JP7325623B2 - 光走査装置及び距離測定装置 - Google Patents

Description

本開示は、光走査装置及び距離測定装置に関する。

特許第２７２２３１４号公報（特許文献１）は、プレーナー型ガルバノミラーを開示している。プレーナー型ガルバノミラーは、半導体基板と、可動板と、可動板上に設けられているミラーと、半導体基板に対して可動板を揺動可能に支持するトーションバーとを備えている。

特許第２７２２３１４号公報

このガルバノミラーでは、可動板とミラー膜とを含むミラー部の共振周波数でミラー部を駆動して、光をできる限り高速にかつ大きな偏向角で走査している。しかし、トーションバーのねじり破壊を防止するために、ガルバノミラーの偏向角は、最大でも十数度に限定される。また、このガルバノミラーに入射する光を一つのミラーで受光している。そのため、ミラー部のサイズ及び質量が大きく、このガルバノミラーを用いた光走査の高速化には限界がある。

本開示は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、本開示の一局面の目的は、より高速にかつより大きな偏向角で光を走査することができる光走査装置を提供することである。本開示の別の局面の目的は、より高速にかつより容易に周囲の距離を測定することができる距離測定装置を提供することである。

本開示の光走査装置は、基板と、複数の可動ミラー素子とを備える。基板は、第１方向と第１方向に垂直な第２方向とに延在する主面を含む。複数の可動ミラー素子は、基板の主面の平面視において、基板の主面上に二次元的に配列されている。複数の可動ミラー素子は、互いに独立して動作可能であり、かつ、回折格子を形成可能である。複数の可動ミラー素子は、それぞれ、梁と、第１アンカーと、第２アンカーと、可動ミラーと、柱とを含む。梁は、基板の主面に垂直な第３方向に撓み得る。第１アンカーは、基板の主面上に設けられており、かつ、梁の第１端部を支持する。第２アンカーは、基板の主面上に設けられており、かつ、第１端部とは反対側の梁の第２端部を支持する。可動ミラーは、梁から第３方向に離間されている可動板と、可動板上に設けられているミラー膜とを含む。柱は、可動板と、第１端部及び第２端部とは異なる梁の部分とを接続する。

本開示の距離測定装置は、本開示の光走査装置を備える。

本開示の光走査装置では、光走査装置への入射光を、複数の可動ミラー素子の可動ミラーで受光する。可動ミラーの各々のサイズ及び質量は減少して、可動ミラーを高速に動かすことができる。そのため、光走査装置は、より高速に光を走査することを可能にする。また、光走査装置では、互いに独立して動作可能な複数の可動ミラー素子に形成される回折格子を用いて、光走査装置への入射光を偏向している。そのため、光走査装置は、より大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

本開示の距離測定装置は、距離測定装置は、より高速に光を走査することができる本開示の光走査装置を備えている。そのため、距離測定装置は、距離測定装置は、より高速に周囲の距離を測定することを可能にする。本開示の距離測定装置は、より大きな偏向角光を走査することができる本開示の光走査装置を備えている。そのため、距離測定装置は、より容易に周囲の距離を測定することを可能にする。

実施の形態１，３，４の光走査装置の概略図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態１の光走査装置の、図５及び図６に示される断面線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大側面図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態１の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法の一工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法における、図１０に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法における、図１１に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法の一工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法における、図１３に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法における、図１２及び図１４に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の光走査装置の製造方法における、図１５に示される工程の次工程を示す概略部分拡大断面図である。 実施の形態１の変形例の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態１の変形例の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態１の変形例の光走査装置の概略部分拡大斜視図である。 実施の形態２の光走査装置の概略図である。 実施の形態２の光走査装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態３の光走査装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態４の光走査装置の概略部分拡大平面図である。 実施の形態５の光走査装置の概略図である。 実施の形態５の光走査装置の概略部分拡大断面図である。 実施の形態６の距離測定装置の概略図である。 実施の形態６の距離測定装置に含まれるコントローラの概略ブロック図である。

以下、本開示の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。

実施の形態１．
図１から図６を参照して、実施の形態１の光走査装置１を説明する。光走査装置１は、基板２と、複数の可動ミラー素子３と、コントローラ７とを備える。

基板２は、第１方向（ｘ方向）と第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）とに延在する主面２ａを含む。基板２は、例えば、１００μｍ以上１０００μｍ以下の厚さを有する。

図３及び図４に示されるように、本実施の形態では、基板２は、導電性基板１０と、導電性基板１０上に設けられている第１絶縁膜１１とを含む。導電性基板１０は、例えば、ドーパントを含むシリコン基板であり、第１絶縁膜１１は、例えば、窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜、または、窒化シリコン膜と二酸化シリコン膜との積層膜である。基板２は、絶縁基板であってもよい。第１絶縁膜１１は、例えば、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下の厚さを有する。基板２が絶縁基板である場合には、第１絶縁膜１１は省略され得る。

複数の可動ミラー素子３は、基板２の主面２ａの平面視において、基板２の主面２ａ上に二次元的に配列されている。複数の可動ミラー素子３は、互いに独立して動作可能であり、かつ、回折格子を形成可能である。複数の可動ミラー素子３は、それぞれ、電極１２ａと、電極１２ｂと、配線１３ａと、配線１３ｂと、電極１４と、配線１５と、アンカー１７ａと、アンカー１７ｂと、梁１８ａと、可動ミラー２０と、柱２３とを含む。複数の可動ミラー素子３は、それぞれ、電極１２ｃと、電極１２ｄと、配線１３ｃと、配線１３ｄと、アンカー１７ｃと、アンカー１７ｄと、梁１８ｂとをさらに含んでもよい。

電極１２ａと電極１２ｂとは、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、電極１２ａと電極１２ｂとは、第１絶縁膜１１上に設けられており、かつ、互いに離間されている。配線１３ａと配線１３ｂとは、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、配線１３ａと配線１３ｂとは、第１絶縁膜１１上に設けられている。配線１３ａは、電極１２ａに接続されており、電極１２ａへの電圧の供給路である。配線１３ｂは、電極１２ｂに接続されており、電極１２ｂへの電圧の供給路である。電極１２ａと電極１２ｂと配線１３ａと配線１３ｂとは、例えば、導電性ポリシリコン、または、アルミニウム、金もしくは白金のような金属で形成されている。電極１２ａと電極１２ｂと配線１３ａと配線１３ｂとは、各々、例えば、０．１０μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する。

電極１２ｃと電極１２ｄは、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、電極１２ｃと電極１２ｄとは、第１絶縁膜１１上に設けられており、かつ、互いに離間されている。配線１３ｃと配線１３ｄとは、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、配線１３ｃと配線１３ｄとは、第１絶縁膜１１上に設けられている。配線１３ｃは、電極１２ｃに接続されており、電極１２ｃへの電圧の供給路である。配線１３ｄは、電極１２ｄに接続されており、電極１２ｄへの電圧の供給路である。電極１２ｃと電極１２ｄと配線１３ｃと配線１３ｄとは、例えば、アルミニウム、金もしくは白金のような金属、または、導電性ポリシリコンで形成されている。電極１２ｃと電極１２ｄと配線１３ｃと配線１３ｄとは、例えば、０．１０μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する。

電極１４は、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、電極１４は、第１絶縁膜１１上に設けられており、かつ、電極１２ａ，１２ｂと電極１２ｃ，１２ｄとから電気的に絶縁されている。電極１４は、第３方向（ｚ方向）において柱２３に対向している。配線１５は、基板２の主面２ａ上に設けられている。具体的には、配線１５は、第１絶縁膜１１上に設けられている。配線１５は、電極１４に接続されており、電極１４への電圧の供給路である。電極１４と配線１５とは、例えば、アルミニウム、金もしくは白金のような金属、または、導電性ポリシリコンで形成されている。電極１４と配線１５とは、例えば、０．１０μｍ以上１０μｍ以下の厚さを有する。

アンカー１７ａとアンカー１７ｂとは、基板２の主面２ａ上に設けられている。特定的には、アンカー１７ａは、電極１２ａ上に設けられており、電極１２ａを介して基板２の主面２ａ上に設けられている。アンカー１７ｂは、電極１２ｂ上に設けられており、電極１２ｂを介して基板２の主面２ａ上に設けられている。アンカー１７ａとアンカー１７ｂとは、梁１８ａを支持する。具体的には、アンカー１７ａは、梁１８ａの第１端部を支持している。アンカー１７ｂは、梁１８ａの第１端部とは反対側の梁１８ａの第２端部を支持している。アンカー１７ａとアンカー１７ｂとは、導電性を有してもよい。アンカー１７ａとアンカー１７ｂとは、例えば、導電性ポリシリコンで形成されている。アンカー１７ａは、電極１２ａに電気的に接続されている。アンカー１７ｂは、電極１２ｂに電気的に接続されている。

アンカー１７ｃとアンカー１７ｄとは、基板２の主面２ａ上に設けられている。特定的には、アンカー１７ｃは、電極１２ｃ上に設けられており、電極１２ｃを介して基板２の主面２ａ上に設けられている。アンカー１７ｄは、電極１２ｄ上に設けられており、電極１２ｄを介して基板２の主面２ａ上に設けられている。アンカー１７ｃとアンカー１７ｄとは、梁１８ｂを支持する。具体的には、アンカー１７ｃは、梁１８ｂの第３端部を支持している。アンカー１７ｄは、梁１８ｂの第３端部とは反対側の梁１８ｂの第４端部を支持している。アンカー１７ｃとアンカー１７ｄとは、導電性を有してもよい。アンカー１７ｃとアンカー１７ｄとは、例えば、導電性ポリシリコンで形成されている。アンカー１７ｃは、電極１２ｃに電気的に接続されている。アンカー１７ｄは、電極１２ｄに電気的に接続されている。

