JP2983088B2 - Optical deflector array - Google Patents

Optical deflector array

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JP2983088B2
JP2983088B2 JP24667991A JP24667991A JP2983088B2 JP 2983088 B2 JP2983088 B2 JP 2983088B2 JP 24667991 A JP24667991 A JP 24667991A JP 24667991 A JP24667991 A JP 24667991A JP 2983088 B2 JP2983088 B2 JP 2983088B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、小型の機械式の光偏向
器アレイに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a small mechanical optical deflector array.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、主として使われている光偏向器に
は、結晶の超音波による歪を利用した音響光学式光偏向
器や、結晶の電場による屈折率変化を利用した電気光学
式光偏向器、或いはガルバノメータ、回転鏡等を利用し
た機械式光偏向器等がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, optical deflectors that are mainly used include an acousto-optic type optical deflector utilizing distortion of a crystal due to ultrasonic waves and an electro-optical type optical deflector utilizing a change in refractive index of a crystal due to an electric field. Or a mechanical optical deflector using a galvanometer, a rotating mirror, or the like.

【0003】中でも、機械式光偏向器は光の波長によら
ずに等角度偏向が行えるため、多重波長光源を使用する
場合や、光源に波長変動等がある場合に非常に有用にな
る。また、安定した回転速度や高精度な偏向角を得るた
めに、回転軸を重くしたりロータに大型の電磁石を用い
たりしている。
[0003] Above all, a mechanical optical deflector can perform equiangular deflection irrespective of the wavelength of light, and is therefore very useful when a multi-wavelength light source is used or when the light source has wavelength fluctuations. Further, in order to obtain a stable rotation speed and a highly accurate deflection angle, a rotating shaft is made heavy and a large electromagnet is used for a rotor.

【0004】一方、軽量化や小型化を目的としても様々
な検討がされているが、近年シリコンプロセスを用いた
マイクロメカニクス技術による非常に小型な光偏向器が
提案されている。この提案には2つの形態があり、1つ
は片持ち梁型(K.E.Petersen,Applied Physics Letters,
Vol.31, P521,1977)であり、他の1つは両持ち梁型(K.
E.Petersen,IBM J.Res.Develo.,Vol.24, P631,1980)で
ある。このうち、後者の両持ち梁型には、光学的効率の
向上や撓み安定性を考慮した空間光偏向器(ラリー・ジ
ェイ・ホーンベック、特開平2−8812号公報)が知
られている。
On the other hand, various studies have been made for the purpose of weight reduction and miniaturization. In recent years, very small optical deflectors based on micromechanics technology using a silicon process have been proposed. There are two forms of this proposal, one is a cantilever type (KEPetersen, Applied Physics Letters,
Vol. 31, P521, 1977), and the other one is a double-supported beam type (K.
E. Petersen, IBM J. Res. Devove., Vol. 24, P631, 1980). Of these, a spatial light deflector (Larry Jay Hornbeck, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-8812) is known as the double-supported beam type in consideration of improvement of optical efficiency and bending stability.

【0005】図14はこの空間光偏向器の一画素の一部
断面とした斜視図である。図14において、画素1はモ
ノリシックなシリコンをベースとして、撓み可能な2つ
の梁により反射面を有する構成になっている。即ち、シ
リコン基板2上に絶縁層3を介して絶縁スペーサ4、金
属丁番層5及び金属梁層6が積層されている。つまり、
金属丁番層5と同層の可撓梁7及び可撓梁8、金属梁層
6と同層の反射面9、及び反射面9の下に空隙を介して
反射面9の角度を変えるための駆動用固定電極10、固
定電極11、固定電極12から成っている。
FIG. 14 is a perspective view showing a partial cross section of one pixel of the spatial light deflector. In FIG. 14, a pixel 1 has a configuration in which a reflective surface is formed by two bendable beams based on monolithic silicon. That is, the insulating spacer 4, the metal hinge layer 5, and the metal beam layer 6 are stacked on the silicon substrate 2 via the insulating layer 3. That is,
To change the angle of the flexible beam 7 and the flexible beam 8 in the same layer as the metal hinge layer 5, the reflecting surface 9 in the same layer as the metal beam layer 6, and the reflecting surface 9 through a gap below the reflecting surface 9. , A fixed electrode for driving 10, a fixed electrode 11, and a fixed electrode 12.

