JP2016167961A - Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same - Google Patents
Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016167961A JP2016167961A JP2015047772A JP2015047772A JP2016167961A JP 2016167961 A JP2016167961 A JP 2016167961A JP 2015047772 A JP2015047772 A JP 2015047772A JP 2015047772 A JP2015047772 A JP 2015047772A JP 2016167961 A JP2016167961 A JP 2016167961A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable
- comb
- comb electrode
- support member
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
Description
本発明は、静電櫛歯アクチュエータ、該アクチュエータを用いた可変形状ミラー、該ミラーを用いた補償光学システムなどの装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic comb actuator, a deformable mirror using the actuator, and an adaptive optics system using the mirror.
静電引力によって変位させるタイプの可動ミラーないし可変形状ミラーは、光を利用した様々な分野への応用が期待されている。例えば、眼底検査装置、天体望遠鏡などの補償光学用波面補正デバイスとして利用することができる。このように静電引力で反射面を変位させる可動ミラーの典型例として、2枚の平行平板電極を使って可動にする手法が挙げられるが、この平行平板型の欠点として可動量が小さいことが挙げられる。それに対して、より大きな可動量を得ることが出来る櫛歯電極を用いた可変形状ミラーが近年提案されている。その一例が特許文献1に開示されている。図6に示すように、この可変形状ミラー500では、可動側の櫛歯電極520を支持する支持部530と、固定側の櫛歯電極510を支持している支持部570が、紙面上ではそれぞれ垂直方向上下に位置している。可動櫛歯電極と固定櫛歯電極は、互いに対向し、かつ間隔を隔てて交互になるように配置されている。これにより、上記平行平板型よりも大きな電極重なり面積が生じるので、櫛歯電極間で発生する静電引力が大きくなり、可動量を大きくすることが出来る。 A movable mirror or a deformable mirror of a type that is displaced by electrostatic attraction is expected to be applied to various fields using light. For example, it can be used as a wavefront correction device for adaptive optics such as a fundus inspection apparatus and an astronomical telescope. As a typical example of the movable mirror that displaces the reflecting surface by electrostatic attraction as described above, there is a method of making it movable by using two parallel plate electrodes, but the disadvantage of this parallel plate type is that the movable amount is small. Can be mentioned. On the other hand, a deformable mirror using a comb electrode that can obtain a larger movable amount has recently been proposed. An example thereof is disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. 6, in the deformable mirror 500, a support portion 530 that supports the movable comb electrode 520 and a support portion 570 that supports the fixed comb electrode 510 are respectively provided on the paper surface. Located vertically above and below. The movable comb electrode and the fixed comb electrode are arranged so as to face each other and be alternately spaced from each other. Thereby, since an electrode overlapping area larger than that of the parallel plate type is generated, the electrostatic attractive force generated between the comb electrodes is increased, and the movable amount can be increased.
しかしながら、特許文献1に開示されている構造では、最外の櫛歯電極と外壁580には同じ電圧が印加され、最外の櫛歯電極とその内側で隣り合う櫛歯電極には異なる電圧が印加される。したがって、最外の櫛歯電極とその内側で隣り合う櫛歯電極の間には静電引力が働くのに対して、最外の櫛歯電極と外壁580の間には静電引力が働かない。そのために、可動量を大きくするために駆動電圧を高くすると、最外の櫛歯電極とその内側で隣り合う櫛歯電極側との間に働く静電引力の影響で、最外の櫛歯電極が内側で隣り合う櫛歯電極に衝突するプルイン(引き込み)という現象が起きることがある。よって、この構造では、より大きな可動量を得ることが容易ではない。 However, in the structure disclosed in Patent Document 1, the same voltage is applied to the outermost comb electrode and the outer wall 580, and different voltages are applied to the outermost comb electrode and the adjacent comb electrode. Applied. Therefore, an electrostatic attractive force acts between the outermost comb-tooth electrode and the adjacent comb-tooth electrode on the inner side, whereas no electrostatic attractive force acts between the outermost comb-tooth electrode and the outer wall 580. . Therefore, when the drive voltage is increased to increase the movable amount, the outermost comb electrode is affected by the electrostatic attractive force acting between the outermost comb electrode and the adjacent comb electrode side on the inner side. There is a case in which a phenomenon called pull-in (retraction) occurs in which collides with an adjacent comb electrode on the inside. Therefore, with this structure, it is not easy to obtain a larger movable amount.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。その目的は、櫛歯電極を含むアクチュエータやそれを用いる可変形状ミラーなどにおいて、可動量を大きくするために駆動電圧を大きくする場合にもプルインが起こり難い構造を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems. The purpose is to provide a structure in which pull-in does not easily occur even when the drive voltage is increased in order to increase the amount of movement in an actuator including a comb electrode or a deformable mirror using the same.
上記課題を解決するための本発明の静電櫛歯アクチュエータは以下の構成を採用する。即ち、静電櫛歯アクチュエータは、支持部材と、前記支持部材に支持され、前記支持部材から延出する複数の固定櫛歯電極と、可動部材と、前記可動部材と前記支持部材とを繋ぐ弾性部材と、前記可動部材に設けられ、前記可動部材から前記固定櫛歯電極と略平行に延出し、かつ前記固定櫛歯電極と間隙を隔てて噛み合う複数の可動櫛歯電極と、を有し、前記可動部材の前記可動櫛歯電極が設けられた面と前記支持部材の前記固定櫛歯電極が設けられた面が、前記可動部材の可動方向と略平行に配置されている。そして、前記複数の可動櫛歯電極が配置されている方向において最外の前記可動櫛歯電極に対向する前記支持部材の部分と前記固定櫛歯電極が延出する前記支持部材の部分それぞれに個別電位を印加するための構造が設けられている。 The electrostatic comb actuator of the present invention for solving the above problems employs the following configuration. In other words, the electrostatic comb actuator includes a support member, a plurality of fixed comb electrodes supported by the support member and extending from the support member, a movable member, and an elastic connecting the movable member and the support member. A plurality of movable comb electrodes provided on the movable member, extending substantially parallel to the fixed comb electrodes from the movable member, and meshing with the fixed comb electrodes with a gap therebetween, A surface of the movable member on which the movable comb electrode is provided and a surface of the support member on which the fixed comb electrode is provided are arranged substantially parallel to the movable direction of the movable member. And each of the portion of the support member that faces the outermost movable comb electrode in the direction in which the plurality of movable comb electrodes are arranged and the portion of the support member that the fixed comb electrode extends from each other A structure for applying a potential is provided.
また、本発明の可変形状ミラーは、前記静電櫛歯アクチュエータと、一方の面が反射面であるミラー部材と、を有し、アクチュエータの可動部材は、ミラー部材の反射面とは反対側の面に接続されている。 Further, the deformable mirror of the present invention includes the electrostatic comb actuator and a mirror member having one surface as a reflection surface, and the movable member of the actuator is opposite to the reflection surface of the mirror member. Connected to the surface.
