复力的关系的曲线图。
图10为表示非线性较小的情形时的可动镜的驱动频率与移动量的关系的曲线图。
图11为表示非线性较大的情形时的可动镜的驱动频率与移动量的关系的曲线图。
图12为光学装置的第1变化例的俯视图。
图13为光学装置的第2变化例的俯视图。
图14为光学装置的第3变化例的俯视图。
具体实施方式
以下，一面参照图式，一面对本发明的一方面的实施方式进行详细说明。再者，在各图中，对相同或相当要素标注相同符号，并省略重复部分。
[光模块的构成]
如图1所示，光模块1具备镜单元2及分光镜单元3。镜单元2具有光学装置10及固定镜21。光学装置10包含可动镜(可动部)11。在光模块1中，通过分光镜单元3、可动镜11及固定镜21对测定光L0构成干涉光学系统。此处，干涉光学系统为迈克尔逊干涉光学系统。
光学装置10除了包含可动镜11以外，还包含基座12、驱动部13、第1光学功能部17及第2光学功能部18。基座12具有主面12a。可动镜11具有沿着与主面12a平行的平面的镜面(光学功能部)11a。可动镜11以能够沿着与主面12a垂直的Z轴方向(平行于Z轴的方向、第1方向)移动的方式支撑于基座12。驱动部13使可动镜11沿着Z轴方向移动。第1光学功能部17在自Z轴方向观察的情形时，配置于与Z轴方向垂直的X轴方向(平行于X轴的方向、第3方向)上的可动镜11的一侧。第2光学功能部18在自Z轴方向观察的情形时，配置于X轴方向上的可动镜11的另一侧。第1光学功能部17及第2光学功能部18分别为设置于基座12的光通过开口部，朝Z轴方向上的一侧及另一侧开口。再者，在光模块1中，第2光学功能部18不用作光通过开口部。在将光学装置10应用于其他装置的情形时，既存在第1光学功能部17及第2光学功能部18的至少一者用作光学功能部的情况，又存在第1光学功能部17及第2光学功能部18的两者不用作光学功能部的情况。
固定镜21具有沿着与主面12a平行的平面(与Z轴方向垂直的平面)的镜面21a。固定镜21相对于基座12的位置固定。在镜单元2中，可动镜11的镜面11a及固定镜21的镜面21a朝向Z轴方向上的一侧(分光镜单元3侧)。
镜单元2除了具有光学装置10及固定镜21以外，还具有支撑体22、子安装基板23及封装体24。封装体24收容光学装置10、固定镜21、支撑体22及子安装基板23。封装体24包含底壁241、侧壁242及顶壁243。封装体24例如形成为长方体箱状。封装体24例如具有30×25×10(厚度)mm左右的尺寸。底壁241及侧壁242一体地形成。顶壁243在Z轴方向上与底壁241相对，且固定于侧壁242。顶壁243对于测定光L0具有透光性。在镜单元2中，由封装体24形成空间S。空间S例如经由设置于封装体24的透气孔或间隙等而开放至镜单元2的外部。在如此空间S并非气密空间的情形时，可抑制因来自存在于封装体24内的树脂材料的释气、或存在于封装体24内的水分等引起的镜面11a的污染或起雾等。再者，空间S也可为维持高真空度的气密空间、或填充有氮气等不活泼气体的气密空间。
在底壁241的内面，经由子安装基板23固定有支撑体22。支撑体22例如形成为矩形板状。支撑体22对于测定光L0具有透光性。在支撑体22中的与子安装基板23为相反侧的表面22a，固定有光学装置10的基座12。即，基座12由支撑体22支撑。在支撑体22的表面22a形成有凹部22b，在光学装置10与顶壁243之间形成有间隙(空间S的一部分)。由此，可防止当可动镜11沿着Z轴方向移动时可动镜11及驱动部13与支撑体22及顶壁243接触。
在子安装基板23形成有开口23a。固定镜21以位于开口23a内的方式，配置于支撑体22中的子安装基板23侧的表面22c。即，固定镜21配置于支撑体22中的与基座12为相反侧的表面22c。固定镜21在自Z轴方向观察的情形时，配置于X轴方向上的可动镜11的一侧。固定镜21在自Z轴方向观察的情形时，与光学装置10的第1光学功能部17重叠。
镜单元2进而具有多个引线接脚25及多条导线26。各引线接脚25以贯通底壁241的状态固定于底壁241。各引线接脚25经由导线26与驱动部13电连接。在镜单元2中，将用以使可动镜11沿着Z轴方向移动的电信号经由多个引线接脚25及多条导线26赋予至驱动部13。
分光镜单元3由封装体24的顶壁243支撑。具体而言，分光镜单元3通过光学树脂4固定于顶壁243中的与光学装置10为相反侧的表面243a。光学树脂4对于测定光L0具有透光性。
分光镜单元3具有半反射镜面31、全反射镜面32及多个光学面33a、33b、33c、33d。分光镜单元3通过将多个光学区块接合而构成。半反射镜面31例如由介电多层膜形成。全反射镜面32例如由金属膜形成。
光学面33a例如为与Z轴方向垂直的面，在自Z轴方向观察的情形时，与光学装置10的第1光学功能部17及固定镜21的镜面21a重叠。光学面33a使沿着Z轴方向入射的测定光L0透过。
半反射镜面31例如为相对于光学面33a倾斜45度的面，在自Z轴方向观察的情形时，与光学装置10的第1光学功能部17及固定镜21的镜面21a重叠。半反射镜面31使沿着Z轴方向入射至光学面33a的测定光L0的一部分沿着X轴方向反射且使该测定光L0的剩余部分沿着Z轴方向透过至固定镜21侧。
全反射镜面32为与半反射镜面31平行的面，在自Z轴方向观察的情形时与可动镜11的镜面11a重叠且在自X轴方向观察的情形时与半反射镜面31重叠。全反射镜面32将经半反射镜面31反射的测定光L0的一部分沿着Z轴方向反射至可动镜11侧。
光学面33b为与光学面33a平行的面，在自Z轴方向观察的情形时与可动镜11的镜面11a重叠。光学面33b使经全反射镜面32反射的测定光L0的一部分沿着Z轴方向透过至可动镜11侧。
光学面33c为与光学面33a平行的面，在自Z轴方向观察的情形时与固定镜21的镜面21a重叠。光学面33c使已透过半反射镜面31的测定光L0的剩余部分沿着Z轴方向透过至固定镜21侧。
光学面33d例如为与X轴方向垂直的面，在自X轴方向观察的情形时与半反射镜面31及全反射镜面32重叠。光学面33d使测定光L1沿着X轴方向透过。测定光L1为在可动镜11的镜面11a及全反射镜面32依次反射并透过半反射镜面31的测定光L0的一部分、与在固定镜21的镜面21a及半反射镜面31依次反射的测定光L0的剩余部分的干涉光。
在如以上那样构成的光模块1中，若测定光L0自光模块1的外部经由光学面33a入射至分光镜单元3，则测定光L0的一部分在半反射镜面31及全反射镜面32依次反射，朝向可动镜11的镜面11a前进。并且，测定光L0的一部分在可动镜11的镜面11a反射，在相同的光路(下述光路P1)上朝相反方向前进，并透过分光镜单元3的半反射镜面31。
