JP2006518882A - 隠されたヒンジ構造を備えるマルチチルト型マイクロミラーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、任意的にアダプティブ光学系又は光スイッチで用いられるマイクロミラー構造を含む。本発明のマイクロミラーアレイデバイスは一般に、アドレス指定特徴を含む下部構造体上に被着された上部構造体を有する。基板上及びその上方に配置された上部構造体の特徴としては、電極、ヒンジ、マイクロミラー、支持部材又はその一部が挙げられる。ミラー/マイクロミラーをヒンジの上方に保持する支持部材の対が設けられ、電極特徴部は、これを作動させるために用いられる。
「ビーム舵取り」という表現は、アドレス指定電極をミラーの所望の撓みに対応した電圧に荷電してミラーで反射された光を意図した方向に差し向け又は「舵取り」することによるアナログ方式の1以上のマイクロミラーデバイスの動作を意味する。
「直径」という用語は、本明細書においては、定めることができる任意の長手方向軸線を横切る方向における距離を意味する。別段の定めがなければ、直径は、構造体を包囲できる任意の円の直径に一致する。
「暗い空間」又は「デッドスペース」という表現は、反射性ではないマイクロミラー又はマイクロミラー組立体の反射面中の領域又は空間を意味する。
本発明を上述の発明の概要で提供されたレベルよりも詳細に説明する際、適用可能な技術を先ず最初に説明する。この後に、本発明の例示のマイクロミラーデバイス及び組立体の詳細な説明並びに例示の製造方法が続く。プログラム可能なレンズ表面としての本発明の用途についても説明する。この説明に続き、公知の光スイッチングマトリックス及びその機能についての説明が行なわれる。最後に、光スイッチ技術及びアダプティブ光学系の他の分野への本発明のマイクロミラーの利用可能性について説明する。
別段の定めがなければ、本明細書で用いる全ての技術的及び科学的用語は、本発明の属する当業者には一般に理解されるのと同一の意味を有する。本明細書において記載される方法及び材料に類似し又はこれらと同等な方法及び材料は全て、本発明の実施又は試験に用いることができるが、好ましい方法及び材料を以下に説明する。本明細書において記載する刊行物は全て、刊行物の引用と関連した方法及び(又は)材料を開示して記載しているものと参照により引用される。
Claims (59)
- マイクロミラーデバイスであって、アドレス回路を含む電気部品を備えた基板と、マイクロミラーと、前記基板と前記マイクロミラーを互いに連結する一体形支持構造体とを有し、前記支持構造体は、前記基板上の2つの場所に取り付けられた第1の捩り部材及び前記マイクロミラーの互いに反対側の端部に取り付けられた第2の捩り部材を有し、前記捩り部材は、多数の回転軸線回りの前記マイクロミラーの回転を可能にするよう構成されていることを特徴とするデバイス。
- 前記マイクロミラーの前記2つの互いに反対側の端部は、互いに反対側のコーナ部であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーの前記2つの互いに反対側の端部は、互いに反対側の側部であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの第1の捩り部材が取り付けられた前記基板上の2つの場所は、前記マイクロミラーの2つの反対側の端部の下に位置する場所であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記支持構造体は、前記マイクロミラーの下に位置していることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記電気部品は、引き付け力を前記マイクロミラーに及ぼすようになった電極を更に含むことを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記電極は、前記捩り部材によって定められたギャップ配設場所の下に差し向けられていることを特徴とする請求項6記載のデバイス。
- 前記電極のうち少なくとも1つは、互いに異なる高さ位置に複数の部分を備え、前記マイクロミラーの回転中心から遠くに位置する部分は、回転中心に近い部分よりもマイクロミラーから遠くの距離のところに位置するようになっていることを特徴とする請求項6記載のデバイス。
- 前記電極は各々、段付き形態から成ることを特徴とする請求項8記載のデバイス。
- 前記電極のうちの4つは各々、実質的に同一の形状を有することを特徴とする請求項6記載のデバイス。
- 前記電極は、前記マイクロミラーの回転中心から遠くに位置する前記電極の部分が回転中心に近い部分よりも前記マイクロミラーから遠くの距離のところに位置するよう差し向けられていることを特徴とする請求項6記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記電極部分は、互いに連続していることを特徴とする請求項11記載のデバイス。
- 前記部分は、別々の部材であることを特徴とする請求項11記載のデバイス。
- 前記電極は各々、連続した折曲り部材から成ることを特徴とする請求項11記載のデバイス。
- 前記電極は各々、実質的に平板状の電極から成り、前記電極は、前記マイクロミラーが中立形態にあるとき、前記マイクロミラーの回転中心から遠くに位置する前記電極の部分が前記マイクロミラーから回転中心に近い部分と実質的に同一の距離のところに位置するよう差し向けられていることを特徴とする請求項6記載のデバイス。
- 前記電極は、前記マイクロミラーに近いところでビアコラムに取り付けられていることを特徴とする請求項15記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記部分は、電極アレイを形成し、前記電極のうちの少なくとも1つの前記部分のうちの少なくとも1つは、前記部分の他のものとは無関係にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項13記載のデバイス。
- 前記部分は各々、互いに別個独立にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項17記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記部分は、電極アレイを形成し、前記電極のうちの少なくとも1つの前記部分のうちの少なくとも1つは、前記部分の他のものとは無関係にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項13記載のデバイス。
