JP2014190986A - Hinge and mirror device with the same - Google Patents

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亮平 内納
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decrease the stiffness of a hinge in a predetermined direction, and to increase the stiffness of the hinge in another direction.SOLUTION: A mirror device 100 includes a mirror 131, an actuator 104, and a first hinge 105 for supporting the mirror 131. The first hinge 105 has a first meandering portion 151 which is formed in a zigzag shape by a plurality of first projecting portions 155 and a plurality of first recessed portions 156, and which extends from one end portion to the other end portion while meandering; and a second meandering portion 152 which is formed in a zigzag shape by a plurality of second projecting portions 157 and a plurality of second recessed portions 158, which is arranged in parallel with the first meandering portion 151 portion, and extends from one end portion to the other end portion while meandering. The first recessed portions 156 and the second recessed portions 158 are coupled with each other.

Description

ここに開示した技術は、ヒンジ及びそれを備えたミラーデバイスに関するものである。   The technology disclosed herein relates to a hinge and a mirror device including the hinge.

従来より、様々なミラーデバイスが知られている。特許文献1に開示されたミラーデバイスは、アクチュエータと、ミラーと、アクチュエータとミラーとを連結し、弾性的に変形可能なヒンジとを備えている。このミラーデバイスは、アクチュエータを傾動させることによって、ミラーを傾動させる。このとき、ヒンジは、屈曲したり、アクチュエータとミラーとが並ぶ方向に伸縮したりする。   Conventionally, various mirror devices are known. The mirror device disclosed in Patent Document 1 includes an actuator, a mirror, a hinge that connects the actuator and the mirror, and is elastically deformable. This mirror device tilts the mirror by tilting the actuator. At this time, the hinge is bent or stretched in the direction in which the actuator and the mirror are arranged.

特開2009−229916号公報JP 2009-229916 A

ところで、前述のようなヒンジには使用目的に応じて様々な特性が要求される。例えば、大きな剛性が要求されるときもあれば、小さな剛性が要求されるときもある。あるいは、剛性を大きくした方がいいのか、小さくした方がいいのかが方向に応じて異なる場合もある。   By the way, the hinge as described above is required to have various characteristics according to the purpose of use. For example, there is a case where a large rigidity is required and a case where a small rigidity is required. Alternatively, it may be different depending on the direction whether the rigidity should be increased or decreased.

例えば、前記ミラーデバイスにおいては、ヒンジの一端部と他端部とを結ぶ方向のヒンジの剛性は小さく且つ、該方向と直交する方向(以下、「幅方向」という)のヒンジの剛性は大きいことが好ましい。すなわち、アクチュエータを傾動させてミラーを傾動させるときには、ヒンジは、屈曲する。このとき、ヒンジは、ヒンジの一端部と他端部とを結ぶ方向に伸びる。アクチュエータの傾動を阻害しないためには、ヒンジの一端部と他端部とを結ぶ方向のヒンジの剛性は小さいことが好ましい。その一方で、幅方向のヒンジの剛性まで小さいと、ミラーが幅方向に変位し易くなり、ミラーが周辺の構造体と接触し易くなる。ミラーが周辺の構造体と接触すると、ミラーが破損する虞がある。そのため、幅方向のヒンジの剛性は大きいことが好ましい。   For example, in the mirror device, the rigidity of the hinge in the direction connecting the one end and the other end of the hinge is small, and the rigidity of the hinge in the direction perpendicular to the direction (hereinafter referred to as “width direction”) is large. Is preferred. That is, when the mirror is tilted by tilting the actuator, the hinge is bent. At this time, the hinge extends in a direction connecting the one end and the other end of the hinge. In order not to inhibit the tilting of the actuator, the rigidity of the hinge in the direction connecting the one end and the other end of the hinge is preferably small. On the other hand, if the rigidity of the hinge in the width direction is small, the mirror is easily displaced in the width direction, and the mirror is likely to come into contact with surrounding structures. If the mirror contacts the surrounding structure, the mirror may be damaged. Therefore, it is preferable that the rigidity of the hinge in the width direction is large.

ヒンジの材料や太さを変更すれば、ヒンジの剛性を単純に大きくしたり、小さくしたりすることは容易である。しかしながら、ヒンジの剛性に対する要求が方向に応じて異なる場合には、ヒンジの材料や太さを単純に変更する方法ではヒンジの剛性を要求の通りに調整することは難しい。例えば、ヒンジの太さを細くすることによって、アクチュエータとミラーとが並ぶ方向のヒンジの剛性を小さくすることができるとしても、当然ながら、幅方向へのヒンジの剛性も小さくなってしまう。   By changing the material and thickness of the hinge, it is easy to simply increase or decrease the rigidity of the hinge. However, when the requirements for the rigidity of the hinge differ depending on the direction, it is difficult to adjust the rigidity of the hinge as required by a method of simply changing the material and thickness of the hinge. For example, by reducing the thickness of the hinge, the rigidity of the hinge in the direction in which the actuator and the mirror are arranged can be reduced, but the rigidity of the hinge in the width direction is naturally reduced.

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、所定の方向へのヒンジの剛性を小さく、別の方向へのヒンジの剛性を大きくすることにある。   The technology disclosed herein has been made in view of the above points, and the object is to reduce the rigidity of the hinge in a predetermined direction and increase the rigidity of the hinge in another direction. is there.

ここに開示されたミラーデバイスは、ミラーと、前記ミラーを駆動するアクチュエータと、前記ミラーを支持し、弾性的に変形可能な第1ヒンジとを備え、前記第1ヒンジは、交互に配列された複数の第1凸部と複数の第1凹部とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第1蛇行部と、交互に配列された複数の第2凸部と複数の第2凹部とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部に並設され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第2蛇行部とを有し、少なくとも一部の前記第1凹部と少なくとも一部の前記第2凹部とは、互いに連結されているものとする。   The mirror device disclosed herein includes a mirror, an actuator that drives the mirror, and a first hinge that supports the mirror and is elastically deformable, and the first hinges are alternately arranged. A plurality of first convex portions and a plurality of first concave portions are formed in a zigzag shape, the first meandering portions extending from the one end portion to the other end portion while meandering, and the plurality of second convex portions arranged alternately. And a plurality of second recesses formed in a zigzag shape, arranged in parallel with the first meandering portion, and having a second meandering portion extending from the one end portion to the other end portion while meandering, and at least a part of The first recess and at least a portion of the second recess are connected to each other.

すなわち、ここに開示された、一端部が第1の部材に連結され、他端部が第2の部材に連結され、弾性的に変形可能であるヒンジは、交互に配列された複数の第1凸部と複数の第1凹部とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第1蛇行部と、交互に配列された複数の第2凸部と複数の第2凹部とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部に並設され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第2蛇行部とを備え、少なくとも一部の前記第1凹部と少なくとも一部の前記第2凹部とが互いに連結されているものとする。   In other words, the hinges disclosed herein are connected to the first member at one end and connected to the second member at the other end, and are elastically deformable. The zigzag is formed by the convex portions and the plurality of first concave portions, and the first meander portions extending from the one end portion to the other end portion while meandering, the plurality of second convex portions and the plurality of second convex portions arranged alternately. A second meandering portion that extends from the one end to the other end while meandering, and is formed in a zigzag shape with two recesses, and at least a portion of the first recess, It is assumed that at least some of the second recesses are connected to each other.

前記の構成によれば、第1蛇行部及び第2蛇行部がジグザグ状に形成され、蛇行しながら一端部から他端部まで延びているので、一端部と他端部とを結ぶ方向の第1ヒンジ(又はヒンジ)の剛性を比較的小さくすることができる。それに加えて、第1蛇行部の少なくとも一部の第1凹部と第2蛇行部の少なくとも一部の第2凹部とを連結することによって、第1凹部及び第2凹部が自由に変位できなくなる。そのため、第1凹部及び第2凹部が自由に変位できる構成と比べて、第1蛇行部及び第2蛇行部が蛇行する方向の第1ヒンジの剛性を比較的大きくすることができる。これにより、1つのヒンジにおいて、或る方向の剛性を小さくし、別の方向の剛性を大きくすることができる。   According to the above configuration, since the first meandering portion and the second meandering portion are formed in a zigzag shape and extend from one end portion to the other end portion while meandering, the first meandering portion and the other end portion are connected in the first direction. The rigidity of one hinge (or hinge) can be made relatively small. In addition, by connecting at least a part of the first recesses of the first meandering part and at least a part of the second recesses of the second meandering part, the first and second recesses cannot be freely displaced. Therefore, the rigidity of the first hinge in the direction in which the first meandering portion and the second meandering portion meander can be made relatively large as compared with a configuration in which the first concave portion and the second concave portion can be freely displaced. Thereby, in one hinge, the rigidity in one direction can be reduced and the rigidity in another direction can be increased.

また、前記第1ヒンジは、一端部と他端部とを結ぶ方向に伸縮しやすくなるので、ミラーデバイスにおいては、アクチュエータによるミラーの駆動を容易に行うことができる。その一方で、蛇行する方向への第1ヒンジの剛性を大きくすることによって、ミラーが周辺の部材と衝突することを抑制することができる。   Further, since the first hinge is easily expanded and contracted in the direction connecting the one end and the other end, in the mirror device, the mirror can be easily driven by the actuator. On the other hand, it is possible to prevent the mirror from colliding with surrounding members by increasing the rigidity of the first hinge in the meandering direction.

前記ミラーデバイスによれば、所定の方向へのヒンジの剛性を小さく、別の方向へのヒンジの剛性を大きくすることができる。   According to the mirror device, the rigidity of the hinge in a predetermined direction can be reduced, and the rigidity of the hinge in another direction can be increased.

ミラーアレイの平面図である。It is a top view of a mirror array. ミラーアレイの、図1のII−II線における断面図である。It is sectional drawing in the II-II line | wire of FIG. 1 of a mirror array. 波長選択スイッチの概略図である。It is the schematic of a wavelength selective switch. 第1ヒンジの平面図である。It is a top view of the 1st hinge. 第1ヒンジのヒンジモデルの平面図である。It is a top view of the hinge model of a 1st hinge. 第1ヒンジの比較モデルの平面図である。It is a top view of the comparison model of the 1st hinge. ヒンジモデル及び比較モデルの材料物性値を示す表である。It is a table | surface which shows the material physical-property value of a hinge model and a comparison model. 第1凸部及び第2凸部の各個数NとKxとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each number N of a 1st convex part and a 2nd convex part, and Kx. 第1凸部及び第2凸部の各個数NとKyとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between each number N of a 1st convex part and a 2nd convex part, and Ky. 引張り力Fyを作用させたときの比較モデルの平面図である。It is a top view of a comparative model when the tensile force Fy is applied. 変形例に係るミラーアレイの平面図である。It is a top view of the mirror array which concerns on a modification. 変形例1に係る第1ヒンジの平面図である。It is a top view of the 1st hinge concerning the modification 1. 変形例2に係る第1ヒンジの平面図である。10 is a plan view of a first hinge according to Modification 2. FIG. 実施形態2に係るミラーデバイスの平面図である。6 is a plan view of a mirror device according to Embodiment 2. FIG. 変形例に係るミラーデバイスの平面図である。It is a top view of the mirror device which concerns on a modification.

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the drawings.

《実施形態1》
図1は、ミラーアレイ1の平面図を、図2は、ミラーアレイ1の、図1のII−II線における断面図を示す。
Embodiment 1
FIG. 1 is a plan view of the mirror array 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the mirror array 1 taken along line II-II in FIG.

ミラーアレイ1は、複数のミラーデバイス100,100,…を備えている。複数のミラーデバイス100,100,…は、所定のY軸方向に一列に配列されている。   The mirror array 1 includes a plurality of mirror devices 100, 100,. A plurality of mirror devices 100, 100,... Are arranged in a line in a predetermined Y-axis direction.

ミラーアレイ1は、SOI(Siliconon Insulator)基板109を用いて製造されている(図2参照)。SOI基板109は、単結晶シリコンで形成された第1シリコン層191と、SiOで形成された酸化膜層192と、単結晶シリコンで形成された第2シリコン層193とがこの順で積層されて構成されている。 The mirror array 1 is manufactured using an SOI (Siliconon Insulator) substrate 109 (see FIG. 2). The SOI substrate 109 includes a first silicon layer 191 formed of single crystal silicon, an oxide film layer 192 formed of SiO 2 , and a second silicon layer 193 formed of single crystal silicon in this order. Configured.

ミラーデバイス100は、ベース部102と、ミラー131と、ミラー131を駆動するアクチュエータ104と、ミラー131とアクチュエータ104とを連結する第1ヒンジ105と、ミラー131とベース部102とを連結する第2ヒンジ106と、ミラー131に設けられた可動櫛歯電極107と、ベース部102に設けられた固定櫛歯電極108と、参照電極194と、制御部10とを有している。ミラーアレイ1は、いくつかのミラーデバイス100,100,…ごとに共通の1つの制御部10を有している。尚、ミラーアレイ1は、ミラーデバイス100ごとに1つの制御部10を有していても、すべてのミラーデバイス100,100,…で共通の1つの制御部10を有していてもよい。   The mirror device 100 includes a base portion 102, a mirror 131, an actuator 104 that drives the mirror 131, a first hinge 105 that connects the mirror 131 and the actuator 104, and a second that connects the mirror 131 and the base portion 102. It has a hinge 106, a movable comb electrode 107 provided on the mirror 131, a fixed comb electrode 108 provided on the base portion 102, a reference electrode 194, and a control unit 10. The mirror array 1 has one common control unit 10 for each of several mirror devices 100, 100,. The mirror array 1 may have one control unit 10 for each mirror device 100, or may have one control unit 10 common to all mirror devices 100, 100,.

ベース部102は、全体の図示は省略するが、概略長方形の枠状に形成されている。ベース部102は、第1シリコン層191、酸化膜層192及び第2シリコン層193で形成されている。   Although the entire illustration of the base portion 102 is omitted, the base portion 102 is formed in a substantially rectangular frame shape. The base portion 102 is formed of a first silicon layer 191, an oxide film layer 192, and a second silicon layer 193.

ミラー131は、平面視長方形の板状に形成されている。ミラー131は、ミラー本体132と、ミラー本体132の表面に積層された鏡面層133とを有している。ミラー本体132は、第1シリコン層191で形成され、鏡面層133は、Au/Ti膜で形成されている。尚、ミラー本体132の裏面にも、鏡面層133と同様の鏡面層134が積層されている。鏡面層134は、ミラー本体132の表面において生じる、鏡面層133に起因する膜応力をバランスさせる機能を有する。これにより、ミラー本体132、ひいては、鏡面層133の平面度を向上させることができる。   The mirror 131 is formed in a rectangular plate shape in plan view. The mirror 131 includes a mirror main body 132 and a mirror surface layer 133 stacked on the surface of the mirror main body 132. The mirror body 132 is formed of a first silicon layer 191 and the mirror surface layer 133 is formed of an Au / Ti film. A mirror layer 134 similar to the mirror layer 133 is also laminated on the back surface of the mirror main body 132. The mirror surface layer 134 has a function of balancing film stress caused by the mirror surface layer 133 generated on the surface of the mirror main body 132. Thereby, the flatness of the mirror main body 132, and hence the mirror surface layer 133, can be improved.

ここで、ミラー131の中心を通り、ミラー131とアクチュエータ104とが並ぶ方向に延びる軸をX軸とする。X軸は、ミラー131の長辺に平行に延びている。ミラー131の中心を通り、ミラー131の短辺に平行に延びる軸をY軸とする。X軸とY軸とは直交している。複数のミラー131,131,…は、Y軸上に並んでいる。すなわち、複数のミラー131,131,…の配列方向は、Y軸方向に一致する。X軸及びY軸の両方に直交する軸をZ軸とする。尚、Z軸方向を上下方向ということがある。その場合、鏡面層133の側を上とし、ミラー本体132の側を下とする。   Here, an axis passing through the center of the mirror 131 and extending in the direction in which the mirror 131 and the actuator 104 are arranged is defined as an X axis. The X axis extends parallel to the long side of the mirror 131. An axis passing through the center of the mirror 131 and extending in parallel with the short side of the mirror 131 is defined as a Y axis. The X axis and the Y axis are orthogonal. The plurality of mirrors 131, 131,... Are arranged on the Y axis. That is, the arrangement direction of the plurality of mirrors 131, 131,... Matches the Y-axis direction. An axis orthogonal to both the X axis and the Y axis is taken as a Z axis. The Z-axis direction is sometimes referred to as the up-down direction. In that case, the side of the mirror surface layer 133 is the top, and the side of the mirror body 132 is the bottom.

アクチュエータ104は、ベース部102から片持ち状に延び、その先端が第1ヒンジ105を介してミラー131に連結されている。アクチュエータ104は、湾曲することによって、ミラー131を傾動させる。詳しくは、アクチュエータ104は、基端部がベース部102に連結され、ベース部102から片持ち状に張り出しているアクチュエータ本体141と、アクチュエータ本体141の表面に積層された圧電素子142とを有している。   The actuator 104 extends in a cantilevered manner from the base portion 102, and its tip is connected to the mirror 131 via the first hinge 105. The actuator 104 tilts the mirror 131 by bending. Specifically, the actuator 104 has an actuator main body 141 whose base end portion is connected to the base portion 102 and projects from the base portion 102 in a cantilever manner, and a piezoelectric element 142 stacked on the surface of the actuator main body 141. ing.

アクチュエータ本体141は、平面視長方形の板状に形成されている。アクチュエータ本体141は、第1シリコン層191で形成されている。アクチュエータ本体141は、X軸方向に延びている。アクチュエータ本体141の先端部は、第1ヒンジ105を介して、ミラー131の一方の短辺である第1短辺131aに連結されている。   The actuator main body 141 is formed in a rectangular plate shape in plan view. The actuator body 141 is formed of the first silicon layer 191. The actuator body 141 extends in the X-axis direction. The tip of the actuator main body 141 is connected to the first short side 131 a that is one short side of the mirror 131 via the first hinge 105.