【0006】例えば、固定電極11に電圧を印加する
と、反射面9と固定電極11の間に静電気力が発生して
可撓梁7、8が捩れて、反射面9に撓み角が生じ、反射
面9に入射した光は撓み角の量に応じた反射角を得て偏
向される。このような光偏向器は光を一方向の軸のみに
偏向する構成であり、シリコン基板2をベースとしたシ
リコンプロセスによって製造し得る。従って、比較的低
コストに製作することができ、シリコン基板2上に二次
元配置してアレイ化することによって、静電印刷等のプ
リンタや投影型のディスプレイ等に応用することも考え
られている。
For example, when a voltage is applied to the fixed electrode 11, an electrostatic force is generated between the reflecting surface 9 and the fixed electrode 11, and the flexible beams 7 and 8 are twisted, and a bending angle is generated on the reflecting surface 9. Light incident on the surface 9 is deflected by obtaining a reflection angle corresponding to the amount of deflection angle. Such an optical deflector is configured to deflect light only in one axis, and can be manufactured by a silicon process based on the silicon substrate 2. Therefore, it can be manufactured at a relatively low cost, and it is considered to be applied to a printer such as electrostatic printing or a projection type display by two-dimensionally arranging and arraying them on the silicon substrate 2. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
光偏向器は、アレイ化することによってのみライン状或
いは二次元状の画像を形成することができるが、単一画
素としての応用には限度がある。また、可撓梁7、8を
形成するために必要とされる画素間の隙間13では光反
射が行われないため、画像上ではそこが暗部となってし
まうという極めて大きな問題点が存在する。
However, the above-described optical deflector can form a line or two-dimensional image only by forming an array, but its application as a single pixel is limited. . In addition, since light is not reflected in the gap 13 between pixels required to form the flexible beams 7 and 8, there is a very large problem that the image becomes a dark portion on an image.

【0008】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、
個々の光偏向部によって2軸方向への光反射を独立して
可能にし、複数の光偏向部を二次元的に配置することに
よって画像上の暗部をなくする光偏向器アレイを提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide an optical deflector array that enables light reflection in two axial directions independently by individual light deflectors and eliminates dark areas on an image by arranging a plurality of light deflectors two-dimensionally. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明に係る光偏向器アレイは、同一基板上に複数
の光偏向器を二次元的に配置し、前記各光偏向器は、第
1の回転軸により支持した第1の可動部内に、前記第1
の回転軸と直交する方向の第2の回転軸により支持した
第2の可動部を備え、該第2の可動部に反射面を設け、
前記2つの可動部の下面に空隙を介して対向する複数の
固定電極を設け、これら固定電極に電圧を印加して前記
2つの回転軸により前記第1、第2の可動部をそれぞれ
独立して回転可能とし、前記第1又は第2の回転軸によ
り前記全ての光偏向器の前記反射面を走査方向に回動さ
せると共に、前記第2又は第1の回転軸により前記全て
の光偏向器の前記反射面を前記走査方向と直交する方向
に振らせることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical deflector array comprising a plurality of optical deflectors arranged two-dimensionally on the same substrate. , A first movable portion supported by a first rotating shaft,
A second movable part supported by a second rotational axis in a direction orthogonal to the rotational axis of the second movable part, and a reflection surface is provided on the second movable part;
A plurality of fixed electrodes opposed to each other via a gap are provided on the lower surface of the two movable parts, and a voltage is applied to these fixed electrodes to separate the first and second movable parts independently by the two rotation axes. Rotatable, and the reflecting surfaces of all of the optical deflectors are rotated in the scanning direction by the first or second rotation axis, and all of the optical deflectors are rotated by the second or first rotation axis. The reflecting surface is swung in a direction orthogonal to the scanning direction.

【0010】[0010]

【作用】上述の構成を有する光偏向器アレイは、複数の
光偏向器の反射面と走査方向に偏向すると共に、走査方
向と直交する方向に振らせることにより画像上の暗部を
なくする。
The optical deflector array having the above-described configuration deflects the reflecting surfaces of the plurality of optical deflectors in the scanning direction and eliminates dark portions on the image by deflecting the light in the direction perpendicular to the scanning direction.

