WO2004001481A1

WO2004001481A1 - マイクロミラーユニット及びその製造方法並びに該マイクロミラーユニットを用いた光スイッチ

Info

Publication number: WO2004001481A1
Application number: PCT/JP2002/006229
Authority: WO
Inventors: Shinichi Takeuchi; Tsuyoshi Yamamoto
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2003-12-31
Also published as: US7982937B2; US20070041682A1; JPWO2004001481A1; JP4038208B2

Abstract

マイクロミラーユニットを、基板３上に、光を反射するマイクロミラー１と、このマイクロミラー１を支持するトーションバー２と、このトーションバー２を回動可能に支持するフレーム部８と、自己の変形によりフレーム部８を基板３から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部９とをそなえた構造とする。これにより、犠牲層４の厚さを厚くすることなくマイクロミラー１と基板３との間隔を広げて、ミラー振れ角を大きくすることができる。

Description

明細書マイクロミラ一ュニット及びその製造方法並びに該マイクロミラーュニットを用いた光スィッチ技術分野

本発明は、 M E M S (Micro Electro Mechanical System)によるマイクロミラ一技術に関し、特に、波長（チャンネル）多重数の多い波長多重光信号の大規模チヤンネル切り替え（クロスコネクト）に用いて好適な、マイクロミラーユニット及びその製造方法並びに該マイクロミラ一ュニットを用いた光スィッチに関する。背景技術

近年、幹線系の光信号の高速化に伴い、光クロスコネクト装置等の光スィッチ機能においても 1 0 G b p s (ギガビット毎秒）を超える超高速の光信号を取り扱う必要が生じている。また、 WD M (Wavelength Division Multiplex)伝送技術における波長多重数の増加により、スイッチング規模も莫大なものとなりつつあ ·©。

このような背景の中、大規模光スィッチ用に、 M E M Sによるマイクロティルトミラーアレイを用いた光スィッチの開発が進められている。例えば、論文「D.T. Neilson et al.，

provisioned 112 X 112 micro-mechanical optical crossconnect with 35.8T b/s demonstrated capacity, Optical Fiber Communications Conference (OFC 2000), Postdeadline paper PD-12, March 2000.」や、国際公開公報 W〇 00/20899等で提案されている光スィッチがある。なお、 M E M Sによるマイクロティルトミラーに関しては、米国特許 6,044,705 号等により提案されている技術が知られている。

以下、 M E M Sによるマイクロティルトミラーについて説明する。

図 9 Aは M E M Sによるマイクロティルトミラー（ユニット）を模式的に示す上面図、図 9 Bはこの図 9 Aにおける A矢視側面図で、これらの図 9 A, 図.9 B に示すように、マイクロティルトミラーは、 A矢視側面においてコの字形状（壁部 3 1， 3 2 ) を有する下板基板（以下、単に「基板」という） 3上に、マイク口ミラ一（以下、単に「ミラ一」という） 1と、このミラ一 1と一体成形されミラ一1を支持する] シヨンバー 2と、電極 5とをそなえて構成され、トーションバー 2が基板 3の壁部 3 1 , 3 2において回動可能に支持されている。

これにより、図 9 Bに示すように、ミラー 1と基板 3との間に壁部 3 1 , 3 2 の高さに応じた空間が設けられ、電極 5に所定電流を与えることにより、ミラ一 1を電極 5で発生する電磁力によってトーションバー 2を軸として回動させることができる。なお、このような構造を有するマイクロティルトミラーは、例えば、 (1)基板 3上に電極 5をエッチング等により形成した後、（2)その上から酸化シリコン（S i 0₂) 樹脂等による層（犠牲層） 4を形成し、（3)さらにその上からミラ一 1及びト一シヨンバ一 2をエッチング等によって形成して、（4)最終的に、犠牲層 4を所定の除去剤を用いたゥエツトエッチング等によって除去することで作製される。