圧電素子142は、アクチュエータ本体141の表側(ミラー131の鏡面層133と同じ側)に設けられている。アクチュエータ本体141の表面にはSiO層146が積層されており、圧電素子142は、SiO層146上に積層されている。圧電素子142は、アクチュエータ本体141と同様に、平面視長方形の板状に形成されている。圧電素子142は、下部電極143と、上部電極145と、これらに挟持された圧電体層144とを有する。下部電極143、圧電体層144、上部電極145は、SiO層146上にこの順で積層されている。圧電素子142は、SOI基板109とは別の部材で形成されている。詳しくは、下部電極143は、Pt/Ti膜で形成されている。圧電体層144は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)で形成されている。上部電極145は、Au/Ti膜で形成されている。 The piezoelectric element 142 is provided on the front side of the actuator main body 141 (the same side as the mirror surface layer 133 of the mirror 131). A SiO 2 layer 146 is laminated on the surface of the actuator body 141, and the piezoelectric element 142 is laminated on the SiO 2 layer 146. The piezoelectric element 142 is formed in a plate shape having a rectangular shape in plan view, similarly to the actuator body 141. The piezoelectric element 142 includes a lower electrode 143, an upper electrode 145, and a piezoelectric layer 144 sandwiched therebetween. The lower electrode 143, the piezoelectric layer 144, and the upper electrode 145 are laminated on the SiO 2 layer 146 in this order. The piezoelectric element 142 is formed of a member different from the SOI substrate 109. Specifically, the lower electrode 143 is formed of a Pt / Ti film. The piezoelectric layer 144 is made of lead zirconate titanate (PZT). The upper electrode 145 is formed of an Au / Ti film.

ベース部102には、下部電極143と電気的に接続された駆動用端子121が設けられている。上部電極145と駆動用端子121を介して圧電素子142に電圧が印加される。   The base portion 102 is provided with a driving terminal 121 that is electrically connected to the lower electrode 143. A voltage is applied to the piezoelectric element 142 via the upper electrode 145 and the drive terminal 121.

アクチュエータ104は、圧電素子142に電圧が印加されると、アクチュエータ本体141のうち圧電素子142が積層された表面が伸縮し、アクチュエータ本体141が上下方向に湾曲する。   In the actuator 104, when a voltage is applied to the piezoelectric element 142, the surface of the actuator main body 141 on which the piezoelectric element 142 is laminated expands and contracts, and the actuator main body 141 is bent in the vertical direction.

第1ヒンジ105は、2つの部材、即ち、アクチュエータ104とミラー131とを連結し、弾性的に変形可能に構成されている。第1ヒンジ105は、第1シリコン層191で形成されている。第1ヒンジ105の詳細な構成については後述する。   The first hinge 105 connects two members, that is, the actuator 104 and the mirror 131, and is configured to be elastically deformable. The first hinge 105 is formed of the first silicon layer 191. A detailed configuration of the first hinge 105 will be described later.

第2ヒンジ106は、2つの部材、即ち、ミラー131とベース部102とを連結し、弾性的に変形可能に構成されている。第2ヒンジ106は、ミラー131ごとに2つ設けられている。第2ヒンジ106の一端は、ミラー131の第2短辺131bに連結され、他端は、ベース部102に連結されている。第2ヒンジ106は、全体としてつづら折り状に屈曲している。第2ヒンジ106は、第1シリコン層191で形成されている。   The second hinge 106 connects two members, that is, the mirror 131 and the base portion 102, and is configured to be elastically deformable. Two second hinges 106 are provided for each mirror 131. One end of the second hinge 106 is connected to the second short side 131 b of the mirror 131, and the other end is connected to the base portion 102. The second hinge 106 is bent in a zigzag shape as a whole. The second hinge 106 is formed of the first silicon layer 191.

可動櫛歯電極107は、アーム部179を介してミラー131の第2短辺131bに片持ち状に設けられている。アーム部179は、2つの第2ヒンジ106の間をX軸方向に延びている。可動櫛歯電極107は、3つの電極指171,171,…を有している。電極指171は、第2ヒンジ106よりもミラー131から離れている。3つの電極指171,171,…は、互いに平行にX軸方向に延びている。可動櫛歯電極107及びアーム部179は、第1シリコン層191で形成されている。尚、電極指171の個数は、3つに限られるものではない。   The movable comb electrode 107 is provided in a cantilever manner on the second short side 131 b of the mirror 131 via the arm portion 179. The arm part 179 extends between the two second hinges 106 in the X-axis direction. The movable comb electrode 107 has three electrode fingers 171, 171,. The electrode finger 171 is farther from the mirror 131 than the second hinge 106. The three electrode fingers 171, 171,... Extend in the X-axis direction in parallel with each other. The movable comb electrode 107 and the arm portion 179 are formed of the first silicon layer 191. The number of electrode fingers 171 is not limited to three.

一方、ベース部102には、可動櫛歯電極107が入り込む凹部102aが形成されている。凹部102aに固定櫛歯電極108が設けられている。固定櫛歯電極108は、2つの電極指181,181を有している。2つの電極指181,181は、互いに平行にX軸方向に延びている。各電極指181は、可動櫛歯電極107の電極指171の間に入り込んでいる。つまり、可動櫛歯電極107の電極指171と固定櫛歯電極108の電極指181とは互いに対向している。固定櫛歯電極108は、第1シリコン層191で形成されている。ただし、固定櫛歯電極108は、可動櫛歯電極107とは電気的に絶縁されている。尚、電極指181の個数は、2つに限られるものではない。   On the other hand, the base portion 102 is formed with a concave portion 102a into which the movable comb electrode 107 enters. A fixed comb electrode 108 is provided in the recess 102a. The fixed comb electrode 108 has two electrode fingers 181 and 181. The two electrode fingers 181 and 181 extend in the X-axis direction in parallel with each other. Each electrode finger 181 enters between the electrode fingers 171 of the movable comb electrode 107. That is, the electrode finger 171 of the movable comb electrode 107 and the electrode finger 181 of the fixed comb electrode 108 face each other. The fixed comb electrode 108 is formed of the first silicon layer 191. However, the fixed comb electrode 108 is electrically insulated from the movable comb electrode 107. The number of electrode fingers 181 is not limited to two.

ベース部102には、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との静電容量を検出するための第1検出端子122及び第2検出端子123が設けられている。   The base portion 102 is provided with a first detection terminal 122 and a second detection terminal 123 for detecting the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108.

第1検出端子122は、ベース部102の第1シリコン層191のうち可動櫛歯電極107と電気的に導通している部分の表面に設けられている。第1検出端子122は、複数の可動櫛歯電極107,107,…で共通であって、1つだけ設けられている。尚、第1検出端子122は、ミラーデバイス100ごとに設けられていてもよい。   The first detection terminal 122 is provided on the surface of the portion of the first silicon layer 191 of the base portion 102 that is electrically connected to the movable comb electrode 107. The first detection terminal 122 is common to the plurality of movable comb electrodes 107, 107,..., And only one is provided. Note that the first detection terminal 122 may be provided for each mirror device 100.

第2検出端子123は、電極部124の表面に設けられている。電極部124は、ベース部102の第1シリコン層191で形成され、ベース部102の酸化膜層192上においてその周りの部分から孤立し、電気的に絶縁されている。電極部124は、固定櫛歯電極108が連結されている。第2検出端子123及び電極部124は、固定櫛歯電極108ごとに設けられている。   The second detection terminal 123 is provided on the surface of the electrode portion 124. The electrode portion 124 is formed of the first silicon layer 191 of the base portion 102, is isolated from the surrounding portions on the oxide film layer 192 of the base portion 102, and is electrically insulated. The electrode portion 124 is connected to the fixed comb electrode 108. The second detection terminal 123 and the electrode unit 124 are provided for each fixed comb electrode 108.

また、ベース部102には、参照電極194が設けられている。参照電極194は、可動櫛歯電極107の電極指171に相当する第1電極指194aと固定櫛歯電極108の電極指181に相当する第2電極指194bとを有している。第1電極指194a及び第2電極指194bは、電極指171及び電極指181と同様の構成をしている。つまり、第1電極指194aは、3つ設けられ、第2電極指194bは、2つ設けられている。第2電極指194bは、第1電極指194aの間に入り込んでいる。つまり、第1電極指194aと第2電極指194bとは互いに対向している。   In addition, a reference electrode 194 is provided on the base portion 102. The reference electrode 194 includes a first electrode finger 194 a corresponding to the electrode finger 171 of the movable comb electrode 107 and a second electrode finger 194 b corresponding to the electrode finger 181 of the fixed comb electrode 108. The first electrode finger 194 a and the second electrode finger 194 b have the same configuration as the electrode finger 171 and the electrode finger 181. That is, three first electrode fingers 194a are provided, and two second electrode fingers 194b are provided. The second electrode finger 194b penetrates between the first electrode fingers 194a. That is, the first electrode finger 194a and the second electrode finger 194b face each other.

参照電極194の静電容量は、第1検出端子122及び第3検出端子125を介して検出される。   The capacitance of the reference electrode 194 is detected via the first detection terminal 122 and the third detection terminal 125.

第1電極指194aは、ベース部102の第1シリコン層191のうち第1検出端子122が設けられた部分と電気的に導通している。   The first electrode finger 194a is electrically connected to a portion of the first silicon layer 191 of the base portion 102 where the first detection terminal 122 is provided.

第3検出端子125は、電極部126の表面に設けられている。電極部126は、電極部124と同様の構成をしている。つまり、電極部126は、ベース部102の第1シリコン層191で形成され、ベース部102の酸化膜層192上においてその周りの部分から孤立し、電気的に絶縁されている。電極部126は、第2電極指194bが連結されている。   The third detection terminal 125 is provided on the surface of the electrode portion 126. The electrode part 126 has the same configuration as the electrode part 124. That is, the electrode portion 126 is formed of the first silicon layer 191 of the base portion 102, is isolated from the surrounding portions on the oxide film layer 192 of the base portion 102, and is electrically insulated. The electrode part 126 is connected to the second electrode finger 194b.

尚、ミラー131、アクチュエータ104、第1ヒンジ105、第2ヒンジ106、可動櫛歯電極107、固定櫛歯電極108及び参照電極194の下方においては、酸化膜層192及び第2シリコン層193が除去されている。   The oxide film layer 192 and the second silicon layer 193 are removed below the mirror 131, the actuator 104, the first hinge 105, the second hinge 106, the movable comb electrode 107, the fixed comb electrode 108, and the reference electrode 194. Has been.

また、隣接するミラーデバイス100,100の固定櫛歯電極108,108の間には、隔壁102bが設けられている。つまり、隣接する凹部102a,102aは、隔壁102bにより隔離されている。隔壁102bは、第1シリコン層191、酸化膜層192及び第2シリコン層193で形成されている。   In addition, a partition wall 102b is provided between the fixed comb electrodes 108, 108 of the adjacent mirror devices 100, 100. That is, the adjacent recesses 102a and 102a are separated by the partition wall 102b. The partition wall 102 b is formed of a first silicon layer 191, an oxide film layer 192, and a second silicon layer 193.

このように構成されたミラーアレイ1は、SOI基板109をエッチングしたり、その表面に成膜することにより製造される。例えば、SOI基板109の表面にSiO層146を成膜し、SiO層146の上に、Pt/Ti膜(下部電極143)、チタン酸ジルコン酸鉛(圧電体層144)及びAu/Ti膜(上部電極145)を順に成膜して、フォトリソグラフィ及びエッチングにより圧電素子142を形成する。次に、第1シリコン層191をICP−RIE等の異方性エッチングを行うことによりミラー本体132及びアクチュエータ本体141等を形成する。続いて、ミラー本体132の表面にAu/Ti膜を成膜して、鏡面層133を形成する。その後、圧電素子142に所定の電圧を印加して分極処理を施す。 The mirror array 1 configured as described above is manufactured by etching the SOI substrate 109 or forming a film on the surface thereof. For example, by forming a SiO 2 layer 146 on the surface of the SOI substrate 109, on top of the SiO 2 layer 146, Pt / Ti film (lower electrode 143), lead zirconate titanate (piezoelectric layer 144) and Au / Ti A film (upper electrode 145) is sequentially formed, and the piezoelectric element 142 is formed by photolithography and etching. Next, the mirror body 132, the actuator body 141, and the like are formed by performing anisotropic etching such as ICP-RIE on the first silicon layer 191. Subsequently, an Au / Ti film is formed on the surface of the mirror main body 132 to form the mirror surface layer 133. Thereafter, a predetermined voltage is applied to the piezoelectric element 142 to perform polarization processing.

−波長選択スイッチ−
このミラーアレイ1は、例えば、波長選択スイッチ2に組み込まれて使用される。図3に、波長選択スイッチ2の概略図を示す。
-Wavelength selective switch-
The mirror array 1 is used by being incorporated in a wavelength selective switch 2, for example. FIG. 3 shows a schematic diagram of the wavelength selective switch 2.

波長選択スイッチ2は、1つの入力用光ファイバ21と、3つの出力用光ファイバ22〜24と、光ファイバ21〜24に設けられたコリメータ25と、回折格子で構成された分光器26と、レンズ27と、ミラーアレイ1とを備えている。尚、この例では、出力用ファイバは、3本だけであるが、これに限られるものではない。   The wavelength selective switch 2 includes one input optical fiber 21, three output optical fibers 22 to 24, a collimator 25 provided in the optical fibers 21 to 24, a spectroscope 26 configured by a diffraction grating, The lens 27 and the mirror array 1 are provided. In this example, there are only three output fibers, but the present invention is not limited to this.

この波長選択スイッチ2においては、入力用光ファイバ21を介して、複数の異なる波長の光信号が入力される。この光信号は、コリメータ25により平行光にされる。平行光となった光信号は、分光器26によって、所定の数の特定波長の光信号に分波される。分波された光信号は、レンズ27によって集光され、ミラーアレイ1に入射する。分波される特定波長の個数と、ミラーアレイ1のミラー131の個数は対応している。つまり、分波された特定波長の光信号は、それぞれ対応するミラー131に入射する。そして、該光信号は、各ミラー131により反射し、再びレンズ27を通って、分光器26へ入射する。分光器26は、複数の異なる波長の光信号を合波し、出力用光ファイバ22〜24へ出力する。ここで、ミラーアレイ1は、各ミラー131を傾動させることによって光信号の反射角度を調整して、対応する光信号がどの出力用光ファイバ22〜24へ入力されるのかを切り替える。尚、ミラー131の個数の方が分波される特定波長の個数よりも多くてもよい。   In the wavelength selective switch 2, optical signals having a plurality of different wavelengths are input via the input optical fiber 21. This optical signal is collimated by the collimator 25. The optical signal that has become parallel light is demultiplexed by the spectroscope 26 into optical signals having a predetermined number of specific wavelengths. The demultiplexed optical signal is collected by the lens 27 and enters the mirror array 1. The number of specific wavelengths to be demultiplexed corresponds to the number of mirrors 131 in the mirror array 1. That is, the demultiplexed optical signals having specific wavelengths are incident on the corresponding mirrors 131, respectively. Then, the optical signal is reflected by each mirror 131, passes through the lens 27 again, and enters the spectroscope 26. The spectroscope 26 multiplexes the optical signals having a plurality of different wavelengths and outputs them to the output optical fibers 22 to 24. Here, the mirror array 1 adjusts the reflection angle of the optical signal by tilting each mirror 131, and switches which output optical fiber 22 to 24 the corresponding optical signal is input to. The number of mirrors 131 may be larger than the number of specific wavelengths to be demultiplexed.

−ミラーアレイの動作−
次に、このように構成されたミラーアレイ1の動作について説明する。
-Operation of mirror array-
Next, the operation of the mirror array 1 configured as described above will be described.

アクチュエータ本体141には圧電素子142が成膜されているため、圧電素子142に電圧を印加していない状態においてはアクチュエータ104に反り(以下、「初期反り」と称する)が生じている。ミラー131は、この初期反りに起因して傾斜している。初期反りは、アクチュエータ104ごとにばらつきを有する。そのため、ミラー131の傾斜もそれぞれ異なる。   Since the piezoelectric element 142 is formed on the actuator body 141, the actuator 104 is warped (hereinafter referred to as “initial warp”) when no voltage is applied to the piezoelectric element 142. The mirror 131 is inclined due to this initial warpage. The initial warpage varies for each actuator 104. Therefore, the inclination of the mirror 131 is also different.

そこで、ミラーアレイ1を動作させる際には、まず圧電素子142にバイアス電圧を印加することによって初期反りを調整する。それにより、ミラー131,131,…の傾斜を均一にする。詳しくは、制御部10は、上部電極145と下部電極143とにバイアス電圧を印加する。バイアス電圧の極性が分極処理のときの電圧の極性と同じ場合には、バイアス電圧に応じて圧電体層144が収縮する。それに伴い、アクチュエータ本体141の圧電素子142側の表面が収縮する。その結果、アクチュエータ本体141の反り状態が変化する。   Therefore, when the mirror array 1 is operated, first, initial bias is adjusted by applying a bias voltage to the piezoelectric element 142. Thereby, the inclination of the mirrors 131, 131,... Is made uniform. Specifically, the control unit 10 applies a bias voltage to the upper electrode 145 and the lower electrode 143. When the polarity of the bias voltage is the same as the polarity of the voltage during the polarization process, the piezoelectric layer 144 contracts according to the bias voltage. Accordingly, the surface of the actuator main body 141 on the piezoelectric element 142 side contracts. As a result, the warpage state of the actuator body 141 changes.