【0011】[0011]

【実施例】本発明を図1〜図13に図示の実施例に基づ
いて詳細に説明する。図1は1個の画素から成る光偏向
器21の斜視図である。この光偏向器21は電気伝導性
を有する基板から成り、外枠21の内側に可撓梁23、
24によって支持された内枠25が設けられ、この内枠
25の内側に可撓梁23、24と直交する方向の可撓梁
26、27によって反射板28が支持されている。ここ
で、反射板28と内枠25の各回転軸の重心位置は同一
になるようにしてあって、可撓梁26、27は図に示す
A−A軸に設けられy軸廻りに回転可能であり、可撓梁
23、24はB−B軸に設けられx軸廻りに回転可能で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view of an optical deflector 21 composed of one pixel. The light deflector 21 is made of a substrate having electrical conductivity, and a flexible beam 23 is provided inside the outer frame 21.
An inner frame 25 supported by 24 is provided, and a reflection plate 28 is supported inside the inner frame 25 by flexible beams 26 and 27 in a direction orthogonal to the flexible beams 23 and 24. Here, the positions of the centers of gravity of the rotation axes of the reflection plate 28 and the inner frame 25 are set to be the same, and the flexible beams 26 and 27 are provided on the AA axis shown in the figure and can rotate around the y axis. The flexible beams 23 and 24 are provided on the BB axis and are rotatable around the x axis.

【0012】図2(a) は図1におけるA−A断面図、
(b) はB−B断面図であり、反射板28、内枠25の下
の空隙の厚みに相当する絶縁スペーサ30が設けられ、
その下に固定電極31、32、33、34及びこれらの
固定電極31〜34を支持する支持台35が設けられて
いる。
FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA in FIG.
(b) is a BB cross-sectional view, in which an insulating spacer 30 corresponding to the thickness of the gap below the reflection plate 28 and the inner frame 25 is provided,
Below the fixed electrodes 31, 32, 33, and 34, and a support 35 that supports these fixed electrodes 31 to 34 are provided.

【0013】図3は光偏向器21の平面図であり、固定
電極31〜34のパターンは、点線で示すように反射板
28、内枠25にそれぞれ対向して配置されている。
FIG. 3 is a plan view of the optical deflector 21. The patterns of the fixed electrodes 31 to 34 are arranged so as to face the reflection plate 28 and the inner frame 25, respectively, as shown by dotted lines.

【0014】このような構成において、図2(a) に示す
ように内枠25は下面に設けられた固定電極31、32
の何れか一方に電圧が印加されると、静電気力を受けて
可撓梁23、24を回転軸として撓み、図2(b) におい
ても反射板28は固定電極33、34の何れか一方に電
圧が印加されると、静電気力を受けて可撓梁26、27
を回転軸として撓むことになる。
In such a configuration, as shown in FIG. 2A, the inner frame 25 has fixed electrodes 31, 32 provided on the lower surface.
When a voltage is applied to one of the fixed electrodes 33 and, the reflective plate is bent by the flexible beams 23 and 24 as a rotation axis due to an electrostatic force. In FIG. When a voltage is applied, the flexible beams 26 and 27 receive electrostatic force.
Is used as a rotation axis.

【0015】図4、図5は固定電極31〜34に電圧を
印加した際の光偏向器21の動作説明図である。図3に
示す固定電極31に正電圧を印加すると、図4に示すよ
うに可撓梁23、24を中心として反射板28がy方向
にθ1 だけ回転し、例えばz方向から光線が入射した場
合には、光線はy方向に2×θ1 分だけ偏向する。同様
に、図3に示す固定電極33に正電圧を印加すると、図
5に示すように可撓梁26、27を中心として反射板2
8及び内枠25がx軸方向に回転し、光線はx方向に2
×θ2 分だけ偏向することになる。
FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams of the operation of the optical deflector 21 when a voltage is applied to the fixed electrodes 31 to 34. FIG. When a positive voltage is applied to the fixed electrode 31 shown in FIG. 3, the reflector 28 rotates around the flexible beams 23 and 24 by .theta.1 in the y direction as shown in FIG. , The light beam is deflected by 2.times..theta.1 in the y direction. Similarly, when a positive voltage is applied to the fixed electrode 33 shown in FIG. 3, as shown in FIG.
8 and the inner frame 25 rotate in the x-axis direction,
× θ2.

