JP2002221673A - アクチュエータを備えた光学ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光学素子とアクチュエータとを一体化してお
り、その光学素子が好適に変位させられるようにした、
小型化，低コスト化に有利な光学ユニットを提供するこ
と。 【解決手段】本発明の光学素子は、第１基板１を第２基
板２の上面に接合して構成されている。そのうち、第１
基板１は、クランク状の梁部４ｂを有する四つの梁部材
４が、ミラー７を一体形成した薄板状部材５と、該薄板
状部材５を囲むように配置された枠部材３とに連結され
ていて、該薄板状部材５と該梁部材４とによって第１層
電極を構成している。他方、第２基板２は、四つの固定
電極部材９に分割された第２層電極を上記の第１層電極
に対向させている。そして、第１層と第２層の電極間に
与える電位を制御すると、静電気力によって、薄板状部
材５が、光路上で傾斜したり、鉛直方向に変位したりす
るようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ミラー等の光学素
子とそれらの位置制御を行うアクチュエータとを一体化
した光学ユニットに関するものであり、特に、半導体製
造技術を用いて製作するのに適した光学ユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ミラー，レンズ，回折格子，ピンホール
板等の光学素子をアクチュエータによって制御し、光路
上においてそれらの姿勢や位置を変えるようにした技術
は古くから知られているが、最近では、それらの光学素
子とアクチュエータとをユニットとして製作するのが一
般的となっており、特に小型の電子機器に内臓される光
学ユニットの場合には、半導体製造技術を用いて製作さ
れるようになってきた。そして、そのような半導体製造
技術を用いて製作される光学ユニットの従来例が、特開
平８−３２２２２７号公報等に開示されている。

【０００３】そして、この従来例は、ジンバル構造を採
用し、トーションバーの捻り作用でミラーを変位させる
ようにしたものである。そのため、光路上においてミラ
ーに対し２次元の傾斜（チルト）変位を行なわせ、反射
光を走査させることができるという特徴を有している。
また、上記したように半導体製造技術を用いて製作する
ことができるので、ユニットの小型化に有利であるとい
う特徴を有している。更に、電磁駆動式となっているの
で、低電圧駆動が可能であるという特徴を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例は、光路上においてミラーを傾斜変位させること
が可能であるが、任意の傾斜位置で静止させることが考
慮されておらず、また、そのようにすることが基本的に
困難な構成となっている。また、この従来例の場合に
は、ミラー全体を鉛直方向（入射光の光軸に沿った方
向）へも変位させ得るようにしようとすると、トーショ
ンバーを長く形成しなければならず、大きな駆動力が必
要となるばかりでなくユニットの大型化を招いてしま
い、実用的ではなくなってしまうという問題点がある。
更に、この従来例は、電磁駆動式であるために、永久磁
石を配置しなければならないなど、基本的に多くの部品
点数を必要とする構成をしていて、小型化，低コスト化
には不利な構成をしている。しかも、駆動電圧は低くて
済むとはいうものの、消費電力はやや大きくなってしま
い、電気的にも必ずしも有利とはいえない面がある。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、光
路上に配置されているミラー，レンズ，回折格子，ピン
ホール板等の光学素子が、その光路上において、電極に
与えられる電位に対応して種々の位置制御を行えるよう
にした、小型化，低コスト化に極めて有利な構成のアク
チュエータ付き光学ユニットを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の光学ユニットは、クランク状又は曲線形
状の可撓性梁部を有する複数の梁部材が光学素子を実装
又は一体形成した薄板状部材と該薄板状部材を囲むよう
に配置された枠部材とに連結されていて該薄板状部材と
該梁部材の少なくとも一方が第１層電極となされている
第１基板と、前記第１層電極に対向する領域に第２層電
極を有していて前記枠部材に接合されていてる第２基板
と、を備えていて、前記第１層と第２層の電極間に与え
る電位を変えることによって、静電気力により前記薄板
状部材を変位させ、光路上において前記光学素子の位置
制御を行えるようにしたことを特徴としている。