アクチュエータ本体141の反り状態が変化すると、アクチュエータ本体141の先端が変位する。それに伴い、ミラー131の第1短辺131aも同様に変位する。ミラー131の第2短辺131bは、第2ヒンジ106を介してベース部102に連結されているため、ほとんど変位しない。その結果、ミラー131は、第2ヒンジ106を支点として第1短辺131aの側が変位するように傾動する。   When the warpage state of the actuator body 141 changes, the tip of the actuator body 141 is displaced. Accordingly, the first short side 131a of the mirror 131 is similarly displaced. Since the second short side 131b of the mirror 131 is connected to the base portion 102 via the second hinge 106, the second short side 131b is hardly displaced. As a result, the mirror 131 tilts so that the first short side 131a side is displaced with the second hinge 106 as a fulcrum.

そして、制御部10は、詳しくは後述する可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量に基づいてバイアス電圧を調整して、ミラー131,131,…の傾斜を均一にする。   Then, the control unit 10 adjusts the bias voltage based on the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108, which will be described later in detail, so that the inclination of the mirrors 131, 131,. To do.

このように、初期状態においては、圧電素子142にバイアス電圧が印加されており、ミラー131,131,…の傾斜が均一に調整されている。   Thus, in the initial state, a bias voltage is applied to the piezoelectric element 142, and the inclinations of the mirrors 131, 131,... Are uniformly adjusted.

制御部10は、この状態から所望のミラーデバイス100に駆動電圧を印加して、ミラー131を個別に制御する。ミラー131は、バイアス電圧を印加したときと同様に、駆動電圧に応じて傾動する。すなわち、ミラー131は、Y軸に平行であって且つ実質的に第2ヒンジ106を通過するA軸の周りに傾動する。このとき、第1ヒンジ105は、凸状に湾曲し、第2ヒンジ106は、凹状に湾曲する。   From this state, the control unit 10 applies a drive voltage to the desired mirror device 100 to individually control the mirror 131. The mirror 131 tilts in accordance with the drive voltage, similar to when a bias voltage is applied. In other words, the mirror 131 tilts around the A axis that is parallel to the Y axis and substantially passes through the second hinge 106. At this time, the first hinge 105 is curved in a convex shape, and the second hinge 106 is curved in a concave shape.

−ミラーの傾動量の検出−
アクチュエータ104を作動させてミラー131が傾動すると、それに伴って可動櫛歯電極107も傾動する。可動櫛歯電極107は、第2ヒンジ106を挟んでミラー131と反対側に位置するので、例えばミラー131が第1短辺131aを上昇させるように傾動すると、可動櫛歯電極107は、電極指171を下降させるように傾動する。その結果、可動櫛歯電極107の電極指171と固定櫛歯電極108の電極指181との対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量が変化する。
-Detection of mirror tilt amount-
When the mirror 104 is tilted by operating the actuator 104, the movable comb electrode 107 is also tilted accordingly. Since the movable comb electrode 107 is located on the opposite side of the mirror 131 with the second hinge 106 interposed therebetween, for example, when the mirror 131 is tilted so as to raise the first short side 131a, the movable comb electrode 107 is moved to the electrode finger. Tilt to lower 171. As a result, the area of the portion where the electrode finger 171 of the movable comb electrode 107 and the electrode finger 181 of the fixed comb electrode 108 face each other changes, and the area between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 changes. The capacitance changes.

制御部10は、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量を第1検出端子122及び第2検出端子123を介して検出している。制御部10は、圧電素子142の印加電圧を静電容量の変化に基づいて調整することによって、ミラー131の傾動量を制御する。   The control unit 10 detects the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 via the first detection terminal 122 and the second detection terminal 123. The control unit 10 controls the tilt amount of the mirror 131 by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element 142 based on the change in capacitance.

このとき、制御部10は、第1検出端子122及び第3検出端子125を介して参照電極194の静電容量も検出している。制御部10は、参照電極194の静電容量を参照することによって、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量の変化をより正確に求めることができる。   At this time, the control unit 10 also detects the capacitance of the reference electrode 194 via the first detection terminal 122 and the third detection terminal 125. The control unit 10 can obtain the change in the capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 more accurately by referring to the capacitance of the reference electrode 194.

ここで、電極指171が電極指181との対向面積が小さくなると、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量が小さくなる。静電容量が零になると、静電容量の変化を検出できないので、ミラー131の傾動を検出できなくなってしまう。ここで、本実施形態のように、電極指171と電極指181との間隔に対する、SOI基板109の厚み方向への電極指171及び電極指181の寸法の比が小さい構成においては、電極指171と電極指181とが対向する方向以外の方向へ電界が広がるフリンジ効果が発生する。そのため、電極指171が電極指181と対向していなくても、電極指171と電極指181とが近ければ、電極指171と電極指181との間に電界が生じ得る。しかし、電極指171と電極指181とが大きく離れてしまうと、やはり静電容量は零になってしまう。そうなると、ミラー131の傾動量を検出できなくなる。換言すると、ミラー131の傾動量を精度良く制御できる範囲は、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量を検出できる範囲に限られる。   Here, when the area of the electrode finger 171 facing the electrode finger 181 decreases, the capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 decreases. When the electrostatic capacity becomes zero, a change in the electrostatic capacity cannot be detected, so that the tilt of the mirror 131 cannot be detected. Here, as in the present embodiment, in the configuration in which the ratio of the dimension of the electrode finger 171 and the electrode finger 181 in the thickness direction of the SOI substrate 109 to the distance between the electrode finger 171 and the electrode finger 181 is small, the electrode finger 171. A fringe effect occurs in which the electric field spreads in a direction other than the direction in which the electrode fingers 181 face each other. Therefore, even if the electrode finger 171 does not face the electrode finger 181, an electric field can be generated between the electrode finger 171 and the electrode finger 181 if the electrode finger 171 and the electrode finger 181 are close to each other. However, if the electrode finger 171 and the electrode finger 181 are greatly separated from each other, the electrostatic capacity becomes zero as well. If this happens, the tilt amount of the mirror 131 cannot be detected. In other words, the range in which the tilt amount of the mirror 131 can be accurately controlled is limited to the range in which the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 can be detected.

可動櫛歯電極107は、第1ヒンジ105よりも第2ヒンジ106の近くに配置されている。つまり、可動櫛歯電極107は、ミラー131のA軸の近傍に設けられている。そのため、ミラー131が傾動するときの可動櫛歯電極107の変位量が抑制される。その結果、静電容量を検出可能なミラー131の傾動範囲を拡大することができる。つまり、ミラー131の傾動量を精度良く制御できるミラー131の傾動範囲を拡大することができる。   The movable comb electrode 107 is disposed closer to the second hinge 106 than the first hinge 105. That is, the movable comb electrode 107 is provided in the vicinity of the A axis of the mirror 131. Therefore, the amount of displacement of the movable comb electrode 107 when the mirror 131 tilts is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 131 that can detect the capacitance can be expanded. That is, the tilting range of the mirror 131 that can accurately control the tilting amount of the mirror 131 can be expanded.

尚、このような構成においては、水平面(例えば、ベース部102の表面)からのミラー131の傾動角度が同じであれば、ミラー131が下方に傾動している場合であっても上方に傾動している場合であっても静電容量の検出結果は同じになる。そのため、前述のミラーアレイ1の動作においては、ミラー131の駆動時にミラー131が水平面を跨いで傾動しないようにバイアス電圧及び駆動電圧が設定される。つまり、(i)初期反りによってアクチュエータ104が水平面よりも上側に湾曲しており、バイアス電圧によって反りをさらに上方へ調整し、駆動電圧によってアクチュエータ104をさらに上方へ湾曲させる場合と、(ii)初期反りによってアクチュエータ104が水平面よりも下側に湾曲しており、バイアス電圧によってアクチュエータ104を水平面よりも上側へ反らせ、駆動電圧によってアクチュエータ104をさらに上方へ湾曲させる場合と、(iii)初期反りによってアクチュエータ104が水平面よりも下側に湾曲しており、バイアス電圧によってアクチュエータ104を水平面より下側の範囲で上方へ調整し、駆動電圧によってアクチュエータ104を水平面より下側の範囲でさらに上方へ湾曲させる場合(すなわち、アクチュエータ104が水平面よりも上側へ湾曲することはない)とがある。尚、このようなアクチュエータ104の動作は、一例である。   In such a configuration, if the tilt angle of the mirror 131 from the horizontal plane (for example, the surface of the base portion 102) is the same, the mirror 131 tilts upward even when the mirror 131 tilts downward. Even if it is, the detection result of the capacitance is the same. Therefore, in the operation of the mirror array 1 described above, the bias voltage and the drive voltage are set so that the mirror 131 does not tilt across the horizontal plane when the mirror 131 is driven. That is, (i) the actuator 104 is curved upward from the horizontal plane due to the initial warp, the warp is further adjusted upward by the bias voltage, and the actuator 104 is further curved upward by the drive voltage; and (ii) the initial A case where the actuator 104 is bent below the horizontal plane due to the warp, the actuator 104 is bent above the horizontal plane by the bias voltage, and the actuator 104 is further bent upward by the drive voltage; and (iii) the actuator is caused by the initial warp. 104 is curved below the horizontal plane, the actuator 104 is adjusted upward in the range below the horizontal plane by the bias voltage, and the actuator 104 is curved further upward in the range below the horizontal plane by the drive voltage (I.e. It is not) and sometimes Yueta 104 is curved upward than the horizontal plane. Such an operation of the actuator 104 is an example.

−第1ヒンジの構成−
次に、第1ヒンジ105の構成について詳細に説明する。図4は、第1ヒンジ105の平面図である。
-Configuration of the first hinge-
Next, the configuration of the first hinge 105 will be described in detail. FIG. 4 is a plan view of the first hinge 105.

第1ヒンジ105は、蛇行部150と、第1端部153と、第2端部154とを備えている。蛇行部150は、並設された第1蛇行部151と第2蛇行部152とを有する。第1蛇行部151と第2蛇行部152とは、X軸に対して線対称な形状をしている。第1蛇行部151の一端部と第2蛇行部152の一端部とは、第1端部153に連結されている。第1蛇行部151の他端部と第2蛇行部152の他端部とは、第2端部154に連結されている。第1端部153は、アクチュエータ104に連結されている。第2端部154は、ミラー131に連結されている。   The first hinge 105 includes a meandering portion 150, a first end 153, and a second end 154. The meandering part 150 has a first meandering part 151 and a second meandering part 152 arranged side by side. The first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 have a line-symmetric shape with respect to the X axis. One end of the first meandering part 151 and one end of the second meandering part 152 are connected to the first end 153. The other end portion of the first meandering portion 151 and the other end portion of the second meandering portion 152 are connected to the second end portion 154. The first end 153 is connected to the actuator 104. The second end 154 is connected to the mirror 131.

第1蛇行部151は、交互に配列された3つの第1凸部155,155,…と2つの第1凹部156,156とを有し、ジグザグ状に形成されている。第1蛇行部151は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に第1端部153から第2端部154まで延びている。第1凸部155及び第1凹部156はそれぞれ、矩形状に形成されている。第1凸部155は、Y軸方向外側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向内側に延びている。第1凹部156は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The first meandering portion 151 has three first convex portions 155, 155,... And two first concave portions 156, 156 arranged alternately, and is formed in a zigzag shape. The first meandering portion 151 extends from the first end 153 to the second end 154 in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction. The first convex portion 155 and the first concave portion 156 are each formed in a rectangular shape. The first convex portion 155 extends outward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends inward in the Y-axis direction. The first recess 156 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

第2蛇行部152は、交互に配列された3つの第2凸部157,157,…と2つの第2凹部158,158とを有し、ジグザグ状に形成されている。第2蛇行部152は、Y軸方向に蛇行しながらX軸方向に第1端部153から第2端部154まで延びている。第2凸部157及び第2凹部158はそれぞれ、矩形状に形成されている。第2凸部157は、Y軸方向外側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向内側に延びている。第2凹部158は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The second meandering part 152 has three second convex parts 157, 157,... And two second concave parts 158, 158 arranged alternately, and is formed in a zigzag shape. The second meandering part 152 extends from the first end 153 to the second end 154 in the X-axis direction while meandering in the Y-axis direction. The second convex portion 157 and the second concave portion 158 are each formed in a rectangular shape. The second convex portion 157 extends outward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends inward in the Y-axis direction. The second recess 158 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

2つの第1凹部156,156と2つの第2凹部158,158とはそれぞれ、互いに連結されている。つまり、第1蛇行部151と第2蛇行部152は、両端部以外に、第1凹部156と第2凹部158とが連結されている。   The two first recesses 156 and 156 and the two second recesses 158 and 158 are connected to each other. That is, the first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 are connected to the first concave portion 156 and the second concave portion 158 in addition to both end portions.

換言すると、第1ヒンジ105は、X軸方向に並ぶ複数の環状部と、該環状部を連結する連結部とを有している。環状部は、X軸方向よりもY軸方向に長い形状をしている。   In other words, the first hinge 105 has a plurality of annular portions arranged in the X-axis direction and a connecting portion that connects the annular portions. The annular portion has a shape that is longer in the Y-axis direction than in the X-axis direction.

−第1ヒンジの剛性−
続いて、第1ヒンジ105の剛性について説明する。
-Rigidity of the first hinge-
Next, the rigidity of the first hinge 105 will be described.

第1ヒンジ105の剛性を計算するために、図5,6に示すモデルを設定した。図5は、第1ヒンジ105のヒンジモデルM1を示し、図6は、比較モデルM2を示す。   In order to calculate the rigidity of the first hinge 105, a model shown in FIGS. FIG. 5 shows a hinge model M1 of the first hinge 105, and FIG. 6 shows a comparative model M2.

ヒンジモデルM1は、第1ヒンジ105と同様の構成をしている。詳しくは、ヒンジモデルM1は、蛇行部150と、第1端部153と、第2端部154とを備えている。蛇行部150は、並設された第1蛇行部151と第2蛇行部152とを有する。第1蛇行部151は、8個の第1凸部155,155,…と7個の第1凹部156,156,…とを有している。第2蛇行部152は、8個の第2凸部157,157,…と7個の第2凹部158,158,…とを有している。7個の第1凹部156,156,…と7個の第2凹部158,158,…とはそれぞれ、互いに連結されている。   The hinge model M1 has the same configuration as the first hinge 105. Specifically, the hinge model M1 includes a meandering portion 150, a first end portion 153, and a second end portion 154. The meandering part 150 has a first meandering part 151 and a second meandering part 152 arranged side by side. The first meandering part 151 has eight first convex parts 155, 155,... And seven first concave parts 156, 156,. The second meandering part 152 has eight second convex parts 157, 157,... And seven second concave parts 158, 158,. The seven first recesses 156, 156,... And the seven second recesses 158, 158,.

比較モデルM2は、第1蛇行部151と第2蛇行部152とを備えている。第1蛇行部151は、8個の第1凸部155,155,…と7個の第1凹部156,156,…とを有している。第2蛇行部152は、8個の第2凸部157,157,…と7個の第2凹部158,158,…とを有している。7個の第1凹部156,156,…と7個の第2凹部158,158,…とはそれぞれ、互いに接近しているものの、連結されてはいない。比較モデルM2の両端部において、第1蛇行部151と第2蛇行部152とは、連結されていない。   The comparison model M2 includes a first meandering part 151 and a second meandering part 152. The first meandering part 151 has eight first convex parts 155, 155,... And seven first concave parts 156, 156,. The second meandering part 152 has eight second convex parts 157, 157,... And seven second concave parts 158, 158,. The seven first recesses 156, 156,... And the seven second recesses 158, 158,... Are close to each other but are not connected. The first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 are not connected at both ends of the comparative model M2.

ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の寸法については、ヒンジ線の幅が3μm、ヒンジ線間の間隔が3μm、ヒンジ線の厚さが10μm、Y軸方向の全幅が120μmである。   Regarding the dimensions of the hinge model M1 and the comparative model M2, the width of the hinge lines is 3 μm, the distance between the hinge lines is 3 μm, the thickness of the hinge lines is 10 μm, and the total width in the Y-axis direction is 120 μm.

ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の材料は、シリコンであり、図5に示すような結晶方位を設定する。ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の材料物性値を図7に示す。   The material of the hinge model M1 and the comparative model M2 is silicon, and the crystal orientation as shown in FIG. 5 is set. FIG. 7 shows material property values of the hinge model M1 and the comparative model M2.

X軸方向については、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の一端を固定端とし、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の他端に1×10−5NのX軸方向の引張り力Fxを作用させる。X軸方向への変位量をδxとして、Kxを以下のように定義する。 In the X-axis direction, one end of the hinge model M1 and the comparison model M2 is a fixed end, and a tensile force Fx in the X-axis direction of 1 × 10 −5 N is applied to the other end of the hinge model M1 and the comparison model M2. The displacement amount in the X-axis direction is defined as δx, and Kx is defined as follows.

Kx=Fx/δx
となる。Kxは、X軸方向へのヒンジモデルM1及び比較モデルM2のバネ定数に相当する値であり、以下、Kxを「X軸方向の剛性」と称する。
Kx = Fx / δx
It becomes. Kx is a value corresponding to the spring constant of the hinge model M1 and the comparison model M2 in the X-axis direction. Hereinafter, Kx is referred to as “stiffness in the X-axis direction”.

Y軸方向については、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の一端を固定端とし、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の他端に1×10−5NのY軸方向の引張り力Fyを作用させる。このとき、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の他端は、X軸方向への変位が禁止され、Y軸方向及びZ軸方向にのみ変位可能となるように拘束条件が設定されている。Y軸方向への変位量をδyとして、Kyを以下のように定義する。 In the Y-axis direction, one end of the hinge model M1 and the comparison model M2 is a fixed end, and a tensile force Fy of 1 × 10 −5 N in the Y-axis direction is applied to the other end of the hinge model M1 and the comparison model M2. At this time, the other end of the hinge model M1 and the comparison model M2 is prohibited from displacement in the X-axis direction, and the constraint condition is set so that it can be displaced only in the Y-axis direction and the Z-axis direction. The displacement amount in the Y-axis direction is defined as δy, and Ky is defined as follows.

