JP2011128203A - Optical device - Google Patents

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JP2011128203A
JP2011128203A JP2009283884A JP2009283884A JP2011128203A JP 2011128203 A JP2011128203 A JP 2011128203A JP 2009283884 A JP2009283884 A JP 2009283884A JP 2009283884 A JP2009283884 A JP 2009283884A JP 2011128203 A JP2011128203 A JP 2011128203A
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Isao Aoyanagi
勲 青柳
Takashi Ozaki
貴志 尾崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To install a permanent magnet in a movable part to restrain the gravity center of the movable part from being deviated from the swing center of the movable part in an optical device which swings the movable part by a magnetic force which acts between an electromagnet and a magnet installed in the movable part. <P>SOLUTION: A magnet installed in a movable part comprises two members, that is, an upper magnet and a lower magnet. The upper magnet is installed on the upper surface of the movable part, and the lower magnet is installed on the lower surface of the movable part. Consequently, the gravity center of the movable part is restrained from being deviated from the swing center of the movable part. Furthermore, the first magnetic pole of the upper magnet faces, across the movable part, the second magnetic pole of the lower magnet, and the upper magnet and the lower magnet are fixed to the movable part by the magnetic force. Since the amount of an adhesive used for fixing the magnets to the movable part is decreased, the gravity center of the movable part is restrained from being deviated from the swing center of the movable part due to the weight of the adhesive. <P>COPYRIGHT: (C)2011,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(以下では「偏向させる」という)光学装置に関する。   The present invention relates to an optical device that changes the reflection direction of a light beam (hereinafter referred to as “deflect”) by swinging a mirror with electromagnetic force.

光ビームを偏向させる光学装置を、MEMS技術を利用して製造する技術が開発されている。この種の光学装置は、基板と可撓梁と可動部を備えており、可動部は可撓梁によって基板に対して揺動可能に支持されている。可動部の上面にミラーが設置されている。可動部を基板に対して揺動させることによって、ミラーを所定の角度に傾けることができる。   A technique for manufacturing an optical device that deflects a light beam by using MEMS technology has been developed. This type of optical device includes a substrate, a flexible beam, and a movable portion, and the movable portion is supported by the flexible beam so as to be swingable with respect to the substrate. A mirror is installed on the upper surface of the movable part. The mirror can be tilted at a predetermined angle by swinging the movable part with respect to the substrate.

電磁力を利用する光学装置では、磁石と電磁石のうちの一方を可動部に設置し、他方を基板上に設置する。非特許文献1には、可動部の下面に磁石を貼り付け、可動部の下方に位置する基板上に電磁石を設置する光学装置が開示されている。磁石のS極が可動部の下面に接着剤を用いて貼り付けられており、磁石のN極が電磁石に向けて延びている。   In an optical device using electromagnetic force, one of a magnet and an electromagnet is installed on a movable part, and the other is installed on a substrate. Non-Patent Document 1 discloses an optical device in which a magnet is attached to the lower surface of a movable part, and an electromagnet is installed on a substrate positioned below the movable part. The south pole of the magnet is attached to the lower surface of the movable part using an adhesive, and the north pole of the magnet extends toward the electromagnet.

電磁石に駆動電流を通電すると、磁石と電磁石の間に電磁力が作用する。通電方向を切り替えることによって、可動部の一部を基板に接近させる状態と、可動部の一部を基板から遠ざける状態を切り替えることができる。磁石と電磁石の間に作用する電磁力によって可動部を揺動させることができる。   When a drive current is passed through the electromagnet, an electromagnetic force acts between the magnet and the electromagnet. By switching the energization direction, it is possible to switch between a state in which a part of the movable part is brought closer to the substrate and a state in which a part of the movable part is moved away from the substrate. The movable part can be swung by the electromagnetic force acting between the magnet and the electromagnet.

Takayuki Iseki et al., OPTICAL REVIEW, Vol.13, No.4(2006), 189-194Takayuki Iseki et al., OPTICAL REVIEW, Vol.13, No.4 (2006), 189-194

磁石の比重は可動部の比重よりも大きい。例えば、磁石の一例であるネオジム磁石(NdFe14B)の比重は、可動部として用いられる材料の一例であるシリコンの比重の約3倍である。このため、磁石を可動部の片側(非特許文献1の場合には可動部の下側)に貼り付けると、磁石を含む可動部全体の重心が磁石側にずれ、可動部の重心が可動部の揺動中心から離れる。可動部の重心が揺動中心から離れると、可動部の揺動特性が変化し、場合によっては可動部を傾けた時に可動部が振動する。 The specific gravity of the magnet is greater than the specific gravity of the movable part. For example, the specific gravity of a neodymium magnet (Nd 2 Fe 14 B), which is an example of a magnet, is about three times the specific gravity of silicon, which is an example of a material used as a movable part. For this reason, when the magnet is attached to one side of the movable part (in the case of Non-Patent Document 1, the lower side of the movable part), the center of gravity of the entire movable part including the magnet is shifted to the magnet side, and the center of gravity of the movable part is moved to the movable part. Move away from the center of oscillation. When the center of gravity of the movable part moves away from the swing center, the swing characteristic of the movable part changes, and in some cases, the movable part vibrates when the movable part is tilted.

本願は、可動部に磁石を設置したときに、可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることを抑制できる技術を提供することを目的とする。   An object of this application is to provide the technique which can suppress that the gravity center of a movable part shift | deviates from the rocking | fluctuation center of a movable part, when a magnet is installed in a movable part.

本願に係る光学装置は、基板と、可撓梁と、可撓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、可動部の上面に固定されているミラーと、可動部の上面に設置されている上部磁石と、可動部の下面に設置されている下部磁石と、上部磁石および下部磁石に可動部を可撓梁の周りに回転させるトルクを発生させる磁束を発生する電磁石とを備えている。上部磁石は、第1磁極(N極又はS極の一方)が可動部を向く姿勢で設置されており、下部磁石は、第2磁極(第1磁極と反対の磁極)が可動部を向く姿勢で設置されている。下部磁石は、可動部を介して上部磁石と対向する位置に設置されている。   An optical device according to the present application includes a substrate, a flexible beam, a movable part supported by the flexible beam so as to be swingable with respect to the substrate, a mirror fixed to the upper surface of the movable part, An upper magnet installed on the upper surface, a lower magnet installed on the lower surface of the movable part, an electromagnet that generates magnetic flux that generates torque that causes the upper magnet and the lower magnet to rotate the movable part around the flexible beam, It has. The upper magnet is installed such that the first magnetic pole (one of the N or S poles) faces the movable part, and the lower magnet has the second magnetic pole (the magnetic pole opposite to the first magnetic pole) faces the movable part. It is installed at. The lower magnet is installed at a position facing the upper magnet through the movable part.

上記の光学装置では、磁石が上部磁石と下部磁石との2つの部材に分かれている。上部磁石は可動部の上面に設置され、下部磁石は可動部の下面に設置されるため、可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることが抑制される。また、上部磁石の第1磁極と下部磁石の第2磁極が可動部を介して対向している。このため、上部磁石の第1磁極と下部磁石の第2磁極との間に作用する磁力によって可動部が挟み込まれ、上部磁石および下部磁石が可動部に固定される。   In the above optical device, the magnet is divided into two members, an upper magnet and a lower magnet. Since the upper magnet is installed on the upper surface of the movable part and the lower magnet is installed on the lower surface of the movable part, the center of gravity of the movable part is suppressed from being shifted from the swing center of the movable part. Further, the first magnetic pole of the upper magnet and the second magnetic pole of the lower magnet are opposed to each other through the movable part. For this reason, a movable part is inserted | pinched by the magnetic force which acts between the 1st magnetic pole of an upper magnet, and the 2nd magnetic pole of a lower magnet, and an upper magnet and a lower magnet are fixed to a movable part.

