JP2017097191A - 光スキャナーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光反射部(反射膜)の変形、変質を低減することのできる光スキャナーの製造方法を提供する。
【解決手段】光スキャナー3の製造方法は、可動部31を有する第1基板4を準備する工程と、ミラー保持部34と、ミラー保持部34の周囲に配置されたマスク部54と、ミラー保持部34とマスク部54とを連結する連結部55と、を有する第2基板5を準備し、ミラー保持部34と可動部31とを接合する工程と、ミラー保持部34の上面に光反射部35を形成する工程と、連結部55を切断してミラー保持部34からマスク部54を分離する工程と、を含んでいる。
【選択図】図12
【解決手段】光スキャナー3の製造方法は、可動部31を有する第1基板4を準備する工程と、ミラー保持部34と、ミラー保持部34の周囲に配置されたマスク部54と、ミラー保持部34とマスク部54とを連結する連結部55と、を有する第2基板5を準備し、ミラー保持部34と可動部31とを接合する工程と、ミラー保持部34の上面に光反射部35を形成する工程と、連結部55を切断してミラー保持部34からマスク部54を分離する工程と、を含んでいる。
【選択図】図12
Description
本発明は、光スキャナーの製造方法に関するものである。
例えば、特許文献1には、ベースと、固定部を介してベースに固定され、アルミニウム膜からなる反射膜が設けられているミラー基板と、ミラー基板を変位させる圧電アクチュエーターと、を有する光スキャナー(形状変形ミラー)が開示されている。
このような特許文献1では、光スキャナーの製造方法として、まず、ベースに固定部および圧電アクチュエーターを接合し、次に、固定部にミラー基板を接合する方法を示している。しかしながら、固定部にミラー基板を接合する以前に、ミラー基板に反射膜が形成されているため、固定部にミラー基板を接合する際に加わる圧力や熱によって、反射膜が変形、変質してしまい、反射膜としての機能が低下してしまう。
本発明の目的は、光反射部(反射膜)の変形、変質を低減することのできる光スキャナーの製造方法を提供することにある。
このような目的は、下記の発明により達成される。
本発明の光スキャナーの製造方法は、可動部を有する第1基板を準備する工程と、
ミラー保持部と、前記ミラー保持部の周囲に配置されたマスク部と、前記ミラー保持部と前記マスク部とを連結する連結部と、を有する第2基板を準備し、前記ミラー保持部と前記可動部とを接合する工程と、
前記ミラー保持部の前記可動部と反対側の面に光反射部を形成する工程と、
前記連結部を切断して前記ミラー保持部から前記マスク部を分離する工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法によれば、ミラー保持部と可動部とを接合してからミラー保持部に光反射部を形成するため、光反射部の変形や変質を低減することができる。そのため、優れた反射特性を発揮することのできる光スキャナーが得られる。また、マスク部を有しているため、例えば、光反射部をスパッタリングや蒸着等の気層成膜法により形成する際に、成膜材料が第1基板に付着することを低減することができる。そのため、可動部の質量変化を低減することができ、また、可動部に配線等が配置されている場合には、成膜材料を介した配線間の短絡を低減することができる。
ミラー保持部と、前記ミラー保持部の周囲に配置されたマスク部と、前記ミラー保持部と前記マスク部とを連結する連結部と、を有する第2基板を準備し、前記ミラー保持部と前記可動部とを接合する工程と、
前記ミラー保持部の前記可動部と反対側の面に光反射部を形成する工程と、
前記連結部を切断して前記ミラー保持部から前記マスク部を分離する工程と、を含むことを特徴とする。
このような製造方法によれば、ミラー保持部と可動部とを接合してからミラー保持部に光反射部を形成するため、光反射部の変形や変質を低減することができる。そのため、優れた反射特性を発揮することのできる光スキャナーが得られる。また、マスク部を有しているため、例えば、光反射部をスパッタリングや蒸着等の気層成膜法により形成する際に、成膜材料が第1基板に付着することを低減することができる。そのため、可動部の質量変化を低減することができ、また、可動部に配線等が配置されている場合には、成膜材料を介した配線間の短絡を低減することができる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記ミラー保持部と前記可動部との接合は、加熱工程を含むことが好ましい。