【0016】ここで反射板28が撓む角度は、可撓梁2
3、24、26、27が捩れた時の反射板28、内枠2
5のばね定数による復元力と、固定電極31〜34に電
圧を印加して発生する静電気力による回転モーメントと
の釣り合いによって決定される。
The angle at which the reflection plate 28 bends depends on the angle of the flexible beam 2.
Reflector 28, inner frame 2 when 3, 24, 26, 27 are twisted
It is determined by the balance between the restoring force due to the spring constant of 5 and the rotational moment due to the electrostatic force generated by applying a voltage to the fixed electrodes 31 to 34.

【0017】上述の説明から明らかなように、本実施例
に係る光偏向器21では−y又は−x方向への反射板2
8の撓み角度は、固定電極32或いは固定電極33に電
圧を印加することによって得られる。従って、x−y面
上の自由な方向へ反射板28を撓ませることが可能にな
り、例えばx−y面の第1象限方向に撓ませたい場合に
は、固定電極31及び固定電極33の双方に同時に適当
な電圧を印加すればよい。
As is clear from the above description, in the optical deflector 21 according to the present embodiment, the reflection plate 2 in the -y or -x direction is used.
The deflection angle of 8 can be obtained by applying a voltage to the fixed electrode 32 or the fixed electrode 33. Therefore, it is possible to bend the reflecting plate 28 in a free direction on the xy plane. For example, when it is desired to bend in the first quadrant direction on the xy plane, the reflection electrodes 28 An appropriate voltage may be applied to both at the same time.

【0018】次に、光偏向器21の製造工程を、具体的
に説明する。図6は外枠22、内枠25、反射板28及
び可撓梁の製造工程を示す概略図であり、図6(a) に示
すように、基板40にはSiを用いて、LPCVD(減
圧CVD)法によって基板40の両面にSi34 膜4
1、42を形成する。このSi基板40には、固定電極
に電圧を印加したときに静電気力を発生させるような抵
抗が小さいものを使用する。次に、片側のSi34
42にフォトリソグラフィによって開口部をパターンニ
ングする。次いで、Si結晶方位面のエッチング速度差
を利用する異方性エッチングによって、図6(b) に示す
ようにSiメンブレン43を製作する。このときの異方
性エッチングはKOH水溶液を加熱して行う。その後
に、図6(c) に示すように、Si基板40の他方の面か
らSF6 、CF4 等の反応ガスを用いた反応性イオンエ
ッチング(RIE)等によってメンブレン43を除去す
ると、可撓梁26、27及び反射板28、内枠25が形
成される。最後に、Si34 膜41、42をRIEに
よって除去すると、図6(d) に示すような反射板28及
び可撓梁26、27が得られる。
Next, the manufacturing process of the optical deflector 21 will be specifically described. FIG. 6 is a schematic view showing a manufacturing process of the outer frame 22, the inner frame 25, the reflection plate 28, and the flexible beam. As shown in FIG. Si 3 N 4 films 4 on both surfaces of substrate 40 by CVD) method
1 and 42 are formed. As the Si substrate 40, a substrate having a small resistance that generates an electrostatic force when a voltage is applied to the fixed electrode is used. Next, an opening is patterned on the Si 3 N 4 film 42 on one side by photolithography. Next, as shown in FIG. 6B, a Si membrane 43 is manufactured by anisotropic etching utilizing an etching rate difference between Si crystal orientation planes. The anisotropic etching at this time is performed by heating a KOH aqueous solution. Thereafter, as shown in FIG. 6C, when the membrane 43 is removed from the other surface of the Si substrate 40 by reactive ion etching (RIE) using a reactive gas such as SF 6 , CF 4, etc. The beams 26 and 27, the reflection plate 28, and the inner frame 25 are formed. Finally, when the Si 3 N 4 films 41 and 42 are removed by RIE, a reflector 28 and flexible beams 26 and 27 as shown in FIG. 6D are obtained.