上記の光学装置では、上部磁石と下部磁石が同一の部材であることが好ましい。同一部材が可動部の上下面にそれぞれ設置されるため、可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることがなくなる。   In the above optical device, the upper magnet and the lower magnet are preferably the same member. Since the same member is installed on each of the upper and lower surfaces of the movable part, the center of gravity of the movable part does not deviate from the swing center of the movable part.

上記の光学装置では、上部磁石と下部磁石が磁力のみによって可動部に固定されていてもよい。接着剤を用いないため、接着剤の重量によって可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることがない。その一方において、上部磁石と可動部との接触面ならびに下部磁石と可動部との接触面に接着剤が塗布されていてもよい。接着剤を用いる場合であっても、上部磁石と下部磁石を可動部に固定するために必要となる接着剤が少なくなるために、接着剤の重量によって可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることが抑制される。   In the above optical device, the upper magnet and the lower magnet may be fixed to the movable part only by magnetic force. Since no adhesive is used, the center of gravity of the movable part does not deviate from the swing center of the movable part due to the weight of the adhesive. On the other hand, an adhesive may be applied to the contact surface between the upper magnet and the movable portion and the contact surface between the lower magnet and the movable portion. Even when an adhesive is used, since the adhesive required to fix the upper magnet and the lower magnet to the movable part is reduced, the center of gravity of the movable part depends on the weight of the adhesive. Displacement is suppressed.

本発明によれば、可動部に磁石を設置することによって可動部の重心が可動部の揺動中心からずれることを抑制できる。   According to the present invention, it is possible to suppress the center of gravity of the movable part from deviating from the swing center of the movable part by installing the magnet in the movable part.

実施例1の光学装置の斜視図である。1 is a perspective view of an optical device according to Example 1. FIG. 図1の光学装置のミラー部の上面を示す図である。It is a figure which shows the upper surface of the mirror part of the optical apparatus of FIG. 図2のミラー部の下面を示す図である。It is a figure which shows the lower surface of the mirror part of FIG. 図2および図3のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIGS. 2 and 3. 図2および図3のV−V線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIGS. 2 and 3. 実施例1の光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus of Example 1, and the magnet installed in this. 実施例1の光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus of Example 1, and the magnet installed in this. 変形例に係る光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus which concerns on a modification, and the magnet installed in this. 変形例に係る光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus which concerns on a modification, and the magnet installed in this. 変形例に係る光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus which concerns on a modification, and the magnet installed in this. 変形例に係る光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus which concerns on a modification, and the magnet installed in this. 変形例に係る光学装置の可動部と、これに設置される磁石を示す図である。It is a figure which shows the movable part of the optical apparatus which concerns on a modification, and the magnet installed in this. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 実施例1の光学装置の製造方法を説明する図である。6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment. FIG. 可動部と、可動部を貫通する貫通磁石とを示す図である。It is a figure which shows a movable part and the penetration magnet which penetrates a movable part. 図19のXX−XX線断面図である。It is the XX-XX sectional view taken on the line of FIG.

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)可動部を介して対向する上部磁石と下部磁石とは、同一部材であり、同一材料を用いて同一形状、同一重量に設計されている。
Preferred embodiments according to the present invention are embodied, for example, by examples having the characteristics listed below.
(Characteristic 1) The upper magnet and the lower magnet facing each other through the movable part are the same member, and are designed to have the same shape and weight using the same material.

(光学装置)
図1は、実施例1の光学装置10の斜視図である。光学装置10は、第1電磁石20と、第2電磁石40と、ミラー部30とを備えている。
(Optical device)
FIG. 1 is a perspective view of an optical device 10 according to the first embodiment. The optical device 10 includes a first electromagnet 20, a second electromagnet 40, and a mirror unit 30.

第1電磁石20は、C字形状の鉄心201と、鉄心201に巻き付けられている第1コイル203a,203bを備えている。鉄心201は、ミラー部30を挟んでx軸方向(第2方向)に対向する磁極部201aと磁極部201bとを備えており、磁極部201aと磁極部201bとの間に、ミラー部30が設置されている。第2電磁石40は、C字形状の鉄心401と、鉄心401に巻き付けられている第2コイル403a,403bを備えている。鉄心401は、ミラー部30を挟んでy軸方向(第1方向)に対向する磁極部401aと磁極部401bとを備えており、磁極部401aと磁極部401bとの間に、ミラー部30が設置されている。   The first electromagnet 20 includes a C-shaped iron core 201 and first coils 203 a and 203 b wound around the iron core 201. The iron core 201 includes a magnetic pole part 201a and a magnetic pole part 201b facing each other in the x-axis direction (second direction) with the mirror part 30 interposed therebetween, and the mirror part 30 is interposed between the magnetic pole part 201a and the magnetic pole part 201b. is set up. The second electromagnet 40 includes a C-shaped iron core 401 and second coils 403 a and 403 b wound around the iron core 401. The iron core 401 includes a magnetic pole part 401a and a magnetic pole part 401b that face each other in the y-axis direction (first direction) with the mirror part 30 interposed therebetween, and the mirror part 30 is interposed between the magnetic pole part 401a and the magnetic pole part 401b. is set up.

第1電磁石20の第1コイル203a,203bに電流を流すと、磁極部201aと磁極部201bとの間にx軸方向の磁界が発生する。第2電磁石40の第2コイル403a,403bに電流を流すと、磁極部401aと磁極部401bとの間にy軸方向の磁界が発生する。   When a current is passed through the first coils 203a and 203b of the first electromagnet 20, a magnetic field in the x-axis direction is generated between the magnetic pole part 201a and the magnetic pole part 201b. When a current is passed through the second coils 403a and 403b of the second electromagnet 40, a magnetic field in the y-axis direction is generated between the magnetic pole part 401a and the magnetic pole part 401b.

図2は、図1に示すミラー部30の平面図であり、図3は、図2に示すミラー部30を下面側から見た図である。図2および図3に示すように、ミラー部30は、基板301と、基板301から伸びている1対の第1可撓梁303a,303bと、1対の第1可撓梁303a,303bによって支持されている第1可動部305と、第1可動部305から伸びている1対の第2可撓梁309a,309bと、1対の第2可撓梁309a,309bによって支持されている第2可動部311と、第2可動部311の上面に固定されているミラー315とを備えている。第1可動部305の上面には、第1上部磁石307a,307bが固定されており、下面には、第1下部磁石308a,308bが固定されている。第2可動部311の上面には、第2上部磁石313a,313bが固定されており、下面には、第2下部磁石314a,314bが固定されている。第1上部磁石307a,307b、第1下部磁石308a、308b、第2上部磁石313a,313b、第2下部磁石314a、314bは、ネオジム磁石(NdFe14B)等を材料とする永久磁石で構成されている。ネオジム磁石に代えて、サマリウムコバルト磁石(SmCo(1−5系)、SmCo17(2−17系)等)や、フェライト磁石を用いることもできる。 FIG. 2 is a plan view of the mirror unit 30 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the mirror unit 30 shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the mirror unit 30 includes a substrate 301, a pair of first flexible beams 303a and 303b extending from the substrate 301, and a pair of first flexible beams 303a and 303b. A first movable part 305 supported, a pair of second flexible beams 309a and 309b extending from the first movable part 305, and a first pair of second flexible beams 309a and 309b. 2 movable part 311 and mirror 315 fixed to the upper surface of second movable part 311. First upper magnets 307a and 307b are fixed to the upper surface of the first movable portion 305, and first lower magnets 308a and 308b are fixed to the lower surface. Second upper magnets 313a and 313b are fixed to the upper surface of the second movable part 311 and second lower magnets 314a and 314b are fixed to the lower surface. The first upper magnets 307a and 307b, the first lower magnets 308a and 308b, the second upper magnets 313a and 313b, the second lower magnets 314a and 314b are permanent magnets made of a neodymium magnet (Nd 2 Fe 14 B) or the like. It is configured. Instead of the neodymium magnet, a samarium cobalt magnet (SmCo 5 (1-5 system), Sm 2 Co 17 (2-17 system), etc.) or a ferrite magnet can be used.