【０００７】更に、上記のような本発明の光学ユニット
においては、前記薄板状部材が、三つ以上の前記梁部材
によって前記枠部材に支持されており、前記第１層電極
と第２層電極の少なくとも一方は、三つ以上の領域に分
割されていて、それらの分割された電極に異なる電位を
与えることによって、前記薄板状部材と前記第２基板間
の傾き及び距離を変化させるようにすると、一層好適な
ものとなる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、五つの実
施例と三つの変形例によって説明する。尚、図１〜図４
は第１実施例を示し、図５〜図７は各々第２〜第４実施
例を示し、図８及び図９は第５実施例を示し、図１０は
三つの変形例を示したものである。また、各実施例間に
おいて実質的に共通している部材，部位には同じ符号を
付けてあり、それらについての重複説明を省略する。

【０００９】［第１実施例］先ず、図１及び図２を用い
て本実施例の構成を説明する。図１は本実施例の光学ユ
ニットの全体像を示した斜視図であるが、この光学ユニ
ットは、第１基板１と第２基板２との張り合わせによっ
て構成されている。図２は、それらの第１基板１と第２
基板２とを分解して示したものであり、図２（ａ）は第
１基板１のみを図１と同じ角度で視た斜視図であり、図
２（ｂ）はその第１基板１を裏返して示した斜視図であ
り、図２（ｃ）は第２基板２のみを図１と同じ角度で視
た斜視図である。

【００１０】そこで、先ず、第１基板１は、枠部材３
と、四つの梁部材４（符号は、一つの梁部材にだけ付
け、他の三つについては省略されている）と、薄板状部
材５とで構成されている。そのうち、枠部材３は、外形
が正方形であって、中央部には正方形の開口部３ａを形
成し、ロ字状をしている。また、四つの梁部材４は、Ｎ
型不純物がドープされた多結晶シリコンで構成されてお
り、夫々、リード線引き出し部４ａと、クランク状の梁
部４ｂを有していて、リード線引出し部４ａと枠部材３
との間には絶縁性のシリコン窒化膜６が形成されてい
る。

【０００１１】薄板状部材５は、Ｎ型不純物がドープさ
れた単結晶シリコンで正方形に構成されており、枠部材
３の開口部３ａ内に配置され、各梁部材４の梁部４ｂに
一体的に連結されている。また、この薄板状部材５は、
その表面に絶縁性のシリコン窒化膜６を形成している
が、そのシリコン窒化膜６には四つのコンタクト孔６ａ
が形成されているので、各梁部４ｂとは電気的に導通さ
れ、各梁部材４と共に第１層電極として機能し得るよう
になっている。そして、この薄板状部材５の中央にはア
ルミニウム膜のミラー７が形成されている。

【００１２】このような構成をした第１基板１におい
て、各梁部材４の梁部４ｂは可撓性を有している。そし
て、各梁部４ｂは、薄板状部材５を取り囲むようにクラ
ンク状に形成されているので、小さい占有面積でありな
がら長さを大きくすることが可能となっている。そのた
め、梁部４ｂのバネ定数を小さくすることができ、より
小さな静電気力で薄板状部材５を変位させることができ
る。また、本実施例では、各々の梁部４ｂがＬ字状に形
成されているが、それをコ字状としても、また後述のよ
うな円弧状にしても、同等の特徴が得られる。更に、本
実施例の場合には、薄板状部材５にミラー７を形成して
いるが、そのミラー７に代えて回折格子などの他の光学
素子にしても差し支えない。

