JP2002228933A - Scanning optical microscope - Google Patents

Scanning optical microscope

Info

Publication number
JP2002228933A
JP2002228933A JP2001020427A JP2001020427A JP2002228933A JP 2002228933 A JP2002228933 A JP 2002228933A JP 2001020427 A JP2001020427 A JP 2001020427A JP 2001020427 A JP2001020427 A JP 2001020427A JP 2002228933 A JP2002228933 A JP 2002228933A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mirror
scanning optical
thin plate
substrate
plate member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001020427A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3993389B2 (en
Inventor
Takehiro Yoshida
剛洋 吉田
Shinji Kaneko
新二 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP2001020427A priority Critical patent/JP3993389B2/en
Publication of JP2002228933A publication Critical patent/JP2002228933A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3993389B2 publication Critical patent/JP3993389B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scanning optical microscope of a low cost which makes it possible to adequately obtain the resolution in the peripheral portion of a visual field as well. SOLUTION: The laser beam emitted from a light source 1 is reflected by a leaf spring actuator mirror 13 through a beam expander 2 and a beam splitter 3 and is condensed through a pupil projection optical system 7 and an objective lens 8 onto a specimen 8 and the light spot thereof scans the surface of the specimen 9 by the leaf spring actuator mirror 13. The reflected light thereof is detected by an optical detector 10 and the image of the specimen 9 is made observable by a monitor 11. The leaf spring actuator mirror 13 comprises two layers of electrodes including the layer provided with the mirror and at least one electrode layer is previously divided to a plurality, by which the reflecting surface of the mirror is selectively inclined in multiple directions when a voltage is impressed across the respective electrode layers.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源から発せられ
た光を光偏向手段によって標本上で走査させ、その標本
からの反射光を光検出器で検出して標本像を得るように
した走査型光学顕微鏡に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning method in which light emitted from a light source is scanned on a sample by light deflecting means, and reflected light from the sample is detected by a photodetector to obtain a sample image. Optical microscope.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の走査型光学顕微鏡として一般的な
ものは、光源から発せられた光を、ガルバノミラー,ポ
リゴンミラー(回転多面鏡),音響光学素子等の光偏向
器を二つ使用することによって、標本上で二次元走査さ
せ、その反射光を光検出器で検出し、モニターで観察す
るようにしている。
2. Description of the Related Art A conventional scanning optical microscope generally uses two light deflectors, such as a galvanometer mirror, a polygon mirror (rotating polygon mirror), and an acousto-optic device, for emitting light emitted from a light source. In this way, the sample is two-dimensionally scanned, the reflected light is detected by a photodetector, and observed on a monitor.

【0003】そこで、二つの光偏向器として夫々ガルバ
ノミラーを用いた場合の従来例を、図11を用いて説明
する。光源1から発せられた光は、ビームエキスパンダ
2,ビームスプリッタ3を介して第1のガルバノミラー
4に導かれ、そこで反射された光は瞳伝送光学系5を介
して第2のガルバノミラー6に導かれる。また、第2の
ガルバノミラー6で反射された光は、瞳投影光学系7,
対物レンズ8を介して標本9上に集光されるが、二つの
ガルバノミラー4,6は、互いに直交している軸上に往
復回動可能に配置され、同期して所定の作動をさせられ
るため、標本9に集光された光点は、標本9上を走査す
ることになる。そして、標本9上で反射した光は、上記
とは逆方向に導かれ、ビームスプリッタ3で分岐された
光を光検出器10が検出することにより、標本9の像を
モニター11で観察できるようになっている。尚、符号
12は対物レンズの瞳位置である。
A conventional example in which galvanomirrors are used as two light deflectors will be described with reference to FIG. The light emitted from the light source 1 is guided to the first galvanometer mirror 4 via the beam expander 2 and the beam splitter 3, and the light reflected there is transmitted to the second galvanometer mirror 6 via the pupil transmission optical system 5. It is led to. The light reflected by the second galvanometer mirror 6 is transmitted to the pupil projection optical system 7,
The light is condensed on the specimen 9 via the objective lens 8. The two galvanometer mirrors 4 and 6 are arranged so as to be reciprocally rotatable on axes orthogonal to each other, and are synchronously operated in a predetermined manner. Therefore, the light spot condensed on the sample 9 scans on the sample 9. Then, the light reflected on the specimen 9 is guided in the opposite direction to the above, and the light branched by the beam splitter 3 is detected by the photodetector 10 so that the image of the specimen 9 can be observed on the monitor 11. It has become. Reference numeral 12 denotes a pupil position of the objective lens.

【0004】また、上記のように光偏向器を二つ用いる
もののほか、近接ガルバノミラーを用いた走査型光学顕
微鏡も知られている。そして、その場合には、近接ガル
バノミラーが二次元走査の偏向機能を有しているため、
図11に示した従来例において、二つのガルバノミラー
4,6と瞳伝送光学系5との代りに、近接ガルバノミラ
ーを配置した構成となっている。
In addition to the above-mentioned two optical deflectors, a scanning optical microscope using a proximity galvanometer mirror is also known. In this case, the proximity galvanometer mirror has a two-dimensional scanning deflection function.
In the conventional example shown in FIG. 11, a proximity galvanomirror is arranged instead of the two galvanomirrors 4 and 6 and the pupil transmission optical system 5.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
例のうち光偏向器を二つ用いるものは、それらの光偏向
器を光学的に共役となるように構成することにより、対
物レンズへの入射光が常に対物レンズの瞳を満たすよう
にすることが可能になるので、視野の周辺部に至るまで
解像力を低下させることなく標本像を好適に観察するこ
とが可能である。しかしながら、この場合には、光偏向
器を別々に設けなければならないし、瞳伝送光学系を設
けることからレンズの枚数が増えてしまい、部品点数や
組立工数が増大して、コスト高になってしまうという問
題点がある。他方、近接ガルバノミラーを用いたもの
は、光偏向器を二つ用いたものに比較して、構成が極め
て簡単である。しかしながら、周知のように、近接ガル
バノミラーは二つのミラーを近接させてユニット化して
いるため、対物レンズへの入射光が完全に対物レンズの
瞳を満たさず、視野の周辺部における解像力を犠牲にせ
ざるを得ないという問題点がある。
By the way, of the above-mentioned prior arts using two optical deflectors, the optical deflectors are configured to be optically conjugate to each other, so that the objective lens can be used. Since it becomes possible for the incident light to always fill the pupil of the objective lens, it is possible to suitably observe the sample image without reducing the resolving power up to the peripheral portion of the visual field. However, in this case, the optical deflector must be provided separately, and the number of lenses increases due to the provision of the pupil transmission optical system. There is a problem that it is. On the other hand, the configuration using the proximity galvanomirror has an extremely simple configuration as compared with the configuration using two optical deflectors. However, as is well known, since the proximity galvanometer mirror unitizes two mirrors close to each other, the light incident on the objective lens does not completely fill the pupil of the objective lens and sacrifices the resolution at the peripheral portion of the visual field. There is a problem that must be done.

【0006】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、その目的とするところは、板
ばねアクチュエータミラーという一つの二次元走査型光
偏向器を備えることによって、部品点数が少なくても視
野の周辺部の解像力が好適に得られるようにした、低コ
ストで高性能な走査型光学顕微鏡を提供することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a two-dimensional scanning optical deflector called a leaf spring actuator mirror. It is an object of the present invention to provide a low-cost, high-performance scanning optical microscope capable of suitably obtaining a resolving power in a peripheral portion of a visual field even with a small number of points.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の走査型光学顕微鏡は、光源から発した光
を標本上に集光させる対物レンズと、前記光源と前記対
物レンズとの間に配置されていて前記標本上に集光され
る光点を光学的に走査させる二次元走査型光偏向器と、
前記二次元走査型光偏向器と前記対物レンズの瞳とが互
いに光学的に共役となるようにそれらの間に配置された
瞳投影光学系と、前記標本からの反射光を検出する光検
出器と、を備えており、前記二次元走査型光偏向器は、
ミラーが、可撓性を有する複数の梁部で支持された薄板
状部材に実装又は一体形成されており、該複数の梁部と
該薄板状部材との少なくとも一方からなる第1層電極と
該第1層電極に対向した第2層電極との少なくとも一方
が複数の電極に分割されていて、該第1層と第2層の電
極間に与える電位を制御することにより、前記薄板状部
材が変位し、前記ミラーの反射面を任意の方向へ向ける
ことができるように構成されていることを特徴とするも
のである。
In order to achieve the above object, a scanning optical microscope according to the present invention comprises an objective lens for condensing light emitted from a light source on a sample, and a light source and the objective lens. A two-dimensional scanning optical deflector that is arranged between and optically scans a light spot focused on the sample,
A pupil projection optical system disposed between the two-dimensional scanning optical deflector and the pupil of the objective lens so as to be optically conjugate to each other; and a photodetector for detecting reflected light from the sample And, the two-dimensional scanning optical deflector,
A mirror is mounted or integrally formed on a thin plate member supported by a plurality of flexible beam portions, and a first layer electrode including at least one of the plurality of beam portions and the thin plate member, and At least one of the second layer electrode facing the first layer electrode is divided into a plurality of electrodes, and by controlling a potential applied between the first layer and the second layer electrode, the thin plate-shaped member is formed. The mirror is configured to be displaced so that the reflecting surface of the mirror can be directed in an arbitrary direction.