図4は、図2および図3のIV−IV線断面図であり、図5は、図2および図3のV−V線断面図である。図6は、第2可動部311、第2上部磁石313a、第2下部磁石314aの位置関係を示す図であり、図7は、第1可動部305、第1上部磁石307b、第1下部磁石308bの位置関係を示す図である。   4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIGS. 2 and 3, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V in FIGS. 2 and 3. FIG. 6 is a diagram showing the positional relationship between the second movable part 311, the second upper magnet 313a, and the second lower magnet 314a. FIG. 7 shows the first movable part 305, the first upper magnet 307b, and the first lower magnet. It is a figure which shows the positional relationship of 308b.

図2〜図7に示すように、第1上部磁石307bは、第1可動部305の表面の領域373に設置され、第1下部磁石308bは、第1可動部305の裏面の領域383に設置される。第2上部磁石313aは、第2可動部311の表面の領域333に設置され、第2下部磁石314aは、第2可動部311の裏面の領域334に設置される。領域373と領域383、領域333と領域334は、ミラー部30を平面視した場合に同じ位置である。すなわち、第1上部磁石307bと第1下部磁石308bとは第1可動部305を介して対向する位置に設置されており、第2上部磁石313aと第2下部磁石314aとは第2可動部311を介して対向する位置に設置されている。同様に、図2および図3において、第1上部磁石307aと第1下部磁石308a、第2上部磁石313bと第2下部磁石314のいずれも、第2可動部311の上面側と下面側であって、ミラー部30を平面視した場合に同じ位置に設置されている。すなわち、第1上部磁石307aと第1下部磁石308aとは第1可動部305を介して対向する位置に設置されており、第2上部磁石313bと第2下部磁石314bとは第2可動部311を介して対向する位置に設置されている。   As shown in FIGS. 2 to 7, the first upper magnet 307 b is installed in the region 373 on the surface of the first movable unit 305, and the first lower magnet 308 b is installed in the region 383 on the back surface of the first movable unit 305. Is done. The second upper magnet 313 a is installed in the area 333 on the surface of the second movable part 311, and the second lower magnet 314 a is installed in the area 334 on the back surface of the second movable part 311. The region 373 and the region 383 and the region 333 and the region 334 are at the same position when the mirror unit 30 is viewed in plan. That is, the first upper magnet 307b and the first lower magnet 308b are installed at positions facing each other via the first movable portion 305, and the second upper magnet 313a and the second lower magnet 314a are the second movable portion 311. It is installed in the position which opposes via. Similarly, in FIGS. 2 and 3, the first upper magnet 307a and the first lower magnet 308a, and the second upper magnet 313b and the second lower magnet 314 are both on the upper surface side and the lower surface side of the second movable portion 311. Thus, the mirror unit 30 is installed at the same position when viewed in plan. That is, the first upper magnet 307a and the first lower magnet 308a are installed at positions facing each other via the first movable part 305, and the second upper magnet 313b and the second lower magnet 314b are the second movable part 311. It is installed in the position which opposes via.

図6において、第2上部磁石313aは、第2可動部311側の面332がS極であり、その対面である面331がN極である。第2下部磁石314aは、第2可動部311側の面342がN極であり、その対面である面341がS極である。S極である第2上部磁石313aの面332と、N極である第2下部磁石314aの面342が、第2可動部311を介して対向しており、この間に磁力が作用する。磁力によって第2上部磁石313aと第2下部磁石314aとの間に第2可動部311が挟み込まれ、第2上部磁石313aと第2下部磁石314aが第2可動部311に固定される。図6には図示しないが、図2等に示す第2上部磁石313bの第2可動部311側の面はS極であり、第2下部磁石314bの第2可動部311側の面はN極であり、第2可動部311を介して対向している。このため、同様に、磁力によって第2上部磁石313bと第2下部磁石314bも第2可動部311に固定される。   In FIG. 6, in the second upper magnet 313a, the surface 332 on the second movable portion 311 side is the S pole, and the surface 331 that is the opposite surface is the N pole. As for the 2nd lower magnet 314a, the surface 342 at the 2nd movable part 311 side is a north pole, and the surface 341 which is the opposite surface is a south pole. The surface 332 of the second upper magnet 313a, which is the S pole, and the surface 342 of the second lower magnet 314a, which is the N pole, are opposed to each other via the second movable portion 311, and a magnetic force acts therebetween. The second movable part 311 is sandwiched between the second upper magnet 313a and the second lower magnet 314a by the magnetic force, and the second upper magnet 313a and the second lower magnet 314a are fixed to the second movable part 311. Although not shown in FIG. 6, the surface on the second movable part 311 side of the second upper magnet 313b shown in FIG. 2 and the like is the S pole, and the surface on the second movable part 311 side of the second lower magnet 314b is the N pole. And are opposed to each other via the second movable portion 311. For this reason, similarly, the second upper magnet 313b and the second lower magnet 314b are also fixed to the second movable portion 311 by the magnetic force.

図7において、第1上部磁石307bは、第1可動部305側の面372がS極であり、その対面である面371がN極である。第2下部磁石308bは、第1可動部305側の面382がN極であり、その対面である面381がS極である。このため、同様に、磁力によって第1上部磁石307bと第1下部磁石308bは第1可動部305に固定される。図7には図示しないが、同様に、図2等に示す第1上部磁石307aの第1可動部305側の面はS極であって、第1下部磁石308aの第1可動部305側の面はN極であり、第1可動部305を介して対向している。このため、同様に、磁力によって第1上部磁石307aと第1下部磁石308aも第1可動部305に固定される。   In FIG. 7, in the first upper magnet 307b, the surface 372 on the first movable portion 305 side is the S pole, and the surface 371 that is the opposite surface is the N pole. As for the 2nd lower magnet 308b, the surface 382 at the side of the 1st movable part 305 is a north pole, and the surface 381 which is the opposite side is a south pole. Therefore, similarly, the first upper magnet 307b and the first lower magnet 308b are fixed to the first movable portion 305 by the magnetic force. Although not shown in FIG. 7, similarly, the surface on the first movable part 305 side of the first upper magnet 307a shown in FIG. 2 and the like is an S pole, and the surface on the first movable part 305 side of the first lower magnet 308a. The surface is an N pole, and faces through the first movable part 305. For this reason, similarly, the first upper magnet 307a and the first lower magnet 308a are also fixed to the first movable portion 305 by the magnetic force.