本発明によれば、上記の如き個別電位印加構造を有する静電櫛歯アクチュエータにおいて、高い駆動電圧で駆動したときにおいてもプルインの発生を抑制することができる技術を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which can suppress generation | occurrence | production of a pull in can be provided even when it drives with a high drive voltage in the electrostatic comb actuator which has the above individual electric potential application structures.
本発明では、複数の可動櫛歯電極が配置された方向において最外の可動櫛歯電極に対向する支持部材の部分に、他の支持部材の部分とは独立して個別電位を印加できる構造を支持部材に有している。こうすれば、可動量を大きくするために固定櫛歯電極と可動櫛歯電極との間に掛ける駆動電圧を大きくしても、前記個別電位を適宜に調整して、例えば、最外の可動櫛歯電極に作用する静電引力を左右対称にすることで、プルインを抑制することができる。こうした構成で、例えば、製造し易くするために、内側に位置する可動櫛歯電極と固定櫛歯電極とのギャップ(A)を、最外の可動櫛歯電極とこれに対向する支持部材の部分とのギャップ(B)より小さくすることができる。ギャップ(A)をギャップ(B)より小さくすると、櫛歯電極から支持部材を経て弾性部材に至る構造の周辺を精確かつ確実に作製できる効果がある。ただし、前記個別電位を印加する構造があれば、これへの印加電位の調整により、A>BまたはA=Bの関係であったとしてもプルインの発生を抑制することができる。 In the present invention, a structure in which an individual potential can be applied to a portion of the support member facing the outermost movable comb electrode in the direction in which the plurality of movable comb electrodes is arranged, independently of the other support member portions. It has in a support member. In this way, even if the drive voltage applied between the fixed comb electrode and the movable comb electrode in order to increase the movable amount is increased, the individual potential is adjusted appropriately, for example, the outermost movable comb. Pull-in can be suppressed by making the electrostatic attractive force acting on the tooth electrode symmetrical. In such a configuration, for example, in order to facilitate manufacture, the gap (A) between the movable comb electrode positioned on the inner side and the fixed comb electrode is formed on the outermost movable comb electrode and the portion of the support member facing the gap. It can be made smaller than the gap (B). When the gap (A) is smaller than the gap (B), there is an effect that the periphery of the structure from the comb electrode to the elastic member through the support member can be accurately and reliably manufactured. However, if there is a structure for applying the individual electric potential, the adjustment of the electric potential applied thereto can suppress the occurrence of pull-in even if A> B or A = B.
以下、より具体的な構造の実施形態を説明するが、勿論、本発明はこれらに限られるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲内において、様々に変形や変更が施されても良い。 Hereinafter, embodiments of a more specific structure will be described, but of course the present invention is not limited to these. Various modifications and changes may be made without departing from the scope of the invention.
(実施形態1)
図1、図2−1、図2−2、図3を参照して、本発明に係る実施形態1の静電櫛歯アクチュエータを備える可変形状ミラー100について説明する。図1は本実施形態の可変形状ミラー100の上面図である。図2−1(a)〜(g)と図2−2(h)〜(j)は作製方法の断面図である。図3は2つの異なる状態における本実施形態の可変形状ミラー100の静電櫛歯アクチュエータの櫛歯構造の電極対のA1−A2断面図である。
(Embodiment 1)
A deformable mirror 100 including the electrostatic comb actuator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2-1, 2-2, and 3. FIG. 1 is a top view of a deformable mirror 100 of the present embodiment. FIGS. 2-1 (a) to (g) and FIGS. 2-2 (h) to (j) are cross-sectional views of the manufacturing method. FIG. 3 is an A1-A2 cross-sectional view of the electrode pair of the comb-teeth structure of the electrostatic comb actuator of the deformable mirror 100 of the present embodiment in two different states.
アクチュエータ101は第一の基板102を加工して形成される。可動部材103は2本以上の弾性体(弾性部材)104により支持部材105に支持される。ここでは、板バネ形態の弾性体104が、断面形状が正方形などの回転対称形状の可動部材103の周りに等角度間隔(ここでは180°間隔)で設けられている。これにより、可動部材103の図1紙面に垂直な方向の上下移動が安定的に確保される。 The actuator 101 is formed by processing the first substrate 102. The movable member 103 is supported on the support member 105 by two or more elastic bodies (elastic members) 104. Here, the elastic bodies 104 in the form of leaf springs are provided at equiangular intervals (here, 180 ° intervals) around the movable member 103 having a rotationally symmetric shape such as a square cross section. Thereby, the vertical movement of the movable member 103 in the direction perpendicular to the sheet of FIG. 1 is stably secured.
可動櫛歯電極106は、それぞれ、可動部材103から第一の基板102の面に水平な方向に延出する。弾性体104の外端が結合した支持部材105の部分に対して絶縁部107と電極分離溝127を介して絶縁された支持部材105の部分に固定された複数の固定櫛歯電極108は、支持部材105の上面に平行な方向に延出する。絶縁部107は、後述の活性層の絶縁層で、電極分離溝127には後述のハンドル層側の絶縁層が形成される。可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108は互いに向き合うように配置され、かつそれぞれの櫛歯が等間隔で交互に並ぶように配置されて、アクチュエータの櫛歯電極対を構成している。以上の如く、アクチュエータは、支持部材から延出する複数の固定櫛歯電極と、可動部材と支持部材とを繋ぐ弾性部材と、可動部材から固定櫛歯電極と略平行に延出し、かつ固定櫛歯電極と間隙を隔てて噛み合う複数の可動櫛歯電極と、を有する。そして、可動部材の可動櫛歯電極が設けられた面と支持部材の固定櫛歯電極が設けられた面が、可動部材の可動方向と略平行に配置されている。 Each of the movable comb electrodes 106 extends from the movable member 103 in a direction horizontal to the surface of the first substrate 102. A plurality of fixed comb electrodes 108 fixed to a portion of the support member 105 that is insulated via the insulating portion 107 and the electrode separation groove 127 with respect to the portion of the support member 105 to which the outer end of the elastic body 104 is coupled are supported. It extends in a direction parallel to the upper surface of the member 105. The insulating portion 107 is an insulating layer of an active layer described later, and an insulating layer on the handle layer side described later is formed in the electrode separation groove 127. The movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 are arranged so as to face each other, and the comb teeth are alternately arranged at equal intervals to constitute a comb electrode pair of the actuator. As described above, the actuator includes a plurality of fixed comb electrodes extending from the support member, an elastic member connecting the movable member and the support member, and extending substantially parallel to the fixed comb electrodes from the movable member. And a plurality of movable comb electrodes engaged with the tooth electrodes with a gap therebetween. The surface of the movable member on which the movable comb electrode is provided and the surface of the support member on which the fixed comb electrode is provided are arranged substantially parallel to the movable direction of the movable member.
また、可動部材103は金バンプ126により、反射部材(ミラー部材)109と接合されており、可動部材103が移動するときにミラー100が変形する。 Further, the movable member 103 is joined to the reflecting member (mirror member) 109 by the gold bump 126, and the mirror 100 is deformed when the movable member 103 moves.