図３及び図４に示されるように、梁１８ａは、基板２の主面２ａに垂直な第３方向（ｚ方向）に撓み得る。梁１８ａは、アンカー１７ａとアンカー１７ｂとにおいて、基板２に固定されている。具体的には、梁１８ａの第１端部は、アンカー１７ａによって支持されている。梁１８ａの第２端部は、アンカー１７ｂによって支持されている。梁１８ａは、導電性を有してもよい。梁１８ａは、例えば、導電性ポリシリコンで形成されている。梁１８ａは、アンカー１７ａを介して、電極１２ａに電気的に接続されている。梁１８ａは、アンカー１７ｂを介して、電極１２ｂに電気的に接続されている。

梁１８ｂは、基板２の主面２ａに垂直な第３方向（ｚ方向）に撓み得る。梁１８ｂは、アンカー１７ｃとアンカー１７ｄとにおいて、基板２に固定されている。具体的には、梁１８ｂの第３端部は、アンカー１７ｃによって支持されている。梁１８ｂの第４端部は、アンカー１７ｄによって支持されている。梁１８ｂは、導電性を有してもよい。梁１８ｂは、例えば、導電性ポリシリコンで形成されている。梁１８ｂは、アンカー１７ｃを介して、電極１２ｃに電気的に接続されている。梁１８ｂは、アンカー１７ｄを介して、電極１２ｄに電気的に接続されている。

図６に示されるように、基板２の主面２ａの平面視では、梁１８ｂのうち柱２３に接続される部分における梁１８ｂの長手方向は、梁１８ａのうち柱２３に接続される部分における梁１８ａの長手方向に交差している。特定的には、基板２の主面２ａの平面視では、梁１８ｂのうち柱２３に接続される部分における梁１８ｂの長手方向は、梁１８ａのうち柱２３に接続される部分における梁１８ａの長手方向に垂直である。具体的には、基板２の主面２ａの平面視では、梁１８ａのうち柱２３に接続される部分における梁１８ａの長手方向は、第２方向（ｙ方向）である。基板２の主面２ａの平面視では、梁１８ｂのうち柱２３に接続される部分における梁１８ｂの長手方向は、第１方向（ｘ方向）である。

基板２の主面２ａの平面視において、可動ミラー２０は、例えば、正方形の形状を有している。可動ミラー２０は、可動板２１と、ミラー膜２２とを含む。可動板２１は、梁１８ａから第３方向（ｚ方向）に離間されている。可動板２１は、梁１８ｂから第３方向（ｚ方向）に離間されている。可動板２１は、例えば、導電性シリコンで形成されている。ミラー膜２２は、可動板２１上に設けられている。ミラー膜２２は、例えば、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ膜またはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜である。Ｃｒ膜とＴｉ膜とは、シリコンで形成されている可動板２１へのミラー膜２２の密着性を向上させる。ミラー膜２２の最上層がＡｕ膜であるため、ミラー膜２２は、光走査装置１に入射する光に対して、高い反射率を有する。

柱２３の長手方向は、第３方向（ｚ方向）である。柱２３は、可動板２１と、梁１８ａの第１端部及び梁１８ａの第２端部とは異なる梁１８ａの部分とを接続する。特定的には、梁１８ａの部分は梁１８ａの中央部であり、柱２３は梁１８ａの中央部に接続されている。柱２３は、可動板２１と、梁１８ｂの第３端部及び梁１８ｂの第４端部とは異なる梁１８ｂの部分とを接続する。特定的には、梁１８ｂの部分は梁１８ｂの中央部であり、柱２３は梁１８ｂの中央部に接続されている。柱２３は、ミラー膜２２が形成される可動板２１のおもて面とは反対側の可動板２１の裏面に接続されている。柱２３は、第２絶縁膜２４を介して、可動板２１の裏側に接続されてもよい。柱２３は、例えば、導電性シリコンで形成されている。第２絶縁膜２４は、例えば、二酸化シリコン膜である。

柱２３と、柱２３に接続されている梁１８ａの部分とは、第３方向（ｚ方向）において、電極１４に対向している。柱２３と、柱２３に接続されている梁１８ｂの部分とは、第３方向（ｚ方向）において、電極１４に対向している。可動ミラー２０と柱２３とは、梁１８ａで支持されている。可動ミラー２０と柱２３とは、梁１８ａと梁１８ｂとで支持されてもよい。可動ミラー２０と柱２３とが梁１８ａと梁１８ｂとで支持されることによって、可動ミラー２０の変位方向をより確実に基板２に垂直な第３方向（ｚ方向）とすることができる。

コントローラ７は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）のような半導体プロセッサで形成されている。コントローラ７は、第３方向（ｚ方向）における可動ミラー２０の垂直変位量を制御して、複数の可動ミラー素子３に回折格子を形成する。

具体的には、図１に示されるように、コントローラ７は、電圧制御部８を含む。電圧制御部８は、配線１３ａ，１３ｂを介して、電極１２ａ，１２ｂに接続されている。電圧制御部８は、配線１３ｃ，１３ｄを介して、電極１２ｃ，１２ｄに接続されている。梁１８ａは、アンカー１７ａを介して電極１２ａに電気的に接続されている。梁１８ａは、アンカー１７ｂを介して電極１２ｂに電気的に接続されている。具体的には、電極１２ａは、アンカー１７ａを介して、梁１８ａの第１端部に電気的に接続されている。電極１２ｂは、アンカー１７ｂを介して、梁１８ａの第１端部とは反対側の梁１８ａの第２端部に電気的に接続されている。

梁１８ｂは、アンカー１７ｃを介して電極１２ｃに電気的に接続されている。梁１８ｂは、アンカー１７ｄを介して電極１２ｄに電気的に接続されている。具体的には、電極１２ｃは、アンカー１７ｃを介して、梁１８ｂの第３端部に電気的に接続されている。電極１２ｄは、アンカー１７ｄを介して、梁１８ｂの第３端部とは反対側の梁１８ｂの第４端部に電気的に接続されている。電圧制御部８は、電極１２ａ，１２ｂに電気的に接続されている梁１８ａの電圧を制御する。電圧制御部８は、電極１２ｃ，１２ｄに電気的に接続されている梁１８ｂの電圧を制御する。

電圧制御部８は、配線１５を介して、電極１４に接続されている。電圧制御部８は、電極１４の電圧を制御する。こうして、電圧制御部８は、梁１８ａと電極１４との間の電圧を制御する。電圧制御部８は、梁１８ｂと電極１４との間の電圧を制御する。コントローラ７は、第３方向（ｚ方向）における可動ミラー２０の垂直変位量を制御することができる。

例えば、図２の白色の可動ミラー素子３では、図２の斜線の可動ミラー素子３よりも、梁１８ａと電極１４との間の電圧が相対的に小さい。図３に示されるように、図２の白色の可動ミラー素子３の可動ミラー２０の垂直変位量は、第１垂直変位量である。特定的には、図２の白色の可動ミラー素子３では、梁１８ａと電極１４との間の電圧がゼロであり、梁１８ａと電極１４との間に静電引力が作用しない。図２の白色の可動ミラー素子３では、梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０の第１垂直変位量はゼロである。

これに対し、図４に示されるように、図２の斜線の可動ミラー素子３の可動ミラー２０の第２垂直変位量は、第１垂直変位量より大きい。第３方向（ｚ方向）において、図２の斜線の可動ミラー素子３の可動ミラー２０は、図２の白色の可動ミラー素子３の可動ミラー２０よりも、基板２の主面２ａに近位している。具体的には、図２の斜線の可動ミラー素子３では、梁１８ａと電極１４との間の電圧が非ゼロであり、梁１８ａと電極１４との間に静電引力が作用する。図２の斜線の可動ミラー素子３では、梁１８ａは、基板２の主面２ａに近づくように撓んで、可動ミラー２０の第２垂直変位量は第１垂直変位量より大きくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

コントローラ７は、図２に示されるように、複数の可動ミラー素子３から、複数の第１可動ミラー列４と複数の第２可動ミラー列５とを形成する。複数の第１可動ミラー列４は、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量である複数の可動ミラー素子３の一部からなる。複数の第２可動ミラー列５は、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量より大きな第２垂直変位量である複数の可動ミラー素子３の残部からなる。基板２の主面２ａの平面視において、複数の第１可動ミラー列４の各々の第１長手方向は、複数の第２可動ミラー列５の各々の第２長手方向に平行である。複数の第１可動ミラー列４と複数の第２可動ミラー列５とは、第１長手方向に垂直な方向に交互にかつ周期的に配列されている。こうして、複数の可動ミラー素子３は、回折格子を形成し得る。

図７に示されるように、光４０が、第３方向（ｚ方向）に沿って、複数の可動ミラー素子３の可動ミラー２０に入射する。光４０は、複数の可動ミラー素子３の可動ミラー２０によって形成される回折格子で回折される。複数の可動ミラー素子３によって回折される光の回折角θ、すなわち、光走査装置１の偏向角は、下記式（１）で与えられる。回折角θは、複数の可動ミラー素子３へ入射する光４０と、複数の可動ミラー素子３で発生する回折光（例えば、＋１次回折光４１）との間の角度として定義される。ｄは、複数の第１可動ミラー列４の周期（すなわち、複数の第２可動ミラー列５の周期）を表す。λは、複数の可動ミラー素子３へ入射される光４０の波長を表す。ｍは、整数を表す。

ｄ・ｓｉｎθ＝ｍλ （１）
複数の可動ミラー素子３の可動ミラー２０によって形成される回折格子は、例えば、＋１次回折光４１と－１次回折光４２を発生させる。＋１次回折光４１は、＋１の回折次数を有する回折光である。－１次回折光４２は、－１の回折次数を有する回折光である。回折光の回折次数は、ｍに等しい。

複数の可動ミラー素子３は、互いに独立して動作可能である。コントローラ７は、複数の可動ミラー素子３を互いに独立して制御可能である。そのため、コントローラ７は、複数の第１可動ミラー列４の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数を変更して、複数の第１可動ミラー列４の周期ｄを変更することができる。コントローラ７は、複数の第２可動ミラー列５の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数を変更して、複数の第２可動ミラー列５の周期ｄを変更することができる。具体的には、図２に示される例では、複数の第１可動ミラー列４の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数は二であるが、複数の第１可動ミラー列４の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数が一または三以上に変更されてもよい。図２に示される例では、複数の第２可動ミラー列５の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数も二であるが、複数の第２可動ミラー列５の各々に含まれる可動ミラー２０の列の数が一または三以上に変更されてもよい。

