JP2023076958A - Ｍｅｍｓミラー及びｍｅｍｓミラーアレイシステム - Google Patents

Abstract

【課題】固有振動数を調整することが可能なＭＥＭＳミラーを提供する。また、当該ＭＥＭＳミラーを複数有するＭＥＭＳミラーアレイを備えたＭＥＭＳミラーアレイシステムを提供する。
【解決手段】膜厚方向に変位可能な平板１０Ａと、平板１０Ａと離間し、かつ平板１０Ａを囲っている枠部１０と、平板１０Ａと枠部１０とを接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい支持部（軸部１０Ｂ及び／又は梁部１０Ｃ）と、支持部上に配置されている制御用圧電体１４と、を備え、制御用圧電体１４に制御電圧が印加されることによる制御用圧電体１４の変形に伴う支持部の変形によって支持部のバネ定数を調整するＭＥＭＳミラー１００。
【選択図】図１

Description

本実施形態は、ＭＥＭＳミラー及びＭＥＭＳミラーアレイシステムに関する。

ＭＥＭＳミラーなどの、可動する平板を備えるデバイスは、クーロン力（静電式）、ローレンツ力（電磁式）、圧電応力（圧電式）などにより、平板が膜厚方向に変位する。当該変位により、平板を支持する支持部に応力が生じ、当該応力によって支持部にねじれの力等が加わり、結果として、平板に振動が生じる。当該振動による平板の傾きは、平板の共振周波数（固有振動数）において駆動したときに最も効率がよい状態となる。

特開２０１７－２２５７６号公報

しかしながら、可動する平板には、製造工程におけるサイズ及び厚さ等の構造上のバラつきが存在し、当該バラつきに伴って、平板を可動させるためのバネとして機能する部分のバネ定数にもバラつきが生じる。結果として、デバイスの最適な駆動周波数である固有振動数は、デバイス毎にバラついており、個々のデバイスの固有振動数を把握することがデバイスを使用する上で重要である。さらに、デバイスの駆動周波数があらかじめ定まっている場合、固有振動数が駆動周波数からずれていると、効率の低下につながる。また、固有振動数が駆動周波数からずれる度に検査し、駆動周波数を調整することは困難である。

本実施形態の一態様は、固有振動数を調整することが可能なＭＥＭＳミラー、及び当該ＭＥＭＳミラーを複数有するＭＥＭＳミラーアレイを備えたＭＥＭＳミラーアレイシステムを提供することを目的とする。

本実施形態の一態様は、膜厚方向に変位可能な平板と、前記平板と離間し、かつ前記平板を囲っている枠部と、前記平板と前記枠部とを接続し、かつ、前記枠部よりも膜厚が小さい支持部と、前記支持部上に配置されている制御用圧電体と、を備え、前記制御用圧電体に制御電圧が印加されることによる前記制御用圧電体の変形に伴う前記支持部の変形によって前記支持部のバネ定数を調整するＭＥＭＳミラーである。

また、本実施形態の他の一態様は、基台上に、上記ＭＥＭＳミラーを複数有するＭＥＭＳミラーアレイと、前記複数のＭＥＭＳミラーのそれぞれの制御用圧電体に印加する制御電圧を制御する駆動制御部と、を備える、ＭＥＭＳミラーアレイシステムである。

本実施形態によれば、固有振動数を調整することが可能なＭＥＭＳミラー、及び当該ＭＥＭＳミラーを複数有するＭＥＭＳミラーアレイを備えたＭＥＭＳミラーアレイシステムを提供することができる。

図１は、本実施形態に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。 図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図４は、本実施形態の変形例１に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。 図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。 図７は、本実施形態の変形例２に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。 図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図９は、図７のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。 図１０は、本実施形態の変形例３に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。 図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。 図１２は、図１０のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。 図１３は、本実施形態の変形例４に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。 図１４は、本実施形態に係るＭＥＭＳミラーアレイシステムを示すブロック図である。

次に、図面を参照して、本実施形態について説明する。以下に説明する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各構成部品の厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

また、以下に示す実施形態は、技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものではない。本実施形態は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