另一方面，测定光L0的剩余部分透过分光镜单元3的半反射镜面31之后，通过第1光学功能部17，进而透过支撑体22，朝向固定镜21的镜面21a前进。并且，测定光L0的剩余部分在固定镜21的镜面21a反射，在相同的光路(下述光路P2)上朝相反方向前进，并在分光镜单元3的半反射镜面31反射。
已透过分光镜单元3的半反射镜面31的测定光L0的一部分、与在分光镜单元3的半反射镜面31反射的测定光L0的剩余部分成为作为干涉光的测定光L1，测定光L1自分光镜单元3经由光学面33d出射至光模块1的外部。根据光模块1，由于能够使可动镜11沿着Z轴方向高速地往返移动，故可提供小型且高精度的FTIR(傅立叶变换型红外分光分析仪)。
支撑体22对分光镜单元3与可动镜11之间的光路P1和分光镜单元3与固定镜21之间的光路P2之间的光路差进行修正。具体而言，光路P1为自半反射镜面31依次经由全反射镜面32及光学面33b到达至位于基准位置的可动镜11的镜面11a的光路，为测定光L0的一部分前进的光路。光路P2为自半反射镜面31依次经由光学面33c及第1光学功能部17到达至固定镜21的镜面21a的光路，为测定光L0的剩余部分前进的光路。支撑体22以光路P1的光路长度(考虑光路P1经过的各介质的折射率的光路长度)与光路P2的光路长度(考虑光路P2经过的各介质的折射率的光路长度)的差变小(例如成为0)的方式，修正光路P1与光路P2之间的光路差。再者，支撑体22例如可由与构成分光镜单元3的各光学区块相同的透光性材料形成。在该情形时，支撑体22的厚度(Z轴方向上的长度)可设为与X轴方向上的半反射镜面31和全反射镜面32的距离相同。
[光学装置的构成]
如图2及图3所示，可动镜11中镜面11a以外的部分、基座12、驱动部13、第1光学功能部17及第2光学功能部18由SOI(Silicon On Insulator，绝缘层上硅)基板50构成。即，光学装置10由SOI基板50构成。光学装置10例如形成为矩形板状。光学装置10例如具有15×10×0.3(厚度)mm左右的尺寸。SOI基板50包含支撑层51、装置层52及中间层53。具体而言，支撑层51为SOI基板50的第1硅层。装置层52为SOI基板50的第2硅层。中间层53为SOI基板50的绝缘层，配置于支撑层51与装置层52之间。可动镜11及驱动部13利用MEMS技术(图案化及蚀刻)而一体地形成于装置层52的一部分。
基座12由支撑层51、装置层52及中间层53形成。基座12的主面12a为装置层52中的与中间层53为相反侧的表面。基座12中与主面12a相对的主面12b为支撑层51中的与中间层53为相反侧的表面。在光模块1中，基座12的主面12a与支撑体22的表面22a彼此接合(参照图1)。
可动镜11具有本体部111、环状部112、一对连结部113、及壁部114。本体部111、环状部112、一对链接部113由装置层52形成。本体部111在自Z轴方向观察的情形时呈圆形状，但也可形成为八边形状等任意形状。在本体部111中的主面12b侧的表面111a，通过形成金属膜而设置有镜面11a。环状部112沿着本体部111的外缘延伸，且在自Z轴方向观察的情形时以包围本体部111的方式形成为环状。环状部112的内缘及外缘于自Z轴方向观察的情形时呈八边形状，但也可形成为圆形状等任意形状。一对连结部113相对于本体部111分别配置于与Z轴方向及X轴方向垂直的Y轴方向(平行于Y轴的方向、第2方向)的一侧与另一侧。各连结部113将本体部111与环状部112彼此连结。
壁部114由支撑层51及中间层53形成。壁部114具有内侧壁部114a、外侧壁部114b及一对连结部114c。内侧壁部114a设置于本体部111的表面111a。内侧壁部114a在自Z轴方向观察的情形时包围镜面11a。作为一例，内侧壁部114a以如下方式设置于本体部111的表面111a，即，在自Z轴方向观察的情形时，在本体部111的外缘的内侧沿着该外缘，且在自Z轴方向观察的情形时，在镜面11a的外缘的外侧沿着该外缘。
外侧壁部114b设置于环状部112中的主面12b侧的表面112a。作为一例，外侧壁部114b以如下方式设置于环状部112的表面112a，即，在自Z轴方向观察的情形时，在环状部112的外缘的内侧沿着该外缘，且在自Z轴方向观察的情形时，在环状部112的内缘的外侧沿着该内缘。一对连结部114c分别设置于一对连结部113中的主面12b侧的表面。各连结部114c将内侧壁部114a与外侧壁部114b彼此连结。
可动镜11进而具有一对支架116。各支架116由装置层52形成。各支架116在自Z轴方向观察的情形时呈矩形状。一个支架116以向第1光学功能部17侧突出的方式，设置于环状部112中的第1光学功能部17侧的表面。另一个支架116以向第2光学功能部18侧(与第1光学功能部17为相反侧)突出的方式，设置于环状部112中的第2光学功能部18侧的表面。
驱动部13具有第1弹性支撑部14、第2弹性支撑部15及致动器部16。第1弹性支撑部14、第2弹性支撑部15及致动器部16由装置层52形成。
第1弹性支撑部14及第2弹性支撑部15的各个连接于基座12与可动镜11之间。第1弹性支撑部14及第2弹性支撑部15以可动镜11能够沿Z轴方向移动的方式支撑可动镜11。
第1弹性支撑部14包含一对杆141、一对支架142、连杆143、一对电极支撑构件144、一对支架145、连杆146、一对第1扭力棒147、一对第2扭力棒148、及一对非线性缓和弹簧149。一对杆141自可动镜11侧沿着与Z轴方向垂直的平面向Y轴方向上的第1光学功能部17的两侧延伸。在本实施方式中，一对杆141自可动镜11与第1光学功能部17之间，沿着基座12的主面12a向Y轴方向上的第1光学功能部17的两侧延伸。
各杆141具有配置于可动镜11侧的第1部分141a、及相对于第1部分141a配置于与可动镜11为相反侧的第2部分141b。在一对杆141中，第1部分141a以越是远离可动镜11则越是彼此分离的方式倾斜地延伸。各第2部分141b沿着X轴方向延伸。
一对支架142以向可动镜11侧突出的方式，设置于第1部分141a中的可动镜11侧的表面。各支架142在自Z轴方向观察的情形时，呈向同一侧弯曲成曲柄状的形状。连杆143架设于各杆141中的可动镜11侧的端部141c间。连杆143沿着Y轴方向延伸。
各电极支撑构件144在自Z轴方向观察的情形时呈矩形状。一个电极支撑构件144在一个杆141与可动镜11之间延伸，且在Y轴方向上较可动镜11向外侧突出。另一个电极支撑构件144在另一个杆141与可动镜11之间延伸，且在Y轴方向上较可动镜11向外侧突出。一对电极支撑构件144在自Z轴方向观察的情形时，配置于与Y轴方向平行的相同中心线上。