Ky=Fy/δy
となる。このような拘束条件を設定した理由は、モデルの挙動が実際のミラーデバイス100における第1ヒンジ105の挙動に近似するからである。Kyは、Y軸方向へのヒンジモデルM1及び比較モデルM2の剛性に関連した値であり、以下、説明の便宜上、Kyを「Y軸方向の剛性」と称する。
Ky = Fy / δy
It becomes. The reason for setting such a constraint condition is that the behavior of the model approximates the behavior of the first hinge 105 in the actual mirror device 100. Ky is a value related to the rigidity of the hinge model M1 and the comparison model M2 in the Y-axis direction. For convenience of explanation, Ky is hereinafter referred to as “Y-axis direction rigidity”.

このような条件で、ANSYS Workbench Mechanical バージョン14.0を使用し、静的構造解析によりX軸方向の剛性Kx及びY軸方向の剛性Kyを求めた。このとき、ヒンジモデルM1及び比較モデルM2の第1凸部155及び第2凸部157の各個数Nを変更して、個数Nが異なるモデルについてX軸方向の剛性Kx及びY軸方向の剛性Kyを求めた。その結果を、図8,9に示す。図8は、第1凸部155及び第2凸部157の各個数NとX軸方向の剛性Kxとの関係を示すグラフである。図9は、第1凸部155及び第2凸部157の各個数NとY軸方向の剛性Kyとの関係を示すグラフである。   Under such conditions, ANSYS Workbench Mechanical version 14.0 was used, and the stiffness Kx in the X-axis direction and the stiffness Ky in the Y-axis direction were obtained by static structural analysis. At this time, the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157 of the hinge model M1 and the comparison model M2 is changed, and the X-axis direction rigidity Kx and the Y-axis direction rigidity Ky for models with different numbers N. Asked. The results are shown in FIGS. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157 and the rigidity Kx in the X-axis direction. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157 and the rigidity Ky in the Y-axis direction.

図8,9からわかるように、第1凸部155及び第2凸部157の各個数Nが増えると、X軸方向の剛性Kxが減少する。しかしながら、第1凸部155及び第2凸部157の個数Nが何個であっても、ヒンジモデルM1のX軸方向の剛性Kxと比較モデルM2のX軸方向の剛性Kxとは略同じである。   As can be seen from FIGS. 8 and 9, as the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157 increases, the rigidity Kx in the X-axis direction decreases. However, regardless of the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157, the rigidity Kx in the X-axis direction of the hinge model M1 and the rigidity Kx in the X-axis direction of the comparative model M2 are substantially the same. is there.

Y軸方向の剛性Kyについては、X軸方向の剛性Kxと同様に、第1凸部155及び第2凸部157の各個数Nが増えると、Y軸方向の剛性Kyが減少する。しかしながら、第1凸部155及び第2凸部157の個数Nが何個であっても、ヒンジモデルM1のY軸方向の剛性Kyは、比較モデルM2のY軸方向の剛性Kyよりも大きい。   As for the rigidity Ky in the Y-axis direction, the rigidity Ky in the Y-axis direction decreases as the number N of the first protrusions 155 and the second protrusions 157 increases, similarly to the rigidity Kx in the X-axis direction. However, the stiffness Ky in the Y-axis direction of the hinge model M1 is larger than the stiffness Ky in the Y-axis direction of the comparative model M2, regardless of the number N of the first projections 155 and the second projections 157.

このように、第1蛇行部151の第1凹部156,156,…と第2蛇行部152の第2凹部158,158,…とを互いに連結することによって、X軸方向の剛性Kxをほとんど変えることなく、Y軸方向の剛性Kyを増大させることができる。詳しくは、ヒンジモデルM1は、ジグザグ状に蛇行しながらX軸方向に延びる形状とすることによって、X軸方向の剛性Kxを低減している。このX軸方向の剛性Kxを低減できる効果は、第1凹部156,156,…と第2凹部158,158,…とを互いに連結してもほとんど変わらない。その一方で、Y軸方向の剛性Kyは、第1凹部156,156,…と第2凹部158,158,…とを互いに連結することによって増大する。   In this way, the first concave portions 156, 156,... Of the first meandering portion 151 and the second concave portions 158, 158,. Without increasing the rigidity Ky in the Y-axis direction. Specifically, the hinge model M1 has a shape that extends in the X-axis direction while meandering in a zigzag shape, thereby reducing the rigidity Kx in the X-axis direction. The effect of reducing the rigidity Kx in the X-axis direction is almost the same even if the first recesses 156, 156,... And the second recesses 158, 158,. On the other hand, the rigidity Ky in the Y-axis direction is increased by connecting the first recesses 156, 156,... And the second recesses 158, 158,.

図10に、引張り力Fyを作用させたときの比較モデルM2を示す。比較モデルM2では、隣り合う第1凸部155,155の間隔、隣り合う第1凹部156,156の間隔、隣り合う第2凸部157,157の間隔、及び隣り合う第2凹部158,158の間隔が変化している。それに加えて、各第1凹部156と、それに対応する第2凹部158とのX軸方向位置がずれている。こうして、比較モデルM2は、変形している。図6に示す変形前の比較モデルM2においては、各第1凹部156と、それに対応する第2凹部158とのX軸方向位置は一致している。つまり、第1凹部156,156,…と第2凹部158,158,…とを互いに連結することによって、各第1凹部156と、それに対応する第2凹部158とがX軸方向にずれることができなくなる。これにより、ヒンジモデルM1は、Y軸方向への変形が阻害されることになる。結果として、ヒンジモデルM1のY軸方向の剛性Kyが増大する。   FIG. 10 shows a comparative model M2 when the tensile force Fy is applied. In the comparative model M2, the interval between the adjacent first convex portions 155 and 155, the interval between the adjacent first concave portions 156 and 156, the interval between the adjacent second convex portions 157 and 157, and the interval between the adjacent second concave portions 158 and 158. The interval has changed. In addition, the X-axis direction positions of the first recesses 156 and the corresponding second recesses 158 are shifted. Thus, the comparison model M2 is deformed. In the comparative model M2 before deformation shown in FIG. 6, the X-axis direction positions of the first recesses 156 and the corresponding second recesses 158 coincide with each other. That is, by connecting the first recesses 156, 156,... And the second recesses 158, 158,..., The first recesses 156 and the corresponding second recesses 158 may be displaced in the X-axis direction. become unable. As a result, the hinge model M1 is inhibited from being deformed in the Y-axis direction. As a result, the rigidity Ky in the Y-axis direction of the hinge model M1 increases.

−第1ヒンジの剛性と第2ヒンジの剛性−
続いて、第1ヒンジ105及び第2ヒンジ106の剛性について説明する。
-Rigidity of the first hinge and rigidity of the second hinge-
Next, the rigidity of the first hinge 105 and the second hinge 106 will be described.

第2ヒンジ106の剛性は、第1ヒンジ105の剛性よりも大きくなっている。詳しくは、第2ヒンジ106のX軸方向の剛性(バネ定数)は、第1ヒンジ105のX軸方向の剛性よりも大きい。これにより、ミラー131が傾動するときに、可動櫛歯電極107がX軸方向にずれることを防止することができる。つまり、ベース部102の形状は不変なので、アクチュエータ104が湾曲してミラー131が傾動するためには、第1ヒンジ105及び第2ヒンジ106がX軸方向へ伸びる必要がある。このとき、第2ヒンジ106の剛性が第1ヒンジ105の剛性よりも小さい場合には、ミラー131がアクチュエータ104の方へ大きく変位する。すると、可動櫛歯電極107もアクチュエータ104の方へ変位し、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量が変化する。つまり、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量が、ミラー131の傾動に伴う可動櫛歯電極107の傾動以外の原因で変化してしまう。それに対し、第2ヒンジ106のX軸方向の剛性が第1ヒンジ105のX軸方向の剛性よりも大きいと、第1ヒンジ105の方が第2ヒンジ106よりも大きく伸びる。これにより、ミラー131の、アクチュエータ104の方への変位が抑制される。その結果、ミラー131の傾動に伴う可動櫛歯電極107の傾動以外の原因による静電容量の変化を抑制することができる。   The rigidity of the second hinge 106 is larger than the rigidity of the first hinge 105. Specifically, the rigidity (spring constant) of the second hinge 106 in the X-axis direction is larger than the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction. Thereby, when the mirror 131 tilts, the movable comb electrode 107 can be prevented from being displaced in the X-axis direction. That is, since the shape of the base portion 102 does not change, in order for the actuator 104 to bend and the mirror 131 to tilt, the first hinge 105 and the second hinge 106 need to extend in the X-axis direction. At this time, when the rigidity of the second hinge 106 is smaller than the rigidity of the first hinge 105, the mirror 131 is largely displaced toward the actuator 104. Then, the movable comb electrode 107 is also displaced toward the actuator 104, and the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 changes. That is, the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 changes due to a reason other than the tilt of the movable comb electrode 107 accompanying the tilt of the mirror 131. On the other hand, if the rigidity of the second hinge 106 in the X-axis direction is larger than the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction, the first hinge 105 extends more than the second hinge 106. Thereby, the displacement of the mirror 131 toward the actuator 104 is suppressed. As a result, it is possible to suppress changes in capacitance due to causes other than the tilt of the movable comb electrode 107 accompanying the tilt of the mirror 131.

−まとめ−
したがって、ミラーデバイス100は、ミラー131と、前記ミラー131を駆動するアクチュエータ104と、前記ミラー131を支持し、弾性的に変形可能な第1ヒンジ105とを備え、前記第1ヒンジ105は、交互に配列された複数の第1凸部155と複数の第1凹部156とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第1蛇行部151と、交互に配列された複数の第2凸部157と複数の第2凹部158とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部151に並設され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第2蛇行部152とを有し、少なくとも一部の前記第1凹部156と少なくとも一部の前記第2凹部158とは、互いに連結されている。
-Summary-
Therefore, the mirror device 100 includes a mirror 131, an actuator 104 that drives the mirror 131, and a first hinge 105 that supports the mirror 131 and is elastically deformable. The first hinges 105 are alternately arranged. A plurality of first convex portions 155 and a plurality of first concave portions 156 arranged in a zigzag shape and alternately arranged with first meander portions 151 extending from the one end portion to the other end portion while meandering. A plurality of second convex portions 157 and a plurality of second concave portions 158 are formed in a zigzag shape, are arranged in parallel with the first meandering portion 151, and extend from the one end portion to the other end portion while meandering. And at least a part of the first recesses 156 and at least a part of the second recesses 158 are connected to each other.

すなわち、前記第1ヒンジ105は、第1端部153が第1の部材に連結され、第2端部154が第2の部材に連結され、弾性的に変形可能である。そして、第1ヒンジ105は、交互に配列された複数の第1凸部155,155,…と複数の第1凹部156,156,…とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記第1端部153から前記第2端部154まで延びる第1蛇行部151と、交互に配列された複数の第2凸部157,157,…と複数の第2凹部158,158,…とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部151に並設され、蛇行しながら前記第1端部153から前記第2端部154まで延びる第2蛇行部152とを備え、少なくとも一部の前記第1凹部156と少なくとも一部の前記第2凹部158とが互いに連結されている。   In other words, the first hinge 105 is elastically deformable with the first end 153 connected to the first member and the second end 154 connected to the second member. The first hinge 105 is formed in a zigzag shape by a plurality of first convex portions 155, 155,... And a plurality of first concave portions 156, 156,. The first meandering portion 151 extending from the portion 153 to the second end 154, a plurality of second convex portions 157, 157,... And a plurality of second concave portions 158, 158,. A second meandering part 152 that extends from the first end 153 to the second end 154 while meandering, and is arranged in parallel with the first meandering part 151, and at least a part of the first recess 156. And at least a portion of the second recess 158 are connected to each other.

この構成によれば、第1蛇行部151及び第2蛇行部152がジグザグ状に形成され、蛇行しながら一端部から他端部まで延びているので、一端部と他端部とを結ぶ方向、即ち、X軸方向の第1ヒンジ105の剛性を比較的小さくすることができる。X軸方向の第1ヒンジ105の剛性を比較的小さくすることによって、ミラー131を変位させる際の第1ヒンジ105の変形を容易にすることができる。つまり、ミラー131が変位する際には、第1ヒンジ105は湾曲する必要がある。X軸方向の第1ヒンジ105の剛性が大きいと、第1ヒンジ105がミラー131の変位する際の抵抗となる。それに対して、X軸方向の第1ヒンジ105の剛性が小さいと、第1ヒンジ105がX軸方向に伸縮しやすくなる。第1ヒンジ105がX方向に伸縮しやすいと、第1ヒンジ105の湾曲も容易になる。すなわち、X軸方向に伸縮しやすくなることは、湾曲し易さにも寄与する。その結果、ミラー131を容易に変位させることができる。ひいては、アクチュエータ104の駆動電圧を低減することができる。   According to this configuration, since the first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 are formed in a zigzag shape and extend from one end to the other end while meandering, the direction connecting the one end and the other end, That is, the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction can be made relatively small. By making the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction relatively small, the first hinge 105 can be easily deformed when the mirror 131 is displaced. That is, when the mirror 131 is displaced, the first hinge 105 needs to be bent. If the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction is large, the first hinge 105 becomes a resistance when the mirror 131 is displaced. On the other hand, if the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction is small, the first hinge 105 easily expands and contracts in the X-axis direction. When the first hinge 105 easily expands and contracts in the X direction, the first hinge 105 is easily bent. That is, being easily stretchable in the X-axis direction contributes to the ease of bending. As a result, the mirror 131 can be easily displaced. As a result, the drive voltage of the actuator 104 can be reduced.

それに加えて、第1蛇行部151の少なくとも一部の第1凹部156と第2蛇行部152の少なくとも一部の第2凹部158とを連結することによって、第1凹部156及び第2凹部158が自由に変位できる構成と比べて、第1蛇行部151及び第2蛇行部152が蛇行する方向、即ち、Y軸方向の第1ヒンジ105の剛性を比較的大きくすることができる。Y軸方向の第1ヒンジ105の剛性を比較的大きくすることによって、ミラー131が周辺の部材と衝突することを抑制することができる。   In addition, by connecting at least a portion of the first recess 156 of the first meandering portion 151 and at least a portion of the second recessing portion 158 of the second meandering portion 152, the first recess 156 and the second recess 158 are formed. Compared with a configuration that can be freely displaced, the rigidity of the first hinge 105 in the direction in which the first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 meander, that is, the Y-axis direction, can be made relatively large. By relatively increasing the rigidity of the first hinge 105 in the Y-axis direction, the mirror 131 can be prevented from colliding with surrounding members.

こうして、1つのヒンジにおいて、X軸方向の剛性を小さくし、Y軸方向の剛性を大きくすることができる。   Thus, in one hinge, the rigidity in the X-axis direction can be reduced and the rigidity in the Y-axis direction can be increased.

また、前記ミラーデバイス100は、ベース部102と、一端部が前記ミラー131に連結され、他端部が前記ベース部102に連結され、弾性的に変形可能な第2ヒンジ106とをさらに備え、前記第1ヒンジ105は、一端部が前記ミラー131に連結され、他端部が前記アクチュエータ104に連結されている。   The mirror device 100 further includes a base portion 102, and a second hinge 106 having one end connected to the mirror 131 and the other end connected to the base 102, and being elastically deformable. The first hinge 105 has one end connected to the mirror 131 and the other end connected to the actuator 104.

この構成によれば、第1ヒンジ105は、ミラー131のうちアクチュエータ104側の部分を支持する。ミラー131のうちベース部102側の部分は、第2ヒンジ106に支持されている。第2ヒンジ106は、ベース部102に連結されているので、ミラー131のうち第2ヒンジ106が連結された部分は、ミラー131が駆動される際に大きくは変位しない。その一方で、ミラー131のうち第1ヒンジ105が連結された部分は、アクチュエータ104の変動に応じて大きく変位する。その際、第1ヒンジ105は、湾曲する。X軸方向の第1ヒンジ105の剛性を小さくすることによって、第1ヒンジ105は容易に湾曲することができ、第1ヒンジ105がミラー131の変位を妨げることを抑制することができる。ひいては、アクチュエータ104の駆動電圧を低減することができる。   According to this configuration, the first hinge 105 supports a portion of the mirror 131 on the actuator 104 side. A portion of the mirror 131 on the base portion 102 side is supported by the second hinge 106. Since the second hinge 106 is connected to the base portion 102, the portion of the mirror 131 to which the second hinge 106 is connected is not greatly displaced when the mirror 131 is driven. On the other hand, the portion of the mirror 131 to which the first hinge 105 is connected is greatly displaced according to the variation of the actuator 104. At that time, the first hinge 105 is curved. By reducing the rigidity of the first hinge 105 in the X-axis direction, the first hinge 105 can be easily bent, and the first hinge 105 can be prevented from hindering the displacement of the mirror 131. As a result, the drive voltage of the actuator 104 can be reduced.

さらに、前記アクチュエータ104と前記ミラー131とが並んでいる方向への前記第1ヒンジ105の剛性は、該方向への前記第2ヒンジ106の剛性よりも小さい。   Further, the rigidity of the first hinge 105 in the direction in which the actuator 104 and the mirror 131 are aligned is smaller than the rigidity of the second hinge 106 in the direction.

前記の構成によれば、ミラー131は、第1ヒンジ105及び第2ヒンジ106に支持されているので、比較的自由に変位することが可能である。ここで、第2ヒンジ106の剛性を相対的に大きくすることによって、ミラー131が変位する際には第1ヒンジ105が第2ヒンジ106よりも大きく伸びる。そのため、ミラー131が変位する際に、ミラー131とベース部102との距離はあまり変わらない。つまり、ミラー131が比較的自由に変位可能な構成であっても、ミラー131の位置を安定させることができる。   According to the above configuration, since the mirror 131 is supported by the first hinge 105 and the second hinge 106, it can be displaced relatively freely. Here, by relatively increasing the rigidity of the second hinge 106, the first hinge 105 extends more than the second hinge 106 when the mirror 131 is displaced. Therefore, when the mirror 131 is displaced, the distance between the mirror 131 and the base portion 102 does not change much. That is, even if the mirror 131 is configured to be relatively freely displaceable, the position of the mirror 131 can be stabilized.