具体的な本実施形態の一態様は、以下の通りである。

＜１＞ 膜厚方向に変位可能な平板と、前記平板と離間し、かつ前記平板を囲っている枠部と、前記平板と前記枠部とを接続し、かつ、前記枠部よりも膜厚が小さい支持部と、前記支持部上に配置されている制御用圧電体と、を備え、前記制御用圧電体に制御電圧が印加されることによる前記制御用圧電体の変形に伴う前記支持部の変形によって前記支持部のバネ定数を調整するＭＥＭＳミラー。

＜２＞ 前記支持部は、一方の端部が前記平板に接続し、他方の端部が前記枠部に接続し、前記平板と前記枠部の間に配置された両持ち梁形状の軸部を有する、＜１＞に記載のＭＥＭＳミラー。

＜３＞ 前記支持部は、両端がそれぞれ前記枠部に接続している両持ち梁形状の梁部と、一方の端部が前記平板に接続し、他方の端部が前記梁部に接続している両持ち梁形状の軸部と、を有する、＜１＞に記載のＭＥＭＳミラー。

＜１＞～＜３＞によれば、制御用圧電体に制御電圧が印加されることによって制御用圧電体が変形し、制御用圧電体の変形に伴って軸部及び／又は梁部を含む支持部も変形する。支持部の変形によって支持部自身のバネ定数が変化するため、結果として制御用圧電体に印加される制御電圧を調整することにより平板及びＭＥＭＳミラーの固有振動数を調整することができる。

＜４＞ 前記支持部は、前記平板と同一材料からなる、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。

＜５＞ 前記支持部は、前記枠部と同一材料からなる、＜１＞～＜４＞のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。

＜６＞ 前記平板及び前記支持部の材料は、シリコンを含む、＜１＞～＜５＞のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。

＜４＞～＜６＞によれば、枠部、平板、及び軸部及び／又は梁部を含む支持部が同一材料からなることにより、それぞれを一体として形成することができ、製造工程をより簡便にすることができる。

＜７＞ 基台上に、＜１＞～＜６＞にいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラーを複数備えるＭＥＭＳミラーアレイと、前記複数のＭＥＭＳミラーのそれぞれの制御用圧電体に印加する制御電圧を制御する駆動制御部と、を備える、ＭＥＭＳミラーアレイシステム。

＜７＞によれば、ＭＥＭＳミラーアレイが備える複数のＭＥＭＳミラーの固有振動数を揃えたり、一部のＭＥＭＳミラーの固有振動数を調整したりすることが可能となり、複数のＭＥＭＳミラーを同期駆動したときに個々のＭＥＭＳミラーを効率よく駆動させることができる。

＜ＭＥＭＳミラー＞
本実施形態に係るＭＥＭＳミラーについて図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るＭＥＭＳミラーを示す平面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。本実施形態のＭＥＭＳミラー１００は、膜厚方向に変位可能な平板１０Ａと、平板１０Ａと離間し、かつ平板１０Ａを囲っている枠部１０と、平板１０Ａと枠部１０とを接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい軸部１０Ｂと、軸部１０Ｂ上に配置されている制御用圧電体１４と、制御用圧電体１４と電気的に接続し、制御用圧電体１４を制御するための配線１６と、平板１０Ａの外縁部上、及び軸部１０Ｂ上、及び枠部１０上に配置されている配線１２と、を備える。なお、図示を省略するが、配線１２及び配線１６は、後述する駆動制御部と電気的に接続している。制御用圧電体１４は、平板１０Ａを挟むように設けられている２つの軸部１０Ｂ上のそれぞれに配置されている。

また、本明細書等において、「電気的に接続」とは、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に限定されない。例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極、配線、スイッチング素子、抵抗素子、インダクタ、容量素子、その他の各種機能を有する素子などが含まれる。

本実施形態において、軸部１０Ｂが直線状に延在している長手方向をＹ方向、Ｙ方向に対して垂直で、かつ、平板１０Ａの上面に対して平行な方向をＸ方向、平板１０Ａ等の厚さに対応する方向をＺ方向とする。言い換えれば、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれに対して垂直な方向である。また、枠部１０からみて制御用圧電体１４が位置している方向を上方向、制御用圧電体１４からみて枠部１０が位置している方向を下方向とする。以下の説明では、図２に示すＭＥＭＳミラー１００の状態を基準に上下方向を定義するが、ＭＥＭＳミラー１００を使用する方向を限定するものではない。

