JP6669509B2 - 駆動装置及び光フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、駆動装置及び当該駆動装置を含む波長可変型の光フィルタに関する。

光フィルタは、例えば、入射された光の中から所定の波長（波長帯域）の光のみを選択的に出射するように構成された光学素子である。例えば、光フィルタのような波長選択素子は、互いに対向する一対の反射膜を配置した構成を有している。当該一対の反射膜は、例えば、間隙をおいて平行に配置される。また、反射膜間の間隔は、取出されるべき光の波長に応じて設定される。

例えば、特許文献１には、固定基板に設けられた固定反射膜と、可動基板に設けられた可動反射膜と、固定基板に設けられた第一電極と、可動基板に設けられかつ電極間ギャップを介して第一電極に対向して配置された第二電極とを具備する波長可変干渉フィルタが開示されている。

特開2013-218194号公報

一般に、光フィルタは、反射膜間の間隔（光学ギャップ）が固定された波長固定型と、光学ギャップを調節することが可能な波長可変型とに区別される。波長可変型の光フィルタは、例えば、固定された一方の反射膜と、当該一方の反射膜に間隙をおいて対向し、膜厚方向に移動可能な他方の反射膜とを備えている。この波長可変型の光フィルタにおいては、反射膜間の間隔を精度よく調節できることが好ましい。

また、光フィルタにおける反射膜を変位させる場合のみならず、例えば可動部を有する駆動装置においても、当該可動部を精度よく動作させることができることが好ましい。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、可動部を精度よく動作させることが可能な駆動装置を提供することを課題の１つとしている。また、本発明は、反射膜間の間隔を精度よく調節することが可能な光フィルタを提供することを課題の１つとしている。

請求項１に記載の発明による駆動装置は、間隙をおいて対向する第１及び第２の主表面をそれぞれ有する第１及び第２の基板と、底面が前記第１の主表面を構成し、前記第１の主表面に垂直な方向に移動する可動部と、前記第１の基板に対して前記可動部を移動可能に支持する支持部と、前記可動部の外周部に沿って前記第１の主表面上に形成された第１の駆動電極と、前記可動部の移動方向から透視した場合に前記第１の駆動電極よりも内側にオフセットして、前記第２の主表面上に形成された第２の駆動電極と、を有することを特徴としている。

また、請求項１０に記載の発明による光フィルタは、当該駆動装置と、可動部上及び第２の主表面上において互いに対向して配された第１及び第２の反射膜と、を有することを特徴としている。

（ａ）は実施例１に係る駆動装置の模式的な上面図であり、（ｂ）は実施例１に係る駆動装置の断面図である。 （ａ）は実施例１に係る駆動装置の電極部の構造を示す断面図であり、（ｂ）は実施例１に係る駆動装置の動作時における状態を示す断面図である。 （ａ）は実施例１及び比較例に係る駆動装置の駆動電圧に対する可動部の移動量の関係を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例１及び変形例２に係る駆動装置の断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例２及びその変形例に係る駆動装置の断面図である。 （ａ）は実施例３に係る駆動装置の模式的な上面図であり、（ｂ）は実施例３に係る駆動装置の断面図である。 （ａ）は実施例４に係る光フィルタの模式的な上面図であり、（ｂ）は実施例４に係る光フィルタの断面図である。 実施例４に係る光フィルタの動作説明図である。

以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１（ａ）は、実施例１に係る駆動装置１０の上面を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。駆動装置１０は、間隙ＧＰをおいて対向する第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２をそれぞれ有する第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂを有する。以下においては、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂを基板対１１と称する場合がある。また、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２を主表面対ＰＰと称する場合がある。

本実施例においては、図１（ａ）に示すように、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂは矩形の外形を有する。また、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂは、平板形状を有する。また、第１の主表面ＰＬ１は、第１の基板１１Ａの主面の一方の中央部分からなる。また、本実施例においては、第２の基板１１Ｂの主面の一方には円柱形状の凹部が設けられており、当該凹部の底面が第２の主表面ＰＬ２である。本実施例においては、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２は、互いに平行に配置されている。

駆動装置１０は、底面が第１の主表面ＰＬ１を構成し、第１の主表面ＰＬ１に垂直な方向Ｄに移動する可動部１２を有する。本実施例においては、図１（ａ）に示すように、可動部１２は、可動部１２の移動方向Ｄに対して回転対称形状を有する。より具体的には、例えば、本実施例においては、可動部１２は、可動部１２の移動方向Ｄに沿った回転対称軸Ｃを中心軸とする円柱形状を有する。