【0008】また、前記光源が、レーザであることも特
徴とするものである。
[0008] The invention is also characterized in that the light source is a laser.

【0009】また、前記板ばねアクチュエータミラーと
前記光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である
共焦点ピンホールが配置されていることも特徴とするも
のである。
[0009] A confocal pinhole optically conjugate with the sample is disposed between the leaf spring actuator mirror and the photodetector.

【0010】更に、前記光源と前記板ばねアクチュエー
タミラーとの間に、前記標本からの反射光を前記光検出
器に導く分岐手段が配置されていて、該分岐手段と前記
光検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦
点ピンホールが配置されていることも特徴とするもので
ある。
Further, a branching means for guiding the reflected light from the sample to the photodetector is arranged between the light source and the leaf spring actuator mirror, and a branching means is provided between the branching means and the photodetector. In addition, a confocal pinhole that is optically conjugate with the sample is arranged.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示した
実施例によって説明する。先ず、本実施例の全体の構成
を図1を用いて説明するが、この図1においては、上記
の図11に示されたものと実質的に同じものに同じ符号
を付けている。本実施例の場合は、光源1にレーザを用
いており、また、図11における二つのガルバノミラー
4,6と瞳伝送光学系5との代りに、対物レンズ8の瞳
位置12と共役な位置に、新規な構成をした一つの二次
元走査型光偏向器(以下、板ばねアクチュエータミラー
という)13を配置している。その他の構成は、図11
の従来例と同じである。従って、それらについての説明
は省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments. First, the overall configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. 1. In FIG. 1, substantially the same components as those shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals. In the case of the present embodiment, a laser is used as the light source 1, and a conjugate position with the pupil position 12 of the objective lens 8 is used instead of the two galvanometer mirrors 4 and 6 and the pupil transmission optical system 5 in FIG. A two-dimensional scanning optical deflector (hereinafter, referred to as a leaf spring actuator mirror) 13 having a novel configuration is disposed. Other configurations are shown in FIG.
Is the same as the conventional example. Therefore, description of them is omitted.

【0012】本実施例の光学系の構成は、このように簡
単なものであるにもかかわらず、板ばねアクチュエータ
ミラー13が、後述するような構成・機能を有してい
て、その反射面をあらゆる方向へ向けることができるた
め、レーザ光を標本9上で好適に二次元走査させること
が可能となっている。尚、このような構成の本実施例に
おいては、板ばねアクチュエータミラー13と光検出器
10の間、特にビームスプリッタ3と光検出器10との
間に、標本9と光学的に共役である共焦点ピンホールを
配置すると、より好適な標本9の像が得られるようにな
る。
Although the configuration of the optical system of the present embodiment is simple as described above, the leaf spring actuator mirror 13 has the configuration and function described later, and its reflecting surface is Since the laser light can be directed in any direction, the laser light can be suitably two-dimensionally scanned on the sample 9. In the present embodiment having such a configuration, a common optically conjugate with the specimen 9 is provided between the leaf spring actuator mirror 13 and the photodetector 10, particularly between the beam splitter 3 and the photodetector 10. By arranging the focal pinhole, a more suitable image of the specimen 9 can be obtained.

【0013】そこで、上記の実施例に用いられている板
ばねアクチュエータミラー13について、幾つかの構成
例を説明する。尚、図2〜図5は第1構成例を示し、図
6及び図7は各々第2及び第3構成例を示し、図8及び
図9は第4構成例を示し、図10は二つの変形例を示し
たものである。また、各構成例間において実質的に共通
している部材,部位には同じ符号を付けてあるので、そ
れらについての重複説明は省略することにする。
Therefore, some examples of the configuration of the leaf spring actuator mirror 13 used in the above embodiment will be described. 2 to 5 show a first configuration example, FIGS. 6 and 7 show second and third configuration examples, respectively, FIGS. 8 and 9 show a fourth configuration example, and FIG. It shows a modified example. In addition, members and portions that are substantially common between the respective configuration examples are denoted by the same reference numerals, and thus redundant description thereof will be omitted.

【0014】[第1構成例]先ず、図2及び図3を用い
て第1構成例を説明する。図2は板ばねアクチュエータ
ミラーの全体像を示した斜視図であるが、この板ばねア
クチュエータミラーは、第1基板21と第2基板22と
の張り合わせによって構成されている。図3は、それら
の第1基板21と第2基板22とを分解して示したもの
であり、図3(a)は第1基板21のみを図2と同じ角
度で視た斜視図であり、図3(b)はその第1基板21
を裏返して示した斜視図であり、図3(c)は第2基板
22のみを図2と同じ角度で視た斜視図である。
[First Configuration Example] First, a first configuration example will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view showing an overall image of the leaf spring actuator mirror. This leaf spring actuator mirror is formed by bonding a first substrate 21 and a second substrate 22 together. FIG. 3 is an exploded view of the first substrate 21 and the second substrate 22. FIG. 3A is a perspective view of only the first substrate 21 viewed at the same angle as FIG. FIG. 3B shows the first substrate 21.
3 is a perspective view in which only the second substrate 22 is viewed at the same angle as in FIG. 2.

【0015】そこで、先ず、第1基板21は、枠部材2
3と、四つの梁部材24(符号は、一つの梁部材にだけ
付け、他の三つについては省略されている)と、薄板状
部材25とで構成されている。そのうち、枠部材23
は、外形が正方形であって、中央部には正方形の開口部
23aを形成し、全体としてロ字状をしている。また、
四つの梁部材24は、N型不純物がドープされた多結晶
シリコンで構成されており、夫々、リード線引き出し部
24aと、クランク状の梁部24bを有していて、リー
ド線引出し部24aと枠部材23との間には絶縁性のシ
リコン窒化膜26が形成されている。
Therefore, first, the first substrate 21 is mounted on the frame member 2.
3, four beam members 24 (the reference numerals are assigned to only one beam member, and the other three are omitted), and a thin plate member 25. Among them, the frame member 23
Has a square outer shape, a square opening 23a is formed in the center, and has a rectangular shape as a whole. Also,
The four beam members 24 are made of polycrystalline silicon doped with an N-type impurity, and each have a lead wire lead portion 24a and a crank-shaped beam portion 24b. Between the frame member 23, an insulating silicon nitride film 26 is formed.

【0016】薄板状部材25は、N型不純物がドープさ
れた単結晶シリコンで正方形に構成されており、枠部材
23の開口部23a内に配置され、各梁部材24の梁部
24bに一体的に連結されている。また、この薄板状部
材25は、その表面に絶縁性のシリコン窒化膜26を形
成しているが、そのシリコン窒化膜26には四つのコン
タクト孔26aが形成されているので、各梁部24bと
は電気的に導通され、各梁部材24と共に第1層電極と
して機能し得るようになっている。そして、この薄板状
部材25の中央にはアルミニウム膜のミラー27が形成
されている。
The thin plate member 25 is made of single-crystal silicon doped with an N-type impurity and has a square shape. The thin plate member 25 is disposed in the opening 23a of the frame member 23, and is integrated with the beam portion 24b of each beam member 24. It is connected to. The thin plate-like member 25 has an insulating silicon nitride film 26 formed on the surface thereof. Since the silicon nitride film 26 has four contact holes 26a, each of the beam portions 24b has Are electrically conducted, and can function as a first layer electrode together with each beam member 24. A mirror 27 of an aluminum film is formed at the center of the thin plate member 25.

【0017】このような構成をした第1基板1におい
て、各梁部材24の梁部24bは可撓性を有している。
そして、各梁部24bは、薄板状部材25を取り囲むよ
うにクランク状に形成されているので、小さい占有面積
でありながら長さを大きくすることが可能となってい
る。そのため、梁部24bのバネ定数を小さくすること
ができ、より小さな静電気力で薄板状部材25を変位さ
せることができるようになっている。また、この構成例
では、各々の梁部24bがL字状に形成されているが、
それをコ字状としても、また後述のような円弧状にして
も、同等の特徴が得られるようにすることができる。
In the first substrate 1 having such a structure, the beam portions 24b of each beam member 24 have flexibility.
And since each beam part 24b is formed in a crank shape so as to surround the thin plate member 25, it is possible to increase the length while having a small occupied area. Therefore, the spring constant of the beam portion 24b can be reduced, and the thin plate member 25 can be displaced with a smaller electrostatic force. Further, in this configuration example, each beam portion 24b is formed in an L shape.
Even if it is formed in a U-shape or an arc shape as described later, the same characteristics can be obtained.