枠部１０、平板１０Ａ、及び軸部１０Ｂのそれぞれは、例えば、シリコンからなる基台（後述する図１４に示す基台１１０）を加工することにより形成されている。つまり、枠部１０、平板１０Ａ、及び軸部１０Ｂは、同一材料からなり、それぞれを一体として形成することにより製造工程をより簡便にすることができる。

軸部１０Ｂは、両端が固定されている両持ち梁形状であり、一方の端部が平板１０Ａに接続し、他方の端部が枠部１０に接続しており、平板１０Ａと枠部１０の間に配置されている。軸部１０Ｂは、平板１０Ａの可動の際に、平板１０Ａの可動を補助するバネとして機能し、軸部１０Ｂがバネとして機能する際のバネ定数を自身の変形によって調整し、かつ、平板１０Ａを支持する支持部として機能する。軸部１０Ｂは、基台を加工する際、枠部１０より膜厚が小さくなるようにエッチングすることで形成することができる。

支持部である軸部１０Ｂ上には、制御用圧電体１４が配置されており、配線１６を介して制御用圧電体１４に制御電圧が印加されることによって制御用圧電体１４が変形する。制御用圧電体１４の変形に伴って、軸部１０Ｂの両端が互い引っ張り合うように変形するため、軸部１０Ｂがかたくなり、軸部１０Ｂのバネ定数は上昇する。制御用圧電体１４に印加される制御電圧を調整することにより、制御用圧電体１４が変形し、この変形に伴って軸部１０Ｂも変形するため、結果として軸部１０Ｂのバネ定数を調整することができ、軸部１０Ｂと接続している平板１０Ａの固有振動数を調整することができる。また、２つの軸部１０Ｂ上のそれぞれに配置されているため、２つの軸部１０Ｂのバネとしての機能の差を小さくすることにより、各軸部１０Ｂのねじれ方を均一化することができ、各軸部１０Ｂへの負荷等も均一化することができる。上記均一化により、Ｘ－Ｚ平面での一定の周期での回転振動を実現することができる。

制御電圧は、例えば、０Ｖ又は任意の固定電圧、０～５Ｖの正弦波、単極パルス、双極パルス、バースト波、連続波などを用いることができる。また、制御用圧電体１４に印加する電圧は、フィルター等で変調した電圧を用いることができ、例えば、ある電極（後述する電極１４ａなど）に印加する電圧を変調させて他の電極（後述する電極１４ｃなど）に変調させた電圧を印加することができる。このようにすることにより、電極パッドの数及び印加する駆動電圧の種類を減らすことができ、製造工程をより簡便にすることができる。

配線１２は、金属コイルとして機能し、平板１０Ａの外縁部に配置されている配線１２に電流を流すことにより、フレミングの法則によってローレンツ力が発生し、平板１０Ａに傾きが生じる。具体的には、磁界に直交する方向に金属コイルとして機能する配線１２を配置して（磁力の方向はＸ方向）、図１に示す矢印２０の方向に電流を流すとＺ方向に向かって配線１２にローレンツ力が加わる。ローレンツ力の大きさは、電流及び磁界の強さに比例する。

平板１０Ａは、図３に示すように、膜厚方向（Ｚ方向）に変位可能なように構成されている。具体的には、軸部１０Ｂを回転軸として機能させ、枠部１０と離間させることにより、ローレンツ力による膜厚方向における平板１０Ａの変位が可能となる。

また、平板１０Ａ上には、ミラー１０ａが設けられており、平板１０Ａの傾きに伴ってミラー１０ａも傾く。ミラー１０ａは、軸部１０Ｂのバネ定数及び上記ローレンツ力を調整することにより、Ｙ方向の回転軸を回転させること、及びＸ－Ｚ平面で回転振動させることが可能である。これにより、ミラー面に入射したレーザー光の光路を変え、最も効率がよい状態の固有振動数においてＭＥＭＳミラー１００を駆動させることができる。

ミラー１０ａは、レーザー光等を反射するミラー面を有するものであれば、特に限定されなく、例えば、蒸着または印刷等によって形成された、反射率が９０％以上の金属層であってもよい。

