JP2941788B2 - 可動ミラー装置 - Google Patents

可動ミラー装置

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JP2941788B2 JP10180716A JP18071698A JP2941788B2 JP 2941788 B2 JP2941788 B2 JP 2941788B2 JP 10180716 A JP10180716 A JP 10180716A JP 18071698 A JP18071698 A JP 18071698A JP 2941788 B2 JP2941788 B2 JP 2941788B2
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  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は入射光の進行経路を
変換し得るようになる可動ミラー装置に係り、さらに詳
細には、低い駆動電圧で光経路変換角度の調節が容易に
できるよう該構造が改良された可動ミラー装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般的に、可動ミラー装置(DMD;De
formable Mirror Device)は、静電気力により回動自在
に設けられる複数の反射鏡を有し、これにより入射され
る光を所定の角度で反射させる。この可動ミラー装置は
プロジェクションテレビの画像表示装置及びスキャナ
ー、複写機、ファクシミリなどの光走査装置に適用され
る。特に、画像表示装置として採用される時、反射鏡は
画素数だけ二次元的に配列され、それぞれの反射鏡を各
画素に対する映像信号に基づき回動させることにより光
を反射させ、色合いや輝度を調節する。
【0003】図1を参照するに、従来の可動ミラー装置
は基板1と、前記基板1の上面に所定間隔離れたまま突
設される一対のポスト3と、前記基板1上に形成される
電極5と、前記ポスト3により支持され、前記電極5と
向かい合って配置される反射鏡7と、前記反射鏡7の両
側それぞれと前記ポスト3との間に連結され、前記反射
鏡7を支持する一対の支持片9とを含んでなる。
【0004】前記支持片9は、図示のように非対称(L
1 ≠L2 )構造でいずれか一方の支持片9aが他方の支
持片9bに比べ短く形成され、且つ、前記反射鏡7を弾
性的に支持できるよう剛性を有する。ここで、前記支持
片9は対称構造を有することもある。前記電極5は、前
記反射鏡7のサイズに対応するサイズを有し、前記反射
鏡7と向かい合うよう前記基板1上に設けられる。した
がって、前記電極5に電位を印加すると、前記電極5と
反射鏡7との電位差により静電引力が作用し、これによ
り前記反射鏡7が前記支持片9の剛性に勝ち取り、電極
5に向って下りながら該傾斜が変わる。一方、電極5と
反射鏡7との電位差がなくなると、前記支持片9の剛性
により前記反射鏡7は元の状態に戻り、水平状態を保
つ。
【0005】かかる非対称支持板の構造を有する可動ミ
ラー装置は、図2に示すように、電極5と反射鏡7と間
に電位差を加えると、支持片9a、9bと反射鏡7との
連結された部分それぞれが電極5側に力F1 、F2 を受
ける。これにより前記反射鏡7が下方に向って所定距離
1 、d2 分だけ垂れる。ここで、両支持片9a、9b
間の剛性k1 、k2 の差分により力F1 、F2 が異なっ
てくると共に、前記反射鏡7の下方への移動距離d1
2 が相異なり、これにより前記反射鏡7の傾斜が決ま
る。
【0006】前記力F1 、F2 の強度は静電引力が作用
する合力Fesからポスト3の支持点までの距離L1 、L
2 に反比例に決まる。図面においてL1 <L2 、k1
2 であり、F1 >F2 であるため、剛性の大きい方k
1 に大きい力F1 がかかり、剛性の小さい方k2 に小さ
い力F2 が作用する。したがって、傾斜の効果が小さく
なる問題点がある。これを考慮して前記電極5に印加さ
れる電圧及び支持片9に作用する応力を増やさなければ
ならないため、信頼性が低下する恐れがある。
【0007】一方、図3に示すように、両支持片9が対
称的に配置(L1 =L2 )される場合には構造的に作用
する力F1 、F2 と支持片9の剛性k1 、k2 とが同様
であるために、前記反射鏡7は水平を保ちながら電極5
に向って下る。従って、光経路変換を示すことが不可能
であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に鑑