さて、かかるマイクロティルトミラ一を用いて大規模な光スィツチを実現したい場合、切り替え対象のチャンネル数が多くなるほど、ミラー 1の回動角（振れ角）が大きいものが要求される。ここで、ミラ一 1の振れ角を大きくするには、基板 3からミラ一 1までの高さを高くすればよいが、図 1 0中に例示するように、ミラ一 1の基板 3からの高さは、その製造工程において電極 5とミラー 1との間に形成される犠牲層 4の厚さ 7で決まるため、ミラ一 1の振れ角を大きくするには、犠牲層厚 7を大きくする必要がある。

このため、従来においては、基板 3からミラ一 1までの高さを稼ぐために犠牲層厚 7を厚くしていたが、犠牲層厚 7を厚くすると、図 9 A及び図 9 B中に示すように、犠牲層 4を除去する際に、ウエットエッチング等の除去方法では完全に除去できない部分（残留犠牲層） 6が生じ、ミラー 1と基板 3及び電極 5が固着した状態となる場合があった。かかる場合には、ミラー 1が動作しないので、結局、犠牲層厚 7を厚くすることはできず、ミラー振れ角の制限や、歩留まりの低下を招いていた。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、犠牲層厚を厚くすることなくミラ一振れ角を大きくすることのできる、マイクロミラーュニット及びその製造方法並びに該マイクロミラ一ュニットを用いた光スィツチを提供することを目的とする。発明の開示

上記の目的を達成するために、本発明のマイクロミラ一ュニットは、基板上に、光を反射するマイクロミラ一と、このマイクロミラーを支持するト一シヨンバーと、このト一シヨンバーを回動可能に支持するフレーム部と、自己の変形により前記フレーム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部とをそなえたことを特徴としている。

上述のごとく構成された本発明のマイクロミラーユニットでは、変形支持部が変形することにより、ト一ションバーを回動可能に支持するフレーム部が基板から離隔する方向へ持ち上げられて支持されるので、製造工程において犠牲層厚を厚くすることなく、マイクロミラーの振れ角を大きくとることができる。したがつて、犠牲層厚を厚くすることによって犠牲層を除去しきれずにマイクロミラ一ユニットが動作不良となるケースを回避して歩留まりの低下を回避しつつ、必要なミラ一振れ角を確保することができる。

なお、上述したマイクロミラ一ユニットは、次のような工程により製造することができる。

(1)基板上に、可塑性の樹脂層と所定厚の犠牲層とを形成する工程

(2)上記犠牲層上に、光を反射するマイクロミラーと、このマイクロミラーを支持するト一シヨンバーと、このトーションバーを回動可能に支持するフレーム部とを形成する工程

(3)上記犠牲層を除去するとともに上記樹脂層を変形させてフレーム部を基板から離隔する方向に持ち上げて支持させる工程

ところで、上記の変形支持部は、自己の収縮変形による反りによって該フレ一ム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材により構成してもよいし、自己の膨張変形によってフレーム部を基板から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材により構成してもよい。いずれの場合も、簡易な構造で上記フレーム部の持ち上げ支持を実現することができる。また、上記跳板部材を用いる場合は、上記のフレーム部及び跳板部材の少なくとも一方に、フレーム部を所定距離だけ基板から離隔させた位置で固定するための位置決め加工を施してもよい。このようにすれば、フレーム部と基板との間隔を簡易に制御することができる。

ここで、かかる位置決め加工は、例えば、フレーム部に設けられた穴部と、上記の跳板部材に設けられ前記穴部と嵌合固定される突起部とで形成すれば、簡易な構造で上記間隔制御を実現できる。

なお、上記の変形支持部は、一端が基板から離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で上記フレーム部を支持しうるフレーム支持板と、自己の収縮変形による反りによって生じる力をこのフレーム支持板の中心よりも前記一端に近レ、位置に作用させてフレーム支持板の他端を基板から離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材とにより構成してもよい。このようにすれば、跳板部材の反りが小さレ、場合でも、上記フレーム支持板の回動によって上記フレーム板を大きく持ち上げることができる。