配線１２及び配線１６は、例えば、銅線、アルミニウム線、及び銅クラッドアルミニウム線（ＣＣＡＷ：Ｃｏｐｐｅｒ－Ｃｌａｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｗｉｒｅｓ）を用いることができる。また、配線１２及び配線１６は、絶縁膜で被覆されていてもよく、当該絶縁膜としては、例えば、エナメル又は樹脂からなる。

制御用圧電体１４は、圧電素子であり、一対の電極１４ａ、１４ｃと、当該一対の電極１４ａ、１４ｃの間に挟まれた圧電膜１４ｂと、で構成されている。一対の電極１４ａ、１４ｃ及び圧電膜１４ｂは、例えば、矩形状である。

一対の電極１４ａ、１４ｃのそれぞれは、例えば、プラチナ、モリブデン、イリジウム、又はチタンなどの導電性を有する金属の薄膜を用いて形成されている。一方の電極１４ｃは、圧電膜１４ｂの上側に位置し、電極１４ｃに制御電圧を印加するための配線１６と接続されている。他方の電極１４ａは、圧電膜１４ｂの下側に位置し、電極１４ａに制御電圧を印加するための配線１６と接続されている。

圧電膜１４ｂは、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）によって構成されている。圧電膜１４ｂは、チタン酸ジルコン酸鉛以外にも、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ_３）などを用いることができる。

電極１４ａ及び電極１４ｃに制御電圧がそれぞれ印加されると、電極１４ａ及び電極１４ｃの間に電位差が生じる。当該電位差により、制御用圧電体１４が変形する。前述のように、制御用圧電体１４の変形に伴って、軸部１０Ｂが変形し、結果として平板１０Ａの固有振動数が変化する。本実施形態では、制御用圧電体１４に印加される制御電圧を調整することにより、結果としてＭＥＭＳミラー１００の固有振動数を調整することができる。

＜第１の変形例＞
図４～図６を用いて、本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ａの構成を説明する。図４は、ＭＥＭＳミラー１００Ａを示す平面図である。図５は、図４のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。図６は、図４のＶＩ－ＶＩ線に沿う断面図である。本変形例のＭＥＭＳミラー１００Ａは、膜厚方向に変位可能な平板１０Ａと、平板１０Ａと離間し、かつ平板１０Ａを囲っている枠部１０と、両端がそれぞれ枠部１０に接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい梁部１０Ｃと、平板１０Ａと梁部１０Ｃとを接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい軸部１０Ｂと、梁部１０Ｃ上に配置されている制御用圧電体１４と、制御用圧電体１４と電気的に接続し、制御用圧電体１４を制御するための配線１６と、平板１０Ａの外縁部上、梁部１０Ｃ上及び軸部１０Ｂ上、及び枠部１０に配置されている配線１２と、を備える。本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ａが前述の図１～図３に示すＭＥＭＳミラー１００と異なる点は、軸部１０Ｂ上に配置された制御用圧電体１４に代えて制御用圧電体１４が梁部１０Ｃ上に配置されている点である。本変形例において図１～図３に示すＭＥＭＳミラー１００と共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

梁部１０Ｃは、枠部１０に設けられた溝部１８と、枠部１０と平板１０Ａと離間している領域（空間）との間に配置されており、両端が枠部１０に固定されている両持ち梁形状である。梁部１０Ｃは、平板１０Ａの可動の際に、平板１０Ａの可動を補助するバネとして機能し、梁部１０Ｃがバネとして機能する際のバネ定数を自身の変形によって調整し、かつ、平板１０Ａを支持する支持部として機能する。梁部１０Ｃは、基台を加工する際、枠部１０より膜厚が小さくなるようにエッチングすることで形成することができる。

支持部である梁部１０Ｃ上には、制御用圧電体１４が配置されており、配線１６を介して制御用圧電体１４に制御電圧が印加されることによって制御用圧電体１４が変形する。制御用圧電体１４の変形に伴って、梁部１０Ｃの両端が互い引っ張り合うように変形するため、梁部１０Ｃがかたくなり、梁部１０Ｃのバネ定数は上昇する。制御用圧電体１４に印加される制御電圧を調整することにより、制御用圧電体１４が変形し、この変形に伴って梁部１０Ｃも変形するため、結果として梁部１０Ｃのバネ定数を調整することができ、軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃを含む支持部と接続している平板１０Ａの固有振動数を調整することができる。