駆動装置１０は、第１の基板１１Ａに対して可動部１２を移動可能に支持する支持部１３を有する。具体的には、例えば、支持部１３は、第１の基板１１Ａに形成されて可動部１２を取り囲む環状形状を有する。本実施例においては、支持部１３は、図１（ｂ）に示すように、可動部１２の周りに設けられた第１の基板１１Ａの薄膜部からなる。

より具体的には、第１の基板１１Ａにおける第１の主表面ＰＬ１の反対側の主面には環状の溝が設けられており、支持部１３は当該溝によって設けられた第１の基板１１Ａの比較的薄い部分である。そして、第１の基板１１Ａにおける支持部１３の内側部分は可動部１２として機能する。従って、可動部１２及び支持部１３の底面は第１の主表面ＰＬ１を構成する。なお、本実施例においては、支持部１３は、可動部１２の回転対称軸Ｃと同軸の環状形状を有する。

駆動装置１０は、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成され、可動部１２を移動させる静電気力を生成する第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂからなる駆動部１４を有する。本実施例においては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、可動部１２の移動方向Ｄ（第１の主表面ＰＬ１に垂直な方向）から透視した場合に、可動部１２の外周部に沿って配されている。

また、本実施例においては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、可動部１２の移動方向Ｄから透視したときに、可動部１２の外縁（すなわち支持部１３との接続部）の内側に円環状に設けられている。具体的には、第１の駆動電極１４Ａは、第１の主表面ＰＬ１における可動部１２の外周部に沿って膜状に設けられている。また、第２の駆動電極１４Ｂは、第２の主表面ＰＬ２において、第１の駆動電極１４Ａに対向するように膜状に設けられている。

また、図１（ｂ）に示すように、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、可動部１２の移動方向Ｄに垂直な方向において互いにオフセットして配されている。本実施例においては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、可動部１２の回転対称軸Ｃと同軸の環状形状を有する。また、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは回転対称軸Ｃを中心とした相似形状を有している。また、本実施例においては第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂの相似比は１：１ではない。

換言すれば、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、上面視において同軸に配されているが、互いにずれた位置及びサイズで形成されている。また、本実施例においては、第１の駆動電極１４Ａは、上面視において第２の駆動電極１４Ｂのわずかに外側に形成されている。すなわち、第１の主表面ＰＬ１の面内方向において、可動部１２の回転対称軸Ｃから第１の駆動電極１４Ａまでの距離は、可動部１２の回転対称軸Ｃから第２の駆動電極１４Ｂまでの距離よりも大きい。

駆動部１４は、電源（図示せず）から第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂに電圧を印加することにより、静電気力を生成する。可動部１２は、この静電気力によって第１の主表面ＰＬ１に垂直な方向Ｄ、すなわち間隙ＧＰの高さ方向に移動する。駆動装置１０は、駆動部１４によって可動部１２を移動させ、可動部１２の移動に従って対象物を駆動する装置である。

また、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動装置１０は、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂが接合部１５によって互いに接合された構造を有する。本実施例においては、接合部１５は、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂの周辺領域（可動部１２及び支持部１３の外側領域）に設けられている。

図２（ａ）は、可動部１２、支持部１３及び駆動部１４の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。図２（ａ）は、図１（ｂ）の破線で囲まれた部分を拡大して示す図である。また、図２（ａ）は、駆動部１４に電圧が印加されていない状態を示す図である。駆動装置１０は、駆動部１４に電圧が印加されていない状態では静電気力が生成されておらず、可動部１２は移動しない。この状態の可動部１２の位置を基準位置とする。また、基準位置における第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２間の間隙ＧＰの高さを高さＧＰ０とする。

図２（ａ）に示すように、駆動部１４は、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂが互いにオフセットされた位置に形成された構成を有する。本実施例においては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、可動部１２の移動方向Ｄから透視した場合に互いに重なる領域１４Ａ１及び１４Ｂ１を有する。具体的には、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、それぞれ、互いに対向する対向領域１４Ａ１及び１４Ｂ１と、互いに対向していない非対向領域１４Ａ２及び１４Ｂ２と、を有する。