一对支架145以向第1光学功能部17侧突出的方式，设置于电极支撑构件144中的第1光学功能部17侧的表面。各支架145在自Z轴方向观察的情形时，呈向同一侧(其中，与各支架142为相反侧)弯曲成曲柄状的形状。一个支架145的前端部在Y轴方向上与一个支架142的前端部相对。另一个支架145的前端部在Y轴方向上与另一个支架142的前端部相对。
连杆146架设于各电极支撑构件144中的内侧的端部间。连杆146在自Z轴方向观察的情形时，呈朝向可动镜11侧开口的大致U字状。连杆146在Y轴方向上与可动镜11的一个支架116相对。更详细而言，连杆146具有沿X轴方向延伸且在Y轴方向上彼此相对的一对边部146a，一个支架116配置于一对边部146a间。
在一个支架142的前端部与一个支架145的前端部之间、及另一个支架142的前端部与另一个支架145的前端部之间，分别架设有第1扭力棒147。在彼此朝相反侧弯曲成曲柄状的支架142与支架145之间，架设有第1扭力棒147。即，各杆141的端部141c经由第1扭力棒147连接于电极支撑构件144。一对第1扭力棒147配置于与Y轴方向平行的相同轴线上。
在一个杆141中的与可动镜11为相反侧的端部141d与基座12之间、及另一个杆141中的与可动镜11为相反侧的端部141d与基座12之间，分别架设有第2扭力棒148。即，各杆141的端部141d经由第2扭力棒148连接于基座12。一对第2扭力棒148配置于与Y轴方向平行的相同轴线上。在各杆141的端部141d，设置有向Y轴方向上的外侧突出的突出部141e，且第2扭力棒148连接于突出部141e。
一对非线性缓和弹簧149相对于可动镜11的一个支架116分别配置于Y轴方向的一侧与另一侧。各非线性缓和弹簧149经由一个支架116连接于可动镜11，并且经由连杆146、电极支撑构件144及支架145连接于第1扭力棒147。即，各非线性缓和弹簧149连接于可动镜11与第1扭力棒147之间。各非线性缓和弹簧149具有架设于一个支架116与连杆146的一对边部146a之间的一对板状部149a。
各板状部149a呈与X轴方向垂直的平板状。在一个非线性缓和弹簧149中，一对板状部149a在X轴方向上彼此相对。一对非线性缓和弹簧149中，位于X轴方向上的一侧的板状部149a沿着与X轴方向垂直的一个平面配置，位于X轴方向上的另一侧的板状部149a沿着与X轴方向垂直的另一个平面配置。
各板状部149a例如形成为长度(Y轴方向上的长度)380μm、宽度(X轴方向上的长度)5～10μm、厚度(Z轴方向上的长度)70μm左右。各板状部149a的长度较第1扭力棒147的长度及第2扭力棒148的长度的各个长。各板状部149a的宽度较第1扭力棒147的宽度及第2扭力棒148的宽度的各个窄。再者，在板状部149a中的支架116侧及边部146a侧的至少一侧的端部设置有越是远离该端部则宽度越大的扩宽部的情形时，板状部149a的长度是指不包含该扩宽部的板状部149a的长度。该点对于第1扭力棒147及第2扭力棒148、以及下述的第1扭力棒157、第2扭力棒158及板状部159a的各个也同样。
第2弹性支撑部15包含一对杆151、一对支架152、连杆153、一对电极支撑构件154、一对支架155、连杆156、一对第1扭力棒157、一对第2扭力棒158、及一对非线性缓和弹簧159。一对杆151自可动镜11侧沿着与Z轴方向垂直的平面向Y轴方向上的第2光学功能部18的两侧延伸。在本实施方式中，一对杆151自可动镜11与第2光学功能部18之间，沿着基座12的主面12a向Y轴方向上的第2光学功能部18的两侧延伸。
各杆151具有配置于可动镜11侧的第1部分151a、及相对于第1部分151a配置于与可动镜11为相反侧的第2部分151b。一对杆151中，第1部分151a以越是远离可动镜11则越是彼此分离的方式倾斜地延伸。各第2部分151b沿着X轴方向延伸。
一对支架152以向可动镜11侧突出的方式，设置于第1部分151a中的可动镜11侧的表面。各支架152在自Z轴方向观察的情形时，呈向同一侧(其中，与各支架142为相反侧)弯曲成曲柄状的形状。连杆153架设于各杆151中的可动镜11侧的端部151c间。连杆153沿着Y轴方向延伸。
各电极支撑构件154在自Z轴方向观察的情形时呈矩形状。一个电极支撑构件154在一个杆151与可动镜11之间延伸，且在Y轴方向上较可动镜11向外侧突出。另一个电极支撑构件154在另一个杆151与可动镜11之间延伸，且在Y轴方向上较可动镜11向外侧突出。一对电极支撑构件154在自Z轴方向观察的情形时，配置于与Y轴方向平行的相同中心线上。
一对支架155以向第2光学功能部18侧突出的方式，设置于电极支撑构件154中的第2光学功能部18侧的表面。各支架155在自Z轴方向观察的情形时，呈向同一侧(其中，与各支架152为相反侧)弯曲成曲柄状的形状。一个支架155的前端部在Y轴方向上与一个支架152的前端部相对。另一个支架155的前端部在Y轴方向上与另一个支架152的前端部相对。
连杆156架设于各电极支撑构件154中的内侧的端部间。连杆156在自Z轴方向观察的情形时，呈朝向可动镜11侧开口的大致U字状。连杆156在Y轴方向上与可动镜11的另一个支架116相对。更详细而言，连杆156具有沿X轴方向延伸且在Y轴方向上彼此相对的一对边部156a，另一个支架116配置于一对边部156a间。
在一个支架152的前端部与一个支架155的前端部之间、及另一个支架152的前端部与另一个支架155的前端部之间，分别架设有第1扭力棒157。在彼此向相反侧弯曲成曲柄状的支架152与支架155之间，架设有第1扭力棒157。即，各杆151的端部151c经由第1扭力棒157连接于电极支撑构件154。一对第1扭力棒157配置于与Y轴方向平行的相同轴线上。
在一个杆151中的与可动镜11为相反侧的端部151d与基座12之间、及另一个杆151中的与可动镜11为相反侧的端部151d与基座12之间，分别架设有第2扭力棒158。即，各杆151的端部151d经由第2扭力棒158连接于基座12。一对第2扭力棒158配置于与Y轴方向平行的相同轴线上。在各杆151的端部151d设置有向Y轴方向上的外侧突出的突出部151e，且第2扭力棒158连接于突出部151e。
一对非线性缓和弹簧159相对于可动镜11的另一个支架116分别配置于Y轴方向的一侧与另一侧。各非线性缓和弹簧159经由另一个支架116连接于可动镜11，并且经由连杆156、电极支撑构件154及支架155连接于第1扭力棒157。即，各非线性缓和弹簧159连接于可动镜11与第1扭力棒157之间。各非线性缓和弹簧159具有架设于另一个支架116与连杆156的一对边部156a之间的一对板状部159a。
