JP2010181586A - Optical apparatus - Google Patents

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Shintaro Yamazaki
慎太郎 山▲崎▼
Keiichi Shimaoka
敬一 島岡
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To increase driving torque of a movable part rockably supported on an optical apparatus in which a light beam is deflected by rocking a mirror by electromagnetic driving system by increasing the outermost peripheral wiring length of a driving coil. <P>SOLUTION: The electromagnetic driving type optical apparatus is provided with driving coil installation parts separated from the movable parts. The mirrors are fixed on the upper part of the movable parts, the driving coil installation parts are disposed below the movable parts and fixed to each other by connection parts. When an electric current flows in the driving coils wired at the driving coil installation parts in a magnetic field, Lorentz force exerts on the driving coil installation parts and the movable parts and the driving coil installation parts fixed by the connection parts rock in an integrated manner. In the driving coil installation parts on which the driving coils are installed and the movable parts are provided as separate components, the outer periphery of the driving coil installation parts is made larger than that of the movable parts and the outermost peripheral wiring length of the driving coils can be made long, thus the driving torque for the movable parts can be made large. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電磁力によってミラーを揺動させることによって光ビームの反射方向を変化させる光学装置に関する。   The present invention relates to an optical device that changes a reflection direction of a light beam by swinging a mirror by electromagnetic force.

特許文献1に、図27に示す電磁駆動式の光学装置500が開示されている。光学装置500は、基板502、502と、可動部503と、可動部503を基板502、502に対して揺動可能に支持している1対の可撓梁504、504と、可動部503に固定されている駆動コイル521と、駆動コイル521の入出力端子523a、523bと、入出力端子523a、523bの間に接続されている駆動信号生成器540と、1対の磁石550、550を備えている。駆動コイル521は、可動部503の外周に沿って多重巻きに形成されている。可動部503の上面にはミラー(図示しない)が設置されている。   Patent Document 1 discloses an electromagnetically driven optical device 500 shown in FIG. The optical device 500 includes substrates 502 and 502, a movable portion 503, a pair of flexible beams 504 and 504 that support the movable portion 503 so as to be swingable with respect to the substrates 502 and 502, and the movable portion 503. A fixed drive coil 521, input / output terminals 523a and 523b of the drive coil 521, a drive signal generator 540 connected between the input / output terminals 523a and 523b, and a pair of magnets 550 and 550 are provided. ing. The drive coil 521 is formed in multiple windings along the outer periphery of the movable portion 503. A mirror (not shown) is installed on the upper surface of the movable portion 503.

1対の磁石550、550によって、矢印Bで示す方向に磁界が発生している。駆動コイル521に矢印Iで示す方向の電流を流すと、駆動コイル521に対して矢印Fで示す方向のローレンツ力が発生する。このローレンツ力によって、可動部503を一対の可撓梁504、504の周りに揺動させるトルクが得られる。このトルクによって一対の可撓梁504、504が捩れ、可動部503が1対の可撓梁504、504を揺動軸として揺動する。   A magnetic field is generated in the direction indicated by the arrow B by the pair of magnets 550 and 550. When a current in the direction indicated by the arrow I is passed through the drive coil 521, a Lorentz force in the direction indicated by the arrow F is generated with respect to the drive coil 521. With this Lorentz force, a torque for swinging the movable portion 503 around the pair of flexible beams 504 and 504 is obtained. With this torque, the pair of flexible beams 504 and 504 are twisted, and the movable portion 503 swings around the pair of flexible beams 504 and 504 as swing axes.

また特許文献2には、図28に示すように、可動部603を2軸駆動させることが可能なジンバル形式の梁を備えた電磁駆動式の光学装置600が開示されている。光学装置600は、基板602と、可動部603と、基板602からx方向に伸びている1対の第1可動梁604、604と、各々の第1可動梁604に先端に連接されているとともに枠形状をしている支持梁631と、支持梁631からy方向に伸びている1対の第2可動梁634、634を備えている。可動部603は1対の第2可動梁634、634によって支持されている。可動部603の上面にミラー605が固定されている。可動部603とミラー605は、1対の第1可動梁604、604によってX軸周りに揺動可能であり、1対の第2可動梁634、634によってY軸周りに揺動可能である。   Further, as shown in FIG. 28, Patent Document 2 discloses an electromagnetically driven optical device 600 including a gimbal beam that can drive the movable portion 603 biaxially. The optical device 600 includes a substrate 602, a movable portion 603, a pair of first movable beams 604 and 604 extending in the x direction from the substrate 602, and each of the first movable beams 604 connected to the tip. A support beam 631 having a frame shape and a pair of second movable beams 634 and 634 extending in the y direction from the support beam 631 are provided. The movable portion 603 is supported by a pair of second movable beams 634 and 634. A mirror 605 is fixed on the upper surface of the movable portion 603. The movable portion 603 and the mirror 605 can be swung around the X axis by a pair of first movable beams 604 and 604, and can be swung around a Y axis by a pair of second movable beams 634 and 634.

支持梁631の外周に沿って第1駆動コイル621が配線されている。可動部603の外周に沿って、第2駆動コイル625が配線されている。   A first drive coil 621 is wired along the outer periphery of the support beam 631. A second drive coil 625 is wired along the outer periphery of the movable portion 603.

光学装置600にy軸方向に伸びる磁界が作られている状態で第1駆動コイル621に通電すると、第1駆動コイル621をx軸周りに揺動させるトルクが得られる。光学装置600にx軸方向に伸びる磁界が作られている状態で第2駆動コイル625に通電すると、第2駆動コイル625をy軸周りに揺動させるトルクが得られる。   When the first drive coil 621 is energized while the optical device 600 has a magnetic field extending in the y-axis direction, a torque for swinging the first drive coil 621 about the x-axis is obtained. When the second drive coil 625 is energized in a state where a magnetic field extending in the x-axis direction is generated in the optical device 600, a torque for swinging the second drive coil 625 about the y-axis is obtained.

光学装置600では、光学装置600に加える磁界の方向と、通電する駆動コイルを選択することによって、可動部603をx軸の周りに揺動させることもできれば、y軸の周りに揺動させることもできる。   In the optical device 600, by selecting the direction of the magnetic field applied to the optical device 600 and the drive coil to be energized, the movable unit 603 can be swung around the x axis, or can be swung around the y axis. You can also.

特開2008−76695号公報JP 2008-76695 A 特開2003−270555号公報JP 2003-270555 A

電磁駆動式の光学装置には、可動部を揺動させるトルクを大きくしたいとする要求がある。大きなトルクが得られれば、駆動電力を小さくすることができる。あるいは、ミラーの揺動角を大きくすることができる。駆動コイルの最外周配線長を長くすれば、大きなトルクを得ることができる。しかしながら、駆動コイルの最外周配線長は、駆動コイルを配線する面の外周によって制限される。   There is a demand for an electromagnetically driven optical device to increase the torque for swinging the movable part. If a large torque is obtained, the driving power can be reduced. Alternatively, the swing angle of the mirror can be increased. If the outermost wiring length of the drive coil is increased, a large torque can be obtained. However, the outermost peripheral wiring length of the drive coil is limited by the outer periphery of the surface where the drive coil is wired.

特許文献1と特許文献2に記載されているように、駆動コイルが可動部に設置されていると(特許文献2の場合には第2駆動コイルが可動部に設置されている)、駆動コイルの最外周配線長は、ミラーの垂直方向から可動部を見たときの可動部の大きさによって制限される。しかしながら、可動部の大きさは、光学装置に要求される特性や用途等によって制限される。例えば、複数の光学装置を配置して画像を提供するミラーアレイを実現する場合、可動部を大きくすると画素が大きくなってしまう。可動部の大きさには制約がある。従来の技術では、種々の理由によって制約される可動部の大きさによって、得られる駆動トルクの大きさが制約されてしまう。   As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, when the drive coil is installed on the movable part (in the case of Patent Document 2, the second drive coil is installed on the movable part), the drive coil The outermost peripheral wiring length is limited by the size of the movable part when the movable part is viewed from the vertical direction of the mirror. However, the size of the movable part is limited by the characteristics and applications required for the optical device. For example, in the case of realizing a mirror array that provides an image by arranging a plurality of optical devices, if the movable part is enlarged, the pixel becomes large. There are restrictions on the size of the movable part. In the conventional technique, the magnitude of the drive torque obtained is restricted by the size of the movable part that is restricted for various reasons.

本発明では、駆動コイルの最外周配線長を可動部の外周よりも大きくすることが可能な技術を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a technique capable of making the outermost peripheral wiring length of the drive coil larger than the outer periphery of the movable portion.

本発明の光学装置は、基板と、基板から伸びている梁と、梁によって基板に対して揺動可能に支持されている可動部と、可動部の上方に固定されているミラーと、可動部の下方に固定されている接続部と、接続部に固定されているとともに可動部の下方に位置している駆動コイル設置部と、駆動コイル設置部の外周に沿って固定されている駆動コイルを備えている。   An optical device according to the present invention includes a substrate, a beam extending from the substrate, a movable portion supported by the beam so as to be swingable with respect to the substrate, a mirror fixed above the movable portion, and a movable portion. A connection part fixed below the drive part, a drive coil installation part fixed to the connection part and positioned below the movable part, and a drive coil fixed along the outer periphery of the drive coil installation part I have.