【0018】他方、第2基板22は、ベース部材28
と、第2層電極として機能する四つに分割された固定電
極部材29(符号は、一つの固定電極部材にだけ付け、
他の三つについては省略されている)とで構成されてい
る。そして、それらの四つの固定電極部材29は、各
々、リード線引き出し部29aと、L字状の第1領域2
9bと、方形の第2領域29cとを有していて、各々の
第1領域29bは、上記の各々の梁部24bに対向する
ように配置されており、四つの第2領域29cは、上記
の薄板状部材25をほぼ4分割した領域に各々対向する
ようにして配置されている。
On the other hand, the second substrate 22 includes a base member 28
And a fixed electrode member 29 divided into four portions functioning as a second layer electrode (the reference numeral is attached to only one fixed electrode member,
The other three are omitted). Each of the four fixed electrode members 29 is provided with a lead wire lead-out portion 29a and an L-shaped first region 2.
9b and a square second region 29c. Each first region 29b is disposed so as to face each of the beam portions 24b, and the four second regions 29c are Are arranged so as to face each of substantially four divided areas of the thin plate member 25 of FIG.

【0019】次に、図4を参照しながら動作を説明す
る。図4(a)は上記の第1基板21の平面図であり、
図4(b)は上記の第2基板22の平面図である。ま
た、両者は同じ倍率で示されていて、それらの重なり関
係を把握しやすくしている。尚、上記したように、第1
基板21の四つの梁部材24は、リード線引出し部24
aを別々に有しているが、電気的には薄板状部材25を
介して接続されている。それに対して、第2基板22の
四つの固定電極部材29は、互いに絶縁されており独立
している。
Next, the operation will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a plan view of the first substrate 21,
FIG. 4B is a plan view of the second substrate 22. Also, both are shown at the same magnification to make it easy to grasp the overlapping relationship between them. Note that, as described above, the first
The four beam members 24 of the substrate 21 are
a, but are electrically connected via a thin plate member 25. On the other hand, the four fixed electrode members 29 of the second substrate 22 are mutually insulated and independent.

【0020】このような接続関係において、例えば、第
1層電極を接地しておき、図4(b)における左上部の
リード線引出し部29aに高電圧を印加すると、その電
極に対向している薄板状部材25の右下の領域と、その
領域に連結されている梁部24bに静電引力が作用す
る。このとき、第2層電極の他の三つの電極を接地して
おくと、薄板状部材25の他の領域と、その領域に連結
された他の三つの梁部材24には静電引力が作用しない
ので、薄板状部材25は、図4(a)における右下の領
域だけが第2基板22側に引き寄せられることになる。
その結果、薄板状部材25は、第2基板22に対して傾
くと共に、薄板状部材25の中心部と第2基板22との
距離も小さくなり、ミラー27の反射角度が変えられ
る。そして、そのような薄板状部材25の変位量は、印
加する電圧の値に依存するから、印加電圧を変化させる
ことによって変位速度も変えられるようになっている。
In such a connection relation, for example, when the first layer electrode is grounded and a high voltage is applied to the upper left lead wire lead-out portion 29a in FIG. 4B, the first layer electrode faces the electrode. An electrostatic attraction acts on the lower right region of the thin plate member 25 and the beam portion 24b connected to that region. At this time, if the other three electrodes of the second layer electrode are grounded, electrostatic attraction acts on the other region of the thin plate member 25 and the other three beam members 24 connected to the region. 4A, only the lower right region in FIG. 4A is drawn to the second substrate 22 side.
As a result, the thin plate member 25 is tilted with respect to the second substrate 22, the distance between the center of the thin plate member 25 and the second substrate 22 is reduced, and the reflection angle of the mirror 27 is changed. Since the amount of displacement of the thin plate member 25 depends on the value of the applied voltage, the displacement speed can be changed by changing the applied voltage.

【0021】また、第1層電極を接地しておき、図4
(b)における右上部のリード線引出し部29aに高電
圧を印加した場合には、その電極に対向している薄板状
部材25の左下の領域と、その領域に連結されている梁
部24bに静電引力が作用する。このとき、第2層電極
の他の三つの電極を接地しておくと、薄板状部材25の
他の領域と、その領域に連結された他の三つの梁部材2
4には静電引力が作用しないので、薄板状部材25は、
図4(a)における左下の領域だけが第2基板22側に
引き寄せられることになる。従って、薄板状部材25
は、第2基板22に対して傾くと共に、薄板状部材25
の中心部と第2基板22との距離も小さくなり、ミラー
27は、その反射面を、印加電圧の変化に対応して所定
の速度で所定量だけ、上記の場合とは90度異なる方向
へ傾かせることになる。
Further, the first layer electrode is grounded, and FIG.
When a high voltage is applied to the upper right lead wire lead-out portion 29a in (b), the lower left region of the thin plate member 25 facing the electrode and the beam portion 24b connected to that region are applied. Electrostatic attraction acts. At this time, if the other three electrodes of the second layer electrode are grounded, the other region of the thin plate member 25 and the other three beam members 2 connected to the region
Since no electrostatic attraction acts on 4, the thin plate member 25 is
Only the lower left area in FIG. 4A is drawn to the second substrate 22 side. Therefore, the thin plate member 25
Is tilted with respect to the second substrate 22 and the thin plate member 25
The distance between the center of the second substrate 22 and the second substrate 22 is also reduced, and the mirror 27 moves its reflecting surface by a predetermined amount at a predetermined speed corresponding to a change in the applied voltage in a direction different from the above case by 90 degrees. Will be inclined.

【0022】この動作説明からも分かるように、ミラー
27の反射面を、90度異なる二つの方向へ傾かせ、レ
ーザ光を二次元走査させるだけであれば、第2基板22
に設けた四つの電極のうち、上記以外の他の二つの電極
は必要ないことになる。しかしながら、この構成例のよ
うにしておくと、四つの電極のうち、隣接している任意
の二つの電極を選択することができるので、例えば、走
査の初期位置を選択したり走査方向を変えたりしたい場
合に有利である。また、ミラー27を第1の方向へ傾か
せる場合には、図4(b)における上部の二つのリード
線引出し部29aに高電圧を印加し、それとは90度異
なる第2の方向へ傾かせる場合には、図4(b)におけ
る左側の二つのリード線引出し部29aに高電圧を印加
するようにすることもできる。
As can be seen from the description of the operation, if the reflecting surface of the mirror 27 is inclined in two directions different by 90 degrees and only two-dimensional scanning with laser light is performed, the second substrate 22
Out of the four electrodes provided above, two other electrodes other than those described above are not required. However, according to this configuration example, any two adjacent electrodes can be selected from the four electrodes. For example, it is possible to select the initial position of scanning or change the scanning direction. This is advantageous if you want to. When the mirror 27 is tilted in the first direction, a high voltage is applied to the upper two lead wire lead-out portions 29a in FIG. 4B, and the mirror 27 is tilted in a second direction different from that by 90 degrees. In this case, a high voltage may be applied to the two lead wire lead-out portions 29a on the left side in FIG. 4B.

【0023】尚、この構成例においては、固定電極部材
29に第1領域29bと第2領域29cとを形成し、薄
板状部材25の変位させたい領域と、その領域に連結し
た梁部24bの両方に静電引力を作用させるようにして
いるので、第1領域29bを設けない場合よりも大きな
静電引力が得られ、結果として、板ばねアクチュエータ
ミラーの小型化や低電圧駆動が可能になっている。しか
しながら、薄板状部材25だけ又は梁部24bだけに静
電引力を作用させるようにしても、それなりの動作をさ
せることは可能であるから、そのように構成してあって
も一向に差し支えない。
In this configuration example, a first region 29b and a second region 29c are formed in the fixed electrode member 29, and a region of the thin plate member 25 to be displaced and a beam portion 24b connected to the region are formed. Since the electrostatic attraction is applied to both, a larger electrostatic attraction can be obtained than when the first region 29b is not provided. As a result, the leaf spring actuator mirror can be reduced in size and driven at a low voltage. ing. However, even if the electrostatic attraction is applied only to the thin plate member 25 or only the beam portion 24b, it is possible to perform a certain operation.