各板状部159a呈与X轴方向垂直的平板状。在一个非线性缓和弹簧159中，一对板状部159a于X轴方向上彼此相对。一对非线性缓和弹簧159中，位于X轴方向上的一侧的板状部159a沿着与X轴方向垂直的一个平面配置，位于X轴方向上的另一侧的板状部159a沿着与X轴方向垂直的另一个平面配置。
各板状部159a例如形成为与板状部149a相同的形状。各板状部159a的长度较第1扭力棒157的长度及第2扭力棒158的长度的各个长。各板状部159a的宽度较第1扭力棒157的宽度及第2扭力棒158的宽度的各个窄。
第1光学功能部17及第2光学功能部18分别为形成于SOI基板50的光通过开口部。第1光学功能部17及第2光学功能部18在自Z轴方向观察的情形时分别呈剖面圆形状，但也可形成为剖面八边形状等任意形状。第1光学功能部17及第2光学功能部18可为空腔，也可由对于测定光L0具有透光性的材料构成。
第1弹性支撑部14与第2弹性支撑部15不具有相对于经过可动镜11的中心且与X轴方向垂直的平面及经过可动镜11的中心且与Y轴方向垂直的平面均彼此对称的构造。但，第1弹性支撑部14中除一对支架142及一对支架145以外的部分、与第2弹性支撑部15中除一对支架152及一对支架155以外的部分具有相对于经过可动镜11的中心且与X轴方向垂直的平面及经过可动镜11的中心且与Y轴方向垂直的平面均彼此对称的构造。
致动器部16使可动镜11沿着Z轴方向移动。致动器部16具有一对第1梳齿电极161、一对第2梳齿电极162、一对第1梳齿电极163、及一对第2梳齿电极164。第1梳齿电极161、163为位置固定的固定侧的梳齿电极，第2梳齿电极162、164为伴随可动镜11的移动而移动的可动侧的梳齿电极。
一个第1梳齿电极161设置于基座12的装置层52中的与一个电极支撑构件144相对的表面。另一个第1梳齿电极161设置于装置层52中的与另一个电极支撑构件144相对的表面。各第1梳齿电极161具有沿着与Y轴方向垂直的平面延伸的多个第1梳齿161a。各第1梳齿161a在Y轴方向上空开特定的间隔而排列配置。
一个第2梳齿电极162为设置于一个电极支撑构件144中的可动镜11侧的表面及杆141侧的表面的各个。另一个第2梳齿电极162为设置于另一个电极支撑构件144中的可动镜11侧的表面及杆141侧的表面的各个。各第2梳齿电极162具有于自Z轴方向观察的情形时位于可动镜11与杆141之间的部分。各第2梳齿电极162具有沿着与Y轴方向垂直的平面延伸的多个第2梳齿162a。各第2梳齿162a在Y轴方向上空开特定的间隔而排列配置。
在一个第1梳齿电极161及一个第2梳齿电极162中，多个第1梳齿161a与多个第2梳齿162a交替地配置。即，一个第1梳齿电极161的各第1梳齿161a位于一个第2梳齿电极162的各第2梳齿162a间。在另一个第1梳齿电极161及另一个第2梳齿电极162中，多个第1梳齿161a与多个第2梳齿162a交替地配置。即，另一个第1梳齿电极161的各第1梳齿161a位于另一个第2梳齿电极162的各第2梳齿162a间。在一对第1梳齿电极161及一对第2梳齿电极162中，相邻的第1梳齿161a与第2梳齿162a在Y轴方向上彼此相对。相邻的第1梳齿161a及第2梳齿162a间的距离例如为数μm左右。
一个第1梳齿电极163设置于基座12的装置层52中的与一个电极支撑构件154相对的表面。另一个第1梳齿电极163设置于装置层52中的与另一个电极支撑构件154相对的表面。各第1梳齿电极163具有沿着与Y轴方向垂直的平面延伸的多个第1梳齿163a。各第1梳齿163a在Y轴方向上空开特定的间隔而排列配置。
一个第2梳齿电极164为设置于一个电极支撑构件154中的可动镜11侧的表面及杆151侧的表面的各个。另一个第2梳齿电极164为设置于另一个电极支撑构件154中的可动镜11侧的表面及杆151侧的表面的各个。各第2梳齿电极164具有于自Z轴方向观察的情形时位于可动镜11与杆151之间的部分。各第2梳齿电极164具有沿着与Y轴方向垂直的平面延伸的多个第2梳齿164a。各第2梳齿164a在Y轴方向上空开特定的间隔而排列配置。
在一个第1梳齿电极163及一个第2梳齿电极164中，多个第1梳齿163a与多个第2梳齿164a交替地配置。即，一个第1梳齿电极163的各第1梳齿163a位于一个第2梳齿电极164的各第2梳齿164a间。在另一个第1梳齿电极163及另一个第2梳齿电极164中，多个第1梳齿163a与多个第2梳齿164a交替地配置。即，另一个第1梳齿电极163的各第1梳齿163a位于另一个第2梳齿电极164的各第2梳齿164a间。一对第1梳齿电极163及一对第2梳齿电极164中，相邻的第1梳齿163a与第2梳齿164a在Y轴方向上彼此相对。彼此相邻的第1梳齿163a及第2梳齿164a间的距离例如为数μm左右。
在基座12设置有多个电极垫121、122。各电极垫121、122在以到达至装置层52的方式形成于基座12的主面12b的开口12c内，形成于装置层52的表面。各电极垫121经由装置层52与第1梳齿电极161或第1梳齿电极163电连接。各电极垫122经由第1弹性支撑部14及可动镜11的本体部111或经由第2弹性支撑部15及可动镜11的本体部111与第2梳齿电极162或第2梳齿电极164电连接。导线26架设于各电极垫121、122与各引线接脚25之间。
在如以上那样构成的光学装置10中，若经由多个引线接脚25及多条导线26对多个电极垫121与多个电极垫122之间施加电压，则例如以使可动镜11向Z轴方向上的一侧移动的方式，在彼此相对的第1梳齿电极161、163与第2梳齿电极162、164之间产生静电力。此时，在第1弹性支撑部14及第2弹性支撑部15中各扭力棒147、148、157、158发生扭转，在第1弹性支撑部14及第2弹性支撑部15产生弹性力。在光学装置10中，通过经由多个引线接脚25及多条导线26对驱动部13赋予周期性的电信号，可使可动镜11沿着Z轴方向以其共振频率电平(level)往返移动。如此，驱动部13作为静电致动器发挥功能。
图4为表示绕Y轴方向的第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149的变形量相对于Z轴方向上的可动镜11的移动量的变化的曲线图。图5为表示X轴方向上的第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149的变形量相对于Z轴方向上的可动镜11的移动量的变化的曲线图。再者，绕Y轴方向的第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149的变形量例如是指扭转量(扭转角度)的绝对值。X轴方向上的第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149的变形量例如是指挠曲量的绝对值。绕Y轴方向的非线性缓和弹簧149的变形量例如是指构成该非线性缓和弹簧149的一个板状部149a的绕Y轴方向的变形量。X轴方向上的非线性缓和弹簧149的变形量例如是指构成该非线性缓和弹簧149的一个板状部149a的X轴方向上的变形量。绕Y轴方向的某构件的变形量是指以经过该构件的中心且与Y轴平行的轴线为中心的圆的圆周方向上的该构件的变形量。