図1〜図3に示すように、ミラー部30は、基板301と第1可撓梁303aの接続点と、基板301と第1可撓梁303bの接続点を結ぶ線がy軸方向と一致し、第1可動部305と第2可撓梁309aの接続点と,第1可動部305と第2可撓梁309bの接続点を結ぶ線がx軸方向と一致するように、設置されている。xy平面に直交する方向はz軸方向と一致しており、第2可動部311のz軸が正となる上面側にミラー315が設置されている。とすると、第1可撓梁303a,303bは、基板301からy軸方向に伸びているとともに、第1可動部305に連接している。第2可撓梁309a,309bは、第1可動部305からx軸方向に伸びているとともに、第2可動部311に連接している。第1方向であるy軸と、第2方向であるx軸は、基板に平行な面内で直交している。   As shown in FIGS. 1 to 3, the mirror unit 30 has a line connecting the connection point between the substrate 301 and the first flexible beam 303 a and the connection point between the substrate 301 and the first flexible beam 303 b in the same direction as the y-axis direction. The connection point between the first movable part 305 and the second flexible beam 309a and the line connecting the connection point between the first movable part 305 and the second flexible beam 309b are set so as to coincide with the x-axis direction. Yes. The direction orthogonal to the xy plane coincides with the z-axis direction, and a mirror 315 is provided on the upper surface side of the second movable portion 311 where the z-axis is positive. Then, the first flexible beams 303 a and 303 b extend from the substrate 301 in the y-axis direction and are connected to the first movable portion 305. The second flexible beams 309 a and 309 b extend from the first movable portion 305 in the x-axis direction and are connected to the second movable portion 311. The y-axis that is the first direction and the x-axis that is the second direction are orthogonal to each other in a plane parallel to the substrate.

第1可動部305は、第1可撓梁303a,303bによって、基板301に対してy軸を中心に揺動可能に支持されており、第2可動部311は、第2可撓梁309a,309bによって、第1可動部305に対してx軸を中心に揺動可能に支持されている。これによって、第2可動部311は、基板300に対して、y軸(第1軸)とx軸(第2軸)の周りに独立に揺動することが可能となっている。   The first movable portion 305 is supported by the first flexible beams 303a and 303b so as to be swingable about the y-axis with respect to the substrate 301. The second movable portion 311 includes the second flexible beams 309a and 303b. By 309b, it is supported to be swingable about the x-axis with respect to the first movable portion 305. Thus, the second movable portion 311 can swing independently with respect to the substrate 300 around the y axis (first axis) and the x axis (second axis).

図1に示す第1電磁石20の第1コイル203a,203bに電流を流すと、磁極部201aと磁極部201bとの間にx軸方向の磁界が発生し、この間に設置されているミラー部30の第1上部磁石307a、307bおよび第1下部磁石308a、308bに対して、電磁力が作用する。これによって、第1可撓梁303a、303bが捩れ、第1可動部305と、第2可撓梁309a,309bと、第2可動部311と、ミラー315とが一体となってy軸の周りに揺動する。   When a current is passed through the first coils 203a and 203b of the first electromagnet 20 shown in FIG. 1, a magnetic field in the x-axis direction is generated between the magnetic pole part 201a and the magnetic pole part 201b, and the mirror part 30 installed therebetween. Electromagnetic force acts on the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b. As a result, the first flexible beams 303a and 303b are twisted, and the first movable portion 305, the second flexible beams 309a and 309b, the second movable portion 311 and the mirror 315 are integrated around the y axis. Rocks.

例えば、磁極部201aがN極、磁極部201bがS極となるように第1コイル203a,203bに電流を流すと、第1上部磁石307a,307bおよび第1下部磁石308a、308bのN極は、磁極部201aから斥力を受け、磁極部201bから引力を受ける。第1上部磁石307a,307bおよび第1下部磁石308a、308bのS極は、磁極部201aから引力を受け、磁極部201bから斥力を受ける。その結果、第1可撓梁303a、303bが捩れ、第1可動部305と、第2可撓梁309a,309bと、第2可動部311と、ミラー315は、磁極部201a側が基板301の上方に傾き、磁極部201b側が基板301の下方に傾く。逆に、磁極部201aがS極、磁極部201bがN極となるように第1コイル203a,203bに電流を流すと、第1可動部305と、第2可撓梁309a,309bと、第2可動部311と、ミラー315は、磁極部201a側が基板301の下方に傾き、磁極部201b側が基板301の上方に傾く。
尚、磁極部201aと磁極部201bの間に発生するx軸方向の磁界は、第2上部磁石313a,313bおよび第2下部磁石314a,314bにも、第2可動部311をy軸の周りに回転させるトルクを発生させる。第2可撓梁309a,309bはx軸の周りには容易に捩れる一方で、y軸周りに回転させるトルクに対しては変形しにくく設計されている。このため、第2可動部311に生じるトルクによって第2可撓梁309a,309bが変形して第2可動部311が第1可動部305に対して傾くことがなく、第1可撓梁303a、303bが捩れる。第1可動部305に生じるトルクと、第2可動部311に生じるトルクは同じ方向であるため、第1可動部305と第2可動部311の全体が一体となって、第1可撓梁303a、303bの周りに揺動する。
For example, when a current is passed through the first coils 203a and 203b so that the magnetic pole part 201a has an N pole and the magnetic pole part 201b has an S pole, the N poles of the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b The repulsive force is received from the magnetic pole part 201a and the attractive force is received from the magnetic pole part 201b. The south poles of the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b receive an attractive force from the magnetic pole part 201a and a repulsive force from the magnetic pole part 201b. As a result, the first flexible beams 303 a and 303 b are twisted, and the first movable portion 305, the second flexible beams 309 a and 309 b, the second movable portion 311, and the mirror 315 are on the magnetic pole portion 201 a side above the substrate 301. And the magnetic pole part 201 b side is inclined below the substrate 301. Conversely, when a current is passed through the first coils 203a and 203b so that the magnetic pole part 201a has the S pole and the magnetic pole part 201b has the N pole, the first movable part 305, the second flexible beams 309a and 309b, (2) The movable part 311 and the mirror 315 are inclined such that the magnetic pole part 201 a side is below the substrate 301 and the magnetic pole part 201 b side is above the substrate 301.
Note that the magnetic field in the x-axis direction generated between the magnetic pole part 201a and the magnetic pole part 201b causes the second upper magnets 313a and 313b and the second lower magnets 314a and 314b to move the second movable part 311 around the y-axis. Generate torque to rotate. The second flexible beams 309a and 309b are designed to be easily twisted around the x-axis, but not easily deformed with respect to the torque rotated around the y-axis. For this reason, the second flexible beams 309a and 309b are not deformed by the torque generated in the second movable portion 311 and the second movable portion 311 is not inclined with respect to the first movable portion 305. 303b is twisted. Since the torque generated in the first movable portion 305 and the torque generated in the second movable portion 311 are in the same direction, the entire first movable portion 305 and the second movable portion 311 are integrated to form the first flexible beam 303a. , Oscillates around 303b.

図1に示す第2電磁石40の第2コイル403a,403bに電流を流すと、磁極部401aと磁極部401bとの間にy軸方向の磁界が発生し、この間に設置されているミラー部30の第2上部磁石313a、313bおよび第2下部磁石314a、314bに対して、電磁力が作用する。これによって、第2可撓梁309a、309bが捩れ、第2可動部311と、ミラー315とが一体となってx軸の周りに揺動する。   When a current is passed through the second coils 403a and 403b of the second electromagnet 40 shown in FIG. 1, a magnetic field in the y-axis direction is generated between the magnetic pole part 401a and the magnetic pole part 401b, and the mirror part 30 installed therebetween. Electromagnetic force acts on the second upper magnets 313a and 313b and the second lower magnets 314a and 314b. As a result, the second flexible beams 309a and 309b are twisted, and the second movable portion 311 and the mirror 315 are integrally swung around the x-axis.