前記第1蛇行部151と前記第2蛇行部152とは、線対称な形状をしている。   The first meandering portion 151 and the second meandering portion 152 have a line-symmetric shape.

この構成によれば、第1ヒンジ105の剛性をX軸に対して対称にすることができる。これにより、第1ヒンジ105の非対称性に起因してミラー131の傾動軸が傾いてしまうことを防止することができる。   According to this configuration, the rigidity of the first hinge 105 can be symmetric with respect to the X axis. Thereby, it is possible to prevent the tilting axis of the mirror 131 from being tilted due to the asymmetry of the first hinge 105.

前記ミラーデバイス100は、ベース部102と、一端部が前記ミラー131に連結され、他端部が前記ベース部102に連結され、弾性的に変形可能な第2ヒンジ106とをさらに備え、前記アクチュエータと前記ミラーとが並んでいる方向への前記第1ヒンジ105の剛性は、該方向への前記第2ヒンジ106の剛性よりも小さい。   The mirror device 100 further includes a base portion 102, a second hinge 106 that has one end connected to the mirror 131 and the other end connected to the base 102, and is elastically deformable. The rigidity of the first hinge 105 in the direction in which the mirror and the mirror are aligned is smaller than the rigidity of the second hinge 106 in the direction.

この構成によれば、ミラー131の位置を安定させることができる。アクチュエータ104を傾動させてミラー131を傾動させる際には、第1ヒンジ105及び第2ヒンジ106が伸びる必要がある。第1ヒンジ105の伸び量と第2ヒンジ106の伸び量との大小関係によっては、ミラー131の位置が変わる。ここで、アクチュエータ104とミラー131とが並んでいる方向、即ち、X軸方向への第1ヒンジ105の剛性を第2ヒンジ106よりも小さくすることによって、アクチュエータ104を傾動させてミラー131を傾動させる際には、第1ヒンジ105が比較的大きく伸び、第2ヒンジ106はあまり伸びない。そのため、ミラー131とベース部102との位置関係をできる限り維持することができ、ミラー131の位置を安定させることができる。   According to this configuration, the position of the mirror 131 can be stabilized. When the mirror 131 is tilted by tilting the actuator 104, the first hinge 105 and the second hinge 106 need to extend. The position of the mirror 131 changes depending on the magnitude relationship between the extension amount of the first hinge 105 and the extension amount of the second hinge 106. Here, by making the rigidity of the first hinge 105 in the direction in which the actuator 104 and the mirror 131 are aligned, that is, in the X-axis direction smaller than that of the second hinge 106, the actuator 104 is tilted to tilt the mirror 131. In doing so, the first hinge 105 extends relatively greatly, and the second hinge 106 does not extend much. Therefore, the positional relationship between the mirror 131 and the base portion 102 can be maintained as much as possible, and the position of the mirror 131 can be stabilized.

さらに、ミラーデバイス100が前記ミラー131に連結された可動櫛歯電極107と、前記ベース部102に固定され、前記可動櫛歯電極107に対向する固定櫛歯電極108とをさらに備え、前記アクチュエータ104は、前記可動櫛歯電極107と前記固定櫛歯電極108との間の静電容量に基づいて制御される構成においては、ミラー131とベース部102との位置関係をできる限り維持することによって、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との位置関係も維持することができる。その結果、ミラー131の傾動に伴う可動櫛歯電極107の傾動以外の原因による、可動櫛歯電極107と固定櫛歯電極108との間の静電容量の変化を可及的に低減することができる。その結果、ミラー131の傾動をより正確に制御することができる。   Further, the mirror device 100 further includes a movable comb electrode 107 coupled to the mirror 131, and a fixed comb electrode 108 fixed to the base portion 102 and facing the movable comb electrode 107, and the actuator 104. In the configuration controlled based on the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108, by maintaining the positional relationship between the mirror 131 and the base portion 102 as much as possible, The positional relationship between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 can also be maintained. As a result, a change in capacitance between the movable comb electrode 107 and the fixed comb electrode 108 due to a cause other than the tilt of the movable comb electrode 107 accompanying the tilt of the mirror 131 can be reduced as much as possible. it can. As a result, the tilt of the mirror 131 can be controlled more accurately.

−ミラーアレイの変形例−
続いて、ミラーアレイ1の変形例について説明する。図11に、ミラーアレイ201の平面図を示す。変形例に係るミラーアレイ201は、ミラーデバイス200の構成が前記ミラーデバイス100と異なる。以下、ミラーアレイ201の構成のうち、ミラーアレイ1と異なる部分を中心に説明する。変形例に特有の構成については、200番台の符号を付して説明する場合がある。ミラーアレイ1と同様の機能を有する構成は、十の位以下の数字及び記号を同じものにしている。
-Modification of mirror array-
Subsequently, a modification of the mirror array 1 will be described. FIG. 11 shows a plan view of the mirror array 201. The mirror array 201 according to the modification is different from the mirror device 100 in the configuration of the mirror device 200. Hereinafter, a description will be given focusing on a part of the configuration of the mirror array 201 that is different from the mirror array 1. A configuration peculiar to the modification may be described with reference numerals in the 200s. In the configuration having the same function as that of the mirror array 1, the numbers and symbols of the tens place are the same.

ミラーアレイ201は、複数のミラーデバイス200,200,…を備えている。ミラーデバイス200は、ベース部202と、ミラー131と、ミラー131を駆動する2つのアクチュエータ204,204と、ミラー131をアクチュエータ204と連結する2つの第1ヒンジ205,205と、ミラー131とベース部202とを連結する第2ヒンジ206と、ミラー131に設けられた第1可動櫛歯電極207A及び第2可動櫛歯電極207Bと、ベース部202に設けられた第1固定櫛歯電極208A及び第2固定櫛歯電極208Bと、制御部10とを有している。ミラーデバイス200は、2つのアクチュエータ204,204によりミラー131を駆動する。ミラーアレイ201は、いくつかのミラーデバイス200,200,…ごとに共通の1つの制御部10を有している。尚、ミラーアレイ201は、ミラーデバイス200ごとに1つの制御部10を有していても、すべてのミラーデバイス200,200,…で共通の1つの制御部10を有していてもよい。   The mirror array 201 includes a plurality of mirror devices 200, 200,. The mirror device 200 includes a base portion 202, a mirror 131, two actuators 204 and 204 that drive the mirror 131, two first hinges 205 and 205 that connect the mirror 131 to the actuator 204, a mirror 131, and a base portion. 202, a second movable comb electrode 207A and a second movable comb electrode 207B provided on the mirror 131, a first fixed comb electrode 208A and a second fixed comb electrode 208A provided on the base portion 202. Two fixed comb electrodes 208B and the control unit 10 are provided. The mirror device 200 drives the mirror 131 by two actuators 204 and 204. The mirror array 201 has a common control unit 10 for each of several mirror devices 200, 200,. The mirror array 201 may have one control unit 10 for each mirror device 200, or may have one control unit 10 common to all mirror devices 200, 200,.

アクチュエータ204の基本的な構成は、実施形態1のアクチュエータ104と同じである。アクチュエータ本体241の表面に圧電素子242が積層されている。   The basic configuration of the actuator 204 is the same as that of the actuator 104 of the first embodiment. A piezoelectric element 242 is laminated on the surface of the actuator body 241.

アクチュエータ本体241の先端部は、第1ヒンジ205を介してミラー131に連結されている。2つの第1ヒンジ205,205はそれぞれ、ミラー131の第1短辺131aにおいてX軸に対称な位置に連結されている。第1ヒンジ205は、並設された2つの蛇行部を有している。各蛇行部は、交互に配列された凸部と凹部とを有している。2つの蛇行部の凹部同士が連結されている。ただし、1つのミラーデバイス200において、2つの第1ヒンジ205,205が設けられている。一方の第1ヒンジ205においては、第1蛇行部及び第2蛇行部がミラー131の近くに設けられている。他方の第1ヒンジ205においては、第1蛇行部及び第2蛇行部がアクチュエータ204の近くに設けられている。   The tip of the actuator body 241 is connected to the mirror 131 via the first hinge 205. The two first hinges 205 and 205 are connected to positions symmetrical to the X axis on the first short side 131a of the mirror 131, respectively. The first hinge 205 has two meandering portions arranged side by side. Each meandering part has the convex part and the recessed part which were arranged alternately. The concave portions of the two meandering portions are connected to each other. However, in one mirror device 200, two first hinges 205, 205 are provided. In the first hinge 205, the first meandering portion and the second meandering portion are provided near the mirror 131. In the other first hinge 205, the first meandering portion and the second meandering portion are provided near the actuator 204.

第2ヒンジ206は、前記第1ヒンジ106と同じ構成をしている。ただし、1つのミラーデバイス200において、1つの第2ヒンジ206が設けられている。第2ヒンジ206は、ミラー131の第2短辺131bの中央に連結されている。   The second hinge 206 has the same configuration as the first hinge 106. However, one second hinge 206 is provided in one mirror device 200. The second hinge 206 is connected to the center of the second short side 131b of the mirror 131.

第1可動櫛歯電極207A及び第2可動櫛歯電極207Bは、第1アーム部279a及び第2アーム部279bを介してミラー131の第2短辺131bに片持ち状に設けられている。第1アーム部279aは、X軸方向に延びている。第2アーム部279bは、第1アーム部279aの途中からY軸方向に分岐している。   The first movable comb electrode 207A and the second movable comb electrode 207B are provided in a cantilever manner on the second short side 131b of the mirror 131 via the first arm portion 279a and the second arm portion 279b. The first arm portion 279a extends in the X-axis direction. The second arm part 279b branches off in the Y-axis direction from the middle of the first arm part 279a.

第1可動櫛歯電極207Aは、2つの第1電極指271a,271aを有している。第1可動櫛歯電極207Aは、X軸上に位置している。第1可動櫛歯電極207Aは、第2ヒンジ206よりもミラー131から離れている。2つの第1電極指271a,271aは、互いに平行にY軸方向に延びている。   The first movable comb electrode 207A has two first electrode fingers 271a and 271a. The first movable comb electrode 207A is located on the X axis. The first movable comb electrode 207A is farther from the mirror 131 than the second hinge 206 is. The two first electrode fingers 271a and 271a extend in the Y-axis direction in parallel with each other.

第2可動櫛歯電極207Bは、2つの第2電極指271b,271bを有している。第2可動櫛歯電極207Bは、X軸上ではなく、X軸からY軸方向にオフセットした位置に配置されている。第2可動櫛歯電極207Bは、A軸上に位置している。2つの第2電極指271b,271bは、互いに平行にX軸方向に延びている。   The second movable comb electrode 207B has two second electrode fingers 271b and 271b. The second movable comb electrode 207B is arranged not on the X axis but at a position offset from the X axis in the Y axis direction. The second movable comb electrode 207B is located on the A axis. The two second electrode fingers 271b and 271b extend in the X-axis direction in parallel with each other.

第1可動櫛歯電極207A、第2可動櫛歯電極207B、第1アーム部279a及び第2アーム部279bは、第1シリコン層191で形成されている。尚、第1電極指271a及び第2電極指271bの個数は、2つに限られるものではない。   The first movable comb electrode 207A, the second movable comb electrode 207B, the first arm portion 279a, and the second arm portion 279b are formed of the first silicon layer 191. The number of the first electrode fingers 271a and the second electrode fingers 271b is not limited to two.

一方、ベース部202には、第1可動櫛歯電極207Aが入り込む凹部202aが形成されている。凹部202aに第1固定櫛歯電極208Aが設けられている。第1固定櫛歯電極208Aは、2つの第1電極指281a,281aを有している。2つの第1電極指281a,281aは、互いに平行にY軸方向に延びている。各第1電極指281aは、第1可動櫛歯電極207Aの第1電極指271aの間に入り込んでいる。つまり、第1可動櫛歯電極207Aの第1電極指271aと第1固定櫛歯電極208Aの第1電極指281aとは互いに対向している。   On the other hand, the base portion 202 is formed with a recess 202a into which the first movable comb electrode 207A enters. A first fixed comb electrode 208A is provided in the recess 202a. The first fixed comb electrode 208A has two first electrode fingers 281a and 281a. The two first electrode fingers 281a and 281a extend in the Y-axis direction in parallel with each other. Each first electrode finger 281a enters between the first electrode fingers 271a of the first movable comb electrode 207A. That is, the first electrode finger 271a of the first movable comb electrode 207A and the first electrode finger 281a of the first fixed comb electrode 208A face each other.

また、ベース部202には、第2固定櫛歯電極208Bが設けられている。第2固定櫛歯電極208Bは、2つの第2電極指281b,281bを有している。2つの第2電極指281b,281bは、互いに平行にX軸方向に延びている。各第2電極指281bは、第2可動櫛歯電極207Bの第2電極指271bの間に入り込んでいる。つまり、第2可動櫛歯電極207Bの第2電極指271bと第2固定櫛歯電極208Bの第2電極指281bとは互いに対向している。   The base portion 202 is provided with a second fixed comb electrode 208B. The second fixed comb electrode 208B has two second electrode fingers 281b and 281b. The two second electrode fingers 281b and 281b extend in the X-axis direction in parallel with each other. Each second electrode finger 281b enters between the second electrode fingers 271b of the second movable comb electrode 207B. That is, the second electrode finger 271b of the second movable comb electrode 207B and the second electrode finger 281b of the second fixed comb electrode 208B are opposed to each other.

第1固定櫛歯電極208A及び第2固定櫛歯電極208Bは、第1シリコン層191で形成されている。ただし、第1固定櫛歯電極208A及び第2固定櫛歯電極208Bは、第1可動櫛歯電極207A及び第2可動櫛歯電極207Bとは電気的に絶縁されている。尚、第1電極指281a及び第2電極指281bの個数は、2つに限られるものではない。   The first fixed comb electrode 208 </ b> A and the second fixed comb electrode 208 </ b> B are formed of the first silicon layer 191. However, the first fixed comb electrode 208A and the second fixed comb electrode 208B are electrically insulated from the first movable comb electrode 207A and the second movable comb electrode 207B. Note that the number of the first electrode fingers 281a and the second electrode fingers 281b is not limited to two.

ベース部202には、第1検出端子222、第2検出端子223及び第3検出端子224が設けられている。第1検出端子222及び第2検出端子223を介して第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの静電容量を検出することができる。第1検出端子222及び第3検出端子224を介して第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの静電容量を検出することができる。   The base portion 202 is provided with a first detection terminal 222, a second detection terminal 223, and a third detection terminal 224. The capacitances of the first movable comb electrode 207A and the first fixed comb electrode 208A can be detected through the first detection terminal 222 and the second detection terminal 223. The electrostatic capacitances of the second movable comb electrode 207B and the second fixed comb electrode 208B can be detected via the first detection terminal 222 and the third detection terminal 224.

第1検出端子222は、ベース部202の第1シリコン層191のうち第1可動櫛歯電極207A及び第2可動櫛歯電極207Bと電気的に導通している部分の表面に設けられている。   The first detection terminal 222 is provided on the surface of the portion of the first silicon layer 191 of the base portion 202 that is electrically connected to the first movable comb electrode 207A and the second movable comb electrode 207B.

第2検出端子223は、第1電極部225の表面に設けられている。第1電極部225は、ベース部202の第1シリコン層191で形成され、ベース部202の酸化膜層192上においてその周りの部分から孤立し、電気的に絶縁されている。第1電極部225は、第1固定櫛歯電極208Aが連結されている。   The second detection terminal 223 is provided on the surface of the first electrode part 225. The first electrode portion 225 is formed of the first silicon layer 191 of the base portion 202, is isolated from the surrounding portions on the oxide film layer 192 of the base portion 202, and is electrically insulated. The first electrode portion 225 is connected to the first fixed comb electrode 208A.

第3検出端子224は、第2電極部226の表面に設けられている。第2電極部226は、ベース部202の第1シリコン層191で形成され、ベース部202の酸化膜層192上においてその周りの部分から孤立し、電気的に絶縁されている。第2電極部226は、第2固定櫛歯電極208Bが連結されている。   The third detection terminal 224 is provided on the surface of the second electrode portion 226. The second electrode portion 226 is formed of the first silicon layer 191 of the base portion 202, is isolated from the surrounding portions on the oxide film layer 192 of the base portion 202, and is electrically insulated. The second electrode portion 226 is connected to the second fixed comb electrode 208B.

尚、ミラーアレイ201には、ミラーアレイ1のような参照電極194が設けられていない。ただし、ミラーアレイ201においても参照電極を設けてもよい。   The mirror array 201 is not provided with the reference electrode 194 unlike the mirror array 1. However, a reference electrode may be provided also in the mirror array 201.

ミラーデバイス200は、圧電素子242へ駆動電圧を印加することによって、アクチュエータ204を上方に湾曲させる。これにより、ミラー131を傾動させる。このとき、1つのミラー131に連結された2つのアクチュエータ204,204の湾曲量を同じにすることによって、ミラー131をA軸周りに傾動させることができる。一方、2つのアクチュエータ204,204の湾曲量をそれぞれ異ならせることによって、ミラー131をX軸周りに傾動させることができる。   The mirror device 200 bends the actuator 204 upward by applying a driving voltage to the piezoelectric element 242. Thereby, the mirror 131 is tilted. At this time, the mirror 131 can be tilted around the A axis by making the bending amounts of the two actuators 204 and 204 connected to the one mirror 131 the same. On the other hand, the mirror 131 can be tilted around the X axis by making the bending amounts of the two actuators 204 and 204 different.