【0024】次に、図5を用いて第1基板21の製造工
程を説明するが、図5(a)は図4(a)のA−A線の
部分を切断して視た図面に相当し、図5(b)は図4
(a)のB−B線の部分を切断して視た図面に相当す
る。先ず、厚さ300μmのP型シリコン基板に対し、
上記の薄板状部材25に相当するところにN型拡散層を
形成し、両面に厚さ400nmのシリコン窒化膜を形成
する。その後、裏面側(図の下側)に形成されているシ
リコン窒化膜のうち、上記の枠部材23の開口部23a
に相当する領域を除去し、また、表面側に形成されたシ
リコン窒化膜には上記のコンタクト孔26aを開口す
る。このようにして形成された断面形状が図5の(1)
に示されている。
Next, a manufacturing process of the first substrate 21 will be described with reference to FIG. 5, and FIG. 5 (a) corresponds to a view of a section taken along the line AA of FIG. 4 (a). And FIG.
It corresponds to the drawing which cut | disconnected and saw the part of BB of (a). First, for a 300 μm thick P-type silicon substrate,
An N-type diffusion layer is formed at a position corresponding to the thin plate member 25, and a 400-nm-thick silicon nitride film is formed on both surfaces. Thereafter, of the silicon nitride film formed on the back side (the lower side in the figure), the opening 23a of the frame member 23 is formed.
The contact hole 26a is opened in the silicon nitride film formed on the surface side. The cross-sectional shape thus formed is shown in FIG.
Is shown in

【0025】その後、低圧化学気相成長法(LPCV
D)で表面側に厚さ800nmの多結晶シリコン層を形
成し、フォトリソグラフィー技術を用いて、図4(a)
に示されているように、四つの梁部材24が得られる形
状にパターニングする。このようにして形成された断面
形状が図5の(2)に示されている。そして、N型拡散
層の上部に、スパッタ等の方法によって、上記のミラー
27となるアルミニウム膜を形成するが、そのようにし
て形成された断面形状が図5の(3)である。
Thereafter, low pressure chemical vapor deposition (LPCV)
4D, a polycrystalline silicon layer having a thickness of 800 nm is formed on the front surface side, and FIG.
As shown in (1), patterning is performed so that four beam members 24 can be obtained. The cross-sectional shape thus formed is shown in FIG. Then, an aluminum film serving as the above-mentioned mirror 27 is formed on the N-type diffusion layer by a method such as sputtering. The cross-sectional shape thus formed is (3) in FIG.

【0026】次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりな
る表面保護膜を形成してから、N型拡散層に正電圧を印
加した状態(N型拡散層と電気的に導通している多結晶
シリコンに印加すればよい)で、強アルカリ性水溶液中
で電気化学エッチングし、裏面側からP型シリコン基板
を除去していくが、このとき、上記の枠部材23に対応
する領域では裏面に形成されたシリコン窒化膜がマスク
として機能するから、そのシリコン窒化膜が形成されて
いない領域においてだけエッチングが進行する。そし
て、N型拡散層が形成されている領域では接合界面近傍
でエッチングが停止し、それ以外の領域では表面側のシ
リコン窒化膜が露出した段階で停止する。その段階での
断面形状が図5の(4)に示されている。その後、表面
保護膜を除去しておいて、裏面側から見て露出している
表裏のシリコン窒化膜を反応性イオンエッチングで除去
することにより、図5の(5)に示された断面形状の第
1基板21が得られる。
Next, a surface protective film made of an alkali-resistant material is formed on the surface side, and then a state in which a positive voltage is applied to the N-type diffusion layer (polycrystalline electrically conductive with the N-type diffusion layer). Then, the P-type silicon substrate is removed from the back side by electrochemical etching in a strong alkaline aqueous solution. In this case, the P-type silicon substrate is formed on the back side in a region corresponding to the frame member 23. Since the silicon nitride film functions as a mask, etching proceeds only in a region where the silicon nitride film is not formed. Then, the etching stops near the junction interface in the region where the N-type diffusion layer is formed, and stops in the other regions when the silicon nitride film on the surface side is exposed. The cross-sectional shape at that stage is shown in FIG. Thereafter, the surface protective film is removed, and the silicon nitride films on the front and back sides that are exposed as viewed from the back surface side are removed by reactive ion etching, so that the cross-sectional shape shown in FIG. The first substrate 21 is obtained.

【0027】このような製造方法によれば、全工程で半
導体の製造技術を適用することができるため、微小な第
1基板21を低コストで製作するのに極めて好都合であ
る。また、薄板状部材25を単結晶シリコンの電気化学
エッチングで形成することができるので、所定の基板に
薄膜を形成して製作する場合に比較し、内部応力が小さ
くて平坦度が高く、高精度の平面鏡を得ることが可能と
なる。尚、上記の製造工程の説明では、一つの第1基板
21だけを図示して説明したが、実際には、一つのシリ
コン基板上で多数の第1基板21が同時に加工されるも
のであることは言うまでもない。
According to such a manufacturing method, since the semiconductor manufacturing technology can be applied in all the steps, it is very convenient to manufacture the minute first substrate 21 at low cost. Further, since the thin plate member 25 can be formed by electrochemical etching of single crystal silicon, the internal stress is small, the flatness is high, and the precision is high as compared with the case where a thin film is formed on a predetermined substrate. Can be obtained. In the above description of the manufacturing process, only one first substrate 21 is illustrated and described. However, in practice, many first substrates 21 are simultaneously processed on one silicon substrate. Needless to say.

【0028】[第2構成例]この構成例は、第1構成例
における第1基板21の構成が一部異なるだけであっ
て、第2基板22の構成と両者の接合構成は全く同じで
ある。そのため、図6には、図3(a)と同じようにし
て第1基板21だけが示されている。この第2構成例の
薄板状部材25は、第1構成例の場合と異なり、梁部材
24と同じ多結晶シリコンで製作されている。そして、
その場合、薄板状部材25を梁部材24と同じ厚さに形
成すると、静電引力によって梁部材24が撓むとき、薄
板状部材25も撓まされてしまうことになるため、この
構成例の薄板状部材25は、梁部材24よりも表面側に
厚く形成されている。
[Second Configuration Example] In this configuration example, only the configuration of the first substrate 21 in the first configuration example is partially different, and the configuration of the second substrate 22 and the bonding configuration of the two are exactly the same. . Therefore, FIG. 6 shows only the first substrate 21 in the same manner as FIG. 3A. Unlike the first configuration example, the thin plate member 25 of the second configuration example is made of the same polycrystalline silicon as the beam member 24. And
In this case, if the thin plate member 25 is formed to have the same thickness as the beam member 24, the thin plate member 25 is also bent when the beam member 24 is bent by the electrostatic attraction. The thin plate member 25 is formed thicker on the surface side than the beam member 24.

【0029】このような本構成例においては、多結晶シ
リコンの内部応力によって薄板状部材25に若干の歪が
生じることになるが、第1構成例のようにコンタクト孔
26aを開口したり、N型拡散層を形成したりする工程
を省略することができるので、仕様上で面精度をあまり
要求されない場合には好適な構成であり、コスト的には
極めて有利なものといえる。尚、第1構成例の場合にお
いても、本構成例の場合においても、「梁部材」,「薄
板状部材」という表現が用いられているが、これまでの
説明からも分かるように、これらは第1層電極である一
つの部材の異なる部位を表現しているとも言うことがで
き、そのことは以下に説明する各構成例及び各変形例に
おいても同じことである。
In this configuration example, the internal stress of the polycrystalline silicon causes a slight distortion in the thin plate member 25. However, as in the first configuration example, the contact hole 26a is opened, Since the step of forming the mold diffusion layer can be omitted, it is a preferable configuration when the surface accuracy is not required much in the specification, and it can be said that the cost is extremely advantageous. Note that in both the first configuration example and the present configuration example, expressions such as “beam member” and “thin plate member” are used. However, as can be understood from the above description, these expressions are used. It can be said that different portions of one member that is the first layer electrode are expressed, and this is the same in each configuration example and each modification example described below.

【0030】[第3構成例]本構成例は図7の斜視図に
示されているが、図7(a)は本構成例の第1基板21
を上記の図3(a)と同じようにして示したものであ
り、図7(b)は本構成例の第2基板22を上記の図3
(c)と同じようにして示したものである。このよう
に、本構成例は、基本的には第1構成例の場合と殆ど同
じであるが、薄板状部材25の中央部と、それに対向す
るベース部材28の中央部に、各々円形の貫通孔25
a,28aが形成されている点で第1構成例とは異なっ
ている。そのため、この第1基板21を半導体製造技術
を用いて製作する場合には、第1構成例で説明した製造
工程において、貫通孔26aに相当する領域にN型拡散
層を形成しなければよく、したがって、アルミニウム膜
の形成工程も無くなる。
[Third Configuration Example] This configuration example is shown in the perspective view of FIG. 7, and FIG. 7A shows the first substrate 21 of this configuration example.
7A is shown in the same manner as in FIG. 3A, and FIG. 7B shows the second substrate 22 of this configuration example in FIG.
This is shown in the same manner as (c). As described above, the present configuration example is basically almost the same as the first configuration example, except that a circular through hole is provided at the center of the thin plate member 25 and at the center of the base member 28 opposed thereto. Hole 25
a and 28a are different from the first configuration example. Therefore, when manufacturing the first substrate 21 by using the semiconductor manufacturing technology, it is sufficient that the N-type diffusion layer is not formed in the region corresponding to the through hole 26a in the manufacturing process described in the first configuration example. Therefore, the step of forming an aluminum film is also eliminated.