みて成されたものであり、反射鏡に対する電極の位置を
調節し、相対的に低い静電圧下で光経路変換角を大きく
できる可動ミラー装置を提供することにその目的があ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は基板と、前記基板の上面に所定間隔離れた
まま突設される一対のポストと、前記基板上に形成され
る電極と、前記ポストにより支持され、前記電極に対向
するように配置される反射鏡と、前記反射鏡の両側それ
ぞれと前記ポストとの間に連結されて前記反射鏡を支持
し、且つ所定の剛性を有する一対の第1及び第2支持片
とを有し、前記電極と反射鏡との静電引力により前記反
射鏡の傾斜を可変し得るようになる可動ミラー装置にお
いて、前記反射鏡に対し前記電極がいずれか一方に偏っ
て配置され、前記第1及び第2支持片それぞれと前記反
射鏡との位置において前記電極側に作用する力の強度が
相異なるようにしてなることを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】図4に示すように、本発明の実施
例に係る可動ミラー装置は基板11と、この基板11の
上面に所定間隔離れたまま突設される一対のポスト13
と、前記基板11上に形成される電極15と、前記ポス
ト13により支持され、前記電極15に対向するように
配置される反射鏡17と、前記反射鏡17を支持し、所
定の剛性を有する支持片19とを含んでなる。
【0011】前記支持片19は、前記反射鏡17の両側
それぞれと前記ポスト13との間に連結され、前記反射
鏡17を支持し得るように第1支持片19aと第2支持
片19bとからなる。ここで、前記第1及び第2支持片
19a、19bは、図4及び図5に示すように、非対称
(L1 ’>L2 ’)構造で第1支持片19aにかかる剛
性k1 ’が前記第2支持片19bにかかる剛性k2 ’よ
りも大きい。一方、図6に示すように、前記第1及び第
2支持片19a、19bそれぞれにかかる剛性k1 ’、
2 ’が同様のような対称構造を有することもできる。
【0012】前記電極15は、前記反射鏡17のサイズ
に対応するサイズを有し、前記反射鏡17に対しいずれ
か一方に所定間隔G(図4参照)だけ偏って配置され
る。従って、前記第1及び第2支持片19a、19bそ
れぞれと前記反射鏡17との位置において前記電極15
側に作用する力の強度が相異なることになる。ここで、
前記電極15に電位を印加すると、前記電極15と反射
鏡17との電位差により静電引力が作用し、前記反射鏡
17が前記支持片19の剛性に勝ち取り、電極15側に
下りながら該傾斜が変わる。一方、電極15と反射鏡1
7との間に電位差がなくなると、前記支持片19の剛性
により前記反射鏡17は元の状態に戻り、水平状態を保
つ。 以下、図5及び図6に基づいて本発明の好適な実
施例による動作につき説明する。図5に示すように、第
1支持片19aにかかる剛性k1 ’が前記第2支持片1
9bにかかる剛性k2 ’に比べて大きくなるように、前
記第2支持片19bは前記第1支持片19aに比べ相対
的に長い片長を有する。そして、前記電極15は前記反
射鏡17に対し前記第2支持片19bに向って偏って配
置される。
【0013】電極15と反射鏡17と間に電位差を加え
ると、第1及び第2支持片19a、19bと反射鏡17
との連結された部分それぞれが電極15側に力F1 ’、
2’を受ける。これにより前記反射鏡17が下方に所
定距離d1 ’、d2 ’分だけ垂れる。ここで、両支持片
19a、19b間の剛性k1 ’、k2 ’の差分により力
1 ’、F2 ’が異なってくると共に、前記反射鏡17
の下方への移動距離d 1 ’、d2 ’が相異なり、これに
より前記反射鏡17の傾斜が決まる。この場合、静電引
力の合力Fes’も前記電極15の偏り方向に移動して、
1 ’>L2 ’になり、F1 ’<F2 ’になる。従っ
て、剛性の小さな方k2 ’へ大きい力F2’が作用し、
剛性の大きい方k1 ’へ小さい力F1 ’が作用すること
により、前記反射鏡17の傾斜角を大きくし得る。
【0014】さらに、従来の構成とは異なって、剛性の
大きい方k1 ’に小さい力F1 ’が作用することから、
その剛性において従来の剛性k1 に比べ小さい剛性
1 ’を以て前記反射鏡17の傾斜程度を従来レベルに
保てるため、低い静電圧下においても前記反射鏡17の
傾斜を調節し得る。図6は、対称支持板の構造を有する
可動ミラー装置の概略的な正面図である。図示のよう