如图4所示，若可动镜11在Z轴方向上移动，则第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149分别绕Y轴方向朝同一方向变形。若可动镜11的移动量增加，则绕Y轴方向的第1扭力棒147、第2扭力棒148及非线性缓和弹簧149的变形量分别直线地增加。若将各构件的绕Y轴方向的变形量进行比较，则在可动镜11的移动量相同的情形时，第1扭力棒147的变形量小于第2扭力棒148的变形量，非线性缓和弹簧149的变形量远小于第1扭力棒147的变形量及第2扭力棒148的变形量的各个。
如图5所示，若可动镜11在Z轴方向上移动，则非线性缓和弹簧149在X轴方向上大幅度地变形，另一方面，第1扭力棒147及第2扭力棒148在X轴方向上几乎不变形。第1扭力棒147变形的方向为与非线性缓和弹簧149变形的方向相同，且与第2扭力棒148变形的方向相反。若可动镜11的移动量增加，则X轴方向上的非线性缓和弹簧149的变形量以二次函数的形式增加。若将各构件的X轴方向上的变形量进行比较，则在可动镜11的移动量相同的情形时，第1扭力棒147的变形量与第2扭力棒148的变形量为大致相同程度，非线性缓和弹簧149的变形量远大于第1扭力棒147的变形量及第2扭力棒148的变形量的各个。
如此，非线性缓和弹簧149构成为，在可动镜11在Z轴方向移动的状态下，非线性缓和弹簧149绕Y轴方向的变形量小于扭力棒147、148各个的绕Y轴方向的变形量，且X轴方向上的非线性缓和弹簧149的变形量大于X轴方向上的扭力棒147、148的各个的变形量。同样地，非线性缓和弹簧159构成为，在可动镜11在Z轴方向移动的状态下，非线性缓和弹簧159绕Y轴方向的变形量小于扭力棒157、158各个的绕Y轴方向的变形量，且X轴方向上的非线性缓和弹簧159的变形量大于X轴方向上的扭力棒157、158的各个的变形量。再者，此种各构件的绕Y轴方向的变形量及X轴方向上的变形量的关系只要在可动镜11的特定的可动范围内满足即可。
继而，一面参照图6及图7，一面对光学装置10的作用效果进行说明。在图6及图7中，简化表示自Y轴方向观察的情形时的光学装置10的构成的一部分。图6为表示比较例的图，图7为表示上述实施方式的光学装置10的图。比较例相当于在上述实施方式的光学装置10中未设置非线性缓和弹簧149、159、且各支架116与电极支撑构件144、154由具有刚性的构件连接的例。比较例的可动镜1011、杆1141、1151、第1扭力棒1147、1157、第2扭力棒1148、1158分别对应于上述实施方式的光学装置10的可动镜11、杆141、151、第1扭力棒147、157、第2扭力棒148、158。
以下，列举第1扭力棒1157侧为例进行说明，但关于第1扭力棒1147侧也同样。如图6所示，在比较例中可动镜1011在Z轴方向上移动的情形时，若假定仅通过第2扭力棒1158的扭转变形使第1扭力棒1157移动，则第1扭力棒1157移动至位置B，以位置A与位置B之间的距离L远离可动镜1011。因此，实际上，第1扭力棒1157及第2扭力棒1158以距离L的量在X轴方向上弯曲变形。即，比较例中，可动镜1011在Z轴方向上移动时，第1扭力棒1157及第2扭力棒1158一面弯曲一面扭转。因此，第1扭力棒1157及第2扭力棒1158的扭转变形产生非线性。若存在此种非线性，则如下所述，有可动镜11的控制特性降低的担忧。
与此相对，如图7所示，在光学装置10中可动镜11在Z轴方向上移动的情形时，非线性缓和弹簧159较第1扭力棒157及第2扭力棒158幅度更小地绕Y轴方向变形，并且较第1扭力棒157及第2扭力棒158幅度更大地在X轴方向上变形。由此，可抑制第1扭力棒157及第2扭力棒158在X轴方向上的弯曲变形，其结果，可抑制第1扭力棒157及第2扭力棒158的扭转变形产生非线性。
另一方面，在如光学装置10那样设置有非线性缓和弹簧149、159的情形时，当作用外力时，X轴方向上的第2梳齿电极162、164的移动量相对容易变大。与此相对，在光学装置10中，相邻的第1梳齿161a与第2梳齿162a在Y轴方向上彼此相对，且相邻的第1梳齿163a与第2梳齿164a在Y轴方向上彼此相对，因此，即便第2梳齿电极162、164在X轴方向上移动，第1梳齿161a、163a与第2梳齿162a、164a也不易彼此接近。因此，可抑制因第1梳齿161a、163a与第2梳齿162a、164a的接触引起的破损、或因第1梳齿161a、163a与第2梳齿162a、164a的接近引起的可动镜11的控制特性的降低，其结果，可获得较高的可靠性。因此，根据光学装置10，可抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性，并且可获得较高的可靠性。
在光学装置10中，Y轴方向上的板状部149a的长度长于第1扭力棒147及第2扭力棒148的长度。同样地，Y轴方向上的板状部159a的长度长于第1扭力棒157及第2扭力棒158的长度。由此，可有效地抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性。
在光学装置10中，一对板状部149a于X轴方向上彼此相对。同样地，一对板状部159a在X轴方向上彼此相对。由此，可有效地抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性。
在光学装置10中，在自Z轴方向观察的情形时在杆141与可动镜11之间延伸的电极支撑构件144，设置有第2梳齿电极162。同样地，在自Z轴方向观察的情形时在杆151与可动镜11之间延伸的电极支撑构件154，设置有第2梳齿电极162。由此，可确保第2梳齿电极162、164的配置区域，从而可确保通过第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164产生的静电力的大小。
在光学装置10中，第1弹性支撑部14具有连接于杆141的端部141d与基座12之间的第2扭力棒148。同样地，第2弹性支撑部15具有连接于杆151的端部151d与基座12之间的第2扭力棒158。由此，可实现可动镜11的移动量的增加。
