JP2007522528A - 高性能memスキャナ - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図2A
Description
本出願は、同時係属中の特許文献1(名称「簡易ドライブを有するMEMSデバイス(MEMS DEVICE HAVING SIMPLIFIED DRIVE)」、スプレイグ(Randall B.Sprague)ら、2004年5月14日出願)の利益を主張し、これを参考として組み込み、また、同時係属中の特許文献2(名称「レーザープリンタに適合されたMEMSシステム(MEMS SYSTEM ADAPTED TO A LASER PRINTER)」、デイビス(Wyatt O.Davis)ら、2004年2月9日出願)の利益を主張し、これを参考として組み込む。
サスペンションは、図示されるように、サスペンションビーム208a、208b、サスペンション中心コネクタ218a、218b、およびサスペンション外部コネクタ216a、216b、216c、216dから成る。ねじりアーム206a、206b、は、走査プレート204およびサスペンションビーム208a、208bがその周りで回転する回転軸210を画定する。本明細書に参考として組み込まれる、米国仮特許出願第60/571,133号(名称「簡易ドライブを有するMEMSデバイス(MEMS DEVICE HAVING SIMPLIFIED DRIVE)」、スプレイグ(Randall B.Sprague)ら、2004年5月14日出願、本願と同一出願人による)の教示から理解されるように、サスペンションは、ねじりアーム206a、206bによって引き起こされるトルク負荷を走査プレート204の表面全体に広げることによって、ミラー面を比較的平坦に、典型的には1/4波長以内に維持する助けとなる。
また、応力集中を低減し、トルク負荷を広げ、動作中の走査プレートの動的変形を低減する形で、ねじりアーム206a、206bを走査プレート204に接続する。代替サスペンション構成が可能であり、当業者によって実施することができる。
206a、206b ねじりアーム
208a、208b サスペンションビーム
210 回転軸
212a、212b てこ部材
214a、214b 取付パッド
216a、216b、216c、216d サスペンション外部コネクタ
218a、218b サスペンション中心コネクタ
220a、220b ドープチャネル
502 ウェハ
608 クランプ
Claims (70)
- 長手方向および横方向の寸法を有する走査プレートと、
前記走査プレートに結合され、近位位置から遠位位置まで長手方向に延びる、前記走査プレートの回転軸を画定する第1のねじりアームと、
前記第1のねじりアームの前記遠位位置に結合され、そこから横方向に、前記第1のねじりアームと一致する軸位置から1以上の取付構造と接合部を形成する2つの側面位置まで反対方向に延びる第1のてこ部材とを備える、MEMSスキャナ。 - 前記第1のてこ部材が実質的に直線である、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1のてこ部材が曲がりくねった形状である、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1のてこ部材が前記第1のねじりアームに対して軸方向に対称である、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1のてこ部材が前記第1のねじりアームに対して軸方向に非対称である、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記1以上の取付構造が2つの取付パッドを含み、各パッドが前記第1のてこ部材それぞれの側面位置に結合されている、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記1以上の取付構造が、前記第1のてこ部材の側面位置に結合されている取付フレームを含む、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1のねじりアームが唯一のねじりアームである、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の少なくとも1つが圧電スタックアクチュエータを含む、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの表面上に形成されたミラーをさらに備える、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- サスペンションをさらに備え、前記走査プレートが前記サスペンションを介して第1のねじりアームそれぞれに結合され、前記サスペンションが前記走査プレート全体にわたって動的トルク負荷を広げるように作用する、請求項1に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1のねじりアームと同軸であり、前記走査プレートに結合された、近位位置から遠位位置まで長手方向に延びる第2のねじりアームであって、前記第1のねじりアームと協働して前記走査プレートの回転軸を形成する、第2のねじりアームと、