これにより、前記ミラー保持部と前記可動部とをより確実に接合することができる。
これにより、前記ミラー保持部と前記可動部とをより確実に接合することができる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記ミラー保持部と前記可動部との接合は、加圧工程を含むことが好ましい。
これにより、前記ミラー保持部と前記可動部とをより確実に接合することができる。
これにより、前記ミラー保持部と前記可動部とをより確実に接合することができる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記連結部は、前記ミラーの周方向に沿って間隔をあけて複数設けられていることが好ましい。
これにより、連結部の構成が簡単となると共に、ミラー保持部とマスク部とがずれ難くなる。
これにより、連結部の構成が簡単となると共に、ミラー保持部とマスク部とがずれ難くなる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記第1基板は、前記可動部と、前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、を有し、
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部の少なくとも一方と重なっていることが好ましい。
これにより、連結部がマスク部の一部として機能し、成膜材料が第1基板に付着することを低減することができる。
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部の少なくとも一方と重なっていることが好ましい。
これにより、連結部がマスク部の一部として機能し、成膜材料が第1基板に付着することを低減することができる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記第1基板は、前記可動部と、前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、を有し、
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部からずれて配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、連結部をレーザーにより切断する際に、レーザーが前記可動部や前記軸部に照射され難くなる。そのため、可動部や軸部の損傷を低減することができる。
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部からずれて配置されていることが好ましい。
これにより、例えば、連結部をレーザーにより切断する際に、レーザーが前記可動部や前記軸部に照射され難くなる。そのため、可動部や軸部の損傷を低減することができる。
本発明の光スキャナーの製造方法では、前記第2基板をエッチングすることで前記連結部を形成することが好ましい。
これにより、連結部を容易に形成することができる。
これにより、連結部を容易に形成することができる。
以下、本発明の光スキャナーの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の構成図である。図2は、図1に示す画像表示装置が備える光スキャナーの上面図である。図3は、図2中のA−A線断面図である。図4は、光スキャナーの製造方法を示すフローチャートである。図5ないし図13は、光スキャナーの製造方法を示す図(断面図または平面図)である。なお、以下では、説明の便宜上、図3中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置の構成図である。図2は、図1に示す画像表示装置が備える光スキャナーの上面図である。図3は、図2中のA−A線断面図である。図4は、光スキャナーの製造方法を示すフローチャートである。図5ないし図13は、光スキャナーの製造方法を示す図(断面図または平面図)である。なお、以下では、説明の便宜上、図3中の上側を「上」とも言い、下側を「下」とも言う。
図1に示す画像表示装置1は、スクリーン、壁面などの対象物10に描画用のレーザーLLを二次元的に走査することにより画像を表示する装置である。
このような画像表示装置1は、描画用のレーザーLLを出射する光源ユニット2と、光源ユニット2から出射されたレーザーLLを2次元的に走査する光スキャナー3と、を有している。
≪光源ユニット≫