此处，一面参照图8～图11，一面对第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形存在非线性的情形时会产生的问题进行说明。在图8中，以虚线表示不存在非线性的情形时的可动镜11的移动量与作用于可动镜11的回复力的关系，以实线表示存在非线性的情形时的该关系。如图8及图9所示，在如光学装置10那样非线性不存在(减小)的情形时，若Z轴方向上的可动镜11的移动量增加，则作用于可动镜11的回复力直线地增加。另一方面，在如比较例那样存在非线性的情形时，若Z轴方向上的可动镜11的移动量增加，则作用于可动镜11的回复力加速度地增加，与光学装置10的情形相比变大。具有如比较例那样的特性的弹簧被称为硬化型弹簧(或渐硬弹簧)。
图10及图11为对非线性较小的情形与较大的情形的各情形表示可动镜11的驱动频率与移动量的关系的曲线图。在图10及图11中，以虚线表示不存在非线性的情形的频率特性，以实线表示存在非线性的情形的频率特性。如图10及图11所示，存在非线性的情形与不存在非线性的情形相比，频率特性发生畸变，曲线图的峰值的可动镜11的移动量变小。因此，为了使可动镜11以相同的移动量移动，存在非线性的情形需要更大的力，而可动镜11的控制特性降低。再者，在图10及图11中，示出频率特性的一例，但频率特性不局限于如此。
又，如图11所示，若非线性变大，则有对于相同的驱动频率存在点X1及点X2的2个解(重解)的情形。在该情形时，在进行使驱动频率自相对较小的初始值增加的控制的情形、与进行使驱动频率自相对较大的初始值减少的控制的情形时，可动镜11的行为不同。另外，若在包含与重解对应的频率的频率范围内连续动作，则受冲击或振动等外部影响而可动镜11的移动量成为与点X1对应的移动量或成为与点X2对应的移动量，由此导致动作变得不稳定。因此，有控制复杂化而可动镜11的控制特性降低的担忧。进而，在存在非线性的情形时，在将可动镜11的动作波形控制为例如正弦波状的情形时，对动作波形添加三次谐波(目标频率的3倍的频率成分)，由此导致难以将动作波形控制为所期望的形状，因此，也有可动镜11的控制特性降低的担忧。如此，若第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形存在非线性，则有可动镜11的控制特性降低的担忧。与此相对，如上所述，根据光学装置10，可抑制此种非线性的产生，而可抑制可动镜11的控制特性降低。
[变化例]
以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。例如，各构成的材料及形状并不限于上述材料及形状，可采用各种材料及形状。作为其中一例，驱动部13也可除了具有第1弹性支撑部14及第2弹性支撑部15以外，还具有连接于基座12及可动镜11的其他弹性支撑部。
固定镜21也可不仅如光模块1那样仅配置于第1光学功能部17的正下方，也设置于第2光学功能部18的正下方。通过该构成，可与第1光学功能部17同样地使用第2光学功能部18而实现装置的多功能化，并且也可抑制可动镜11的可动性能的降低及装置整体的大型化。固定镜21也可设置于装置层52的主面12a上。在该情形时，不在SOI基板50形成作为第1光学功能部17及第2光学功能部18发挥功能的光通过开口部。
光学装置10也可如图12所示的第1变化例那样构成。在第1变化例中，第2梳齿电极162遍及一对杆141中的第1部分141a、及连杆143而配置。第2梳齿电极162设置于第1部分141a及连杆143中的与可动镜11为相反侧的表面。第2梳齿电极164遍及一对杆151中的第1部分151a、及连杆153而配置。第2梳齿电极164设置于第1部分151a及连杆153中的与可动镜11为相反侧的表面。
在第1变化例中，设置有一对中间构件144A代替一对电极支撑构件144。各中间构件144A经由支架142、145及第1扭力棒147连接于杆141，并且经由连杆146及非线性缓和弹簧149连接于一个支架116。设置有一对中间构件154A代替一对电极支撑构件154。各中间构件154A经由支架152、155及第1扭力棒157连接于杆151，并且经由连杆156及非线性缓和弹簧159连接于支架116。在自Z轴方向观察的情形时，第1光学功能部17配置于Y轴方向上的可动镜11的一侧，第2光学功能部18配置于Y轴方向上的可动镜11的另一侧。
根据此种第1变化例，也与上述实施方式的情形同样地，可抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性，并且可获得较高的可靠性。另外，由于第2梳齿电极162、164设置于杆141、151，故可确保第2梳齿电极162、164的配置区域，从而可确保通过第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164产生的静电力的大小。进而，由于第2梳齿电极162、164遍及杆141、151及连杆143、153而设置，故可有效地确保第2梳齿电极162、164的配置区域，从而可较佳地确保通过第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164产生的静电力的大小。
光学装置10也可如图13所示的第2变化例那样构成。在第2变化例中，可动镜11的环状部112的内缘及外缘在自Z轴方向观察的情形时呈圆形状。可动镜11具有一对支架116A、一对支架116B、及一对支架116C。一个支架116A以向Y轴方向上的一侧及另一侧突出的方式，设置于环状部112中的第1光学功能部17侧的端部。另一个支架116A以向Y轴方向上的一侧及另一侧突出的方式，设置于环状部112中的第2光学功能部18侧的端部。一对支架116B分别以沿着一个支架116A延伸的方式，设置于Y轴方向上的环状部112的一侧的表面及另一侧的表面。一对支架116C分别以沿着另一个支架116A延伸的方式，设置于Y轴方向上的环状部112的一侧的表面及另一侧的表面。
在第2变化例中，第1弹性支撑部14具有一对杆141、一对支架142、连杆143、一对中间构件144B、一对第1扭力棒147、一对第2扭力棒148、一对非线性缓和弹簧149、连杆171、及一对电极支撑构件172。各杆141沿着X轴方向延伸。一对支架142在自Z轴方向观察的情形时，呈彼此朝不同侧弯曲成曲柄状的形状。一对第1扭力棒147分别架设于一个支架142的前端部与一个中间构件144B之间、及另一个支架142的前端部与另一个中间构件144B之间。在一个非线性缓和弹簧149中，一个板状部149a架设于一个中间构件144B与一个支架116A之间，另一个板状部149a架设于一个中间构件144B与一个支架116B之间。在另一个非线性缓和弹簧149中，一个板状部149a架设于另一个中间构件144B与另一个支架116A之间，另一个板状部149a架设于另一个中间构件144B与另一个支架116B之间。在第2变化例中，非线性缓和弹簧149也以如下方式构成，即，在可动镜11在Z轴方向上移动的状态下，绕Y轴方向的非线性缓和弹簧149的变形量较绕Y轴方向的扭力棒147、148的各个的变形量小，且X轴方向上的非线性缓和弹簧149的变形量较X轴方向上的扭力棒147、148的各个的变形量大。