この光学装置を磁界中に置いて駆動コイルに通電すると、駆動コイルに駆動トルクが発生する。その結果、駆動コイル設置部と接続部と可動部とミラーが一体となって梁を変形させて基板に対して揺動する。ミラーに入射する光ビームの反射方向を変えることができる。   When the optical device is placed in a magnetic field and the drive coil is energized, a drive torque is generated in the drive coil. As a result, the drive coil installation portion, the connection portion, the movable portion, and the mirror are integrated to deform the beam and swing relative to the substrate. The reflection direction of the light beam incident on the mirror can be changed.

駆動コイルを磁界中に置くために、例えば、光学装置内に1対の磁石を配置してもよい。あるいは、1対の磁石間に光学装置を置いてもよい。ミラーは可動部の上方に固定されていればよく、可動部の上面に直接的に固定されていてもよいし、他の部材を介して固定されていてもよい。可動部の上面が鏡面に仕上げられていてもよい。   In order to place the drive coil in a magnetic field, for example, a pair of magnets may be placed in the optical device. Alternatively, an optical device may be placed between a pair of magnets. The mirror should just be fixed above the movable part, may be directly fixed to the upper surface of the movable part, and may be fixed via another member. The upper surface of the movable part may be finished to a mirror surface.

基板は、平板とその平板から突出している突出部を備えていることが好ましい。この場合、可動部の平板側を下方といい、その反対側を上方という。光ビームはミラーの上方からミラーに入射してミラーの上方に反射する。   The substrate preferably includes a flat plate and a protruding portion protruding from the flat plate. In this case, the flat plate side of the movable part is referred to as the lower side, and the opposite side is referred to as the upper side. The light beam enters the mirror from above the mirror and is reflected above the mirror.

磁界中で駆動コイルに通電すると、駆動コイルにローレンツ力が発生し、駆動コイル設置部を揺動させるトルクが得られる。駆動コイル設置部と可動部は接続部によって固定されているため、駆動コイル設置部が揺動すれば、可動部とミラーも揺動する。   When the drive coil is energized in a magnetic field, Lorentz force is generated in the drive coil, and torque for swinging the drive coil installation portion is obtained. Since the drive coil installation part and the movable part are fixed by the connecting part, if the drive coil installation part swings, the movable part and the mirror also swing.

本発明では、駆動コイル設置部が可動部と別に設置されているため、駆動コイル設置部の外周を可動部の外周より大きくすることができる。可動部の大きさに制約されないで、駆動コイルの最外周配線長を長くすることができる。   In this invention, since the drive coil installation part is installed separately from the movable part, the outer periphery of the drive coil installation part can be made larger than the outer periphery of the movable part. The outermost peripheral wiring length of the drive coil can be increased without being restricted by the size of the movable portion.

ここで可動部が揺動するとは、可動部が基板に対して所定の軸の周りに所定の角度だけ回転することを意味し、可動部が傾斜して停止すること、および繰り返し揺動することの双方を含むものとする。   Here, the swinging of the movable part means that the movable part rotates about a predetermined axis with respect to the substrate by a predetermined angle, and the movable part tilts and stops and repeatedly swings. Both of them shall be included.

本発明は、直交する2軸の周りにミラーを独立に揺動させる(X軸周りの揺動角を変えないで、Y軸周りの揺動角を変えることができ、Y軸周りの揺動角を変えないでX軸周りの揺動角を変えることができることを、2軸の周りに独立に揺動させると表現する)光学装置に適用することができる。すなわち、基板から第1方向に伸びている第1可撓梁と、第1可撓梁に連接している支持梁と、支持梁から第2方向(第1方向に直交している)に伸びているとともに可動部に連接している第2可撓梁を備えているジンバル形状の梁を利用する光学装置についても適用できる。   In the present invention, the mirror is independently swung around two orthogonal axes (the swing angle about the Y axis can be changed without changing the swing angle about the X axis, and the swing about the Y axis can be changed). The fact that the swing angle around the X axis can be changed without changing the angle can be applied to an optical device (expressed as swinging independently around two axes). That is, the first flexible beam extending from the substrate in the first direction, the support beam connected to the first flexible beam, and extending from the support beam in the second direction (perpendicular to the first direction). In addition, the present invention can also be applied to an optical device using a gimbal-shaped beam provided with a second flexible beam connected to the movable portion.

この種の2軸駆動の光学装置の場合、支持梁の内側に可動部を配置することから可動部の大きさが小さくなりがちである。その結果、駆動コイル(特許文献2の場合には第2駆動コイル)も小さくなり、駆動トルク(特許文献2の場合にはy軸周りのトルク)も小さくなりがちである。本発明によると、駆動トルクが可動部の大きさに制約されない。可動部の大きさが小さくなりがちな2軸駆動の光学装置に本発明を適用すると顕著な効果が得られる。   In the case of this type of biaxially driven optical device, the movable part tends to be small because the movable part is disposed inside the support beam. As a result, the drive coil (second drive coil in the case of Patent Document 2) is also reduced, and the drive torque (torque around the y axis in the case of Patent Document 2) tends to be reduced. According to the present invention, the driving torque is not limited by the size of the movable part. When the present invention is applied to a biaxial drive optical device in which the size of the movable portion tends to be small, a remarkable effect can be obtained.

本発明の光学装置は、複数個を集積化してミラーアレイを構成するのに利用することができる。本発明のミラーアレイでは、ミラーの上面と駆動コイル設置部の上面との距離が異なる光学装置が互いに隣接するように設置されている。   The optical device of the present invention can be used to construct a mirror array by integrating a plurality of optical devices. In the mirror array of the present invention, optical devices having different distances between the upper surface of the mirror and the upper surface of the drive coil installation portion are installed adjacent to each other.

この場合、隣接する光学装置の駆動コイル設置部が同一平面上に揃わないようにすることができる。隣接する一方の光学装置の駆動コイル設置部を、隣接する他方の光学装置の駆動コイル設置部の上方または下方の領域にまで延ばすことができる。可動部よりも駆動コイル設置部の面積を大きくすることによって、開口率(基板の単位面積あたりのミラー面積の割合)が小さくなることを防止しつつ、大きな駆動トルクを得ることができる。本発明によると、例えばアレイを構成する個々のミラーを小型化して画素を緻密化し、しかも個々のミラーを小電力で大きく揺動させることができるミラーアレイを実現することができる。   In this case, it is possible to prevent the drive coil installation portions of adjacent optical devices from being aligned on the same plane. The drive coil installation part of one adjacent optical device can be extended to a region above or below the drive coil installation part of the other adjacent optical device. By making the area of the drive coil installation part larger than the movable part, it is possible to obtain a large drive torque while preventing the aperture ratio (ratio of the mirror area per unit area of the substrate) from decreasing. According to the present invention, for example, it is possible to realize a mirror array in which the individual mirrors constituting the array can be miniaturized to make the pixels dense and the individual mirrors can be swung largely with low power.

本発明によれば、可動部と離反して設置された駆動コイル設置部に駆動コイルを設置するために、駆動コイルの最外周配線長を、可動部の外周よりも大きくすることができる。   According to the present invention, in order to install the drive coil in the drive coil installation part installed away from the movable part, the outermost peripheral wiring length of the drive coil can be made larger than the outer periphery of the movable part.

実施例1のミラーアレイの平面図である。2 is a plan view of a mirror array of Example 1. FIG. 図1のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 図1に示すミラーアレイを構成する光学装置の斜視図である。It is a perspective view of the optical apparatus which comprises the mirror array shown in FIG. 図3に示す光学装置の駆動コイル設置部の平面図である。It is a top view of the drive coil installation part of the optical apparatus shown in FIG. 駆動コイル設置面を模式的に表す図である。It is a figure which represents a drive coil installation surface typically. 駆動コイル設置面を模式的に表す図である。It is a figure which represents a drive coil installation surface typically. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例1の光学装置の製造工程を説明する図である。6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the optical device according to Example 1. FIG. 実施例2の光学装置の平面図である。6 is a plan view of an optical device according to Example 2. FIG. 図21のXXII−XXII線断面図である。It is the XXII-XXII sectional view taken on the line of FIG. 実施例2の駆動コイル設置部を示す平面図である。FIG. 6 is a plan view showing a drive coil installation part of Example 2. 変形例のミラー設置部の平面図である。It is a top view of the mirror installation part of a modification. 変形例の可動部の平面図である。It is a top view of the movable part of a modification. 図24および図25のXXVI−XXVI線断面図である。It is XXVI-XXVI sectional view taken on the line of FIG. 24 and FIG. 従来例の光学装置を示す図である。It is a figure which shows the optical apparatus of a prior art example. 従来例の光学装置を示す図である。It is a figure which shows the optical apparatus of a prior art example.