前記第2のねじりアームの前記遠位位置に結合され、そこから横方向に、前記第2のねじりアームと一致する軸位置から1以上の取付構造と接合部を形成する2つの側面位置まで反対方向に延びる第2のてこ部材とをさらに備える、請求項1に記載のMEMSスキャナ。 - 前記1以上の取付構造が、第1、第2、第3、および第4の取付パッドを含み、各取付パッドが各てこ部材の側面位置に結合されている、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 前記1以上の取付構造が、前記第1および第2のてこ部材の前記側面位置に結合された取付フレームを含む、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 第1、第2、第3、および第4のクランプをさらに備え、各クランプが結合されて、各取付パッドを各支持構造に対して圧迫して保持している、請求項13に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の少なくとも1つが圧電スタックアクチュエータを含む、請求項15に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の2つがそれぞれ圧電スタックアクチュエータを含み、前記支持構造の2つが実質的に不動のハウジングを含む、請求項16に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの表面上に形成されたミラーをさらに備える、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレート、前記2つのねじりアーム、および前記2つのてこ部材がシリコンから形成される、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 第1および第2の対向するサスペンションをさらに備え、前記走査プレートが、前記第1および第2の対向するサスペンションを介して前記第1および第2のねじりアームそれぞれに結合され、前記第1および第2の対向するサスペンションが、前記走査プレート全体にわたって動的トルク負荷を広げるように作用する、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 前記1以上の取付構造が、各てこ部材に結合されている少なくとも2つの取付パッドを含む、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 少なくとも2つの伝導性のリード線をさらに備え、伝導性のリード線それぞれが前記2以上の取付パッドのそれぞれ1つに電気的に結合されている、請求項21に記載のMEMSスキャナ。
- 前記少なくとも2つの伝導性のリード線が、前記第1および第2のてこ部材、前記第1および第2のねじりアーム、ならびに前記走査プレートの両端間に電位を印加するように動作可能である、請求項22に記載のMEMSスキャナ。
- 前記少なくとも2つの伝導性のリード線が、前記MEMSスキャナの両端間に電位を印加するように動作可能であり、前記電位が前記MEMSスキャナの共振周波数を修正するように作用する、請求項22に記載のMEMSスキャナ。
- 各ねじりアームの長さが前記走査プレートの前記長手方向寸法の約2倍よりも大きい、請求項12に記載のMEMSスキャナ。
- 各ねじりアームの長さが前記走査プレートの前記長手方向寸法の約4倍よりも大きい、請求項25に記載のMEMSスキャナ。
- 横方向寸法および長手方向寸法を有する走査プレートと、
第1および第2の対向するねじりアームであって、それぞれが前記走査プレートに結合され、近位位置から遠位位置まで長手方向に延びる、前記走査プレートの回転軸を画定する第1および第2ねじりアームと、
各ねじりアームの遠位位置にそれぞれ結合された、第1および第2の対向する取付構造とを備え、
前記第1および第2のねじりアームがそれぞれ、前記走査プレートの前記長手方向寸法の約4倍よりも大きな長さを有する、MEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の対向する取付構造が、
第1および第2の対向するてこ部材であって、それぞれが各ねじりアームの遠位位置に結合され、そこから横方向に、各ねじりアームと一致する軸位置から1以上の取付構造と接合部を形成する2つの等距離にある側面位置まで反対方向に延びる、第1および第2のてこ部材をさらに含む、請求項27に記載のMEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の取付構造が、第1、第2、第3、および第4の取付パッドを含み、各取付パッドが各てこ部材の等距離にある側面位置に結合されている、請求項28に記載のMEMSスキャナ。