ミラー131が傾動すると、それに伴って第1可動櫛歯電極207A及び第2可動櫛歯電極207Bも傾動する。詳しくは、ミラー131がA軸周りに傾動すると、第1可動櫛歯電極207Aが上下に変位し、第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの間の静電容量が変化する。第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの間の静電容量は、第1検出端子222及び第2検出端子223を介して検出することができる。圧電素子242,242の駆動電圧をこの静電容量の変化に基づいて調整することによって、ミラー131のA軸周りの傾動量を精度良く制御することができる。また、ミラー131がX軸周りに傾動すると、第2可動櫛歯電極207Bが上下に変位し、第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの間の静電容量が変化する。第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの間の静電容量は、第1検出端子222及び第3検出端子224を介して検出することができる。圧電素子242,242の駆動電圧をこの静電容量の変化に基づいて調整することによって、ミラー131のX軸周りの傾動量を精度良く制御することができる。   When the mirror 131 tilts, the first movable comb electrode 207A and the second movable comb electrode 207B also tilt accordingly. Specifically, when the mirror 131 tilts around the A axis, the first movable comb electrode 207A is displaced vertically, and the capacitance between the first movable comb electrode 207A and the first fixed comb electrode 208A changes. To do. The electrostatic capacitance between the first movable comb electrode 207 </ b> A and the first fixed comb electrode 208 </ b> A can be detected via the first detection terminal 222 and the second detection terminal 223. By adjusting the drive voltage of the piezoelectric elements 242 and 242 based on the change in capacitance, the amount of tilting of the mirror 131 around the A axis can be accurately controlled. When the mirror 131 tilts around the X axis, the second movable comb electrode 207B is displaced up and down, and the capacitance between the second movable comb electrode 207B and the second fixed comb electrode 208B changes. . The capacitance between the second movable comb electrode 207B and the second fixed comb electrode 208B can be detected via the first detection terminal 222 and the third detection terminal 224. By adjusting the drive voltage of the piezoelectric elements 242 and 242 based on the change in capacitance, the tilt amount of the mirror 131 around the X axis can be accurately controlled.

尚、ミラー131がA軸回りに傾動するときには、それに伴って第2可動櫛歯電極207Bも変位するが、第2可動櫛歯電極207BはA軸上に位置するため、第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの間の静電容量の変化は小さい。つまり、第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの間の静電容量は、主にミラー131のX軸周りの傾動に起因して変化し、ミラー131のA軸周りの傾動の影響は小さい。また、ミラー131がX軸周りに傾動するときには、それに伴って第1可動櫛歯電極207Aも変位するが、第1可動櫛歯電極207AはX軸上に位置するため、第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの間の静電容量の変化は小さい。つまり、第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの間の静電容量は、主にミラー131のA軸周りの傾動に起因して変化し、ミラー131のX軸周りの傾動の影響は小さい。   When the mirror 131 tilts around the A axis, the second movable comb electrode 207B is also displaced along with it, but the second movable comb electrode 207B is located on the A axis, so the second movable comb electrode The change in capacitance between 207B and the second fixed comb electrode 208B is small. That is, the electrostatic capacitance between the second movable comb electrode 207B and the second fixed comb electrode 208B changes mainly due to the tilt of the mirror 131 around the X axis, and around the A axis of the mirror 131. The effect of tilting is small. Further, when the mirror 131 tilts around the X axis, the first movable comb electrode 207A is also displaced along with it, but the first movable comb electrode 207A is located on the X axis. The change in capacitance between 207A and the first fixed comb electrode 208A is small. That is, the electrostatic capacitance between the first movable comb electrode 207A and the first fixed comb electrode 208A changes mainly due to the tilt of the mirror 131 around the A axis, The effect of tilting is small.

ここで、第1可動櫛歯電極207Aは、第1ヒンジ205よりも第2ヒンジ206の近くに配置されている。つまり、第1可動櫛歯電極207Aは、A軸の近傍に設けられている。そのため、ミラー131がA軸周りに傾動するときの第1可動櫛歯電極207Aの変位量が抑制される。その結果、第1可動櫛歯電極207Aと第1固定櫛歯電極208Aとの間の静電容量を検出できるミラー131の傾動範囲を拡大することができる。つまり、A軸周りのミラー131の傾動量を精度良く制御できる範囲を拡大することができる。また、第2可動櫛歯電極207Bは、X軸の近傍に設けられている。そのため、ミラー131がX軸周りに傾動するときの第2可動櫛歯電極207Bの変位量が抑制される。その結果、第2可動櫛歯電極207Bと第2固定櫛歯電極208Bとの間の静電容量を検出できるミラー131の傾動範囲を拡大することができる。つまり、X軸周りのミラー131の傾動量を精度良く制御できる範囲を拡大することができる。   Here, the first movable comb electrode 207 </ b> A is disposed closer to the second hinge 206 than the first hinge 205. That is, the first movable comb electrode 207A is provided in the vicinity of the A axis. Therefore, the amount of displacement of the first movable comb electrode 207A when the mirror 131 tilts around the A axis is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 131 that can detect the electrostatic capacitance between the first movable comb electrode 207A and the first fixed comb electrode 208A can be expanded. That is, the range in which the tilt amount of the mirror 131 around the A axis can be accurately controlled can be expanded. The second movable comb electrode 207B is provided in the vicinity of the X axis. Therefore, the amount of displacement of the second movable comb electrode 207B when the mirror 131 tilts around the X axis is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 131 that can detect the electrostatic capacitance between the second movable comb electrode 207B and the second fixed comb electrode 208B can be expanded. That is, the range in which the tilt amount of the mirror 131 around the X axis can be accurately controlled can be expanded.

−ヒンジの変形例−
次に、ヒンジの変形例について説明する。図12は、変形例1に係る第1ヒンジ305の平面図である。以下、第1ヒンジ305のうち、前記第1ヒンジ105と異なる部分を中心に説明する。第1ヒンジ305の構成については、300番台の符号を付して説明する。第1ヒンジ105と同様の機能を有する構成は、十の位以下の数字及び記号を同じものにしている。
-Modification of hinge-
Next, a modification of the hinge will be described. FIG. 12 is a plan view of the first hinge 305 according to the first modification. Hereinafter, the first hinge 305 will be described with a focus on portions different from the first hinge 105. The configuration of the first hinge 305 will be described with reference numerals in the 300s. In the configuration having the same function as that of the first hinge 105, the numbers and symbols of the tens place are the same.

変形例1に係る第1ヒンジ305は、蛇行部350と、第1端部353,353と、第2端部354,354とを備えている。蛇行部350は、並設された第1蛇行部351と第2蛇行部352とを有する。第1蛇行部351と第2蛇行部352とは、X軸に対して線対称な形状をしている。第1端部353,353は、第1蛇行部351の一端部と第2蛇行部352の一端部とで構成されている。すなわち、第1蛇行部351の一端部と第2蛇行部352の一端部とは、連結されていない。第2端部354,354は、第1蛇行部351の他端部と第2蛇行部352の他端部とで構成されている。第1蛇行部351の他端部と第2蛇行部352の他端部とは、連結されていない。第1端部353,353は、アクチュエータ104に連結される。第2端部354,354は、ミラー131に連結される。   The first hinge 305 according to the first modification includes a meandering portion 350, first end portions 353 and 353, and second end portions 354 and 354. The meandering part 350 has a first meandering part 351 and a second meandering part 352 arranged side by side. The first meandering part 351 and the second meandering part 352 have a line-symmetric shape with respect to the X axis. The first end portions 353 and 353 are composed of one end portion of the first meandering portion 351 and one end portion of the second meandering portion 352. That is, one end portion of the first meandering portion 351 and one end portion of the second meandering portion 352 are not connected. The second end portions 354 and 354 are composed of the other end portion of the first meandering portion 351 and the other end portion of the second meandering portion 352. The other end of the first meandering portion 351 and the other end of the second meandering portion 352 are not connected. The first end portions 353 and 353 are connected to the actuator 104. The second end portions 354 and 354 are connected to the mirror 131.

第1蛇行部351は、交互に配列された6つの第1凸部355,355,…と5つの第1凹部356,356,…とを有し、ジグザグ状に形成されている。第1蛇行部351は、蛇行しながらX軸方向に第1端部353から第2端部354まで延びている。第1凸部355及び第1凹部356はそれぞれ、矩形状に形成されている。第1凸部355は、Y軸方向外側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向内側に延びている。第1凹部356は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The first meandering part 351 has six first convex parts 355, 355,... And five first concave parts 356, 356,... Arranged in a zigzag shape. The first meandering portion 351 extends from the first end portion 353 to the second end portion 354 in the X-axis direction while meandering. The first convex portion 355 and the first concave portion 356 are each formed in a rectangular shape. The first convex portion 355 extends outward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends inward in the Y-axis direction. The first recess 356 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

第2蛇行部352は、交互に配列された6つの第2凸部357,357,…と5つの第2凹部358,358,…とを有し、ジグザグ状に形成されている。第2蛇行部352は、蛇行しながらX軸方向に第1端部353から第2端部354まで延びている。第2凸部357及び第2凹部358はそれぞれ、矩形状に形成されている。第2凸部357は、Y軸方向外側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向内側に延びている。第2凹部358は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The second meandering part 352 has six second convex parts 357, 357,... And five second concave parts 358, 358,... Arranged alternately, and is formed in a zigzag shape. The second meandering part 352 extends from the first end part 353 to the second end part 354 in the X-axis direction while meandering. The second convex portion 357 and the second concave portion 358 are each formed in a rectangular shape. The second convex portion 357 extends outward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends inward in the Y-axis direction. The second recess 358 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

第1凹部356,356,…のうち第1端部353側から2番目の第1凹部356と4番目の第1凹部356と、第2凹部358,358うち第1端部353側から2番目の第2凹部358と4番目の第2凹部358とはそれぞれ、互いに連結されている。つまり、第1凹部356,356,…と第2凹部358,358,…は、全部ではなく、一部だけ連結されている。   Of the first recesses 356, 356,..., The second first recess 356 and the fourth first recess 356 from the first end 353 side, and the second of the second recesses 358 and 358 from the first end 353 side. The second recess 358 and the fourth second recess 358 are connected to each other. That is, the first recesses 356, 356,... And the second recesses 358, 358,.

このような構成であっても、第1ヒンジ305は、第1凸部355、第1凹部356、第2凸部357及び第2凹部358の存在によりX軸方向の剛性を小さくすることができる。それに加えて、第1ヒンジ305は、一部の第1凹部356,356と一部の第2凹部358,358とを連結することによって、Y軸方向の剛性を大きくすることができる。   Even in such a configuration, the first hinge 305 can reduce the rigidity in the X-axis direction due to the presence of the first convex portion 355, the first concave portion 356, the second convex portion 357, and the second concave portion 358. . In addition, the first hinge 305 can increase the rigidity in the Y-axis direction by connecting a part of the first recesses 356 and 356 and a part of the second recesses 358 and 358.

図13は、変形例2に係る第1ヒンジ405の平面図である。以下、第1ヒンジ405のうち、前記第1ヒンジ105と異なる部分を中心に説明する。第1ヒンジ405の構成については、400番台の符号を付して説明する。第1ヒンジ105と同様の機能を有する構成は、十の位以下の数字及び記号を同じものにしている。   FIG. 13 is a plan view of the first hinge 405 according to the second modification. Hereinafter, the first hinge 405 will be described mainly with respect to a portion different from the first hinge 105. The configuration of the first hinge 405 will be described with reference numerals in the 400s. In the configuration having the same function as that of the first hinge 105, the numbers and symbols of the tens place are the same.

変形例2に係る第1ヒンジ405は、蛇行部450と、第1端部453と、第2端部454とを備えている。蛇行部450は、並設された1蛇行部451と第2蛇行部452とを有する。第1蛇行部451と第2蛇行部452とは、X軸に対して線対称な形状をしている。第1蛇行部451の一端部と第2蛇行部452の一端部とは、第1端部453に連結されている。第1蛇行部451の他端部と第2蛇行部452の他端部とは、第2端部454に連結されている。第1端部453は、アクチュエータ104に連結されている。第2端部454は、ミラー131に連結されている。   The first hinge 405 according to the modification 2 includes a meandering portion 450, a first end 453, and a second end 454. The meandering part 450 has a first meandering part 451 and a second meandering part 452 arranged side by side. The first meandering part 451 and the second meandering part 452 have a line-symmetric shape with respect to the X axis. One end of the first meandering part 451 and one end of the second meandering part 452 are connected to the first end 453. The other end of the first meandering portion 451 and the other end of the second meandering portion 452 are connected to the second end 454. The first end 453 is connected to the actuator 104. The second end 454 is connected to the mirror 131.

第1蛇行部451は、交互に配列された5つの第1凸部455,455,…と4つの第1凹部456,456,…とを有し、ジグザグ状に形成されている。第1蛇行部451は、蛇行しながらX軸方向に第1端部453から第2端部454まで延びている。第1凸部455は、釣鐘状に形成されている。第1凸部455は、Y軸方向外側に延び、湾曲しながら折り返し、Y軸方向内側に延びている。第1凹部456は、矩形状に形成されている。第1凹部456は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The first meandering portion 451 has five first convex portions 455, 455,... And four first concave portions 456, 456,... Arranged alternately, and is formed in a zigzag shape. The first meandering portion 451 extends from the first end 453 to the second end 454 in the X-axis direction while meandering. The 1st convex part 455 is formed in bell shape. The first convex portion 455 extends outward in the Y-axis direction, is folded back while being curved, and extends inward in the Y-axis direction. The first recess 456 is formed in a rectangular shape. The first recess 456 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

第2蛇行部452は、交互に配列された5つの第2凸部457,457,…と4つの第2凹部458,458,…とを有し、ジグザグ状に形成されている。第2蛇行部452は、蛇行しながらX軸方向に第1端部453から第2端部454まで延びている。第2凸部457は、釣鐘状に形成されている。第2凸部457は、Y軸方向外側に延び、湾曲しながら折り返し、Y軸方向内側に延びている。第2凹部458は、矩形状に形成されている。第2凹部458は、Y軸方向内側に延び、直角に2回屈曲して折り返し、Y軸方向外側に延びている。   The second meandering portion 452 has five second convex portions 457, 457,... And four second concave portions 458, 458,... Arranged alternately, and is formed in a zigzag shape. The second meandering portion 452 extends from the first end 453 to the second end 454 in the X-axis direction while meandering. The 2nd convex part 457 is formed in bell shape. The second convex portion 457 extends outward in the Y-axis direction, is folded back while being curved, and extends inward in the Y-axis direction. The second recess 458 is formed in a rectangular shape. The second recess 458 extends inward in the Y-axis direction, bends twice at a right angle, turns back, and extends outward in the Y-axis direction.

このような構成であっても、第1ヒンジ405は、第1凸部455、第1凹部456、第2凸部457及び第2凹部458の存在によりX軸方向の剛性を小さくすることができる。それに加えて、第1ヒンジ405は、第1凹部456,456,…と第2凹部458,458,…とを連結することによって、Y軸方向の剛性を大きくすることができる。   Even in such a configuration, the first hinge 405 can reduce the rigidity in the X-axis direction due to the presence of the first convex portion 455, the first concave portion 456, the second convex portion 457, and the second concave portion 458. . In addition, the first hinge 405 can increase the rigidity in the Y-axis direction by connecting the first recesses 456, 456,... And the second recesses 458, 458,.

《実施形態2》
次に、実施形態2に係るミラーデバイス500ついて説明する。図14に、ミラーデバイス500の平面図を示す。以下、ミラーデバイス500の構成のうち、実施形態1と異なる部分を中心に説明する。実施形態2の構成については、500番台の符号を付して説明する。実施形態1と同様の機能を有する構成は、十の位以下の数字及び記号を同じものにしている。
<< Embodiment 2 >>
Next, the mirror device 500 according to the second embodiment will be described. FIG. 14 shows a plan view of the mirror device 500. In the following, description will be made centering on differences from the first embodiment in the configuration of the mirror device 500. The configuration of the second embodiment will be described with reference numerals in the 500s. In the configuration having the same function as that of the first embodiment, the numbers and symbols of the tens place are the same.

ミラーデバイス500は、例えば、可変光減衰器(VOA:Variable Optical Attenuator)に用いられる。ミラーデバイス500は、ベース部502と、ミラー531と、ミラー531を駆動するアクチュエータ504,504と、ミラー531とアクチュエータ504,504とを連結する第1ヒンジ505と、ミラー531とベース部502とを連結する第2ヒンジ506,506と、ミラー531に設けられた可動櫛歯電極507と、ベース部502に設けられた固定櫛歯電極508と、制御部(図示省略)とを有している。   The mirror device 500 is used, for example, as a variable optical attenuator (VOA). The mirror device 500 includes a base portion 502, a mirror 531, actuators 504 and 504 that drive the mirror 531, a first hinge 505 that connects the mirror 531 and the actuators 504 and 504, a mirror 531, and the base portion 502. It has the 2nd hinges 506 and 506 to connect, the movable comb electrode 507 provided in the mirror 531, the fixed comb electrode 508 provided in the base part 502, and a control part (illustration omitted).

ベース部502は、円形の開口を有する枠状に形成されている。   The base portion 502 is formed in a frame shape having a circular opening.

ミラー531は、平面視円形の板状に形成されている。ミラー531は、ベース部502の円形の開口内に位置している。ベース部502とミラー531との間には円環状のスペースSが形成されている。   The mirror 531 is formed in a circular plate shape in plan view. The mirror 531 is located in the circular opening of the base portion 502. An annular space S is formed between the base portion 502 and the mirror 531.