【0019】図7は絶縁スペーサ及び固定電極の製造工
程を示す概略図であり、図7(a) に示すように支持台3
5には表面にSi34 膜44等の絶縁性の層が形成さ
れたSi基板を用い、その片面にAl等の電気伝導性を
有する金属薄膜45を真空蒸着法によって被着させる。
次に、この金属薄膜45を図7(b) に示すようにフォト
リソグラフィによってパターンニングし、固定電極3
1、32を形成する。更に、固定電極31、32の上に
図7(c) に示すようにガラス等の絶縁性材料46を真空
蒸着法によって成膜し、それをパターニングして図7
(d) に示すような絶縁スペーサ30を製作して、反射板
28と固定電極31、32との間隔はこの絶縁スペーサ
30の膜厚によって決定される。
FIG. 7 is a schematic view showing the steps of manufacturing the insulating spacer and the fixed electrode. As shown in FIG.
For 5, an Si substrate having an insulating layer such as a Si 3 N 4 film 44 formed on the surface is used, and a metal thin film 45 having electrical conductivity such as Al is deposited on one surface thereof by a vacuum evaporation method.
Next, the metal thin film 45 is patterned by photolithography as shown in FIG.
1 and 32 are formed. Further, as shown in FIG. 7 (c), an insulating material 46 such as glass is formed on the fixed electrodes 31 and 32 by a vacuum evaporation method, and is patterned to form a film shown in FIG.
An insulating spacer 30 as shown in FIG. 1D is manufactured, and the distance between the reflector 28 and the fixed electrodes 31 and 32 is determined by the thickness of the insulating spacer 30.

【0020】図6、図7に示したような工程で製作され
た外枠22、内枠25、反射板28及び可撓梁23、2
4、26、27を有する基板40と、固定電極31〜3
4が形成された支持台35を接合すると、図8に示すよ
うな光偏向器21を完成することができる。このときの
接合方法には、陽極接合法(江刺、Sensors and Actuat
or,A21-A23,P931,1990) を用い、絶縁性材料としては固
定電極が熱的に損傷しないように、低温で接合可能なガ
ラス材料(コーニング社の#7740)を使用し、高周
波スパッタ法によって陽極接合可能な絶縁スペーサ30
を成膜する。
The outer frame 22, the inner frame 25, the reflecting plate 28 and the flexible beams 23, 2 manufactured by the processes shown in FIGS.
Substrate 40 having 4, 26, 27 and fixed electrodes 31 to 3
By joining the support 35 on which the 4 is formed, the optical deflector 21 as shown in FIG. 8 can be completed. At this time, the bonding method includes anodic bonding (Esashi, Sensors and Actuat
or, A21-A23, P931, 1990), and using a glass material (Corning's # 7740) that can be bonded at a low temperature as the insulating material so that the fixed electrode is not thermally damaged. Spacer 30 that can be anodically bonded by
Is formed.

【0021】図9〜図11は光偏向器の他の製造工程を
示す概略図である。これらの工程は上述した工程に比べ
てアレイ状の光偏向器の製作を更に容易にしている。
FIGS. 9 to 11 are schematic views showing another manufacturing process of the optical deflector. These steps further facilitate the fabrication of an array of optical deflectors as compared to the steps described above.

【0022】図9は絶縁スペーサ、固定電極及び可撓梁
に用いる層の製造工程を示し、図9(a) に示すように支
持台35として高抵抗或いはP型のSi基板を用い、イ
オンプランテーションによってn+ 型の低抵抗の固定電
極31、32をSi基板上に形成する。次に、図9(b)
に示すようにSiO2 等の絶縁性薄膜を高周波スパッタ
リング又はCVD等によって被着させて絶縁スペーサ3
0を形成する。この絶縁スペーサ30の上に、図9(c)
に示すように最終工程で除去することになる犠牲層4
6、及び図9(d) に示すように可撓梁となる金属薄膜4
7を成膜する。
FIG. 9 shows a process of manufacturing layers used for insulating spacers, fixed electrodes, and flexible beams. As shown in FIG. 9A, a high resistance or P-type Si substrate is used as a support 35, and ion implantation is performed. Thereby, n + -type fixed electrodes 31 and 32 having low resistance are formed on the Si substrate. Next, FIG.
As shown in FIG. 3, an insulating thin film such as SiO 2 is applied by high frequency sputtering or CVD to form an insulating spacer 3.
0 is formed. On this insulating spacer 30, FIG.
The sacrificial layer 4 to be removed in the final step as shown in FIG.
6 and a metal thin film 4 serving as a flexible beam as shown in FIG.
7 is formed.