複数の第１可動ミラー列４の周期ｄ及び複数の第２可動ミラー列５の周期ｄを変更することによって、複数の可動ミラー素子３によって回折される光の回折角θ、すなわち、光走査装置１の偏向角を変更することができる。光走査装置１によって光走査される領域が変更され得る。

図７を参照して、第１垂直変位量と第２垂直変位量との差の絶対値ｕは、下記式（２）で与えられてもよい。λは複数の可動ミラー素子３へ入射される光４０の波長を表し、ｎはゼロまたは自然数を表す。そのため、光４０が複数の可動ミラー素子３によって形成される回折格子において光４０の入射方向（第３方向（ｚ方向））に向けて（すなわち、垂直に）反射されることが、抑制され得る。

ｕ＝（１／４＋ｎ／２）λ （２）
複数の可動ミラー素子３は、互いに独立して動作可能である。コントローラ７は、複数の可動ミラー素子３を互いに独立して制御可能である。そのため、図２、図８及び図９に示されるように、基板２の主面２ａの平面視において、コントローラ７は、複数の第１可動ミラー列４の各々の第１長手方向と複数の第２可動ミラー列５の各々の第２長手方向とを、第１方向（ｘ方向）と第２方向（ｙ方向）とで規定される面内（基板２の主面２ａに沿う面内、ｘｙ面内）において、変更することができる。複数の可動ミラー素子３で回折された光は、第３方向（ｚ方向）に平行な軸（ｚ軸）周りに走査され得る。

図７に示されるように、絶対値ｕは、下記式（３）を満たしてもよい。Ｗは、複数の第１可動ミラー列４のうち互いに隣り合う一対の第１可動ミラー列４の間の間隔を表し、θは複数の可動ミラー素子３によって回折される光の回折角（光走査装置１の偏向角）を表す。そのため、光走査に不要な回折光を、第１可動ミラー列４で遮ることができる。

ｕ≧Ｗ／ｔａｎθ （３）
図７に示されるように、光走査装置１は、回折格子によって生じる＋１次回折光４１と－１次回折光４２のうちの一つを遮断する遮光部材４３をさらに備える。例えば、光走査のために－１次回折光４２を利用しない場合、遮光部材４３は－１次回折光４２を遮る。遮光部材４３は、例えば、光吸収部材であってもよい。

遮光部材４３は、光シャッターであってもよい。光走査装置１の用途に応じて、光走査に用いる光として、－１次回折光４２が不要である場合と、＋１次回折光４１に加えて－１次回折光４２も必要である場合とがある。光走査に用いる光として－１次回折光４２が不要である場合、光シャッターは－１次回折光４２を遮る。光走査に用いる光として＋１次回折光４１に加えて－１次回折光４２も必要である場合、光シャッターは－１次回折光４２を通過させる。

光シャッターは、例えば、機械式光シャッターであってもよいし、電気光学式光シャッターであってもよい。電気光学式光シャッターは、例えば、一対の偏光板と、一対の偏光板の間に配置された電気光学媒質（例えば、液晶またはチタン酸ジルコン酸ランタン鉛（ＰＬＺＴ））とで形成されている。

図３、図５、図６及び図１０から図１６を参照して、実施の形態１の光走査装置１の製造方法を説明する。実施の形態１の光走査装置１の製造方法は、基板２と梁１８ａ，１８ｂとを含む第１構造体を形成する第１工程（図６及び図１０から図１２を参照）と、ミラー膜２２と柱２３とを含む第２構造体を形成する第２工程（図１３及び図１４を参照）と、第２構造体を第１構造体に接合する第３工程（図３、図５、図６、図１５及び図１６を参照）とを含む。第１工程は、第２工程に先だって行われてもよいし、第２工程の後に行われてもよい。

図６及び図１０から図１２を参照して、基板２と梁１８ａ，１８ｂとを含む第１構造体を形成する第１工程を説明する。

図１０を参照して、基板２を準備する。本実施の形態では、基板２は、導電性基板１０と、導電性基板１０上に設けられている第１絶縁膜１１とを含む。導電性基板１０は、例えば、ドーパントを含むシリコン基板である。第１絶縁膜１１は、例えば、窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜、または、窒化シリコン膜と二酸化シリコン膜との積層膜である。第１絶縁膜１１は、例えば、プラズマ増強化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）法を用いて、導電性基板１０上に形成される。基板２は、絶縁基板であってもよい。

図６及び図１０に示されるように、基板２の主面２ａ（または第１絶縁膜１１）上に、電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１４と配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５とを形成する。

具体的には、基板２の主面２ａ（または第１絶縁膜１１）上に導電膜を形成する。導電膜は、導電性ポリシリコン、または、アルミニウム、金もしくは白金のような金属で形成されている。導電膜が導電性ポリシリコンで形成されている場合には、導電膜は、例えば、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）法を用いて、基板２の主面２ａ上に形成される。導電膜がアルミニウム、金または白金のような金属で形成されている場合には、導電膜は、例えば、スパッタ法を用いて、基板２の主面２ａ上に形成される。基板２が絶縁基板である場合には、導電膜は、絶縁基板上に直接形成されてもよい。導電性基板１０と、第１絶縁膜１１と、導電膜とは、シリコンオンインシュレータ基板（ＳＯＩ基板）を構成してもよい。導電性基板１０と第１絶縁膜１１と導電膜とがＳＯＩ基板を構成する場合、導電膜は、高いドーパント濃度を有する導電性シリコン膜で形成されている。

それから、導電膜をパターニングして、電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１４と配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５とを形成する。具体的には、電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１４と配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５とが形成されるべき導電膜の一部上に、レジスト（図示せず）を形成する。レジストから露出している導電膜の残部を、例えば、誘導結合プラズマ反応性イオンエッチング（ＩＣＰ－ＲＩＥ）法のような反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法を用いて、エッチングする。レジストを、例えば、酸素アッシング法などを用いて除去する。

図１１に示されるように、電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１４と配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５と基板２の主面２ａとの上に、犠牲層３０を形成する。犠牲層３０は、例えば、リンケイ酸ガラス（ＰＳＧ）で形成されている。犠牲層３０は、例えば、ＬＰＣＶＤ法を用いて形成される。犠牲層３０は、例えば、０．０１μｍ以上２０μｍの厚さを有している。

図１１に示されるように、犠牲層３０の一部を除去して、犠牲層３０に孔３１を設ける。孔３１は、犠牲層３０のうち電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに対応する部分に設けられる。電極１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、孔３１において、犠牲層３０から露出する。具体的には、犠牲層３０上にレジスト（図示せず）を形成する。レジストには、孔（図示せず）が設けられている。レジストの孔においてレジストから露出している犠牲層３０の一部を、例えば、ＲＩＥ法のようなドライエッチング法またはウェットエッチング法を用いて、除去する。レジストを、例えば、酸素アッシング法などを用いて除去する。

図６及び図１２に示されるように、アンカー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄと、梁１８ａ，１８ｂとを形成する。

具体的には、犠牲層３０の表面上と犠牲層３０の孔３１内とに、膜を形成する。犠牲層３０の孔３１内に充填された膜は、アンカー１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄに相当する。膜は、例えば、導電性ポリシリコンのような導電性材料である。膜が導電性ポリシリコンで形成されている場合、膜は、例えば、ＬＰＣＶＤ法を用いて、形成される。膜の表面を平坦にするために、膜の表面は、例えば、化学機械研磨（ＣＭＰ）が施されてもよい。それから、犠牲層３０の表面上に形成された膜をパターニングして、梁１８ａ，１８ｂを形成する。膜の一部は、ＩＣＰ－ＲＩＥ法のようなＲＩＥ法を用いて、エッチングされる。こうして、基板２と梁１８ａ，１８ｂとを含む第１構造体が得られる。

図１３及び図１４を参照して、ミラー膜２２と柱２３とを含む第２構造体を形成する第２工程を説明する。

図１３を参照して、シリコンオンインシュレータ基板（ＳＯＩ基板３６）を用意する。ＳＯＩ基板３６は、シリコン基板３３と、シリコン基板３３上に設けられている絶縁膜３４と、絶縁膜３４上に設けられているシリコン層３５とを含む。シリコン基板３３は、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下の厚さを有している。絶縁膜３４は、例えば、０．０１μｍ以上２．０μｍ以下の厚さを有している。シリコン層３５は、例えば、１．０μｍ以上１００μｍ以下の厚さを有している。シリコン基板３３は、導電性を有してもよい。シリコン層３５は、導電性を有してもよい。絶縁膜３４は、シリコン基板３３とシリコン層３５との間に配置されており、シリコン基板３３とシリコン層３５とを互いに電気的に絶縁している。

図１３に示されるように、ＳＯＩ基板３６上に、ミラー膜２２を形成する。
具体的には、ＳＯＩ基板３６上に、反射膜を形成する。反射膜は、例えば、スパッタ法を用いて、シリコン層３５上に形成される。反射膜は、例えば、０．０１μｍ以上１．０μｍ以下の厚さを有している。反射膜は、例えば、Ｃｒ／Ｎｉ／Ａｕ膜またはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ膜である。Ｃｒ膜とＴｉ膜とは、シリコン層３５へのミラー膜２２の密着性を向上させる。反射膜の最上層がＡｕ膜であるため、反射膜は、光走査装置１に入射する光に対して、高い反射率を有する。それから、反射膜をパターニングして、ミラー膜２２を形成する。反射膜の一部は、例えば、ウェットエッチング法、リフトオフ法、または、イオンビームエッチング法を用いて、除去される。