また、本実施例においては、図２（ａ）に示すように、第１の駆動電極１４Ａの対向領域（第１の対向領域）１４Ａ１は第１の駆動電極１４Ａの内側部分からなり、非対向領域（第１の非対向領域）１４Ａ２は第１の駆動電極１４Ａの外側部分からなる。また、第２の駆動電極１４Ｂの対向領域（第２の対向領域）１４Ｂ１は第２の駆動電極１４Ｂの外側部分からなり、非対向領域（第２の非対向領域）１４Ｂ２は第２の駆動電極１４Ｂの内側部分からなる。

図２（ｂ）は、駆動部１４に電圧を印加した場合の可動部１２、支持部１３及び駆動部１４の部分を拡大して示す部分拡大断面図である。まず、可動部１２の移動動作の概要について説明する。第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂに電圧を印加すると、例えば、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂ間に静電引力Ｆが生ずる。支持部１３は、この静電引力Ｆによって弾性変形を起こし、第２の基板１１Ｂに向かって屈曲（傾斜）する。また、支持部１３（薄膜部）は、可動部１２の周囲に設けられている。従って、可動部１２の全体が第２の基板１１Ｂに向かって移動する。これによって、例えば、間隙ＧＰは、高さＧＰ０から高さＧＰ１に減少する。なお、印加する電圧値によっては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂ間に静電斥力を生じさせ、間隙ＧＰが増加する方向に可動部１２を移動させることもできる。

ここで、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂについて詳細に説明する。上記したように、第１及び第２の駆動電極１４Ａは及び１４Ｂは、オフセットされた位置に形成され、完全には対向していない。第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂがこのような配置関係を有することで、両者の間に生成される静電気力Ｆは、可動部１２の移動方向Ｄの成分Ｆａと、可動部１２の移動方向Ｄに垂直な方向の成分Ｆｂとを有することとなる。

換言すれば、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂは、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上に形成され、電圧の印加により可動部１２に対して可動部１２の移動方向Ｄの成分（第１の成分）Ｆａと可動部１２の移動方向Ｄに垂直な方向の成分（第２の成分）Ｆｂとを有する静電気力Ｆを与えるように構成されている。

駆動部１４によって生成される静電気力Ｆのうち、第１の主表面ＰＬ１に垂直な成分Ｆａは可動部１２を移動させることに寄与する。一方、第１の主表面ＰＬ１に平行な成分Ｆｂは、可動部１２を移動させることには寄与しない。従って、駆動部１４に印加される電圧の変化に対し、可動部１２は大きく移動しない。

図３（ａ）は、駆動部１４に印加する電圧と可動部１２の移動量との関係を示す図である。なお、駆動装置１０との比較のため、比較例に係る駆動装置１００として、図３（ｂ）に示すように、互いに完全に対向する駆動電極Ｅ１及びＥ２を有することを除いては駆動装置１０と同様の構成を有する駆動装置を準備した。図３（ａ）は、両者における印加電圧と可動部の移動量の関係の比較結果を示すグラフである。図３（ａ）の横軸は駆動電極に印加する電圧値であり、縦軸は可動部の移動量である。

図３（ａ）に示すように、駆動装置１００では、駆動電極Ｅ１及びＥ２間に印加される電圧を増加させると、徐々に可動部１２の移動量の変化が大きくなっていることがわかる。一方、駆動装置１０においては、駆動電極１４Ａ及び１４Ｂへの印加電圧の変化に対する可動部１２の移動量の変化は緩やかなものとなっていることがわかる。これは、駆動電極１４Ａ及び１４Ｂをオフセットして配置したことによると解される。

また、膜状（板状）の電極によって静電気力を生成させる場合、静電気力の大きさは電極間の距離の２乗に反比例する。すなわち、例えば、電極間の距離が半分になった場合、生成される静電気力は４倍になる。すなわち、電極間の距離を比較的小さくして配置する場合は、印加電圧を変化させると急激に電極間距離が変化する。

これに対し、本実施例においては、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂがオフセットされて配置されている。従って、上記したように、静電気力Ｆの一部（成分Ｆｂ）が可動部１２の移動に寄与しないため、印加電圧の変化に対する可動部１２の移動力（成分Ｆａ）の変化が緩やかなものとなる。従って、可動部１２の急激な移動を抑制することができる。