- 前記部分は各々、互いに別個独立にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項19記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、実質的に四角形であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、実質的に六角形であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーの直径は、約1mm以下であることを特徴とする請求項1記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーの直径は、約10ミクロン以下であることを特徴とする請求項23記載のデバイス。
- マイクロミラーデバイスであって、アドレス回路を含む電気部品を備えた基板と、マイクロミラーと、前記マイクロミラーの下に位置していて、前記基板と前記マイクロミラーを接合する支持構造体とを有し、前記支持構造体は、前記基板に取り付けられた第1及び第2の端部を有する第1の捩り部品及び前記マイクロミラーの互いに反対側の端部に取り付けられた第1及び第2の端部を有する第2の捩り部品を含み、前記第1及び第2の捩り部品は、多数の回転軸線回りの前記マイクロミラーの回転を可能にするよう構成されたユニバーサルジョイントを提供するよう互いに交差していることを特徴とするデバイス。
- 前記マイクロミラーは、第1及び第2の対をなす互いに反対側のコーナ部を有する実質的に四角形であり、前記第1の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの一方の互いに反対側のコーナ部に連結され、前記第2の捩り部品の第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの他方の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、第1及び第2の対をなす互いに反対側のコーナ部を有する実質的に四角形であり、前記第1の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの一方の互いに反対側の側部に連結され、前記第2の捩り部品の第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの他方の互いに反対側の側部の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側のコーナ部並びに第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側の側部を有する実質的に六角形であり、前記第1の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側のコーナ部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側のコーナ部に連結され、前記第2の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側の側部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側の側部の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側のコーナ部並びに第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側の側部を有する実質的に六角形であり、前記第1の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側のコーナ部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側の側部に連結され、前記第2の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側のコーナ部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側のコーナ部の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記マイクロミラーは、第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側のコーナ部並びに第1、第2及び第3の対をなす互いに反対側の側部を有する実質的に六角形であり、前記第1の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側の側部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側の側部に連結され、前記第2の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、互いに反対側の側部の前記第1、第2及び第3の対のうちの1つの対の互いに反対側の側部の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記電気部品は、引き付け力を前記マイクロミラーに及ぼすようになった電極を更に含み、前記電極は、前記捩り部品によって定められたギャップ配設場所の下に差し向けられていることを特徴とする請求項25記載のデバイス。
- 前記電極は、前記マイクロミラーの回転中心から遠くに位置する前記電極の部分が回転中心に近い部分よりも前記マイクロミラーから遠くの距離のところに位置するよう差し向けられていることを特徴とする請求項31記載のデバイス。
- 前記電極は各々、段付き形態から成ることを特徴とする請求項32記載のデバイス。
- 前記電極のうちの4つは各々、実質的に同一の形状を有することを特徴とする請求項31記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記電極部分は、互いに連続していることを特徴とする請求項32記載のデバイス。
- 前記部分は、別々の部材であることを特徴とする請求項32記載のデバイス。
