JP3465106B2 - Light switch - Google Patents
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- JP3465106B2 JP3465106B2 JP16644999A JP16644999A JP3465106B2 JP 3465106 B2 JP3465106 B2 JP 3465106B2 JP 16644999 A JP16644999 A JP 16644999A JP 16644999 A JP16644999 A JP 16644999A JP 3465106 B2 JP3465106 B2 JP 3465106B2
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- optical switch
- movable electrode
- piezoelectric element
- flexure
- flexure portion
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光スイッチに関
し、特に、可動電極の動きに伴うフレクチュア部の変形
をフレクチュア部上面に形成された圧電素子に発生する
電圧を検出することによりその破損状況をモニタする光
スイッチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch, and in particular, the deformation of the flexure portion caused by the movement of a movable electrode is detected by detecting the voltage generated in a piezoelectric element formed on the upper surface of the flexure portion to detect the damage condition. Optical switch for monitoring.
【0002】[0002]
【従来の技術】この発明の先行例を図3を参照して説明
する。図3(a)は光スイッチの先行例を上から視た図
であり、図3(b)は図3(a)における線b−b’に
沿った断面を矢印の向きに視た図である。1はシリコン
基板、2は可動電極である。可動電極2は、シリコン基
板1に形成されるアンカー部11に対して、結合部21
1および212を含むフレクチュア部21を介して一体
的に結合している。シリコン基板1、アンカー部11、
結合部212、フレクチュア部21、結合部212はシ
リコン基板1を原材料基板として、これにフォトリソグ
ラフィ技術を適用することにより形成する。12は座ぐ
り部であり、原材料基板である正方形のシリコン基板1
を貫通して形成されている。213は貫通孔であり、こ
れによりフレクチュア部21は図示される通りの枠形に
構成されている。更に、可動電極2の上面にはマイクロ
ミラー3が形成されている。2. Description of the Related Art A prior art example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a diagram of a prior art example of an optical switch viewed from above, and FIG. 3B is a diagram of a cross section taken along line bb ′ in FIG. is there. Reference numeral 1 is a silicon substrate, and 2 is a movable electrode. The movable electrode 2 has a coupling portion 21 with respect to an anchor portion 11 formed on the silicon substrate 1.
They are integrally connected via a flexure portion 21 including 1 and 212. Silicon substrate 1, anchor portion 11,
The joint portion 212, the flexure portion 21, and the joint portion 212 are formed by using the silicon substrate 1 as a raw material substrate and applying a photolithography technique thereto. 12 is a counterbore, which is a square silicon substrate 1 which is a raw material substrate.
Is formed to penetrate. Reference numeral 213 is a through hole, whereby the flexure portion 21 is formed in a frame shape as illustrated. Further, a micro mirror 3 is formed on the upper surface of the movable electrode 2.
【0003】以下、原材料として特にシリコン基板を使
用し、これに対して薄膜成膜技術、フォトリソグラフィ
技術、エッチング技術を適用して光スイッチを製造する
仕方を具体的に説明する。
(工程1) 原材料基板である正方形のシリコン基板1
を準備し、この上面全面に1μm厚のSiO2 被膜を形
成する。A method of manufacturing an optical switch by using a silicon substrate as a raw material and applying a thin film forming technique, a photolithography technique and an etching technique to the silicon substrate will be specifically described below. (Step 1) Square silicon substrate 1 which is a raw material substrate
Is prepared, and a 1 μm thick SiO 2 film is formed on the entire upper surface.
【0004】(工程2) 可動電極2がシリコン基板1
に固定されるところであるアンカー部11が形成される
べき領域に対応するSiO2 被膜のみをフォトリソグラ
フィ技術とエッチング技術を適用して10μm角に除去
する。ここで、原材料シリコン基板1上面の内の左右両
辺の中間に1箇所づつSiO2 被膜が除去された露出領
域が形成された。(Step 2) The movable electrode 2 is a silicon substrate 1
Only the SiO 2 film corresponding to the area where the anchor portion 11 is to be fixed is removed to a 10 μm square by applying the photolithography technique and the etching technique. Here, an exposed region where the SiO 2 film was removed was formed at one location in the middle of both left and right sides of the upper surface of the raw material silicon substrate 1.