また、上記の変形支持部は、上記の跳板部材と膨張部材とを組み合わせて構成してもよい。このようにすれば、簡易な構造で上記フレーム部の持ち上げ幅をより大きくすることができる。

次に、本発明のマイクロミラーユニットを用いた光スィッチは、複数の入力光ファイバがアレイ状に接続され、前記入力光ファィバからの入力光をコリメートして出射する入力光学系と、複数の出力光ファイバがアレイ状に接続されるとともに、前記入力光学系から出射される光を受光して前記出力光ファイバへ出力する出力光学系と、これらの入力光学系と出力光学系との間の各光路を切り替えるための複数のマイクロミラーュニットとをそなえるとともに、これらのマイクロミラーユニットが、それぞれ、上述した構造を有することを特徴としている。上述のごとく構成された本発明の光スィッチでは、前述したようにマイクロミラーユエットにおけるミラー振れ角を、犠牲層厚を厚くすることなく大きくとることができるので、歩留まりの低下を回避しつつ、光路切り替え幅を大きくとることができ、大規模な（多チャンネルの）光スィッチを低コストで実現することができる。図面の簡単な説明

図 1 Aは本発明の第 1実施形態 < -の構造を示す模式的上面図である。

図 1 Bは図 1 Aにおける A— A断面図である。

図 1 Cは図 1 Aにおける B矢視側面図である。

図 2は第 1実施形態に係る跳板の反りを説明するための模式図である。

図 3は第 1実施形態に係る跳板の反りの原理を説明するための模式図である。図 4 A〜図 4 Cは第 1実施形態に係る跳板とフレームとの固定方法を説明するための模式図である。

図 5 Aは本発明の第 2実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。

図 5 Bは図 5 Aにおける A— A断面図である。

図 5 Cは図 5 Aにおける B矢視側面図である。

図 6 A及び図 6 Bは第 2実施形態に係るリフトアツプ構造を説明するための模式図である。

図 Ί Aは本発明の第 3実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。

図 7 Bは図 7 Aにおける A— A断面図である。

図 7 Cは図 7 Aにおける B— B断面図である。

図 8は本発明のマイクロティルトミラーを用いた光スィツチの構成を示す模式的斜視図である。

図 9 Aは従来のマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図である。図 9 Bは図 9 Aにおける A矢視側面図である。

図 1 0は従来のマイクロティルトミラーの課題を説明するための図である。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する,

(A) マイクロミラーユニットの説明 (A l ) 第 1実施形態の説明

図 1 Aは本発明の第 1実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図 1 Bは図 1 Aにおける A— A断面図、図 1 Cは図 1 Aにおける B矢視側面図で、これらの図 1 A〜図 1 Cに示すように、本第 1実施形態のマイクロティルトミラ一（マイクロミラーユニット）は、その要部に着目すると、マイク口ミラー 1 (以下、単に「ミラー 1」と略記する），トーシヨンバー 2，下板基板 3 (以下、単に「基板 3」と略記する），電極 5，フレーム部 8及び跳板 9をそなえて構成されている。なお、 4は最終的に除去される犠牲層を示し、除去されるまではミラ一 1 , ト一シヨンバー 2，電極 5，フレーム部 8及び跳板 9を固定及び保護する機能を果たす。

ここで、ミラー 1は、光を反射するものであり、トーシヨンバ一（ミラー保持棒） 2は、ミラ一 1を支持し、ミラー 1の回転軸として機能するものであり、基板 3は、コの字形状〔壁部 3 1 (図 1 B及び図 1 C参照)〕を有する基板で、マイクロティルトミラーの土台として機能するものであり、電極 5は、ミラ一 1を静電力（電磁力）によりト一シヨンバー 2を回転軸にして回転させるためのものである。