ミラー531は、2つの第2ヒンジ506,506を介してベース部502に連結されている。ミラー531のうち第2ヒンジ506,506の反対側の部分には第1ヒンジ505が設けられている。第1ヒンジ505は、並設された2つの蛇行部を有している。各蛇行部は、交互に配列された凸部と凹部とを有している。2つの蛇行部の凹部同士が連結されている。第2ヒンジ506は、全体としてつづら折り状に屈曲している。   The mirror 531 is connected to the base portion 502 via two second hinges 506 and 506. A first hinge 505 is provided on a part of the mirror 531 opposite to the second hinges 506 and 506. The first hinge 505 has two meandering portions arranged side by side. Each meandering part has the convex part and the recessed part which were arranged alternately. The concave portions of the two meandering portions are connected to each other. The second hinge 506 is bent in a zigzag shape as a whole.

アクチュエータ504は、アクチュエータ本体541と、アクチュエータ本体541の表面に積層された圧電素子542とを有している。アクチュエータ本体541は、ミラー531とベース部502との間の円環状のスペースSに沿って略円弧状に延びている。一方のアクチュエータ本体541は、第1ヒンジ505と一方の第2ヒンジ506との間に設けられている。他方のアクチュエータ本体541は、第1ヒンジ505と他方の第2ヒンジ506との間に設けられている。アクチュエータ本体541の一端は、第2ヒンジ506の近傍においてベース部502に連結されている。アクチュエータ本体541の他端は、第1ヒンジ505に連結されている。圧電素子542は、アクチュエータ本体541と同様に、略円弧状に形成されている。   The actuator 504 includes an actuator main body 541 and a piezoelectric element 542 stacked on the surface of the actuator main body 541. The actuator body 541 extends in a substantially arc shape along an annular space S between the mirror 531 and the base portion 502. One actuator body 541 is provided between the first hinge 505 and one second hinge 506. The other actuator body 541 is provided between the first hinge 505 and the other second hinge 506. One end of the actuator body 541 is connected to the base portion 502 in the vicinity of the second hinge 506. The other end of the actuator body 541 is connected to the first hinge 505. The piezoelectric element 542 is formed in a substantially arc shape like the actuator body 541.

アクチュエータ504,504及び第2ヒンジ506,506は、ミラー531の中心及び第1ヒンジ505を通るX軸に対して対称な形状になっている。   The actuators 504 and 504 and the second hinges 506 and 506 are symmetrical with respect to the X axis passing through the center of the mirror 531 and the first hinge 505.

可動櫛歯電極507は、ミラー531から半径方向外側に延びるアーム部579の先端部に設けられている。アーム部579は、2つの第2ヒンジ506,506の間に設けられている。さらに詳しくは、アーム部579は、X軸上に位置している。可動櫛歯電極507は、3つの電極指571,571,…を有している。各電極指571は、アーム部579に直交するようにアーム部579から両側へ延びている。3つの電極指571,571,…は、互いに平行に且つX軸と直交する方向に延びている。尚、電極指571の個数は、3つに限られるものではない。   The movable comb electrode 507 is provided at the tip of an arm portion 579 extending radially outward from the mirror 531. The arm portion 579 is provided between the two second hinges 506 and 506. More specifically, the arm portion 579 is located on the X axis. The movable comb electrode 507 has three electrode fingers 571, 571,. Each electrode finger 571 extends from the arm portion 579 to both sides so as to be orthogonal to the arm portion 579. The three electrode fingers 571, 571,... Extend in parallel to each other and in a direction perpendicular to the X axis. The number of electrode fingers 571 is not limited to three.

固定櫛歯電極508は、ベース部502に設けられている。固定櫛歯電極508は、4つの電極指581,581,…を有している。4つの電極指581,581,…は、互いに平行に且つX軸と直交する方向に延びている。各電極指581は、可動櫛歯電極507の電極指571の間に入り込んでいる。つまり、可動櫛歯電極507の電極指571と固定櫛歯電極508の電極指581とは互いに対向している。ただし、固定櫛歯電極508は、可動櫛歯電極507とは電気的に絶縁されている。   The fixed comb electrode 508 is provided on the base portion 502. The fixed comb electrode 508 has four electrode fingers 581, 581,. The four electrode fingers 581, 581,... Extend in a direction parallel to each other and perpendicular to the X axis. Each electrode finger 581 enters between the electrode fingers 571 of the movable comb electrode 507. That is, the electrode finger 571 of the movable comb electrode 507 and the electrode finger 581 of the fixed comb electrode 508 are opposed to each other. However, the fixed comb electrode 508 is electrically insulated from the movable comb electrode 507.

これら可動櫛歯電極507及び固定櫛歯電極508は、X軸上に配置されている。   The movable comb electrode 507 and the fixed comb electrode 508 are arranged on the X axis.

図示は省略するが、ベース部502には、可動櫛歯電極507と固定櫛歯電極508との静電容量を検出するための検出端子が設けられている。   Although not shown, the base unit 502 is provided with a detection terminal for detecting the electrostatic capacitance of the movable comb electrode 507 and the fixed comb electrode 508.

尚、実施形態1と同様に、可動櫛歯電極507の電極指571に相当する第1電極指と固定櫛歯電極508の電極指581に相当する第2電極指とを有する参照電極を設けてもよい。   As in the first embodiment, a reference electrode having a first electrode finger corresponding to the electrode finger 571 of the movable comb electrode 507 and a second electrode finger corresponding to the electrode finger 581 of the fixed comb electrode 508 is provided. Also good.

次に、このように構成されたミラーデバイス500の動作について説明する。ミラーデバイス500の制御部が圧電素子542,542に電圧を印加すると、各アクチュエータ504が圧電素子542を内側にして湾曲し、アクチュエータ504の第1ヒンジ505側の端部が上方へ変位する。2つのアクチュエータ504,504の圧電素子542,542には同じ大きさの電圧が印加される。その結果、ミラー531は、第2ヒンジ506,506を中心に傾動する。すなわち、ミラー531は、X軸に直交し且つ実質的に第2ヒンジ506,506を通過するA軸の周りに傾動する。   Next, the operation of the mirror device 500 configured as described above will be described. When the control unit of the mirror device 500 applies a voltage to the piezoelectric elements 542 and 542, each actuator 504 is bent with the piezoelectric element 542 inside, and the end of the actuator 504 on the first hinge 505 side is displaced upward. The same voltage is applied to the piezoelectric elements 542 and 542 of the two actuators 504 and 504. As a result, the mirror 531 tilts about the second hinges 506 and 506. That is, the mirror 531 tilts around the A axis that is orthogonal to the X axis and substantially passes through the second hinges 506 and 506.

ミラー531が傾動すると、それに伴って、可動櫛歯電極507も変位する。その結果、可動櫛歯電極507の電極指571と固定櫛歯電極508の電極指581との対向している部分の面積が変化し、可動櫛歯電極507と固定櫛歯電極508との間の静電容量が変化する。制御部は、可動櫛歯電極507と固定櫛歯電極508との間の静電容量を検出端子を介して検出し、この静電容量の変化に基づいて圧電素子542,542の印加電圧を調整する。それにより、制御部は、ミラー531の傾動量を精度良く制御する。   When the mirror 531 tilts, the movable comb electrode 507 is also displaced accordingly. As a result, the area of the portion where the electrode finger 571 of the movable comb electrode 507 and the electrode finger 581 of the fixed comb electrode 508 face each other changes, and the area between the movable comb electrode 507 and the fixed comb electrode 508 changes. The capacitance changes. The control unit detects the capacitance between the movable comb electrode 507 and the fixed comb electrode 508 via the detection terminal, and adjusts the voltage applied to the piezoelectric elements 542 and 542 based on the change in the capacitance. To do. Thereby, the control unit controls the tilt amount of the mirror 531 with high accuracy.

ここで、可動櫛歯電極507は、第1ヒンジ505よりも第2ヒンジ506の近くに設けられている。つまり、可動櫛歯電極507は、ミラー531が傾動するときの中心となるA軸の近傍に位置している。そのため、ミラー531がA軸周りに傾動するときの可動櫛歯電極507の変位量が抑制される。その結果、可動櫛歯電極507と固定櫛歯電極508との間の静電容量を検出できるミラー531の傾動範囲を拡大することができる。つまり、A軸周りのミラー531の傾動量を精度良く制御できる範囲を拡大することができる。   Here, the movable comb electrode 507 is provided closer to the second hinge 506 than the first hinge 505. That is, the movable comb electrode 507 is located in the vicinity of the A axis that becomes the center when the mirror 531 tilts. Therefore, the displacement amount of the movable comb electrode 507 when the mirror 531 tilts around the A axis is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 531 that can detect the electrostatic capacitance between the movable comb electrode 507 and the fixed comb electrode 508 can be expanded. That is, the range in which the tilt amount of the mirror 531 around the A axis can be accurately controlled can be expanded.

尚、アクチュエータ504は、円環状のスペースSを活用して配置されているため、略円弧状に形成されているが、これに限られるものではない。アクチュエータ504は、実施形態1のように長方形状に形成されていてもよい。その場合、実施形態1と同様に、アクチュエータ504、第1ヒンジ505及びミラー531がこの順で略一直線上に並ぶ配置であってもよい。   In addition, since the actuator 504 is disposed using the annular space S, the actuator 504 is formed in a substantially arc shape, but is not limited thereto. The actuator 504 may be formed in a rectangular shape as in the first embodiment. In that case, as in the first embodiment, the actuator 504, the first hinge 505, and the mirror 531 may be arranged in a substantially straight line in this order.

−ミラーデバイスの変形例−
続いて、変形例に係るミラーデバイス600について説明する。図15は、変形例に係るミラーデバイス600の平面図である。以下、ミラーデバイス600の構成のうち、ミラーデバイス500と異なる部分を中心に説明する。変形例に特有の構成については、600番台の符号を付して説明する場合がある。ミラーデバイス500と同様の機能を有する構成は、十の位以下の数字及び記号を同じものにしている。
-Modification of mirror device-
Subsequently, a mirror device 600 according to a modification will be described. FIG. 15 is a plan view of a mirror device 600 according to a modification. Hereinafter, a description will be given focusing on a part of the configuration of the mirror device 600 that is different from the mirror device 500. A configuration peculiar to the modified example may be described with a reference numeral 600. In the configuration having the same function as that of the mirror device 500, the numbers and symbols of the tens place are the same.

ミラーデバイス600は、ベース部602と、ミラー531と、ミラー531を駆動するアクチュエータ604,604と、ミラー531とアクチュエータ604,604とを連結する第1ヒンジ605,605と、ミラー531とベース部602とを連結する第2ヒンジ606と、ミラー531に設けられた第1可動櫛歯電極607A及び第2可動櫛歯電極607Bと、ベース部602に設けられた第1固定櫛歯電極608A及び第2固定櫛歯電極608Bと、制御部(図示省略)とを有している。   The mirror device 600 includes a base portion 602, a mirror 531, actuators 604 and 604 that drive the mirror 531, first hinges 605 and 605 that connect the mirror 531 and actuators 604 and 604, a mirror 531, and a base portion 602. , A first movable comb electrode 607A and a second movable comb electrode 607B provided on the mirror 531, a first fixed comb electrode 608A and a second fixed comb electrode 608B provided on the base portion 602. It has a fixed comb electrode 608B and a control unit (not shown).

ベース部602は、円形の開口を有する枠状に形成されている。   The base portion 602 is formed in a frame shape having a circular opening.

ミラー531は、ミラーデバイス500のミラー531と同じ構成をしている。1つの第2ヒンジ606を介してベース部602に連結されている。第2ヒンジ606は、全体としてつづら折り状に屈曲している。   The mirror 531 has the same configuration as the mirror 531 of the mirror device 500. It is connected to the base portion 602 through one second hinge 606. The second hinge 606 is bent in a zigzag manner as a whole.

アクチュエータ604は、アクチュエータ本体641と、アクチュエータ本体641の表面に積層された圧電素子642とを有している。ミラー531とベース部602との間の円環状のスペースSをミラー531の中心及び第2ヒンジ606を通過するX軸で2分割したときの一方のスペースに一方のアクチュエータ604が配設され、他方のスペースに他方のアクチュエータ604が配設されている。アクチュエータ本体641は、該スペースに沿って略円弧状に延びている。各アクチュエータ本体641の一端は、第2ヒンジ606の近傍においてベース部602に連結されている。各アクチュエータ本体641の他端は、第1ヒンジ605を介してミラー531に連結されている。圧電素子642は、アクチュエータ本体641と同様に、略円弧状に形成されている。   The actuator 604 has an actuator body 641 and a piezoelectric element 642 stacked on the surface of the actuator body 641. One actuator 604 is arranged in one space when the annular space S between the mirror 531 and the base portion 602 is divided into two by the center of the mirror 531 and the X axis passing through the second hinge 606, and the other The other actuator 604 is disposed in this space. The actuator body 641 extends in a substantially arc shape along the space. One end of each actuator body 641 is connected to the base portion 602 in the vicinity of the second hinge 606. The other end of each actuator body 641 is connected to the mirror 531 via the first hinge 605. The piezoelectric element 642 is formed in a substantially arc shape like the actuator body 641.

第1ヒンジ605は、第1ヒンジ605は、並設された2つの蛇行部を有している。各蛇行部は、交互に配列された凸部と凹部とを有している。2つの蛇行部の凹部同士が連結されている。   The first hinge 605 has two meandering portions arranged side by side. Each meandering part has the convex part and the recessed part which were arranged alternately. The concave portions of the two meandering portions are connected to each other.

アクチュエータ604,604及び第1ヒンジ605,605は、X軸に対して対称な形状になっている。   The actuators 604 and 604 and the first hinges 605 and 605 are symmetrical with respect to the X axis.

第1可動櫛歯電極607Aは、第2ヒンジ606の近傍においてミラー531から延びる第1アーム部679aの先端部に設けられている。第1アーム部679aは、ミラー531の外周において第2ヒンジ606の近傍であってX軸からオフセットした位置に設けられている。第1アーム部679aは、ミラー531からX軸を平行に延びた後、X軸の方へ直角に屈曲し、X軸に到達した地点でX軸方向に直角に屈曲している。つまり、第1アーム部679aの先端部は、X軸上で延びている。第1可動櫛歯電極607Aは、3つの第1電極指671a,671a,…を有している。各第1電極指671aは、第1アーム部679aの先端部に直交するように第1アーム部679aの先端部から両側へ延びている。3つの第1電極指671a,671a,…は、互いに平行に且つX軸と直交する方向に延びている。   The first movable comb electrode 607A is provided at the tip of the first arm portion 679a extending from the mirror 531 in the vicinity of the second hinge 606. The first arm portion 679a is provided in the vicinity of the second hinge 606 on the outer periphery of the mirror 531 and at a position offset from the X axis. The first arm portion 679a extends in parallel with the X axis from the mirror 531, then bends at a right angle toward the X axis, and bends at a right angle in the X axis direction when reaching the X axis. That is, the distal end portion of the first arm portion 679a extends on the X axis. The first movable comb electrode 607A has three first electrode fingers 671a, 671a,. Each first electrode finger 671a extends from the distal end portion of the first arm portion 679a to both sides so as to be orthogonal to the distal end portion of the first arm portion 679a. The three first electrode fingers 671a, 671a,... Extend in parallel to each other and in a direction perpendicular to the X axis.

第2可動櫛歯電極607Bは、第2ヒンジ606の近傍においてミラー531から延びる第2アーム部679bの先端部に設けられている。第2アーム部679bは、第2ヒンジ606の近傍においてミラー531からX軸に平行に延びた後、直角に屈曲してX軸と直交する方向に延びている。第2可動櫛歯電極607Bは、3つの第2電極指671b,671b,…を有している。各第2電極指671bは、第2アーム部679bの先端部に直交するように第2アーム部679bの先端部から両側へ延びている。3つの第2電極指671b,671b,…は、互いに平行に且つX軸方向に延びている。   The second movable comb electrode 607B is provided at the tip of the second arm portion 679b extending from the mirror 531 in the vicinity of the second hinge 606. The second arm portion 679b extends in parallel to the X axis from the mirror 531 in the vicinity of the second hinge 606, and then bends at a right angle and extends in a direction perpendicular to the X axis. The second movable comb electrode 607B has three second electrode fingers 671b, 671b,. Each second electrode finger 671b extends from the distal end portion of the second arm portion 679b to both sides so as to be orthogonal to the distal end portion of the second arm portion 679b. Three second electrode fingers 671b, 671b,... Extend in parallel to each other and in the X-axis direction.

尚、第1電極指671a及び第2電極指671bの個数は、3つに限られるものではない。   Note that the number of the first electrode fingers 671a and the second electrode fingers 671b is not limited to three.

第1固定櫛歯電極608Aは、ベース部602に設けられている。第1固定櫛歯電極608Aは、4つの第1電極指681a,681a,…を有している。4つの第1電極指681a,681a,…は、互いに平行に且つX軸と直交する方向に延びている。各第1電極指681aは、第1可動櫛歯電極607Aの第1電極指671aの間に入り込んでいる。つまり、第1可動櫛歯電極607Aの第1電極指671aと第1固定櫛歯電極608Aの第1電極指681aとは互いに対向している。ただし、第1固定櫛歯電極608Aは、第1可動櫛歯電極607Aとは電気的に絶縁されている。   The first fixed comb electrode 608 </ b> A is provided on the base portion 602. The first fixed comb electrode 608A has four first electrode fingers 681a, 681a,. The four first electrode fingers 681a, 681a,... Extend in parallel to each other and in a direction perpendicular to the X axis. Each first electrode finger 681a penetrates between the first electrode fingers 671a of the first movable comb electrode 607A. That is, the first electrode finger 671a of the first movable comb electrode 607A and the first electrode finger 681a of the first fixed comb electrode 608A face each other. However, the first fixed comb electrode 608A is electrically insulated from the first movable comb electrode 607A.