【0023】図10は可撓梁及び反射板28の製造工程
を示し、図10(a) に示すように金属薄膜47上に更に
金属薄膜48を形成してパターニングを行う。パターニ
ングでは、レジスト49をマスクとして金属薄膜47、
48を除去し、その後に図10(b) に示すように反射板
28を残してレジスト49をマスクして金属薄膜48を
除去する。最後に、図10(c) に示すようにレジスト4
9’を除去して可撓梁26、27を形成する。
FIG. 10 shows a manufacturing process of the flexible beam and the reflection plate 28. As shown in FIG. 10A, a metal thin film 48 is further formed on a metal thin film 47 and patterned. In the patterning, the metal thin film 47 is formed using the resist 49 as a mask.
Then, the metal thin film 48 is removed by masking the resist 49 while leaving the reflection plate 28 as shown in FIG. 10B. Finally, as shown in FIG.
9 'is removed to form flexible beams 26 and 27.

【0024】図11は空隙の製造工程を示す概略図であ
る。前工程で製作された反射板28可撓梁等の下面の犠
牲層46を図11(a) に示すようにエッチング除去し、
犠牲層46の厚み分の空隙を形成した後に、図11(b)
に示すように犠牲層46の下面の絶縁スペーサ30をエ
ッチング除去する。
FIG. 11 is a schematic view showing a manufacturing process of the gap. As shown in FIG. 11A, the sacrificial layer 46 on the lower surface of the reflector 28 and the flexible beam manufactured in the previous step is removed by etching,
After forming a gap corresponding to the thickness of the sacrificial layer 46, FIG.
As shown in FIG. 7, the insulating spacer 30 on the lower surface of the sacrificial layer 46 is removed by etching.

【0025】上述した製造工程においては、固定電極3
1〜34、絶縁スペーサ30、犠牲層46及び金属薄膜
47、48のそれぞれのエッチング選択性を考慮する必
要がある。一例として、絶縁スペーサ30はSiO2
犠牲層46はZnO、及び金属薄膜47、48は厚さ数
10オングストロームのCr層の上にAuを設けた2層
の薄膜を用いて製作することが可能である。図10の工
程における金属薄膜47、48の除去に際しては、Au
に対してKI水溶液を用い、CrにはCCl4ガスを用
いたRIEによるエッチングをすればよい。即ち、この
エッチングを可撓梁26、27の形成では1回行い、反
射板28等の形成では2回繰り返せばよい。ZnOの除
去には酢酸が用いられて、ZnOである犠牲層46がエ
ッチングされる。絶縁スペーサ30の除去にはバッファ
ふっ酸を用いればよく、他の層にエッチング損傷が発生
することはない。
In the above-described manufacturing process, the fixed electrode 3
It is necessary to consider the etching selectivity of the insulating spacers 30, the sacrificial layer 46, and the metal thin films 47 and 48. As an example, the insulating spacer 30 is made of SiO 2 ,
The sacrificial layer 46 can be manufactured using ZnO, and the metal thin films 47 and 48 can be manufactured using a two-layer thin film in which Au is provided on a Cr layer having a thickness of several tens angstroms. In removing the metal thin films 47 and 48 in the process of FIG.
The etching may be performed by RIE using a KI aqueous solution and using CCl 4 gas for Cr. That is, this etching may be performed once for forming the flexible beams 26 and 27, and may be repeated twice for forming the reflector 28 and the like. Acetic acid is used to remove ZnO, and the sacrificial layer 46 of ZnO is etched. The insulating spacer 30 may be removed by using buffered hydrofluoric acid, and no etching damage occurs in other layers.

【0026】図12において、複数個の光偏向器21が
1枚の基板上にアレイ化されて光偏向アレイ53を構成
されており、図13はこの光偏向アレイ53を静電印刷
へ応用をした場合の概略図である。
In FIG. 12, a plurality of light deflectors 21 are arrayed on one substrate to form a light deflection array 53. FIG. 13 shows the application of the light deflection array 53 to electrostatic printing. FIG.