本発明に係る好ましい実施形態は、例えば、下記に列挙する特徴を備えた実施例によって具現化される。
(特徴1)駆動コイル設置部と接続部と可動部は実質的に剛体であり、全体として一体に揺動する。すなわち、駆動コイル設置部と可動部の相対的変位角は、可撓梁の捩れ角に対して著しく小さい。
(特徴2)基板は、板状の下部基板と、柱状の上部基板によって構成されている。
(特徴3)光学装置内に1対の磁石が配置されている。
(特徴4)1対の磁石間に光学装置が配置されている。
(特徴5)1対の磁石間に複数の光学装置が配置されている。
(特徴6)2対の電磁石間に駆動コイルが配置されている。1対の電磁石は駆動コイルの周囲をX方向に伸びる磁界を生成し、他の1対の電磁石は駆動コイルの周囲をY方向に伸びる磁界を生成する。X方向に伸びる磁界を生成しておいて駆動コイルに通電するとミラーがY軸周りに揺動する。Y方向に伸びる磁界を生成しておいて駆動コイルに通電するとミラーがX軸周りに揺動する。
Preferred embodiments according to the present invention are embodied, for example, by examples having the characteristics listed below.
(Characteristic 1) The drive coil installation portion, the connection portion, and the movable portion are substantially rigid bodies, and swing as a whole as a whole. That is, the relative displacement angle between the drive coil installation portion and the movable portion is significantly smaller than the torsion angle of the flexible beam.
(Feature 2) The substrate is composed of a plate-like lower substrate and a columnar upper substrate.
(Feature 3) A pair of magnets are arranged in the optical device.
(Feature 4) An optical device is disposed between a pair of magnets.
(Feature 5) A plurality of optical devices are arranged between a pair of magnets.
(Feature 6) A drive coil is arranged between two pairs of electromagnets. One pair of electromagnets generates a magnetic field extending around the drive coil in the X direction, and the other pair of electromagnets generates a magnetic field extending around the drive coil in the Y direction. When a magnetic field extending in the X direction is generated and the drive coil is energized, the mirror swings around the Y axis. When a magnetic field extending in the Y direction is generated and the drive coil is energized, the mirror swings around the X axis.

図1は、実施例1のミラーアレイ10を上面から見た平面図であり、図2は図1のII−II線断面図である。図1および図2に示すように、ミラーアレイ10は、下部基板11上に設置された光学装置200cと光学装置100と光学装置200dを備えている。ミラーアレイ10は、1対の永久磁石12、12を備えている。永久磁石12、12は、光学装置200c、100、200dのX方向の両サイドに配置されている。これによって、図1等のX方向の磁界を作ることができる。   FIG. 1 is a plan view of the mirror array 10 according to the first embodiment as viewed from above, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the mirror array 10 includes an optical device 200 c, an optical device 100, and an optical device 200 d installed on the lower substrate 11. The mirror array 10 includes a pair of permanent magnets 12 and 12. The permanent magnets 12 and 12 are disposed on both sides in the X direction of the optical devices 200c, 100, and 200d. As a result, a magnetic field in the X direction as shown in FIG.

図3は、光学装置100の斜視図であり、図4は、駆動コイル設置部107および駆動コイル設置部107に配線された駆動コイル121の平面図である。図1〜図4に示すように、光学装置100は、下部基板11上に形成されており、下部基板11上に固定されている1対の上部基板102、102、可動部103、可動部103を揺動可能に支持する1対の可撓梁104、104を備えている。1対の可撓梁104、104は、1対の上部基板102、102の上端と可動部103を接続しており、可動部103は下部基板11から離反した高さに支持されている。可動部103は、1対の可撓梁104、104によって、下部基板11および上部基板102に対して揺動可能に支持されている。可動部103の上面にはミラー105が形成されている。可動部103の下面から下方に向けて接続部108が伸びている。接続部108の下端に駆動コイル設置部107が固定されている。駆動コイル設置部107は、可動部103とほぼ平行に伸びており、X方向の長さが可動部103よりも長い。可動部103と接続部108と駆動コイル設置部107は実質的に剛体であり、全体として一体に運動する。1対の可撓梁104、104は細長くてしなやかであり、比較的容易に捩れる。駆動コイル設置部107と接続部108と可動部103の各部と、それらが相互に接続する接続箇所は、可撓梁104に対して著しく剛性が高い。駆動コイル設置部107と接続部108と可動部103の相対的変位角は、可撓梁の捩れ角に対して著しく小さい。   FIG. 3 is a perspective view of the optical device 100, and FIG. 4 is a plan view of the drive coil installation unit 107 and the drive coil 121 wired to the drive coil installation unit 107. As shown in FIGS. 1 to 4, the optical device 100 is formed on the lower substrate 11, and a pair of upper substrates 102 and 102, a movable unit 103, and a movable unit 103 fixed on the lower substrate 11. Is provided with a pair of flexible beams 104, 104 that swingably support each other. The pair of flexible beams 104 and 104 connect the upper ends of the pair of upper substrates 102 and 102 and the movable portion 103, and the movable portion 103 is supported at a height away from the lower substrate 11. The movable portion 103 is supported by a pair of flexible beams 104 and 104 so as to be swingable with respect to the lower substrate 11 and the upper substrate 102. A mirror 105 is formed on the upper surface of the movable portion 103. A connecting portion 108 extends downward from the lower surface of the movable portion 103. A drive coil installation part 107 is fixed to the lower end of the connection part 108. The drive coil installation unit 107 extends substantially parallel to the movable unit 103 and has a length in the X direction longer than that of the movable unit 103. The movable part 103, the connection part 108, and the drive coil installation part 107 are substantially rigid bodies and move integrally as a whole. The pair of flexible beams 104, 104 are elongated and supple and twist relatively easily. Each part of the drive coil installation part 107, the connection part 108, and the movable part 103, and the connection point where they are connected to each other, have extremely high rigidity with respect to the flexible beam 104. The relative displacement angles of the drive coil installation portion 107, the connection portion 108, and the movable portion 103 are significantly smaller than the torsion angle of the flexible beam.

駆動コイル設置部107の上面に駆動コイル121が形成されている。図4に明瞭に示されているように、駆動コイル121は駆動コイル設置部107の外周に沿って、2周巻かれている。駆動コイル121は駆動コイル設置部107に固定されている。   A drive coil 121 is formed on the upper surface of the drive coil installation portion 107. As clearly shown in FIG. 4, the drive coil 121 is wound twice around the outer periphery of the drive coil installation portion 107. The drive coil 121 is fixed to the drive coil installation unit 107.

接続部108の内部を1対の配線124a、124bが縦方向に貫通している。配線124aの下端は駆動コイル121の一方の端部121aに導通し、配線124bの下端は駆動コイル121の他方の端部121bに導通している。一方の上部基板の102の上面に端子123aが固定されており、他方の上部基板の102の上面に端子123bが固定されている。端子123aと配線124aの間は配線122aで接続されており、端子123bと配線124bの間は配線122bで接続されている。入出力端子123a、123bの間に駆動信号生成器(図示しない)を接続し、例えば、駆動信号生成器によって電圧信号を出力することによって、駆動コイル121に電流を流すことができる。   A pair of wirings 124a and 124b penetrates the inside of the connecting portion 108 in the vertical direction. The lower end of the wiring 124 a is electrically connected to one end 121 a of the driving coil 121, and the lower end of the wiring 124 b is electrically connected to the other end 121 b of the driving coil 121. A terminal 123 a is fixed to the upper surface of one upper substrate 102, and a terminal 123 b is fixed to the upper surface of the other upper substrate 102. The terminal 123a and the wiring 124a are connected by a wiring 122a, and the terminal 123b and the wiring 124b are connected by a wiring 122b. By connecting a drive signal generator (not shown) between the input / output terminals 123a and 123b and outputting a voltage signal by the drive signal generator, for example, a current can be passed through the drive coil 121.

以下の記載において、共通事象を説明する場合には、添え字を省略することがある。例えば、1対の配線124a、124bはともに接続部108を貫通しているので、1対の配線124、124は接続部108を貫通していると説明することがある。さらに簡略化し、1対の配線124は接続部108を貫通していると説明することもある。   In the following description, subscripts may be omitted when explaining common events. For example, since both the pair of wirings 124 a and 124 b penetrate the connection part 108, the pair of wirings 124 and 124 may be described as penetrating the connection part 108. Furthermore, it may be simplified and a pair of wirings 124 may be described as penetrating the connection portion 108.

図3に示すように、可撓梁104、104と垂直な方向(X方向)に伸びる磁界Bのなかで駆動コイル121に矢印Iで示す方向の電流を流すと、駆動コイル121のうちでY方向に伸びる部分において、矢印Fで示す方向にローレンツ力が発生する。この結果、駆動コイル設置部107をY軸周りに揺動させるトルクが発生する。   As shown in FIG. 3, when a current in the direction indicated by the arrow I is passed through the drive coil 121 in the magnetic field B extending in the direction perpendicular to the flexible beams 104 and 104 (X direction), Y of the drive coils 121 A Lorentz force is generated in the direction indicated by the arrow F at the portion extending in the direction. As a result, a torque for swinging the drive coil installation portion 107 around the Y axis is generated.

駆動コイル設置部107と接続部108と可動部103は実質的に剛体であって相対変位しないことから、駆動コイル設置部107にY軸周りのトルクが作用すると、駆動コイル設置部107と接続部108と可動部103とミラー105の全体が一体となって、1対の可撓梁104、104を捩りながらY軸の周りに揺動する。   Since the drive coil installation unit 107, the connection unit 108, and the movable unit 103 are substantially rigid and do not relatively displace, when the torque around the Y axis acts on the drive coil installation unit 107, the drive coil installation unit 107 and the connection unit 108, the movable portion 103, and the entire mirror 105 are united and swing around the Y axis while twisting the pair of flexible beams 104 and 104.