【００１３】他方、第２基板２は、ベース部材８と、第
２層電極として機能する四つに分割された固定電極部材
９（符号は、一つの固定電極部材にだけ付け、他の三つ
については省略されている）とで構成されている。そし
て、それらの四つの固定電極部材９は、各々、リード線
引き出し部９ａと、Ｌ字状の第１領域９ｂと、方形の第
２領域９ｃとを有していて、各々の第１領域９ｂは、上
記の各々の梁部４ｂに対向するように配置されており、
四つの第２領域９ｃは、上記の薄板状部材５をほぼ４分
割した領域に各々対向するようにして配置されている。

【００１４】次に、図３を参照しながら本実施例の動作
を説明する。図３（ａ）は上記の第１基板１の平面図で
あり、図３（ｂ）は上記の第２基板２の平面図である。
また、両者は同じ倍率で示されていて、重なり関係を把
握しやすいようにしている。尚、上記したように、第１
基板１の四つの梁部材４は、リード線引出し部４ａを別
々に有しているが、電気的には導電性の薄板状部材５を
介して接続されている。それに対して、第２基板２の四
つの固定電極部材９は、互いに絶縁され独立している。

【００１５】このような接続関係において、例えば、第
１層電極を接地しておき、図３（ｂ）における左上部の
リード線引出し部９ａに高電圧を印加すると、その電極
に対向している薄板状部材５の右下の領域と、その領域
に連結されている梁部４ｂに静電引力が作用する。この
とき、第２層電極の他の三つの電極を接地しておくと、
薄板状部材５の他の領域と、その領域に連結された他の
三つの梁部材４には静電引力が作用しないので、薄板状
部材５は、図３（ａ）における右下の領域だけが第２基
板２側に引き寄せられることになる。その結果、薄板状
部材５は、第２基板２に対して傾くと共に、薄板状部材
５の中心部と第２基板２との距離も小さくなり、ミラー
７の反射角度が変えられる。そして、そのような薄板状
部材５の変位量は、印加する電圧の値に依存する。

【００１６】また、第１層電極を接地しておき、第２層
電極の四つの電極に対して等しい電圧を印加した場合に
は、薄板状部材５と四つの梁部材４には静電引力が等し
く作用するので、薄板状部材５は鉛直方向に、即ち第２
基板２に向かって平行状態を保ったまま、電圧値に対応
した距離だけ変位する。従って、もし、このような変位
を行うだけでよいものの場合には、本実施例のように、
第２層電極を分割しなくてもよいことになる。

【００１７】このように、本実施例においては、第２基
板２に設けられた四つの電極のうち少なくとも一つの電
極を任意に選択し、個々に、そこに印加する電圧値を所
定の値に設定するか又は連続的に変化させることによっ
て、薄板状部材５の傾きと鉛直方向の変位を自由に制御
することができるようになっている。尚、本実施例にお
いては、固定電極部材９に第１領域９ｂと第２領域９ｃ
とを形成し、薄板状部材５の変位させたい領域と、その
領域に連結した梁部４ｂの両方に静電引力を作用させる
ようにしているので、第１領域９ｂを設けない場合より
も大きな静電引力が得られ、結果として、ユニットの小
型化や低電圧駆動が可能になっている。しかしながら、
薄板状部材５だけ又は梁部４ｂだけに静電引力を作用さ
せるようにしても、それなりの動作をさせることは可能
であるから、本発明はこのような構成に限定されるもの
ではない。

【００１８】次に、図４を用いて第１基板１の製造工程
を説明するが、図４（ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線の部
分を切断して視た図面に相当し、図４（ｂ）は図３
（ａ）のＢ−Ｂ線の部分を切断して視た図面に相当す
る。先ず、厚さ３００μｍのＰ型シリコン基板に対し、
上記の薄板状部材５に相当するところにＮ型拡散層を形
成し、両面に厚さ４００ｎｍのシリコン窒化膜を形成す
る。その後、裏面側（図の下側）に形成されているシリ
コン窒化膜のうち、上記の枠部材３の開口部３ａに相当
する領域を除去し、また、表面側に形成されたシリコン
窒化膜には上記のコンタクト孔６ａを開口する。このよ
うにして形成された断面形状が図４の（１）に示されて
いる。