【0005】(工程3) シリコン基板1上面のSiO
2 被膜の上面に露出領域を含めて3μm厚のポリシリコ
ン膜を成膜する。ここで、ポリシリコン膜はシリコン基
板1上面の露出領域に一体化された状態でシリコン基板
1上面のSiO2 被膜の上面に成膜される。
(工程4) 工程3において成膜形成したポリシリコン
膜にフォトリソグラフィ技術とエッチング技術を適用
し、これを図3において陰を施した領域の形状に形成
し、アンカー部11、結合部212、フレクチュア部2
1、結合部212、可動電極2を形成する。(Step 3) SiO on the upper surface of the silicon substrate 1
2 Form a 3 μm thick polysilicon film including the exposed region on the upper surface of the film. Here, the polysilicon film is formed on the upper surface of the SiO 2 film on the upper surface of the silicon substrate 1 while being integrated with the exposed region on the upper surface of the silicon substrate 1. (Step 4) A photolithography technique and an etching technique are applied to the polysilicon film formed in Step 3 to form the shaded region in FIG. 3 to form the anchor portion 11, the joint portion 212, and the flexure. Part 2
1, the coupling part 212, and the movable electrode 2 are formed.
【0006】(工程5) 工程4に続いて、シリコン基
板1上面全面に20μm厚のレジストを塗布し、可動電
極2の上面に3により示されるマイクロミラー形状にパ
ターンニングする。このマイクロミラー形状のパターン
ニングは、入射される光Lの方向に関して傾斜してなさ
れる。図3においては45゜傾斜してパターンニングさ
れる。(Step 5) Subsequent to Step 4, a resist having a thickness of 20 μm is applied on the entire upper surface of the silicon substrate 1, and the upper surface of the movable electrode 2 is patterned into a micromirror shape indicated by 3. This micromirror-shaped patterning is performed with an inclination with respect to the direction of the incident light L. In FIG. 3, patterning is performed with an inclination of 45 °.
【0007】(工程6) Niメッキ液に浸し、20μ
mの高さのマイクロミラー3を形成する。
(工程7) シリコン基板1全体をSiO2 膜で被覆す
る。
(工程8) 工程8においては、シリコン基板1の下面
について、そのSiO 2 膜にフォトリソグラフィ技術と
エッチング技術を適用し、12により示される座ぐり部
を形成するに必要な形状のSiO2 膜を除去する。(Step 6) Immerse in Ni plating solution,
A micro mirror 3 having a height of m is formed.
(Step 7) The entire silicon substrate 1 is SiO 2.2Coat with a membrane
It
(Step 8) In Step 8, the lower surface of the silicon substrate 1
About the SiO 2Photolithography technology on the film
Applying etching technology, counterbore indicated by 12
Of the shape required to form2Remove the membrane.
【0008】(工程9) KOH溶液に浸し、工程8に
おいてSiO2 膜を除去されて露出したシリコン基板1
の領域をエッチングして可動電極2が上下移動すること
ができる座ぐり部12を貫通形成する。
(工程10) 工程2および工程8において残存したS
iO2 膜と工程5において残存したレジストを除去す
る。(Step 9) The silicon substrate 1 exposed by removing the SiO 2 film in step 8 by immersing in a KOH solution
The region is etched to form a counterbore 12 through which the movable electrode 2 can move up and down. (Step 10) S remaining in steps 2 and 8
The iO 2 film and the resist remaining in step 5 are removed.
【0009】以上の通りにして、光スイッチの可動電極
の製造は終了する。ところで、この光スイッチを駆動す
るには、可動電極2に対応する図示されない他方の固定
電極を、枠状のシリコン基板1が取り付け固定される光
学装置の座ぐり部12の領域に形成し、両電極間に電圧
を印加して発生する静電力により静電駆動する。可動電
極2は半導体シリコン基板を原材料として構成すること
により、それ自体を可動電極とすることができる。The manufacturing of the movable electrode of the optical switch is completed as described above. By the way, in order to drive this optical switch, the other fixed electrode (not shown) corresponding to the movable electrode 2 is formed in the region of the spot facing portion 12 of the optical device to which the frame-shaped silicon substrate 1 is attached and fixed. It is electrostatically driven by an electrostatic force generated by applying a voltage between the electrodes. The movable electrode 2 itself can be used as a movable electrode by using a semiconductor silicon substrate as a raw material.