図1に示すように、可動部103のY方向(磁界Bに垂直な方向)の幅はWである。図2に示すように、可動部103のX方向(磁界Bに平行な方向)の長さはLである。それに対して、駆動コイル設置部107のY方向の幅はWであり、駆動コイル設置部107のX方向の長さは2Lである。また、図2に示すように、ミラー105の上面と駆動コイル設置部107の上面との間の距離はH1である。接続部108に対して、可動部103と駆動コイル設置部107は左右対称である。   As shown in FIG. 1, the width of the movable portion 103 in the Y direction (direction perpendicular to the magnetic field B) is W. As shown in FIG. 2, the length of the movable portion 103 in the X direction (direction parallel to the magnetic field B) is L. In contrast, the width in the Y direction of the drive coil installation portion 107 is W, and the length in the X direction of the drive coil installation portion 107 is 2L. Further, as shown in FIG. 2, the distance between the upper surface of the mirror 105 and the upper surface of the drive coil installation portion 107 is H1. The movable part 103 and the drive coil installation part 107 are symmetrical with respect to the connection part 108.

ミラーアレイ10において、2つの光学装置200c、200dの各部は、同様の構成を備えている。光学装置200c、200dでは、接続部208の高さが、光学装置100の接続部108の高さよりも高い。この結果、ミラー205の上面と駆動コイル設置部207の上面との間の距離H2は、ミラー105の上面と駆動コイル設置部107の上面との間の距離H1に対して、H2>H1となっている。その他の構成については光学装置200c、200dと光学装置100の構成は同様であり、同一部材に付した符号の100番台を200番台に読み換えることにより、その説明を省略する。例えば、駆動コイル設置部207は駆動コイル設置部107と同一の構成であり、駆動コイル221は駆動コイル121と同様に配線されている。下部基板11の上面からミラー105の上面までの距離と、下部基板11の上面からミラー205までの距離は同じである。光学装置100と同様に、光学装置200を磁界中に配置して駆動コイル221に電流を流すことによって、可動部203を1対の可撓梁204、204の周りに揺動させることができる。   In the mirror array 10, each part of the two optical devices 200c and 200d has the same configuration. In the optical devices 200c and 200d, the height of the connecting portion 208 is higher than the height of the connecting portion 108 of the optical device 100. As a result, the distance H2 between the upper surface of the mirror 205 and the upper surface of the drive coil installation unit 207 satisfies H2> H1 with respect to the distance H1 between the upper surface of the mirror 105 and the upper surface of the drive coil installation unit 107. ing. Regarding the other configurations, the configurations of the optical devices 200c and 200d and the optical device 100 are the same, and description thereof is omitted by replacing the 100th series of reference numerals attached to the same member with the 200th series. For example, the drive coil installation unit 207 has the same configuration as the drive coil installation unit 107, and the drive coil 221 is wired in the same manner as the drive coil 121. The distance from the upper surface of the lower substrate 11 to the upper surface of the mirror 105 and the distance from the upper surface of the lower substrate 11 to the mirror 205 are the same. Similar to the optical device 100, the movable unit 203 can be swung around the pair of flexible beams 204, 204 by arranging the optical device 200 in a magnetic field and passing a current through the drive coil 221.

図1と図2に示すように、ミラーアレイ10では、光学装置200cと光学装置100と光学装置200dがこの順序でX方向に配置されている。光学装置100のミラー105の上面と、光学装置200c、200dのミラー205の上面とは、同じ高さに揃っている。   As shown in FIGS. 1 and 2, in the mirror array 10, the optical device 200c, the optical device 100, and the optical device 200d are arranged in this order in the X direction. The upper surface of the mirror 105 of the optical device 100 and the upper surface of the mirror 205 of the optical devices 200c and 200d are aligned at the same height.

図1と図2に示すように、本実施例では、可動部103、203の上面から駆動コイル設置部107、207の上面までの距離H1、H2が互いに異なる光学装置100と光学装置200c、200dとを隣接させている。光学装置100の可動部103の上面から駆動コイル設置部107の上面までの距離H1と、光学装置200c、200dの可動部203の上面から駆動コイル設置部207の上面までの距離H2とは、H2>H1の関係にある。従って、光学装置100の駆動コイル設置部107と、光学装置200c、200dの駆動コイル設置部207とは、同一平面上には存在していない。これによって、光学装置200c、200dの可動部203と駆動コイル設置部207との間の空間に、光学装置100の駆動コイル設置部107を延長させることができる。また、光学装置200c、200dの駆動コイル設置部207は、光学装置100の駆動コイル設置部107と下部基板11との間の空間に延長させることができる。そのため、図1、図2に示すように、可動部103、203の間に大きな間隔を設けなくても、可動部103、203よりも面積の大きい駆動コイル設置部107、207を配置することができる。大きな駆動コイルを利用しながら、小さなミラーを隙間なく並べることができる。   As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the optical devices 100 and 200c, 200d are different in the distances H1, H2 from the upper surfaces of the movable portions 103, 203 to the upper surfaces of the drive coil installation portions 107, 207, respectively. Are adjacent to each other. The distance H1 from the upper surface of the movable portion 103 of the optical device 100 to the upper surface of the drive coil installation portion 107 and the distance H2 from the upper surface of the movable portion 203 of the optical devices 200c and 200d to the upper surface of the drive coil installation portion 207 are H2. > H1 relationship. Therefore, the drive coil installation part 107 of the optical device 100 and the drive coil installation part 207 of the optical devices 200c and 200d do not exist on the same plane. Thereby, the drive coil installation part 107 of the optical device 100 can be extended in the space between the movable part 203 and the drive coil installation part 207 of the optical devices 200c and 200d. Further, the drive coil installation portion 207 of the optical devices 200 c and 200 d can be extended to a space between the drive coil installation portion 107 of the optical device 100 and the lower substrate 11. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the drive coil installation portions 107 and 207 having a larger area than the movable portions 103 and 203 can be arranged without providing a large gap between the movable portions 103 and 203. it can. Small mirrors can be arranged without gaps while using a large drive coil.

図1、図2に示すように、可撓梁104、204、204の長手方向と垂直な方向(X方向)に伸びる磁界B中で駆動コイル121、221、221に電流を流すことによって、光学装置100、200c、200dの可動部103、203、203を揺動させることができる。磁界を発生させる手段としては、上記において説明したように永久磁石を用いて常に磁界を発生させるようにしてもよい。あるいは電磁石を用いて必要に応じて磁界を発生させるようにしてもよい。また、ミラーアレイ10を構成するそれぞれの光学装置に対して磁界発生装置を設置してもよい。この場合、光学装置内に磁石を組み込んでもよい。あるいは1対の磁石の間に光学装置を配置してもよい。あるいはミラーアレイ10を構成する複数個の光学装置に共通する磁界を発生させる1つの磁界発生手段を複数個の光学装置によって共用してもよい。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, by passing a current through the drive coils 121, 221, and 221 in a magnetic field B extending in a direction (X direction) perpendicular to the longitudinal direction of the flexible beams 104, 204, 204, the optical The movable parts 103, 203, 203 of the devices 100, 200c, 200d can be swung. As a means for generating a magnetic field, as described above, a permanent magnet may be used to always generate a magnetic field. Or you may make it generate a magnetic field as needed using an electromagnet. In addition, a magnetic field generator may be installed for each optical device constituting the mirror array 10. In this case, a magnet may be incorporated in the optical device. Or you may arrange | position an optical apparatus between a pair of magnets. Alternatively, one magnetic field generating means for generating a magnetic field common to a plurality of optical devices constituting the mirror array 10 may be shared by the plurality of optical devices.

次に、駆動コイルを配線する面の面積を大きくした場合に、駆動トルクがどのように変化するかについて説明する。図5は長さが2L、幅がWの面の外周に沿って駆動コイルを1周だけ配線する場合を示している。図6は長さがL、幅がWの面の外周に沿って駆動コイルを配線する場合を示している。図5と図6に示すように、駆動コイルを配線する面の長さ方向の中央部の上方に、可動部の揺動軸が位置している。図5は、本実施例の駆動コイル設置部107に駆動コイルを1周だけ配線する場合を模式的に表しており、図6は、本実施例の可動部103に駆動コイルを1周だけ配線する場合を模式的に表している。   Next, how the drive torque changes when the area of the surface where the drive coil is wired is increased will be described. FIG. 5 shows a case where the drive coil is wired only once along the outer periphery of the surface having a length of 2 L and a width of W. FIG. 6 shows a case where the drive coil is wired along the outer periphery of the surface having the length L and the width W. As shown in FIGS. 5 and 6, the swing shaft of the movable portion is located above the center portion in the length direction of the surface on which the drive coil is wired. FIG. 5 schematically shows a case where the drive coil is wired only once around the drive coil installation portion 107 of the present embodiment, and FIG. 6 shows a case where the drive coil is wired only once around the movable portion 103 of the present embodiment. The case where it does is represented typically.

