JP2018151608A - 光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】実装領域の特性によらず安定して光学素子を実装可能な光モジュールを提供する。【解決手段】可動ミラー５は、ミラー面５１ａを有するミラー部５１と、弾性部５２と、弾性部５２に接続された支持部５６と、支持部５６の一方とミラー部５１とを互いに連結する連結部５７と、を有する。ベースＢは、主面Ｂｓと、主面Ｂｓに連通する開口３１ｂが設けられた実装領域３１と、を有する。支持部５６は、弾性部５２の弾性変形に応じて弾性力が付与されると共に互いの距離が可変とされており、弾性力が付与された状態において開口３１ｂに挿入される。可動ミラー５は、ミラー面５１ａが主面Ｂｓに交差した状態において、開口３１ｂの内面から支持部５６に付与される弾性力の反力により実装領域３１に支持される。連結部５７は、ミラー面５１ａの中心よりもベースＢ側に設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、光モジュールに関する。

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術によってＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板に干渉光学系が形成された光モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような光モジュールは、高精度な光学配置が実現されたＦＴＩＲ（フーリエ変換型赤外分光分析器）を提供し得るため、注目されている。

特許文献２には、光学システムの製造プロセスが記載されている。このプロセスにおいては、まず、テンプレート基板及び光学ベンチを用意する。テンプレート基板には、エッチングによってアライメントスロットが形成されている。光学ベンチの主面にはボンドパッドが配置されている。続いて、アライメントスロットがボンドパッド上に配置されるように、テンプレート基板を光学ベンチの主面に取り付ける。続いて、光学要素をアライメントスロットの側壁を用いて位置決めしながらアライメントスロットに挿入し、ボンドパッド上に位置させる。そして、ボンドパッドのリフローにより光学要素を光学ベンチに接着する。

特表２０１２−５２４２９５号公報 米国特許出願公開第２００２／０１８６４７７号明細書

上述したような光モジュールには、例えば可動ミラーのサイズがＳＯＩ基板に対する深堀加工の達成度に依存する点で、次のような課題がある。すなわち、ＳＯＩ基板に対する深堀加工の達成度は最大でも５００μｍ程度であるため、可動ミラーのサイズを大きくしてＦＴＩＲにおける感度を向上させるのには限界がある。そこで、別体で形成された可動ミラーをデバイス層（例えばＳＯＩ基板において駆動領域が形成される層）に実装する技術が考えられる。

これに対して、特許文献１に記載のＭＥＭＳデバイスの作製に際して特許文献２に記載のプロセスを用いると、アクチュエータに接続されて可動とされた実装領域に対して、可動ミラーといった光学要素をボンドパッドのリフローにより接着して実装することになる。この場合、ボンドパッドの使用量や形成領域等を十分にコントロールしないと、ボンドパッドの接着が実装領域の駆動に悪影響を及ぼすおそれがある。このため、光学要素の実装領域の特性によっては、特許文献１に記載のプロセスが適用できない場合がある。

本発明は、実装領域の特性によらず安定して光学素子を実装可能な光モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る光モジュールは、光学素子と光学素子が実装されるベースとを備える光モジュールであって、光学素子は、光学面を有する光学部と、一端部及び他端部を含み光学部の周囲に設けられた弾性部と、一端部及び他端部のそれぞれから光学部よりもベース側に延びる一対の支持部と、支持部の一方と光学部とを互いに連結する連結部と、を有し、ベースは、主面と、主面に連通する開口が設けられた実装領域と、を有し、支持部は、弾性部の弾性変形に応じて弾性力が付与されると共に互いの距離が可変とされており、弾性力が付与された状態において開口に挿入され、光学素子は、光学面が主面に交差した状態において、開口の内面から支持部に付与される弾性力の反力により実装領域に支持され、連結部は、光学面の中心よりもベース側に設けられている。

この光モジュールにおいては、光学素子が、弾性部と、弾性部の弾性変形に応じて互いの距離が可変とされた一対の支持部と、を有する。一方、光学素子が実装されるベースの実装領域には、主面に連通する開口が形成されている。したがって、一例として支持部間の距離が縮小するように弾性部を弾性変形させた状態において支持部を開口に挿入し、弾性部の弾性変形の一部を解放することにより、開口内において支持部の互いの距離が拡大し、支持部を開口の内面に当接させることができる。これにより、光学素子は、開口の内面から支持部に付与される反力によって支持される。このように、この光モジュールにおいては、弾性力を利用して光学素子をベースに実装する。したがって、接着剤の悪影響等を考慮することなく、すなわち、実装領域の特性によらずに光学素子を実装可能である。

ここで、この光学素子にあっては、光学部と支持部とを互いに連結する連結部が、光学面の中心よりもベース側に設けられている。このため、例えば連結部を光学面の中心よりもベースと反対側に設ける場合と比較して、光学素子の全体としての重心がベースに近くなる。このため、安定度が向上する。

また、同様の理由から、光学面の中心よりもベースと反対側の領域の全体において、光学部の周囲に弾性部を設けることができる。このため、弾性部を比較的長くすることが可能となり、ばね定数の調整がしやすくなる。その結果、ばね定数の増大を抑制することにより、弾性変形に伴う弾性部の破損を抑制し、安定した実装を実現可能である。このように、この光モジュールによれば、実装領域の特性によらずに光学素子を安定して実装可能である。

なお、この光学素子によれば、上述したように、光学面の中心よりもベースと反対側の領域の全体において、光学部の周囲に弾性部を設けることができる。このため、光学部に近接するように弾性部を設けた場合であっても、弾性部の長さを十分に確保可能である。つまり、この光学素子によれば、弾性部の長さを確保しつつ光学素子のコンパクト化を実現可能である。

本発明に係る光モジュールにおいては、弾性部は、光学面に交差する方向からみて、光学部を部分的に囲うように形成された円弧状部分を含み、一端部及び他端部は、円弧状部分の先端に設けられていてもよい。このように弾性部が円弧状部分を有することにより、コンパクト化と弾性部の長さの確保とを確実に両立することができる。

本発明に係る光モジュールにおいては、支持部は、連結部による光学部との連結位置を越えてベース側に延び、開口に挿入される係止部を含み、光学面に交差する方向からみて、係止部の太さは弾性部の太さよりも大きくてもよい。この場合、係止部を介してより安定して光学素子をベースに支持することができる。

本発明に係る光モジュールにおいては、光学面に交差する方向からみて、支持部の太さは弾性部の太さよりも大きくてもよい。この場合、弾性部を弾性変形させるための力を、支持部を介して安定して弾性部に加えることができる。

本発明に係る光モジュールにおいては、光学面に交差する方向からみて、連結部の太さは弾性部の太さよりも大きくてもよい。この場合、支持部と光学部とを確実に連結することができる。

本発明に係る光モジュールにおいては、開口の内面は、主面に交差する方向からみて、一端から他端に向けて互いの距離が拡大するように傾斜した一対の傾斜面と、一方の傾斜面の他端と他方の傾斜面の他端とを接続する基準線に沿って延在する基準面と、を含んでもよい。この場合、支持部を開口に挿入して弾性部の弾性変形の一部を解放したときに、弾性力によって支持部を傾斜面に摺動させて基準面に突き当てることができる。このため、主面に沿った方向における光学素子の位置決めが可能である。

本発明に係る光モジュールは、ベースに実装された固定ミラーとビームスプリッタとを更に備え、光学素子は、ミラー面である光学面を含む可動ミラーであり、ベースは、実装領域に接続された駆動領域を有し、可動ミラー、固定ミラー及びビームスプリッタは、干渉光学系を構成するように配置されていてもよい。この場合、感度が向上されたＦＴＩＲを得ることができる。また、ここでは、可動ミラーが実装される実装領域は、駆動領域に接続されて駆動される特性を有している。したがって、接着剤の悪影響等を受けやすいため、上記の構成がより有効となる。