【００１９】その後、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶ
Ｄ）で表面側に厚さ８００ｎｍの多結晶シリコン層を形
成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、図３（ａ）
に示されているように、四つの梁部材４が得られる形状
にパターニングする。このようにして形成された断面形
状が図４の（２）に示されている。そして、Ｎ型拡散層
の上部に、スパッタ等の方法によって、上記のミラー７
となるアルミニウム膜を形成するが、そのようにして形
成された断面形状が図４の（３）である。

【００２０】次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりな
る表面保護膜を形成してから、Ｎ型拡散層に正電圧を印
加した状態（Ｎ型拡散層と電気的に導通している多結晶
シリコンに印加すればよい）で、強アルカリ性水溶液中
で電気化学エッチングし、裏面側からＰ型シリコン基板
を除去していくが、このとき、上記の枠部材３に対応す
る領域では裏面に形成されたシリコン窒化膜がマスクと
して機能するから、そのシリコン窒化膜が形成されてい
ない領域においてだけエッチングが進行する。そして、
Ｎ型拡散層が形成されている領域では接合界面近傍でエ
ッチングが停止し、それ以外の領域では表面側のシリコ
ン窒化膜が露出した段階で停止する。その段階での断面
形状が図４の（４）に示されている。その後、表面保護
膜を除去しておいて、裏面側から見て露出している表裏
のシリコン窒化膜を反応性イオンエッチングで除去する
ことにより、図４の（５）に示された断面形状の第１基
板１が得られる。

【００２１】このような製造方法によれば、全工程で半
導体の製造技術を適用することができるため、微小な第
１基板１を低コストで製作するのに極めて好都合であ
る。また、薄板状部材５を単結晶シリコンの電気化学エ
ッチングで形成することができるので、所定の基板に薄
膜を形成して製作する場合に比較し、内部応力が小さく
て平坦度が高く、高精度の平面鏡を得ることが可能とな
る。尚、上記の製造工程の説明では、一つの第１基板１
だけを図示して説明したが、実際には、一つのシリコン
基板上で多数の第１基板１が同時に加工されるものであ
ることは言うまでもない。

【００２２】［第２実施例］本実施例の構成は、第１実
施例における第１基板１の一部の構成が異なるだけであ
って、第２基板２の構成と両者の接合構成は全く同じで
ある。そのため、図５には、図２（ａ）と同じようにし
て本実施例の第１基板１だけが示されている。本実施例
の薄板状部材５は、第１実施例の場合と異なり、梁部材
４と同じ多結晶シリコンで製作されている。また、その
場合は、薄板状部材５を梁部材４と同じ厚さに形成して
おくと、静電引力によって梁部材４が撓むとき、薄板状
部材５も撓まされてしまうことになるため、本実施例の
薄板状部材５は、梁部材４よりも表面側に厚く形成され
ている。

【００２３】このような本実施例の構成においては、多
結晶シリコンの内部応力によって薄板状部材５に若干の
歪が生じることになるが、第１実施例のようにコンタク
ト孔６ａを開口したり、Ｎ型拡散層を形成したりする工
程を省略することができるので、仕様上で面精度をあま
り要求されない場合には好適な構成であり、コスト的に
は極めて有利なものといえる。尚、第１実施例の場合に
おいても、本実施例の場合においても、「梁部材」，
「薄板状部材」という表現が用いられているが、これま
での説明からも分かるように、これらは第１層電極であ
る一つの部材の異なる部位を表現しているとも言うこと
ができ、そのことは以下に説明する各実施例及び各変形
例においても同じことである。