同一材料、同一断面積の駆動コイルを図5と図6に示す面の外周に沿って配線すると、駆動コイルの配線長さは、配線する面の外周長さとほぼ同じとなる。駆動コイルの配線長さが、配線する面の外周長さに等しいと近似すると、駆動コイルの長さは、図5の場合には4L+2Wとなり、図6の場合には2L+2Wとなる。これに基づいて、図5に示す面に駆動コイルを設置した場合の駆動トルクTaと、図6に示す面に駆動コイルを設置した場合の駆動トルクTbとを比較する。   When drive coils of the same material and the same cross-sectional area are wired along the outer periphery of the surface shown in FIGS. 5 and 6, the drive coil has a wiring length substantially the same as the outer peripheral length of the surface to be wired. When the wiring length of the drive coil is approximated to be equal to the outer peripheral length of the surface to be wired, the length of the drive coil is 4L + 2W in the case of FIG. 5 and 2L + 2W in the case of FIG. Based on this, the drive torque Ta when the drive coil is installed on the surface shown in FIG. 5 is compared with the drive torque Tb when the drive coil is installed on the surface shown in FIG.

図5の場合の駆動トルクTと、図6の場合の駆動トルクTはそれぞれ下式によって表すことができる。ここで、Iは図5に示す駆動コイルに流れる電流であり、Iは図6に示す駆動コイルに流れる電流である。尚、駆動トルクTは、可動部と駆動コイル設置部との距離には依存しない。 A drive torque T a in the case of FIG. 5, the driving torque T b in the case of Figure 6 can be respectively represented by the following formula. Here, Ia is a current flowing through the drive coil shown in FIG. 5, and Ib is a current flowing through the drive coil shown in FIG. The drive torque T does not depend on the distance between the movable part and the drive coil installation part.

Figure 2010181586
Figure 2010181586

駆動コイルの比抵抗をρ、配線長さをl、電流が流れる方向に垂直な断面積をsとすると、駆動コイルの抵抗Rは、R=ρ(l/s)によって求めることができる。従って、図5に示す駆動コイルの駆動電圧をV、図6に示す駆動コイルの駆動電圧をVとすると、オームの法則より、駆動電圧V、Vは、下式のように表すことができる。 If the specific resistance of the drive coil is ρ, the wiring length is l, and the cross-sectional area perpendicular to the direction of current flow is s, the resistance R of the drive coil can be obtained by R = ρ (l / s). Therefore, when the drive voltage of the drive coil shown in FIG. 5 is V a and the drive voltage of the drive coil shown in FIG. 6 is V b , the drive voltages V a and V b are expressed by the following formulas according to Ohm's law. be able to.

Figure 2010181586
Figure 2010181586

式(3)(4)から電流I、Iを求め、式(1)(2)に用いると、駆動電圧をV=V=Vとしたときに得られる駆動トルクT、Tは、それぞれ下記の式(5)(6)のとおりとなり、トルク比T/Tは式(7)によって求めることができる。 When the currents I a and I b are obtained from the equations (3) and (4) and used in the equations (1) and (2), the drive torques T a and T obtained when the drive voltage is V a = V b = V Each b is as shown in the following equations (5) and (6), and the torque ratio T b / T a can be obtained by the equation (7).

Figure 2010181586
Figure 2010181586

式(7)に示すように、駆動コイルを配線する面の1辺の長さを可動部のそれの2倍にすることで、駆動トルクを大きくすることができる。例えば、上記の式(7)において、L=Wとすれば、T/T=4/3となり、同じ駆動電圧を与えた場合に、駆動トルクを30%以上大きくすることができる。さらに、同じ駆動電圧を与えた場合(V=V=V)に、図5に示す駆動コイルでの発熱量であるWと、図6に示す駆動コイルでの発熱量であるWを求めると、下式のようになる。 As shown in Expression (7), the drive torque can be increased by making the length of one side of the surface where the drive coil is wired twice that of the movable portion. For example, in the above formula (7), if L = W, T a / T b = 4/3, and the driving torque can be increased by 30% or more when the same driving voltage is applied. Further, when the same drive voltage is applied (V a = V b = V), W a which is the heat generation amount in the drive coil shown in FIG. 5 and W b which is the heat generation amount in the drive coil shown in FIG. Is obtained as follows.

Figure 2010181586
Figure 2010181586

式(10)に示すように、駆動コイルを配線する面の1辺の長さを可動部のそれの2倍にすることで、発熱量を小さくすることができる。例えば、上記の式(10)において、L=Wとすれば、発熱量比はW/W=2/3となり、同じ駆動電圧を与えた場合に、発熱量を30%以上小さくすることができる。 As shown in Expression (10), the amount of heat generated can be reduced by making the length of one side of the surface where the drive coil is wired twice that of the movable portion. For example, in the above formula (10), if L = W, the heat generation amount ratio is W a / W b = 2/3, and when the same drive voltage is applied, the heat generation amount is reduced by 30% or more. Can do.

上記のとおり、本実施例の光学装置によれば、駆動コイル設置部が可動部と別に設置されているため、駆動コイルの最外周配線長を可動部の外周より大きくすることができる。これによって、可動部を揺動させるトルクを大きくするとともに、駆動コイルの発熱量を小さくすることができる。   As described above, according to the optical device of the present embodiment, since the drive coil installation part is installed separately from the movable part, the outermost peripheral wiring length of the drive coil can be made larger than the outer periphery of the movable part. As a result, the torque for swinging the movable part can be increased and the amount of heat generated by the drive coil can be reduced.

本実施例では、駆動コイルの最外周配線長が可動部よりも大きい光学装置の複数個を集積化し、ミラーアレイとして用いている。本実施例のミラーアレイでは、ミラーの上面と駆動コイル設置部の上面との距離が互いに異なる光学装置を隣接させており、隣接する駆動コイル設置部が同一平面上に位置していない。これによって、可動部よりも面積の大きい駆動コイルを用いても隣接する可動部同士を近接して配置することができる。基板の単位面積あたりのミラーの面積(開口率)が小さくなり過ぎることがない。本実施例に係るミラーアレイを用いて、例えば、プロジェクタを構成すると、画素数を大きくすることと、消費電力を低減することと、ある程度の明るさを確保することを同時に実現することができる。   In this embodiment, a plurality of optical devices having the outermost wiring length of the drive coil larger than that of the movable part are integrated and used as a mirror array. In the mirror array of this embodiment, optical devices having different distances between the upper surface of the mirror and the upper surface of the drive coil installation portion are adjacent to each other, and the adjacent drive coil installation portions are not located on the same plane. Thereby, even if a drive coil having a larger area than the movable part is used, adjacent movable parts can be arranged close to each other. The mirror area (aperture ratio) per unit area of the substrate does not become too small. For example, when a projector is configured using the mirror array according to this embodiment, it is possible to simultaneously increase the number of pixels, reduce power consumption, and ensure a certain level of brightness.

次に、ミラーアレイ10の製造方法について、図7〜図20を用いて説明する。なお、ミラーアレイ10のその他の構成については、従来用いられている一般的なMEMS技術を用いた光学装置の製造方法を適用することができる。   Next, a method for manufacturing the mirror array 10 will be described with reference to FIGS. In addition, about the other structure of the mirror array 10, the manufacturing method of the optical apparatus using the general MEMS technique used conventionally can be applied.

まず、材料基板301として、例えば単結晶シリコンから成る基板を準備する。次に、熱酸化等を行い、材料基板301の表面に酸化膜から成る絶縁層302を形成する。次に絶縁層302の表面に、例えば多結晶シリコンを用いて第1犠牲層303を形成し、さらに熱酸化を行い、第1犠牲層303の表面に絶縁層304を形成する。これによって、図7に示す積層体を得ることができる。   First, as the material substrate 301, for example, a substrate made of single crystal silicon is prepared. Next, thermal oxidation or the like is performed to form an insulating layer 302 made of an oxide film on the surface of the material substrate 301. Next, a first sacrificial layer 303 is formed on the surface of the insulating layer 302 using, for example, polycrystalline silicon, and further thermal oxidation is performed to form an insulating layer 304 on the surface of the first sacrificial layer 303. Thereby, the laminated body shown in FIG. 7 can be obtained.

次に、絶縁層304の表面に多結晶シリコン層305を形成した後、フォトエッチング(フォトリソグラフィーからエッチングまでの一連の処理を意味する)を行い、多結晶シリコン層305をパターニングする。多結晶シリコン層305は、光学装置200c、200dの駆動コイル設置部207、207の形状および大きさに応じてパターニングされる。次に、熱酸化等によって、多結晶シリコン層305の表面に絶縁層306を形成する。次に、Pt、Cu、Au等の金属を材料として第1金属層307を形成する。さらに、フォトエッチングにより、第1金属層307を駆動コイル221、221の形状および大きさにパターニングする。これによって、図8に示す積層体を得ることができる。   Next, after the polycrystalline silicon layer 305 is formed on the surface of the insulating layer 304, photoetching (which means a series of processes from photolithography to etching) is performed to pattern the polycrystalline silicon layer 305. The polycrystalline silicon layer 305 is patterned according to the shape and size of the drive coil installation portions 207 and 207 of the optical devices 200c and 200d. Next, an insulating layer 306 is formed on the surface of the polycrystalline silicon layer 305 by thermal oxidation or the like. Next, the first metal layer 307 is formed using a metal such as Pt, Cu, or Au. Further, the first metal layer 307 is patterned into the shape and size of the drive coils 221 and 221 by photoetching. Thereby, the laminated body shown in FIG. 8 can be obtained.