光源ユニット2は、図1に示すように、赤色、緑色、青色、各色のレーザー光源21R、21G、21Bを有する光源部と、レーザー光源21R、21G、21Bを駆動する駆動回路22R、22G、22Bと、レーザー光源21R、21G、21Bから出射されたレーザー光を平行光化するコリメータレンズ24R、24G、24Bと、光合成部23と、集光レンズ26と、を有する。
光源ユニット2は、図1に示すように、赤色、緑色、青色、各色のレーザー光源21R、21G、21Bを有する光源部と、レーザー光源21R、21G、21Bを駆動する駆動回路22R、22G、22Bと、レーザー光源21R、21G、21Bから出射されたレーザー光を平行光化するコリメータレンズ24R、24G、24Bと、光合成部23と、集光レンズ26と、を有する。
レーザー光源21Rは、赤色光を射出するものであり、レーザー光源21Gは、緑色光を射出するものであり、レーザー光源21Bは、青色光を射出するものである。このような3色の光を用いることで、フルカラーの画像を表示することができる。なお、レーザー光源21R、21G、21Bとしては、特に限定されないが、例えば、レーザーダイオード、LED等を用いることができる。
駆動回路22Rは、レーザー光源21Rを駆動し、駆動回路22Gは、レーザー光源21Gを駆動し、駆動回路22Bは、レーザー光源21Bを駆動する。これら駆動回路22R、22G、22Bは、図示しない制御部によって独立して駆動が制御される。駆動回路22R、22G、22Bにより駆動されたレーザー光源21R、21G、21Bから射出された3つのレーザー光は、それぞれ、コリメータレンズ24R、24G、24Bによって平行光化されて光合成部23に入射する。
光合成部23は、レーザー光源21R、21G、21Bからの光を合成する。光合成部23は、3つのダイクロイックミラー23R、23G、23Bを有する。ダイクロイックミラー23Rは、赤色光を反射する機能を有し、ダイクロイックミラー23Gは、赤色光を透過させるとともに緑色光を反射する機能を有し、ダイクロイックミラー23Bは、赤色光および緑色光を透過させると共に青色光を反射する機能を有する。
このようなダイクロイックミラー23R、23G、23Bを用いることで、レーザー光源21R、21G、21Bからの赤色光、緑色光および青色光の3色のレーザー光を合成することができる。そして、制御部によってレーザー光源21R、21G、21Bからの光の強度をそれぞれ独立して変調することで、所定の色の描画用のレーザーLL(光)が生成される。このようにして生成されたレーザーLLは、集光レンズ26によって所望のNA(開口数)に変更された後、光スキャナー3に導かれる。
以上、光源ユニット2について説明したが、この光源ユニット2の構成としては、レーザーLLを生成することができれば、本実施形態の構成に限定されない。
≪光スキャナー≫
光スキャナー3は、図1に示すように、互いに直交する揺動軸J1、J2の両軸まわりに揺動可能な光反射面351を有し、光反射面351を揺動させながら、光反射面351でレーザーLLを反射することで、レーザーLLを2次元的に走査するようになっている。なお、本実施形態では、揺動軸J1は、光反射面351を水平方向に揺動させる軸であり、揺動軸J2は、光反射面351を鉛直方向に揺動させる軸である。以下、このような光スキャナー3について詳細に説明する。以下では、静止状態の光反射面351の法線方向から見た平面視を単に「平面視」とも言う。
光スキャナー3は、図1に示すように、互いに直交する揺動軸J1、J2の両軸まわりに揺動可能な光反射面351を有し、光反射面351を揺動させながら、光反射面351でレーザーLLを反射することで、レーザーLLを2次元的に走査するようになっている。なお、本実施形態では、揺動軸J1は、光反射面351を水平方向に揺動させる軸であり、揺動軸J2は、光反射面351を鉛直方向に揺動させる軸である。以下、このような光スキャナー3について詳細に説明する。以下では、静止状態の光反射面351の法線方向から見た平面視を単に「平面視」とも言う。
光スキャナー3は、図2および図3に示すように、可動部31と、可動部31を揺動軸J2まわりに揺動(回動)可能に支持する軸部321、322と、軸部321、322を支持する支持部33と、可動部31に設けられたミラー保持部34と、ミラー保持部34に保持された光反射部35と、を有する構造体30と、可動部31を揺動軸J1、J2まわりに揺動させる駆動部36と、を有している。
また、可動部31は、第1可動部311と、可動部31を揺動軸J1まわりに揺動(回動)可能に支持する軸部312a、312bと、軸部312a、312bを支持する枠状の第2可動部313と、を有しており、第2可動部313において軸部321、322と接続されている。