【００２４】［第３実施例］本実施例は図６の斜視図に
示されているが、図６（ａ）は本実施例の第１基板１を
上記の図２（ａ）と同じようにして示したものであり、
図６（ｂ）は本実施例の第２基板２を上記の図２（ｃ）
と同じようにして示したものである。このように、本実
施例の構成は、基本的には第１実施例の構成と殆ど同じ
であるが、薄板状部材５の中央部と、それに対向するベ
ース部材８の中央部に、各々円形の貫通孔５ａ，８ａが
形成されている点で第１実施例の構成とは異なってい
る。そのため、この第１基板１を半導体製造技術を用い
て製作する場合には、第１実施例で説明した製造工程に
おいて、貫通孔６ａに相当する領域にＮ型拡散層を形成
しなければよいことになる。

【００２５】本実施例の構成は、透過型の光学素子を取
り付けるのに適したものであって、図示していないが、
薄板状部材５の貫通孔５ａには、レンズ，透過型回折格
子，ピンホール板などの光学素子が接着などで実装され
る。そのため、貫通孔５ａは、必ずしも円形であるとは
限らない。また、本実施例においては、ベース部材８に
も、貫通孔５ａと同じ形状の貫通孔８ａを形成している
が、その形状や大きさは同じにしなくてもよい場合があ
る。更に、ベース部材８を透明な材料で製作した場合に
は、貫通孔８ａを形成する必要はない。尚、このような
構成をした本実施例の場合にも、その動作は第１実施例
の場合に準じて行われる。

【００２６】［第４実施例］図７を用いて本実施例を説
明する。本実施例は、第３実施例の場合と同様に、透過
型の光学素子を取り付けるのに適した構成をしたもので
あって、図７（ａ）は第１基板１を示したものであり、
図７（ｂ）は第２基板２を示したものであり、図７
（ｃ）は第３基板１１を示したものである。本実施例の
第１基板１は、四つの梁部材４のリード線引き出し部４
ａの上部に、夫々、絶縁性のスペーサ部材１２を設けて
いる点で第３実施例の第１基板１（図６（ａ）参照）と
異なるが、第２基板２は第３実施例と全く同じである。
また、第３基板１１は、第２基板２と対称的に構成され
ていて、ベース部材１３には貫通孔１３ａが形成されて
おり、第３層電極としての四つの固定電極部材１４に
は、夫々、リード線引き出し部１４ａ，第１領域１４
ｂ，第２領域１４ｃが設けられている。そして、この第
３基板１１は、電極面を第１基板１側にしてスペーサ部
材１２に接合されている。

【００２７】このように、本実施例の場合には、第１基
板１が、第２基板２と第３基板１１の間に配置されてい
て、合計８個の固定電極に対して個別に電圧制御が行え
るようになっているので、薄板状部材５は、第２基板２
側と第３基板１１側の両方へ変位することが可能であっ
て、第３実施例の場合よりも大きな変位量が得られると
いう特徴を有している。また、第３実施例の場合には、
薄板状部材５を傾かせると、貫通孔５ａの中心位置が移
動し、貫通孔８ａの中心位置との距離が変化するが、本
実施例の場合には、貫通孔５ａの中心位置を変えずに薄
板状部材５を傾かせることが可能である。従って、本実
施例は、第３実施例の場合よりも、制御についての自由
度がはるかに大きくなる。尚、このようにして第３基板
１１を設けることは、第３実施例のような構成に対して
だけではなく、その他の実施例に対しても可能であるこ
とはもちろんである。

【００２８】［第５実施例］第１実施例においては、単
結晶シリコンの枠部材３と薄板状部材５とを、多結晶シ
リコンの梁部材４で連結するように構成していたが、本
実施例は、図８に示すように、それらの三者を全て単結
晶シリコンで製作するようにし、枠部材３と四つの梁部
４ｂとの連結部近傍には、シリコン窒化膜６に開口部６
ｂを形成し、露出した枠部材３の表面にアルミニウム膜
を形成することによって、リード線引き出し部を形成し
ている。