连杆171架设于各杆141中的与可动镜11为相反侧的端部间。各电极支撑构件172在自Z轴方向观察的情形时呈矩形状。一对电极支撑构件172分别以向Y轴方向上的外侧突出的方式设置于Y轴方向上的一对杆141的外侧的缘部。一对电极支撑构件172分别自一对杆141沿着Y轴方向延伸。各电极支撑构件172在X轴方向上配置于较杆141的中心更外侧(相对于杆141的中心与可动镜11为相反侧)。在第2变化例中，第1光学功能部17并非形成于SOI基板50的光通过开口部，而是由一对杆141、连杆143及连杆171划定的光通过开口部。一对第2梳齿电极162分别设置于一对电极支撑构件172，一对第1梳齿电极161设置于基座12中的与一对第2梳齿电极162对应的位置。
第2弹性支撑部15具有一对杆151、一对支架152、连杆153、一对中间构件154B、一对第1扭力棒157、一对第2扭力棒158、一对非线性缓和弹簧159、连杆181、及一对电极支撑构件182。各杆151沿着X轴方向延伸。一对支架152在自Z轴方向观察的情形时，呈彼此朝不同侧弯曲成曲柄状的形状。一对第1扭力棒157分别架设于一个支架152的前端部与一个中间构件154B之间、及另一个支架152的前端部与另一个中间构件154B之间。在一个非线性缓和弹簧159中，一个板状部159a架设于一个中间构件154B与一个支架116A之间，另一个板状部159a架设于一个中间构件154B与一个支架116C之间。在另一个非线性缓和弹簧159中，一个板状部159a架设于另一个中间构件154B与另一个支架116A之间，另一个板状部159a架设于另一个中间构件154B与另一个支架116C之间。在第2变化例中，非线性缓和弹簧159也以如下方式构成，即，在可动镜11在Z轴方向上移动的状态下，绕Y轴方向的非线性缓和弹簧159的变形量较绕Y轴方向的扭力棒157、158的各个的变形量小，且X轴方向上的非线性缓和弹簧159的变形量较X轴方向上的扭力棒157、158的各个的变形量大。
连杆181架设于各杆151中的与可动镜11为相反侧的端部间。各电极支撑构件182在自Z轴方向观察的情形时呈矩形状。一对电极支撑构件182分别以向Y轴方向上的外侧突出的方式设置于Y轴方向上的一对杆151的外侧的缘部。一对电极支撑构件182分别自一对杆151沿着Y轴方向延伸。各电极支撑构件182在X轴方向上配置于较杆151的中心更外侧(相对于杆151的中心与可动镜11为相反侧)。在第2变化例中，第2光学功能部18并非形成于SOI基板50的光通过开口部，而是由一对杆151、连杆153及连杆181划定的光通过开口部。一对第2梳齿电极164分别设置于一对电极支撑构件182，一对第1梳齿电极163设置于基座12中的与一对第2梳齿电极164对应的位置。
根据此种第2变化例，也与上述实施方式的情形同样地，可抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性，并且可获得较高的可靠性。另外，在自杆141延伸的电极支撑构件172设置有第2梳齿电极162。同样地，在自杆151延伸的电极支撑构件182设置有第2梳齿电极164。由此，在驱动时在Z轴方向上的位移量相对较少的位置配置有第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164，因此，可抑制因于Z轴方向上的位移引起的第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164之间的相对面积的减少。其结果，在使Z轴方向上的可动镜11的移动量增加的情形时，也可确保第1梳齿电极161、163与第2梳齿电极162、164之间产生的静电力。进而，由于通过连杆171将一对杆141彼此连接，并且通过连杆181将一对杆151彼此连接，故可提高对冲击的耐受性。进而，由于在一对杆141间配置第1光学功能部17，并且在一对杆151间配置第2光学功能部18，故可确保第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164的配置空间，从而可使第1梳齿161a、163a与第2梳齿162a、164a的数量增加。
光学装置10也可如图14所示的第3变化例那样构成。第3变化例与第2变化例的不同点在于：可动镜11不具有支架116A～116C、第1弹性支撑部14具有中间构件144C代替中间构件144B、第2弹性支撑部15具有中间构件154C代替中间构件154B、第1弹性支撑部14具有一对非线性缓和弹簧173代替一对非线性缓和弹簧149、及第2弹性支撑部15具有一对非线性缓和弹簧183代替一对非线性缓和弹簧159。中间构件144C相对于可动镜11配置于第1光学功能部17侧，且沿着Y轴方向延伸。中间构件144C在Y轴方向上的两端部的各个连接于第1扭力棒147与非线性缓和弹簧173。中间构件154C相对于可动镜11配置于第2光学功能部18侧，且沿着Y轴方向延伸。中间构件154C在Y轴方向上的两端部的各个连接于第1扭力棒157与非线性缓和弹簧183。
各非线性缓和弹簧173具有在自Z轴方向观察的情形时蜿蜒地延伸的蜿蜒部174。蜿蜒部174具有沿Y轴方向延伸且沿X轴方向排列的多个直线状部分174a、及将多个直线状部分174a的两端交替地连结的多个回折部分174b。蜿蜒部174的一端部连接于中间构件144C，另一端部连接于环状部112。蜿蜒部174中的环状部112侧的部分呈沿着环状部112的外缘的形状。非线性缓和弹簧173以如下方式构成，即，在可动镜11在Z轴方向上移动的状态下，绕Y轴方向的非线性缓和弹簧173的变形量较绕Y轴方向的扭力棒147、148的各个的变形量小，且X轴方向上的非线性缓和弹簧173的变形量较X轴方向上的扭力棒147、148的各个的变形量大。
各非线性缓和弹簧183具有在自Z轴方向观察的情形时蜿蜒地延伸的蜿蜒部184。蜿蜒部184具有沿Y轴方向延伸且沿X轴方向排列的多个直线状部分184a、及将多个直线状部分184a的两端交替地连结的多个回折部分184b。蜿蜒部184的一端部连接于中间构件154C，另一端部连接于环状部112。蜿蜒部184中的环状部112侧的部分呈沿着环状部112的外缘的形状。非线性缓和弹簧183以如下方式构成，即，在可动镜11于Z轴方向上移动的状态下，绕Y轴方向的非线性缓和弹簧183的变形量较绕Y轴方向的扭力棒147、148的各个的变形量小，且X轴方向上的非线性缓和弹簧183的变形量较X轴方向上的扭力棒147、148的各个的变形量大。