なお、本例において、ミラー 1は、一辺が 2 5 0 程度の正方形状を有しており、基板 3は、一辺が 5 0 0 m程度の正方形状を有している。また、ト一シヨンバー 2の直径は 5〜1 0 m程度である。ただし、これらの寸法はあくまでも例示であり、他の寸法としてもよい。また、ミラー 1の形状は円形状にしてもよい（例えば図 8の符号 2 2 A, 2 2 B参照）。

さらに、フレーム部 8 (以下、単に「フレーム 8」と略記する）は、トーションバー 2を回動可能に支持するものであり、跳板（変形支持部；跳板部材） 9は、本例では基板 3上の 4箇所（4隅）に設けられ、基板 3の壁部 3 1上にその一端がそれぞれ固着されるとともに、犠牲層 4が除去されると自己の収縮変形（反り）によってその他端でフレーム 8を基板 3から離隔する方向へ持ち上げて支持するものである。

なお、跳板 9の寸法（図 1 Bに示す幅 W，図 1 Cに示す長さ L等）は、用いる材料やフレーム 8を持ち上げて支持するのに必要な力等に基づき効率良く「反り」が得られる寸法に設定される。また、跳板 9の幅 Wは、フレーム 8の幅と同じでもよいし、異なっていてもよい。

上述のごとく構成されたマイクロティルトミラーでは、図 2に模式的に示すように、犠牲層 4を除去すると跳板 9が収縮変形して反ることによりその他端でフレーム 8が基板 3から離隔する方向へ持ち上げられる。これにより、犠牲層厚を厚くすることなく、ミラ一 1と基板 3との距離を大きくしてミラー振れ角を大きくとることができる。したがって、残留犠牲層が生じることによる歩留まりの低下を回避しつつ、必要なミラ一振れ角を有するマイクロティルトミラーを実現することができる。

ここで、跳板 9の収縮変形（反り）は、跳板 9に収縮力をもたせて結晶成長させることで実現できる。具体的には、例えば図 3に模式的に示すように、まず、基板 3上に酸化シリコン（S i 0 ₂) 樹脂等により犠牲層 4を形成した後、その上から跳板 9となるシリコン（S i ) 樹脂を高温加熱して気化させた状態で吹き付けて気相成長させる (a)。これにより、跳板 9となるシリコン樹脂層（可塑性の樹脂層）が熱膨張した状態で形成される (b)。このとき、シリコン樹脂層 9は、犠牲層 4と基板 3 (壁部 3 1 ) とにそれぞれ固着した状態となっている。

そして、全体を室温まで冷却すると、上述のごとく熱膨張した状態で積層したシリコン樹脂層 9に収縮力が働くので、ウエットエッチング等により犠牲層 4を除去すると、シリコン樹脂層 9が反り上がることになる (c)。これにより、図 2により上述したようにフレーム 8が持ち上げられ、ミラ一 1の振れ角を大きくすることができるのである。なお、ミラ一 1 , トーシヨンバ一 2及びフレーム 8は、犠牲層 4の積層形成後に、その犠牲層 4上に従来と同様の手法で形成される。ここで、このように跳板 9の反りを利用してフレーム 8を持ち上げる場合、その持ち上げ高さの制御が問題となる。特に、本例では、跳板 9が 4箇所に設けられているので、それぞれの反りによって同じだけフレーム 8を持ち上げる（リフトアップする）ようにする必要がある。そこで、フレーム 8及び跳板 9の少なくとも一方に、フレーム 8を所定距離だけ基板 3から離隔させた位置で固定するための位置決め加工を施す。

具体的には、例えば図 4 A〜図 4 Cに模式的に示すように、跳板 9の先端をコの字形状に成形し、その突起部 9 1と嵌合する穴部 8 1をフレーム 8の所定位置に設ける構造とする。これにより、リフトアップ時に、跳板 9の先端（突起部 9 1 ) がフレーム 8の穴部 8 1に嵌合固定されるため、ミラー 1の持ち上げ高さを簡易に制御することが可能となり、フレーム 8を水平にリフトアップして固定することが可能となる。