図１４に示されるように、シリコン基板３３の一部を除去して、柱２３を形成する。シリコン基板３３の一部は、例えば、ＩＣＰ－ＲＩＥ法を用いて除去される。絶縁膜３４の一部を除去して、第２絶縁膜２４を形成する。絶縁膜３４の一部、例えば、ＩＣＰ－ＲＩＥ法を用いて除去される。こうして、ミラー膜２２と柱２３とを含む第２構造体が得られる。

図３、図５、図６、図１５及び図１６を参照して、第２構造体を第１構造体に接合する第３工程を説明する。

図１５に示されるように、柱２３を、梁１８ａ，１８ｂに接合する。柱２３は、例えば、常温接合法またはプラズマ表面活性化接合法を用いて、梁１８ａ，１８ｂに接合される。柱２３は、第３方向（ｚ方向）において、電極１４に対向している。

図１６に示されるように、シリコン層３５の一部を除去して、可動板２１を形成する。シリコン層３５の一部は、例えば、ＩＣＰ－ＲＩＥ法を用いて除去される。

それから、フッ酸等を用いるウェットエッチング法またはドライエッチング法を用いて、犠牲層３０を除去する。こうして、図３、図５及び図６に示される光走査装置１が得られる。

図１７から図１９を参照して、本実施の形態の変形例を説明する。本実施の形態の変形例では、基板２の主面２ａの平面視において、可動ミラー２０は、正三角形の形状を有している。そのため、第１方向（ｘ方向）と第２方向（ｙ方向）とで規定される面内（基板２の主面２ａに沿う面内、ｘｙ面内）において互いに６０°ずつ異なる複数の方向に光を走査することが容易になる。基板２の主面２ａの平面視において、可動ミラー２０は、正六角形の形状を有してもよいし、正八角形の形状を有してもよい。

本実施の形態の光走査装置１の効果を説明する。
本実施の形態の光走査装置１は、基板２と、複数の可動ミラー素子３とを備える。基板２は、第１方向（ｘ方向）と第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）とに延在する主面２ａを含む。複数の可動ミラー素子３は、基板２の主面２ａの平面視において、基板２の主面２ａ上に二次元的に配列されている。複数の可動ミラー素子３は、互いに独立して動作可能であり、かつ、回折格子を形成可能である。複数の可動ミラー素子３は、それぞれ、梁（例えば、梁１８ａ）と、第１アンカー（例えば、アンカー１７ａ）と、第２アンカー（例えば、アンカー１７ｂ）と、可動ミラー２０と、柱２３とを含む。梁は、基板２の主面２ａに垂直な第３方向（ｚ方向）に撓み得る。第１アンカーは、基板２の主面２ａ上に設けられており、かつ、梁の第１端部を支持する。第２アンカーは、基板２の主面２ａ上に設けられており、かつ、第１端部とは反対側の梁の第２端部を支持する。可動ミラー２０は、梁から第３方向（ｚ方向）に離間されている可動板２１と、可動板２１上に設けられているミラー膜２２とを含む。柱２３は、可動板２１と、第１端部及び第２端部とは異なる梁の部分とを接続する。

光走査装置１では、光走査装置１へ入射する光４０を、複数の可動ミラー素子３の可動ミラー２０で受光する。そのため、可動ミラー２０の各々のサイズ及び質量が減少して、可動ミラー２０を高速に動かすことができる。光走査装置１は、より高速に光を走査することを可能にする。また、光走査装置１では、互いに独立して動作可能な複数の可動ミラー素子３に形成される回折格子を用いて、光走査装置１へ入射する光４０を偏向している。そのため、光走査装置１は、より大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

梁（例えば、梁１８ａ）は、基板２の主面２ａに垂直な第３方向（ｚ方向）に撓み得るため、梁に接続されている可動ミラー２０は第３方向（ｚ方向）に移動する。梁をねじることなく、可動ミラー２０を動かすことができる。可動ミラー２０を駆動する際に梁にねじれ破壊が発生することが防止され得る。そのため、光走査装置１は、より長い寿命を有する。さらに、光走査装置１によれば、可動ミラー２０の駆動周波数を可動ミラー２０の共振周波数に設定しなくても、より大きな偏向角で光を走査することができる。そのため、光走査装置１は、可動ミラー２０の駆動周波数に依らずに、より安定的により大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

本実施の形態の光走査装置１は、第３方向（ｚ方向）における可動ミラー２０の垂直変位量を制御するコントローラ７をさらに備える。コントローラ７は、複数の可動ミラー素子３から、複数の第１可動ミラー列４と複数の第２可動ミラー列５とを形成する。複数の第１可動ミラー列４は、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量である複数の可動ミラー素子３の一部からなる。複数の第２可動ミラー列５は、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量より大きな第２垂直変位量である複数の可動ミラー素子３の残部からなる。基板２の主面２ａの平面視において、複数の第１可動ミラー列４の各々の第１長手方向は、複数の第２可動ミラー列５の各々の第２長手方向に平行である。複数の第１可動ミラー列４と複数の第２可動ミラー列５とは、第１長手方向に垂直な方向に交互にかつ周期的に配列されている。基板２の主面２ａの平面視において、コントローラ７は、第１長手方向と第２長手方向とを変更することができる。

そのため、光走査装置１は、第３方向（ｚ方向）に平行な軸周りに、より高速に光を走査することを可能にする。

本実施の形態の光走査装置１では、第１垂直変位量と第２垂直変位量との差の絶対値ｕは、下記式（４）で与えられる。λは複数の可動ミラー素子３へ入射する光の波長を表し、ｎはゼロまたは自然数を表す。

ｕ＝（１／４＋ｎ／２）λ （４）
そのため、光４０が複数の可動ミラー素子３によって形成される回折格子において光４０の入射方向（第３方向（ｚ方向））に向けて（すなわち、垂直に）反射されることが、抑制され得る。

本実施の形態の光走査装置１では、絶対値ｕは、下記式（５）を満たす。Ｗは、複数の第１可動ミラー列４のうち互いに隣り合う一対の第１可動ミラー列４の間の間隔を表し、θは複数の可動ミラー素子３によって回折される光の回折角を表す。

ｕ≧Ｗ／ｔａｎθ （５）
そのため、光走査に不要な回折光を、第１可動ミラー列４で遮ることができる。

本実施の形態の光走査装置１は、回折格子によって生じる一対の回折光のうちの一つを遮断する遮光部材４３をさらに備える。そのため、光走査に不要な回折光を遮ることができる。

本実施の形態の光走査装置１では、遮光部材４３は光シャッターである。そのため、光走査装置１の用途に応じて、一対の回折光のうちの一つは、遮断されたり、あるいは、透過されたりする。光走査装置１の用途を拡げることができる。

本実施の形態の光走査装置１では、梁（例えば、梁１８ａ）は、導電性を有している。複数の可動ミラー素子３は、各々、第１電極（例えば、電極１２ａ）と、第２電極（例えば、電極１２ｂ）とを含む。第１電極と第２電極とは、基板２の主面２ａ上に設けられており、かつ、互いに電気的に絶縁されている。第１電極は、梁に電気的に接続されている。第２電極は、第３方向（ｚ方向）において柱２３と梁の部分とに対向している。

そのため、第１電極（例えば、電極１２ａ）と第２電極（例えば、電極１２ｂ）との間に印加される電圧に応じて、梁（例えば、梁１８ａ）は駆動される。光走査装置１は、より高速にかつより大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

実施の形態２．
図２０及び図２１を参照して、実施の形態２の光走査装置１ｂを説明する。本実施の形態の光走査装置１ｂは、実施の形態１の光走査装置１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１の光走査装置１と異なっている。

光走査装置１ｂは、磁石５１，５２をさらに備える。磁石５１，５２は、例えば、永久磁石または電磁石である。磁石５１，５２は、第１方向（ｘ方向）における基板２の両側に配置されている。基板２は、第１方向（ｘ方向）において、磁石５１と磁石５２とに挟まれている。磁石５１，５２は、梁１８ａにおいて基板２の主面２ａに沿う磁界を形成する。具体的には、磁石５１，５２は、柱２３に接続される梁１８ａの部分での梁１８ａの長手方向（第２方向（ｙ方向））に垂直で、かつ、基板２の主面２ａに沿う方向（第１方向（ｘ方向））に沿う磁界を形成する。

光走査装置１ｂは、磁石５３，５４をさらに備えてもよい。磁石５３，５４は、例えば、永久磁石または電磁石である。磁石５３，５４は、第２方向（ｙ方向）における基板２の両側に配置されている。基板２は、第２方向（ｙ方向）において、磁石５３と磁石５４とに挟まれている。磁石５３，５４は、梁１８ｂにおいて基板２の主面２ａに沿う磁界を形成する。具体的には、磁石５３，５４は、柱２３に接続される梁１８ｂの部分での梁１８ｂの長手方向（第１方向（ｘ方向））に垂直で、かつ、基板２の主面２ａに沿う方向（第２方向（ｙ方向））に沿う磁界を形成する。

図２１を参照して、配線１３ａは、電極１２ａに接続されており、電極１２ａへの電流の供給路である。配線１３ｂは、電極１２ｂに接続されており、電極１２ｂへの電流の供給路である。配線１３ｃは、電極１２ｃに接続されており、電極１２ｃへの電流の供給路である。配線１３ｄは、電極１２ｄに接続されており、電極１２ｄへの電流の供給路である。本実施の形態の複数の可動ミラー素子３ｂは、実施の形態１の複数の可動ミラー素子３と異なり、電極１４と配線１５とを含んでいない。

図２０に示されるように、コントローラ７ｂは、電流制御部８ｂまたは磁界制御部９ｂの少なくとも一つを含む。

電流制御部８ｂは、配線１３ａ，１３ｂを介して、電極１２ａ，１２ｂに接続されている。電流制御部８ｂは、配線１３ｃ，１３ｄを介して、電極１２ｃ，１２ｄに接続されている。電極１２ａは、アンカー１７ａを介して、梁１８ａの第１端部に電気的に接続されている。電極１２ｂは、アンカー１７ｂを介して、梁１８ａの第１端部とは反対側の梁１８ａの第２端部に電気的に接続されている。電極１２ｃは、アンカー１７ｃを介して、梁１８ｂの第３端部に電気的に接続されている。電極１２ｄは、アンカー１７ｄを介して、梁１８ｂの第３端部とは反対側の梁１８ｂの第４端部に電気的に接続されている。梁１８ａ，１８ｂは、導電性を有している。電流制御部８ｂは、電極１２ａ，１２ｂに電気的に接続されている梁１８ａに流れる電流を制御する。電流制御部８ｂは、電極１２ｃ，１２ｄに電気的に接続されている梁１８ｂに流れる電流を制御する。