例えば、第2電磁石40の磁極部401aがN極、磁極部401bがS極となるように第2コイル403a,403bに電流を流すと、第2磁石313a,313b,314a,314bのN極は、磁極部401aから斥力を受け、磁極部401bから引力を受ける。その結果、第2可撓梁309a、309bが捩れ、第2可動部311と、ミラー315は、磁極部401aの側が基板301の上方に傾き、磁極部401bの側が基板301の下方に傾く。逆に、磁極部401aがS極、磁極部401bがN極となるように第2コイル403a,403bに電流を流すと、第2可動部311と、ミラー315とは、磁極部401aの側が基板301の下方に傾き、磁極部401bの側が基板301の上方に傾く。
尚、磁極部401aと磁極部401bの間に発生するy軸方向の磁界は、第1上部磁石307a,307bおよび第2下部磁石308a,308bにも、第1可動部305をx軸の周りに回転させるトルクを発生させる。第1可撓梁303a,303bはy軸の周りには容易に捩れる一方で、x軸周りに回転させるトルクに対しては変形しにくく設計されている。このため、第1可動部305に生じるトルクによって、第1可撓梁303a,303bが変形して第1可動部305が基板301に対して傾くことがない。
For example, when a current is passed through the second coils 403a and 403b so that the magnetic pole part 401a of the second electromagnet 40 is an N pole and the magnetic pole part 401b is an S pole, the N poles of the second magnets 313a, 313b, 314a, and 314b are The repulsive force is received from the magnetic pole portion 401a and the attractive force is received from the magnetic pole portion 401b. As a result, the second flexible beams 309 a and 309 b are twisted, and the second movable portion 311 and the mirror 315 are inclined such that the magnetic pole portion 401 a side is above the substrate 301 and the magnetic pole portion 401 b side is below the substrate 301. Conversely, when a current is passed through the second coils 403a and 403b so that the magnetic pole portion 401a has the S pole and the magnetic pole portion 401b has the N pole, the second movable portion 311 and the mirror 315 have the magnetic pole portion 401a side on the substrate side. The magnetic pole part 401 b is inclined upwardly with respect to the substrate 301.
Note that the magnetic field in the y-axis direction generated between the magnetic pole part 401a and the magnetic pole part 401b causes the first upper magnets 307a and 307b and the second lower magnets 308a and 308b to move the first movable part 305 around the x axis. Generate torque to rotate. The first flexible beams 303a and 303b are designed to be easily twisted around the y axis, but not easily deformed with respect to the torque rotated around the x axis. For this reason, the first flexible beams 303 a and 303 b are not deformed by the torque generated in the first movable portion 305 and the first movable portion 305 is not inclined with respect to the substrate 301.

実施例1では、第1上部磁石307a、307bと第1下部磁石308a、308bとは、同一の部材であって、同一材料を用いて同一形状に設計されており、重量も同一である。同一部材である第1上部磁石307a、307bが第1可動部305の上面側に、第1下部磁石308a、308bが第1可動部305の下面側に設置されている。このため、第1上部磁石307a、307bと第1下部磁石308a、308bが設置されることによって、第1可動部305の重心が揺動中心(y軸)から上下方向にずれることがない。また、第1上部磁石307a、307bと第1下部磁石308a、308bとを同じ部材として設計すれば、製造コストを低減できる。   In the first embodiment, the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b are the same members, are designed in the same shape using the same material, and have the same weight. The first upper magnets 307 a and 307 b that are the same members are installed on the upper surface side of the first movable part 305, and the first lower magnets 308 a and 308 b are installed on the lower surface side of the first movable part 305. For this reason, by installing the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b, the center of gravity of the first movable portion 305 does not shift vertically from the swing center (y axis). Further, if the first upper magnets 307a and 307b and the first lower magnets 308a and 308b are designed as the same member, the manufacturing cost can be reduced.

同様に、第2上部磁石313a、313bと第2下部磁石314a、314bとは、同一の部材であって、同一材料を用いて同一形状に設計されており、重量も同一である。このため、第2上部磁石313a、313bと第2下部磁石314a、314bが設置されることによって、第2可動部311の重心が揺動中心(x軸)から上下方向にずれることがない。また、第2上部磁石313a、313bと第2下部磁石314a、314bとを同じ部材として設計することによって、製造コストを低減できる。   Similarly, the second upper magnets 313a and 313b and the second lower magnets 314a and 314b are the same member, are designed in the same shape using the same material, and have the same weight. For this reason, by installing the second upper magnets 313a and 313b and the second lower magnets 314a and 314b, the center of gravity of the second movable portion 311 does not shift vertically from the swing center (x axis). Moreover, the manufacturing cost can be reduced by designing the second upper magnets 313a and 313b and the second lower magnets 314a and 314b as the same member.

可動部の重心が揺動中心から上下方向にずれることを抑制する方法としては、図19および図20に示すように、1つの磁石が可動部を上下方向に貫通するように設置する方法も考えられる。図19は、第2可動部711と第2可撓梁709aとの接続部の近傍に設置された磁石713aを示しており、図20は、図19のXX−XX線断面図である。図19および図20に示すように、貫通磁石713aが第2可動部711を貫通する場合には、貫通磁石713aの側面と第2可動部711との間に接着剤870が充填される。貫通磁石713aは、接着剤870の接着力のみによって第2可動部711に固定される。   As a method for suppressing the center of gravity of the movable part from deviating from the center of swing in the vertical direction, as shown in FIGS. 19 and 20, a method in which one magnet is installed so as to penetrate the movable part in the vertical direction is also considered. It is done. FIG. 19 shows a magnet 713a installed in the vicinity of the connection portion between the second movable portion 711 and the second flexible beam 709a, and FIG. 20 is a sectional view taken along line XX-XX in FIG. As shown in FIGS. 19 and 20, when the penetrating magnet 713 a passes through the second movable portion 711, an adhesive 870 is filled between the side surface of the penetrating magnet 713 a and the second movable portion 711. The penetrating magnet 713a is fixed to the second movable portion 711 only by the adhesive force of the adhesive 870.

製造工程において、貫通磁石713aうち、第2可動部711の上部に突出する部分と、第2可動部711の下部に突出する部分との割合にずれが生じた場合や、接着剤870の量が第2可動部711の上下方向に分布している場合には、可動部の重心が揺動中心から上下方向にずれる要因となる。接着剤の塗布量を制御しても、例えば図19や図20に示すように、第2可動部711の上面側に接着剤が偏在したり、逆に接着剤が下面側に流れたりするため、接着剤の870のが第2可動部711の上下方向に分布し易い。   In the manufacturing process, when the ratio between the portion of the penetrating magnet 713a that protrudes above the second movable portion 711 and the portion that protrudes below the second movable portion 711 is shifted, or the amount of the adhesive 870 is When the second movable portion 711 is distributed in the vertical direction, the center of gravity of the movable portion is a factor that shifts from the swing center in the vertical direction. Even if the application amount of the adhesive is controlled, for example, as shown in FIGS. 19 and 20, the adhesive is unevenly distributed on the upper surface side of the second movable portion 711, or conversely, the adhesive flows on the lower surface side. The adhesive 870 is likely to be distributed in the vertical direction of the second movable portion 711.