根据此种第3变化例，也与上述实施方式的情形同样地，可抑制第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158的扭转变形产生非线性，并且可获得较高的可靠性。另外，由于在驱动时于Z轴方向上的位移量相对较少的位置配置第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164，故可抑制因于Z轴方向上的位移引起的第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164之间的相对面积的减少。其结果，在使Z轴方向上的可动镜11的移动量增加的情形时，也可确保第1梳齿电极161、163与第2梳齿电极162、164之间产生的静电力。进而，由于通过连杆171将一对杆141彼此连接，并且通过连杆181将一对杆151彼此连接，故可提高对冲击的耐受性。进而，由于在一对杆141间配置第1光学功能部17，并且在一对杆151间配置第2光学功能部18，故可确保第1梳齿电极161、163及第2梳齿电极162、164的配置空间，从而可使第1梳齿161a、163a与第2梳齿162a、164a的数量增加。
非线性缓和弹簧149并不限定于上述实施方式者。例如，板状部149a于Y轴方向上的长度也可与扭力棒147、148的长度相同或为扭力棒147、148的长度以下。板状部149a的宽度(X轴方向上的长度)也可与扭力棒147、148的宽度相同或为扭力棒147、148的宽度以上。板状部149a也可相对于Z轴方向或Y轴方向倾斜地延伸。非线性缓和弹簧149也可包含单个或3个以上的板状部149a。在上述实施方式中，在第1弹性支撑部14设置有一对非线性缓和弹簧149，但也可设置单个或3个以上的非线性缓和弹簧149。非线性缓和弹簧149也可不包含板状部149a地构成。这些方面对于非线性缓和弹簧159也同样。
在上述实施方式中，相邻的第1梳齿161a与第2梳齿162a只要在Y轴方向上彼此相对即可，也可为第1梳齿161a及第2梳齿162a的至少一者相对于与Y轴方向垂直的平面倾斜地延伸。或者，也可为第1梳齿161a及第2梳齿162a的至少一者具有在自Z轴方向观察的情形时弯曲成弧状的形状。这些方面对于第1梳齿163a及第2梳齿164a也同样。第2梳齿电极162可设置于可动镜11，也可设置于第1弹性支撑部14及可动镜11的两者。同样地，第2梳齿电极164可设置于可动镜11，也可设置于第2弹性支撑部15及可动镜11的两者。在上述实施方式中，光学装置10也可具备设置有镜面11a以外的其他光学功能部的可动部代替可动镜11。作为其他光学功能部，例如可列举透镜等。光模块1并不限定于构成FTIR，也可为构成其他光学系统。第1扭力棒147、157及第2扭力棒148、158只要构成为能够扭转变形即可，可为板状、棒状等任意形状。
符号说明
10 光学装置
11 可动镜(可动部)
11a 镜面(光学功能部)
12 基座
14 第1弹性支撑部
15 第2弹性支撑部
141、151 杆
141c、151c 端部(一端部)
141d、151d 端部(另一端部)
144、154 电极支撑构件
146、156 连杆
147、157 第1扭力棒
148、158 第2扭力棒
149、159 非线性缓和弹簧
149a、159a 板状部
161、163 第1梳齿电极
161a、163a 第1梳齿
162、164 第2梳齿电极
162a、164a 第2梳齿
174、184 蜿蜒部。

Claims (10)

1.一种光学装置，其具备：
基座；
可动部，其具有光学功能部；
弹性支撑部，其连接于所述基座与所述可动部之间，以所述可动部能够沿着第1方向移动的方式支撑所述可动部；
第1梳齿电极，其设置于所述基座，且具有多个第1梳齿；及
第2梳齿电极，其设置于所述可动部及所述弹性支撑部的至少一者，且具有与所述多个第1梳齿交替地配置的多个第2梳齿，
所述弹性支撑部具有沿着与所述第1方向垂直的第2方向延伸的扭力棒、及连接于所述扭力棒与所述可动部之间的非线性缓和弹簧，
所述非线性缓和弹簧构成为，在所述可动部在所述第1方向移动的状态下，所述非线性缓和弹簧绕所述第2方向的变形量小于所述扭力棒绕所述第2方向的变形量，且与所述第1方向及所述第2方向垂直的第3方向上的所述非线性缓和弹簧的变形量大于所述第3方向上的所述扭力棒的变形量，
相邻的所述第1梳齿与所述第2梳齿在所述第2方向上彼此相对。
2.如权利要求1所述的光学装置，其中，
所述非线性缓和弹簧具有板状部，且所述第2方向上的所述板状部的长度长于所述扭力棒的长度。
3.如权利要求1所述的光学装置，其中，
所述非线性缓和弹簧具有一对板状部，
所述一对板状部在所述第3方向上彼此相对。
4.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部进一步具有：杆，其在一端部经由所述扭力棒连接于所述非线性缓和弹簧；及电极支撑构件，其在自所述第1方向观察的情形时在所述杆与所述可动部之间延伸，
所述第2梳齿电极设置于所述电极支撑构件。
5.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部进一步具有在一端部经由所述扭力棒而连接于所述非线性缓和弹簧的杆，
所述第2梳齿电极设置于所述杆。
6.如权利要求5所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部具有一对所述杆，并且进一步具有架设于所述一对杆间的连杆，
所述第2梳齿电极遍及所述一对杆及所述连杆而配置。
7.如权利要求5或6所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部进一步具有连接于所述杆的另一端部与所述基座之间的扭力棒。
8.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部进一步具有：杆，其在一端部经由所述扭力棒而连接于所述非线性缓和弹簧；及扭力棒，其连接于所述杆的另一端部与所述基座之间。
9.如权利要求1至3中任一项所述的光学装置，其中，
所述弹性支撑部进一步具有：杆，其在一端部经由所述扭力棒而连接于所述非线性缓和弹簧；及电极支撑构件，其自所述杆延伸，
所述第2梳齿电极设置于所述电极支撑构件。
10.如权利要求1至9中任一项所述的光学装置，其中，
所述非线性缓和弹簧具有在自所述第1方向观察的情形时蜿蜒地延伸的蜿蜒部。
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