第1可動部311は、板状をなしている。第1可動部311の平面視での形状は、特に限定されないが、本実施形態では円形となっている。
軸部312a、312bは、第1可動部311を両側から支持するように、第1可動部311に対して互いに反対側に配置されている。また、軸部312a、312bは、それぞれ、揺動軸J1に沿って延在し、その一端部が第1可動部311に接続され、他端部が第2可動部313に接続されている。これら軸部312a、312bは、第1可動部311を揺動軸J1まわりに揺動可能に支持し、第1可動部311の揺動軸J1まわりの揺動に伴って捩れ変形する。なお、軸部312a、312bの形状は、第1可動部311を揺動軸J1まわりに揺動可能に支持することができれば、本実施形態の形状に限定されない。
第2可動部313は、枠状をなしており、平面視で、第1可動部311の周囲を囲むようにして配置されている。すなわち、第2可動部313の内側に第1可動部311が配置されている。また、図3に示すように、第2可動部313の下面にはリブ313aが設けられており、このリブ313aの下面には永久磁石361が配置されている。リブ313aは、第2可動部313の機械的強度を補強する補強部としての機能と、第1可動部311と永久磁石361との間に、これらの接触を防止するためのスペースを確保するギャップ材としての機能と、を有している。
軸部321、322は、第2可動部313を両側から支持するように、第2可動部313に対して互いに反対側に配置されている。また、軸部321、322は、それぞれ、揺動軸J2に沿って延在し、その一端部が第2可動部313に接続され、他端部が支持部33に接続されている。これら軸部321、322は、第2可動部313を揺動軸J2まわりに揺動可能に支持し、第2可動部313の揺動軸J2まわりの揺動に伴って捩れ変形する。なお、軸部321、322の形状は、第2可動部313を揺動軸J2まわりに揺動可能に支持することができれば、本実施形態の形状に限定されない。
支持部33は、枠状をなし、平面視で、可動部31を囲むように配置されている。そして、支持部33は、軸部321、322と接続され、軸部321、322を支持している。なお、支持部33の形状は、軸部321、322を支持することができれば、特に限定されず、例えば、軸部321を支持する部分と、軸部322を支持する部分とで分割されていてもよい。
ミラー保持部34は、可動部31および軸部321、322に対して板厚方向に離間して配置された板状(円盤状)の基部341と、基部341と第1可動部311との間に位置し、これらを連結する連結部342と、を有している。また、基部341は、平面視で、可動部31および軸部321、322の一部と重なって設けられている。このようなミラー保持部34は、光反射部35を保持する機能を有する。
光反射部35は、ミラー保持部34の上面に設けられている。また、光反射部35は、光反射性を有し、表面がレーザーLLを反射する光反射面351となっている。そのため、光反射面351に入射したレーザーLLは、光反射面351で反射され、光反射面351の姿勢に応じた方向へ走査される。このような光反射部35は、例えば、アルミニウム等の金属膜によって構成することができる。
このように、ミラー保持部34を設けて、ミラー保持部34に光反射部35を配置することで、次の効果を発揮することができる。すなわち、このような構成にすれば、第1可動部311を小さくすることができ、その分、構造体30の平面サイズを小型化することができる。また、ミラー保持部34が第2可動部313に対して板厚方向に離間しているため、第2可動部313の揺動を阻害することなく、基部341を大きくすることができ、その分、光反射面351を大きくすることができる。このように、ミラー保持部34を設けることで、光反射面351を大きくしつつ、光スキャナー3の小型化を図ることができる。
以上、構造体30について説明した。後述する製造方法でも説明するように、このような構造体30のうち、可動部31、軸部321、322および支持部33は、SOI基板[第1Si層、SiO2層、第2Si層の積層体]をパターニングすることで形成することができ、ミラー保持部34も、別のSOI基板をパターニングすることで形成することができる。
駆動部36は、図3に示すように、リブ313aの下面に設けられた永久磁石361と、永久磁石361に対向配置され、永久磁石361に作用する磁界を発生させるコイル362と、を有する。永久磁石361は、一端側がS極、他端側がN極である棒状をなしており、平面視にて、揺動軸J1、J2の両軸に対して傾斜して配置されている。このような永久磁石361としては、例えば、ネオジム磁石、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石、ボンド磁石等を用いることができる。