【0027】図13において、レーザー光源54からの
ビームL1は、第1のレンズ系55によってシート光L2に
されて光偏向アレイ53に照射される。この光偏光アレ
イ53の反射板からの反射光は、スリット56、第2の
レンズ系57を通り、感光体ドラム58上にラインLを
結像する。ここで、光偏向アレイ53は図5に示したよ
うにx軸廻りに光を偏向するため、シート光L2はシート
光L3からシート光L4に回転した偏向を受ける。
In FIG. 13, a beam L 1 from a laser light source 54 is converted into a sheet light L 2 by a first lens system 55 and applied to a light deflection array 53. The reflected light from the reflection plate of the light polarization array 53 passes through the slit 56 and the second lens system 57, and forms a line L on the photosensitive drum 58. Here, since the light deflection array 53 deflects the light around the x-axis as shown in FIG. 5, the sheet light L2 is subjected to the rotation rotated from the sheet light L3 to the sheet light L4.

【0028】従来の光偏向器には、光を反射しない可撓
梁部や光偏向器間の配線部が存在するため、ラインLに
は光量による濃淡が生ずることが避けられず、光偏向器
間や可撓梁部はラインL上では暗部になる。この暗部を
補正するにためには、結像した光の焦点をずらして光の
スポット径を大きくする等の、画像上好ましくない手段
を採らなければならない。
Since the conventional optical deflector has a flexible beam portion that does not reflect light and a wiring portion between the optical deflectors, it is inevitable that the line L will be shaded by the amount of light. The gap and the flexible beam portion become dark portions on the line L. In order to correct the dark portion, it is necessary to take an undesired means on the image, such as shifting the focus of the imaged light to increase the spot diameter of the light.

【0029】しかしながら本実施例の光偏向器21は、
図4に示したようにy軸廻りにも光を偏向することが可
能であるため、光線は図13における感光体ドラム58
上で走査経路L’を形成し、焦点位置を保持しながら暗
部をなくすことを可能にする。
However, the optical deflector 21 of this embodiment is
Since the light can be deflected around the y-axis as shown in FIG. 4, the light beam is applied to the photosensitive drum 58 in FIG.
A scanning path L ′ is formed above, and it is possible to eliminate a dark part while maintaining a focus position.

【0030】上述の操作を光偏向器21で行うために
は、x軸廻りの偏向速度に比してy軸廻りの偏向速度を
大きくすればよい。その方法としては、反射板28と可
撓梁26、27の寸法によって決まる共振周波数で振動
させる等を行えばよい。また、2軸廻りに偏向が可能に
なるため、形成する画像の解像度を上げることができ
る。即ち、軸ごとの偏向速度差を逆にして、y軸廻りに
走査する際には、y軸廻りの走査速度よりも早くx軸廻
りに偏向させることによって、走査経路L’内に新たに
複数のビットを入れることができ、ラインLの解像度を
向上させることが可能になる。
In order to perform the above-mentioned operation by the optical deflector 21, the deflection speed around the y-axis should be made larger than the deflection speed around the x-axis. As a method thereof, vibration may be performed at a resonance frequency determined by the dimensions of the reflection plate 28 and the flexible beams 26 and 27. In addition, since the light can be deflected around two axes, the resolution of an image to be formed can be increased. In other words, when scanning around the y-axis by reversing the deflection speed difference for each axis, by deflecting around the x-axis faster than the scanning speed around the y-axis, a plurality of scans are newly added in the scanning path L ′. And the resolution of the line L can be improved.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る光偏向
器アレイは、光偏向部を二次元配置し、各光偏向部の反
射面を走査方向に偏向すると共に、この走査方向と直交
する方向に振らせることにより、画像上の暗部はなくな
り、高解像度の画像を得ることが可能になる。
As described above, in the optical deflector array according to the present invention, the light deflecting units are two-dimensionally arranged, the reflecting surfaces of the respective light deflecting units are deflected in the scanning direction, and are orthogonal to the scanning direction. By shaking in the direction, dark portions on the image are eliminated, and a high-resolution image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of an embodiment.