前述のように、制御用圧電体１４における電極１４ａ及び電極１４ｃに制御電圧がそれぞれ印加されると、電極１４ａ及び電極１４ｃの間に電位差が生じる。当該電位差により、制御用圧電体１４が変形し、制御用圧電体１４の変形に伴って、梁部１０Ｃが変形し、結果として平板１０Ａの固有振動数が変化する。本変形例では、制御用圧電体１４に印加される制御電圧を調整することにより、結果としてＭＥＭＳミラー１００Ａの固有振動数を調整することができる。

＜第２の変形例＞
図７～図９を用いて、本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ｂの構成を説明する。図７は、ＭＥＭＳミラー１００Ｂを示す平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図９は、図７のＩＸ－ＩＸ線に沿う断面図である。本変形例のＭＥＭＳミラー１００Ｂは、膜厚方向に変位可能な平板１０Ａと、平板１０Ａと離間し、かつ平板１０Ａを囲っている枠部１０と、両端がそれぞれ枠部１０に接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい梁部１０Ｃと、平板１０Ａと梁部１０Ｃとを接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい軸部１０Ｂと、軸部１０Ｂ上及び梁部１０Ｃ上に連続して配置されている制御用圧電体１４と、制御用圧電体１４と電気的に接続し、制御用圧電体１４を制御するための配線１６と、平板１０Ａの外縁部上、梁部１０Ｃ上、軸部１０Ｂ上、及び枠部１０に配置されている配線１２と、を備える。本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ｂが前述の図４～図６に示すＭＥＭＳミラー１００Ａと異なる点は、制御用圧電体１４が軸部１０Ｂ上及び梁部１０Ｃ上に配置されている点である。本変形例において図４～図６に示すＭＥＭＳミラー１００Ａと共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

制御用圧電体１４は、軸部１０Ｂ上及び梁部１０Ｃ上に配置されているため、制御用圧電体１４に制御電圧が印加されることによる制御用圧電体１４の変形に伴って軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃが変形する。軸部１０Ｂのバネ定数と梁部１０Ｃのバネ定数が異なる場合、制御用圧電体１４と、軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃとの位置関係を調整することにより、より細かく軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃを含む支持部と接続している平板１０Ａの固有振動数を調整することができる。

前述のように、制御用圧電体１４における電極１４ａ及び電極１４ｃに制御電圧がそれぞれ印加されると、電極１４ａ及び電極１４ｃの間に電位差が生じる。当該電位差により、制御用圧電体１４が変形し、制御用圧電体１４の変形に伴って、軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃが変形し、結果として平板１０Ａの固有振動数が変化する。本変形例では、軸部１０Ｂ又は梁部１０Ｃのどちらかに制御用圧電体１４が配置されている場合と比べて支持部の変形に必要な力はより小さくなるため、電極１４ａ及び電極１４ｃの間に電位差を小さくすることができ、小さい制御電圧で平板１０Ａの固有振動数を調整することができる。本変形例では、制御用圧電体１４に印加される制御電圧を調整することにより、結果としてＭＥＭＳミラー１００Ｂの固有振動数を調整することができる。

＜第３の変形例＞
図１０～図１２を用いて、本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ｃの構成を説明する。図１０は、ＭＥＭＳミラー１００Ｃを示す平面図である。図１１は、図１０のＸＩ－ＸＩ線に沿う断面図である。図１２は、図１０のＸＩＩ－ＸＩＩ線に沿う断面図である。本変形例のＭＥＭＳミラー１００Ｃは、膜厚方向に変位可能な平板１０Ａと、平板１０Ａと離間し、かつ平板１０Ａを囲っている枠部１０と、両端がそれぞれ枠部１０に接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい梁部１０Ｃと、平板１０Ａと梁部１０Ｃとを接続し、かつ、枠部１０よりも膜厚が小さい軸部１０Ｂと、軸部１０Ｂ上に配置されている制御用圧電体１４Ａと、梁部１０Ｃ上に配置されている制御用圧電体１４Ｂと、制御用圧電体１４Ａを制御するための配線１６Ａと、制御用圧電体１４Ｂを制御するための配線１６Ｂと、平板１０Ａの外縁部上、軸部１０Ｂ上、及び枠部１０に配置されている配線１２と、を備える。本変形例におけるＭＥＭＳミラー１００Ｃが前述の図４～図６に示すＭＥＭＳミラー１００Ａと異なる点は、軸部１０Ｂ上及び梁部１０Ｃ上に連続して配置された制御用圧電体１４に代えて制御用圧電体１４Ａ及び制御用圧電体１４Ｂを備える点である。本変形例において図４～図６に示すＭＥＭＳミラー１００Ａと共通する点は前述の説明を援用し、以下、異なる点について説明する。