さらに、本実施例においては、生成される静電気力Ｆにおける可動部１２の移動方向Ｄに垂直な方向の成分Ｆｂは、可動部１２の移動時における変形（歪み）を抑制することに寄与する。具体的には、本実施例のように支持部１３の弾性変形によって可動部１２を移動させる場合、可動部１２の中央部分が屈曲するように変形することがある。これは、駆動電圧の印加時において、可動部１２の外周部分（すなわち支持部１３の近傍）に作用する応力と、可動部１２の中央部分に作用する応力との差異によるものである。従って、可動部１２の全体が正確に移動しない場合がある。

例えば、可動部１２を第２の主表面ＰＬ２に向かう方向に移動させた場合、可動部１２の中央部分が第２の主表面ＰＬ２側に屈曲する場合がある。これに対し、本実施例においては、静電気力Ｆのうち、方向Ｄに垂直な方向の成分Ｆｂは、可動部１２を第１の主表面ＰＬ１の面内方向に伸縮させるような力として可動部１２に作用する。従って、可動部１２の移動時における歪みが抑制され、可動部１２の全体を安定して精密に移動させることができる。

図４（ａ）は、実施例１の変形例１に係る駆動装置１０Ａの断面図である。駆動装置１０Ａは、駆動部１６の構成を除いては駆動装置１０と同様の構成を有している。本変形例においては、駆動部１６は、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成された第１及び第２の駆動電極１６Ａ及び１６Ｂを有する。本変形例においては、可動部１２の移動方向Ｄから透視したとき、第１の駆動電極１６Ａは第２の駆動電極１６Ｂよりも内側に配されている。

本変形例のように、第１の駆動電極１６Ａが第２の駆動電極１６Ｂよりも可動部１２（駆動電極１６Ａ及び１６Ｂ）の回転対称軸Ｃ寄りにずれていてもよい。この場合、可動部１２に対し、可動部１２を第１の主表面ＰＬ１に垂直な方向Ｄに移動させる力と、可動部１２を第１の主表面ＰＬ１に平行な方向に引っ張る力とを有する静電気力が生成される。

図４（ｂ）は、実施例１の変形例２に係る駆動装置１０Ｂの断面図である。駆動装置１０Ｂは、駆動部１７の構成を除いては駆動装置１０と同様の構成を有している。本変形例においては、駆動部１７は、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成された第１及び第２の駆動電極１７Ａ及び１７Ｂを有する。本変形例においては、第１及び第２の駆動電極１７Ａ及び１７Ｂは、互いに対向する領域（例えば対向領域１４Ａ１及び１４Ｂ１）を有していない。

すなわち、第１及び第２の駆動電極１７Ａ及び１７Ｂは、上面視において互いに重ならないように配置されている。本変形例においては、生成される静電気力のうち、可動部１２を移動させる力が比較的小さい。従って、より厳密に可動部１２の移動量を制御したい場合に有用な構成となる。

上記したように、駆動装置１０（１０Ａ又は１０Ｂ）は、可動部１２の移動方向Ｄの成分Ｆａと当該移動方向Ｄに垂直な方向の成分Ｆｂとを有する静電気力Ｆを生成する第１及び第２の駆動電極１４Ａ（１６Ａ又は１７Ａ）及び１４Ｂ（１６Ｂ又は１７Ｂ）を含む。従って、可動部１２を精度よく動作させ、安定した駆動を行うことが可能な駆動装置を提供することができる。

図５（ａ）は、実施例２に係る駆動装置２０の構成を示す断面図である。駆動装置２０は、駆動部２１の構成を除いては、駆動装置１０と同様の構成を有している。駆動部２１は、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成され、互いに異なる電極幅を有して環状に形成された第１及び第２の駆動電極２１Ａ及び２１Ｂを有する。具体的には、第１の駆動電極２１Ａの配線幅Ｗ１、すなわち可動部１２の回転対称軸Ｃを中心としたラジアル方向（半径方向）における長さは、第２の駆動電極２１Ｂの配線幅Ｗ２よりも大きい。

本実施例においては、図５（ａ）に示すように、第１の駆動電極２１Ａは、第２の駆動電極２１Ｂに対向する対向領域と、当該対向領域の外側に設けられた非対向領域とを有する。一方、第２の駆動電極２１Ｂは、全体として第１の駆動電極２１Ａに対向している。