本発明に係る光モジュールにおいては、ベースは、支持層と、支持層上に設けられたデバイス層と、支持層とデバイス層との間に設けられた中間層を有し、支持層は、ＳＯＩ基板の第１シリコン層であり、デバイス層は、ＳＯＩ基板の第２シリコン層であり、中間層は、ＳＯＩ基板の絶縁層であってもよい。この場合、デバイス層に対する可動ミラーの確実な実装のための構成をＳＯＩ基板によって好適に実現することができる。

本発明に係る光モジュールは、外部から干渉光学系に測定光を入射させるように配置された光入射部と、干渉光学系から外部に測定光を出射させるように配置された光出射部と、を備えてもよい。この場合、光入射部及び光出射部を備えるＦＴＩＲを得ることができる。

本発明によれば、実装領域の特性によらず安定して光学素子を実装可能な光モジュールを提供することができる。

一実施形態の光モジュールの平面図である。 図１に示されるII−II線に沿っての断面図である。 図１に示されるIII−III線に沿っての断面図である。 図１に示された実装領域を含む部分的な平面図である。 図１に示されるV−V線に沿っての断面図である。 図１に示されるVI−VI線に沿っての断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 可動ミラーの周辺構造の変形例の断面図である。 開口の変形例を示す平面図である。 開口の変形例を示す平面図である。 開口の変形例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する部分を省略する。
［光モジュールの構成］

図１に示されるように、光モジュール１は、ベースＢを備えている。ベースＢは、主面Ｂｓを備えている。ベースＢは、支持層２と、支持層２上に設けられたデバイス層３と、支持層２とデバイス層３との間に設けられた中間層４と、備えている。主面Ｂｓは、ここでは、デバイス層３における支持層２と反対側の表面である。支持層２、デバイス層３及び中間層４は、ＳＯＩ基板によって構成されている。具体的には、支持層２は、ＳＯＩ基板の第１シリコン層である。デバイス層３は、ＳＯＩ基板の第２シリコン層である。中間層４は、ＳＯＩ基板の絶縁層である。支持層２、デバイス層３及び中間層４は、それらの積層方向であるＺ軸方向（Ｚ軸に平行な方向）から見た場合に、例えば、一辺が１０ｍｍ程度の矩形状を呈している。支持層２及びデバイス層３のそれぞれの厚さは、例えば数百μｍ程度である。中間層４の厚さは、例えば数μｍ程度である。なお、図１では、デバイス層３の１つの角部及び中間層４の１つの角部が切り欠かれた状態で、デバイス層３及び中間層４が示されている。

デバイス層３は、実装領域３１と、実装領域３１に接続された駆動領域３２と、を有している。駆動領域３２は、一対のアクチュエータ領域３３と、一対の弾性支持領域３４と、を含んでいる。実装領域３１及び駆動領域３２（すなわち、実装領域３１並びに一対のアクチュエータ領域３３及び一対の弾性支持領域３４）は、ＭＥＭＳ技術（パターニング及びエッチング）によってデバイス層３の一部に一体的に形成されている。

一対のアクチュエータ領域３３は、Ｘ軸方向（Ｚ軸に直交するＸ軸に平行な方向）において実装領域３１の両側に配置されている。つまり、実装領域３１は、Ｘ軸方向において一対のアクチュエータ領域３３に挟まれている。各アクチュエータ領域３３は、中間層４を介して支持層２に固定されている。各アクチュエータ領域３３における実装領域３１側の側面には、第１櫛歯部３３ａが設けられている。各第１櫛歯部３３ａは、その直下の中間層４が除去されることで、支持層２に対して浮いた状態となっている。各アクチュエータ領域３３には、第１電極３５が設けられている。

一対の弾性支持領域３４は、Ｙ軸方向（Ｚ軸及びＸ軸に直交するＹ軸に平行な方向）において実装領域３１の両側に配置されている。つまり、実装領域３１は、Ｙ軸方向において一対の弾性支持領域３４に挟まれている。各弾性支持領域３４の両端部３４ａは、中間層４を介して支持層２に固定されている。各弾性支持領域３４の弾性変形部３４ｂ（両端部３４ａの間の部分）は、複数の板バネが連結された構造を有している。各弾性支持領域３４の弾性変形部３４ｂは、その直下の中間層４が除去されることで、支持層２に対して浮いた状態となっている。各弾性支持領域３４において両端部３４ａのそれぞれには、第２電極３６が設けられている。

実装領域３１には、各弾性支持領域３４の弾性変形部３４ｂが接続されている。実装領域３１は、その直下の中間層４が除去されることで、支持層２に対して浮いた状態となっている。つまり、実装領域３１は、一対の弾性支持領域３４によって支持されている。実装領域３１における各アクチュエータ領域３３側の側面には、第２櫛歯部３１ａが設けられている。各第２櫛歯部３１ａは、その直下の中間層４が除去されることで、支持層２に対して浮いた状態となっている。互いに対向する第１櫛歯部３３ａ及び第２櫛歯部３１ａにおいては、第１櫛歯部３３ａの各櫛歯が第２櫛歯部３１ａの各櫛歯間に位置している。

一対の弾性支持領域３４は、Ｘ軸に平行な方向Ａからみて両側から実装領域３１を挟んでおり、実装領域３１が方向Ａに沿って移動すると、実装領域３１が初期位置に戻るように実装領域３１に弾性力を作用させる。したがって、第１電極３５と第２電極３６との間に電圧が印加されて、互いに対向する第１櫛歯部３３ａ及び第２櫛歯部３１ａ間に静電引力が作用すると、当該静電引力と一対の弾性支持領域３４による弾性力とがつり合う位置まで、方向Ａに沿って実装領域３１が移動させられる。このように、駆動領域３２は、静電アクチュエータとして機能する。

光モジュール１は、可動ミラー５と、固定ミラー６と、ビームスプリッタ７と、光入射部８と、光出射部９と、を更に備えている。可動ミラー５、固定ミラー６及びビームスプリッタ７は、マイケルソン干渉光学系である干渉光学系１０を構成するように、デバイス層３上に配置されている。

可動ミラー５は、Ｘ軸方向におけるビームスプリッタ７の一方の側において、デバイス層３の実装領域３１に実装されている。可動ミラー５が有するミラー部５１のミラー面５１ａは、デバイス層３に対して支持層２とは反対側に位置している。ミラー面５１ａは、例えばＸ軸方向に垂直な面（すなわち、方向Ａに垂直な面）であり、ビームスプリッタ７側に向いている。

固定ミラー６は、Ｙ軸方向におけるビームスプリッタ７の一方の側において、デバイス層３の実装領域３７に実装されている。固定ミラー６が有するミラー部６１のミラー面６１ａは、デバイス層３に対して支持層２とは反対側に位置している。ミラー面６１ａは、例えばＹ軸方向に垂直な面であり、ビームスプリッタ７側に向いている。

光入射部８は、Ｙ軸方向におけるビームスプリッタ７の他方の側において、デバイス層３に実装されている。光入射部８は、例えば光ファイバ及びコリメートレンズ等によって構成されている。光入射部８は、外部から干渉光学系１０に測定光を入射させるように配置されている。

光出射部９は、Ｘ軸方向におけるビームスプリッタ７の他方の側において、デバイス層３に実装されている。光出射部９は、例えば光ファイバ及びコリメートレンズ等によって構成されている。光出射部９は、干渉光学系１０から外部に測定光（干渉光）を出射させるように配置されている。

ビームスプリッタ７は、光学機能面７ａを有するキューブタイプのビームスプリッタである。光学機能面７ａは、デバイス層３に対して支持層２とは反対側に位置している。ビームスプリッタ７は、デバイス層３に形成された矩形状の開口３ａの１つの隅部にビームスプリッタ７の底面側の１つの角部が接触させられることで、位置決めされている。ビームスプリッタ７は、位置決めされた状態で接着等によって支持層２に固定されることで、支持層２に実装されている。

以上のように構成された光モジュール１では、光入射部８を介して外部から干渉光学系１０に測定光Ｌ０が入射すると、測定光Ｌ０の一部は、ビームスプリッタ７の光学機能面７ａで反射されて可動ミラー５に向かって進行し、測定光Ｌ０の残部は、ビームスプリッタ７の光学機能面７ａを透過して固定ミラー６に向かって進行する。測定光Ｌ０の一部は、可動ミラー５のミラー面５１ａで反射されて、同一光路上をビームスプリッタ７に向かって進行し、ビームスプリッタ７の光学機能面７ａを透過する。測定光Ｌ０の残部は、固定ミラー６のミラー面６１ａで反射されて、同一光路上をビームスプリッタ７に向かって進行し、ビームスプリッタ７の光学機能面７ａで反射される。ビームスプリッタ７の光学機能面７ａを透過した測定光Ｌ０の一部と、ビームスプリッタ７の光学機能面７ａで反射された測定光Ｌ０の残部とは、干渉光である測定光Ｌ１となり、測定光Ｌ１は、光出射部９を介して干渉光学系１０から外部に出射する。光モジュール１によれば、方向Ａに沿って可動ミラー５を高速で往復動させることができるので、小型且つ高精度のＦＴＩＲを提供することができる。
［可動ミラー及びその周辺構造］

図２、図３、及び図４に示されるように、可動ミラー（光学素子）５は、ミラー面（光学面）５１ａを有するミラー部（光学部）５１と、弾性部５２と、一対の支持部５６と、一方の支持部５６とミラー部５１とを互いに連結する単一の連結部５７と、を有している。ミラー部５１は、円板状に形成されている。ミラー面５１ａは、ミラー部５１の円形状の板面である。可動ミラー５は、ミラー面５１ａが主面Ｂｓに交差（例えば直交）する状態においてベースＢに実装されている。

弾性部５２は、ミラー部５１の周囲に設けられている。ここでは、弾性部５２は、Ｚ軸方向におけるミラー部５１の中心よりもベースＢの主面Ｂｓと反対側において、ミラー部５１の全体を囲うようにミラー部５１の周囲に設けられている。弾性部５２は、ミラー部５１から離間している。弾性部５２は、ミラー面５１ａに交差する方向（Ｘ軸方向）からみてミラー部５１を部分的に囲うように円弧状に形成された円弧状部分５２ａを含む。弾性部５２は、この円弧状部分５２ａを含め全体として板バネとして構成されている。ここでは、円弧状部分５２ａは、Ｚ軸方向におけるミラー部５１の中心を通る中心線ＣＬよりもベースＢの主面Ｂｓと反対側に配置されている。中心線ＣＬは、ミラー面５１ａ及び主面Ｂｓに沿った方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる仮想的な直線である。

弾性部５２は、円弧状部分５２ａの両端に設けられた一端部５２ｐ及び他端部５２ｒを含む。一端部５２ｐ及び他端部５２ｒは、円弧状部分５２ａから連続する曲線状であってもよいし、直線状であってもよい。一端部５２ｐ及び他端部５２ｒは、例えば中心線ＣＬと重複する。ここでは、弾性部５２は、Ｙ軸方向におけるミラー部５１の中心を通る別の中心線ＤＬに対して、対称的に構成されている。中心線ＤＬは、中心線ＣＬに交差（直交）しておりＺ軸方向に沿って延びる仮想的な線である。

支持部５６は、一例として断面矩形の棒状であって、Ｙ軸方向にミラー部５１の少なくとも一部（ベースＢの主面Ｂｓ側の一部）を挟むように設けられている。支持部５６は、弾性部５２の一端部５２ｐ及び他端部５２ｒのそれぞれに接続されている（一続きに形成されている）。支持部５６は、一端部５２ｐ及び他端部５２ｒのそれぞれからミラー部５１よりもベースＢ側に延びる。より具体的には、支持部５６は、一端部５２ｐ及び他端部５２ｒからベースＢに向かうにつれて互いの距離が近づくように傾斜した傾斜部５６ａを含む。また、支持部５６は、傾斜部５６ａにおける一端部５２ｐ及び他端部５２ｒと反対側の端部から延設された係止部５５を含む。

支持部５６は、一対の支持部５６間において互いに反対方向に傾斜部５６ａから突出する突設部５６ｃを含む。支持部５６においては、傾斜部５６ａ、係止部５５、及び、突設部５６ｃによって、角部５６ｐが形成されている。一対の支持部５６間において、角部５６ｐは互いに反対側に臨んでいる。

支持部５６は、Ｙ軸方向の両側から支持部５６を挟むように支持部５６に力を加えることにより、弾性部５２をＹ軸方向に圧縮するように弾性変形させることができる。すなわち、Ｙ軸方向に沿った支持部５６の互いの距離は、弾性部５２の弾性変形に応じて可変である。また、支持部５６には、弾性部５２の弾性力が付与され得る。なお、支持部５６に弾性部５２を変形させるための力を付与する場合には、例えば突設部５６ｃを利用することができる（すなわち、突設部５６ｃから力を入力することができる）。

連結部５７は、一対の支持部５６のうちの一方に設けられており、当該支持部５６とミラー部５１とを互いに連結している。ここでは、連結部５７は、支持部５６のうちの傾斜部５６ａに接続されている。また、連結部５７は、傾斜部５６ａとの接続位置よりもベースＢと反対側の位置においてミラー部５１に接続されている。したがって、連結部５７は、連結部５７が設けられていない一方の支持部５６から他方の支持部５６に向かうにつれてベースＢに近づくように傾斜している（斜めになっている）。また、連結部５７は、ミラー面５１ａの中心よりもベースＢ側に設けられている。したがって、一対の支持部５６は、当該連結部５７によるミラー部５１との連結位置ＣＰを越えてベースＢ側に延びることになる。係止部５５は、後述する開口３１ｂに挿入される。

係止部５５は、全体としてＶ字状に屈曲している。係止部５５は、傾斜面５５ａ及び傾斜面５５ｂを含む。傾斜面５５ａ及び傾斜面５５ｂは、一対の係止部５５における互いに対向する面の反対側の面である（外面である）。傾斜面５５ａは、一対の係止部５５間において、連結部５７から遠ざかる方向（Ｚ軸負方向）に互いに近づくように傾斜している。傾斜面５５ｂは、Ｚ軸負方向に互いに離間するように傾斜している。Ｘ軸方向からみて、Ｚ軸に対する傾斜面５５ａの傾斜角の絶対値は、９０°未満である。同様に、傾斜面５５ｂの傾斜角の絶対値は、９０°未満である。ここでは、一例として、それらの傾斜角の絶対値は互いに等しい。

ここで、実装領域３１には、開口３１ｂが形成されている。ここでは、開口３１ｂは、Ｚ軸方向に延びてデバイス層３を貫通している。したがって、開口３１ｂは、主面Ｂｓとデバイス層３における主面Ｂｓの反対側の表面とに連通している（至っている）。開口３１ｂは、Ｚ軸方向からみたときの形状が台形である柱状を呈している（図４参照）。開口３１ｂの詳細については後述する。

支持部５６は、弾性部５２の弾性力が付与された状態において、この開口３１ｂに挿入される。換言すれば、支持部５６（すなわち可動ミラー５）が開口３１ｂを介して実装領域３１を貫通している。より具体的には、支持部５６のうちの係止部５５の一部が、開口３１ｂ内に位置している。その状態において、係止部５５は、Ｚ軸方向における開口３１ｂの一対の縁部（主面Ｂｓ側の縁部及び主面Ｂｓの反対側の縁部）に接触している。

ここでは、傾斜面５５ａが開口３１ｂの主面Ｂｓ側の縁部に接触し、傾斜面５５ｂが開口３１ｂの主面Ｂｓの反対側の縁部に接触している。これにより、Ｚ軸方向において係止部５５が実装領域３１を挟むように実装領域３１に係止される。この結果、Ｚ軸方向について、可動ミラー５がベースＢから抜けることが抑制される。

ここで、中間層４には、開口４１が形成されている。開口４１は、Ｚ軸方向において中間層４の両側に開口している。支持層２には、開口２１が形成されている。開口２１は、Ｚ軸方向において支持層２の両側に開口している。光モジュール１では、中間層４の開口４１内の領域及び支持層２の開口２１内の領域によって、一続きの空間Ｓ１が構成されている。つまり、空間Ｓ１は、中間層４の開口４１内の領域及び支持層２の開口２１内の領域を含んでいる。

空間Ｓ１は、支持層２とデバイス層３との間に形成されており、少なくとも実装領域３１及び駆動領域３２に対応している。具体的には、中間層４の開口４１内の領域及び支持層２の開口２１内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでいる。中間層４の開口４１内の領域は、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分（すなわち、支持層２に対して浮いた状態とすべき部分であって、例えば、実装領域３１の全体、各弾性支持領域３４の弾性変形部３４ｂ、第１櫛歯部３３ａ及び第２櫛歯部３１ａ）を支持層２から離間させるための隙間を形成している。

ここで、図４に示されるように、開口３１ｂの内面は、一対の傾斜面ＳＬと、基準面ＳＲと、を含む。傾斜面ＳＬは、一端ＳＬａと他端ＳＬｂとを含む。一端ＳＬａ及び他端ＳＬｂは、Ｚ軸方向からみたときの傾斜面ＳＬの両端部である。一対の傾斜面ＳＬは、一端ＳＬａから他端ＳＬｂに向けて互いの距離が拡大するように（例えばＸ軸に対して）傾斜している。基準面ＳＲは、Ｚ軸方向からみて、一方の傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと他方の傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂとを互いに接続する基準線ＢＬに沿って延在している。ここでは、基準面ＳＲは、単に、他端ＳＬｂ同士を互いに接続している。上述したように、Ｚ軸方向からみたときの開口３１ｂの形状は台形である。したがって、ここでは、傾斜面ＳＬが台形の脚に相当し、基準面ＳＲは台形の下底に相当する。

ここでは、開口３１ｂは単一の空間である。Ｙ軸方向における開口３１ｂの寸法の最小値（すなわち、傾斜面ＳＬの一端ＳＬａ同士の間隔）は、Ｙ軸方向に沿って弾性部５２を圧縮するように弾性変形させたとき、一対の係止部５５を一括して開口３１ｂ内に配置可能な値である。一方、Ｙ軸方向における開口３１ｂの寸法の最大値（すなわち、傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂ同士の間隔）は、一対の係止部５５が開口３１ｂに配置されているときに弾性部５２の弾性変形の一部のみが解放され得る（すなわち弾性部５２が自然長に至らない）値である。

したがって、開口３１ｂ内に一対の係止部５５を配置すると、弾性部５２の弾性力によって係止部５５が開口３１ｂの内面を押圧し、開口３１ｂの内面からの反力が係止部５５（支持部５６）に付与されることになる。これにより、可動ミラー５は、ミラー面５１ａが主面Ｂｓに交差（例えば直交）した状態において、開口３１ｂの内面から支持部５６に付与される弾性力の反力により実装領域３１に支持される。

特に、係止部５５は、開口３１ｂの傾斜面ＳＬに当接される。このため、係止部５５は、傾斜面ＳＬからの反力のＸ軸方向の成分によって傾斜面ＳＬ上を基準面ＳＲに向けて摺動し、傾斜面ＳＬに接触しながら基準面ＳＲに突き当てられる。これにより、係止部５５は、傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとによって規定される角部に内接し、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方において位置決めされる（弾性力によりセルフアライメントされる）。ここでは、係止部５５の断面形状が四角形であるので、Ｚ軸方向から見て、傾斜面ＳＬは係止部５５に対して点で接触し、基準面ＳＲは係止部５５に対して線で接触する。すなわち、ここでは、開口３１ｂの内面は、Ｚ軸方向からみて２つの点及び２つの線で一対の係止部５５に接触する。

一方、図２に示されるように、Ｘ軸方向からみて、係止部５５には、開口３１ｂの縁部においても開口３１ｂの内面から弾性力の反力が付与される。可動ミラー５の実装時には、係止部５５の傾斜面５５ａ及び傾斜面５５ｂの一方に対して反力が付与される場合がある。この場合には、当該反力の傾斜面５５ａ又は傾斜面５５ｂに沿った成分によって傾斜面５５ａ及び傾斜面５５ｂの一方が縁部に摺動し、傾斜面５５ａと傾斜面５５ｂとの両方が縁部に当接する位置（すなわちＺ軸方向に沿って実装領域３１を挟む位置）に至るようにＺ軸方向に沿って移動する。これにより、当該位置において係止部５５が係止され、可動ミラー５がＺ軸方向について位置決めされる（弾性力によりセルフアライメントされる）。つまり、可動ミラー５においては、弾性部５２の弾性力を利用して、３次元的にセルフアライメントがなされる。

以上のような可動ミラー５は、例えばＭＥＭＳ技術（パターニング及びエッチング）によって一体的に形成される。したがって、可動ミラー５の厚さ（ミラー面５１ａに交差する方向の寸法）は、各部において一定であり、例えば、３２０μｍ程度である。また、ミラー面５１ａの直径は、例えば１ｍｍ程度である。さらに、弾性部５２のミラー部５１側の表面（内面）と、ミラー部５１の弾性部５２側の表面（外面）との間隔は、例えば２００μｍ程度である。弾性部５２の厚さ（板バネの厚さ）は、例えば１０μｍ以上２０μｍ以下程度である。

なお、ミラー面５１ａに交差する方向（Ｘ軸方向）からみて、係止部５５の太さは弾性部５２の太さ（板厚）よりも大きい。また、Ｘ軸方向からみて、支持部５６の全体の太さは弾性部５２の太さよりも大きい。さらに、Ｘ軸方向からみて、連結部５７の太さは弾性部５２の太さよりも大きい。すなわち、ここでは、弾性部５２、支持部５６、及び連結部５７のなかで弾性部５２が最も細く（薄く）されている。したがって、例えば支持部５６からの力の入力により弾性部５２を弾性変形させるときに、支持部５６及び連結部５７は実質的に変形しない。ただし、支持部５６及び連結部５７は、わずかに変形してもよい。換言すれば、支持部５６及び連結部５７は、支持部５６及び連結部５７の変形量が弾性部５２の変形量よりも小さい範囲において変形する場合もある（なお、支持部５６及び連結部５７の変形量が０の場合もある）。
［固定ミラー及びその周辺構造］

固定ミラー６及びその周辺構造は、実装領域が可動しないことを除いて、上記の可動ミラー５及びその周辺構造と同様となっている。すなわち、図５及び図６に示されるように、固定ミラー（光学素子）６は、ミラー面（光学面）６１ａを有するミラー部（光学部）６１と、弾性部６２と、一対の支持部６６と、一方の支持部６６とミラー部６１とを互いに連結する単一の連結部６７と、を有している。ミラー部６１は、円板状に形成されている。ミラー面６１ａは、ミラー部６１の円形状の板面である。固定ミラー６は、ミラー面６１ａが主面Ｂｓに交差（例えば直交）する状態においてベースＢに実装されている。

弾性部６２は、ミラー部６１の周囲に設けられている。ここでは、弾性部６２は、Ｚ軸方向におけるミラー部６１の中心よりもベースＢの主面Ｂｓと反対側の全体を囲うように、ミラー部６１の周囲に設けられている。弾性部６２は、ミラー面６１ａに交差する方向（Ｘ軸方向）からみて、ミラー部６１から離間しつつミラー部６１を部分的に囲うように円弧状に形成された円弧状部分６２ａを含む。弾性部６２は、この円弧状部分６２ａを含め全体として板バネとして構成されている。ここでは、円弧状部分６２ａは、Ｚ軸方向におけるミラー部６１の中心を通る中心線ＣＬよりもベースＢの主面Ｂｓと反対側に配置されている。中心線ＣＬは、ミラー面６１ａ及び主面Ｂｓに沿った方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる仮想的な直線である。

弾性部６２は、円弧状部分６２ａの両端に設けられた一端部６２ｐ及び他端部６２ｒを含む。一端部６２ｐ及び他端部６２ｒは、円弧状部分６２ａから連続的に円弧状に湾曲していてもよいし、直線状であってもよい。一端部６２ｐ及び他端部６２ｒは、例えば中心線ＣＬ上に位置する。ここでは、弾性部６２は、Ｚ軸方向におけるミラー部６１の中心を通る別の中心線ＤＬに対して、対称的に構成されている。中心線ＤＬは、中心線ＣＬに交差（直交）しておりＺ軸方向に沿って延びる仮想的な線である。

支持部６６は、断面矩形の棒状であって、Ｘ軸方向にミラー部６１の少なくとも一部（ベースＢの主面Ｂｓ側の一部）を挟むように設けられている。支持部６６は、弾性部６２の一端部６２ｐ及び他端部６２ｒのそれぞれに接続されている（一続きに形成されている）。支持部６６は、一端部６２ｐ及び他端部６２ｒのそれぞれからミラー部６１よりもベースＢ側に延びる。より具体的には、支持部６６は、一端部６２ｐ及び他端部６２ｒからベースＢに向かうにつれて互いの距離が近づくように傾斜した傾斜部６６ａを含む。また、支持部６６は、傾斜部６６ａにおける一端部６２ｐ及び他端部６２ｒと反対側の端部から延設された係止部６５を含む。

さらに、支持部６６は、一対の支持部６６間において互いに反対方向に傾斜部６６ａから突出する突設部６６ｃを含む。支持部６６においては、傾斜部６６ａ、係止部６５、及び、突設部６６ｃによって、角部６６ｐが形成されている。一対の支持部６６間において、角部６６ｐは互いに反対側に臨んでいる。

支持部６６は、Ｘ軸方向の両側から支持部６６を挟むように支持部６６に力を加えることにより、弾性部６２をＸ軸方向に圧縮するように弾性変形させることができる。すなわち、Ｘ軸方向に沿った支持部６６の互いの距離は、弾性部６２の弾性変形に応じて可変である。また、支持部６６には、弾性部６２の弾性力が付与され得る。なお、支持部６６に弾性部６２を変形させるための力を付与する場合には、例えば突設部６６ｃを利用することができる（すなわち、突設部６６ｃから力を入力することができる）。

連結部６７は、一対の支持部６６のうちの一方に設けられており、当該支持部６６とミラー部６１とを互いに連結している。ここでは、連結部６７は、支持部６６のうちの傾斜部６６ａに接続されている。また、連結部６７は、傾斜部６６ａとの接続位置よりもベースＢと反対側の位置においてミラー部６１に接続されている。したがって、連結部６７は、連結部６７が設けられていない一方の支持部６６から他方の支持部６６に向かうにつれてベースＢに近づくように傾斜している。また、連結部６７は、ミラー面６１ａの中心よりもベースＢ側に設けられている。したがって、一対の支持部６６は、当該連結部６７によるミラー部６１との連結位置ＣＰを越えてベースＢ側に延び、後述する開口３７ａに挿入される。

係止部６５は、全体として屈曲している。係止部６５は、傾斜面６５ａ及び傾斜面６５ｂを含む。傾斜面６５ａ及び傾斜面６５ｂは、一対の係止部６５における互いに対向する面の反対側の面である（外面である）。傾斜面６５ａは、一対の係止部６５間において、連結部６７から遠ざかる方向（Ｚ軸負方向）に互いに近づくように傾斜している。傾斜面６５ｂは、Ｚ軸負方向に互いに離間するように傾斜している。Ｙ軸方向からみて、Ｚ軸に対する傾斜面６５ａ，６５ｂの傾斜角は、可動ミラー５における傾斜面５５ａ，５５ｂと同様である。

ここで、中間層４には、開口４２が形成されている。開口４２は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３７の開口３７ａを含んでおり、Ｚ軸方向において中間層４の両側に開口している。支持層２には、開口２２が形成されている。開口２２は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３７の開口３７ａを含んでおり、Ｚ軸方向において支持層２の両側に開口している。光モジュール１では、中間層４の開口４２内の領域及び支持層２の開口２２内の領域によって、一続きの空間Ｓ２が構成されている。つまり、空間Ｓ２は、中間層４の開口４２内の領域及び支持層２の開口２２内の領域を含んでいる。

ここで、開口３７ａの内面は、実装領域３１における開口３１ｂの内面と同様に構成されている。したがって、開口３７ａ内に一対の係止部６５を配置すると、弾性部６２の弾性力によって係止部６５が開口３７ａの内面を押圧し、開口３７ａの内面からの反力が係止部６５（支持部６６）に付与されることになる。これにより、固定ミラー６は、ミラー面６１ａが主面Ｂｓに交差（例えば直交）した状態において、開口３７ａの内面から支持部６６に付与される弾性力の反力によりベースＢに支持される。特に、固定ミラー６においても、可動ミラー５の場合と同様に、開口３７ａの内面や縁部と弾性力とを利用したセルフアライメントがなされる。

以上のような固定ミラー６も、可動ミラー５と同様に、例えばＭＥＭＳ技術（パターニング及びエッチング）によって一体的に形成される。固定ミラー６の各部の寸法は、例えば可動ミラー５の各部の上述した寸法と同様である。

すなわち、ミラー面６１ａに交差する方向（Ｙ軸方向）からみて、係止部６５の太さは弾性部６２の太さ（板厚）よりも大きい。また、Ｙ軸方向からみて、支持部６６の全体の太さは弾性部６２の太さよりも大きい。さらに、Ｙ軸方向からみて、連結部６７の太さは弾性部６２の太さよりも大きい。すなわち、ここでは、弾性部６２、支持部６６、及び連結部６７のなかで弾性部６２が最も細く（薄く）されている。したがって、例えば支持部６６からの力の入力により弾性部６２を弾性変形させるときに、支持部６６及び連結部６７は実質的に変形しない。ただし、支持部６６及び連結部６７は、わずかに変形してもよい。換言すれば、支持部６６及び連結部６７は、支持部６６及び連結部６７の変形量が弾性部６２の変形量よりも小さい範囲において変形する場合もある（なお、支持部６６及び連結部６７の変形量が０の場合もある）。
［作用及び効果］

光モジュール１においては、可動ミラー５が、弾性部５２と、弾性部５２の弾性変形に応じて互いの距離が可変とされた一対の支持部５６と、を有する。一方、可動ミラー５が実装されるベースＢの実装領域３１には、主面Ｂｓに連通する開口３１ｂが形成されている。したがって、一例として支持部５６間の距離が縮小するように弾性部５２を弾性変形させた状態において支持部５６を開口３１ｂに挿入し、弾性部５２の弾性変形の一部を解放することにより、開口３１ｂ内において支持部５６の互いの距離が拡大し、支持部５６を開口３１ｂの内面に当接させることができる。

これにより、可動ミラー５は、開口３１ｂの内面から支持部５６に付与される反力によって支持される。このように、この光モジュール１においては、弾性力を利用して可動ミラー５をベースＢに実装する。したがって、接着剤の悪影響等を考慮することなく、すなわち、実装領域３１の特性によらず確実に光学素子を実装可能である。なお、ここでは、可動ミラー５を例に作用及び効果を説明しているが、固定ミラー６に関しても同様の作用及び効果が奏される（以下同様）。

ここで、この可動ミラー５にあっては、ミラー部５１と支持部５６とを互いに連結する連結部５７が、ミラー面５１ａの中心よりもベースＢ側に設けられている。このため、例えば連結部５７をミラー面５１ａの中心よりもベースＢと反対側に設ける場合と比較して、可動ミラー５の全体としての重心がベースＢに近くなる。このため、安定度が向上する。

また、同様の理由から、ミラー面５１ａの中心よりもベースＢと反対側の領域の全体において、ミラー部５１の周囲に弾性部５２を設けることができる。そして、当該領域には、弾性部５２の弾性変形に影響を与える部材（例えば連結部）が必要ない。このため、弾性部５２の自由に弾性変形可能な部分を比較的長くすることが可能となり、ばね定数の調整がしやすくなる。その結果、ばね定数の増大を抑制することにより、弾性変形に伴う弾性部の破損を抑制し、安定した実装を実現可能である。

一方、仮に、例えば円弧状部分５２ａの中心付近（ベースＢと反対側における中心線ＤＬ上の位置）に連結部を設けて弾性部５２とミラー部５１とを互いに連結すると、弾性部５２の自由に弾性変形可能な部分が当該連結部により分断されることになる。この結果、上記効果が得られ難い。以上のように、この光モジュール１によれば、実装領域３１の特性によらずに可動ミラー５を安定して実装可能である。

なお、可動ミラー５によれば、上述したように、ミラー面５１ａの中心よりもベースＢと反対側の領域の全体において、ミラー部５１の周囲に弾性部５２を設けることができる。このため、ミラー部５１に近接するように弾性部５２を設けた場合であっても、弾性部５２の長さを十分に確保可能である。つまり、この可動ミラー５によれば、弾性部５２の長さを確保しつつ可動ミラー５のコンパクト化を実現可能である。

また、光モジュール１においては、弾性部５２は、ミラー面５１ａに交差する方向からみて、ミラー部５１を部分的に囲うように形成された円弧状部分５２ａを含み、一端部５２ｐ及び他端部５２ｒは、円弧状部分５２ａの先端に設けられている。このように弾性部５２が円弧状部分５２ａを有することにより、コンパクト化と弾性部５２の長さの確保とを確実に両立することができる。

また、光モジュール１においては、支持部５６は、連結部５７によるミラー部５１との連結位置ＣＰを越えてベースＢ側に延び、開口３１ｂに挿入される係止部５５を含む。そして、ミラー面５１ａに交差する方向からみて、係止部５５の太さは弾性部５２の太さよりも大きい。このため、係止部５５を介してより安定して可動ミラー５をベースＢに支持することができる。

また、光モジュール１においては、ミラー面５１ａに交差する方向からみて、支持部５６の太さは弾性部５２の太さよりも大きい。このため、弾性部５２を弾性変形させるための力を、支持部５６を介して安定して弾性部５２に加えることができる。

また、光モジュール１においては、ミラー面５１ａに交差する方向からみて、連結部５７の太さは弾性部５２の太さよりも大きくてもよい。この場合、支持部５６とミラー部５１とを確実に連結することができる。

また、光モジュール１においては、開口３１ｂの内面は、Ｚ軸方向からみて、一端ＳＬａから他端ＳＬｂに向けて互いの距離が拡大するように傾斜した一対の傾斜面ＳＬと、一方の傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと他方の傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂとを接続する基準線ＢＬに沿って延在する基準面ＳＲと、を含んでいる。このため、支持部５６を開口３１ｂに挿入して弾性部５２の弾性変形の一部を解放したときに、弾性力によって支持部５６を傾斜面ＳＬに摺動させて基準面ＳＲに突き当てることができる。このため、主面Ｂｓに沿った方向における可動ミラー５の位置決めが可能である。

また、光モジュール１は、ベースＢに実装された固定ミラー６とビームスプリッタ７とを更に備え、ベースＢは、実装領域３１に接続された駆動領域３２を有し、可動ミラー５、固定ミラー６及びビームスプリッタ７は、干渉光学系１０を構成するように配置されている。このため、感度が向上されたＦＴＩＲを得ることができる。また、ここでは、可動ミラー５が実装される実装領域３１は、駆動領域３２に接続されて駆動される特性を有している。したがって、接着剤の悪影響等を受けやすいため、上記の構成がより有効となる。

また、光モジュール１においては、ベースＢは、支持層２と、支持層２上に設けられたデバイス層３と、支持層２とデバイス層３との間に設けられた中間層４を有している。そして、支持層２は、ＳＯＩ基板の第１シリコン層であり、デバイス層３は、ＳＯＩ基板の第２シリコン層であり、中間層４は、ＳＯＩ基板の絶縁層である。このため、デバイス層３に対する可動ミラー５の確実な実装のための構成をＳＯＩ基板によって好適に実現することができる。

また、光モジュール１では、可動ミラー５のミラー面５１ａが、デバイス層３に対して支持層２とは反対側に位置している。これにより、光モジュール１の構成を簡易化することができる。

また、光モジュール１では、光入射部８が、外部から干渉光学系１０に測定光を入射させるように配置されており、光出射部９が、干渉光学系１０から外部に測定光を出射させるように配置されている。これにより、光入射部８及び光出射部９を備えるＦＴＩＲを得ることができる。
［変形例］

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、各構成の材料及び形状は、上述した材料及び形状に限らず、様々な材料及び形状を採用することができる。

また、空間Ｓ１は、支持層２とデバイス層３との間に形成されており、少なくとも実装領域３１及び駆動領域３２に対応していれば、図７及び図８に示されるように、様々な態様を採用することができる。

図７に示される構成では、開口２１の代わりに、デバイス層３側に開口する凹部２３が支持層２に形成されており、中間層４の開口４１内の領域及び支持層２の凹部２３内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、支持層２の凹部２３内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでいる。可動ミラー５の各係止部５５の一部は、中間層４の開口４１内の領域を介して、凹部２３内の領域に位置している。この構成によっても、デバイス層３に対する可動ミラー５の確実な実装のための構成を好適に実現することができる。

図８の（ａ）に示される構成では、支持層２の開口２１内の領域が、Ｚ軸方向から見た場合に可動ミラー５の各係止部５５が移動する範囲を含んでいる。係止部５５の一部は、中間層４の開口４１内の領域を介して、支持層２の開口２１内の領域に位置している。図８の（ｂ）に示される構成では、支持層２の凹部２３内の領域が、Ｚ軸方向から見た場合に可動ミラー５の各係止部５５が移動する範囲を含んでいる。これらの場合、中間層４の開口４１内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。係止部５５の一部は、中間層４の開口４１内の領域を介して、支持層２の凹部２３内の領域に位置している。

また、支持層２とデバイス層３とは、中間層４を介さずに互いに接合されていてもよい。この場合、支持層２は、例えば、シリコン、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、セラミックによって形成され、デバイス層３は、例えばシリコンによって形成される。支持層２とデバイス層３とは、例えば、表面活性化による常温接合、低温プラズマ接合、高温処理を行う直接接合、絶縁樹脂接着、メタル接合、ガラスフリットによる接合等によって互いに接合される。この場合にも、空間Ｓ１は、支持層２とデバイス層３との間に形成されており、少なくとも実装領域３１及び駆動領域３２に対応していれば、図９、図１０、図１１及び図１２に示されるように、様々な態様を採用することができる。いずれの構成によっても、デバイス層３に対する可動ミラー５の確実な実装のための構成を好適に実現することができる。

図９の（ａ）に示される構成では、支持層２の開口２１内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、支持層２の開口２１内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。係止部５５の一部は、支持層２の開口２１内の領域に位置している。

図９の（ｂ）に示される構成では、支持層２の凹部２３内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、支持層２の凹部２３内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。係止部５５の一部は、支持層２の凹部２３内の領域に位置している。

図１０の（ａ）に示される構成では、支持層２側に開口する凹部（第１凹部）３８がデバイス層３に形成されており、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の開口２１内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の開口２１内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでいる。デバイス層３の凹部３８内の領域は、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。係止部５５の一部は、デバイス層３の凹部３８内の領域を介して、支持層２の開口２１内の領域に位置している。

図１０の（ｂ）に示される構成では、凹部３８がデバイス層３に形成されており、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の凹部（第２凹部）２３内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の凹部２３内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでいる。デバイス層３の凹部３８内の領域は、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。可動ミラー５の各係止部５５の一部は、デバイス層３の凹部３８内の領域を介して、支持層２の凹部２３内の領域に位置している。

図１１の（ａ）に示される構成では、凹部３８がデバイス層３に形成されており、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の開口２１内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、デバイス層３の凹部３８内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。支持層２の開口２１内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に可動ミラー５の各係止部５５が移動する範囲を含んでいる。可動ミラー５の各係止部５５の一部は、デバイス層３の凹部３８内の領域を介して、支持層２の開口２１内の領域に位置している。

図１１の（ｂ）に示される構成では、凹部３８がデバイス層３に形成されており、デバイス層３の凹部３８内の領域及び支持層２の凹部（第２凹部）２３内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、デバイス層３の凹部３８内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。支持層２の凹部２３内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に可動ミラー５の各係止部５５が移動する範囲を含んでいる。係止部５５の一部は、デバイス層３の凹部３８内の領域を介して、支持層２の凹部２３内の領域に位置している。

図１２に示される構成では、凹部３８がデバイス層３に形成されており、デバイス層３の凹部３８内の領域によって空間Ｓ１が構成されている。この場合、デバイス層３の凹部３８内の領域は、Ｚ軸方向から見た場合に実装領域３１が移動する範囲を含んでおり、実装領域３１及び駆動領域３２のうち支持層２から離間させるべき部分を支持層２から離間させるための隙間を形成している。係止部５５の一部は、デバイス層３の凹部３８内の領域に位置している。

また、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示されるように、可動ミラー５のミラー面５１ａが、支持層２に対してデバイス層３とは反対側に位置していてもよい。ここでは、可動ミラー５のミラー部５１が支持層２のデバイス層３とは反対側の主面から突出している状態において、係止部５５が開口３１ｂに至るように延長されている。この場合、固定ミラー６のミラー面６１ａ及びビームスプリッタ７の光学機能面７ａも、支持層２に対してデバイス層３とは反対側に位置している。なお、図１３の（ｂ）に示される構成では、支持層２とは反対側に突出するスペーサ３９がデバイス層３に一体的に設けられている。スペーサ３９は、可動ミラー５の各係止部５５のうちデバイス層３から支持層２とは反対側に突出する部分よりも突出しており、当該部分を保護している。また、ここでは、開口３１ｂは、スペーサ３９により規定される空間を介して主面Ｂｓに連通している。或いは、ここでは、開口３１ｂは、空間Ｓ１を介して主面Ｂｓと反対側の表面である別の主面に連通している。

また、上記実施形態では、固定ミラー６がデバイス層３に実装されていたが、固定ミラー６は、支持層２又は中間層４に実装されていてもよい。また、上記実施形態では、ビームスプリッタ７が支持層２に実装されていたが、ビームスプリッタ７は、デバイス層３又は中間層４に実装されていてもよい。また、ビームスプリッタ７は、キューブタイプのビームスプリッタに限定されず、プレートタイプのビームスプリッタであってもよい。

また、光モジュール１は、光入射部８に加え、光入射部８に入射させる測定光を発生させる発光素子を備えていてもよい。或いは、光モジュール１は、光入射部８に代えて、干渉光学系１０に入射させる測定光を発生させる発光素子を備えていてもよい。また、光モジュール１は、光出射部９に加え、光出射部９から出射された測定光（干渉光）を検出する受光素子を備えていてもよい。或いは、光モジュール１は、光出射部９に代えて、干渉光学系１０から出射された測定光（干渉光）を検出する受光素子を備えていてもよい。

また、各アクチュエータ領域３３に電気的に接続された第１貫通電極、及び各弾性支持領域３４の両端部３４ａのそれぞれに電気的に接続された第２貫通電極が、支持層２及び中間層４（中間層４が存在しない場合には支持層２のみ）に設けられており、第１貫通電極と第２貫通電極との間に電圧が印加されてもよい。また、実装領域３１を移動させるアクチュエータは、静電アクチュエータに限定されず、例えば、圧電式アクチュエータ、電磁式アクチュエータ等であってもよい。また、光モジュール１は、ＦＴＩＲを構成するものに限定されず、他の光学系を構成するものであってもよい。

引き続いて、図４に示された開口３１ｂの変形例について説明する。図１４の（ａ）に示されるように、開口３１ｂのＺ軸方向からみたときの形状は、三角形であってもよい。この場合、開口３１ｂの内面は、一対の傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとからなる。ここでは、傾斜面ＳＬの一端ＳＬａ同士が互いに接続されている。この場合にも、傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

図１４の（ｂ）に示される例では、開口３１ｂのＺ軸方向からみたときの形状は、六角形である。この場合、開口３１ｂの内面は、一対の傾斜面ＳＬと、傾斜面ＳＬと反対側に傾斜する一対の傾斜面ＳＫと、を含む。一対の傾斜面ＳＫは、一端ＳＫａから他端ＳＫｂに向けて互いの距離が拡大するように傾斜している。ここでは、傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと傾斜面ＳＫの他端ＳＫｂとが互いに接続され、１つの角部を形成している。この場合にも、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。ここでは、Ｚ軸方向からみて、１つの係止部５５が２つの点において開口３１ｂの内面に接触する。

図１４の（ｃ）に示されるように、傾斜面ＳＬは、曲面であってもよい。この場合には、一対の傾斜面ＳＬは、一端ＳＬａから他端ＳＬｂに向けて互いに距離が拡大するように傾斜し、且つ、湾曲している。ここでは、Ｚ軸方向からみて、傾斜面ＳＬは、傾斜面ＳＬの接線のＸ軸に対する傾きが一端ＳＬａから他端ＳＬｂに向けて徐々に拡大するように湾曲している。傾斜面ＳＬは、開口３１ｂの内側に向けて凸となるように湾曲している。この場合であっても、傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

図１５の（ａ）に示される例では、傾斜面ＳＬ及び傾斜面ＳＫの両方が、開口３１ｂの内側に凸となるような曲面である。また、傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと傾斜面ＳＫの他端ＳＫｂとは、Ｘ軸方向に沿って延びる接続面を介して互いに接続されている。この場合にも、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

図１５の（ｂ）に示される例では、Ｚ軸方向からみて２つの部分３１ｐに分割されている。２つの部分３１ｐのそれぞれが、傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとを有している。すなわち、ここでは、基準面ＳＲも２つの部分に分割されている。ただし、Ｚ軸方向からみて、基準面ＳＲは、全体として、一方の部分３１ｐの傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと、他方の部分３１ｐの傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと、を接続する基準線ＢＬに沿って延びている。この場合には、１つの係止部５５が開口３１ｂの１つの部分３１ｐに挿入される。そして、傾斜面ＳＬと基準面ＳＲとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

図１５の（ｃ）に示される例でも、Ｚ軸方向からみて２つの部分３１ｐに分割されている。２つの部分３１ｐのそれぞれが、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとを有している。この場合にも、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

図１６の（ａ）に示される例では、開口３１ｂのＺ軸方向からみたときの形状が菱形である。ここでは、開口３１ｂの内面が、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって構成されていうる。つまり、ここでは、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとが互いに接続されることに加えて、傾斜面ＳＬの一端ＳＬａ同士が互いに接続され、且つ、傾斜面ＳＫの一端Ｓｋａ同士が互いに接続されている。この場合にも、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

さらに、図１６の（ｂ）に示される例では、傾斜面ＳＬの他端ＳＬｂと傾斜面ＳＫの他端ＳＫｂとが、Ｘ軸方向に沿って延びる接続面を介して互いに接続されている。また、傾斜面ＳＬの一端ＳＬａ同士が互いに接続され、且つ、傾斜面ＳＫの一端Ｓｋａ同士が互いに接続されている。この場合にも、傾斜面ＳＬと傾斜面ＳＫとによって規定される角部に係止部５５が内接することにより、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の両方について可動ミラー５の位置決めが可能である。

なお、ミラー部５１，６１及びミラー面５１ａ，６１ａの形状は、円形に限定されず、矩形やその他の形状であってもよい。

以上、可動ミラー５及び開口３１ｂの種々の変形例について説明したが、可動ミラー５及び開口３１ｂの変形例は、上述したものに限定されない。例えば、可動ミラー５及び開口３１ｂは、上述した変形例の任意の一部分同士を交換して構成される別の変形例とすることができる。なお、固定ミラー６及び開口３７ａについても同様である。

さらに、上記実施形態においては、ベースＢに実装される光学素子として、可動ミラー及び固定ミラーを例示した。この例では、光学面はミラー面である。しかしながら、実装対象となる光学素子はミラーに限定されず、例えば、グレーティングや光学フィルタ等の任意のものとすることができる。

ここで、上述したミラー面（光学面）５１ａ，６１ａの中心とは、Ｚ軸方向（主面Ｂｓに交差（直交）する方向）におけるミラー面５１ａ，６１ａの中心である。ただし、ミラー面５１ａ，６１ａの形状が、その中心を一意に決定できる形状（例えば円形や四角形等）でない場合には、ミラー面５１ａ，６１ａの中心とは、Ｚ軸方向におけるミラー面５１ａ，６１ａの重心と置き換えて解釈することもできる。ここでの重心とは、ミラー面５１ａ，６１ａの面積に応じて規定され得る。

また、上記実施形態においては、例えば、支持部５６同士の距離が縮小するように弾性部５２を弾性変形させる場合について例示した。この場合には、開口３１ｂ内において、弾性部５２の弾性変形の一部を開放することにより支持部５６同士の距離を拡大させる。これにより、支持部５６を開口３１ｂの内面に当接させてセルフアライメントを行う。しかしながら、例えば、支持部５６同士の間隔を拡大するように弾性部５２を弾性変形させてもよい。その場合、開口３１ｂに係止部５５を挿入した状態において弾性部５２の弾性変形の一部を解放すると、係止部５５同士が互いに近づくように変位する。これにより、これにより、支持部５６を開口３１ｂの内面に当接させてセルフアライメントを行う。

１…光モジュール、２…支持層、３…デバイス層、４…中間層、５…可動ミラー（光学素子）、６…固定ミラー（光学素子）、７…ビームスプリッタ、８…光入射部、９…光出射部、１０…干渉光学系、３１，３７…実装領域、３１ｂ，３７ａ…開口、３２…駆動領域、５１，６１…ミラー部（光学部）、５１ａ，６１ａ…ミラー面（光学面）、５２，６２…弾性部、５２ａ，６２ａ…円弧状部分、５２ｐ，６２ｐ…一端部、５２ｒ，６２ｒ…他端部、５５，６５…係止部、５６，６６…支持部、５７，６７…連結部、ＳＬ…傾斜面、ＳＬａ…一端、ＳＬｂ…他端、ＳＲ…基準面、ＢＬ…基準線。

Claims (9)

1. 光学素子と前記光学素子が実装されるベースとを備える光モジュールであって、
   前記光学素子は、光学面を有する光学部と、一端部及び他端部を含み前記光学部の周囲に設けられた弾性部と、前記一端部及び前記他端部のそれぞれから前記光学部よりも前記ベース側に延びる一対の支持部と、前記支持部の一方と前記光学部とを互いに連結する連結部と、を有し、
   前記ベースは、主面と、前記主面に連通する開口が設けられた実装領域と、を有し、
   前記支持部は、前記弾性部の弾性変形に応じて弾性力が付与されると共に互いの距離が可変とされており、前記弾性力が付与された状態において前記開口に挿入され、
   前記光学素子は、前記光学面が前記主面に交差した状態において、前記開口の内面から前記支持部に付与される前記弾性力の反力により前記実装領域に支持され、
   前記連結部は、前記光学面の中心よりも前記ベース側に設けられている、
   光モジュール。
2. 前記弾性部は、前記光学面に交差する方向からみて、前記光学部を部分的に囲うように形成された円弧状部分を含み、
   前記一端部及び前記他端部は、前記円弧状部分の先端に設けられている、
   請求項１に記載の光モジュール。
3. 前記支持部は、前記連結部による前記光学部との連結位置を越えて前記ベース側に延び、前記開口に挿入される係止部を含み、
   前記光学面に交差する方向からみて、前記係止部の太さは前記弾性部の太さよりも大きい、
   請求項１又は２に記載の光モジュール。
4. 前記光学面に交差する方向からみて、前記支持部の太さは前記弾性部の太さよりも大きい、
   請求項１〜３いずれか一項に記載の光モジュール。
5. 前記光学面に交差する方向からみて、前記連結部の太さは前記弾性部の太さよりも大きい、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の光モジュール。
6. 前記開口の内面は、前記主面に交差する方向からみて、一端から他端に向けて互いの距離が拡大するように傾斜した一対の傾斜面と、一方の前記傾斜面の前記他端と他方の前記傾斜面の前記他端とを接続する基準線に沿って延在する基準面と、を含む、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の光モジュール。
7. 前記ベースに実装された固定ミラーとビームスプリッタとを更に備え、
   前記光学素子は、ミラー面である前記光学面を含む可動ミラーであり、
   前記ベースは、前記実装領域に接続された駆動領域を有し、
   前記可動ミラー、前記固定ミラー及び前記ビームスプリッタは、干渉光学系を構成するように配置されている、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の光モジュール。
8. 前記ベースは、支持層と、前記支持層上に設けられたデバイス層と、前記支持層と前記デバイス層との間に設けられた中間層を有し、
   前記支持層は、ＳＯＩ基板の第１シリコン層であり、
   前記デバイス層は、前記ＳＯＩ基板の第２シリコン層であり、
   前記中間層は、前記ＳＯＩ基板の絶縁層である、
   請求項７に記載の光モジュール。
9. 外部から前記干渉光学系に測定光を入射させるように配置された光入射部と、
   前記干渉光学系から外部に前記測定光を出射させるように配置された光出射部と、
   を備える、
   請求項７又は８に記載の光モジュール。

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