次に、絶縁層304、306に対してフォトエッチングを行い、図9に示すように、第1犠牲層303を一部露出させる。絶縁層304、306は、多結晶シリコン層305の周囲を残して除去され、絶縁層304、306によって囲まれた多結晶シリコン層305が、光学装置200c、200dの駆動コイル設置部207、207となる。図9の状態の積層体の表面に、さらに、多結晶シリコンによって第2犠牲層309を形成し、さらに、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等によって第2犠牲層309の表面を平坦化する。その後、熱酸化等を行い、第2犠牲層309の表面に、酸化膜から成る絶縁層310を形成する。これによって、図10に示す積層体を得ることができる。   Next, photo-etching is performed on the insulating layers 304 and 306 to partially expose the first sacrificial layer 303 as shown in FIG. The insulating layers 304 and 306 are removed leaving the periphery of the polycrystalline silicon layer 305, and the polycrystalline silicon layer 305 surrounded by the insulating layers 304 and 306 is connected to the drive coil installation portions 207 and 207 of the optical devices 200c and 200d. Become. A second sacrificial layer 309 is further formed of polycrystalline silicon on the surface of the stacked body in the state of FIG. 9, and the surface of the second sacrificial layer 309 is planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like. Thereafter, thermal oxidation or the like is performed to form an insulating layer 310 made of an oxide film on the surface of the second sacrificial layer 309. Thereby, the laminated body shown in FIG. 10 can be obtained.

次に、絶縁層310の表面に多結晶シリコン層311を形成し、フォトエッチングを行い、多結晶シリコン層311をパターニングする。多結晶シリコン層311は、光学装置100の駆動コイル設置部107の形状および大きさに応じてパターニングされる。次に、熱酸化等によって、多結晶シリコン層311の表面に絶縁層312を形成する。さらに、Pt、Cu、Au等の金属を材料として第2金属層313を形成し、フォトエッチングにより、第2金属層313を駆動コイル121の形状および大きさにパターニングする。これによって、図11に示す積層体を得ることができる。   Next, a polycrystalline silicon layer 311 is formed on the surface of the insulating layer 310, photoetching is performed, and the polycrystalline silicon layer 311 is patterned. The polycrystalline silicon layer 311 is patterned according to the shape and size of the drive coil installation portion 107 of the optical device 100. Next, an insulating layer 312 is formed on the surface of the polycrystalline silicon layer 311 by thermal oxidation or the like. Further, the second metal layer 313 is formed using a metal such as Pt, Cu, Au, etc., and the second metal layer 313 is patterned into the shape and size of the drive coil 121 by photoetching. Thereby, the laminated body shown in FIG. 11 can be obtained.

次に、絶縁層310、312に対してフォトエッチングを行い、図12に示すように、第2犠牲層309を一部露出させる。絶縁層310、312は、多結晶シリコン層311の周囲を残して除去され、絶縁層310、312によって囲まれた多結晶シリコン層311が、光学装置100の駆動コイル設置部107となる。図12の状態の積層体の表面に、さらに、多結晶シリコンによって第3犠牲層314を形成し、さらに、CMP(Chemical Mechanical Polishing)等によって第3犠牲層314の表面を平坦化する。これによって、図13に示す積層体を得ることができる。   Next, photoetching is performed on the insulating layers 310 and 312 to partially expose the second sacrificial layer 309 as shown in FIG. The insulating layers 310 and 312 are removed leaving the periphery of the polycrystalline silicon layer 311, and the polycrystalline silicon layer 311 surrounded by the insulating layers 310 and 312 serves as the drive coil installation portion 107 of the optical device 100. A third sacrificial layer 314 is further formed of polycrystalline silicon on the surface of the stacked body in the state of FIG. 12, and the surface of the third sacrificial layer 314 is planarized by CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like. Thereby, the laminated body shown in FIG. 13 can be obtained.

次に、第2犠牲層309、第3犠牲層314に対してフォトエッチングを行い、光学装置100の接続部108、光学装置200c、200dの接続部208、208となる部分を取り除く。さらに、熱酸化等によって第2犠牲層309、第3犠牲層314の表面に絶縁層315を形成する。これによって、図14に示す積層体を得ることができる。図14に示すように、絶縁層306、312の一部と、その上面に設置された第1金属層307および第2金属層313の一部が露出した状態となる。   Next, photoetching is performed on the second sacrificial layer 309 and the third sacrificial layer 314 to remove portions that become the connection portions 108 of the optical device 100 and the connection portions 208 and 208 of the optical devices 200c and 200d. Further, an insulating layer 315 is formed on the surfaces of the second sacrificial layer 309 and the third sacrificial layer 314 by thermal oxidation or the like. Thereby, the laminated body shown in FIG. 14 can be obtained. As shown in FIG. 14, a part of the insulating layers 306 and 312 and a part of the first metal layer 307 and the second metal layer 313 provided on the upper surface thereof are exposed.

図14の状態の積層体の表面に、多結晶シリコン層316を形成し、多結晶シリコン層316をCMPによって平坦化する。この工程において、第3犠牲層314の表面に形成された絶縁層315もCMPによって除去される。さらに、熱酸化等によって、積層体の表面に絶縁層317を形成する。これによって、図15に示す積層体を得ることができる。図15に示すように、接続部108、208、208となる部分の側面に形成された絶縁層315は残存している。   A polycrystalline silicon layer 316 is formed on the surface of the stacked body in the state shown in FIG. 14, and the polycrystalline silicon layer 316 is planarized by CMP. In this step, the insulating layer 315 formed on the surface of the third sacrificial layer 314 is also removed by CMP. Further, an insulating layer 317 is formed on the surface of the stacked body by thermal oxidation or the like. Thereby, the laminated body shown in FIG. 15 can be obtained. As shown in FIG. 15, the insulating layer 315 formed on the side surfaces of the portions that become the connection portions 108, 208, and 208 remains.

次に、接続部108、208、208となる部分の一部に、配線124a、124b、224a、224b、224a、224bとなる部分を形成する。フォトエッチングによって多結晶シリコン層316、絶縁層317の一部を取り除き、第1金属層307、第2金属層313まで到達する孔部を形成する。孔部は、配線124a、124b、224a、224b、224a、224bを形成する部分に設置されている。さらに、形成した孔部にPt、Cu、Au等の金属によって第3金属層318を形成する。これによって、図16に示す積層体を得ることができる。   Next, portions to be the wirings 124a, 124b, 224a, 224b, 224a, and 224b are formed in part of the portions to be the connection portions 108, 208, and 208. A part of the polycrystalline silicon layer 316 and the insulating layer 317 is removed by photoetching, and a hole reaching the first metal layer 307 and the second metal layer 313 is formed. The holes are provided in portions where the wirings 124a, 124b, 224a, 224b, 224a, 224b are formed. Further, a third metal layer 318 is formed from a metal such as Pt, Cu, or Au in the formed hole. Thereby, the laminated body shown in FIG. 16 can be obtained.

図16に示す積層体の表面に、多結晶シリコン層319を形成し、さらに、フォトエッチングを行い、多結晶シリコン層319をパターニングする。多結晶シリコン層319は、光学装置100、200c、200dの可動部103、203、203の形状および大きさに応じてパターニングされる。その後、熱酸化等によって、積層体の表面を絶縁層320によって被覆すると、図17に示す積層体を得ることができる。   A polycrystalline silicon layer 319 is formed on the surface of the stacked body shown in FIG. 16, and further, photoetching is performed to pattern the polycrystalline silicon layer 319. The polycrystalline silicon layer 319 is patterned according to the shape and size of the movable parts 103, 203, 203 of the optical devices 100, 200c, 200d. Thereafter, when the surface of the laminate is covered with the insulating layer 320 by thermal oxidation or the like, the laminate shown in FIG. 17 can be obtained.

次に、絶縁層317、320に対してフォトエッチングを行い、図18に示すように、第3犠牲層314を一部露出させる。絶縁層317、320によって囲まれた多結晶シリコン層319が、光学装置100、200c、200dの可動部103、203、203の一部となる。さらに、図18に示すように、絶縁層317、320、および多結晶シリコン層319に孔部を設置し、第3金属層318を積層体の上面側に露出させる。次に、図18に示す積層体の表面にAl、Au等の金属によって第4金属層321を形成する。第4金属層321に対してフォトエッチングを行い、ミラー105、205、205および入出力端子123a、123b、223a、223b、223a、223b、および配線122a、122b、222a、222b、222a、222bの形状および大きさに応じて第4金属層321をパターニングする。これによって、図19に示す状態の積層体を得ることができる。図19の状態の積層体に対して、XeFガスによる気相等方性エッチング等を行い、第1犠牲層303、第2犠牲層309、第3犠牲層314を除去する。これによって、図20に示すように、ミラーアレイ10を製造することができる。 Next, photoetching is performed on the insulating layers 317 and 320 to partially expose the third sacrificial layer 314 as shown in FIG. The polycrystalline silicon layer 319 surrounded by the insulating layers 317 and 320 becomes a part of the movable parts 103, 203, and 203 of the optical devices 100, 200c, and 200d. Further, as shown in FIG. 18, holes are provided in the insulating layers 317 and 320 and the polycrystalline silicon layer 319, and the third metal layer 318 is exposed on the upper surface side of the stacked body. Next, a fourth metal layer 321 is formed on the surface of the laminate shown in FIG. 18 with a metal such as Al or Au. Photoetching is performed on the fourth metal layer 321, and the shapes of the mirrors 105, 205, 205, the input / output terminals 123a, 123b, 223a, 223b, 223a, 223b, and the wirings 122a, 122b, 222a, 222b, 222a, 222b are formed. The fourth metal layer 321 is patterned according to the size. Thereby, the laminated body in the state shown in FIG. 19 can be obtained. The first sacrificial layer 303, the second sacrificial layer 309, and the third sacrificial layer 314 are removed by performing vapor phase isotropic etching with XeF 2 gas on the stacked body in the state of FIG. Thereby, as shown in FIG. 20, the mirror array 10 can be manufactured.