磁石５１，５２が電磁石である場合、磁界制御部９ｂは磁石５１，５２を制御して、磁石５１，５２が梁１８ａに形成する磁界を制御する。磁石５３，５４が電磁石である場合、磁界制御部９ｂは磁石５３，５４を制御して、磁石５３，５４が梁１８ｂに形成する磁界を制御する。こうして、コントローラ７ｂは、第３方向（ｚ方向）における可動ミラー２０の垂直変位量を制御することができる。

第一の例として磁石５１，５２が永久電磁である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ａにゼロの電流を流す。梁１８ａにローレンツ力は作用しない。梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０の第１垂直変位量はゼロである。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量である可動ミラー素子３ｂを実現することができる。これに対し、電流制御部８ｂが梁１８ａに非ゼロの電流を流すと、梁１８ａにローレンツ力が作用する。梁１８ａは、基板２の主面２ａに近づくように撓んで、可動ミラー２０の第２垂直変位量は第１垂直変位量より大きくなる。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第２垂直変位量である可動ミラー素子３ｂを実現することができる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

第二の例として磁石５１，５２が電磁石である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ａに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｂは磁石５１，５２をオフ状態にする。磁石５１，５２は梁１８ａに磁界を形成しないので、梁１８ａにローレンツ力は作用しない。梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０の第１垂直変位量はゼロである。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量である可動ミラー素子３ｂを実現することができる。これに対し、電流制御部８ｂは梁１８ａに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｂは磁石５１，５２をオン状態にする。磁石５１，５２は梁１８ａに磁界を形成するため、梁１８ａにローレンツ力が作用する。梁１８ａは、基板２の主面２ａに近づくように撓んで、可動ミラー２０の第２垂直変位量は第１垂直変位量より大きくなる。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第２垂直変位量である可動ミラー素子３ｂを実現することができる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

本実施の形態の光走査装置１ｂの効果は、実施の形態１の光走査装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の光走査装置１ｂは、梁（例えば、梁１８ａ）において基板２の主面２ａに沿う第１磁界を形成する第１磁石（例えば、磁石５１，５２の少なくとも一つ）をさらに備える。梁は、導電性を有している。複数の可動ミラー素子３ｂは、第１電極（例えば、電極１２ａ）と第２電極（例えば、電極１２ｂ）とを含む。第１電極と第２電極とは、基板２の主面２ａ上に設けられており、かつ、互いに離間されている。第１電極は、梁の第１端部に電気的に接続されている。第２電極は、梁の第２端部に電気的に接続されている。

そのため、梁（例えば、梁１８ａ）を流れる電流と第１磁石（例えば、磁石５１，５２の少なくとも一つ）によって梁に形成される第１磁界とに応じて、梁は駆動される。光走査装置１ｂは、より高速にかつより大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

実施の形態３．
図１及び図２２を参照して、実施の形態３の光走査装置１ｃを説明する。本実施の形態の光走査装置１ｃは、実施の形態１の光走査装置１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１の光走査装置１と異なっている。

複数の可動ミラー素子３ｃは、圧電膜６１，６２を含む。複数の可動ミラー素子３ｃは、圧電膜６３，６４をさらに含んでもよい。圧電膜６１，６２，６３，６４は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）で形成されている。

圧電膜６１，６２は、梁１８ａに設けられている。具体的には、圧電膜６１，６２は、基板２の主面２ａに対向する梁１８ａの裏面とは反対側の梁１８ａのおもて面上に設けられている。圧電膜６１は、梁１８ａのうち、柱２３に接続されている梁１８ａの部分（例えば、梁１８ａの中央部）に対して電極１２ａまたはアンカー１７ａに近位する部分に設けられている。圧電膜６２は、梁１８ａのうち、柱２３に接続されている梁１８ａの部分（例えば、梁１８ａの中央部）に対して電極１２ｂまたはアンカー１７ｂに近位する部分に設けられている。圧電膜６３は、梁１８ｂのうち、柱２３に接続されている梁１８ｂの部分（例えば、梁１８ｂの中央部）に対して電極１２ｃまたはアンカー１７ｃに近位する部分に設けられている。圧電膜６４は、梁１８ｂのうち、柱２３に接続されている梁１８ｂの部分（例えば、梁１８ｂの中央部）に対して電極１２ｄまたはアンカー１７ｄに近位する部分に設けられている。

本実施の形態の複数の可動ミラー素子３ｃは、実施の形態１の複数の可動ミラー素子３ｃと異なり、電極１４と配線１５とを含んでいない。

コントローラ７ｃは、電圧制御部８ｃを含む。電圧制御部８ｃは、配線１３ａ，１３ｂを介して、電極１２ａ，１２ｂに接続されている。電圧制御部８ｃは、配線１３ｃ，１３ｄを介して、電極１２ｃ，１２ｄに接続されている。圧電膜６１は、アンカー１７ａと梁１８ａとを介して電極１２ａに電気的に接続されている。圧電膜６２は、アンカー１７ｂと梁１８ａとを介して電極１２ｂに電気的に接続されている。圧電膜６３は、アンカー１７ｃと梁１８ｂとを介して電極１２ｃに電気的に接続されている。圧電膜６４は、アンカー１７ｄと梁１８ｂとを介して電極１２ｄに電気的に接続されている。

電圧制御部８ｃは、電極１２ａに電気的に接続されている圧電膜６１の電圧を制御する。電圧制御部８ｃは、電極１２ｂに電気的に接続されている圧電膜６２の電圧を制御する。電圧制御部８ｃは、電極１２ｃに電気的に接続されている圧電膜６３の電圧を制御する。電圧制御部８ｃは、電極１２ｄに電気的に接続されている圧電膜６４の電圧を制御する。こうして、コントローラ７ｃは、第３方向（ｚ方向）における可動ミラー２０の垂直変位量を制御することができる。

例えば、電圧制御部８ｃは、圧電膜６１，６２のゼロの電圧を印加する。梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０の第１垂直変位量はゼロである。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第１垂直変位量である可動ミラー素子３ｃを実現することができる。これに対し、電圧制御部８ｃは、圧電膜６１，６２の非ゼロの電圧を印加する。梁１８ａは、基板２の主面２ａに近づくように撓んで、可動ミラー２０の第２垂直変位量は第１垂直変位量より大きくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。こうして、可動ミラー２０の垂直変位量が第２垂直変位量である可動ミラー素子３ｃを実現することができる。

本実施の形態の光走査装置１ｃの効果は、実施の形態１の光走査装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の光走査装置１ｃでは、複数の可動ミラー素子３ｃは、梁（例えば、梁１８ａ）に設けられている圧電膜（例えば、圧電膜６１，６２の少なくとも一つ）を含む。そのため、圧電膜に印加される電圧に応じて、梁は駆動される。光走査装置１ｃは、より高速にかつより大きな偏向角で光を走査することを可能にする。

実施の形態４．
図１及び図２３を参照して、実施の形態４の光走査装置１ｄを説明する。本実施の形態の光走査装置１ｄは、実施の形態１の光走査装置１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１の光走査装置１と異なっている。

光走査装置１ｄは、梁１８ａ，１８ｂを第１方向（ｘ方向）または第２方向（ｙ方向）の少なくとも一つに移動させ得る面内駆動部７０をさらに備える。面内駆動部７０は、櫛歯電極７１ａ，７１ｂと、櫛歯電極７４ａ，７４ｂとを含む。

複数の可動ミラー素子３ｄは、それぞれ、櫛歯電極７１ａ，７１ｂと、配線７２ａ，７２ｂと、駆動電極７３ａ，７３ｂと、櫛歯電極７４ａ，７４ｂとを含む。配線７２ａ，７２ｂは、基板２の主面２ａ上に設けられている。配線７２ａ，７２ｂは、例えば、配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５と同じ材料で形成されている。配線７２ａ，７２ｂは、例えば、配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５が形成される工程と同じ工程で形成される。

駆動電極７３ａは、配線７２ａを介して、基板２の主面２ａ上に設けられている。駆動電極７３ａは、例えば、アンカー１７ａと同じ材料で形成されている。駆動電極７３ｂは、配線７２ｂを介して、基板２の主面２ａ上に設けられている。駆動電極７３ａ，７３ｂは、例えば、アンカー１７ｂと同じ材料で形成されている。駆動電極７３ａ，７３ｂは、例えば、アンカー１７ａ，１７ｂが形成される工程と同じ工程で形成される。

櫛歯電極７４ａは、駆動電極７３ａに設けられている。櫛歯電極７４ａは、駆動電極７３ａの側面から第１方向（ｘ方向）に突出している。櫛歯電極７４ｂは、駆動電極７３ｂに設けられている。櫛歯電極７４ｂは、駆動電極７３ｂの側面から第１方向（ｘ方向）に突出している。櫛歯電極７４ａ，７４ｂは、例えば、梁１８ａと同じ材料で形成されている。櫛歯電極７４ａ，７４ｂは、例えば、梁１８ａが形成される工程と同じ工程で形成される。櫛歯電極７４ａ，７４ｂは、固定櫛歯電極として機能する。