【図2】断面図である。FIG. 2 is a sectional view.

【図3】平面図である。FIG. 3 is a plan view.

【図4】y方向の動作説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation in a y direction.

【図5】x方向の動作説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an operation in an x direction.

【図6】製造工程の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a manufacturing process.

【図7】製造工程の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a manufacturing process.

【図8】光偏向器の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of an optical deflector.

【図9】他の製造工程の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of another manufacturing process.

【図10】製造工程の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a manufacturing process.

【図11】製造工程の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a manufacturing process.

【図12】光偏向アレイの斜視図である。FIG. 12 is a perspective view of a light deflection array.

【図13】光偏向アレイを用いた静電印刷装置の構成図
である。
FIG. 13 is a configuration diagram of an electrostatic printing apparatus using a light deflection array.

【図14】従来例の斜視図である。FIG. 14 is a perspective view of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 光偏向器 22 外枠 23、24、26、27 可撓梁 25 内枠 28 反射板 30 絶縁スペーサ 31、32、33、34 固定電極 35 支持台 45 光偏向アレイ 50 感光体ドラム Reference Signs List 21 light deflector 22 outer frame 23, 24, 26, 27 flexible beam 25 inner frame 28 reflector 30 insulating spacer 31, 32, 33, 34 fixed electrode 35 support base 45 light deflection array 50 photosensitive drum

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高松 修 東京都大田区下丸子三丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 平井 裕 東京都大田区下丸子三丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 能瀬 博康 東京都大田区下丸子三丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 新庄 克彦 東京都大田区下丸子三丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−140316(JP,A) 特開 昭60−107017(JP,A) 特開 平4−211217(JP,A) 特開 平3−174112(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 26/10 101 G02B 26/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Takamatsu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Hiroshi Hirai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon (72) Inventor Hiroyasu Nose 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (72) Inventor Katsuhiko Shinjo 3-30-2, Shimomaruko 3-chome, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. ( 56) References JP-A-56-140316 (JP, A) JP-A-60-107017 (JP, A) JP-A-4-211217 (JP, A) JP-A-3-174112 (JP, A) (58) ) Surveyed field (Int.Cl. 6 , DB name) G02B 26/10 101 G02B 26/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 同一基板上に複数の光偏向器を二次元的
に配置し、前記各光偏向器は、第1の回転軸により支持
した第1の可動部内に、前記第1の回転軸と直交する方
向の第2の回転軸により支持した第2の可動部を備え、
該第2の可動部に反射面を設け、前記2つの可動部の下
面に空隙を介して対向する複数の固定電極を設け、これ
ら固定電極に電圧を印加して前記2つの回転軸により前
記第1、第2の可動部をそれぞれ独立して回転可能と
し、前記第1又は第2の回転軸により前記全ての光偏向
器の前記反射面を走査方向に回動させると共に、前記第
2又は第1の回転軸により前記全ての光偏向器の前記反
射面を前記走査方向と直交する方向に振らせることを特
徴とする光偏向器アレイ
A plurality of optical deflectors are two-dimensionally arranged on the same substrate.
And each optical deflector is supported by a first rotation axis.
In the first movable part, the one orthogonal to the first rotation axis.
A second movable part supported by a second rotating shaft of
A reflection surface is provided on the second movable portion, and a plurality of fixed electrodes facing each other via a gap are provided on the lower surface of the two movable portions, and a voltage is applied to these fixed electrodes to be moved forward by the two rotation axes.
The first and second movable parts can be independently rotated.
And all the light deflections by the first or second rotation axis.
Rotating the reflection surface of the container in the scanning direction,
2 or the first rotation axis allows the counter of all the optical deflectors
An optical deflector array , wherein the projection surface is swung in a direction orthogonal to the scanning direction .
【請求項2】 前記反射面光線を照射し、前記反射面
により前記光線を走査し、該走査方向と直交する方向に
は共振周波数により振動させるようにした請求項1に記
載の光偏向器アレイ
Wherein irradiating the light on the reflecting surface, the reflecting surface
Scans the light beam in a direction orthogonal to the scanning direction.
2. The optical deflector array according to claim 1, wherein said optical deflector vibrates at a resonance frequency .
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