【0031】この構成は、本来、薄板状部材25の貫通
孔25aに、レンズ,透過型回折格子,ピンホール板な
どの光学素子を実装し、二次元走査型光偏向器以外のア
クチュエータ付き光学ユニットとしても製作できるよう
に構成されたものであって、本発明のように板ばねアク
チュエータミラーとして構成する場合には、別途製作さ
れた図示していないミラーが、接着などで薄板状部材2
5に取り付けられた構成となる。尚、このような構成に
しても、その動作は第1構成例の場合に準じて行われる
ことは言うまでもない。
In this configuration, optical elements such as a lens, a transmission type diffraction grating, and a pinhole plate are originally mounted in the through-hole 25a of the thin plate member 25, and an optical unit with an actuator other than the two-dimensional scanning type optical deflector is provided. In the case where the present invention is configured as a leaf spring actuator mirror as in the present invention, a separately manufactured mirror (not shown) is attached to the thin plate member 2 by bonding or the like.
5. It should be noted that even in such a configuration, the operation is performed according to the case of the first configuration example.

【0032】[第4構成例]上記の第1構成例において
は、単結晶シリコンの枠部材23と薄板状部材25と
を、多結晶シリコンの梁部材24で連結するように構成
していたが、本構成例の場合は、図8に示すように、そ
れらの三者を全て単結晶シリコンで製作するようにし、
枠部材23と四つの梁部24bとの連結部近傍には、シ
リコン窒化膜26に開口部26bを形成し、露出した枠
部材23の表面にはアルミニウム膜を形成することによ
って、リード線引き出し部としている。
[Fourth Configuration Example] In the first configuration example described above, the frame member 23 made of single crystal silicon and the thin plate member 25 are connected by the beam member 24 made of polycrystalline silicon. In the case of this configuration example, as shown in FIG. 8, all three of them are made of single crystal silicon,
An opening 26b is formed in the silicon nitride film 26 near the connecting portion between the frame member 23 and the four beam portions 24b, and an aluminum film is formed on the exposed surface of the frame member 23, so that the lead wire lead-out portion is formed. And

【0033】そこで、本構成例の製造工程を、図9を用
いて説明する。先ず、厚さ300μmのP型シリコン基
板に対し、薄板状部材25に相当するところに深いN型
拡散層を形成し、また、梁部材24の梁部24bに相当
するところに浅いN型拡散層を形成して、両面に厚さ4
00nmのシリコン窒化膜を形成する。その後、裏面側
(図の下側)に形成されているシリコン窒化膜のうち、
枠部材23の開口部23aに相当する領域を除去する。
また、枠部材23と梁部24bの連結部においては、浅
いN型拡散層が枠部材23にまで延在しているため、そ
の延在領域を覆っている表面側のシリコン窒化膜26
に、フォトリソグラフィーによって四つの開口部26b
を形成し、枠部材23の一部を露出させる。その後、更
に、スパッタ及びフォトリソグラフィーによって、深い
N型拡散層の上面のシリコン窒化膜と枠部材23の上記
の四つの露出部に各々アルミニウム膜を形成し、ミラー
27とリード線引き出し部を形成する。そして、そのと
きの断面形状が図9の(1)に示されている。
Therefore, the manufacturing process of this configuration example will be described with reference to FIG. First, a deep N-type diffusion layer is formed on a P-type silicon substrate having a thickness of 300 μm corresponding to the thin plate member 25, and a shallow N-type diffusion layer is formed on a portion corresponding to the beam portion 24b of the beam member 24. And a thickness of 4 on both sides
A 00 nm silicon nitride film is formed. After that, of the silicon nitride film formed on the back side (the lower side in the figure),
A region corresponding to the opening 23a of the frame member 23 is removed.
Further, since the shallow N-type diffusion layer extends to the frame member 23 at the connection portion between the frame member 23 and the beam portion 24b, the silicon nitride film 26 on the surface side covering the extension region is provided.
Then, four openings 26b are formed by photolithography.
Is formed, and a part of the frame member 23 is exposed. Thereafter, an aluminum film is further formed on the silicon nitride film on the upper surface of the deep N-type diffusion layer and the above-mentioned four exposed portions of the frame member 23 by sputtering and photolithography, and a mirror 27 and a lead wire lead-out portion are formed. . The cross-sectional shape at that time is shown in FIG.

【0034】次に、表面側に耐アルカリ性の材料よりな
る表面保護膜を形成しておき、N型拡散層に正電圧を印
加した状態で、強アルカリ性水溶液中で裏面側からP型
シリコン基板をエッチングするが、枠部材23に対応す
る領域では裏面にシリコン窒化膜が形成されているの
で、そのシリコン窒化膜が形成されていない領域におい
てだけエッチングが進行する。そして、N型拡散層が形
成されている領域では接合界面近傍でエッチングが停止
し、それ以外の領域では表面側のシリコン窒化膜が露出
した段階で停止するが、その状態が図9の(2)に示さ
れている。その後、表面保護膜を除去しておいて、裏面
側から見て露出している表裏のシリコン窒化膜を反応性
イオンエッチングで除去することによって、図9の
(3)に示された形状となり、本構成例の第1基板21
が得られる。
Next, a surface protective film made of an alkali-resistant material is formed on the front surface side, and the P-type silicon substrate is removed from the back side in a strong alkaline aqueous solution while a positive voltage is applied to the N-type diffusion layer. Although the silicon nitride film is formed on the back surface in the region corresponding to the frame member 23, the etching proceeds only in the region where the silicon nitride film is not formed. Then, in the region where the N-type diffusion layer is formed, the etching stops near the junction interface, and in other regions, stops when the silicon nitride film on the surface side is exposed. ). Thereafter, the surface protective film is removed, and the silicon nitride films on the front and back that are exposed when viewed from the back surface side are removed by reactive ion etching to obtain the shape shown in FIG. First substrate 21 of this configuration example
Is obtained.

【0035】尚、上記のエッチング工程において残存す
る単結晶シリコンの厚さは、厳密にいうと、N型拡散層
の接合面までではなく、そこからバイアス電圧の印加に
よって延在する空乏層端に近いところまでとなるので、
浅いN型拡散層の形成に先だって、その近傍にボロン等
のP型不純物を拡散させて濃度を高めておくと、梁部2
4bの厚さを一層薄くすることが可能となる。
Note that, strictly speaking, the thickness of the single crystal silicon remaining in the above-mentioned etching step is not at the junction surface of the N-type diffusion layer but at the end of the depletion layer extending therefrom by applying a bias voltage. Because it will be close to
Prior to the formation of a shallow N-type diffusion layer, if the concentration is increased by diffusing a P-type impurity such as boron in the vicinity thereof,
4b can be further reduced in thickness.

【0036】実際問題として、梁部24bを薄くしバネ
定数を小さくするためには、多結晶シリコンの方が適し
ている。しかしながら、仕様によっては本構成例のよう
にすると、第1構成例の場合のような多結晶シリコンの
形成工程を省略でき、それだけコスト的に有利となる。
また、本構成例のように四つの梁部24bが単結晶シリ
コンで形成されていると、多結晶シリコンで形成される
場合より破断強度が大きくなるため、比較的面積の大き
な薄板状部材25を変位させたい場合や、比較的重量の
あるミラーを搭載した薄板状部材25を変位させたい場
合には有利である。
As a practical matter, polycrystalline silicon is more suitable for thinning the beam portion 24b and reducing the spring constant. However, depending on the specification, the configuration example can omit the polycrystalline silicon forming step as in the first configuration example, which is advantageous in cost.
Further, when the four beam portions 24b are formed of single-crystal silicon as in the present configuration example, the breaking strength is higher than that of the case where the four beam portions 24b are formed of polycrystalline silicon. This is advantageous when it is desired to displace or when it is desired to displace the thin plate member 25 on which a relatively heavy mirror is mounted.