なお、跳板 9の先端に対する加工形状は、勿論、他の形状にしてもよい。例えば、コの字形状ではなく凸形状にしてもよい。この場合は、フレーム 8には 1つの跳板 9に対して 1つの穴部 8 1を設ければよいことになる。また、穴部 8 1を設けずに同様の高さ制御を行なうことも可能である。例えば、フレーム 8の跳板 9との接触面の所定位置に溝部を形成して、当該溝部で跳板 9の先端が嵌合固定されるようにしてもよいし、フレーム 8の跳扳 9との接触面の所定位置に凸部分を形成して、当該部分で跳板 9がそれ以上反らないようにすること等が考えられる。

(A 2 ) 第 2実施形態の説明

図 5 Aは本発明の第 2実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図 5 Bは図 5 Aにおける A— A断面図、図 5 Cは図 5 Aにおける B矢視側面図である。これらの図 5 A〜図 5 Cに示すように、本第 2実施形態のマイクロティルトミラーは、第 1実施形態にて上述したものに比して、跳板 9に対応してフレーム支持板 1 0 , 支持部 1 1及びヒンジ部 1 2をそれぞれそなえて構成されている点が異なる。なお、既述の符号と同一符号を付したものは、特に断らない限り、既述のものと同一もしくは同様のものを示す。

ここで、フレーム支持板 1 0は、それぞれ、跳板 9と同等の形状を有しており、その一端に設けられた穴部（図示省略）にヒンジ部 1 2のリング状の止め具が貫通されることにより、支持部 1 1に対して基板 3から離隔する方向へ回動可能に支持されている。また、支持部 1 1は、図 5 B及び図 6 Aに示すように、それぞれ、跳板 9の未固定の先端とフレーム支持板 1 0の未固定の他端とが互い違いに位置するよう、基板 3において壁部 3 1に対向する位置に設けられている。

これにより、第 1実施形態と同様に、犠牲層 4を除去することにより跳板 9に収縮力が働いて反りが生じると、跳板 9の先端がフレーム支持板 1 0に接触して、その反り力がフレーム支持板 1 0の長さ方向の中心よりもヒンジ部 1 2に近い位置に伝達（作用）する。

その結果、図 6 Bに模式的に示すように、フレーム支持板 1 0の他端がヒンジ部 1 2を円弧中心として基板 3から離隔する方向へ回動して、フレーム 8が基板 3から離隔する方向へ持ち上げられて支持される。つまり、本実施形態では、跳板 9とフレーム支持板 1 0とで、自己の変形によりフレーム 8を基板 3から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部としての機能が実現されているのである。

なお、本例では、跳板 9の反り力のフレーム支持板 1 0に対する作用点がヒンジ部 1 2に近い位置になっているので、跳板 9の反り幅に対してフレーム支持板 1 0は大きく回動し、跳板 9の反り幅以上にフレーム 8を持ち上げることができる。したがって、跳板 9の反り幅が小さいものしか得られない場合でも、フレーム 8をその反り幅以上に持ち上げて必要なミラー振れ角を得ることが可能である。また、跳板 9及ぴフレーム支持板 1 0の長さ（図 6 A及び図 6 Bの紙面左右方向の長さ）の関係は、互いに同じでもよいし異なっていてもよい。ただし、跳板 9の長さを短くした方が、フレーム支持板 1 0の支持性は向上する。また、ヒンジ部 1 2によるフレーム支持板 1 0の接続構造は、上記と同等の機能を実現できるものであれば他の構造にすることもできる。さらに、フレーム 8の持ち上げ高さの制御は、第 1実施形態と同様の「位置決め加工」により実現できる。この場合、「位置決め加工」は、フレーム 8 , 跳板 9及ぴフレーム支持板 1 0のいずれに施してもよい。