櫛歯電極７１ａは、梁１８ａに設けられている。具体的には、櫛歯電極７１ａは、梁１８ａのうち、柱２３に接続されている梁１８ａの部分（例えば、梁１８ａの中央部）に対して電極１２ａまたはアンカー１７ａに近位する部分に設けられている。櫛歯電極７１ａは、梁１８ａの第１側面から第１方向（ｘ方向）に突出している。櫛歯電極７１ｂは、梁１８ａに設けられている。具体的には、櫛歯電極７１ｂは、梁１８ａのうち、柱２３に接続されている梁１８ａの部分（例えば、梁１８ａの中央部）に対して電極１２ｂまたはアンカー１７ｂに近位する部分に設けられている。櫛歯電極７１ｂは、梁１８ａの第１側面とは反対側の梁１８ａの第２側面から第１方向（ｘ方向）に突出している。櫛歯電極７１ａ，７１ｂは、例えば、梁１８ａと同じ材料で形成されている。櫛歯電極７１ａ，７１ｂは、例えば、梁１８ａが形成される工程と同じ工程で形成される。櫛歯電極７１ａ，７１ｂは、可動櫛歯電極として機能する。

櫛歯電極７１ａと櫛歯電極７４ａとは、互いに対向している。櫛歯電極７１ｂと櫛歯電極７４ｂとは、互いに対向している。

面内駆動部７０は、櫛歯電極７１ｃ，７１ｄと、櫛歯電極７４ｃ，７４ｄとをさらに含んでもよい。

複数の可動ミラー素子３ｄは、それぞれ、櫛歯電極７１ｃ，７１ｄと、配線７２ｃ，７２ｄと、駆動電極７３ｃ，７３ｄと、櫛歯電極７４ｃ，７４ｄとをさらに含む。配線７２ｃ，７２ｄは、基板２の主面２ａ上に設けられている。配線７２ｃ，７２ｄは、例えば、配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５と同じ材料で形成されている。配線７２ｃ，７２ｄは、例えば、配線１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５が形成される工程と同じ工程で形成される。

駆動電極７３ｃは、配線７２ｃを介して、基板２の主面２ａ上に設けられている。駆動電極７３ｃは、例えば、アンカー１７ｃと同じ材料で形成されている。駆動電極７３ｄは、配線７２ｄを介して、基板２の主面２ａ上に設けられている。駆動電極７３ｃ，７３ｄは、例えば、アンカー１７ｄと同じ材料で形成されている。駆動電極７３ｃ，７３ｄは、例えば、アンカー１７ｃ，１７ｄが形成される工程と同じ工程で形成される。

櫛歯電極７４ｃは、駆動電極７３ｃに設けられている。櫛歯電極７４ｃは、駆動電極７３ｃの側面から第２方向（ｙ方向）に突出している。櫛歯電極７４ｄは、駆動電極７３ｄに設けられている。櫛歯電極７４ｄは、駆動電極７３ｄの側面から第２方向（ｙ方向）に突出している。櫛歯電極７４ｃ，７４ｄは、例えば、梁１８ｂと同じ材料で形成されている。櫛歯電極７４ｃ，７４ｄは、例えば、梁１８ｂが形成される工程と同じ工程で形成される。櫛歯電極７４ｃ，７４ｄは、固定櫛歯電極として機能する。

櫛歯電極７１ｃは、梁１８ｂに設けられている。具体的には、櫛歯電極７１ｃは、梁１８ｂのうち、柱２３に接続されている梁１８ｂの部分（例えば、梁１８ｂの中央部）に対して電極１２ｃまたはアンカー１７ｃに近位する部分に設けられている。櫛歯電極７１ｃは、梁１８ｂの第３側面から第２方向（ｙ方向）に突出している。櫛歯電極７１ｄは、梁１８ｂに設けられている。具体的には、櫛歯電極７１ｄは、梁１８ｂのうち、柱２３に接続されている梁１８ｂの部分（例えば、梁１８ｂの中央部）に対して電極１２ｄまたはアンカー１７ｄに近位する部分に設けられている。櫛歯電極７１ｄは、梁１８ｂの第３側面とは反対側の梁１８ｂの第４側面から第２方向（ｙ方向）に突出している。櫛歯電極７１ｃ，７１ｄは、例えば、梁１８ｂと同じ材料で形成されている。櫛歯電極７１ｃ，７１ｄは、例えば、梁１８ｂが形成される工程と同じ工程で形成される。櫛歯電極７１ｃ，７１ｄは、可動櫛歯電極として機能する。

櫛歯電極７１ｃと櫛歯電極７４ｃとは、互いに対向している。櫛歯電極７１ｄと櫛歯電極７４ｄとは、互いに対向している。

コントローラ７ｄは、電圧制御部８ｄを含む。本実施の形態の電圧制御部８ｄは、実施の形態１の電圧制御部８と同様であるが、以下の点で実施の形態１の電圧制御部８と異なっている。

電圧制御部８ｄは、梁１８ａの電圧をさらに制御する。梁１８ａは、導電性を有している。そのため、電圧制御部８ｄは、梁１８ａに設けられている櫛歯電極７１ａ，７１ｂの電圧をさらに制御する。電圧制御部８ｄは、梁１８ｂの電圧をさらに制御する。梁１８ｂは、導電性を有している。そのため、電圧制御部８ｄは、梁１８ｂに設けられている櫛歯電極７１ｃ，７１ｄの電圧をさらに制御する。

電圧制御部８ｄは、配線７２ａを介して、駆動電極７３ａに接続されている。そのため、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７４ａの電圧をさらに制御する。電圧制御部８ｄは、配線７２ｂを介して、駆動電極７３ｂに接続されている。そのため、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７４ｂの電圧をさらに制御する。電圧制御部８ｄは、配線７２ｃを介して、駆動電極７３ｃに接続されている。そのため、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７４ｃの電圧をさらに制御する。電圧制御部８ｄは、配線７２ｄを介して、駆動電極７３ｄに接続されている。そのため、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７４ｄの電圧をさらに制御する。

電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ａと櫛歯電極７４ａとの間の電圧を制御する。電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｂと櫛歯電極７４ｂとの間の電圧を制御する。電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｃと櫛歯電極７４ｃとの間の電圧を制御する。電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｄと櫛歯電極７４ｄとの間の電圧を制御する。こうして、コントローラ７ｄは、第１方向（ｘ方向）または第２方向（ｙ方向）における可動ミラー２０の水平変位量を制御することができる。

例えば、複数の可動ミラー素子３ｄの可動ミラー２０が、図２及び図７に示されているように配置されている場合において、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることによって、回折角θを変化させることができる。

具体的には、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ａと櫛歯電極７４ａとの間の電圧を制御して、櫛歯電極７１ａと櫛歯電極７４ａとの間に静電引力を発生させる。可動ミラー２０は、梁１８ａとともに、正の第１方向（＋ｘ方向）に移動する。これに対し、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｂと櫛歯電極７４ｂとの間の電圧を制御して、櫛歯電極７１ｂと櫛歯電極７４ｂとの間に静電引力を発生させる。可動ミラー２０は、梁１８ａとともに、負の第１方向（－ｘ方向）に移動する。

可動ミラー２０毎に、第１方向（ｘ方向）への可動ミラー２０の移動量を変える。こうして、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることができる。例えば、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが小さくなると、回折角θが大きくなる。第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが大きくなると、回折角θが小さくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

複数の可動ミラー素子３ｄの可動ミラー２０が、図９に示されているように配置されている場合において、第２方向（ｙ方向）における複数の第２可動ミラー列５の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることによって、回折角θを変化させることができる。

具体的には、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｃと櫛歯電極７４ｃとの間の電圧を制御して、櫛歯電極７１ｃと櫛歯電極７４ｃとの間に静電引力を発生させる。可動ミラー２０は、梁１８ｂとともに、正の第２方向（＋ｙ方向）に移動する。これに対し、電圧制御部８ｄは、櫛歯電極７１ｄと櫛歯電極７４ｄとの間の電圧を制御して、櫛歯電極７１ｄと櫛歯電極７４ｄとの間に静電引力を発生させる。可動ミラー２０は、梁１８ｂとともに、負の第２方向（－ｙ方向）に移動する。

可動ミラー２０毎に、第２方向（ｙ方向）への可動ミラー２０の移動量を変える。こうして、第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることができる。例えば、第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが小さくなると、回折角θが大きくなる。第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが大きくなると、回折角θが小さくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

本実施の形態の光走査装置１ｄの効果は、実施の形態１の光走査装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の光走査装置１ｄでは、梁（例えば、梁１８ａ）を第１方向（ｘ方向）または第２方向（ｙ方向）の少なくとも一つに移動させ得る面内駆動部７０をさらに備える。そのため、光走査装置１ｄの偏向角を変化させることができる。光走査装置１ｄは、光走査される領域を変更することを可能にする。

本実施の形態の光走査装置１ｄでは、梁（例えば、梁１８ａ）は、導電性を有している。面内駆動部７０は、梁に設けられている第１櫛歯電極（例えば、櫛歯電極７１ａ）と、基板２の主面２ａ上に設けられている駆動電極（例えば、駆動電極７３ａ）と、駆動電極に設けられている第２櫛歯電極（例えば、櫛歯電極７４ａ）とを含む。第１櫛歯電極と第２櫛歯電極とは互いに対向している。

そのため、第１櫛歯電極と第２櫛歯電極との間に印加される電圧に応じて、光走査装置１ｄの偏向角を変化させることができる。光走査装置１ｄは、光走査される領域を変更することを可能にする。

実施の形態５．
図２４及び図２５を参照して、実施の形態５の光走査装置１ｅを説明する。本実施の形態の光走査装置１ｅは、実施の形態１の光走査装置１と同様の構成を備えるが、主に以下の点で、実施の形態１の光走査装置１と異なっている。

光走査装置１ｅは、梁１８ａ，１８ｂを第１方向（ｘ方向）または第２方向（ｙ方向）の少なくとも一つに移動させ得る面内駆動部７０ｅをさらに備える。面内駆動部７０ｅは、磁石７７を含む。磁石７７は、例えば、永久磁石または電磁石である。磁石７７は、基板２に対して、可動ミラー２０から遠位する側に配置されている。磁石７７は、梁１８ａ，１８ｂにおいて基板２の主面２ａに垂直な磁界を形成する。磁石７７は、梁１８ａ，１８ｂにおいて第３方向（ｚ方向）に沿う磁界を形成する。