【００２９】そこで、本実施例の製造工程を、図９を用
いて説明する。先ず、厚さ３００μｍのＰ型シリコン基
板に対し、薄板状部材５に相当するところに深いＮ型拡
散層を形成し、また、梁部材４の梁部４ｂに相当すると
ころに浅いＮ型拡散層を形成して、両面に厚さ４００ｎ
ｍのシリコン窒化膜を形成する。その後、裏面側（図の
下側）に形成されているシリコン窒化膜のうち、枠部材
３の開口部３ａに相当する領域を除去する。また、枠部
材３と梁部４ｂの連結部においては、浅いＮ型拡散層が
枠部材３にまで延在しているため、その延在領域を覆っ
ている表面側のシリコン窒化膜６に、フォトリソグラフ
ィーによって四つの開口部６ｂを形成し、枠部材３の一
部を露出させる。その後、更に、スパッタ及びフォトリ
ソグラフィーによって、深いＮ型拡散層の上面のシリコ
ン窒化膜と枠部材３の上記の四つの露出部に各々アルミ
ニウム膜を形成し、ミラー７とリード線引き出し部を形
成する。そして、そのときの断面形状が図９の（１）に
示されている。

【００３０】次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりな
る表面保護膜を形成しておき、Ｎ型拡散層に正電圧を印
加した状態で、強アルカリ性水溶液中で裏面側からＰ型
シリコン基板をエッチングするが、枠部材３に対応する
領域では裏面にシリコン窒化膜が形成されているので、
そのシリコン窒化膜が形成されていない領域においてだ
けエッチングが進行する。そして、Ｎ型拡散層が形成さ
れている領域では接合界面近傍でエッチングが停止し、
それ以外の領域では表面側のシリコン窒化膜が露出した
段階で停止するが、その状態が図９の（２）に示されて
いる。その後、表面保護膜を除去しておいて、裏面側か
ら見て露出している表裏のシリコン窒化膜を反応性イオ
ンエッチングで除去することによって、図９の（３）に
示された形状となり、本実施例の第１基板１が得られ
る。

【００３１】尚、上記のエッチング工程において残存す
る単結晶シリコンの厚さは、厳密にいうと、Ｎ型拡散層
の接合面までではなく、そこからバイアス電圧の印加に
よって延在する空乏層端に近いところまでとなるので、
浅いＮ型拡散層の形成に先だって、その近傍にボロン等
のＰ型不純物を拡散させて濃度を高めておくと、梁部４
ｂの厚さを一層薄くすることが可能となる。

【００３２】実際問題として、梁部４ｂを薄くしバネ定
数を小さくするためには、１μｍ以下の薄い梁部４ｂが
容易に形成できる多結晶シリコンの方が適している。し
かしながら、仕様によっては本実施例のように構成する
と、第１実施例の場合のような多結晶シリコンの形成工
程を省略でき、それだけコスト的には有利となる。ま
た、本実施例のように四つの梁部４ｂが単結晶シリコン
で形成されていると、多結晶シリコンで形成される場合
より破断強度が大きくなるため、比較的面積の大きな薄
板状部材５を変位させたい場合や、比較的重量のある光
学素子を搭載した薄板状部材５を変位させたい場合には
有利である

【００３３】［変形例］次に、図１０を用いて、上記の
各実施例に示した第１基板１の変形例を説明する。ただ
し、各実施例の第１基板１については、既にそれらの構
成を詳細に説明した。そのため、図１０（ａ）〜（ｃ）
においては、上記の梁部材４と薄板状部材５とで構成さ
れた第１層電極の三つのパターンのみを平面図で示して
ある。そして、図１０（ａ）に示したものは、四隅だけ
を円弧状に形成したものであるが、このようにすると、
四隅において応力の集中を避けることができるので、製
作上は有利となる。また、図１０（ｂ）に示したもの
は、第１基板１の平面形状を円形に構成する場合に有利
である。更に、図１０（ｃ）に示したものは、梁部材４
を三つ形成したものであるが、このように、本発明は、
クランク状又は曲線状の梁部４ｂを複数個設ければよい
ものであって、その個数には制限がない。