【0037】[変形例]次に、図10を用いて、上記の
各構成例に示した第1基板21の変形例を説明する。た
だし、各構成例の第1基板21については、既にそれら
の構成を詳細に説明した。そのため、図10(a)及び
図10(b)においては、上記の梁部材24と薄板状部
材25とで構成された第1層電極のパターンのみを平面
図で示してある。そして、図10(a)に示したもの
は、四隅だけを円弧状に形成したものであるが、このよ
うにすると、四隅において応力の集中を避けることがで
きるので、製作上は有利となる。また、図10(b)に
示したものは、第1基板21の平面形状を円形に構成す
る場合に有利である。
[Modification] Next, a modification of the first substrate 21 shown in each of the above configuration examples will be described with reference to FIG. However, the configuration of the first substrate 21 of each configuration example has already been described in detail. Therefore, in FIGS. 10A and 10B, only the pattern of the first layer electrode constituted by the beam member 24 and the thin plate member 25 is shown in a plan view. 10A is one in which only the four corners are formed in an arc shape. However, in this case, concentration of stress can be avoided at the four corners, which is advantageous in manufacturing. 10B is advantageous when the first substrate 21 has a circular planar shape.

【0038】このように、板ばねアクチュエータミラー
の構成は、要求仕様に対応して種々の変形パターンが考
えられる。また、上記の各構成例及び各変形例の場合に
は、第1層電極が分割されていないものとして説明した
が、第2層電極のように複数に分割しても差し支えない
し、そのように第1層電極を分割した場合であっても、
第2層電極を分割する場合と、分割しない場合とが考え
られる。また、上記の各構成例の説明においては、主と
して半導体製造技術を用いて製作する場合を説明した
が、その一部又は全部を他の手段によって製作しユニッ
ト化するようにしても差し支えない。従って、請求項の
記載において「部材」という表現がされていても、それ
らは独立した部品である場合もあるし、そうでない場合
もある。
As described above, in the configuration of the leaf spring actuator mirror, various deformation patterns can be considered according to the required specifications. Further, in the case of each of the above configuration examples and modifications, the first layer electrode has been described as not being divided, but may be divided into a plurality of pieces like the second layer electrode. Even if the first layer electrode is divided,
The case where the second layer electrode is divided and the case where the second layer electrode is not divided are considered. In addition, in the description of each of the above configuration examples, the case of manufacturing using a semiconductor manufacturing technique is mainly described, but a part or all of the manufacturing may be performed by other means and unitized. Therefore, even though the term “member” is used in the description of the claims, they may or may not be independent parts.

【0039】尚、上記の各構成例の説明においては、第
2基板22の製造方法について触れていないので、ここ
で、その製造方法の一例を簡単に説明しておく。先ず、
P型シリコン基板上にシリコン酸化膜等の絶縁膜を形成
し、その後、その絶縁膜の上面にスパッタ等の方法でア
ルミニウムの薄膜を形成し、それを通常のフォトリソグ
ラフィー技術でパターニングし電極を形成する。また、
このようにして製作する場合、通常は、大きなシリコン
ウエハーに多数のチップを同時に形成し、ダイシングに
よって個々に分割するようにすることは、上記した第1
基板21の場合と同じである。また、図7に示されてい
るような貫通孔25aや貫通孔28aを設ける場合に
は、RIE(Reactive Ion Etching)などの異方性エッ
チングやエキシマレーザーアプレーションなどによっ
て、ダイシング前に形成するようにする。
In the above description of each configuration example, a method of manufacturing the second substrate 22 is not described, and an example of the manufacturing method will be briefly described here. First,
An insulating film such as a silicon oxide film is formed on a P-type silicon substrate, and then an aluminum thin film is formed on the upper surface of the insulating film by a method such as sputtering, and is patterned by ordinary photolithography to form electrodes. I do. Also,
In the case of manufacturing in this manner, usually, a large number of chips are simultaneously formed on a large silicon wafer and divided into individual chips by dicing.
This is the same as the case of the substrate 21. When the through-holes 25a and the through-holes 28a as shown in FIG. 7 are provided, they are formed before dicing by anisotropic etching such as RIE (Reactive Ion Etching) or excimer laser ablation. To

【0040】以上説明したように、本発明は、特許請求
の範囲に記載した特徴のほかに下記の特徴を有してい
る。
As described above, the present invention has the following features in addition to the features described in the claims.

【0041】(1)板ばねアクチュエータミラーが、ク
ランク状又は曲線形状の可撓性梁部を有する複数の梁部
材がミラーを実装又は一体形成した薄板状部材と該薄板
状部材を囲むように配置された枠部材とに連結されてい
て該薄板状部材と該梁部材の少なくとも一方が第1層電
極となされている第1基板と、前記第1層電極に対向す
る領域に第2層電極を有していて前記枠部材に接合され
ていてる第2基板と、を備えていて、前記第1層と第2
層の電極間に与える電位を変えることにより前記薄板状
部材が変位し、前記ミラーの反射面を任意の方向へ向け
ることができるように構成されていることを特徴とする
請求項1に記載の走査型光学顕微鏡。
(1) A leaf spring actuator mirror is disposed such that a plurality of beam members having a crank-shaped or curved-shaped flexible beam portion are mounted on or integrally formed with a mirror, and the thin plate-shaped member is surrounded. A first substrate connected to the frame member and at least one of the thin plate member and the beam member serving as a first layer electrode; and a second layer electrode in a region facing the first layer electrode. And a second substrate that is joined to the frame member.
2. The device according to claim 1, wherein the thin plate-shaped member is displaced by changing a potential applied between electrodes of the layer, and the reflecting surface of the mirror can be directed in an arbitrary direction. 3. Scanning optical microscope.

【0042】(2)第1層電極部が、電気的に分離され
ていて互いに異なる電位を設定できる複数の部位に分割
されていることを特徴とする請求項1又は上記(1)に
記載の走査型光学顕微鏡。
(2) The method according to (1) or (1), wherein the first layer electrode portion is divided into a plurality of portions which are electrically separated and can set different potentials from each other. Scanning optical microscope.

【0043】(3)第2層電極部が、電気的に分離され
ていて互いに異なる電位を設定できる複数の部位に分割
されていることを特徴とする請求項1,上記(1),上記
2の何れかに記載の走査型光学顕微鏡。
(3) The second layer electrode portion is divided into a plurality of portions which are electrically separated and can set different potentials from each other. The scanning optical microscope according to any one of the above.

【0044】(4)枠部材と薄板状部材とが、一体の単
結晶半導体基板の加工によって形成されていることを特
徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載の走査型光
学顕微鏡。
(4) The scanning optical system according to any one of (1) to (3), wherein the frame member and the thin plate member are formed by processing an integrated single crystal semiconductor substrate. microscope.

【0045】(5)枠部材が、半導体基板を切り出すこ
とによって構成され、薄板状部材が、前記半導体基板か
ら電気化学エッチングによって選択的に残存させられた
薄板状部位であることを特徴とする上記(4)に記載の
走査型光学顕微鏡。
(5) The frame member is formed by cutting a semiconductor substrate, and the thin plate member is a thin plate portion selectively left from the semiconductor substrate by electrochemical etching. The scanning optical microscope according to (4).

【0046】(6)枠部材と梁部材と薄板状部材とが、
一体の単結晶半導体基板の加工によって形成されている
ことを特徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載の
走査型光学顕微鏡。
(6) The frame member, the beam member and the thin plate member are
The scanning optical microscope according to any one of the above (1) to (3), which is formed by processing an integrated single crystal semiconductor substrate.

【0047】(7)枠部材が、半導体基板を切り出すこ
とによって構成され、薄板状部材と梁部材とが、半導体
基板から電気化学エッチングによって選択的に残存させ
られた薄板状部位であって、前記梁部材が前記薄板状部
位よりも薄いことを特徴とする上記(6)に記載の走査
型光学顕微鏡。
(7) The frame member is formed by cutting a semiconductor substrate, and the thin plate member and the beam member are thin plate portions selectively left by electrochemical etching from the semiconductor substrate. The scanning optical microscope according to (6), wherein the beam member is thinner than the thin plate portion.

【0048】(8)第2層電極部が、複数の電極に分割
されていて、それらが各梁部材の梁部に対向する位置に
配置されていることを特徴とする請求項1又は上記
(1)に記載の走査型光学顕微鏡。
(8) The second layer electrode portion is divided into a plurality of electrodes, and these are arranged at positions facing the beam portions of each beam member. The scanning optical microscope according to 1).

【0049】(9)分割された第2層電極部の電極が、
各々、薄板状部材の連結部近傍まで延在していることを
特徴とする上記(8)に記載の走査型光学顕微鏡。
(9) The divided electrode of the second layer electrode portion is
The scanning optical microscope according to the above (8), wherein each of the scanning optical microscopes extends to the vicinity of the connecting portion of the thin plate member.

【0050】(10)薄板状部材に貫通孔が設けられて
おり、そこにミラーが一体成形もしくは実装されている
ことを特徴とする請求項1又は上記(1)に記載の走査
型光学顕微鏡。
(10) The scanning optical microscope according to (1) or (1), wherein a through-hole is provided in the thin plate-like member, and a mirror is integrally formed or mounted therein.