- 第1、第2、第3、および第4のクランプをさらに備え、各クランプが結合されて、各取付パッドを各支持構造に対して圧迫して保持している、請求項29に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の少なくとも1つが圧電スタックアクチュエータを含む、請求項30に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の2つがそれぞれ圧電スタックアクチュエータを含み、前記支持構造の2つが実質的に不動のハウジングを含む、請求項31に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの表面上に形成されたミラーをさらに備える、請求項27に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレート、前記2つのねじりアーム、および前記2つのてこ部材がシリコンから形成される、請求項27に記載のMEMSスキャナ。
- 第1および第2の対向するサスペンションをさらに備え、前記走査プレートが、前記第1および第2の対向するサスペンションを介して前記第1および第2のねじりアームそれぞれに結合され、前記第1および第2の対向するサスペンションが、前記走査プレート全体にわたって動的トルク負荷を広げるように作用する、請求項27に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1および第2の取付構造はそれぞれ、各ねじりアームに2以上の取付パッドにおいて結合されたてこ部材を含み、前記2以上の取付パッドがそれぞれ、前記てこ部材それぞれの端部に結合されている、請求項27に記載のスキャナ。
- 少なくとも2つの伝導性のリード線をさらに備え、伝導性のリード線それぞれが前記2以上の取付パッドのそれぞれ1つに電気的に結合されている、請求項36に記載のMEMSスキャナ。
- 前記少なくとも2つの伝導性のリード線が、前記第1および第2のてこ部材、前記第1および第2のねじりアーム、ならびに前記走査プレートの両端間に電位を印加するように動作可能である、請求項37に記載のMEMSスキャナ。
- 前記少なくとも2つの伝導性のリード線が、前記MEMSスキャナの両端間に電位を印加するように動作可能であり、前記電位が前記MEMSスキャナの共振周波数を修正するように作用する、請求項37に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの前記横方向寸法が前記走査プレートの前記長手方向寸法の約4倍よりも大きい、請求項27に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの前記横方向寸法が前記走査プレートの前記長手方向寸法の約8倍よりも大きい、請求項40に記載のMEMSスキャナ。
- 横方向寸法および長手方向寸法を有する走査プレートと、
第1および第2の対向するねじりアームであって、それぞれが前記走査プレートに結合され、近位位置から遠位位置まで長手方向に延びる、前記走査プレートの回転軸を画定する第1および第2ねじりアームと、
各ねじりアームの遠位位置にそれぞれ結合された、第1および第2の対向する取付構造と、
第1および第2の対向する取付構造それぞれに結合された、MEMSスキャナに電流を通して前記MEMSスキャナ内にジュール加熱を生成するように動作可能な第1および第2のヒーターリード線とを備える、MEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の取付構造がそれぞれ、
前記各ねじりアームの遠位位置に結合され、そこから横方向に、各ねじりアームと一致する軸位置から2つの等距離にある側部ポイントまで反対方向に延びるてこ部材を含む、請求項42に記載のMEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の取付構造がそれぞれ、第1および第2の取付パッドを含み、各取付パッドが各てこ部材の前記等距離にある側部ポイントに結合されている、請求項43に記載のMEMSスキャナ。
- 第1、第2、第3、および第4のクランプをさらに備え、各クランプが結合されて、各取付パッドを各支持構造に対して圧迫して保持している、請求項44に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1および第2のヒーターリード線がそれぞれ、前記2つのてこ部材のそれぞれに結合された前記第1および第2の取付パッドの1つに電気的に結合されている、請求項44に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1および第2のヒーターリード線が、前記第1および第2のてこ部材、前記第1および第2のねじりアーム、ならびに前記走査プレートの両端間に電位を印加するように動作可能である、請求項46に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1および第2のヒーターリード線が、前記MEMSスキャナの両端間に電位を印加するように動作可能であり、前記電位が前記MEMSスキャナの共振周波数を修正するように作用する、請求項46に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の少なくとも1つが圧電スタックアクチュエータを含む、請求項45に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の2つがそれぞれ圧電スタックアクチュエータを含み、前記支持構造の2つが実質的に不動のハウジングを含む、請求項49に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレート、前記2つのねじりアーム、および前記2つのてこ部材がシリコンから形成される、請求項43に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの表面上に形成されたミラーをさらに備える、請求項42に記載のMEMSスキャナ。