制御用圧電体１４Ａ及び制御用圧電体１４Ｂの説明は、前述の制御用圧電体１４を援用することができる。配線１６Ａ及び配線１６Ｂの説明は、前述の配線１６を援用することができる。

制御用圧電体１４Ａは軸部１０Ｂ上に配置され、かつ、制御用圧電体１４Ｂは梁部１０Ｃ上に配置されているため、制御用圧電体１４Ａ及び制御用圧電体１４Ｂに制御電圧が印加されることによる制御用圧電体１４Ａ及び制御用圧電体１４Ｂの変形に伴って軸部１０Ｂ及び梁部１０Ｃが変形する。制御用圧電体１４Ａが配置されている軸部１０Ｂと制御用圧電体１４Ｂが配置されている梁部１０Ｃとが連結し、これらを１つの支持部としてみなした場合、軸部１０Ｂ又は梁部１０Ｃのどちらかに制御用圧電体１４が配置されている場合と比べて支持部の変形に必要な力は小さくなるため、電極１４ａ及び電極１４ｃの間に電位差を小さくすることができ、小さい制御電圧で平板１０Ａの固有振動数を調整することができる。本変形例では、制御用圧電体１４Ａ及び制御用圧電体１４Ｂに印加される制御電圧を調整することにより、結果としてＭＥＭＳミラー１００Ｃの固有振動数を調整することができる。

（その他の実施形態）
前述のように、一実施形態について記載したが、開示の一部をなす論述及び図面は例示的なものであり、限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替の実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。このように、本実施形態は、ここでは記載していない様々な実施形態等を含む。

例えば、図１３は、ＭＥＭＳミラー１００Ｄを示す平面図であり、平板１０Ａを挟むように設けられている２つの軸部１０Ｂのうち片方の軸部１０Ｂ上のみに制御用圧電体１４が配置されている構成であってもよい。

＜ＭＥＭＳミラーアレイシステム＞
本実施形態に係るＭＥＭＳミラーアレイシステムについて図面を用いて説明する。

図１４は、本実施形態に係るＭＥＭＳミラーアレイシステムを示すブロック図である。本実施形態のＭＥＭＳミラーアレイシステム２００は、基台１１０上に前述したＭＥＭＳミラー（例えば、ＭＥＭＳミラー１００）を複数有するＭＥＭＳミラーアレイ１５０と、複数のＭＥＭＳミラー１００のそれぞれの制御用圧電体１４に印加する制御電圧を制御する駆動制御部１２０と、を備える。

圧電素子である制御用圧電体１４は、圧電膜の膜厚等の出来上がりのサイズ、圧電膜の結晶特性、微小欠陥等を含む出来栄え、温度などの環境要因、又は経年劣化などにより特性変動があるが、本実施形態のＭＥＭＳミラーアレイシステム２００は、このような特性変動及び前述したＭＥＭＳミラー１００の平板１０Ａによって変化した個々のＭＥＭＳミラー１００に対して、環境及び状態により変動する固有振動数を調整することができる。

基台１１０は、ＭＥＭＳミラーアレイ１５０を配置する土台であれば、特に限定されなく、例えば、シリコン基板であってもよい。基台１１０がシリコン基板であると、ＭＥＭＳミラー１００の枠部１０、平板１０Ａ、及び軸部１０Ｂなどを、基台１１０を加工することにより形成することができる。つまり、基台１１０、枠部１０、平板１０Ａ、及び軸部１０Ｂは、同一材料からなり、それぞれを一体として形成することができ、製造工程をより簡便にすることができる。