第2固定櫛歯電極608Bは、ベース部602に設けられている。第2固定櫛歯電極608Bは、4つの第2電極指681b,681b,…を有している。4つの第2電極指681b,681b,…は、互いに平行にX軸方向に延びている。各第2電極指681bは、第2可動櫛歯電極607Bの第2電極指671bの間に入り込んでいる。つまり、第2可動櫛歯電極607Bの第2電極指671bと第2固定櫛歯電極608Bの第2電極指681bとは互いに対向している。ただし、第2固定櫛歯電極608Bは、第2可動櫛歯電極607Bとは電気的に絶縁されている。   The second fixed comb electrode 608 </ b> B is provided on the base portion 602. The second fixed comb electrode 608B has four second electrode fingers 681b, 681b,. The four second electrode fingers 681b, 681b,... Extend in the X-axis direction in parallel with each other. Each second electrode finger 681b enters between the second electrode fingers 671b of the second movable comb electrode 607B. That is, the second electrode finger 671b of the second movable comb electrode 607B and the second electrode finger 681b of the second fixed comb electrode 608B are opposed to each other. However, the second fixed comb electrode 608B is electrically insulated from the second movable comb electrode 607B.

第1可動櫛歯電極607Aと第1固定櫛歯電極608Aとは、X軸上に配置されている。第2可動櫛歯電極607Bと第2固定櫛歯電極608Bとは、X軸に直交し且つ実質的に第2ヒンジ606を通過するA軸上に配置されている。   The first movable comb electrode 607A and the first fixed comb electrode 608A are arranged on the X axis. The second movable comb electrode 607B and the second fixed comb electrode 608B are disposed on the A axis that is orthogonal to the X axis and substantially passes through the second hinge 606.

図示は省略するが、ベース部602には、第1可動櫛歯電極607Aと第1固定櫛歯電極608Aとの静電容量及び第2可動櫛歯電極607Bと第2固定櫛歯電極608Bとの静電容量を検出するための検出端子が設けられている。   Although illustration is omitted, the base portion 602 includes capacitances of the first movable comb electrode 607A and the first fixed comb electrode 608A and the second movable comb electrode 607B and the second fixed comb electrode 608B. A detection terminal for detecting the capacitance is provided.

次に、このように構成されたミラーデバイス600の動作について説明する。ミラーデバイス600の制御部が圧電素子642,642に電圧を印加すると、各アクチュエータ604が圧電素子642を内側にして湾曲し、アクチュエータ604の第1ヒンジ605側の端部が上方へ変位する。2つのアクチュエータ604,604の圧電素子642,642に同じ大きさの電圧を印加すると、ミラー531は、第2ヒンジ606を中心に傾動する。すなわち、ミラー531は、A軸の周りに傾動する。一方、2つのアクチュエータ604,604の圧電素子642,642にそれぞれ異なる大きさの電圧を印加すると、ミラー531は、X軸周りに傾動する。   Next, the operation of the mirror device 600 configured as described above will be described. When the control unit of the mirror device 600 applies a voltage to the piezoelectric elements 642 and 642, each actuator 604 is bent with the piezoelectric element 642 inside, and the end of the actuator 604 on the first hinge 605 side is displaced upward. When the same voltage is applied to the piezoelectric elements 642 and 642 of the two actuators 604 and 604, the mirror 531 tilts around the second hinge 606. That is, the mirror 531 tilts around the A axis. On the other hand, when different voltages are applied to the piezoelectric elements 642 and 642 of the two actuators 604 and 604, the mirror 531 tilts around the X axis.

ミラー531が傾動すると、それに伴って、第1可動櫛歯電極607A及び第2可動櫛歯電極607Bも変位する。その結果、第1可動櫛歯電極607Aの第1電極指671aと第1固定櫛歯電極608Aの第1電極指681aとの対向している部分の面積が変化し、第1可動櫛歯電極607Aと第1固定櫛歯電極608Aとの間の静電容量が変化する。また、第2可動櫛歯電極607Bの第2電極指671bと第2固定櫛歯電極608Bの第2電極指681bとの対向している部分の面積が変化し、第2可動櫛歯電極607Bと第2固定櫛歯電極608Bとの間の静電容量が変化する。制御部は、第1可動櫛歯電極607Aと第1固定櫛歯電極608Aとの間の静電容量及び第2可動櫛歯電極607Bと第2固定櫛歯電極608Bとの間の静電容量を検出端子を介して検出し、この静電容量の変化に基づいて圧電素子642,642の印加電圧を調整する。それにより、制御部は、ミラー531の傾動量を精度良く制御する。   When the mirror 531 tilts, the first movable comb electrode 607A and the second movable comb electrode 607B are also displaced accordingly. As a result, the area of the portion of the first movable comb electrode 607A facing the first electrode finger 671a and the first electrode finger 681a of the first fixed comb electrode 608A changes, and the first movable comb electrode 607A. And the first fixed comb electrode 608A change in capacitance. Further, the area of the portion of the second movable comb electrode 607B facing the second electrode finger 671b and the second electrode finger 681b of the second fixed comb electrode 608B changes, and the second movable comb electrode 607B The capacitance between the second fixed comb electrode 608B changes. The control unit sets the capacitance between the first movable comb electrode 607A and the first fixed comb electrode 608A and the capacitance between the second movable comb electrode 607B and the second fixed comb electrode 608B. It detects via a detection terminal and adjusts the applied voltage of piezoelectric element 642,642 based on the change of this electrostatic capacitance. Thereby, the control unit controls the tilt amount of the mirror 531 with high accuracy.

ここで、第1可動櫛歯電極607Aは、第1ヒンジ605よりも第2ヒンジ606の近くに設けられている。つまり、第1可動櫛歯電極607Aは、A軸の近傍に位置している。そのため、ミラー531がA軸周りに傾動するときの第1可動櫛歯電極607Aの変位量が抑制される。その結果、第1可動櫛歯電極607Aと第1固定櫛歯電極608Aとの間の静電容量を検出できるミラー531の傾動範囲を拡大することができる。つまり、A軸周りのミラー531の傾動量を精度良く制御できる範囲を拡大することができる。また、第2可動櫛歯電極607Bは、X軸の近傍に設けられている。そのため、ミラー531がX軸周りに傾動するときの第2可動櫛歯電極607Bの変位量が抑制される。その結果、第2可動櫛歯電極607Bと第2固定櫛歯電極608Bとの間の静電容量を検出できるミラー531の傾動範囲を拡大することができる。つまり、X軸周りのミラー531の傾動量を精度良く制御できる範囲を拡大することができる。   Here, the first movable comb electrode 607 </ b> A is provided closer to the second hinge 606 than to the first hinge 605. That is, the first movable comb electrode 607A is located in the vicinity of the A axis. Therefore, the displacement amount of the first movable comb electrode 607A when the mirror 531 tilts around the A axis is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 531 capable of detecting the electrostatic capacitance between the first movable comb electrode 607A and the first fixed comb electrode 608A can be expanded. That is, the range in which the tilt amount of the mirror 531 around the A axis can be accurately controlled can be expanded. The second movable comb electrode 607B is provided in the vicinity of the X axis. Therefore, the displacement amount of the second movable comb electrode 607B when the mirror 531 tilts around the X axis is suppressed. As a result, the tilting range of the mirror 531 capable of detecting the capacitance between the second movable comb electrode 607B and the second fixed comb electrode 608B can be expanded. That is, the range in which the tilt amount of the mirror 531 around the X axis can be accurately controlled can be expanded.

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
<< Other Embodiments >>
As described above, the embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed. Moreover, it is also possible to combine each component demonstrated by the said embodiment and it can also be set as new embodiment. In addition, among the components described in the accompanying drawings and detailed description, not only the components essential for solving the problem, but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technique. May also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential as those non-essential components are described in the accompanying drawings and detailed description.

前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。   About the said embodiment, it is good also as following structures.

実施形態1では、複数のミラーデバイスを備えたミラーアレイについて説明したが、これに限られるものではない。ガルバノミラーのように、1つのミラーデバイスで構成された装置であってもよい。例えば、実施形態1のミラーデバイスを用いて、VOAを構成してもよい。また、ミラーアレイについても、波長選択スイッチに適用する場合に限られず、様々なアプリケーションに組み込むことができる。   In the first embodiment, a mirror array including a plurality of mirror devices has been described. However, the present invention is not limited to this. An apparatus constituted by one mirror device, such as a galvanometer mirror, may be used. For example, the VOA may be configured using the mirror device of the first embodiment. Further, the mirror array is not limited to being applied to a wavelength selective switch, and can be incorporated into various applications.

実施形態2では、1つのミラーデバイスについて説明したが、ミラーデバイスを複数配列して、ミラーアレイを構成してもよい。   In the second embodiment, one mirror device has been described. However, a mirror array may be configured by arranging a plurality of mirror devices.

また、前記実施形態における形状、寸法、材質は、例示に過ぎず、これらに限られるものではない。例えば、ミラー131は、平面視長方形状でなくてもよい。ミラー131は、円形や長円形であってもよい。ミラー531は、平面視円形でなくてもよい。ミラー531は、楕円形や方形状であってもよい。第1ヒンジ105,205,305,405,505,605の形状や個数は、前記の構成に限られるものではない。第2ヒンジ106,206,506,606の形状や個数は、前記の構成に限られるものではない。   Moreover, the shape, dimension, and material in the said embodiment are only illustrations, and are not restricted to these. For example, the mirror 131 does not have to be rectangular in plan view. The mirror 131 may be circular or oval. The mirror 531 may not be circular in plan view. The mirror 531 may be oval or rectangular. The shape and number of the first hinges 105, 205, 305, 405, 505, and 605 are not limited to the above configuration. The shape and number of the second hinges 106, 206, 506, and 606 are not limited to the above configuration.

前記第2ヒンジ106,206,506,606は、第1ヒンジ105,205,305,405,505,605と同様に、凸部と凹部とが交互に配列された2つの蛇行部を有し、2つの蛇行部の凹部同士が連結された構成であってもよい。その場合、第1ヒンジ105,205,305,405,505,605は、凸部と凹部とが交互に配列された2つの蛇行部を有し、2つの蛇行部の凹部同士が連結された構成ではなく、それ以外の形状であってもよい。   The second hinges 106, 206, 506, and 606 have two meandering portions in which convex portions and concave portions are alternately arranged, like the first hinges 105, 205, 305, 405, 505, and 605, The structure by which the recessed parts of two meandering parts were connected may be sufficient. In that case, the first hinges 105, 205, 305, 405, 505, and 605 have two meandering portions in which convex portions and concave portions are alternately arranged, and the concave portions of the two meandering portions are connected to each other. Instead, other shapes may be used.

また、前記可動櫛歯電極107,207A,207B,507,607A,607B及び固定櫛歯電極108,208A,208B,508,608A,608Bの構成は、一例であって、それ以外の構成であってもよい。例えば、可動櫛歯電極107,207A,207Bは、ミラー131の長辺から延びるアーム部に設けられていてもよい。また、可動櫛歯電極107は、第2可動櫛歯電極207Bのように、第2ヒンジ206とY軸方向に並ぶ位置に設けられていてもよい。さらに、可動櫛歯電極107,207Bの電極指は、X軸方向に延びているが、例えば、Y軸方向に延びていてもよい。同様に、可動櫛歯電極207Aの電極指は、Y軸方向に延びているが、例えば、X軸方向に延びていてもよい。可動櫛歯電極507,607A,607B及び固定櫛歯電極508,608A,608Bについても、その位置や電極指の延びる方向は、任意に設定することができる。   Further, the configurations of the movable comb electrodes 107, 207A, 207B, 507, 607A, 607B and the fixed comb electrodes 108, 208A, 208B, 508, 608A, 608B are examples, and other configurations are possible. Also good. For example, the movable comb electrodes 107, 207 A, and 207 B may be provided on an arm portion extending from the long side of the mirror 131. Further, the movable comb electrode 107 may be provided at a position aligned with the second hinge 206 in the Y-axis direction, like the second movable comb electrode 207B. Furthermore, the electrode fingers of the movable comb electrodes 107 and 207B extend in the X-axis direction, but may extend in the Y-axis direction, for example. Similarly, the electrode fingers of the movable comb electrode 207A extend in the Y-axis direction, but may extend in the X-axis direction, for example. The positions of the movable comb electrodes 507, 607A, and 607B and the fixed comb electrodes 508, 608A, and 608B and the extending direction of the electrode fingers can be arbitrarily set.

また、圧電素子は、圧電体層として、PZTの代わりに非鉛圧電材料であるKNN((K,Na)NbO)等を用いてもよい。 The piezoelectric element may use, as a piezoelectric layer, KNN ((K, Na) NbO 3 ), which is a lead-free piezoelectric material, instead of PZT.

前記アクチュエータは、圧電素子を有しているがこれに限られるものではない。例えば、静電引力を用いてミラーを駆動するアクチュエータであってもよい。   The actuator includes a piezoelectric element, but is not limited thereto. For example, an actuator that drives a mirror using electrostatic attraction may be used.

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。   In addition, the above embodiment is an essentially preferable illustration, Comprising: It does not intend restrict | limiting the range of this invention, its application thing, or its use.

以上説明したように、ここに開示された技術は、ミラーデバイスについて有用である。   As described above, the technique disclosed herein is useful for mirror devices.

100,200,500,600 ミラーデバイス
131,531 ミラー
104,204,504,604 アクチュエータ
105,205,305,405,505,605 第1ヒンジ
151,351,451 第1蛇行部
155,355,455 第1凸部
156,356,456 第1凹部
152,352,452 第2蛇行部
157,357,457 第2凸部
158,358,458 第2凹部
106,206,506,606 第2ヒンジ
141,241,541,641 アクチュエータ本体
142,242,542,642 圧電素子
107,507 可動櫛歯電極
207A,607A 第1可動櫛歯電極
207B,607B 第2可動櫛歯電極
108,508 固定櫛歯電極
208A,608A 第1固定櫛歯電極
208B,608B 第2固定櫛歯電極
100, 200, 500, 600 Mirror device 131, 531 Mirror 104, 204, 504, 604 Actuator 105, 205, 305, 405, 505, 605 First hinge 151, 351, 451 First meander 155, 355, 455 First 1 convex part 156,356,456 1st recessed part 152,352,452 2nd meander part 157,357,457 2nd convex part 158,358,458 2nd recessed part 106,206,506,606 2nd hinge 141,241 , 541, 641 Actuator body 142, 242, 542, 642 Piezoelectric element 107, 507 Movable comb electrode 207A, 607A First movable comb electrode 207B, 607B Second movable comb electrode 108, 508 Fixed comb electrode 208A, 608A First fixed comb electrode 208B, 608B Second fixed Comb electrode

Claims (6)

ミラーと、
前記ミラーを駆動するアクチュエータと、
前記ミラーを支持し、弾性的に変形可能な第1ヒンジとを備え、
前記第1ヒンジは、
交互に配列された複数の第1凸部と複数の第1凹部とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第1蛇行部と、
交互に配列された複数の第2凸部と複数の第2凹部とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部に並設され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第2蛇行部とを有し、
少なくとも一部の前記第1凹部と少なくとも一部の前記第2凹部とは、互いに連結されているミラーデバイス。
Mirror,
An actuator for driving the mirror;
A first hinge that supports the mirror and is elastically deformable;
The first hinge is
A first serpentine portion formed in a zigzag shape by a plurality of first convex portions and a plurality of first concave portions arranged alternately, and extending from the one end portion to the other end portion while meandering;
A plurality of second convex portions and a plurality of second concave portions arranged alternately are formed in a zigzag shape, are arranged in parallel with the first meandering portion, and extend from the one end portion to the other end portion while meandering. A meandering portion,
At least a part of the first recesses and at least a part of the second recesses are mirror devices connected to each other.
請求項1に記載のミラーデバイスにおいて、
ベース部と、
一端部が前記ミラーに連結され、他端部が前記ベース部に連結され、弾性的に変形可能な第2ヒンジとをさらに備え、
前記第1ヒンジは、一端部が前記ミラーに連結され、他端部が前記アクチュエータに連結されているミラーデバイス。
The mirror device according to claim 1,
A base part;
A second hinge having one end connected to the mirror and the other end connected to the base and elastically deformable;
The first hinge is a mirror device having one end connected to the mirror and the other end connected to the actuator.
請求項2に記載のミラーデバイスにおいて、
前記アクチュエータと前記ミラーとが並んでいる方向への前記第1ヒンジの剛性は、該方向への前記第2ヒンジの剛性よりも小さいミラーデバイス。
The mirror device according to claim 2,
The rigidity of the first hinge in the direction in which the actuator and the mirror are aligned is smaller than the rigidity of the second hinge in the direction.
請求項1乃至3の何れか1つに記載のミラーデバイスにおいて、
前記第1蛇行部と前記第2蛇行部とは、線対称な形状をしているミラーデバイス。
The mirror device according to any one of claims 1 to 3,
The first meandering portion and the second meandering portion are mirror devices having a line-symmetric shape.
一端部が第1の部材に連結され、他端部が第2の部材に連結され、弾性的に変形可能なヒンジであって、
交互に配列された複数の第1凸部と複数の第1凹部とによってジグザグ状に形成され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第1蛇行部と、
交互に配列された複数の第2凸部と複数の第2凹部とによってジグザグ状に形成され、前記第1蛇行部に並設され、蛇行しながら前記一端部から前記他端部まで延びる第2蛇行部とを備え、
少なくとも一部の前記第1凹部と少なくとも一部の前記第2凹部とが互いに連結されているヒンジ。
One end is connected to the first member, the other end is connected to the second member, and is an elastically deformable hinge,
A first serpentine portion formed in a zigzag shape by a plurality of first convex portions and a plurality of first concave portions arranged alternately, and extending from the one end portion to the other end portion while meandering;
A plurality of second convex portions and a plurality of second concave portions arranged alternately are formed in a zigzag shape, are arranged in parallel with the first meandering portion, and extend from the one end portion to the other end portion while meandering. With meandering section,
A hinge in which at least a part of the first recess and at least a part of the second recess are connected to each other.
請求項5に記載のヒンジにおいて、
前記第1蛇行部と前記第2蛇行部とは、線対称な形状をしているヒンジ。
The hinge according to claim 5,
The first meandering portion and the second meandering portion are hinges having a line-symmetric shape.
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