(A 3 ) 第 3実施形態の説明

図 7 Aは本発明の第 3実施形態としてのマイクロティルトミラーの構造を示す模式的上面図、図 7 Bは図 7 Aにおける A— A断面図、図 7 Cは図 7 Aにおける B— B断面図である。これらの図 7 A〜図 7 Cに示すように、本第 3実施形態のマイクロティルトミラーは、図 1 A〜図 1 Cにより前述したものに比して、基板 3上に膨張ブロック（膨張部材） 1 3が設けられ、この膨張ブロック 1 3に接して眺板 9が設けられた構造になっている点が異なる。なお、以下においても、既述の符号と同一符号を付したものは、既述のものと同一もしくは同様のものを示す。

ここで、上記の膨張ブロック 1 3は、自己の膨張変形（例えば、熱膨張による変形）により跳板 9を基板 3から離隔する方向へ持ち上げて支持するものである。つまり、本実施形態では、跳板 9と膨張ブロック 1 3とで、自己の変形によりフレーム 8を基板 3から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部としての機能が実現されているのである。なお、膨張ブロック 1 3には、樹脂系の膨張係数の大きい材料（例えば、ポリミイド等）が好適である。ただし、犠牲層 4を除去した後に膨張させることが可能な材料であればどのような材料を適用してもよい。このような構造により、本実施形態では、犠牲層 4を除去した後、膨張ブロック 1 3が膨張するとともに跳板 9が反ることにより、簡易な構造でフレーム 8を基板 3から離隔する方向へ大きく持ち上げて支持することができ、この場合も、犠牲層厚を厚くすることなく、必要なミラー振れ角を確保することができる。なお、跳板 9の代わりに収縮力をもたせない通常の支持板を適用したり、膨張プロック 1 3により、直接、フレーム 8が持ち上げられる構造にすることもできる。いずれの場合も、簡易な構造で犠牲層厚を厚くすることなくミラ一振れ角を大きくとることが可能である。

(B ) 光スィッチの説明

次に、以下では、上述したマイクロティルトミラ一を用いた光スィッチについて説明する。

図 8は上述したマイクロティルトミラーを用いた光スィツチの構成を示す模式的斜視図で、この図 8に示す光スィッチは、 L字形状（水平面部 2 4 A及び垂直面部 2 4 B) を有する筐体 2 4上に、入力光学系 2 1 Aと出力光学系 2 1 Bとを一体化した入出力一体型ファイバブロック 2 1が設けられるとともに、筐体 2 4 の垂直面部 2 4 B上の所定位置にコーナ一ミラ一 2 3が設けられ、且つ、前記の水平面部 2 4 Aと垂直面部 2 4 Bとが交差する部分にマイクロミラーアレイプロック 2 2が設けられた構造を有している。

ここで、入力光学系（入力コリメータ） 2 1 Aは、複数（ここでは 1 6本）の入力光ファイバ 2 O Aがアレイ状に接続され各入力光ファイバ 2 O Aからの入力光をコリメートして出射するものであり、出力光学系（出力コリメータ） 2 1 B は、複数（ここでは 1 6本）の出力光ファイバ 2 0 Bがアレイ状に接続されるとともに入力光学系 2 1 Aから出射される光を受光して出力光ファイバ 2 0 Bへ出力するものである。

そして、マイクロミラ一アレイブロック 2 2には、入力コリメ一夕 2 1 Aに揷入される入力光ファイバ 2 O Aの本数分の入力マイクロティルトミラー 2 2 A (図 8中で白抜き丸印で示す）と、出力コリメータ 2 1 Bに挿入される出力光フアイバ 2 0 Bの本数分の出力マイクロティルトミラー 2 2 B (図 8中で網がけ丸印で示す）とがそれぞれ光ファイバ 2 0 A， 2 O Bの配列に応じてアレイ状に設けられており、入力コリメ一タ 2 ΓΑから出射されるビーム光を入力マイクロティルトミラ一 2 2 Aでコーナ一ミラ一 2 3へ反射させ、当該コーナーミラ一 2 3 による反射光を出力マイクロティルトミラー 2 2 Bでさらに出力コリメ一夕 2 1 Bへ反射することで、例えば図 8中に矢印 2 5で示すような光路を迪つてビーム光が空間を伝送されるようになっている。