次に可変形状ミラーの作製方法について、説明する。初めに、図2−1(a)に示すように、第一の基板102を用意する(S101)。第一の基板102は、ハンドル層(Si)110、ボックス層(SiO2)111、活性層(Si)112で構成されたSOI基板である。 Next, a method for manufacturing the deformable mirror will be described. First, as shown in FIG. 2A, the first substrate 102 is prepared (S101). The first substrate 102 is an SOI substrate including a handle layer (Si) 110, a box layer (SiO 2 ) 111, and an active layer (Si) 112.
次に、図2−1(b)に示すように、第一の基板102の両面に絶縁層113のパターンを形成する(S102)。熱酸化による酸化シリコン(SiO2)を絶縁層113として形成した後に、レジストパターン(不図示)を形成する。該レジストパターンをマスクにして、絶縁層113をエッチングして絶縁層パターン113a、113bを形成する工程である。 Next, as shown in FIG. 2B, the pattern of the insulating layer 113 is formed on both surfaces of the first substrate 102 (S102). After forming silicon oxide (SiO 2 ) by thermal oxidation as the insulating layer 113, a resist pattern (not shown) is formed. In this step, the insulating layer 113 is etched to form insulating layer patterns 113a and 113b using the resist pattern as a mask.
次に、図2−1(c)に示すように、貫通電極114a〜114dを形成する(S103)。第一の基板102の裏面にレジストパターン(不図示)を形成する。該レジストパターンをマスクにして、活性層(Si)112及びボックス層(SiO2)111をエッチングし、貫通孔を形成する。さらに、電極材料となるチタン(Ti)及び金(Au)を積層成膜した後、レジストパターン(不図示)を形成する。該レジストパターンをマスクにして、金(Au)及びチタン(Ti)をエッチングする。こうして形成された貫通電極は、それぞれ固定櫛歯電極用の貫通電極114a、可動櫛歯電極用の貫通電極114b、可動部の貫通電極114c(ハンドル層と活性層を導通するコンタクトホール(電極))及び支持部個別電位用の貫通電極114dとなる。 Next, as shown in FIG. 2-1 (c), through electrodes 114a to 114d are formed (S103). A resist pattern (not shown) is formed on the back surface of the first substrate 102. Using the resist pattern as a mask, the active layer (Si) 112 and the box layer (SiO 2 ) 111 are etched to form a through hole. Further, after titanium and titanium (Ti) and gold (Au) as electrode materials are stacked, a resist pattern (not shown) is formed. Gold (Au) and titanium (Ti) are etched using the resist pattern as a mask. The through electrodes formed in this way are a through electrode 114a for a fixed comb electrode, a through electrode 114b for a movable comb electrode, and a through electrode 114c of a movable part (contact hole (electrode) for conducting the handle layer and the active layer). In addition, the through electrode 114d is used for supporting portion individual potential.
次に、図2−1(d)に示すように、バンプ接合用のパッド115を形成する(S104)。第一の基板102の表面に、パッド材料となるチタン(Ti)及び金(Au)を積層成膜した後、レジストパターン(不図示)を形成する。該レジストパターンをマスクにして、金(Au)及びチタン(Ti)をエッチングする。 Next, as shown in FIG. 2D, a bump bonding pad 115 is formed (S104). On the surface of the first substrate 102, titanium (Ti) and gold (Au), which are pad materials, are stacked and formed, and then a resist pattern (not shown) is formed. Gold (Au) and titanium (Ti) are etched using the resist pattern as a mask.
次に、図2−1(e)に示すように、櫛歯形状を形成するときのマスクを形成する(S105)。第一の基板102の表面にレジストパターン116を形成し、第一の基板102表面の絶縁層113bをエッチングする。 Next, as shown in FIG. 2E, a mask for forming a comb-teeth shape is formed (S105). A resist pattern 116 is formed on the surface of the first substrate 102, and the insulating layer 113b on the surface of the first substrate 102 is etched.
次に、図2−1(f)に示すように、第一の基板102表面から、櫛歯電極領域123(可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108を含む領域)、弾性体開口領域122(弾性体104上の開口を含む領域)、及び電極分離溝127を形成する(S106)。S105で形成したレジストパターン116、及び絶縁層113bをマスクにして、ハンドル層110(Si)をエッチングする工程である。ハンドル層(Si)110をエッチングして、所望の櫛歯形状を形成するためには、断面垂直性の高いエッチングが可能なICP−RIE(:Inductive Coupled Plasma−Reactive Ion Etching)などを用いる。このとき、マスク開口面積の小さい櫛歯電極領域123と、マスク開口部面積の大きい弾性体開口領域122を同時にエッチングする。そして、固定領域である支持部材105、可動領域である最外の可動櫛歯電極106、及び可動部材103を分断する。こうした製造ステップを比較的容易かつ確実に行えるように、最外の可動櫛歯電極106と支持部材(外壁)間のギャップ(B)125を中央の櫛歯電極間ギャップ(A)124より広くする(図1を参照)。また、形成した電極分離溝127により、複数の可動櫛歯電極106が配置される方向(図1におけるX方向)において最外の可動櫛歯電極106と対向する支持部材105の部分と、固定櫛歯電極108が延出する支持部材105の部分とは電気的に分離されている。そして、電気的に分離された支持部材105の部分それぞれは、独立に個別電位を印加することが可能になる。個別電位を印加するために、電気的に分離された支持部材105の部分それぞれには、電極パッドが形成されている。 Next, as shown in FIG. 2-1 (f), from the surface of the first substrate 102, a comb electrode region 123 (a region including the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108), an elastic body opening region 122. (A region including the opening on the elastic body 104) and the electrode separation groove 127 are formed (S106). This is a step of etching the handle layer 110 (Si) using the resist pattern 116 formed in S105 and the insulating layer 113b as a mask. In order to form the desired comb-teeth shape by etching the handle layer (Si) 110, ICP-RIE (Inductively Coupled Plasma-Reactive Ion Etching) that can be etched with high cross-sectional perpendicularity is used. At this time, the comb electrode region 123 having a small mask opening area and the elastic body opening region 122 having a large mask opening area are simultaneously etched. Then, the support member 105 that is the fixed region, the outermost movable comb electrode 106 that is the movable region, and the movable member 103 are divided. The gap (B) 125 between the outermost movable comb electrode 106 and the support member (outer wall) is made wider than the central inter-gap electrode gap (A) 124 so that these manufacturing steps can be performed relatively easily and reliably. (See FIG. 1). Further, the formed electrode separation groove 127 allows the portion of the support member 105 facing the outermost movable comb electrode 106 in the direction (X direction in FIG. 1) in which the plurality of movable comb electrodes 106 are arranged, and the fixed comb. The portion of the support member 105 from which the tooth electrode 108 extends is electrically separated. Each of the electrically separated portions of the support member 105 can be independently applied with an individual potential. In order to apply individual potentials, electrode pads are formed on each of the electrically separated portions of the support member 105.
次に、図2−1(g)に示すように、櫛歯の段差を形成する(S107)。固定櫛歯電極108の段差を形成するために、裏面の絶縁層(SiO2)113aをマスクにして、活性層(Si)112をエッチングする。さらに、活性層112をマスクにボックス層(SiO2)111をエッチングする。さらに、固定櫛歯電極108のシリコン(Si)を、エッチングする。また、可動櫛歯電極106側の段差を形成するために、表面のレジストパターン116と裏面のレジストパターン(不図示)を剥離した後に、表面の絶縁層(SiO2)113bをマスクに、可動櫛歯電極106のシリコン(Si)をエッチングする。 Next, as shown in FIG. 2-1 (g), comb-shaped steps are formed (S107). In order to form a step in the fixed comb electrode 108, the active layer (Si) 112 is etched using the insulating layer (SiO 2 ) 113a on the back surface as a mask. Further, the box layer (SiO 2 ) 111 is etched using the active layer 112 as a mask. Further, the silicon (Si) of the fixed comb electrode 108 is etched. In order to form a step on the movable comb electrode 106 side, the resist pattern 116 on the front surface and the resist pattern (not shown) on the back surface are peeled off, and then the movable comb is used with the insulating layer (SiO 2 ) 113b on the front surface as a mask. The silicon (Si) of the tooth electrode 106 is etched.
次に、図2−2(h)に示すように、ボックス層(SiO2)111をエッチングして、可動櫛歯電極106及び固定櫛歯電極108をリリースする(S108)。ボックス層(SiO2)111のエッチングは、0.5%フッ化水素酸(HF)によって、ボックス層(SiO2)111を選択的にウェットエッチングする。 Next, as shown in FIG. 2H, the box layer (SiO 2 ) 111 is etched to release the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 (S108). Etching of the box layer (SiO 2) 111 is the 0.5% hydrofluoric acid (HF), selectively wet etching the box layer (SiO 2) 111.
次に、図2−2(i)に示すように、S108までで形成した第一の基板102と第二の基板117を接合する(S108)。第二の基板117は、ハンドル層(Si)118、ボックス層(SiO2)119、活性層(Si)120で構成されたSOI基板である。ここでは、第二の基板117のハンドル層118の表面に、熱酸化による酸化シリコンの絶縁層(不図示)を形成する。次に、レジストパターン(不図示)を形成し、ウェットエッチングすることにより、ハンドル層(Si)118の表面に絶縁層のパターニング(不図示)を形成する。また、第二の基板117の活性層120表面に、後述の金(Au)バンプを形成するパッド部121を形成する。そのために、チタン(Ti)及び金(Au)を積層・成膜した後、レジストパターン(不図示)を形成する。該レジストパターンをマスクにして、金(Au)及びチタン(Ti)をエッチングする。さらに、前記パッド部121上に、金(Au)バンプ126を形成する。そして次に、第一の基板102のパッド部115と第二の基板117の金(Au)バンプ126の正確な位置合わせを行い、バンプ接合する。接合する方法は、シリコン−シリコン(Si−Si)、酸化シリコン−酸化シリコン(SiO2−SiO2)、及びシリコン−酸化シリコン(Si−SiO2)などのフュージョン接合や接着剤などによる接合でも可能である。 Next, as shown in FIG. 2-2 (i), the first substrate 102 and the second substrate 117 formed up to S108 are bonded (S108). The second substrate 117 is an SOI substrate including a handle layer (Si) 118, a box layer (SiO 2 ) 119, and an active layer (Si) 120. Here, an insulating layer (not shown) of silicon oxide is formed on the surface of the handle layer 118 of the second substrate 117 by thermal oxidation. Next, a resist pattern (not shown) is formed, and wet etching is performed to form an insulating layer pattern (not shown) on the surface of the handle layer (Si) 118. Further, a pad portion 121 for forming a gold (Au) bump described later is formed on the surface of the active layer 120 of the second substrate 117. For this purpose, a resist pattern (not shown) is formed after laminating and forming titanium (Ti) and gold (Au). Gold (Au) and titanium (Ti) are etched using the resist pattern as a mask. Further, a gold (Au) bump 126 is formed on the pad portion 121. Then, the pad portion 115 of the first substrate 102 and the gold (Au) bump 126 of the second substrate 117 are accurately aligned and bump-bonded. The bonding method may be fusion bonding such as silicon-silicon (Si-Si), silicon oxide-silicon oxide (SiO 2 -SiO 2 ), and silicon-silicon oxide (Si-SiO 2 ), or bonding with an adhesive. It is.
次に、図2−2(i)〜(j)に示すように、第二の基板117のハンドル層(Si層)118とボックス層(SiO2)119を選択的にエッチングする(S110)。ハンドル層(Si)118を選択的にエッチングするためには、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液(TMAH)や、水酸化カリウム(KOH)などの薬液であれば可能である。さらに、露出したボックス層(SiO2)119を0.5%フッ化水素酸(HF)によって、選択的にウェットエッチングする。この工程により、活性層(Si)120が露出され、活性層(Si)120が反射部材となり、可変形状ミラー100が形成される。ここで、アクチュエータの可動部材103は、ミラー部材109の反射面とは反対側の面に接続されている。 Next, as shown in FIGS. 2-2 (i) to (j), the handle layer (Si layer) 118 and the box layer (SiO 2 ) 119 of the second substrate 117 are selectively etched (S110). In order to selectively etch the handle layer (Si) 118, a chemical solution such as tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH) or potassium hydroxide (KOH) can be used. Further, the exposed box layer (SiO 2 ) 119 is selectively wet-etched with 0.5% hydrofluoric acid (HF). By this step, the active layer (Si) 120 is exposed, the active layer (Si) 120 becomes a reflecting member, and the deformable mirror 100 is formed. Here, the movable member 103 of the actuator is connected to the surface of the mirror member 109 opposite to the reflecting surface.
図3を参照して、アクチュエータ101及び可変形状ミラー100の動作について説明する。可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108との間には、支持部材105の上面に垂直な方向の段差がある。即ち、可動及び固定の櫛歯電極同士は、支持部材105上面に垂直な方向において、重なり合わない部分を持つ。これは、本実施形態が、櫛歯電極同士が静電引力で引かれるときに、重なり合う方向に力が働き、変位する現象を利用した方式(可変重なり型)を採用するためである。この現象において櫛歯電極同士が全て重なりあった場合、それ以上変位しなくなるので、初期位置では、重なり合う部分を少なくし、電圧を印加したときに重なり合う部分を増大させることが必要ないし好適である。 The operations of the actuator 101 and the deformable mirror 100 will be described with reference to FIG. There is a step in a direction perpendicular to the upper surface of the support member 105 between the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108. In other words, the movable and fixed comb electrodes have portions that do not overlap in the direction perpendicular to the upper surface of the support member 105. This is because the present embodiment employs a method (variable overlap type) that utilizes a phenomenon in which forces act in the overlapping direction and are displaced when the comb electrodes are pulled by electrostatic attraction. In this phenomenon, when all the comb electrodes overlap each other, they are not displaced any more. Therefore, it is necessary or preferable to reduce the overlapping portions at the initial position and increase the overlapping portions when a voltage is applied.
図1で示すように、絶縁部により可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108は電気的に分離されている。よって、可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108との間に電圧をかけることにより、両電極106、108の間隔が保たれたまま、可動部材103が支持部材105上面に垂直な方向に変位する。可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108に電位差を与えたときに働くZ方向の静電引力Fzは、以下の関係式1で表わされる。
Fz=[(ε0・N・S)/(2g)]・(Vm−Vf)2 (関係式1)
ここで、ε0:真空の誘電率、N:櫛歯電極間ギャップの数、S:可動櫛歯電極と固定櫛歯電極のオーバーラップ面積(静電力が発生する電極面積)、Vm:可動櫛歯電極の電位、Vf:固定櫛歯電極の電位、g:櫛歯電極間ギャップ幅である。
As shown in FIG. 1, the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 are electrically separated by the insulating portion. Therefore, by applying a voltage between the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108, the movable member 103 is displaced in a direction perpendicular to the upper surface of the support member 105 while keeping the distance between the electrodes 106 and 108. To do. The electrostatic attraction force Fz in the Z direction that acts when a potential difference is applied to the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 is expressed by the following relational expression 1.
Fz = [(ε 0 · N · S) / (2 g)] · (Vm−Vf) 2 (Relational Expression 1)
Where ε 0 : dielectric constant of vacuum, N: number of gaps between comb electrodes, S: overlap area of movable comb electrodes and fixed comb electrodes (electrode area where electrostatic force is generated), Vm: movable comb The potential of the tooth electrode, Vf: the potential of the fixed comb electrode, and g: the gap width between the comb electrodes.
まず、図3(a)に示した電圧印加直後の状態のように、可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108に電位差を与えることにより静電引力が発生し、櫛歯電極同士が互いに引き合う。これにより可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108とが引き付け合うが、櫛歯が対面する方向に関しては左右ほぼ均等に静電引力を受けるので、反射部材109に垂直なZ方向に変位することになる。 First, as shown in FIG. 3A, immediately after voltage application, an electrostatic attraction is generated by applying a potential difference between the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108, and the comb electrodes attract each other. . As a result, the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 attract each other, but since the electrostatic attraction force is received substantially evenly in the left and right directions in the direction in which the comb teeth face each other, it is displaced in the Z direction perpendicular to the reflecting member 109. become.
続いて、図3(b)に示すような釣り合い状態となる。即ち、弾性体104の復元力と可動部材103を変位させた静電引力とが釣り合う位置で、可動櫛歯電極106が停止する。そして可動櫛歯電極106と固定櫛歯電極108との電位差を0Vにすると、弾性体104の復元力により、可動櫛歯電極106は初期位置にまで戻る。 Subsequently, a balanced state as shown in FIG. That is, the movable comb electrode 106 stops at a position where the restoring force of the elastic body 104 and the electrostatic attractive force that has displaced the movable member 103 are balanced. When the potential difference between the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 is set to 0 V, the movable comb electrode 106 returns to the initial position by the restoring force of the elastic body 104.
以上のような静電櫛歯アクチュエータを駆動させるとき、従来の静電櫛歯アクチュエータでは、発生力を増やすために、可動櫛歯電極106及び固定櫛歯電極108の厚さを薄く形成し櫛歯電極部を高密度化する。そうした場合、可動櫛歯電極106及び固定櫛歯電極108の厚さ方向(X方向)における剛性が低下する。さらに、作製方法のステップ(S106)で述べた様に、マスク開口面積の小さい櫛歯電極領域123とマスク開口面積の大きい弾性体開口領域122を同時にドライエッチングするとき、次の如き必要がある。即ち、ローディング効果によるパターン異常を抑制し、支持部材(固定領域)と最外の可動櫛歯電極(可動領域)を分断するために、最外の可動櫛歯電極と支持部材(外壁)間のギャップ(B)を中央の櫛歯電極間ギャップ(A)より広くする必要がある。 When driving the electrostatic comb actuator as described above, in the conventional electrostatic comb actuator, in order to increase the generated force, the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 are formed with a small thickness. Densify the electrode part. In such a case, the rigidity of the movable comb electrode 106 and the fixed comb electrode 108 in the thickness direction (X direction) decreases. Further, as described in the step (S106) of the manufacturing method, when the comb electrode region 123 having a small mask opening area and the elastic body opening region 122 having a large mask opening area are simultaneously dry-etched, the following is necessary. That is, between the outermost movable comb electrode and the support member (outer wall) to suppress the pattern abnormality due to the loading effect and to divide the support member (fixed region) and the outermost movable comb electrode (movable region). It is necessary to make the gap (B) wider than the center inter-gap electrode gap (A).
ここで、各櫛歯電極間に発生するX方向の静電力は次の関係式(2)で表わされる。
Fx=[(ε0・N・S)/(2g2)]・(Vm−Vf)2 (関係式2)
内側の櫛歯電極は、櫛歯電極間ギャップ(A)が左右で等しいので、X方向に働く力が等しいため、櫛歯電極が変形したプルインすることはない。しかし、ここでは、最外の可動櫛歯電極106と支持部材(外壁)間のギャップ(B)が中央の櫛歯電極間ギャップ(A)より広いために、次のようなことが起こり易い。つまり、駆動電圧Vが大きいほど、最外の可動櫛歯電極について、発生する力FB(外側方向への力)よりFA(内側方向への力)が大きくなり内側(ギャップA側)に変形し、最終的には内側の固定櫛歯電極108に接触するプルインという現象が生じる。
Here, the electrostatic force in the X direction generated between the comb electrodes is expressed by the following relational expression (2).
Fx = [(ε 0 · N · S) / (2g 2 )] · (Vm−Vf) 2 (Relational Expression 2)
Since the inner interdigital electrode gap (A) is the same on the left and right sides, the inner comb electrode has the same force acting in the X direction, so that the comb electrode does not pull in. However, since the gap (B) between the outermost movable comb electrode 106 and the support member (outer wall) is wider than the center inter-gap electrode gap (A), the following is likely to occur. That is, as drive voltage V increases, F A (force toward the inner side) becomes greater than force F B (force toward the outer side) generated on the outermost movable comb electrode, and the inner side (gap A side) increases. Deformation and finally a phenomenon called pull-in that contacts the inner fixed comb electrode 108 occurs.
上記ローディング効果について説明すると、弾性体開口部122とギャップ(A)とギャップ(B)が同じ開口面積であれば、エッチングレートが均一になってローディング効果が抑制される。しかしながら、上述した様に、発生力を大きくするためにギャップ(A)を狭くする必要があって、ギャップ(A)=ギャップ(B)とすると、弾性体開口部122の開口が大きいため、ここでのエッチングレートが速くなり、パターン異常が発生し易くなる。そのために本実施形態の如くAをBより小さくすれば、エッチングレートの勾配を小さくすることができるため、パターン異常を抑制することが出来る。 The loading effect will be described. If the elastic body opening 122, the gap (A), and the gap (B) have the same opening area, the etching rate becomes uniform and the loading effect is suppressed. However, as described above, it is necessary to narrow the gap (A) in order to increase the generated force, and if the gap (A) = gap (B), the opening of the elastic body opening 122 is large. In this case, the etching rate is increased, and pattern abnormality is likely to occur. Therefore, if A is made smaller than B as in the present embodiment, the gradient of the etching rate can be reduced, so that the pattern abnormality can be suppressed.