【0051】(11)第2基板には、薄板状部材に設け
られた貫通孔に対向する領域に、貫通孔が設けられてい
ることを特徴とする上記(10)に記載の走査型光学顕
微鏡。
(11) The scanning optical microscope according to the above (10), wherein the second substrate is provided with a through hole in a region facing the through hole provided in the thin plate member. .

【0052】最後に、本発明で用いる用語の定義を述べ
ておく。
Finally, definitions of terms used in the present invention will be described.

【0053】光学装置とは、光学系あるいは光学素子を
含む装置のことである。光学装置単体で機能しなくても
よい。つまり、装置の一部でもよい。
The optical device is a device including an optical system or an optical element. The optical device may not function alone. That is, it may be a part of the device.

【0054】光学装置には、撮像装置、観察装置、表示
装置、照明装置、信号処理装置等が含まれる。
The optical device includes an imaging device, an observation device, a display device, a lighting device, a signal processing device, and the like.

【0055】撮像装置の例としては、フィルムカメラ、
デジタルカメラ、ロボットの眼、レンズ交換式デジタル
一眼レフカメラ、テレビカメラ、動画記録装置、電子動
画記録装置、カムコーダ、VTRカメラ、電子内視鏡等
がある。デジカメ、カード型デジカメ、テレビカメラ、
VTRカメラ、動画記録カメラなどはいずれも電子撮像
装置の一例である。
Examples of the imaging device include a film camera,
There are a digital camera, a robot eye, an interchangeable lens digital single-lens reflex camera, a television camera, a moving image recording device, an electronic moving image recording device, a camcorder, a VTR camera, and an electronic endoscope. Digital camera, card type digital camera, TV camera,
A VTR camera, a moving image recording camera, and the like are all examples of an electronic imaging device.

【0056】観察装置の例としては、顕微鏡、望遠鏡、
眼鏡、双眼鏡、ルーペ、ファイバースコープ、ファイン
ダー、ビューファインダー等がある。
Examples of the observation device include a microscope, a telescope,
There are glasses, binoculars, loupes, fiberscopes, finders, viewfinders and the like.

【0057】表示装置の例としては、液晶ディスプレ
イ、ビューファインダー、ゲームマシン(ソニー社製プ
レイステーション)、ビデオプロジェクター、液晶プロ
ジェクター、頭部装着型画像表示装置(head mo
unted display:HMD)、PDA(携帯
情報端末)、携帯電話等がある。
Examples of the display device include a liquid crystal display, a viewfinder, a game machine (PlayStation manufactured by Sony Corporation), a video projector, a liquid crystal projector, and a head mounted image display device (head mo).
There are undisplayed display (HMD), PDA (portable information terminal), and mobile phone.

【0058】照明装置の例としては、カメラのストロ
ボ、自動車のヘッドライト、内視鏡光源、顕微鏡光源等
がある。
Examples of the illuminating device include a camera strobe, an automobile headlight, an endoscope light source, a microscope light source, and the like.

【0059】信号処理装置の例としては、携帯電話、パ
ソコン、ゲームマシン、光ディスクの読取・書込装置、
光計算機の演算装置等がある。
Examples of the signal processing device include a mobile phone, a personal computer, a game machine, an optical disk reading / writing device,
There are arithmetic units for optical computers and the like.

【0060】撮像素子は、例えばCCD、撮像管、固体
撮像素子、写真フィルム等を指す。また、平行平面板は
プリズムの1つに含まれるものとする。観察者の変化に
は、視度の変化を含むものとする。被写体の変化には、
被写体となる物体距離の変化、物体の移動、物体の動
き、振動、物体のぶれ等を含むものとする。
The image pickup device refers to, for example, a CCD, an image pickup tube, a solid-state image pickup device, a photographic film and the like. Also, the parallel plane plate is included in one of the prisms. The change in the observer includes a change in diopter. To change the subject,
This includes changes in the distance of the object to be the subject, movement of the object, movement of the object, vibration, shake of the object, and the like.

【0061】拡張曲面の定義は以下の通りである。球
面、平面、回転対称非球面のほか、光軸に対して偏心し
た球面、平面、回転対称非球面、あるいは対称面を有す
る非球面、対称面を1つだけ有する非球面、対称面のな
い非球面、自由曲面、微分不可能な点、線を有する面
等、いかなる形をしていても良い。反射面でも、屈折面
でも、光になんらかの影響を与えうる面ならば良い。本
発明では、これらを総称して拡張曲面と呼ぶことにす
る。
The definition of the extended surface is as follows. In addition to spherical, flat, and rotationally symmetric aspheric surfaces, spherical surfaces decentered with respect to the optical axis, flat surfaces, rotationally symmetric aspheric surfaces, or aspheric surfaces having a symmetric surface, aspheric surfaces having only one symmetric surface, and non-symmetric surfaces having no symmetric surface It may have any shape such as a spherical surface, a free-form surface, a non-differentiable point, or a surface having a line. The surface may be any one of a reflecting surface and a refracting surface as long as it can have some effect on light. In the present invention, these are collectively called an extended curved surface.

【0062】光学特性可変光学素子とは、可変焦点レン
ズ、可変ミラー、面形状の変わる偏光プリズム、頂角可
変プリズム、光偏向作用の変わる可変回折光学素子、つ
まり可変HOE,可変DOE等を含む。
The optical characteristics variable optical element includes a variable focus lens, a variable mirror, a polarizing prism having a variable surface shape, a vertical angle variable prism, a variable diffractive optical element having a variable light deflecting function, that is, a variable HOE, a variable DOE, and the like.

【0063】可変焦点レンズには、焦点距離が変化せ
ず、収差量が変化するような可変レンズも含むものとす
る。可変ミラーについても同様である。要するに、光学
素子で、光の反射、屈折、回折等の光偏向作用が変化し
うるものを光学特性可変光学素子と呼ぶ。
The variable focus lens includes a variable lens whose focal length does not change and the amount of aberration changes. The same applies to the variable mirror. In short, an optical element that can change the light deflecting action such as light reflection, refraction, and diffraction is called an optical characteristic variable optical element.

【0064】情報発信装置とは、携帯電話、固定式の電
話、ゲームマシン、テレビ、ラジカセ、ステレオ等のリ
モコンや、パソコン、パソコンのキーボード、マウス、
タッチパネル等の何らかの情報を入力し、送信すること
ができる装置を指す。撮像装置のついたテレビモニタ
ー、パソコンのモニター、ディスプレイも含むものとす
る。情報発信装置は、信号処理装置の中に含まれる。
The information transmitting device includes a remote control such as a mobile phone, a fixed telephone, a game machine, a television, a radio and a stereo, a personal computer, a keyboard and a mouse of the personal computer.
Refers to a device capable of inputting and transmitting some information such as a touch panel. It also includes a television monitor equipped with an imaging device, a monitor of a personal computer, and a display. The information transmitting device is included in the signal processing device.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の走査型光学顕微鏡は、二次元走査型光偏向器として板
ばねアクチュエータミラーを用いているので、光学系の
構成が非常に簡単であって且つ製作が容易になり、コス
ト的に有利になるという特徴があり、特にミラーと対物
レンズの瞳が完全に共役となるため、視野の周辺部の解
像力が好適に得られるという特徴を有している。
As is apparent from the above description, since the scanning optical microscope of the present invention uses a leaf spring actuator mirror as the two-dimensional scanning optical deflector, the configuration of the optical system is very simple. In addition, there is a feature that the manufacturing is easy and the cost is advantageous. In particular, since the pupil of the mirror and the objective lens are completely conjugated, a feature that the resolution at the peripheral portion of the visual field can be suitably obtained. are doing.

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

【図1】実施例の光学系を示した構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an optical system according to an embodiment.

【図2】実施例における板ばねアクチュエータミラーの
第1構成例を示した斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a first configuration example of a leaf spring actuator mirror in the embodiment.

【図3】板ばねアクチュエータミラーの第1構成例を二
つに分解して示した斜視図であって、図3(a)は第1
基板を図2と同様に視て示したものであり、図3(b)
は第1基板を裏返して示したものであり、図3(c)は
第2基板を図2と同様に視て示したものである。
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a first configuration example of a leaf spring actuator mirror, and FIG.
FIG. 3B shows the substrate viewed in the same manner as FIG.
3 shows the first substrate turned upside down, and FIG. 3C shows the second substrate viewed in the same manner as FIG.