配線１３ａは、電極１２ａに接続されており、電極１２ａへの電圧及び電流の供給路である。配線１３ｂは、電極１２ｂに接続されており、電極１２ｂへの電圧及び電流の供給路である。配線１３ｃは、電極１２ｃに接続されており、電極１２ｃへの電圧及び電流の供給路である。配線１３ｄは、電極１２ｄに接続されており、電極１２ｄへの電圧及び電流の供給路である。

電極１２ａは、アンカー１７ａを介して、梁１８ａの第１端部に電気的に接続されている。電極１２ｂは、アンカー１７ｂを介して、梁１８ａの第１端部とは反対側の梁１８ａの第２端部に電気的に接続されている。電極１２ｃは、アンカー１７ｃを介して、梁１８ｂの第３端部に電気的に接続されている。電極１２ｄは、アンカー１７ｄを介して、梁１８ｂの第３端部とは反対側の梁１８ｂの第４端部に電気的に接続されている。

図２４に示されるように、コントローラ７ｅは、電圧制御部８と、電流制御部８ｂまたは磁界制御部９ｅの少なくとも一つとを含む。

本実施の形態の電流制御部８ｂは、実施の形態２の電流制御部８ｂと同様である。電流制御部８ｂは、配線１３ａ，１３ｂを介して、電極１２ａ，１２ｂに接続されている。電流制御部８ｂは、配線１３ｃ，１３ｄを介して、電極１２ｃ，１２ｄに接続されている。電流制御部８ｂは、電極１２ａ，１２ｂに接続されている梁１８ａに流れる電流を制御する。電流制御部８ｂは、電極１２ｃ，１２ｄに接続されている梁１８ｂに流れる電流を制御する。梁１８ａ，１８ｂは、導電性を有している。

磁石７７が電磁石である場合、磁界制御部９ｅは磁石７７を制御して、磁石７７が梁１８ａ，１８ｂに形成する磁界を制御する。こうして、コントローラ７ｅは、第１方向（ｘ方向）または第２方向（ｙ方向）における可動ミラー２０の水平変位量を制御することができる。

例えば、複数の可動ミラー素子３ｄの可動ミラー２０が、図２及び図７に示されているように配置されている場合において、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることによって、回折角θを変化させることができる。

第一の例として磁石７７が永久電磁である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ａにゼロの電流を流す。梁１８ａにローレンツ力は作用しない。梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０は、水平方向に移動しない。可動ミラー２０の水平変位量はゼロである。これに対し、電流制御部８ｂが梁１８ａに非ゼロの電流を流すと、梁１８ａにローレンツ力が作用する。梁１８ａに作用するローレンツ力の向きは、柱２３が接続されている梁１８ａの部分における梁１８ａの長手方向（第２方向（ｙ方向））と磁石７７が梁１８ａに形成する磁界の方向（第３方向（ｚ方向））とに垂直な第１方向（ｘ方向）である。梁１８ａは、第１方向（ｘ方向）に撓んで、可動ミラー２０は第１方向（ｘ方向）に移動する。可動ミラー２０の水平変位量は非ゼロとなる。

第二の例として磁石７７が電磁石である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ａに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｅは磁石７７をオフ状態にする。磁石７７は梁１８ａに磁界を形成しないので、梁１８ａにローレンツ力は作用しない。梁１８ａは撓まず、可動ミラー２０の水平変位量はゼロである。これに対し、電流制御部８ｂは梁１８ａに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｅは磁石７７をオン状態にする。磁石７７は梁１８ａに磁界を形成するため、梁１８ａにローレンツ力が作用する。梁１８ａに作用するローレンツ力の向きは、柱２３が接続されている梁１８ａの部分における梁１８ａの長手方向（第２方向（ｙ方向））と磁石７７が梁１８ａに形成する磁界の方向（第３方向（ｚ方向））とに垂直な第１方向（ｘ方向）である。梁１８ａは、第１方向（ｘ方向）に撓んで、可動ミラー２０は第１方向（ｘ方向）に移動する。可動ミラー２０の水平変位量は非ゼロとなる。

可動ミラー２０毎に、第１方向（ｘ方向）への可動ミラー２０の移動量を変える。こうして、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることができる。例えば、第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが小さくなると、回折角θが大きくなる。第１方向（ｘ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが大きくなると、回折角θが小さくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

複数の可動ミラー素子３ｄの可動ミラー２０が、図９に示されているように配置されている場合において、第２方向（ｙ方向）における複数の第２可動ミラー列５の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることによって、回折角θを変化させることができる。

第一の例として磁石７７が永久電磁である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ｂにゼロの電流を流す。梁１８ｂにローレンツ力は作用しない。梁１８ｂは撓まず、可動ミラー２０は、水平方向に移動しない。可動ミラー２０の水平変位量はゼロである。これに対し、電流制御部８ｂが梁１８ｂに非ゼロの電流を流すと、梁１８ｂにローレンツ力が作用する。梁１８ｂに作用するローレンツ力の向きは、柱２３が接続されている梁１８ｂの部分における梁１８ｂの長手方向（第１方向（ｘ方向））と磁石７７が梁１８ａに形成する磁界の方向（第３方向（ｚ方向））とに垂直な第２方向（ｙ方向）である。梁１８ｂは、第２方向（ｙ方向）に撓んで、可動ミラー２０は第２方向（ｙ方向）に移動する。可動ミラー２０の水平変位量は非ゼロとなる。

第二の例として磁石７７が電磁石である場合、電流制御部８ｂは、梁１８ｂに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｅは磁石７７をオフ状態にする。磁石７７は梁１８ｂに磁界を形成しないので、梁１８ｂにローレンツ力は作用しない。梁１８ｂは撓まず、可動ミラー２０の水平変位量はゼロである。これに対し、電流制御部８ｂは梁１８ｂに電流を流し、かつ、磁界制御部９ｅは磁石７７をオン状態にする。磁石７７は梁１８ｂに磁界を形成するため、梁１８ｂにローレンツ力が作用する。梁１８ｂに作用するローレンツ力の向きは、柱２３が接続されている梁１８ｂの部分における梁１８ｂの長手方向（第１方向（ｘ方向））と磁石７７が梁１８ｂに形成する磁界の方向（第３方向（ｚ方向））とに垂直な第２方向（ｙ方向）である。梁１８ｂは、第２方向（ｙ方向）に撓んで、可動ミラー２０は第２方向（ｙ方向）に移動する。可動ミラー２０の水平変位量は非ゼロとなる。

可動ミラー２０毎に、第２方向（ｙ方向）への可動ミラー２０の移動量を変える。こうして、第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とを変化させることができる。例えば、第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが小さくなると、回折角θが大きくなる。第２方向（ｙ方向）における複数の第１可動ミラー列４の周期と複数の第２可動ミラー列５の周期とが大きくなると、回折角θが小さくなる。以上の梁１８ａに関する説明は、梁１８ｂにも同様に適用され得る。

本実施の形態の光走査装置１ｅの効果は、実施の形態１の光走査装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の光走査装置１ｅでは、面内駆動部７０ｅは、梁（例えば、梁１８ａ）において基板２の主面２ａに垂直な第２磁界を形成する第２磁石（例えば、磁石７７）を含む。梁は、導電性を有している。複数の可動ミラー素子３ｄは、第１電極（例えば、電極１２ａ）と第２電極（例えば、電極１２ｂ）とを含む。第１電極と第２電極とは、基板２の主面２ａ上に設けられており、かつ、互いに離間されている。第１電極は、梁の第１端部に電気的に接続されている。第２電極は、梁の第２端部に電気的に接続されている。

そのため、梁（例えば、梁１８ａ）を流れる電流と第２磁石（例えば、磁石７７）によって梁に形成される第２磁界とに応じて、光走査装置１ｅの偏向角を変化させることができる。光走査装置１ｅは、光走査される領域を変更することを可能にする。

実施の形態６．
図２６及び図２７を参照して、実施の形態６の距離測定装置８０を説明する。距離測定装置８０は、例えば、光検出と測距（Light Detection and Ranging（ＬｉＤＡＲ））システムである。

図２６に示されるように、距離測定装置８０は、光源８２と、光走査装置８３と、受光器８６とを備える。距離測定装置８０は、ビームスプリッタ８４と、ケース８１と、透明窓８５と、遮光部材４３とをさらに備えてもよい。

光源８２は、光４０を光走査装置８３に向けて出射する。光源８２は、例えば、半導体レーザのようなレーザ光源である。光源８２から出射される光４０は、例えば、レーザ光である。光源８２から出射される光４０の波長は、８００ｎｍ以上１６００ｎｍ以下の近赤外の波長域の光であってもよい。近赤外の波長域の光は、太陽光による影響を受けにくく、かつ、人の眼に障害が起きることを防止することができる。そのため、近赤外の波長域の光は、距離測定装置８０に用いられる光４０として好ましい。光源８２から出射される光４０は、３０μｍ以上１０００μｍ以下の波長を有するテラヘルツ波であってもよい。テラヘルツ波は、人体に無害でありかつ物体に対して高い透過性を有するため、距離測定装置８０に用いられる光として好ましい。

特定的には、光源８２は、波長可変光源であってもよい。光源８２は、例えば、波長可変半導体レーザであってもよい。光源８２は、光４０を、例えば、第３方向（ｚ方向）に出射する。光源８２から出射された光４０は、ビームスプリッタ８４を透過して、光走査装置８３に入射する。

光走査装置８３は、例えば、実施の形態１から実施の形態５の光走査装置１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅのいずれかである。光走査装置８３は、光源８２から放射された光４０を、距離測定装置８０の周囲に向けて回折させかつ走査する。

光走査装置８３の周囲に出射された光（例えば、＋１次回折光４１）は、光走査装置８３の周囲にある物体で反射または拡散反射される。受光器８６は、距離測定装置８０の周囲で反射または拡散反射された光４１ｂを受光する。具体的には、距離測定装置８０の周囲で反射または拡散反射された光４１ｂは、光走査装置８３に戻る。距離測定装置８０の周囲で反射または拡散反射された光４１ｂは、光走査装置８３で回折され、ビームスプリッタ８４で反射されて、受光器８６に入射する。受光器８６は、例えば、フォトダイオードである。