これに対して、実施例1では、磁力のみを利用して、第1上部磁石307a、307b、第1下部磁石308a、308b、第2上部磁石313a、313b、第2下部磁石314a、314bを第1可動部305、第2可動部311にそれぞれ固定している。上部磁石と下部磁石の形状と大きさを調整すれば、磁石の重量の偏りによって可動部の重心が揺動中心から上下方向にずれることがない。また、可動部に磁石を固定するための接着剤を用いていないため、接着剤の量が変わることによって、第1可動部305、第2可動部311の重心がそれぞれの揺動中心から上下方向にずれることがない。   On the other hand, in the first embodiment, the first upper magnets 307a and 307b, the first lower magnets 308a and 308b, the second upper magnets 313a and 313b, and the second lower magnets 314a and 314b are used by using only the magnetic force. The first movable unit 305 and the second movable unit 311 are respectively fixed. If the shapes and sizes of the upper magnet and the lower magnet are adjusted, the center of gravity of the movable portion will not shift vertically from the center of swing due to the weight deviation of the magnet. In addition, since the adhesive for fixing the magnet to the movable part is not used, the center of gravity of the first movable part 305 and the second movable part 311 changes vertically from the respective swing center by changing the amount of the adhesive. There is no slippage.

上記のとおり、実施例1に係る光学装置では、磁石が上部磁石と下部磁石との2つの部材に分かれている。上部磁石は可動部の上面に設置され、下部磁石は可動部の下面に設置されるため、重心が可動部の揺動中心からずれることが抑制される。また、上部磁石の第1磁極と下部磁石の第2磁極が可動部を介して対向している。このため、上部磁石の第1磁極と下部磁石の第2磁極との間に作用する磁力によって可動部が挟み込まれ、上部磁石および下部磁石が可動部に固定される。   As described above, in the optical device according to the first embodiment, the magnet is divided into two members, the upper magnet and the lower magnet. Since the upper magnet is installed on the upper surface of the movable part and the lower magnet is installed on the lower surface of the movable part, the center of gravity is prevented from deviating from the swing center of the movable part. Further, the first magnetic pole of the upper magnet and the second magnetic pole of the lower magnet are opposed to each other through the movable part. For this reason, a movable part is inserted | pinched by the magnetic force which acts between the 1st magnetic pole of an upper magnet, and the 2nd magnetic pole of a lower magnet, and an upper magnet and a lower magnet are fixed to a movable part.

上部磁石および下部磁石と可動部とは、磁力のみによって固定されており、接着剤を用いていない。このため、接着剤の重量によって可動部の重心が揺動中心から上下方向にずれることがない。また、従来技術では、量産時に付加する接着剤の重量により可動部の慣性モーメントが変化してしまうため、デバイスごとに共振周波数がばらつくなどの悪影響があった。実施例1では、接着剤を使用しないため、デバイスごとに共振周波数がばらつくことを抑制することもできる。   The upper magnet, the lower magnet and the movable part are fixed only by magnetic force, and no adhesive is used. For this reason, the center of gravity of the movable part does not deviate vertically from the center of swing due to the weight of the adhesive. Further, in the prior art, since the moment of inertia of the movable part changes depending on the weight of the adhesive added during mass production, there is an adverse effect such that the resonance frequency varies from device to device. In Example 1, since no adhesive is used, it is possible to suppress variation in resonance frequency for each device.

(光学装置の製造方法)
次に、実施例1に係る光学装置の製造方法を説明する。図1に示す光学装置は、シリコン基板等を材料としてミラー部を製造し、製造したミラー部を第1電磁石20と第2電磁石40に対して配置することによって製造することができる。ミラー部の製造方法においては、まず、MEMS技術を用いてシリコン基板等に可動部等の構造を形成し、磁石が設置されていない状態のミラー部であるシリコン構造体を形成する。次に、このシリコン構造体に、上部磁石および下部磁石を設置する。これによって、図2等に示すようなミラー部30を製造することができる。シリコン構造体を製造する方法は、通常のMEMS技術を用いたミラーデバイスを製造する方法によって製造することができる。以下、シリコン構造体に上部磁石および下部磁石を設置する方法について、図13〜図18を用いて説明する。
(Method for manufacturing optical device)
Next, a method for manufacturing the optical device according to the first embodiment will be described. The optical device shown in FIG. 1 can be manufactured by manufacturing a mirror part using a silicon substrate or the like as a material and arranging the manufactured mirror part with respect to the first electromagnet 20 and the second electromagnet 40. In the manufacturing method of the mirror part, first, a structure such as a movable part is formed on a silicon substrate or the like using a MEMS technique, and a silicon structure that is a mirror part in a state where no magnet is installed is formed. Next, an upper magnet and a lower magnet are installed in this silicon structure. Thereby, the mirror part 30 as shown in FIG. 2 etc. can be manufactured. The method of manufacturing the silicon structure can be manufactured by a method of manufacturing a mirror device using ordinary MEMS technology. Hereinafter, a method of installing the upper magnet and the lower magnet in the silicon structure will be described with reference to FIGS.

まず、図13に示すように、冶具900を準備する。実施例1では冶具900はガラスを材料としている。冶具900には、下部磁石を差し込むための孔部と、冶具900上にシリコン構造体を載置する際に用いるアライメントガイドを差し込むための孔部が形成されており、図13では、N極が上側となるように第2下部磁石314a、314bを冶具900に載置した状態を示している。尚、図示していないが、第1下部磁石308a、308bも図13に示す工程において同様に冶具900上に載置される。   First, as shown in FIG. 13, a jig 900 is prepared. In the first embodiment, the jig 900 is made of glass. The jig 900 is formed with a hole for inserting the lower magnet and a hole for inserting an alignment guide used when placing the silicon structure on the jig 900. In FIG. A state in which the second lower magnets 314a and 314b are placed on the jig 900 so as to be on the upper side is shown. Although not shown, the first lower magnets 308a and 308b are also placed on the jig 900 in the same manner in the step shown in FIG.

次に、図14に示すように、冶具900にアライメントガイド902を差し込み、このアライメントガイド902を利用して、冶具900上にシリコン構造体を載置する。図14には左右方向に1対のアライメントガイド902が示されているが、図14の紙面に垂直な方向にも少なくとも1対のアライメントガイド902を設置する。アライメントガイド902に基板301の外縁が添うように、シリコン構造体を冶具900上に載置すると、磁石と可動部との位置調整を行うことができる。例えば、図14に示すように、冶具900に載置された第2下部磁石314a、314bの上面側に第2可動部311が位置するようにシリコン構造体を載置する位置を調整することができる。アライメントガイド902としては、例えば、シリコンウェハを用いることができる。   Next, as shown in FIG. 14, an alignment guide 902 is inserted into the jig 900, and the silicon structure is placed on the jig 900 using the alignment guide 902. Although FIG. 14 shows a pair of alignment guides 902 in the left-right direction, at least one pair of alignment guides 902 is also installed in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. When the silicon structure is placed on the jig 900 such that the outer edge of the substrate 301 is attached to the alignment guide 902, the position of the magnet and the movable part can be adjusted. For example, as shown in FIG. 14, it is possible to adjust the position where the silicon structure is placed so that the second movable part 311 is located on the upper surface side of the second lower magnets 314a, 314b placed on the jig 900. it can. For example, a silicon wafer can be used as the alignment guide 902.