上記の製造方法によれば、一般的なMEMS製造技術を応用して本実施例に係るミラーアレイ10を製造することができる。従来の製造工程を大幅に変更する必要がないため、製造工程での手間やコスト、時間を大幅に増大させることなく、ミラーアレイ10を製造することが可能である。   According to said manufacturing method, the mirror array 10 which concerns on a present Example can be manufactured by applying a general MEMS manufacturing technique. Since it is not necessary to significantly change the conventional manufacturing process, it is possible to manufacture the mirror array 10 without greatly increasing the labor, cost, and time in the manufacturing process.

図21は、本実施例に係る光学装置400の平面図であり、図22は、図21のXXII−XXII線断面図である。図21および図22に示すように、光学装置400は、下部基板41、1対の上部基板402、402、可動部403、可動部403を揺動可能に支持する梁432を備えている。梁432は、1対の上部基板402、402の上端からX方向に伸びる1対の第1可撓梁404、404と、1対の第1可撓梁404、404によって支持されている枠状の支持梁431と、枠状の支持梁431から支持梁431の内側にY方向に伸びる1対の第2可撓梁434、434とを備えている。1対の第2可撓梁434、434によって可動部403が支持されている。梁432はジンバル状であり、可動部403は下部基板41に対して、X軸周りに揺動することもできれば(第1可撓梁404が捩れる)、Y軸周りに揺動することもできる(第2可撓梁434が捩れる)。   21 is a plan view of the optical device 400 according to the present embodiment, and FIG. 22 is a cross-sectional view taken along line XXII-XXII in FIG. As shown in FIGS. 21 and 22, the optical device 400 includes a lower substrate 41, a pair of upper substrates 402 and 402, a movable portion 403, and a beam 432 that supports the movable portion 403 so as to be swingable. The beam 432 has a frame shape supported by the pair of first flexible beams 404 and 404 extending in the X direction from the upper ends of the pair of upper substrates 402 and 402 and the pair of first flexible beams 404 and 404. And a pair of second flexible beams 434 and 434 extending from the frame-shaped support beam 431 to the inside of the support beam 431 in the Y direction. The movable portion 403 is supported by the pair of second flexible beams 434 and 434. The beam 432 has a gimbal shape, and the movable portion 403 can swing around the X axis with respect to the lower substrate 41 (the first flexible beam 404 is twisted), or can swing around the Y axis. Yes (second flexible beam 434 twists).

可動部403の上面にはミラー405が形成されている。可動部403の下面側には、駆動コイル設置部407が設置されており、可動部403の下面と駆動コイル設置部407の上面とは剛性の接続部408によって接続されている。   A mirror 405 is formed on the upper surface of the movable portion 403. A drive coil installation unit 407 is installed on the lower surface side of the movable unit 403, and the lower surface of the movable unit 403 and the upper surface of the drive coil installation unit 407 are connected by a rigid connection unit 408.

図23は、駆動コイル設置部407の平面図である。図21〜図23に示すように、駆動コイル設置部407の上面には駆動コイル421が設置されている。上部基板402、402の上面には、駆動コイル421の入出力端子423a、423bが設置されており配線422a、422bによって、それぞれ接続部408を貫通する配線424a、424bに接続している。配線424aの下端は駆動コイル421aの一方の端部421aに導通しており、配線424bの下端は駆動コイル421bの一方の端部421bに導通している。駆動コイル421は、駆動コイル設置部407の外周に沿って2周巻かれている。実施例1と同様に、入出力端子423a、423bの間に駆動信号生成器(図示しない)を接続し、例えば、電圧信号を出力することによって、駆動コイル421に電流を流すことができる。図21等に示すように、可動部403の外周は1辺がL1の正方形の外周にほぼ等しく、駆動コイル設置部407の外周は1辺がL2の正方形の外周にほぼ等しい。図22から明らかに、駆動コイル421の最外周配線長は可動部403の外形形状の外周の長さよりも大きい。   FIG. 23 is a plan view of the drive coil installation portion 407. As shown in FIGS. 21 to 23, the drive coil 421 is installed on the upper surface of the drive coil installation unit 407. Input / output terminals 423a and 423b of the drive coil 421 are installed on the upper surfaces of the upper substrates 402 and 402, and are connected to the wirings 424a and 424b penetrating the connection portion 408 by the wirings 422a and 422b, respectively. The lower end of the wiring 424a is electrically connected to one end 421a of the driving coil 421a, and the lower end of the wiring 424b is electrically connected to one end 421b of the driving coil 421b. The drive coil 421 is wound twice along the outer periphery of the drive coil installation portion 407. As in the first embodiment, a drive signal generator (not shown) is connected between the input / output terminals 423a and 423b, and a current can be passed through the drive coil 421 by outputting a voltage signal, for example. As shown in FIG. 21 and the like, the outer periphery of the movable portion 403 is substantially equal to the outer periphery of the square with one side L1, and the outer periphery of the drive coil installation portion 407 is substantially equal to the outer periphery of the square with one side L2. As apparent from FIG. 22, the outermost peripheral wiring length of the drive coil 421 is larger than the outer peripheral length of the outer shape of the movable portion 403.

本実施例では、駆動コイル421に図23において矢印Iで示す方向の電流を流し、駆動コイル421の周囲に矢印B1で示す方向の磁界を作ると、駆動コイル421に矢印Fで示すローレンツ力が作用し、可動部403を1対の第2可撓梁434、434を揺動軸として揺動させることができる。また、駆動コイル421の周囲に矢印B2で示す方向の磁界を作ると、駆動コイル421に矢印Fとして示すローレンツ力が作用し、可動部403を1対の第1可撓梁404、404を揺動軸として揺動させることができる。駆動コイル421に電流を流し、磁界B1、B2の強さと向きを制御することによって、第2可撓梁434、434を揺動軸とした場合の可動部403の駆動トルクT、第1可撓梁404、404を揺動軸とした場合の可動部403の駆動トルクTを制御することができる。尚、本実施例においては、磁界を発生させる手段として、電磁石等の磁界の強さと向きを制御可能な手段を用いることが好ましい。 In this embodiment, in FIG. 23 to the drive coil 421 flows in the direction of current indicated by the arrow I, when making a magnetic field in the direction indicated by the arrow B1 around the drive coil 421, the Lorentz force shown by the arrow F 1 in the driving coil 421 As a result, the movable portion 403 can be swung around the pair of second flexible beams 434 and 434 as swing axes. Further, when making the magnetic field in the direction indicated by the arrow B2 around the drive coil 421, the Lorentz force shown in the drive coil 421 as an arrow F 2 acts, the first flexible beam 404, 404 of the movable portion 403 a pair It can be swung as a swing shaft. By applying a current to the drive coil 421 and controlling the strength and direction of the magnetic fields B1 and B2, the drive torque T 2 of the movable part 403 when the second flexible beams 434 and 434 are used as the swing shafts, the first possible it is possible to control the drive torque T 1 of the movable portion 403 in the case where the Shiwahari 404, 404 and the pivot shaft. In this embodiment, it is preferable to use means capable of controlling the strength and direction of the magnetic field, such as an electromagnet, as means for generating the magnetic field.

なお、実施例1と同様に、駆動コイル設置部407と接続部408と可動部403の全体の剛性が高くて一体となって揺動するため、駆動コイル設置部407にローレンツ力が作用すると、可動部403と駆動コイル設置部407とが一体となって揺動する。接続部408は、駆動コイル設置部407にローレンツ力が作用した時に撓まない程度の剛性を備えている。   As in the first embodiment, since the entire rigidity of the drive coil installation part 407, the connection part 408, and the movable part 403 is high and swings integrally, when the Lorentz force acts on the drive coil installation part 407, The movable part 403 and the drive coil installation part 407 swing together. The connecting portion 408 has such a rigidity that it does not bend when Lorentz force acts on the drive coil installation portion 407.