- 第1および第2の対向するサスペンションをさらに備え、前記走査プレートが、前記第1および第2の対向するサスペンションを介して前記第1および第2のねじりアームそれぞれに結合され、前記第1および第2の対向するサスペンションが、前記走査プレート全体にわたって動的トルク負荷を広げるように作用する、請求項42に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの前記横方向寸法が前記走査プレートの前記長手方向寸法の約4倍よりも大きい、請求項42に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレートの前記横方向寸法が前記走査プレートの前記長手方向寸法の約8倍よりも大きい、請求項54に記載のMEMSスキャナ。
- 各ねじりアームの長さが前記走査プレートの前記長手方向寸法の約4倍よりも大きい、請求項42に記載のMEMSスキャナ。
- 各ねじりアームの長さが前記走査プレートの前記長手方向寸法の約8倍よりも大きい、請求項56に記載のMEMSスキャナ。
- 横方向寸法および長手方向寸法を有する走査プレートと、
第1および第2の対向するねじりアームであって、それぞれが前記走査プレートに結合され、近位位置から遠位位置まで長手方向に延びる、前記走査プレートの回転軸を画定する第1および第2ねじりアームと、
各ねじりアームの遠位位置にそれぞれ結合された、第1および第2の対向する取付構造と、
それぞれが結合されて、各取付構造を各支持構造に対して圧迫して保持している少なくとも2つのクランプとを備える、MEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の取付構造がそれぞれ、
前記各ねじりアームの遠位位置に結合され、そこから横方向に、各ねじりアームと一致する軸位置から2つの等距離にある側部ポイントまで反対方向に延びるてこ部材を含む、請求項58に記載のMEMSスキャナ。 - 前記第1および第2の取付構造がそれぞれ、第1および第2の取付パッドを含み、各取付パッドが各てこ部材の前記等距離にある側部ポイントに結合されている、請求項59に記載のMEMSスキャナ。
- 前記少なくとも2つのクランプが、第1、第2、第3、および第4のクランプを含み、各クランプが結合されて、各取付パッドを各支持構造に対して圧迫して保持している、請求項60に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の少なくとも1つが圧電スタックアクチュエータを含む、請求項61に記載のMEMSスキャナ。
- 前記支持構造の2つがそれぞれ圧電スタックアクチュエータを含み、前記支持構造の2つが実質的に不動のハウジングを含む、請求項62に記載のMEMSスキャナ。
- 第1および第2の対向するサスペンションをさらに備え、前記走査プレートが、前記第1および第2の対向するサスペンションを介して前記第1および第2のねじりアームそれぞれに結合され、前記第1および第2の対向するサスペンションが、前記走査プレート全体にわたって動的トルク負荷を広げるように作用する、請求項58に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査プレート、ねじりアーム、および取付構造が半導体から成っている、請求項58に記載のMEMSスキャナ。
- 前記半導体がシリコンである、請求項65に記載のMEMSスキャナ。
- 第1の取付構造と、
前記第1の取付構造に結合された第1のねじりアームと、
前記第1のねじりアームに結合された、前記第1のねじりアームによって画定される走査軸の周りで前後に回転するように動作可能な走査ミラーと、
前記走査ミラーに結合された前記第1のねじりアームと実質的に同軸の第2のねじりアームと、
前記第1の取付構造とは離れ、前記第2のねじりアームに結合された第2の取付構造とを備える、MEMSスキャナ。 - 前記第1の取付構造、第1のねじりアーム、走査ミラー、第2のねじりアーム、および第2の取付構造がシリコンの単一片から形成される、請求項67に記載のMEMSスキャナ。
- 前記走査ミラーの表面上に金属の層をさらに備える、請求項68に記載のMEMSスキャナ。
- 前記第1の取付構造が、
第1の取付パッドと、
第1の端部で前記第1の取付パッドに、また第2の端部で前記第1のねじりアームに動作可能に接続された第1の接続アームと、
第1の端部で前記第1のねじりアームに動作可能に接続された第2の接続アームと、
前記第2の接続アームの第2の端部に動作可能に接続された第2の取付パッドとをさらに含む、請求項67に記載のMEMSスキャナ。
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