【図4】板ばねアクチュエータミラーの第1構成例の動
作を説明するための平面図であって、図4(a)は第1
基板を示したものであり、図4(b)は第2基板を示し
たものである。
FIG. 4 is a plan view for explaining the operation of the first configuration example of the leaf spring actuator mirror, and FIG.
FIG. 4B shows a substrate, and FIG. 4B shows a second substrate.

【図5】板ばねアクチュエータミラーの第1構成例の製
造工程を説明するための断面図であり、図5(a)は図
4(a)のA−A線で断面した図面に相当し、図5
(b)は図4(a)のB−B線で断面した図面に相当す
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the first configuration example of the leaf spring actuator mirror. FIG. 5A corresponds to a cross section taken along line AA of FIG. FIG.
(B) corresponds to a drawing in cross section taken along line BB of FIG. 4 (a).

【図6】板ばねアクチュエータミラーの第2構成例の第
1基板を示した斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a first substrate of a second configuration example of the leaf spring actuator mirror.

【図7】板ばねアクチュエータミラーの第3構成例を示
した斜視図であって、図7(a)は第1基板を示したも
のであり、図7(b)は第2基板を示したものである。
FIGS. 7A and 7B are perspective views showing a third configuration example of the leaf spring actuator mirror. FIG. 7A shows a first substrate, and FIG. 7B shows a second substrate. Things.

【図8】板ばねアクチュエータミラーの第4構成例の第
1基板を示した斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a first substrate of a fourth configuration example of the leaf spring actuator mirror.

【図9】板ばねアクチュエータミラーの第4構成例の製
造工程を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the fourth configuration example of the leaf spring actuator mirror.

【図10】図10(a)及び図10(b)は、各々の構
成例における第1基板の変形例を説明するための平面図
である。
FIGS. 10A and 10B are plan views for explaining a modification of the first substrate in each configuration example.

【図11】従来例の光学系を示した構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a conventional optical system.

【符号の説明】 1 光源 2 ビームエキスパンダ 3 ビームスプリッタ 4,6 ガルバノミラー 5 瞳伝送光学系 7 瞳投影光学系 8 対物レンズ 9 標本 10 光検出器 11 モニター 12 対物レンズの瞳位置 13 板ばねアクチュエータミラー 21 第1基板 22 第2基板 23 枠部材 23a,26b 開口部 24 梁部材 24a,29a リード線引き出し部 24b 梁部 25 薄板状部材 25a,28a 貫通孔 26 シリコン窒化膜 26a コンタクト孔 27 ミラー 28 ベース部材 29 固定電極部材 29b 第1領域 29c 第2領域[Description of Signs] 1 light source 2 beam expander 3 beam splitter 4,6 galvanometer mirror 5 pupil transmission optical system 7 pupil projection optical system 8 objective lens 9 sample 10 photodetector 11 monitor 12 objective lens pupil position 13 leaf spring actuator Mirror 21 First substrate 22 Second substrate 23 Frame member 23a, 26b Opening 24 Beam member 24a, 29a Lead wire lead-out portion 24b Beam portion 25 Thin plate member 25a, 28a Through hole 26 Silicon nitride film 26a Contact hole 27 Mirror 28 Base Member 29 Fixed electrode member 29b First region 29c Second region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から発した光を標本上に集光させる
対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置
されていて前記標本上に集光される光点を光学的に走査
させる二次元走査型光偏向器と、前記二次元走査型光偏
向器と前記対物レンズの瞳とが互いに光学的に共役とな
るようにそれらの間に配置された瞳投影光学系と、前記
標本からの反射光を検出する光検出器と、を備えてお
り、前記二次元走査型光偏向器は、ミラーが、可撓性を
有する複数の梁部で支持された薄板状部材に実装又は一
体形成されており、該複数の梁部と該薄板状部材との少
なくとも一方からなる第1層電極と該第1層電極に対向
した第2層電極との少なくとも一方が複数の電極に分割
されていて、該第1層と第2層の電極間に与える電位を
制御することにより、前記薄板状部材が変位し、前記ミ
ラーの反射面を任意の方向へ向けることができるように
構成されていることを特徴とする走査型光学顕微鏡。
1. An objective lens for condensing light emitted from a light source on a specimen, and optically scanning a light spot disposed between the light source and the objective lens and condensed on the specimen. A two-dimensional scanning optical deflector, a pupil projection optical system disposed between the two-dimensional scanning optical deflector and the pupil of the objective lens so as to be optically conjugate to each other, and the sample A two-dimensional scanning optical deflector, wherein the mirror is mounted on or integrated with a thin plate member supported by a plurality of flexible beams. And at least one of a first layer electrode composed of at least one of the plurality of beam portions and the thin plate member and a second layer electrode facing the first layer electrode is divided into a plurality of electrodes. By controlling the potential applied between the electrodes of the first layer and the second layer, A scanning optical microscope, wherein the thin plate member is displaced so that the reflection surface of the mirror can be directed in an arbitrary direction.
【請求項2】 前記光源が、レーザであることを特徴と
する請求項1に記載の走査型光学顕微鏡。
2. The scanning optical microscope according to claim 1, wherein the light source is a laser.
【請求項3】 前記二次元走査型光偏向器と前記光検出
器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点ピン
ホールが配置されていることを特徴とする請求項1又は
2に記載の走査型光学顕微鏡。
3. A confocal pinhole, which is optically conjugate with the sample, is arranged between the two-dimensional scanning optical deflector and the photodetector. 3. The scanning optical microscope according to 2.
【請求項4】 前記光源と前記二次元走査型光偏向器と
の間に分岐手段が配置されていて、該分岐手段と前記光
検出器との間に、前記標本と光学的に共役である共焦点
ピンホールが配置されていることを特徴とする請求項1
又は2に記載の走査型光学顕微鏡。
4. A branching means is disposed between the light source and the two-dimensional scanning optical deflector, and is optically conjugate with the sample between the branching means and the photodetector. 2. A confocal pinhole is arranged.
Or the scanning optical microscope according to 2.
JP2001020427A 2001-01-29 2001-01-29 Scanning optical microscope Expired - Fee Related JP3993389B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001020427A JP3993389B2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Scanning optical microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001020427A JP3993389B2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Scanning optical microscope

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002228933A true JP2002228933A (en) 2002-08-14
JP3993389B2 JP3993389B2 (en) 2007-10-17

Family

ID=18886138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001020427A Expired - Fee Related JP3993389B2 (en) 2001-01-29 2001-01-29 Scanning optical microscope

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3993389B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357773A (en) * 2001-06-04 2002-12-13 Olympus Optical Co Ltd Optical component and endoscope and endoscopic optical system using the same
JP2004361086A (en) * 2003-05-30 2004-12-24 Olympus Corp Biomolecule analyzer
US7154084B2 (en) 2004-07-12 2006-12-26 Olympus Corporation Optical-scanning microscope apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002357773A (en) * 2001-06-04 2002-12-13 Olympus Optical Co Ltd Optical component and endoscope and endoscopic optical system using the same
JP2004361086A (en) * 2003-05-30 2004-12-24 Olympus Corp Biomolecule analyzer
US7154084B2 (en) 2004-07-12 2006-12-26 Olympus Corporation Optical-scanning microscope apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3993389B2 (en) 2007-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110446963B (en) Method and system for fiber scanning projector
US8218032B2 (en) Imaging apparatus and method for producing the same, portable equipment, and imaging sensor and method for producing the same
KR20180053644A (en) Multi-aperture imaging device with a beam deflection device including a reflective surface
JP4921366B2 (en) Micromechanical structure system and manufacturing method thereof
US6941034B2 (en) Optical switch and adjustment method thereof
TWI710804B (en) Multi-aperture imaging device, imaging system and method of providing a multi-aperture imaging device
CN1997927A (en) Projection system with scanning device
JPH02115814A (en) Light beam scanning device
US20050179981A1 (en) Micromirror device
JP3993389B2 (en) Scanning optical microscope
US6859329B2 (en) Scanning type display optical system and scanning type image display apparatus
US20080316433A1 (en) Beam Switch For An Optical Imaging System
JP3015912B2 (en) Confocal light scanner
JP2002221673A (en) Optical unit equipped with actuator
JP2000194282A (en) Video display system
JPH07333510A (en) Laser scanning microscope device
JP3235760B2 (en) Optical device
JPH1184250A (en) Optical scanning confocal microscope
JP2002328297A (en) Focus detector and optical microscope or optical inspection apparatus having the same
JP2001004932A (en) Optical modulation device and display device
JP2020086268A (en) Light deflection device, distance measuring device, and moving body
KR100257601B1 (en) Thin film actuated mirror array and method for manufacturing the same
JP2001013425A (en) Light modulation device and display device
JP2005260526A (en) Imaging apparatus
JPH0440408A (en) Confocal scanning microscope

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041104

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060718

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060919

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070724

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070726

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100803

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110803

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120803

Year of fee payment: 5

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees