JP2012524294A - 超広角memsスキャナ - Google Patents
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Abstract
MEMSを用いた広角の光スキャナを実現する。
【解決手段】
光マイクロスキャナは、曲面反射板30を用いて広い回転角を実現する。本光マイクロスキャナは、入射ビーム25を受信し反射して反射ビーム35を生成する可動ミラー30と、可動ミラー30の直線変位を発生させる微小電気機械システム(MEMS)アクチュエータ40とを含む。曲面反射板は、可動ミラーの直線変位に基づいて反射ビーム35の角度回転θを発生させる。
【選択図】図1
Description
光マイクロスキャナ10は、図9Aないし9Jを用いてより詳細に後述されるように、例えば、1回のリソグラフィステップと、古くからあるメタライゼーションと共に、従来のMEMS技術を用いて作製することができる。
Claims (20)
- 入射ビームを受信するように光学的に結合され、前記入射ビームを反射して反射ビームを生成する可動ミラーと、
前記可動ミラーに結合され、前記可動ミラーに直線変位を発生させる微小電気機械システム(MEMS)アクチュエータと、
前記可動ミラーの直線変位に基づいて反射ビームに角度回転を生じさせる曲面反射板と、
を備える光マイクロスキャナ。 - 前記可動ミラーは前記曲面反射板であり、前記曲面反射板は、直線方向に移動可能であって、前記曲面反射板の各位置に応じて入射ビームの入射角が異なるように構成されている、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記曲面反射板は、前記可動ミラーから反射された反射ビームを受信するように光学的に結合され、反射ビームを反射して第2の反射ビームを生成する、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記可動ミラーの直線変位は、前記曲面反射板に入射する前記反射ビームの横方向変位を生じさせ、前記曲面反射板は、前記反射ビームの横方向変位を第2の反射ビームの角度回転に変換する、請求項3に記載の光マイクロスキャナ。
- 入射ビームを前記可動ミラーの方へ出射する光源をさらに備え、前記可動ミラーの直線変位は、前記光源の平面に垂直である、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記可動ミラーは、入射ビームの平面に関してある角度で固定されている、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記角度は45度である、請求項6に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記可動ミラーは、平面ミラー又は曲面ミラーのうちのいずれかである、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記曲面反射板は、凸面形状又は凹面形状のうちの一方を有している、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記光マイクロスキャナは、イメージングデバイスであり、
前記入射ビームは、画像化対象である物体から前記曲面反射板に入射する光を含み、
前記曲面反射板は、入射ビームを前記可動ミラーへ向けて反射するよう構成されており、
さらに、
前記可動ミラーから反射ビームを受信するように光学的に結合され、物体の画像の画素を測定する検出器を備え、
前記可動ミラーの直線変位は、一度に1画素分の光を前記検出器に投影して、画像を表現する連続データストリームを生成する、
請求項1に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記曲面反射板から反射された他の入射ビームから、他の反射ビームを生成するよう光学的に結合された他の可動ミラーであって、当該他の反射ビームを前記検出器へ出射して、前記光検出器に前記画像の異なる部分を表現する他の連続データストリームを生成させるように構成された可動ミラーと、
前記連続データストリームに基づいて前記物体の画像を生成する画像プロセッサと、
をさらに備える、請求項10に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記他の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、前記画像の前記異なる部分に対応する前記他の連続データストリームを生成する検出器をさらに備える、請求項11に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記光マイクロスキャナは、分散素子型分光計であり、さらに、
入射ビームを受信するよう光学的に結合され、当該入射ビームを回折して、前記曲面反射板の異なる位置に向かう、相異なる波長範囲を持つ複数の入射ビームを生成する回折格子と、
前記可動ミラーから前記複数の入射ビームのうちの1つに対応する反射ビームを受信するよう光学的に結合された検出器と、
を備え、
前記可動ミラーの直線変位は、一度に複数の入射ビームのうちの1つを前記検出器に反射して、前記検出器に連続データストリームを生成させるように構成されている、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記複数の各入射ビームの波長範囲は、それぞれ、異なる単一の波長を含み、前記可動ミラーは、前記回折格子のスリットのサイズと実質的に等しいサイズを有している、請求項13に記載の光マイクロスキャナ。
- 前記複数の各入射ビームの波長範囲は、複数の重なり合う波長を含み、
前記連続データストリームを微分して各波長の強度を算出するプロセッサをさらに備える、請求項13に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記曲面から反射された前記複数の入射ビームを受信するよう光学的に結合され、他の相補的な連続データストリームを生成する検出器をさらに備え、
前記プロセッサは、前記連続データストリーム及び前記他の相補的な連続データストリームを微分して各波長の強度を算出する、請求項15に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記光スキャナは、2次元スキャナであり、
前記可動ミラーは、第1の平面内で移動可能である第1の可動ミラーと、第1の平面に直交する第2の平面内で移動可能である第2の可動ミラーとを含み、
前記第1の可動ミラーは、入射ビームを受信するよう光学的に結合され、入射ビームを反射して第2の可動ミラーへ向かう第1の反射ビームを生成し、
前記第2の可動ミラーは、第1の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、第1の反射ビームを反射して前記曲面反射板に向かう第2の反射ビームを生成し、
前記曲面反射板は、第2の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、第2の反射ビームを反射して、前記第1の可動ミラー及び前記第2の可動ミラーのそれぞれの直線変位の結果として生成された第1の平面内及び第2の平面内における角度変位をもった第3の反射ビームを生成するよう構成されている、
請求項1に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記光スキャナは、2次元イメージングデバイスであり、
前記可動ミラーは、第1の平面内で移動可能である第1の可動ミラーと、第1の平面に直交する第2の平面内で移動可能である第2の可動ミラーとを含み、
前記曲面反射板は、入射ビームを受信するよう光学的に結合され、入射ビームを反射して前記第1の可動ミラーへ向かう第1の反射ビームを生成し、
前記第1の可動ミラーは、第1の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、第1の反射ビームを反射して第2の可動ミラーへ向かう第2の反射ビームを生成し、
前記第2の可動ミラーは、第2の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、第2の反射ビームを反射して第3の反射ビームを生成し、
さらに、
前記第2の可動ミラーから第3の反射ビームを受信するよう光学的に結合され、第3の反射ビームに対応する2次元画像の画素を測定する検出器を備え、
前記第1の可動ミラー及び前記第2の可動ミラーの直線変位は、2次元において一度に1つ画素分の光を前記検出器へ投影して、前記検出器に2次元画像を表現する連続データストリームを生成させるよう構成されている、
請求項1に記載の光マイクロスキャナ。 - 前記曲面反射板と前記可動ミラーとは、単一のリソグラフィステップにおいて位置決めされ加工される、請求項1に記載の光マイクロスキャナ。
- 上面及び下面を有するシリコン・オン・インシュレータ(silicon on insulator、SOI)ウェハを準備するステップと、
入射ビームを受信するよう光学的に結合され、入射ビームを反射して反射ビームを生成する可動ミラーと、前記可動ミラーに結合され前記可動ミラーに直線変位を発生させる微小電気機械システム(MEMS)アクチュエータと、前記可動ミラーの直線変位に基づいて反射ビームの角度回転を発生させる曲面反射板とを、前記SOIウェハの上面にフォトリソグラフィ的に画定するステップと、
前記SOIウェハの前記上面と前記SOIウェハの前記下面との間でエッチングを行って、前記可動ミラーと前記アクチュエータとを分離させるステップと、
を含む、光マイクロスキャナを作製する方法。
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