ケース８１は、光源８２と、光走査装置８３と、受光器８６と、ビームスプリッタ８４とを収容している。ケース８１には、透明窓８５が設けられてもよい。透明窓８５は、光走査装置８３で回折された＋１次回折光４１と、距離測定装置８０の周囲で反射または拡散反射された光４１ｂとを透過させる。透明窓８５は、透明ガラスまたは透明樹脂で形成されている。ケース８１には、遮光部材４３が設けられてもよい。遮光部材４３は、実施の形態１で説明したとおりである。

コントローラ７ｆは、光源８２に通信可能に接続されている。図２７に示されるように、コントローラ７ｆは、光源制御部９１を含む。光源制御部９１は、光源８２を制御して、例えば、光源８２の発光タイミングまたは発光レートを制御する。コントローラ７ｆは、受光器８６に通信可能に接続されている。コントローラ７ｆは、距離演算部９２を含む。コントローラ７ｆは、受光器８６から、信号を受信する。距離演算部９２は、この信号を処理して、距離測定装置８０の周囲にある物体の距離測定装置８０からの距離を算出するように構成されている。遮光部材４３が光シャッターである場合、コントローラ７ｆは光シャッター制御部９３を含む。光シャッター制御部９３は、光シャッターの光透過率を制御する。

コントローラ７ｆは、光走査装置８３の構成に応じて、電圧制御部８などをさらに含む。例えば、光走査装置８３が実施の形態１の光走査装置１である場合、コントローラ７ｆは実施の形態１の電圧制御部８をさらに含む。

本実施の形態の距離測定装置８０の効果は、実施の形態１の光走査装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。

本実施の形態の距離測定装置８０は、光源８２と、光走査装置８３と、受光器８６とを備える。光走査装置８３は、光源８２から放射された光４０を距離測定装置８０の周囲に向けて回折させかつ走査する。受光器８６は、距離測定装置８０の周囲で反射または拡散反射された光４１ｂを受光する。

距離測定装置８０は、より高速に光を走査することができる光走査装置８３を備えている。そのため、距離測定装置８０は、より高速に距離測定装置８０の周囲の距離を測定することを可能にする。距離測定装置８０は、より大きな偏向角で光を走査することができる光走査装置８３を備えている。そのため、距離測定装置８０は、より容易に距離測定装置８０の周囲の距離を測定することを可能にする。

本実施の形態の距離測定装置８０では、光源８２は、波長可変光源である。光源８２から出射される光の波長を変化させることによって、光走査装置８３で回折される光の回折角（光走査装置８３の偏向角）を変化させることができる。距離測定装置８０は、より広い領域にわたって周囲の距離を測定することを可能にする。

今回開示された実施の形態１から実施の形態６はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１から実施の形態６の少なくとも２つを組み合わせてもよい。例えば、実施の形態４の面内駆動部７０または実施の形態５の面内駆動部７０ｅを、実施の形態２の光走査装置１ｂまたは実施の形態３の光走査装置１ｃに追加してもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。

１，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ，８３ 光走査装置、２ 基板、２ａ 主面、３，３ｂ，３ｃ，３ｄ 可動ミラー素子、４ 第１可動ミラー列、５ 第２可動ミラー列、７，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ コントローラ、８，８ｃ，８ｄ 電圧制御部、８ｂ 電流制御部、９ｂ，９ｅ 磁界制御部、１０ 導電性基板、１１ 第１絶縁膜、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１４ 電極、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１５，７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ 配線、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ アンカー、１８ａ，１８ｂ 梁、２０ 可動ミラー、２１ 可動板、２２ ミラー膜、２３ 柱、２４ 第２絶縁膜、３０ 犠牲層、３１ 孔、３３ シリコン基板、３４ 絶縁膜、３５ シリコン層、３６ ＳＯＩ基板、４０，４１ｂ 光、４１ ＋１次回折光、４２ －１次回折光、４３ 遮光部材、５１，５２，５３，５４，７７ 磁石、６１，６２，６３，６４ 圧電膜、７０，７０ｅ 面内駆動部、７１ａ，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄ 櫛歯電極、７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ 駆動電極、７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ 櫛歯電極、８０ 距離測定装置、８１ ケース、８２ 光源、８４ ビームスプリッタ、８５ 透明窓、８６ 受光器、９１ 光源制御部、９２ 距離演算部、９３ 光シャッター制御部。

Claims (15)

1. 第１方向と前記第１方向に垂直な第２方向とに延在する主面を含む基板と、
   前記主面の平面視において、前記主面上に二次元的に配列されている複数の可動ミラー素子と、
   コントローラとを備え、
   前記複数の可動ミラー素子は、互いに独立して動作可能であり、かつ、回折格子を形成可能であり、
   前記複数の可動ミラー素子は、それぞれ、
   前記主面に垂直な第３方向に撓み得る梁と、
   前記主面上に設けられており、かつ、前記梁の第１端部を支持する第１アンカーと、
   前記主面上に設けられており、かつ、前記第１端部とは反対側の前記梁の第２端部を支持する第２アンカーと、
   前記梁から前記第３方向に離間されている可動板と、前記可動板上に設けられているミラー膜とを含む可動ミラーと、
   前記可動板と、前記第１端部及び前記第２端部とは異なる前記梁の部分とを接続する柱とを含み、
   前記コントローラは、前記第３方向における前記可動ミラーの垂直変位量を制御し、
   前記コントローラは、前記複数の可動ミラー素子から、複数の第１可動ミラー列と複数の第２可動ミラー列とを形成し、
   前記複数の第１可動ミラー列は、前記可動ミラーの前記垂直変位量が第１垂直変位量である前記複数の可動ミラー素子の一部からなり、
   前記複数の第２可動ミラー列は、前記可動ミラーの前記垂直変位量が前記第１垂直変位量より大きな第２垂直変位量である前記複数の可動ミラー素子の残部からなり、
   前記主面の前記平面視において、前記複数の第１可動ミラー列の各々の第１長手方向は、前記複数の第２可動ミラー列の各々の第２長手方向に平行であり、
   前記複数の第１可動ミラー列と前記複数の第２可動ミラー列とは、前記第１長手方向に垂直な方向に交互にかつ周期的に配列されており、
   前記主面の前記平面視において、前記コントローラは、前記第１長手方向と前記第２長手方向とを変更することができる、光走査装置。
2. 前記第１垂直変位量と前記第２垂直変位量との差の絶対値ｕは、下記式（１）で与えられ、
   ｕ＝（１／４＋ｎ／２）λ （１）
   λは前記複数の可動ミラー素子へ入射する光の波長を表し、ｎはゼロまたは自然数を表す、請求項１に記載の光走査装置。
3. 前記絶対値ｕは、下記式（２）を満たし、
   ｕ≧Ｗ／ｔａｎθ （２）
   Ｗは、前記複数の第１可動ミラー列のうち互いに隣り合う一対の前記第１可動ミラー列の間の間隔を表し、θは前記複数の可動ミラー素子によって回折される前記光の回折角を表す、請求項２に記載の光走査装置。
4. 前記主面の前記平面視において、前記可動ミラーは、正方形の形状を有している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光走査装置。
5. 前記主面の前記平面視において、前記可動ミラーは、正三角形の形状を有している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光走査装置。
6. 前記回折格子によって生じる一対の回折光のうちの一つを遮断する遮光部材をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光走査装置。
7. 前記遮光部材は光シャッターである、請求項６に記載の光走査装置。
8. 前記梁は、導電性を有しており、
   前記複数の可動ミラー素子は、第１電極と、第２電極とを含み、
   前記第１電極と前記第２電極とは、前記主面上に設けられており、かつ、互いに電気的に絶縁されており、
   前記第１電極は、前記梁に電気的に接続されており、
   前記第２電極は、前記第３方向において前記柱と前記梁の前記部分とに対向している、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置。
9. 前記梁において前記主面に沿う第１磁界を形成する第１磁石をさらに備え、
   前記梁は、導電性を有しており、
   前記複数の可動ミラー素子は、第１電極と第２電極とを含み、
   前記第１電極と前記第２電極とは、前記主面上に設けられており、かつ、互いに離間されており、
   前記第１電極は、前記梁の前記第１端部に電気的に接続されており、
   前記第２電極は、前記梁の前記第２端部に電気的に接続されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置。
10. 前記複数の可動ミラー素子は、前記梁に設けられている圧電膜を含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置。
11. 前記梁を前記第１方向または前記第２方向の少なくとも一つに移動させ得る面内駆動部をさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光走査装置。
12. 前記梁は、導電性を有しており、
    前記面内駆動部は、前記梁に設けられている第１櫛歯電極と、前記主面上に設けられている駆動電極と、前記駆動電極に設けられている第２櫛歯電極とを含み、
    前記第１櫛歯電極と前記第２櫛歯電極とは互いに対向している、請求項１１に記載の光走査装置。
13. 前記面内駆動部は、前記梁において前記主面に垂直な第２磁界を形成する第２磁石を含み、
    前記梁は、導電性を有しており、
    前記複数の可動ミラー素子は、第１電極と第２電極とを含み、
    前記第１電極と前記第２電極とは、前記主面上に設けられており、かつ、互いに離間されており、
    前記第１電極は、前記梁の前記第１端部に電気的に接続されており、
    前記第２電極は、前記梁の前記第２端部に電気的に接続されている、請求項１１に記載の光走査装置。
14. 距離測定装置であって、
    光源と、
    前記光源から放射された光を前記距離測定装置の周囲に向けて回折させかつ走査する請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の前記光走査装置と、
    前記距離測定装置の前記周囲で反射または拡散反射された前記光を受光する受光器とを備える、距離測定装置。
15. 前記光源は、波長可変光源である、請求項１４に記載の距離測定装置。

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