以上の事情に鑑みて、本実施形態では、上記プルイン現象が生じ易くなる点を解消するために、発生する静電力FBを制御できるように、最外の可動櫛歯電極と対向する支持部材の部分に個別電位を印加することができる。このことで、大きい駆動電圧でもプルインすることなく、安定した駆動を実現することができる。 In view of the above circumstances, in the present embodiment, the pull-in phenomenon in order to solve a point where is likely to occur, to be able to control the electrostatic force F B which is generated, the outermost of the movable comb electrode and the counter support member Individual potentials can be applied to these portions. Thus, stable driving can be realized without pulling in even with a large driving voltage.
発生する静電力と櫛歯の剛性から、安定した駆動が実現出来るようにするために必要な関係式を示す。一般的に片持ちバネのバネ定数kは、関係式(3)で示される。Eは可動櫛歯電極106のヤング率、wは可動櫛歯電極106の幅(Z方向の長さ)tは可動櫛歯電極106の厚さ(X方向の長さ)lは可動櫛歯電極106の長さを示している。
A relational expression necessary for realizing stable driving from the generated electrostatic force and the rigidity of the comb teeth is shown. Generally, the spring constant k of the cantilever spring is represented by the relational expression (3). E is the Young's modulus of the movable comb electrode 106, w is the width of the movable comb electrode 106 (length in the Z direction) t is the thickness of the movable comb electrode 106 (length in the X direction) l is the movable comb electrode The length of 106 is shown.
櫛歯電極に働く静電力について、FA(内側方向への力)、FB(外側方向への力)関係式(4)、(5)で示される。xは櫛歯電極のX方向の変位量(内側方向をプラスとする)、g1は可動櫛歯電極と固定櫛歯電極間のギャップ、g2は櫛歯電極と支持部材(外壁)間のギャップである。また、VAは可動櫛歯電極と固定櫛歯電極間の電位差、VBは櫛歯電極と支持部材(外壁)間の電位差、ε0は誘電率である。
The electrostatic force acting on the comb electrode is expressed by F A (force toward the inner side) and F B (force toward the outer side) in relational expressions (4) and (5). x is the amount of displacement of the comb electrode in the X direction (the inner direction is positive), g 1 is the gap between the movable comb electrode and the fixed comb electrode, and g 2 is between the comb electrode and the support member (outer wall). It is a gap. V A is a potential difference between the movable comb electrode and the fixed comb electrode, V B is a potential difference between the comb electrode and the support member (outer wall), and ε 0 is a dielectric constant.
最外の可動櫛歯電極106に加わる静電力ΔFは、関係式(6)で示される。
The electrostatic force ΔF applied to the outermost movable comb electrode 106 is represented by the relational expression (6).
プルインが発生しないためには、復元力であるkxと可動櫛歯電極106に加わる静電力Fとの関係を表す関係式(7)と、関係式(8)を満たす必要がある。
δ=kx−(FA−FB)≧0 (関係式7) x=1/3g1 (関係式8)
ここで、関係式(8)の右辺で1/3とする根拠は、これ以上、変位量xが大きくなるとプルインすることが一般的に認められていることに依る。
In order for pull-in not to occur, it is necessary to satisfy the relational expression (7) and the relational expression (8) representing the relation between the restoring force kx and the electrostatic force F applied to the movable comb electrode 106.
δ = kx- (F A -F B ) ≧ 0 ( equation 7) x = 1 / 3g 1 ( equation 8)
Here, the reason why the right side of the relational expression (8) is 1/3 is that it is generally accepted that pull-in occurs when the displacement amount x increases.
関係式(7)に関係式(6)と関係式(8)を代入する。そこに、下記に示す可動櫛歯電極106の構造パラメータを入力し、個別電位VB、最外の櫛歯電極の厚さt、及び関係式(7)に示すδの関係を図4に示す。前記入力パラメータは、固定櫛歯電極108と可動櫛歯電極106とのギャップ(A):g1=7μm、ギャップ(B):g2=14μm、可動櫛歯電極の長さ:l=500μm、可動櫛歯電極の幅:w=200μmである。また、可動櫛歯電極のヤング率:E=130GPa、真空の誘電率:ε0=8.85×10−12F/mである。 Relational expression (6) and relational expression (8) are substituted into relational expression (7). Then, the structural parameters of the movable comb electrode 106 shown below are input, and the relationship between the individual potential V B , the thickness t of the outermost comb electrode, and δ shown in the relational expression (7) is shown in FIG. . The input parameters are as follows: gap (A) between fixed comb electrode 108 and movable comb electrode 106: g 1 = 7 μm, gap (B): g 2 = 14 μm, length of movable comb electrode: l = 500 μm, The width of the movable comb electrode: w = 200 μm. The Young's modulus of the movable comb electrode is E = 130 GPa, and the dielectric constant of vacuum is ε 0 = 8.85 × 10 −12 F / m.
典型的には最大の駆動電圧は例えば150V以上で駆動するが、仮に、最大駆動電圧150Vで駆動したいときに、関係式(7)、(8)を満たす領域は、図4に示す領域Aである。よって、可動櫛歯電極106の厚さt=11μmのとき、個別電位VBが115Vより小さいときには、可動櫛歯電極106は関係式(7)、(8)を満たさないため、プルインすることとなる。そのため、個別電位VBを115V以上にし、可動櫛歯電極106に発生する内側方向の静電力を弱めることにより、大きい駆動電圧でもプルインすることなく、安定した駆動を実現できることとなる。また、発生力を増加させるために、可動櫛歯電極10の厚さを9μmに変更したときは、個別電位VBを262V以上にする。これにより、可動櫛歯電極106に発生する内側方向の静電力を弱めることにより、大きい駆動電圧でもプルインすることなく、安定した駆動を実現することができることとなる。 Typically, the maximum drive voltage is driven at, for example, 150 V or more. However, if it is desired to drive at the maximum drive voltage of 150 V, the region satisfying the relational expressions (7) and (8) is the region A shown in FIG. is there. Therefore, when the thickness t of the movable comb electrode 106 is t = 11 μm and the individual potential V B is smaller than 115 V, the movable comb electrode 106 does not satisfy the relational expressions (7) and (8), so that it is pulled in. Become. Therefore, by setting the individual potential V B to 115 V or more and weakening the electrostatic force in the inner direction generated in the movable comb electrode 106, stable driving can be realized without pulling in even with a large driving voltage. Further, when the thickness of the movable comb electrode 10 is changed to 9 μm in order to increase the generated force, the individual potential V B is set to 262 V or more. Thus, by weakening the electrostatic force in the inner direction generated in the movable comb electrode 106, stable driving can be realized without pulling in even with a large driving voltage.
なお、図1では、連続した反射面を有する反射部材109に1個のアクチュエータが接続された構造を示しているが、これは一例である。反射部材に接続されるアクチュエータの個数を増やすことで、より複雑なミラー面形状を精度良く実現することが可能になる。また、複数のアクチュエータ101のそれぞれに接続部を介して1枚ずつ反射部材109を接続したタイプも可能である。これにより各反射部材109で反射する光の光路長を変化させることが出来るので、波面補正デバイスとして使用可能である。 FIG. 1 shows a structure in which one actuator is connected to a reflecting member 109 having a continuous reflecting surface, but this is an example. By increasing the number of actuators connected to the reflecting member, a more complicated mirror surface shape can be realized with high accuracy. In addition, a type in which one reflection member 109 is connected to each of the plurality of actuators 101 via a connection portion is also possible. Thereby, since the optical path length of the light reflected by each reflecting member 109 can be changed, it can be used as a wavefront correction device.
(実施形態2:眼科装置)
以上説明した可変形状ミラーを、光学収差を補償する波面補償デバイスを用いた補償光学システムについて、走査型レーザ顕眼鏡(Scanning Laser Ophthalmoscope:以下SLO装置と記述する)を例にとって説明する。SLO装置とは、光を眼底に照射し、視細胞・網膜神経線維束・血球動態等の観察を可能にする眼科装置である。
(Embodiment 2: Ophthalmic apparatus)
The above-described deformable mirror will be described with respect to an adaptive optical system using a wavefront compensation device that compensates for optical aberration, taking a scanning laser opthalmoscope (hereinafter referred to as an SLO apparatus) as an example. The SLO device is an ophthalmic device that irradiates the fundus with light and enables observation of photoreceptor cells, retinal nerve fiber bundles, blood cell dynamics, and the like.
本実施形態にかかるSLO装置の概略構成を図5に示す。光源301から出射した光は、単一モード光ファイバー302を伝播し、コリメータ303を通過して平行光線となる。平行光線は、測定光305として光分割手段であるビームスプリッタ304を透過し、補償光学システム320に導光される。例えばレーザ光を出射する光源301の波長は特に制限されるものではないが、特に眼底撮像用としては被験者の眩しさの軽減と分解能維持のために、800〜1500nm程度(例えば、850nm帯以下)が好適に用いられる。補償光学システム320は、光分割手段であるビームスプリッタ306、波面センサ(収差測定ユニット)315、反射型光変調素子をなす可変形状ミラー(波面補正デバイス)308、および、それらに導光するための反射ミラー307−1〜4を含む。各反射ミラー307は、少なくとも被検眼の瞳と波面センサ315、可変形状ミラー308とが光学的に共役関係になるように設置されている。 FIG. 5 shows a schematic configuration of the SLO apparatus according to the present embodiment. The light emitted from the light source 301 propagates through the single mode optical fiber 302, passes through the collimator 303, and becomes a parallel light beam. The parallel light beam passes through the beam splitter 304 that is a light splitting unit as the measurement light 305 and is guided to the adaptive optics system 320. For example, the wavelength of the light source 301 that emits the laser light is not particularly limited, but is particularly about 800 to 1500 nm (for example, 850 nm band or less) in order to reduce the glare of the subject and maintain the resolution for fundus imaging. Are preferably used. The adaptive optics system 320 includes a beam splitter 306 that is a light splitting unit, a wavefront sensor (aberration measurement unit) 315, a deformable mirror (wavefront correction device) 308 that forms a reflective light modulation element, and a light guide for guiding them Reflecting mirrors 307-1 to 307-4 are included. Each reflecting mirror 307 is installed so that at least the pupil of the eye to be examined, the wavefront sensor 315, and the deformable mirror 308 are optically conjugate.
補償光学システム320を通過した光は、光走査部309によって、1次元もしくは2次元に走査される。光走査システム309で走査された測定光は、接眼レンズ310−1、310−2を通して被検眼311に照射される。接眼レンズ310−1、310−2の位置を調整することによって、被検眼311の視度に合わせて最適な照射を行うことが可能となる。ここでは接眼部にレンズを用いているが、球面ミラー等で構成しても良い。 The light that has passed through the adaptive optics system 320 is scanned one-dimensionally or two-dimensionally by the optical scanning unit 309. Measurement light scanned by the optical scanning system 309 is irradiated to the eye 311 through the eyepieces 310-1 and 310-2. By adjusting the positions of the eyepieces 310-1 and 310-2, optimal irradiation can be performed according to the diopter of the eye 311 to be examined. Here, a lens is used for the eyepiece, but it may be constituted by a spherical mirror or the like.
被検眼311に照射された測定光は眼底(網膜)で反射もしくは散乱される。被検眼311の眼底で反射散乱された光は、入射したときと同様の経路を逆向きに進行し、ビームスプリッタ306によって一部が反射されて波面センサ315に入射し、光線の波面測定に用いられる。波面センサ315には、公知のシャックハルトマンセンサなどを用いることができる。ビームスプリッタ306を透過した反射散乱光は、ビームスプリッタ304によって一部が反射され、コリメータ312、光ファイバー313を通して光強度センサ314に導光される。光強度センサ314に入射した光は電気信号に変換され、画像処理手段325にて眼底画像へと加工される。 The measurement light applied to the eye 311 is reflected or scattered by the fundus (retina). The light reflected and scattered by the fundus of the subject's eye 311 travels in the same direction as the incident light in the opposite direction, and is partially reflected by the beam splitter 306 and incident on the wavefront sensor 315 to be used for measuring the wavefront of the light beam. It is done. A known Shack-Hartmann sensor or the like can be used as the wavefront sensor 315. A part of the reflected scattered light that has passed through the beam splitter 306 is reflected by the beam splitter 304 and guided to the light intensity sensor 314 through the collimator 312 and the optical fiber 313. The light incident on the light intensity sensor 314 is converted into an electrical signal and processed into a fundus image by the image processing means 325.
波面センサ315は、制御ユニットである補償光学制御器316に接続されており、受光した光線の波面を補償光学制御器316に伝える。補償光学制御器316は可変形状ミラー308に接続されており、ミラー308を補償光学制御器316から指示された形状に変形する。補償光学制御器316は、波面センサ315から取得した波面の測定結果を基に、収差のない波面へと補正するようなミラー形状を計算する。そして、可変形状ミラー308がその形状を再現するために必要な各櫛歯電極の印加電圧差を算出して、可変形状ミラー308へと送る。可変形状ミラー308は、補償光学制御器316から送られる電位差を可動櫛歯電極と固定櫛歯電極との間に印加し、所定の形状になるようにミラー面を変形させる。 The wavefront sensor 315 is connected to the adaptive optics controller 316 that is a control unit, and transmits the wavefront of the received light beam to the adaptive optics controller 316. The adaptive optics controller 316 is connected to the deformable mirror 308 and deforms the mirror 308 into a shape designated by the adaptive optics controller 316. The adaptive optics controller 316 calculates a mirror shape that corrects the wavefront without aberration based on the measurement result of the wavefront acquired from the wavefront sensor 315. Then, the deformable mirror 308 calculates the applied voltage difference between the comb electrodes necessary to reproduce the shape and sends it to the deformable mirror 308. The deformable mirror 308 applies a potential difference sent from the adaptive optics controller 316 between the movable comb electrode and the fixed comb electrode, and deforms the mirror surface so as to have a predetermined shape.