コイル362には、第1可動部311を揺動軸J1まわりに揺動させるための第1交番電圧と、第2可動部313を揺動軸J2まわりに揺動させるための第2交番電圧とを重畳させた重畳電圧が印加される。これにより、第2可動部313が揺動軸J2まわりに揺動しつつ、第1可動部311が揺動軸J1まわりに揺動するため、結果として、第1可動部311が揺動軸J1、J2の両軸まわりに揺動する。なお、第1可動部311の揺動軸J1まわりの揺動を共振駆動とし、第2可動部313の揺動軸J2まわりの揺動を非共振駆動とすることが好ましい。また、第1交番電圧としては、10〜40kHz程度の正弦波を用いることが好ましく、第2交番電圧としては、30〜120Hz程度(60Hz程度)程度のノコギリ波を用いることが好ましい。これにより、光反射面351の揺動が画像描画に適した動きとなる。
次に、光スキャナー3(構造体30)の製造方法について説明する。光スキャナー3の製造方法は、図4に示すように、第1基板準備工程と、第2基板接合工程と、光反射部形成工程と、マスク部分離工程と、を有している。以下、これら各工程について詳細に説明する。
[第1基板準備工程]
まず、図5に示すように、第1基板4を用意する。この第1基板4は、第1Si層(デバイス層)41と、SiO2層(ボックス層)42と、第2Si層(ハンドル層)43とがこの順に積層した基板である。そして、第1基板4をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法(ドライエッチング、ウェットエッチング等)を用いてパターニングすることで、図6に示すように、可動部31、軸部321、322および支持部33を形成する。このように、エッチング技法を用いることで、第1基板4を容易に、かつ精度よくパターニングすることができる。なお、可動部31および軸部321、322が第1Si層41から形成され、支持部33が第1Si層41、SiO2層42および第2Si層43から形成され、リブ313aがSiO2層42および第2Si層43から形成されている。
まず、図5に示すように、第1基板4を用意する。この第1基板4は、第1Si層(デバイス層)41と、SiO2層(ボックス層)42と、第2Si層(ハンドル層)43とがこの順に積層した基板である。そして、第1基板4をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法(ドライエッチング、ウェットエッチング等)を用いてパターニングすることで、図6に示すように、可動部31、軸部321、322および支持部33を形成する。このように、エッチング技法を用いることで、第1基板4を容易に、かつ精度よくパターニングすることができる。なお、可動部31および軸部321、322が第1Si層41から形成され、支持部33が第1Si層41、SiO2層42および第2Si層43から形成され、リブ313aがSiO2層42および第2Si層43から形成されている。
[第2基板接合工程]
まず、図7に示すように、第2基板5を用意する。この第2基板5は、第1Si層51と、SiO2層52と、第2Si層53とがこの順に積層した基板である。そして、第2基板5をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法(ドライエッチング、ウェットエッチング等)を用いてパターニングすることで、図8に示すように、ミラー保持部34と、マスク部54と、ミラー保持部34とマスク部54とを連結する連結部55と、を形成する。このように、エッチング技法を用いることで、第2基板5を容易に、かつ精度よくパターニングすることができる。なお、ミラー保持部34の基部341が第1Si層51から形成され、連結部342がSiO2層42および第2Si層43から形成されている。また、マスク部54は、第1Si層51、SiO2層52および第2Si層53から形成され、連結部55は、第1Si層51から形成されている。
まず、図7に示すように、第2基板5を用意する。この第2基板5は、第1Si層51と、SiO2層52と、第2Si層53とがこの順に積層した基板である。そして、第2基板5をフォトリソグラフィー技法およびエッチング技法(ドライエッチング、ウェットエッチング等)を用いてパターニングすることで、図8に示すように、ミラー保持部34と、マスク部54と、ミラー保持部34とマスク部54とを連結する連結部55と、を形成する。このように、エッチング技法を用いることで、第2基板5を容易に、かつ精度よくパターニングすることができる。なお、ミラー保持部34の基部341が第1Si層51から形成され、連結部342がSiO2層42および第2Si層43から形成されている。また、マスク部54は、第1Si層51、SiO2層52および第2Si層53から形成され、連結部55は、第1Si層51から形成されている。
マスク部54は、図9に示すように、平面視で、枠状をなし、ミラー保持部34の基部341の周囲を囲むように配置されている。言い換えると、マスク部54は、開口(貫通孔)541を有し、この開口541内に基部341が配置されている。また、基部341の外周と開口541の内周とが離間しており、これらの間に隙間Sが形成されている。そして、この隙間S内に連結部55が配置されている。
連結部55は、棒状であり、基部341の外周(周方向)に沿って等間隔に2つ設けられている。そして、連結部55は、基部341の外周面とマスク部54の内周面とを連結している。このように、連結部55を棒状とすることで、後述するように連結部55を切断し易くなり、連結部55を複数設けることで、ミラー保持部34とマスク部54との相対的な位置関係を維持し易くなる。なお、連結部55の数としては、特に限定されず、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。また、連結部55の形状としても特に限定されない。
次に、第1基板4の第1可動部311と第2基板5のミラー保持部34(連結部342)とを接合する。例えば、図10に示すように、まず、第1可動部311の上面にCr(クロム)の下地層とAu(金)の表面層との積層体である第1接合層61を成膜すると共に、連結部342の下面にCrの下地層とAuの表面層との積層体である第2接合層62を成膜する。次に、第1、第2接合層61、62同士を接触させ、さらに、加圧および加熱することで、第1、第2接合層61、62同士を拡散させて接合(拡散接合)する。このような方法によれば、第1可動部311とミラー保持部34とを強固に接合することができる。また、第1、第2接合層61、62は、蒸着やスパッタリング等によって、均一な厚みで高精度に形成することができるため、第1可動部311とミラー保持部34との平行度を高めることもできる。
なお、第1可動部311とミラー保持部34との接合方法としては、上述の方法に限定されず、例えば、エポキシ系、アクリル系等の各種樹脂系接着剤を用いて接合してもよい。
[光反射部形成工程]
図11に示すように、ミラー保持部34の上面(可動部31と反対側の面)に、蒸着やスパッタリング等によってAl(アルミニウム)膜を成膜することで光反射部35を形成する。本工程において、マスク部54は、光反射部35の材料であるアルミニウムが第1基板4に付着しないようにするマスクとして機能する。
図11に示すように、ミラー保持部34の上面(可動部31と反対側の面)に、蒸着やスパッタリング等によってAl(アルミニウム)膜を成膜することで光反射部35を形成する。本工程において、マスク部54は、光反射部35の材料であるアルミニウムが第1基板4に付着しないようにするマスクとして機能する。
具体的に説明すると、蒸着やスパッタリングは、一般的に、ミラー保持部34の上面のみにアルミニウムが成膜されるように、マスク等を用いて行われるが、その精度には限界があり、アルミニウム(成膜材料)がミラー保持部34の上面以外の部分(平面視でミラー保持部34から露出している部分。特に軸部321、322や支持部33)に付着するおそれがある。仮に、アルミニウムが軸部321、322に付着してしまうと、軸部321、322の質量が変化してバネ定数が変化したり、軸部321、322上に配線(例えば、第1可動部311の揺動角度(姿勢)を検知するためのセンサー部の配線)が設けられている場合にはショートが発生したりするおそれがある。そこで、本実施形態では、ミラー保持部34の周囲にマスク部54を設け、このマスク部54によって、アルミニウムの第1基板4への付着を低減し、上述のような問題の発生を抑えている。
ここで、本実施形態では、平面視で、連結部55が軸部321、322と重なって配置されている。そのため、連結部55は、アルミニウムが軸部321、322に付着しないようにするマスク部としても機能する。したがって、アルミニウムの第1基板4への付着をより効果的に低減することができる。
なお、本実施形態では、第2基板5に隙間Sが形成されているため、この隙間Sを介してアルミニウムが第1基板4に付着する可能性がある。そこで、隙間Sは、なるべく小さくすることが好ましい。