図５（ｂ）は、実施例２の変形例に係る駆動装置２０Ａの構成を示す断面図である。駆動装置２０Ａは、駆動部２２の構成を除いては、駆動装置２０と同様の構成を有している。駆動部２２は、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成され、互いに異なる電極幅を有して環状に形成された第１及び第２の駆動電極２２Ａ及び２２Ｂを有する。本変形例においては、第１の駆動電極２２Ａの配線幅Ｗ３、すなわち可動部１２の回転対称軸Ｃを中心としたラジアル方向における長さは、第２の駆動電極２２Ｂの配線幅Ｗ４よりも小さい。

本変形例においては、図５（ｂ）に示すように、第１の駆動電極２２Ａは、全体として第２の駆動電極２２Ｂに対向している。一方、第２の駆動電極２２Ｂは、第１の駆動電極２２Ａに対向する対向領域と、当該対向領域の内側に設けられた非対向領域とを有する。

駆動装置２０及び２０Ａのように、例えば生成する静電気力の各方向の成分の調節を考慮して、互いに異なる配線幅を有する駆動電極２１Ａ（２２Ａ）及び２１Ｂ（２２Ｂ）を有していてもよい。なお、駆動装置２０及び２０Ａにおいても、第１及び第２の駆動電極２１Ａ（２２Ａ）及び２１Ｂ（２２Ｂ）は、全体として互いにオフセットされるような位置に形成されている。

図６（ａ）は、実施例３に係る駆動装置３０の模式的な上面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図である。駆動装置３０は、駆動部３１及び検知部３２の構成を除いては、駆動装置１０と同様の構成を有している。駆動装置３０は、可動部１２を移動させる静電気力を生成する駆動部３１と、可動部の移動量（位置）を検知する検知部３２とを有する。また、駆動部３１は、互いに独立した複数の副駆動部３１Ｐを有する。また、検知部３２は、互いに独立した少なくとも１つの副検知部３２Ｐを有する。

また、副駆動部３１Ｐ及び副検知部３２Ｐの各々は、それぞれ、可動部１２の回転対称軸Ｃに関して回転対称に配されている。本実施例においては、駆動部３１は、９０度回転対称に形成された４つの副駆動部３１Ｐを有する。また、検知部３２は、副駆動部３１Ｐの内側に９０度回転対称に形成された４つの副検知部３２Ｐを有する。

図６（ｂ）に示すように、副駆動部３１Ｐは、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成され、可動部１２を移動させる静電気力を生成する第１及び第２の副駆動電極３１Ａ及び３１Ｂを有する。第１及び第２の副駆動電極３１Ａ及び３１Ｂは、駆動装置１０における第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂの各々が互いに絶縁された４つの副駆動電極によって構成された場合に相当する。例えば、本実施例においては、４つの第１の副駆動電極３１Ａは、互いに離間して配置されている。

本実施例においては、駆動部３１を複数の副駆動部３１Ｐに分け、副駆動部３１Ｐの各々が互いに無関係に可動部１２を移動させる。例えば、本実施例のように、環状に４つの副駆動部３１Ｐを配置した場合、可動部１２を傾斜させるように移動させることができる。従って、高い自由度で可動部１２を移動させることができる。例えば、可動部１２が移動時に意図しない移動（例えば傾斜）を行っている場合、所望の移動態様となるように補正（修正）することができる。

また、副検知部３２Ｐは、第１及び第２の主表面ＰＬ１及びＰＬ２上にそれぞれ形成され、可動部１２の移動量を検知する第１及び第２の検知電極３２Ａ及び３２Ｂを有する。検知部３１（副検知部３１Ｐ）は、第１及び第２の検知電極３２Ａ及び３２Ｂ間に生じた静電容量に基づいて第１及び第２の検知電極３２Ａ及び３２Ｂ間の距離を算出する。これによって、検知部３２は間隙ＧＰの高さを検知する。また、副検知部３２Ｐの各々は互いに絶縁されており、副検知部３２Ｐの各々は互いに独立して検知動作を行う。

まず、検知部３２を有することで、可動部１２の実際の移動量を計測することができる。また、検知部３２が複数の副検知部３２Ｐを有することで、可動部１２の移動量の分布（ばらつき）を計測することができる。また、この検知結果に基づいて副駆動部３１Ｐに印加する電圧を調節することで、高い自由度で、精密にかつ正確に可動部１２を移動させることができる。すなわち、駆動部３１が検知部３２による検知結果に基づいて駆動されることで、高い自由度で正確な駆動調整を行うことができる。