【0010】ここで、この光スイッチによる空間的な光
路スイッチングを説明する。4は出射側光ファイバ或い
は光導波路であり、5は入射側光ファイバ或いは光導波
路である。図3に図示される状態は、出射側光ファイバ
4を介して伝送される光がその端面から出射して空間を
伝播し、マイクロミラー3において反射し、入射側光フ
ァイバ5に入射して伝送される状態を示す。この状態を
定常状態とし、先の両電極間に電圧を印加して両電極間
に吸引する向きの静電力が発生すると、可動電極2は下
向きに駆動され、フレクチュア部21が変形することに
より下方に変位することとなる。可動電極2が下方に変
位することによりこの上面に形成されているマイクロミ
ラー3も可動電極2と共に下方に変位し、マイクロミラ
ー3は出射側光ファイバ4端面から出射する光の光路か
ら下方に変位して外れる。出射側光ファイバ4端面から
出射する光の光路からマイクロミラー3が外れたことに
より、これにより遮断されていた空間伝播光は、今度
は、直進して直接光LS として入射側光ファイバ5’に
入射し、これを介して伝送される。入射側光ファイバ5
に対する反射光LR は消失する。Here, the spatial optical path switching by this optical switch will be described. Reference numeral 4 is an output side optical fiber or optical waveguide, and 5 is an input side optical fiber or optical waveguide. In the state shown in FIG. 3, the light transmitted through the emission side optical fiber 4 is emitted from the end face thereof, propagates in the space, is reflected by the micromirror 3, and is incident on the incidence side optical fiber 5 for transmission. Indicates the state of being performed. When this state is set to a steady state and a voltage is applied between both electrodes to generate an electrostatic force in a direction of attracting between the electrodes, the movable electrode 2 is driven downward, and the flexure portion 21 is deformed to move downward. Will be displaced. When the movable electrode 2 is displaced downward, the micro mirror 3 formed on this upper surface is also displaced downward together with the movable electrode 2, and the micro mirror 3 is displaced downward from the optical path of the light emitted from the end face of the emission side optical fiber 4. And then come off. The space propagating light, which is blocked by the micromirror 3 being separated from the optical path of the light emitted from the end face of the emission-side optical fiber 4, goes straight to the incidence-side optical fiber 5'as the direct light LS. It is incident and transmitted through it. Incident side optical fiber 5
The reflected light LR for the light disappears.
【0011】光スイッチとして、図4により図示説明さ
れるスイッチを構成することができる。図4において、
図3における部材と共通する部材には共通する参照符号
を付与している。6は可動電極2に対向する固定電極基
板を示す。図4に示される光スイッチも、図3の光スイ
ッチと同様に、原材料として特にシリコン基板を使用
し、これに対して薄膜成膜技術、フォトリソグラフィ技
術、エッチング技術を適用して光スイッチを製造する。As the optical switch, the switch illustrated and described with reference to FIG. 4 can be configured. In FIG.
The same reference numerals are given to the members common to the members in FIG. Reference numeral 6 denotes a fixed electrode substrate facing the movable electrode 2. Similar to the optical switch shown in FIG. 3, the optical switch shown in FIG. 4 uses a silicon substrate as a raw material, and manufactures an optical switch by applying thin film deposition technology, photolithography technology, and etching technology to it. To do.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】以上の光スイッチのフ
レクチュア部は繊細な形状構造に構成されている。そし
て、フレクチュア部はスイッチ操作に応動して頻繁に屈
曲変形する部位であるので、脆性破壊する恐れの大きい
ところである。ここに、衝撃その他の外力が加わること
により、光スイッチの動作に異常を来す場合は多い。し
かし、光スイッチの動作に異常を来たした場合、これが
フレクチュア部の破損に起因するものか否かを判断する
には、光スイッチが収容されたケースから光スイッチを
取り出し、目視により確認するしか仕方がなかった。光
スイッチを光スイッチが収容されたケースから取り出し
て確認することは、必ずしも簡単容易なことではない。The flexure portion of the above-mentioned optical switch has a delicate shape structure. Since the flexure portion is a portion that is frequently bent and deformed in response to a switch operation, there is a high risk of brittle fracture. In many cases, the operation of the optical switch becomes abnormal due to impact or other external force applied thereto. However, if there is an abnormality in the operation of the optical switch, the only way to determine whether this is due to damage to the flexure part is to take out the optical switch from the case that houses the optical switch and visually check it. There was no choice. It is not always easy and easy to take out the optical switch from the case in which the optical switch is housed and confirm it.
【0013】この発明は、可動電極の動きに伴うフレク
チュア部の変形をフレクチュア部上面に形成される圧電
素子に発生する電圧を検出することにより、容易にフレ
クチュア部の破損状況をモニタすることができる上述の
問題を解消した光スイッチを提供するものである。According to the present invention, the deformation of the flexure portion caused by the movement of the movable electrode can be easily detected by detecting the voltage generated in the piezoelectric element formed on the upper surface of the flexure portion. An optical switch that solves the above problems is provided.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】請求項1:固定電極基板
6と、フレクチュア部21を介して固定電極基板6に機
械的に結合される可動電極2と、可動電極2の上面に直
立して形成されるマイクロミラー3を有し、可動電極2
を固定電極基板6の面に垂直な方向に駆動して水平方向
から入射される光ビームをスイッチングする光スイッチ
において、フレクチュア部21の上面に圧電素子7を成
膜形成し、圧電素子に発生する電圧を検出する構成を具
備する光スイッチを構成した。According to a first aspect of the present invention, a fixed electrode substrate 6, a movable electrode 2 mechanically coupled to the fixed electrode substrate 6 through a flexure portion 21, and an upright surface of the movable electrode 2 are provided. A movable electrode 2 having a micromirror 3 to be formed
In the optical switch which drives the light source in the direction perpendicular to the surface of the fixed electrode substrate 6 to switch the light beam incident from the horizontal direction, the piezoelectric element 7 is formed into a film on the upper surface of the flexure portion 21 and generated in the piezoelectric element. An optical switch having a structure for detecting a voltage was constructed.