[マスク部分離工程]
次に、図12に示すように、レーザーLを照射して連結部55を切断し、ミラー保持部34とマスク部54とを分離する。なお、連結部55の切断方法としては、レーザー照射(レーザーダイシング)に限定されず、例えば、ミラー保持部34を押圧することで連結部55を切断してもよい。
次に、図12に示すように、レーザーLを照射して連結部55を切断し、ミラー保持部34とマスク部54とを分離する。なお、連結部55の切断方法としては、レーザー照射(レーザーダイシング)に限定されず、例えば、ミラー保持部34を押圧することで連結部55を切断してもよい。
次に、分離したマスク部54を除去する。これにより、図13に示すように、構造体30が得られる。さらに、第2可動部313の下面に永久磁石361を設け、永久磁石361と対向するようにコイル362を配置することで、光スキャナー3が得られる。
このような製造方法によれば、第1可動部311とミラー保持部34とを接合した後に、光反射部35を形成するため、製造中に光反射部35に大きな圧力や熱が加わり難くなる。そのため、光反射部35の変形や変質を低減することができ、優れた光反射特性を発揮することのできる光スキャナー3が得られる。
<第2実施形態>
図14は、本発明の第2実施形態に係る光スキャナーの製造方法を示す平面図である。
図14は、本発明の第2実施形態に係る光スキャナーの製造方法を示す平面図である。
以下、第2実施形態の光スキャナーの製造方法について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本発明の第2実施形態の光スキャナーの製造方法は、第2基板が有する連結部の配置が異なること以外は、前述した第1実施形態と同様である。なお、前述した実施形態と同様の構成には、同一符号を付してある。
図14は、第2基板接合工程において、第1基板4と第2基板5とを接合した状態を図示している。同図に示すように、本実施形態の第2基板5では、平面視で、連結部55が可動部31、軸部321、322および支持部33の各部からずれた位置(重ならない位置)に配置されている。すなわち、連結部55の直下に可動部31、軸部321、322および支持部33のいずれもが位置していない。前述した第1実施形態で説明したように、レーザーLを照射することで連結部55を切断するため、連結部55の直下に可動部31、軸部321、322および支持部33のいずれかが位置していると、その部分にレーザーLが照射され、ダメージを受けるおそれがある。そこで、本実施形態では、連結部55を可動部31、軸部321、322および支持部33の各部からずらして配置し、これら各部へのレーザーLの照射を防止している。
このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。
[ヘッドアップディスプレイ]
次に、画像表示装置1を備えたヘッドアップディスプレイについて説明する。
次に、画像表示装置1を備えたヘッドアップディスプレイについて説明する。
図15は、図1に示す画像表示装置を適用したヘッドアップディスプレイを示す斜視図である。
図15に示すように、ヘッドアップディスプレイシステム200では、画像表示装置1は、自動車のダッシュボードに、ヘッドアップディスプレイ210を構成するよう搭載されている。このヘッドアップディスプレイ210により、フロントガラス220に、例えば、目的地までの案内表示、時刻、方位、速度、外気温、天候等の所定の画像を表示することができる。なお、ヘッドアップディスプレイシステム200は、自動車に限らず、例えば、航空機、船舶等にも適用することができる。
[ヘッドマウントディスプレイ]
次に、画像表示装置1を備えたヘッドマウントディスプレイについて説明する。
次に、画像表示装置1を備えたヘッドマウントディスプレイについて説明する。
図16は、図1に示す画像表示装置を適用したヘッドマウントディスプレイを示す斜視図である。
図16に示すように、ヘッドマウントディスプレイ300は、観察者の頭部に装着されるフレーム310と、フレーム310に搭載された画像表示装置1とを有する。そして、画像表示装置1により、フレーム310の本来レンズである部位に設けられた表示部(光反射層)320に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
図16に示すように、ヘッドマウントディスプレイ300は、観察者の頭部に装着されるフレーム310と、フレーム310に搭載された画像表示装置1とを有する。そして、画像表示装置1により、フレーム310の本来レンズである部位に設けられた表示部(光反射層)320に、一方の目で視認される所定の画像を表示する。
