JP2009223165A - 光偏向器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光偏向器A1のミラー部1は、1対又は2対の第1の圧電アクチュエータ8a〜8dにより1対のトーションバー2a,2bを介して、第1の軸周りで回転駆動され、1対の第2の圧電アクチュエータ10a,10bにより駆動される可動枠9を介して、第1の軸周りと異なる第2の軸周りで回転駆動されると共に、1対の第2の圧電アクチュエータ10a,10bにより並進駆動される。
【選択図】図1
Description
本発明の第1実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態における光偏向器の構成を示す斜視図、図2は、図1の光偏向器の第2の圧電アクチュエータの回転駆動を示す説明図、図3は、図1の光偏向器の第2の圧電アクチュエータの並進駆動を示す説明図、図4は、図1の光偏向器の第2の圧電アクチュエータに印加する駆動電圧を示すグラフ、図5は、図1の光偏向器の製造工程を示す説明図、図6は、図1の光偏向器を使用した画像表示装置の構成を示す説明図である。
[製造工程]
図5は、本実施形態における光偏向器A1の製造工程を示す。なお、図5(a)〜(h)は、光偏向器A1の断面を模式的に示している。
[実施例1]
実施例1として、本実施形態の光偏向器A1の駆動特性の試験について説明する。本実施例では、上述の光偏向器を、共振周波数が15[kHz]となるように設計し、上述の製造工程で作製した。このとき、SOI基板の各層の厚みは、活性層50[μm]、中間酸化膜層2[μm]、ハンドリング層525[μm]とし、熱酸化シリコン膜の厚みは500[nm]とした。また、下部電極層(Ti/Pt)の厚みはTiを50[nm]、Ptを=150[nm]とし、圧電体層の厚みは3[μm]とし、上部電極層(Pt)の厚みは150[nm]とした。
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態について、図7〜図8を参照して説明する。図7は、本発明の第2実施形態における光偏向器の構成を示す斜視図、図8は、図7の光偏向器のパッケージの光学窓の構成を示す図である。本実施形態の光偏向器は、第1実施形態の光偏向器を実装するパッケージの光学窓を、該光学窓を透過する光に面内で光路差を生じさせる構成としたものである。第1実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
[実施例2]
実施例2として、本実施形態の光偏向器A1の駆動特性の試験について説明する。本実施例では、実施例1と同様に設計した光偏向器を作製し、実施例1と同様に交流電圧を印加した。そして、この光偏向器を上述の光学窓102aを備えたパッケージ101の内部に実装した。本実施例では、並進駆動用の電圧成分を駆動信号として印加する前後で、スクリーン54上の画像のスペックルノイズを目視で比較したところ、10人中9人によりスペックルノイズの低減が認識された。
[第3実施形態]
図9は、本発明の第3実施形態における光偏向器のパッケージの光学窓の構成を示す図である。本実施形態の光偏向器は、第2実施形態の光偏向器を実装するパッケージの光学窓を、該光学窓を透過する光の偏光状態を面内で変調する構成としたものである。第1実施形態と同じ構成は、同じ符号を付して説明を省略する。
[実施例3]
実施例3として、本実施形態の光偏向器A1の駆動特性の試験について説明する。本実施例では、実施例1と同様に設計した光偏向器を作製し、実施例1と同様に交流電圧を印加した。そして、この光偏向器を上述の光学窓102bを備えたパッケージ101の内部に実装した。本実施例では、並進駆動用の電圧成分を駆動信号として印加する前後で、スクリーン54上の画像のスペックルノイズを目視で比較したところ、10人中9人によりスペックルノイズの低減が認識された。
31…SOI基板、31a…活性層、31b…中間酸化膜層、31c…ハンドリング層、32a,32b…熱酸化シリコン膜、33…下部電極層、34…圧電体層、35…上部電極層、36…反射膜、37…Al薄膜、