- 前記電極は各々、連続した折曲り部材から成ることを特徴とする請求項32記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記部分は、電極アレイを形成し、前記電極のうちの少なくとも1つの前記部分のうちの少なくとも1つは、前記部分の他のものとは無関係にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項32記載のデバイス。
- 前記部分は各々、互いに別個独立にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項38記載のデバイス。
- 前記電極は各々、実質的に平板状の電極から成り、前記電極は、前記マイクロミラーが中立形態にあるとき、前記マイクロミラーの回転中心から遠くに位置する前記電極の部分が前記マイクロミラーから回転中心に近い部分と実質的に同一の距離のところに位置するよう差し向けられていることを特徴とする請求項31記載のデバイス。
- 前記電極は、前記マイクロミラーに近いところでビアコラムに取り付けられていることを特徴とする請求項40記載のデバイス。
- 前記電極の各々の前記部分は、電極アレイを形成し、前記電極のうちの少なくとも1つの前記部分のうちの少なくとも1つは、前記部分の他のものとは無関係にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項40記載のデバイス。
- 前記部分は各々、互いに別個独立にアドレス指定可能であることを特徴とする請求項42記載のデバイス。
- マイクロミラー組立体であって、アドレス回路を含む電気回路を含む電気部品を備えた基板と、各々がマイクロミラーを含む複数のマイクロミラーデバイスとを有し、前記マイクロミラーデバイスのうちの少なくとも1つは、前記基板と前記マイクロミラーを互いに連結する一体形支持構造体とを有し、前記支持構造体は、前記基板に2つの場所で取り付けられた第1の捩り部材及び前記マイクロミラーの互いに反対側の端部に取り付けられた第2の捩り部材を有し、前記捩り部材は、多数の回転軸線回りの前記マイクロミラーの回転を可能にするよう構成されていることを特徴とするデバイス。
- 前記マイクロミラーデバイスは各々、前記基板の各々と前記マイクロミラーの各々をそれぞれ互いに連結する支持構造体を有し、前記支持構造体は各々、前記基板上の2つの場所に取り付けられた第1の捩り部品及び前記各マイクロミラーの互いに反対側の端部に取り付けられた第2の捩り部品を有し、前記捩り部品は、多数の回転軸線回りの前記マイクロミラーの回転を可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項44記載の組立体。
- 少なくとも2つの隣り合うマイクロミラーデバイスの前記第1の捩り部品は共通して前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項45記載の組立体。
- 前記支持構造体は各々、ユニバーサルジョイントを有し、前記第1及び第2の捩り部品は各々、互いに交差していることを特徴とする請求項45記載の組立体。
- 前記マイクロミラーは各々、第1及び第2の対をなす互いに反対側のコーナ部を有する実質的に四角形であり、前記第2の捩り部品は各々、前記第1及び第2の対のうちの一方の対の互いに反対側のコーナ部に連結された第1及び第2の端部を有し、前記第1の捩り部品は各々、前記第1及び第2の対のうちの他方の対の下に位置する場所で前記基板に取り付けられた第1及び第2の端部を有することを特徴とする請求項47記載の組立体。
- 隣り合うマイクロミラー内で互いに隣接した前記第1の捩り部品の前記端部は共通して前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項48記載の組立体。
- 光スイッチング機構であって、少なくとも1つの光入力源からの光信号を受け取ってこれを反射するようになった光反射器の第1のアレイと、光反射器の前記第1のアレイから反射された光信号を受け取り、光信号を少なくとも1つの光出力に向かって反射するようになった光反射器の第2のアレイとを有し、前記光反射器のうちの少なくとも1つは、マイクロミラーデバイスの組立体を有し、前記マイクロミラーデバイスのうちの少なくとも1つは、三次元配向可能になっていることを特徴とする光スイッチング機構。
- マイクロミラーデバイスの前記少なくとも1つの組立体の前記マイクロミラーデバイスは各々、独立して三次元配向可能になっていることを特徴とする請求項50記載の光スイッチング機構。
- 前記光反射器は各々、マイクロミラーデバイスの組立体を有することを特徴とする請求項50記載の光スイッチング機構。
- 前記マイクロミラーデバイスは各々、独立して三次元配向可能になっていることを特徴とする請求項52記載の光スイッチング機構。
- マイクロミラーデバイスの前記組立体は各々、スマート表面を形成することを特徴とする請求項50記載の光スイッチング機構。
- 三次元配向可能になっている前記少なくとも1つのマイクロミラーデバイスは、アドレス回路を含む電気部品を備えた基板と、マイクロミラーと、前記基板と前記マイクロミラーを互いに連結する一体形支持構造体とを有し、前記支持構造体は、前記基板上の2つの場所に取り付けられた第1の捩り部材及び前記マイクロミラーの互いに反対側の端部に取り付けられた第2の捩り部材を有し、前記捩り部材は、多数の回転軸線回りの前記マイクロミラーの回転を可能にするよう構成されていることを特徴とする請求項50記載の光スイッチング機構。
- 前記支持構造体は、ユニバーサルジョイントを有し、前記第1及び第2の捩り部品は各々、互いに交差していることを特徴とする請求項55記載の光スイッチング機構。
- 前記マイクロミラーは各々、第1及び第2の対をなす互いに反対側のコーナ部を有する実質的に四角形であり、前記第1の捩じり部品の前記第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの一方の対の互いに反対側のコーナ部に連結され、前記第2の捩り部品の前記第1及び第2の端部は、前記第1及び第2の対のうちの他方の対の下に位置する場所で前記基板に取り付けられていることを特徴とする請求項55記載の光スイッチング機構。
- 前記電気部品は、引き付け力を前記マイクロミラーに及ぼすようになった電極を更に含み、前記電極は、前記捩り部品によって定められたギャップ配設場所の下に差し向けられていることを特徴とする請求項55記載の光スイッチング機構デバイス。
- 前記マイクロミラーの直径は、約10ミクロン以下であることを特徴とする請求項55記載の光スイッチング機構。
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