駆動制御部１２０は、例えば、記憶部と、制御部と、及び入出力部（図示なし）等を備える汎用のマイクロコンピュータを備える。この場合、マイクロコンピュータには、ＭＥＭＳミラーアレイシステム２００として機能させるためのコンピュータプログラムがインストールされていてもよい。コンピュータプログラムを実行することにより、マイクロコンピュータは、ＭＥＭＳミラーアレイシステム２００が備える複数のＭＥＭＳミラー１００を制御する。複数のＭＥＭＳミラー１００の制御は、ソフトウェアによって実行されてもよいし、専用のハードウェアを用意して実行されてもよい。また、複数のＭＥＭＳミラー１００を個別のハードウェアにより制御してもよい。

記憶部は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ハードディスク等で構成される。記憶部は、個々のＭＥＭＳミラー１００の駆動電圧及び固有振動数等の情報をデータとして格納する。これらの各種データを格納する記憶部は、一つのストレージデバイスの中に物理的又は論理的に分けて設けられた領域として構成されていてもよく、また、物理的に異なる複数のストレージデバイスに各データの記憶部を設ける構成としてもよい。

制御部は、前述の金属コイルとして機能する配線１２に流す電流を制御する、また、駆動させるＭＥＭＳミラー１００を制御するための選択駆動制御部と、駆動させたＭＥＭＳミラー１００における制御用圧電体１４に印加する制御電圧を調整するための電圧制御部と、を機能として備える。

記憶部に格納された個々のＭＥＭＳミラー１００の駆動電圧及び固有振動数等の情報を基に、制御部は、ＭＥＭＳミラーアレイ１５０が備えるＭＥＭＳミラー１００のうち、どのＭＥＭＳミラー１００を駆動させるか、駆動させるＭＥＭＳミラー１００における制御用圧電体１４に印加する制御電圧をどのように印加するかを決定し、決定事項を基に複数のＭＥＭＳミラー１００を制御する。

このような構成によれば、ＭＥＭＳミラーアレイが備える複数のＭＥＭＳミラーの固有振動数を揃えたり、一部のＭＥＭＳミラーの固有振動数を調整したりすることが可能となり、複数のＭＥＭＳミラーを同期駆動したときに個々のＭＥＭＳミラーを効率よく駆動させることができる。

１０ 枠部
１０ａ ミラー
１０Ａ 平板
１０Ｂ 軸部
１０Ｃ 梁部
１２、１６、１６Ａ、１６Ｂ 配線
１４、１４Ａ、１４Ｂ 制御用圧電体
１４ａ 電極
１４ｂ 圧電膜
１４ｃ 電極
１８ 溝部
２０ 矢印
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ ＭＥＭＳミラー
１１０ 基台
１２０ 駆動制御部
１５０ ＭＥＭＳミラーアレイ
２００ ＭＥＭＳミラーアレイシステム

Claims (7)

1. 膜厚方向に変位可能な平板と、
   前記平板と離間し、かつ前記平板を囲っている枠部と、
   前記平板と前記枠部とを接続し、かつ、前記枠部よりも膜厚が小さい支持部と、
   前記支持部上に配置されている制御用圧電体と、を備え、
   前記制御用圧電体に制御電圧が印加されることによる前記制御用圧電体の変形に伴う前記支持部の変形によって前記支持部のバネ定数を調整するＭＥＭＳミラー。
2. 前記支持部は、一方の端部が前記平板に接続し、他方の端部が前記枠部に接続し、前記平板と前記枠部の間に配置された両持ち梁形状の軸部を有する、請求項１に記載のＭＥＭＳミラー。
3. 前記支持部は、
   両端がそれぞれ前記枠部に接続している両持ち梁形状の梁部と、
   一方の端部が前記平板に接続し、他方の端部が前記梁部に接続している両持ち梁形状の軸部と、を有する、請求項１に記載のＭＥＭＳミラー。
4. 前記支持部は、前記平板と同一材料からなる、請求項１～３のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
5. 前記支持部は、前記枠部と同一材料からなる、請求項１～４のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
6. 前記平板及び前記支持部の材料は、シリコンを含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラー。
7. 基台上に、請求項１～６にいずれか１項に記載のＭＥＭＳミラーを複数有するＭＥＭＳミラーアレイと、
   前記複数のＭＥＭＳミラーのそれぞれの制御用圧電体に印加する制御電圧を制御する駆動制御部と、を備える、ＭＥＭＳミラーアレイシステム。

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