このような波面センサ315による波面の測定と、その波面の補償光学制御器316への伝達と、補償光学制御器316による収差の補正の可変形状ミラー308への指示は、繰り返し処理されて常に最適な波面となるようにフィードバック制御が行われる。なお、反射型光変調素子をなす可変形状ミラーは、測定光および戻り光の少なくとも一方の波面収差を補正するように設けられればよい。 The measurement of the wavefront by the wavefront sensor 315, the transmission of the wavefront to the compensation optical controller 316, and the instruction to the deformable mirror 308 for correcting the aberration by the compensation optical controller 316 are repeatedly processed and are always optimal. Feedback control is performed so as to obtain a smooth wavefront. Note that the deformable mirror constituting the reflective light modulation element may be provided so as to correct the wavefront aberration of at least one of the measurement light and the return light.
100:可変形状ミラー、101:静電櫛歯アクチュエータ、103:可動部材、104:弾性部材、105:支持部材、106:可動櫛歯電極、108:固定櫛歯電極 100: deformable mirror, 101: electrostatic comb actuator, 103: movable member, 104: elastic member, 105: support member, 106: movable comb electrode, 108: fixed comb electrode
Claims (10)
前記複数の可動櫛歯電極が配置されている方向において最外の前記可動櫛歯電極に対向する前記支持部材の部分と前記固定櫛歯電極が延出する前記支持部材の部分それぞれに個別電位を印加するための構造を有することを特徴とする静電櫛歯アクチュエータ。 A support member; a plurality of fixed comb electrodes supported by and extending from the support member; a movable member; an elastic member connecting the movable member and the support member; and the movable member. A plurality of movable comb electrodes extending from the movable member substantially parallel to the fixed comb electrodes and meshing with the fixed comb electrodes with a gap therebetween, and the movable comb electrodes of the movable member An electrostatic comb actuator in which the surface provided with the surface of the support member provided with the fixed comb electrode is disposed substantially parallel to the movable direction of the movable member,
Individual potentials are respectively applied to the portion of the support member that faces the outermost movable comb electrode in the direction in which the plurality of movable comb electrodes are arranged and the portion of the support member from which the fixed comb electrode extends. An electrostatic comb actuator having a structure for applying.
一方の面が反射面であるミラー部材と、を有し、
前記アクチュエータの可動部材は、前記ミラー部材の前記反射面とは反対側の面に接続されていることを特徴とする可変形状ミラー。 The electrostatic comb actuator according to any one of claims 1 to 6,
A mirror member whose one surface is a reflecting surface,
The movable member of the actuator is connected to a surface of the mirror member that is opposite to the reflecting surface.
測定光及び戻り光の少なくとも一方の波面収差を補正する反射型光変調素子と、
前記被検眼にて発生する収差を測定する収差測定ユニットと、
前記収差測定ユニットの測定結果に基づいて前記反射型光変調素子を制御する制御ユニットと、を有し、
前記反射型光変調素子が請求項7または8に記載の可変形状ミラーを有していることを特徴とする眼科装置。 An ophthalmologic apparatus for acquiring an image of an eye to be examined,
A reflective light modulation element that corrects the wavefront aberration of at least one of the measurement light and the return light; and
An aberration measuring unit for measuring aberration generated in the eye to be examined;
A control unit for controlling the reflective light modulation element based on the measurement result of the aberration measurement unit,
An ophthalmologic apparatus, wherein the reflective light modulation element has the deformable mirror according to claim 7 or 8.
入射する光の波面収差を補正する反射型光変調素子と、
入射する光の波面収差を測定する収差測定ユニットと、
前記収差測定ユニットの測定結果に基づいて前記反射型光変調素子を制御する制御ユニットと、を有し、
前記反射型光変調素子が請求項7または8に記載の可変形状ミラーを有していることを特徴とする補償光学システム。 An adaptive optics system for correcting wavefront aberrations,
A reflective light modulator for correcting wavefront aberration of incident light;
An aberration measuring unit for measuring the wavefront aberration of incident light;
A control unit for controlling the reflective light modulation element based on the measurement result of the aberration measurement unit,
An adaptive optics system, wherein the reflective light modulation element includes the deformable mirror according to claim 7 or 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015047772A JP2016167961A (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015047772A JP2016167961A (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016167961A true JP2016167961A (en) | 2016-09-15 |
Family
ID=56897818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015047772A Pending JP2016167961A (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016167961A (en) |
-
2015
- 2015-03-10 JP JP2015047772A patent/JP2016167961A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6308790B2 (en) | Deformable mirror and manufacturing method thereof | |
US20160216508A1 (en) | Actuator and variable shape mirror using actuator | |
EP2730213A1 (en) | Actuator, deformable mirror, adaptive optics system using the deformable mirror, and scanning laser ophthalmoscope using the adaptive optics system | |
US10274723B2 (en) | Variable shape mirror, ophthalmological apparatus, adaptive optical system and method of manufacturing variable shape mirror | |
US9468376B2 (en) | Ophthalmologic apparatus | |
TW201043213A (en) | Apparatus for ophthalmic laser surgery | |
WO2018095486A2 (en) | Mems scanning module for a light scanner | |
WO2016080317A1 (en) | Optical element | |
US10925485B2 (en) | Deformable mirror system, control method therefor, and ophthalmic apparatus | |
JP2020517375A (en) | Multi-scale scanning imaging system and multi-scale scanning imaging method | |
JP2008152016A (en) | Variable shape mirror apparatus and fundus observation apparatus | |
JP2017053920A (en) | Electrostatic comb actuator and variable shape mirror | |
JP6514804B1 (en) | Optical device | |
JP2016167051A (en) | Electrostatic comb-teeth actuator, and variable shape mirror using the same | |
JP2009042458A (en) | Shape variable mirror device and eyegrounds observing device using shape variable device | |
Khan et al. | MEMS-VCSEL as a tunable light source for OCT imaging of long working distance | |
JP2016167961A (en) | Electrostatic comb-tooth actuator, and variable shape mirror using the same | |
US9377618B2 (en) | Electrostatic comb actuator, deformable mirror using the electrostatic comb actuator, adaptive optics system using the deformable mirror, and scanning laser ophthalmoscope using the adaptive optics system | |
WO2016143804A1 (en) | Electrostatic comb actuator and variable shape mirror using the same | |
Gorecki et al. | Micromachined phase-shifted array-type Mirau interferometer for swept-source OCT imaging: design, microfabrication and experimental validation | |
DK2812747T3 (en) | SYSTEM AND METHOD OF SCANNING WITH A LIGHT Beam WITH ULTRA-SHORT IMPULTS | |
JP5235328B2 (en) | Ophthalmic apparatus and method for controlling ophthalmic apparatus | |
JP2008151848A (en) | Variable shape mirror apparatus and fundus observation apparatus | |
CN105676446A (en) | Deformable mirror, optical system including the deformable mirror, and ophthalmologic apparatus | |
JP2016109989A (en) | Mounting method, mounting substrate and optical system including the same, and ophthalmologic apparatus |