に、電極15が図の右側、すなわち、第2支持片19b
側に偏って配置されると共に、静電引力の合力Fes’も
移動されることにより、L1 ’>L2’になり、F1
<F2 ’になる。これにより、第1及び第2支持片19
a、19bにかかる剛性が同様であっても作用する力が
1 ’<F2 ’になるから、d 1 ’<d2 ’になり、前
記反射鏡17が傾くようになる。従って、前記したよう
に、対称の支持片19構造においても前記電極15の位
置を調節することで、前記反射鏡17の傾斜程度を調節
できる。さらに、図5に示すような非対称構造の可動ミ
ラー装置に比べ第2支持片19bの剛性k2 ’を小さく
しても同一程度の反射鏡17の傾斜を得ることができ、
前記した非対称構造に比べ低い静電圧において駆動が可
能である。
【0015】図4乃至図6には、電極15が反射鏡17
と同一サイズを有し、いずれか一方に所定の幅Gだけ移
動配置された場合を例に取って述べたが、これは単なる
例示的なものに過ぎず、前記した静電引力の合力Fes
の位置が反射鏡の中心から外れた位置に置かれるよう前
記電極15の形状及びサイズを反射鏡17と相異なるよ
うにしても良い。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように構成される本発明に係
る可動ミラー装置は、反射鏡17に対し電極15をいず
れか一方に偏って配置することにより、反射鏡17の可
動に要される静電圧を低くすることができ、信頼性及び
効率の向上を図ることができる。
【0017】さらに、反射鏡17を支持する第1及び第
2支持片19a、19bを対称構造にした場合において
も、反射鏡17の傾斜を調節できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の可動ミラー装置を示す概略的な斜視図で
ある。
【図2】従来の非対称支持板の構造を有する可動ミラー
装置の概略的な正面図である。
【図3】従来の対称支持板の構造を有する可動ミラー装
置の概略的な正面図である。
【図4】本発明の実施例に係る可動ミラー装置を示す概
略的な斜視図である。
【図5】本発明の実施例に係る非対称支持板の構造を有
する可動ミラー装置の概略的な正面図である。
【図6】本発明の実施例に係る対称支持板の構造を有す
る可動ミラー装置の概略的な正面図である。
【符号の説明】
11 基板 13 ポスト 15 電極 17 反射鏡 19 支持片 19a 第1支持片 19b 第2支持片 L1 ’、L2 ’ 支持点までの距離 G 所定幅

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、前記基板の上面に所定間隔離れ
    て突設される一対のポストと、前記基板上に形成される
    電極と、前記ポストにより支持され、前記電極に対向す
    るように配置される反射鏡と、前記反射鏡の両側それぞ
    れと前記ポストとの間に連結され、前記反射鏡を支持
    し、所定の剛性を有する一対の第1及び第2支持片とを
    有し、前記電極と反射鏡との間の静電引力により前記反
    射鏡の傾斜を可変し得るようになる可動ミラー装置にお
    いて、 前記反射鏡に対し前記電極がいずれか一方に偏って配置
    され、前記第1及び第2支持片それぞれと前記反射鏡と
    の間の位置において前記電極側に作用する力の強度が相
    異なるようにしてなることを特徴とする可動ミラー装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第1支持片にかかる剛性が前記第2
    支持片にかかる剛性に比べて強く、前記第2支持片は前
    記第1支持片より相対的に長く、 前記電極は前記反射鏡に対し前記第2支持片に向って偏
    って配置されることを特徴とする請求項1に記載の可動
    ミラー装置。
  3. 【請求項3】 第1及び第2支持片それぞれにかかる剛
    性が同様のように、前記第1及び第2支持片それぞれは
    同一長を有し、 前記電極は前記反射鏡に対し前記第1支持片または第2
    支持片に向って偏って配置され、前記第1及び第2支持
    片それぞれと前記反射鏡との位置において前記電極側に
    作用する力の強度が相異なるようにしてなることを特徴
    とする請求項1に記載の可動ミラー装置。
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