したがって、各マイクロティルトミラー 2 2 A， 2 2 Bのミラー振角を個々に制御することで、入力コリメ一夕 2 1 A (入力光ファイバ 2 O A) と出力コリメ一夕 2 1 B (出力光ファイバ 2 0 B ) との間の光路 2 5を任意に切り替えることができ、マイクロティルトミラ一数に応じた規模（図 8では 1 6チャンネル X 1 6チヤンネル）の光クロスコネクトが可能な空間光スィツチが実現されることになる。

そして、上記の各マイクロティルトミラ一 2 2 A, 2 2 Bが、それぞれ、前述した跳板 9等によるミラー 1のリフトアップ構造を有している。このように、光スィッチに前述したリフトアップ構造をもったマイクロティルトミラ一を適用することで、個々のマイクロティルトミラ一 2 2 A， 2 2 Bのミラー振れ角を、犠牲層厚を厚くすることなく大きくとることができるので、残留犠牲層が生じることによる歩留まりの低下を回避しつつ、光路切り替え幅を大きくとることができ、大規模な（多チャンネルの）光スィッチを低コストで実現することができる。なお、上述した例では、入力コリメータ 2 1 Aと出力コリメ一夕 2 1 Bとを一体化している（このように一体化すると光軸の調整を簡易且つ高精度に行なえる）が、別体として異なる位置（例えば、対向する位置等）に配置される場合もある。また、入力コリメ一夕 2 1 A及び出力コリメ一夕 2 I Bの構成は、既存のものでよい。また、上述した例では、リフトアップ構造を有するマイクロティルトミラ一を光スィッチに適用した塲合について説明したが、光スィッチ以外のデバイス (例えば、ディスプレイ等の表示装置）に適用することもできる。

そして、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができることはいうまでもない。産業上の利用可能性

以上のように、本発明は、犠牲層厚を厚くすることなく大きなミラ一振れ角を得ることのできるマイクロミラーユニットを実現するので、マイクロミラ一ュニットの歩留まり低下を回避することができるとともに、大規模な光スィツチも容易に実現することができ、光伝送技術分野において極めて有用であると考えられる。

Claims

請求の範囲

1. 基板（3) 上に、

光を反射するマイクロミラ一（1) と、

該マイクロミラ一（1) を支持するトーシヨンバー（2) と、

該ト一ションバ一（2) を回動可能に支持するフレーム部（8) と、自己の変形により該フレーム部（8) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部（9, 10, 13) とをそなえたことを特徴とする、マイクロミラーュニット。

2. 該変形支持部が、自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（8) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（9) により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項に記載のマイクロミラ一ュニット。

3. 該変形支持部が、自己の膨張変形によって該フレーム部（8)を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（13) により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項に記載のマイクロミラーュニット。

4. 該変形支持部が、

自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（8) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（9) と、

自己の膨張変形によって該跳板部材（9) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（13) とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項に記載のマイクロミラーュニット。

5. 該フレーム部（8) 及び該跳板部材（9) の少なくとも一方に、該フレーム部（8) を所定距離だけ該基板（3) から離隔させた位置で固定するための位置決め加工が施されていることを特徴とする、請求の範囲第 2項又は第 4項に記載のマイクロミラ一ュニット。

6. 該位置決め加工が、該フレーム部（8) に設けられた穴部（81) と、該跳板部材 (9) に設けられ該穴部（81) と嵌合固定される突起部（91) とで形成されていることを特徴とする、請求の範囲第 5項に記載のマイクロミラーュニット。