101…パッケージ、102a,102b…光学窓。
Claims (10)
- 反射面を有するミラー部と、該ミラー部を駆動する少なくとも1つの圧電アクチュエータとを備え、該圧電アクチュエータは、支持体上に形成された圧電体に駆動電圧を印加することで圧電駆動により屈曲変形を行う1つ以上の圧電カンチレバーを含み、該圧電アクチュエータに駆動電圧を印加することで該ミラー部を回転駆動させる光偏向器において、
前記圧電アクチュエータは、前記ミラー部と該ミラー部の両端から外側に伸びた1対のトーションバーとを挟んで対向するように1対又は2対配置され、各圧電アクチュエータの少なくとも一端が該1対のトーションバーに連結され、他端は該ミラー部を囲むように設けられた可動枠の内側に連結されて支持された第1の圧電アクチュエータと、前記1対のトーションバーと異なる方向に該ミラー部及び可動枠を挟んで対向するように1対配置され、各圧電アクチュエータの一端が該可動枠の外側に連結され、他端は該可動枠を囲むように設けられた支持部に支持された第2の圧電アクチュエータとで構成され、
前記ミラー部は、前記第1の圧電アクチュエータにより前記1対のトーションバーを介して第1の軸周りで回転駆動され、前記第2の圧電アクチュエータにより駆動される前記可動枠を介して該第1の軸周りと異なる第2の軸周りで回転駆動されると共に、該第2の圧電アクチュエータにより並進駆動されることを特徴とする光偏向器。 - 請求項1記載の光偏向器において、前記第2の圧電アクチュエータは複数の圧電カンチレバーから構成され、各圧電カンチレバーは、隣り合うように並んで配置され、それぞれ隣り合う圧電カンチレバーに対し折り返すように機械的に連結されていることを特徴とする光偏向器。
- 請求項1又は2記載の光偏向器において、該光偏向器への入射光及び該光偏向器からの反射光を透過させ、且つ該透過される光に面内で光路差を生じさせる光学窓を備えたパッケージの内部に実装されること特徴とする光偏向器。
- 請求項1又は2記載の光偏向器において、該光偏向器への入射光及び該光偏向器からの反射光を透過させ、且つ該透過される光の偏光状態を面内で変調する光学窓を備えたパッケージの内部に実装されることを特徴とする光偏向器。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の光偏向器において、前記第1及び第2の圧電アクチュエータへ印加される駆動電圧は周期的に変動する電圧であることを特徴とする光偏向器。
- 請求項5記載の光偏向器において、前記第2の圧電アクチュエータへ印加される駆動電圧は、前記ミラー部を回転駆動させる駆動電圧である回転駆動用の周期的に変動する電圧成分と、該ミラー部を並進駆動させる駆動電圧である並進駆動用の周期的に変動する電圧成分とを重畳した電圧であることを特徴とする光偏向器。
- 請求項5又は6記載の光偏向器において、前記第1の圧電アクチュエータへ印加される駆動電圧は交流電圧であり、該1対又は2対の第1の圧電アクチュエータのうち前記トーションバーの一方の側の圧電アクチュエータへ印加される第1の交流電圧と、該トーションバーの他方の側の圧電アクチュエータへ印加される第2の交流電圧とは、互いに180度位相が異なることを特徴とする光偏向器。
- 請求項1〜7のいずれか1項記載の光偏向器において、前記ミラー部、前記トーションバー、前記可動枠、及び前記圧電カンチレバーの支持体は、半導体基板を形状加工して前記支持部と一体的に形成されることを特徴とする光偏向器。
- 請求項8記載の光偏向器において、前記圧電カンチレバーの圧電体は、前記半導体基板上に直接成膜された単層の圧電膜を形状加工して形成されることを特徴とする光偏向器。
- 請求項9記載の光偏向器において、前記ミラー部の反射面及び前記圧電カンチレバーの電極は、前記半導体基板上に直接成膜された金属薄膜と、前記圧電膜上に直接成膜された金属薄膜とを形状加工して形成されることを特徴とする光偏向器。
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