また、本実施例においては、副検知部３２Ｐの各々は、それぞれ副駆動部３１Ｐに対応して配置されている。従って、副検知部３２Ｐの検知単位が副駆動部３１Ｐの駆動単位に対応する。これによって、例えば、副検知部３２Ｐからの検知結果を対応する副駆動部３１Ｐに供給し、自動で副駆動部３１Ｐの駆動力（印加電圧）を調節させることができる。

本実施例においては、駆動部３１が複数の副駆動部３１Ｐを有する。また、可動部１２の移動量を検知する検知部３２を有し、検知部３２が複数の副検知部３２Ｐを有する。従って、高い自由度で、正確にかつ精度よく可動部１２を移動させることが可能な駆動装置３０を提供することができる。

なお、本実施例においては、駆動装置３０が検知部３２を有し、検知部３２が複数の副検知部３２Ｐを有する場合について説明した。しかし、駆動装置３０は検知部３２を有する必要はない。また、検知部３２は副検知部３２Ｐを有する場合に限定されない。

図７（ａ）は、実施例４に係る光フィルタ４０の模式的な上面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図である。光フィルタ４０は、駆動装置１０に反射膜４１Ａ及び４１Ｂからなる反射膜対４１が形成された構成を有している。本実施例においては、光フィルタ４０は、可動部１２上及び第２の主表面ＰＬ２上に互いに対向してそれぞれ形成された第１及び第２の反射膜４１Ａ及び４１Ｂを有する。

本実施例においては、第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂは透光性を有する。第１及び第２の基板１１Ａ及び１１Ｂは、例えば、石英、ホウケイ酸ガラス、シリコンなどからなる。なお、本明細書において、透光性とは、光（可視光）を含む電磁波のうち、少なくとも一部の電磁波を透過する特性をいう。

また、反射膜対４１は、電磁波を選択的に透過する共振器特性を有する。反射膜対４１は、例えば、ファブリペローエタロンを構成する。第１及び第２の反射膜４１Ａ及び４１Ｂは、例えばＡｇ及びＡｇを含む合金からなる薄膜であり、透過性を有する反射膜（反射性の膜）である。本実施例においては、反射膜対４１は、反射膜対４１に垂直な方向から透視したとき、駆動部１４の内側に形成され、可動部１２の回転対称軸Ｃと同軸の回転対称形状を有する。また、本実施例においては、第１及び第２の反射膜４１Ａ及び４１Ｂは、円柱形状を有する。

次に、図８を用いて光フィルタ４０のフィルタリング動作について説明する。図８は、図７（ｂ）と同様の断面図であるが、ハッチングを省略している。図８は、入力光ＩＬが光フィルタ４０に入射してから選択光ＳＬとして外部に取出されるまでを模式的に示す図である。まず、例えば、入力光ＩＬは、第１の基板１１Ａを介して光フィルタ４０に入射する。入力光ＩＬは、第１の基板１１Ａを透過した後、第１の反射膜４１Ａを透過する。

入力光ＩＬは、第１及び第２の反射膜１３Ａ及び１３Ｂ間において多重反射を繰り返す。この際、入力光ＩＬのうち、第１及び第２の反射膜４１Ａ及び４１Ｂ間の間隔ＤＴ（光学ギャップ）に対応する波長の光は残存し、他の波長の光は減衰する。この残存した波長の光は、選択光ＳＬとして第２の反射膜４１Ｂを透過する。選択光ＳＬは、第２の反射膜４１Ｂを透過した後、第２の基板１１Ｂから出射する。このようにして、光フィルタ４０は、入射された光（電磁波）を選択的に出力（透過）する。

ここで、反射膜対４１を透過する電磁波の波長は、第１及び第２の反射膜４１Ａ及び４１Ｂ間の間隔ＤＴによって定まる。本実施例においては、第１の反射膜４１Ａが可動部１２上に形成されている。従って、第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂによって可動部１２が移動すると、第１の反射膜４１Ａが第２の主表面ＰＬ２に垂直な方向に変位する。すなわち、可動部１２の移動に従って反射膜対４１の光学ギャップＤＴが変化する。これによって、光フィルタ４０の波長選択特性は変化する。換言すれば、光フィルタ４０は、波長可変型の光フィルタである。