図14の状態で、冶具900とシリコン構造体とをレジストを用いて仮止めした後、アライメントガイド920を取り外すと、図15に示す状態となる。図15は、レジスト920によって、冶具900上にシリコン構造体が仮止めされた状態を示している。   In the state of FIG. 14, after temporarily fixing the jig 900 and the silicon structure using a resist, the alignment guide 920 is removed, and the state shown in FIG. 15 is obtained. FIG. 15 shows a state in which the silicon structure is temporarily fixed on the jig 900 by the resist 920.

図15に示す状態の冶具900を、図16に示すように磁石930の上部に載置する。磁石930は、ネオジム磁石(NdFe14B)等を材料とする永久磁石である。磁石930は、上面がN極、下面がS極となっており、磁石930のN極上に冶具900が載置される。冶具900上には、上面がN極、下面がS極となるように下部磁石(図16では例示的に第2下部磁石314a,314bを示している)が載置されているから、下部磁石は磁石930に引付けられた状態となっている。この状態で、可動部の上面に上部磁石を設置すると、図16に示す状態となる。図16では、例示的に、シリコン構造体を平面視した場合に、第2下部磁石314a,314bと同じ位置となるように第2上部磁石313a、313bを設置した状態を示している。磁石930の上部に冶具900を載置した状態で上部磁石を可動部上に設置するため、上部磁石を設置する際に、上部磁石と下部磁石との間に作用する磁力によって、シリコン構造体と冶具900との仮止めが外れることを防ぐことができる。 The jig 900 in the state shown in FIG. 15 is placed on top of the magnet 930 as shown in FIG. The magnet 930 is a permanent magnet made of a neodymium magnet (Nd 2 Fe 14 B) or the like. The magnet 930 has an N pole on the top surface and an S pole on the bottom surface, and the jig 900 is placed on the N pole of the magnet 930. On the jig 900, lower magnets (the second lower magnets 314a and 314b are exemplarily shown in FIG. 16) are placed so that the upper surface is an N pole and the lower surface is an S pole. Is attracted to the magnet 930. If an upper magnet is installed on the upper surface of the movable part in this state, the state shown in FIG. 16 is obtained. FIG. 16 exemplarily shows a state where the second upper magnets 313a and 313b are installed so as to be in the same position as the second lower magnets 314a and 314b when the silicon structure is viewed in plan. In order to install the upper magnet on the movable part with the jig 900 placed on the upper part of the magnet 930, when the upper magnet is installed, the magnetic force acting between the upper magnet and the lower magnet is used. It is possible to prevent the temporary fixing with the jig 900 from coming off.

次に、図17に示すように、レジスト920を除去する。その後、冶具900を磁石930上から移動させて、磁石930の磁力を受けない状態で、シリコン構造体を冶具900から取り外すと、図18に示すように、シリコン構造体に上部磁石および下部磁石が設置された、ミラー部を得ることができる。図18に例示的に示すように、第2上部磁石313aと第2下部磁石314a、第2上部磁石313bと第2下部磁石314bが、互いに作用する磁力によって、第2可動部311を挟み込んで固着された状態のミラー部を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 17, the resist 920 is removed. Thereafter, when the jig 900 is moved from above the magnet 930 and the silicon structure is removed from the jig 900 without receiving the magnetic force of the magnet 930, the upper magnet and the lower magnet are placed on the silicon structure as shown in FIG. The installed mirror part can be obtained. As exemplarily shown in FIG. 18, the second upper magnet 313a and the second lower magnet 314a, and the second upper magnet 313b and the second lower magnet 314b sandwich the second movable portion 311 by the magnetic force acting on each other, and are fixed. Thus, a mirror part in a state of being made can be obtained.

上記のとおり、実施例1に係る光学装置では、冶具等を用いて容易に可動部に上部磁石および下部磁石を設置することができる。図19および図20に示すように、1つの磁石が可動部を上下方向に貫通するように設置する方法では、シリコン構造体と、その可動部(例えば第2可動部711)に設置する貫通磁石(例えば貫通磁石713a)とを冶具に設置した状態で、貫通磁石の側面と可動部との間に接着剤を流し込む。この場合、流し込む接着剤が冶具の表面にまで到達して付着し、冶具とシリコン構造体や磁石が接着されてしまう場合があった。これに対して、実施例1に係る光学装置では、接着剤を用いないで磁石を可動部に固定するため、量産時に、接着剤が冶具等に付着して歩留まりが低下することがない。   As described above, in the optical device according to the first embodiment, the upper magnet and the lower magnet can be easily installed on the movable portion using a jig or the like. As shown in FIGS. 19 and 20, in the method of installing one magnet so as to penetrate the movable part in the vertical direction, the silicon structure and the penetrating magnet installed in the movable part (for example, the second movable part 711). An adhesive is poured between the side surface of the penetrating magnet and the movable portion in a state where the penetrating magnet (713a, for example) is installed on the jig. In this case, the adhesive to be poured reaches the surface of the jig and adheres, and the jig and the silicon structure or magnet may be bonded. On the other hand, in the optical device according to Example 1, since the magnet is fixed to the movable part without using an adhesive, the adhesive does not adhere to a jig or the like during mass production, and the yield does not decrease.

(変形例)
実施例1では、可動部が2軸駆動型である光学装置を例示して説明したが、可動部が1軸駆動型の光学装置であってもよい。1軸駆動型の光学装置においても、可動部に設置する磁石を実施例1と同様の上部磁石と下部磁石することによって、同様の作用効果を得ることができる。また、上部磁石と下部磁石が同一部材でなくともよい。可動部を介して上部磁石と下部磁石とが対向していることによって、可動部に設置する磁石の可動部の上面側に突出する部分と下面側に突出する部分との割合がより均衡のとれたものとなり、可動部の重心が揺動中心からずれることが抑制される。
(Modification)
In the first exemplary embodiment, the optical device in which the movable portion is a biaxial drive type is described as an example. However, the movable portion may be a single-axis drive optical device. Also in the single-axis drive type optical device, the same operation effect can be obtained by using the same upper magnet and lower magnet as those in the first embodiment as the magnets installed in the movable part. Further, the upper magnet and the lower magnet may not be the same member. Since the upper magnet and the lower magnet are opposed to each other via the movable part, the ratio of the part projecting to the upper surface side and the part projecting to the lower surface side of the movable part of the magnet installed in the movable part is more balanced. Thus, the center of gravity of the movable part is prevented from being displaced from the center of oscillation.

また、実施例1では、上部磁石と下部磁石は、接着剤を用いることなく可動部に固定されているが、上部磁石と可動部との接触面ならびに下部磁石と可動部との接触面には、接着剤が塗布されていてもよい。接着剤を用いる場合であっても、上部磁石および下部磁石を可動部に固定させるために必要となる接着剤が少なくなるため、接着剤の重量によって可動部の重心が揺動中心からずれることが抑制される。   In Example 1, the upper magnet and the lower magnet are fixed to the movable part without using an adhesive, but the contact surface between the upper magnet and the movable part and the contact surface between the lower magnet and the movable part are An adhesive may be applied. Even when an adhesive is used, the adhesive required to fix the upper magnet and the lower magnet to the movable part is reduced, so that the center of gravity of the movable part may deviate from the center of oscillation due to the weight of the adhesive. It is suppressed.