7. 該変形支持部が、

—端が該基板から離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で該フレーム部（8) を支持しうるフレーム支持板（10) と、

自己の収縮変形による反りによって生じるカを該フレーム支持板（10) の中心よりも該一端に近い位置に作用させて該フレーム支持板 810) の該他端を該基板から離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材（9) とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 1項に記載のマイクロミラーュ-ット。

8. 基板（3) 上に、可塑性の樹脂層（9) と所定厚の犠牲層（4) とを形成する工程と、

該犠牲層 4上に、光を反射するマイクロミラー（1) と、当該マイクロミラー (1) を支持するトーションバー (2) と、該トーシヨンバー (2) を回動可能に支持するフレーム部（8) とを形成する工程と、

該犠牲層（4) を除去するとともに該榭脂層（9) を変形させて該フレーム部 (8) を該基板（3) 力ら離隔する方向に持ち上げて支持させる工程とを有することを特徴とする、マイクロミラーユニットの製造方法。

9. 複数の入力光ファイバ（2 OA) がアレイ状に接続され、該入力光：パ（2 OA) からの入力光をコリメートして出射する入力光学系（21A) と、複数の出力光ファイバ（20B) がアレイ状に接続されるとともに、該入力光学系（21 B) から出射される光を受光して該出力光ファイバ（20B) へ出力する出力光学系（21 B) と、

該入力光学系（21A) と該出力光学系（21 B) との間の各光路（25) を切り替えるための複数のマイクロミラ一ユニット（22A， 22 B) とをそなえるとともに、

該マイクロミラ一ユニット（22A， 22 B) が、それぞれ、

基板（3) 上に、

該光を反射するマイクロミラー（1) と、

該マイクロミラー（1) を支持するトーシヨンバー（2) と、

該ト一シヨンバー（2) を回動可能に支持するフレーム部（8) と、自己の変形により該フレーム部（8) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する変形支持部（9， 10， 13) とをそなえて構成されたことを特徴とする、マイクロミラーユニットを用いた光スィッチ。

10. 該変形支持部が、自己の収縮変形による反りによって該フレーム部（8) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する跳板部材（9) により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 9項に記載のマイクロミラーュニットを用いた光スィッチ。

11. 該変形支持部が、自己の膨張変形によって該フレーム部（8) を該基板 (3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（13) により構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 9項に記載のマイクロミラーュニットを用いた光：

12. 該変形支持部が、

自己の膨張変形によって該跳板部材（9) を該基板（3) から離隔する方向へ持ち上げて支持する膨張部材（13) とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 9項に記載のマイクロミラーュニットを用いた光スィッチ。

13. 該フレ一ム部（8) 及び該跳板部材（9) の少なくとも一方に、該フレーム部（8) を所定距離だけ該基板（3) から離隔させた位置で固定するための位置決め加工が施されていることを特徴とする、請求の範囲第 10項又は第 12 項に記載のマイクロミラーュニットを用いた光スィツチ。

14. 該位置決め加工が、該フレーム部（8) に設けられた穴部（81) と、該跳板部材 (9) に設けられ該穴部（81) と嵌合固定される突起部（91) とで形成されていることを特徴とする、請求の範囲第 1 3項に記載のマイクロミラ一ュ-ットを用いた光スィッチ。

15. 該変形支持部が、

一端が該基板（3) 力ら離隔する方向へ回動可能に接続されるとともに他端で該フレーム部（8) を支持しうるフレーム支持板（10) と、

自己の収縮変形による反りによって生じるカを該フレーム支持板（10) の中心よりも該一端に近い位置に作用させて該フレーム支持板（10) の該他端を該基板 (3) 力ら離隔する方向へ回動させて支持する跳板部材（9) とにより構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 9項に記載のマイクロミラーュニットを用いた光」