本実施例においては、互いにオフセットされた第１及び第２の駆動電極１４Ａ及び１４Ｂによって可動部１２の移動は正確にかつ精密に行われる。従って、第１の反射膜４１Ａの変位量、すなわち光学ギャップＤＴの調節を精度よく行うことができる。従って、反射膜４１Ａ及び４１Ｂ間の間隔ＤＴを精度よく調節することが可能な光フィルタ４０を提供することができる。

なお、本実施例においては、光フィルタ４０として、駆動装置１０に反射膜対４１が形成される構成を有する場合について説明した。しかし、反射膜４１は、駆動装置１０内に設けられる場合に限定されない。例えば、駆動装置２０又は３０に反射膜対４１が設けられて光フィルタが構成されていてもよい。例えば駆動装置３０に反射膜対４１が形成された場合、反射膜対４１の間隔ＤＴを実測しつつ高い自由度で調節することができ、高性能な光フィルタとなる。

また、本実施例のように、反射膜対４１、支持部１３、駆動部１４は、可動部１２の回転対称軸Ｃと同軸の回転対称形状を有することで、安定した光学ギャップＤＴの調節を行うことができる。

上記においては、可動部１２の移動方向Ｄの成分Ｆａと当該移動方向Ｄに垂直な方向の成分Ｆｂとを有する静電気力Ｆを生成する駆動電極を有する。従って、精度よく可動部１２を移動させることができる駆動装置などを提供することができる。また、反射膜の間隔を精度よく調節し、精度よくフィルタリング特性を調節することが可能な光フィルタ４０を提供することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、２０、２０Ａ、３０ 駆動装置
１１Ａ 第１の基板
１１Ｂ 第２の基板
１２ 可動部
１３ 支持部
１４Ａ、１６Ａ、１７Ａ、２１Ａ、２２Ａ、３１Ａ 第１の駆動電極
１４Ｂ、１６Ｂ、１７Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、３１Ｂ 第２の駆動電極
３２Ａ 第１の検知電極
３２Ｂ 第２の検知電極
４０ 光フィルタ
４１Ａ 第１の反射膜
４１Ｂ 第２の反射膜

Claims (10)

1. 間隙をおいて対向する第１及び第２の主表面をそれぞれ有する第１及び第２の基板と、
   底面が前記第１の主表面を構成し、前記第１の主表面に垂直な方向に移動する可動部と、
   前記第１の基板に対して前記可動部を移動可能に支持する支持部と、
   前記可動部の外周部に沿って前記第１の主表面上に形成された第１の駆動電極と、
   前記可動部の移動方向から透視した場合に前記第１の駆動電極よりも内側にオフセットして、前記第２の主表面上に形成された第２の駆動電極と、
   を有することを特徴とする駆動装置。
2. 前記第１及び第２の駆動電極は、電圧の印加により前記可動部に対して前記可動部の移動方向の第１の成分と、前記移動方向に垂直且つ前記外周部から内側に向かう方向の第２の成分とを有する静電引力を生じることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記可動部は前記移動方向に関して回転対称形状を有し、
   前記第１及び第２の駆動電極は、前記可動部の回転対称軸と同軸の回転対称形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記可動部は前記回転対称軸を中心軸とする円柱形状を有し、
   前記支持部は前記第１の基板に形成されて前記可動部を取り囲む環状形状を有し、
   前記支持部、前記第１及び第２の駆動電極は前記回転対称軸に関して同軸の環状形状を有することを特徴とする請求項３に記載の駆動装置。
5. 前記第１及び第２の駆動電極は前記移動方向から透視した場合に互いに重なる領域を有することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の駆動装置。
6. 前記第１及び第２の駆動電極は互いに異なる電極幅を有することを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記第１の駆動電極は互いに絶縁された複数の第１の副駆動電極を有し、
   前記第２の駆動電極は互いに絶縁された複数の第２の副駆動電極を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の駆動装置。
8. 前記可動部の移動量を検知する検知部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の駆動装置。
9. 前記検知部は少なくとも１つの副検知部を有し、
   前記少なくとも１つの副検知部の各々は、前記第１及び第２の主表面上において互いに対向して配された第１及び第２の検知電極を有することを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１つに記載の駆動装置と、
    前記可動部上及び前記第２の主表面上において互いに対向して配された第１及び第２の反射膜と、を有することを特徴とする光フィルタ。

Images