例えば、図8に示すように、接着剤を用いる場合であっても、上部磁石と下部磁石を可動部に固定するために必要な接着剤の量を少なくすることができる。必要な接着剤の量が少なくなるため、接着剤の量がばらつくことによって可動部の重心がその揺動中心からずれることを抑制できる。図8では、第2可動部311には貫通孔が設けられていないため、例えば、第2可動部311の上面に塗布した接着剤が第2可動部311の裏面に流れて、接着剤801aと接着剤801bの重量が設計値よりずれるようなことがない。   For example, as shown in FIG. 8, even when an adhesive is used, the amount of adhesive required to fix the upper magnet and the lower magnet to the movable part can be reduced. Since the amount of the necessary adhesive is reduced, it is possible to suppress the center of gravity of the movable part from deviating from the swing center due to the variation in the amount of the adhesive. In FIG. 8, since the second movable portion 311 is not provided with a through hole, for example, the adhesive applied to the upper surface of the second movable portion 311 flows to the back surface of the second movable portion 311 and the adhesive 801a and The weight of the adhesive 801b does not deviate from the design value.

また、可動部の上部磁石および下部磁石を設置する領域は、平坦でなくともよい。図9は、第2可動部311の表面の領域に、第2上部磁石313aを設置するための窪み334が形成されている状態を示している。このように、可動部に磁石を設置するための窪みを設ければ、可動部の平面方向に磁石がずれることを抑制することが可能となる。   Moreover, the area | region which installs the upper magnet and lower magnet of a movable part does not need to be flat. FIG. 9 shows a state in which a recess 334 for installing the second upper magnet 313a is formed in the surface area of the second movable portion 311. Thus, if the hollow for installing a magnet is provided in a movable part, it will become possible to suppress that a magnet shifts in the plane direction of a movable part.

図10は、第2可動部311の表面の第2上部磁石313aを設置する領域333の一部に、孔部335が形成されている状態を示している。図10では、図6に示す第2可動部311の裏面側の領域334については図示を省略しているが、孔部335は第2可動部311を貫通しており、第2可動部311の表面および裏面上に占める孔部335の面積は、領域333および領域334の面積より小さい。このように、上部磁石と下部磁石の間には可動部が存在しない孔部があってもよい。また、接着剤を用いる場合には、この孔部を介して接着剤を塗布してもよい。第2可動部311の表面および裏面上に占める孔部335の面積は、領域333および領域334の面積より小さいため、例えば図14に示す工程において接着剤を用いた場合であっても、接着剤は第2下部磁石314aの上面側に止まり、側面側に流れ出して冶具900と第2下部磁石314aや第2可動部311とが接着されてしまうことがない。   FIG. 10 shows a state where a hole 335 is formed in a part of a region 333 where the second upper magnet 313a is installed on the surface of the second movable portion 311. In FIG. 10, the region 334 on the back surface side of the second movable portion 311 shown in FIG. 6 is not shown, but the hole portion 335 penetrates the second movable portion 311 and the second movable portion 311 The area of the hole 335 on the front surface and the back surface is smaller than the areas of the region 333 and the region 334. Thus, there may be a hole between the upper magnet and the lower magnet where no movable part exists. Moreover, when using an adhesive agent, you may apply | coat an adhesive agent through this hole. Since the area of the hole 335 occupying on the front surface and the back surface of the second movable portion 311 is smaller than the areas of the region 333 and the region 334, for example, even when the adhesive is used in the step shown in FIG. Stops on the upper surface side of the second lower magnet 314a, flows out to the side surface side, and the jig 900 is not bonded to the second lower magnet 314a or the second movable portion 311.

また、上部磁石、下部磁石の形状は、上記の実施例において説明した形状に限定されない。例えば、図11および図12に示すように、上部磁石、下部磁石の一部が突起部を有していてもよい。尚、図11では、図6に示す第2可動部311の裏面側の領域334については図示を省略している。図11および図12は、第2可動部311上の第2上部磁石313aを設置する領域333の一部に、孔部336が形成されており、突起部337を備えた第2上部磁石313aと突起部338を備えた第2下部磁石338が、孔部336に突起部337および突起部338を挿入するように第2可動部311に設置されている状態を示している。このように、上部磁石、下部磁石の一部が突起部を有しており、可動部に設けられた窪みや孔部に挿入できるようにすれば、可動部の平面方向に磁石がずれることをより抑制することが可能となる。   The shapes of the upper magnet and the lower magnet are not limited to the shapes described in the above embodiments. For example, as shown in FIGS. 11 and 12, a part of the upper magnet and the lower magnet may have a protrusion. In addition, in FIG. 11, illustration is abbreviate | omitted about the area | region 334 of the back surface side of the 2nd movable part 311 shown in FIG. 11 and 12, a hole 336 is formed in a part of a region 333 where the second upper magnet 313 a is installed on the second movable portion 311, and the second upper magnet 313 a provided with the protrusion 337 A state is shown in which the second lower magnet 338 including the protrusion 338 is installed on the second movable portion 311 so that the protrusion 337 and the protrusion 338 are inserted into the hole 336. Thus, if the upper magnet and a part of the lower magnet have protrusions and can be inserted into the depressions or holes provided in the movable part, the magnet will be displaced in the plane direction of the movable part. It becomes possible to suppress more.

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 光学装置
20 第1電磁石
30 ミラー部
40 第2電磁石
201 鉄心
201a,201b 磁極部
203a,203b 第1コイル
301 基板
303a,303b 第1可撓梁
305 第1可動部
307a,307b 第1上部磁石
308a,308b 第1下部磁石
309a,309b 第2可撓梁
311 第2可動部
313a,313b 第2上部磁石
314a,314b 第2下部磁石
315 ミラー
401 鉄心
401a,401b 磁極
403a,403b 第2コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical apparatus 20 1st electromagnet 30 Mirror part 40 2nd electromagnet 201 Iron core 201a, 201b Magnetic pole part 203a, 203b 1st coil 301 Board | substrate 303a, 303b 1st flexible beam 305 1st movable part 307a, 307b 1st upper magnet 308a , 308b First lower magnet 309a, 309b Second flexible beam 311 Second movable part 313a, 313b Second upper magnet 314a, 314b Second lower magnet 315 Mirror 401 Iron core 401a, 401b Magnetic pole 403a, 403b Second coil

Claims (3)

基板と、
可撓梁と、
前記可撓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、
前記可動部の上面に固定されているミラーと、
第1磁極が前記可動部を向く姿勢で前記可動部の上面に設置されている上部磁石と、
第2磁極が前記可動部を向く姿勢で前記可動部を介して前記上部磁石と対向する位置の前記可動部の下面に設置されている下部磁石と、
前記上部磁石および前記下部磁石に前記可動部を前記可撓梁の周りに回転させるトルクを発生させる磁束を発生する電磁石とを備えている光学装置。
A substrate,
A flexible beam;
A movable part that is swingably supported by the flexible beam with respect to the substrate;
A mirror fixed to the upper surface of the movable part;
An upper magnet installed on the upper surface of the movable part in a posture in which the first magnetic pole faces the movable part;
A lower magnet installed on the lower surface of the movable part at a position facing the upper magnet via the movable part in a posture in which the second magnetic pole faces the movable part;
An optical device comprising: an electromagnet that generates a magnetic flux that generates a torque that causes the upper magnet and the lower magnet to rotate the movable portion around the flexible beam.
前記上部磁石と前記下部磁石は同一の部材である、請求項1に記載の光学装置。   The optical apparatus according to claim 1, wherein the upper magnet and the lower magnet are the same member. 前記上部磁石と前記可動部との接触面ならびに前記下部磁石と前記可動部との接触面に接着剤が塗布されている、請求項1又は2に記載の光学装置。   The optical device according to claim 1, wherein an adhesive is applied to a contact surface between the upper magnet and the movable portion and a contact surface between the lower magnet and the movable portion.
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