【００３４】このように、本発明においては、要求仕様
に対応して種々の変形パターンが考えられるので、光学
ユニットの外形として種々の形状を採用することが可能
である。また、上記の各実施例及び各変形例の場合に
は、第１層電極が分割されていないものとして説明した
が、本発明は、第２層電極のように複数に分割しても差
し支えないし、そのように第１層電極を分割した場合で
あっても、第２層電極を分割する場合と、分割しない場
合とを含むものである。また、上記の各実施例の説明に
おいては、半導体製造技術を用いて製作する場合で説明
したが、本発明は、そのような場合に限定されず、その
一部又は全部を他の手段によって製作しても差し支えな
い。従って、各請求項に記載の「部材」という表現は、
独立した部品の場合に限定されない。

【００３５】尚、上記の各実施例の説明においては、第
２基板２と第３基板１１の製造方法について触れていな
い。そこで、それらの製造方法の一例について簡単に触
れておく。先ず、Ｐ型シリコン基板上にシリコン酸化膜
等の絶縁膜を形成し、その後、その絶縁膜の上面にスパ
ッタ等の方法でアルミニウムの薄膜を形成し、それを通
常のフォトリソグラフィー技術でパターニングし電極を
形成する。また、このようにして製作する場合には、通
常、上記した第１基板１の場合と同様に、大きなシリコ
ンウエハーに多数のチップを同時に形成し、ダイシング
によって個々に分割するようにする。また、図６に示さ
れているような貫通孔８ａを設ける場合には、ＲＩＥ
（Reactive Ion Etching）などの異方性エッチングやエ
キシマレーザーアプレーションなどによって、ダイシン
グ前に形成するようにする。

【００３６】以上説明したように、本発明は、特許請求
の範囲に記載した特徴のほかに下記の特徴を有してい
る。 （１）第１層電極部が、電気的に分離されていて互いに
異なる電位を設定できる複数の部位に分割されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。 （２）第２層電極部が、電気的に分離されていて互いに
異なる電位を設定できる複数の部位に分割されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。 （３）枠部材と薄板状部材とが、一体の単結晶半導体基
板の加工によって形成されていることを特徴とする請求
項１に記載の光学ユニット。 （４）枠部材が、半導体基板を切り出すことによって構
成され、薄板状部材が、前記半導体基板から電気化学エ
ッチングによって選択的に残存させられた薄板状部位で
あることを特徴とする上記（３）に記載の光学ユニッ
ト。 （５）枠部材と梁部材と薄板状部材とが、一体の単結晶
半導体基板の加工によって形成されていることを特徴と
する請求項１に記載の光学ユニット。 （６）枠部材が、半導体基板を切り出すことによって構
成され、薄板状部材と梁部材とが、半導体基板から電気
化学エッチングによって選択的に残存させられた薄板状
部位であって、前記梁部材が前記薄板状部位よりも薄い
ことを特徴とする上記（５）に記載の光学ユニット。 （７）第２層電極部が、複数の電極に分割されていて、
それらが各梁部材の梁部に対向する位置に配置されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の光学ユニット。 （８）分割された第２層電極部の電極が、各々、薄板状
部材の連結部近傍まで延在していることを特徴とする上
記（７）に記載の光学ユニット。 （９）薄板状部材に貫通孔が設けられており、そこに透
過型の光学素子が一体成形もしくは実装されていること
を特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。 （１０）薄板状部材に貫通孔が設けられており、そこに
反射型の光学素子が一体成形もしくは実装されているこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。 （１１）第２基板には、薄板状部材に設けられた貫通孔
に対向する領域に、貫通孔が設けられていることを特徴
とする上記（９）又は（１０）に記載の光学ユニット。 （１２）第３層電極部の形成された第３基板が、第１基
板に対して、第２基板とは反対側に配置され、第１層と
第３層の電極部間に与える電位を変えることにより、静
電気力によって薄板状部材を変位させ、光学素子の位置
制御を行えるようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の光学ユニット。