本実施例の梁432は、X方向に伸びている第1可撓梁404、404と、Y方向に伸びている第2可撓梁434、434とを備えており、可動部403が互いに直交する2方向の揺動軸の周りに独立に揺動できる。この種の2軸揺動型の光学装置においても、駆動コイル設置部407と可動部403とを別に設置することによって、駆動コイル421の外周を可動部403の外周より大きくすることができる。駆動コイル421の外周を大きくすることができるため、可動部403を揺動させる駆動トルクを大きくすることができる。また、駆動コイル421における発熱量を小さくすることも可能である。   The beam 432 according to the present embodiment includes first flexible beams 404 and 404 extending in the X direction and second flexible beams 434 and 434 extending in the Y direction, and the movable portion 403 is orthogonal to each other. It can swing independently about the swing shaft in two directions. Also in this type of biaxial oscillating optical device, the outer periphery of the drive coil 421 can be made larger than the outer periphery of the movable portion 403 by separately installing the drive coil installing portion 407 and the movable portion 403. Since the outer periphery of the drive coil 421 can be increased, the drive torque for swinging the movable portion 403 can be increased. In addition, the amount of heat generated in the drive coil 421 can be reduced.

また本実施例によれば、直交する2方向の揺動軸の周りに揺動する光学装置において、X軸周りに揺動させる場合にも、Y軸周りに揺動させる場合にも、同一の駆動コイルに電流を流す。磁界の強さを制御することで、X軸周りに揺動させたりY軸周りに揺動させたりできる。X方向に伸びる磁界B1の強さと、Y方向に伸びる磁界B2の強さを同一とすれば、駆動コイルに流す電流の大きさを変えないでも、X軸周りの駆動トルクの大きさとY軸周りの駆動トルクの大きさとを同等にすることができる。   Further, according to the present embodiment, in the optical device that swings around the two orthogonal swing axes, the same is true whether it swings around the X axis or the Y axis. Current is passed through the drive coil. By controlling the strength of the magnetic field, it can be swung around the X axis or swung around the Y axis. If the strength of the magnetic field B1 extending in the X direction is the same as the strength of the magnetic field B2 extending in the Y direction, the magnitude of the driving torque around the X axis and the Y axis around without changing the magnitude of the current flowing through the driving coil. The magnitude of the drive torque can be made equal.

なお本実施例では、同一の駆動コイルに同一の電流を流し、磁界の強さと向きを制御することによって可動部の駆動トルクの方向と強さを制御する。これに代えて、磁界の大きさを一定とし、磁界の向きのみを変えて揺動方向を変えることもできる。この場合、X方向の磁界が作用する状態で駆動コイルに通電する電流量と、Y方向の磁界が作用する状態で駆動コイルに通電する電流量を変えることで、X軸周りのトルクとY軸周りのトルクを変えることができる。あるいは、駆動コイル設置部に2系列の駆動コイルを配線してもよい。可動部をX軸の周りの揺動させるための第1駆動コイルと、Y軸の周りの揺動させるための第2駆動コイルとがそれぞれ別に設けられていてもよい。このようにすれば、第1駆動コイルと第2駆動コイルの電流の向きや大きさを制御することによっても、可動部の駆動トルクを制御することが可能である。   In this embodiment, the same current is supplied to the same drive coil, and the direction and strength of the drive torque of the movable part are controlled by controlling the strength and direction of the magnetic field. Alternatively, the swinging direction can be changed by changing the direction of the magnetic field while keeping the magnitude of the magnetic field constant. In this case, the torque around the X-axis and the Y-axis can be changed by changing the amount of current applied to the drive coil in the state where the magnetic field in the X direction is applied and the amount of current supplied to the drive coil in the state where the magnetic field in the Y direction is applied. The surrounding torque can be changed. Alternatively, two series of drive coils may be wired in the drive coil installation part. A first drive coil for swinging the movable part around the X axis and a second drive coil for swinging around the Y axis may be provided separately. If it does in this way, it is possible to control the drive torque of a movable part also by controlling the direction and magnitude | size of the electric current of a 1st drive coil and a 2nd drive coil.

また、上記に説明した実施例1および2では、ミラーが可動部の上面に直接的に設置されていたが、ミラーが設置されているミラー設置面と、梁によって揺動可能に支持されている可動部とが別に設置されていてもよい。例えば、図24〜図26に示すように、光学装置400の可動部403の上面に、可動部403と離反してミラー設置部435が設置され、可動部403とミラー設置部435が剛性のミラー接続部448によって固定されていてもよい。可動部403とミラー設置部435が剛性のミラー接続部448によって固定されており、可動部403と駆動コイル設置部407が剛性の接続部408によって固定されていれば、駆動コイル設置部407と可動部403とミラー設置部435は一体となって揺動する。図24〜図26に示すように、ミラー405の面積を可動部403の面積よりも大きくすることができ、開口率をさらに高くすることができる。   In the first and second embodiments described above, the mirror is directly installed on the upper surface of the movable portion, but is supported so as to be swingable by the mirror installation surface on which the mirror is installed and the beam. The movable part may be installed separately. For example, as illustrated in FIGS. 24 to 26, a mirror installation unit 435 is installed on the upper surface of the movable unit 403 of the optical device 400 so as to be separated from the movable unit 403, and the movable unit 403 and the mirror installation unit 435 are rigid mirrors. It may be fixed by the connecting portion 448. If the movable part 403 and the mirror installation part 435 are fixed by a rigid mirror connection part 448, and the movable part 403 and the drive coil installation part 407 are fixed by a rigid connection part 408, the drive coil installation part 407 is movable. The unit 403 and the mirror installation unit 435 swing together. As shown in FIGS. 24 to 26, the area of the mirror 405 can be made larger than the area of the movable part 403, and the aperture ratio can be further increased.

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of objects at the same time, and has technical usefulness by achieving one of the objects.

10 ミラーアレイ
11、41 下部基板
100、200c、200d、400 光学装置
102、202、402 上部基板
103、203、403 可動部
104、204 可撓梁
105、205、405 ミラー
107、207、407 駆動コイル設置部
108、208、408 接続部
121、221、421 駆動コイル
121a、121b、421a、421b 端部
123a、123b、223a、223b、423a、423b 入出力端子
124a、124b、224a、224b、424a、424b 配線
301 材料基板
302、304、306、310、312、315、317、320 絶縁層
303 第1犠牲層
305、311、316、319 多結晶シリコン層
306 絶縁層
307 第1金属層
309 第2犠牲層
313 第2金属層
314 第3犠牲層
318 第3金属層
321 第4金属層
404 第1可撓梁
431 支持梁
432 梁
434 第2可撓梁
435 ミラー設置部
448 ミラー接続部
10 Mirror array 11, 41 Lower substrate 100, 200c, 200d, 400 Optical device 102, 202, 402 Upper substrate 103, 203, 403 Movable portion 104, 204 Flexible beam 105, 205, 405 Mirror 107, 207, 407 Drive coil Installation portion 108, 208, 408 Connection portion 121, 221, 421 Driving coil 121a, 121b, 421a, 421b End portion 123a, 123b, 223a, 223b, 423a, 423b Input / output terminals 124a, 124b, 224a, 224b, 424a, 424b Wiring 301 Material substrate 302, 304, 306, 310, 312, 315, 317, 320 Insulating layer 303 First sacrificial layer 305, 311, 316, 319 Polycrystalline silicon layer 306 Insulating layer 307 First metal layer 309 Second sacrificial layer 313 Second Gold Layer 314 third sacrificial layer 318 a third metal layer 321 fourth metal layer 404 first flexible beam 431 supporting beam 432 beam 434 second flexible beams 435 mirror installation portion 448 mirror connection section

Claims (3)

基板と、
前記基板から伸びている梁と、
前記梁によって前記基板に対して揺動可能に支持されている可動部と、
前記可動部の上方に固定されているミラーと、
前記可動部の下方に固定されている接続部と、
前記接続部に固定されており、前記可動部の下方に位置している駆動コイル設置部と、
前記駆動コイル設置部の外周に沿って固定されている駆動コイルを備えており、
磁界中で前記駆動コイルに通電すると、前記の駆動コイル設置部と接続部と可動部とミラーが前記梁を変形させて前記基板に対して揺動することを特徴とする光学装置。
A substrate,
A beam extending from the substrate;
A movable part supported by the beam so as to be swingable with respect to the substrate;
A mirror fixed above the movable part;
A connecting portion fixed below the movable portion;
A drive coil installation section fixed to the connection section and positioned below the movable section;
Comprising a drive coil fixed along the outer periphery of the drive coil installation portion;
When the drive coil is energized in a magnetic field, the drive coil installation portion, the connection portion, the movable portion, and the mirror deform the beam and swing with respect to the substrate.
前記梁が、
前記基板から第1方向に伸びている第1可撓梁と、
前記第1可撓梁に連接している支持梁と、
前記支持梁から前記第1方向に直交する第2方向に伸びているとともに、前記可動部に連接している第2可撓梁を備えていることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
The beam is
A first flexible beam extending in a first direction from the substrate;
A support beam connected to the first flexible beam;
The optical apparatus according to claim 1, further comprising: a second flexible beam extending from the support beam in a second direction orthogonal to the first direction and connected to the movable portion. .
請求項1または2に記載の光学装置を複数集積したミラーアレイであって、
前記複数の光学装置が、前記ミラーの上面と前記駆動コイル設置部の上面との距離が異なる光学装置が互いに隣接するように設置されていることを特徴とするミラーアレイ。
A mirror array in which a plurality of the optical devices according to claim 1 or 2 are integrated,
The mirror array, wherein the plurality of optical devices are installed such that optical devices having different distances between the upper surface of the mirror and the upper surface of the drive coil installation portion are adjacent to each other.
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