表示部320は、透明であってもよく、また、不透明であってもよい。表示部320が透明な場合は、現実世界からの情報(景色)に画像表示装置1からの情報を重ねて使用することができる。また、表示部320は、入射した光の少なくとも一部を反射すればよく、例えば、ホログラム素子、ハーフミラーなどを用いることができる。
以上、本発明の光スキャナーの製造方法を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。
また、前述した実施形態では、光スキャナーとしてレーザーを2次元(揺動軸J1、J2まわり)に走査可能な構成について説明したが、光スキャナーの構成としては、これに限定されない。例えば、光スキャナーは、レーザーを1次元に走査可能な構成となっていてもよい。この場合は、例えば、前述した可動部31を第1可動部311で構成し、第1可動部311の下面に永久磁石361を配置した構成とすることができる。また、1次元走査型の光スキャナーを用いる場合には、光スキャナーを2つ用いてレーザーを2次元的に走査すればよい。
1…画像表示装置、10…対象物、2…光源ユニット、21B、21G、21R…レーザー光源、22B、22G、22R…駆動回路、23…光合成部、23B、23G、23R…ダイクロイックミラー、24B、24G、24R…コリメータレンズ、26…集光レンズ、3…光スキャナー、30…構造体、31…可動部、311…第1可動部、312a、312b…軸部、313…第2可動部、313a…リブ、321、322…軸部、33…支持部、34…ミラー保持部、341…基部、342…連結部、35…光反射部、351…光反射面、36…駆動部、361…永久磁石、362…コイル、4…第1基板、41…第1Si層、42…SiO2層、43…第2Si層、5…第2基板、51…第1Si層、52…SiO2層、53…第2Si層、54…マスク部、541…開口、55…連結部、61…第1接合層、62…第2接合層、200…ヘッドアップディスプレイシステム、210…ヘッドアップディスプレイ、220…フロントガラス、300…ヘッドマウントディスプレイ、310…フレーム、320…表示部、J1…揺動軸、J2…揺動軸、L…レーザー、LL…レーザー、S…隙間
Claims (7)
- 可動部を有する第1基板を準備する工程と、
ミラー保持部と、前記ミラー保持部の周囲に配置されたマスク部と、前記ミラー保持部と前記マスク部とを連結する連結部と、を有する第2基板を準備し、前記ミラー保持部と前記可動部とを接合する工程と、
前記ミラー保持部の前記可動部と反対側の面に光反射部を形成する工程と、
前記連結部を切断して前記ミラー保持部から前記マスク部を分離する工程と、を含むことを特徴とする光スキャナーの製造方法。 - 前記ミラー保持部と前記可動部との接合は、加熱工程を含む請求項1に記載の光スキャナーの製造方法。
- 前記ミラー保持部と前記可動部との接合は、加圧工程を含む請求項1または2に記載の光スキャナーの製造方法。
- 前記連結部は、前記ミラーの周方向に沿って間隔をあけて複数設けられている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光スキャナーの製造方法。
- 前記第1基板は、前記可動部と、前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、を有し、
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部の少なくとも一方と重なっている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光スキャナーの製造方法。 - 前記第1基板は、前記可動部と、前記可動部を揺動軸まわりに揺動可能に支持する軸部と、を有し、
前記ミラー保持部と前記可動部とを接合した状態では、前記第2基板の平面視にて、前記連結部が前記可動部および前記軸部からずれて配置されている請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光スキャナーの製造方法。 - 前記第2基板をエッチングすることで前記連結部を形成する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の光スキャナーの製造方法。
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