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ミラー，レンズ，回折格子，ピンホール板等
の光学素子を、電極に与えられた電位に対応して、入射
光に対して種々の方向へ傾斜させるようにすることも、
傾斜させずに入射光の光軸に沿って移動させるようにす
ることもでき、また、所定の制御位置に静止させるよう
にすることも、連続的に所望の変位を行なわせるように
することもできるという特徴を有している。しかも、そ
の際、梁部材には若干の捻りや伸びが生じるが、それら
は従来例に比較して極めて小さいものであり、実質的に
は曲げ変位のみで光学素子の位置制御が行えるため、消
費電力は少なくて済むという特徴を有している。更に、
従来例に比較して、部品点数が少ないことと、上記のよ
うに消費電力が少なくて済むことから、小型化と低コス
ト化の点でも極めて有利なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の全体を示した斜視図である。

【図２】第１実施例を二つに分解して示した斜視図であ
って、図２（ａ）は第１基板を図１と同様に視て示した
ものであり、図２（ｂ）は第１基板を裏返して示したも
のであり、図２（ｃ）は第２基板を図１と同様に視て示
したものである。

【図３】第１実施例の動作を説明するための平面図であ
って、図３（ａ）は第１基板を示したものであり、図３
（ｂ）は第２基板を示したものである。

【図４】第１実施例の製造工程を説明するための断面図
であり、図４（ａ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線で断面した
図面に相当し、図４（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線で断
面した図面に相当する。

【図５】第２実施例の第１基板を示した斜視図である。

【図６】第３実施例の斜視図であって、図６（ａ）は第
１基板を示したものであり、図６（ｂ）は第２基板を示
したものである。

【図７】第４実施例の斜視図であって、図７（ａ）は第
１基板を示したものであり、図７（ｂ）は第２基板を示
したものであり、図７（ｃ）は第３基板を示したもので
ある。

【図８】第５実施例の第１基板を示した斜視図である。

【図９】第５実施例の製造工程を説明するための断面図
である。

【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、各々、第１
基板の変形例の概略的な形状を示した平面図である。

【符号の説明】

１ 第１基板 ２ 第２基板 ３ 枠部材 ３ａ，６ｂ 開口部 ４ 梁部材 ４ａ，９ａ，１４ａ リード線引き出し部 ４ｂ 梁部 ５ 薄板状部材 ５ａ，８ａ，１３ａ 貫通孔 ６ シリコン窒化膜 ６ａ コンタクト孔 ７ ミラー ８，１３ ベース部材 ９，１４ 固定電極部材 ９ｂ，１４ｂ 第１領域 ９ｃ，１４ｃ 第２領域 １１ 第３基板 １２ スペーサ部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク状又は曲線形状の可撓性梁部を
   有する複数の梁部材が光学素子を実装又は一体形成した
   薄板状部材と該薄板状部材を囲むように配置された枠部
   材とに連結されていて該薄板状部材と該梁部材の少なく
   とも一方が第１層電極となされている第１基板と、前記
   第１層電極に対向する領域に第２層電極を有していて前
   記枠部材に接合されていてる第２基板と、を備えてい
   て、前記第１層と第２層の電極間に与える電位を変える
   ことによって、静電気力により前記薄板状部材を変位さ
   せ、光路上において前記光学素子の位置制御を行えるよ
   うにしたことを特徴とする光学ユニット。
2. 【請求項２】 前記薄板状部材が、三つ以上の前記梁部
   材によって前記枠部材に支持されており、前記第１層電
   極と第２層電極の少なくとも一方は、三つ以上の領域に
   分割されていて、それらの分割された電極に異なる電位
   を与えることによって、前記薄板状部材と前記第２基板
   間の傾き及び距離を変化させるようにしたことを特徴と
   する請求項１に記載の光学ユニット。