【0015】そして、請求項2:請求項1に記載される
光スイッチにおいて、フレクチュア部21それぞれの上
面に圧電素子7を成膜形成した光スイッチを構成した。
また、請求項3:請求項1および請求項2の内の何れか
に記載される光スイッチにおいて、圧電素子7はフレク
チュア部21を固定電極基板6に結合するアンカー部1
1からフレクチュア部21に亘って成膜した光スイッチ
を構成した。A second aspect of the present invention is an optical switch according to the first aspect, in which the piezoelectric element 7 is formed on the upper surface of each of the flexure portions 21 as a film.
Further, claim 3: in the optical switch according to any one of claims 1 and 2, the piezoelectric element 7 has an anchor portion 1 for coupling the flexure portion 21 to the fixed electrode substrate 6.
An optical switch was formed by forming a film from 1 to the flexure portion 21.
【0016】更に、請求項4:請求項1ないし請求項3
の内の何れかに記載される光スイッチにおいて、圧電素
子7はこれをフレクチュア部21の延伸方向に形成する
と共に更に屈曲して延伸形成する光スイッチを構成し
た。Further, claim 4: claim 1 to claim 3
In the optical switch described in any of the above, the piezoelectric element 7 constitutes an optical switch in which the piezoelectric element 7 is formed in the extending direction of the flexure portion 21 and further bent and extended.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を図1およ
び図2を参照して説明する。図1および図2において、
図3および図4における部材と共通する部材には共通す
る参照符号を付与している。この実施例は図4の先行例
において、フレクチュア部21の破損状況をモニタする
圧電素子7をフレクチュア部21の上面に形成したもの
に相当する。圧電素子7はフレクチュア部21それぞれ
の上面に形成する。この圧電素子7は、フレクチュア部
21の上面に厚さ200A゜のニッケル薄膜71、厚さ
4000A゜の第1の金薄膜72、厚さ200A゜のニ
ッケル薄膜73、圧電材料として厚さ5μmの酸化亜鉛
薄膜74、厚さ200A゜のニッケル薄膜75、厚さ4
000A゜の第2の金薄膜76、をこの順に成膜形成し
たものより成る。第1の金薄膜72の端部表面にはリー
ド端子721としてボンディングパッドが形成されると
共に第2の金薄膜76の端部表面にもリード端子761
としてボンディングパッドが形成されている。第1の金
薄膜72のリード端子721と第2の金薄膜76のリー
ド端子761の間に圧電素子に発生する電圧を検出する
図示されていない構成を具備する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2,
Members common to those in FIGS. 3 and 4 are designated by common reference numerals. This embodiment corresponds to the preceding example of FIG. 4 in which the piezoelectric element 7 for monitoring the damage condition of the flexure portion 21 is formed on the upper surface of the flexure portion 21. The piezoelectric element 7 is formed on the upper surface of each of the flexure portions 21. The piezoelectric element 7 comprises a nickel thin film 71 having a thickness of 200 A °, a first gold thin film 72 having a thickness of 4000 A °, a nickel thin film 73 having a thickness of 200 A °, and a 5 μm thick oxide as a piezoelectric material on the upper surface of the flexure portion 21. Zinc thin film 74, nickel thin film 75 with a thickness of 200 A, thickness 4
The second gold thin film 76 of 000 A ° is formed in this order. A bonding pad is formed as a lead terminal 721 on the end surface of the first gold thin film 72, and a lead terminal 761 is also formed on the end surface of the second gold thin film 76.
Is formed as a bonding pad. Between the lead terminal 721 of the first gold thin film 72 and the lead terminal 761 of the second gold thin film 76, a configuration (not shown) for detecting the voltage generated in the piezoelectric element is provided.
【0018】ここで、光スイッチは正常に動作している
ものとし、図1に示される状態を定常状態として説明す
る。可動電極2と固定電極基板4の間に制御信号として
電圧を印加して両電極間に吸引する向きの静電力を発生
すると、マイクロミラー3を直立固定した可動電極2は
下向きに駆動され、フレクチュア部21が撓み変形する
ことにより可動電極2は下方に変位することとなる。可
動電極2が下方に変位することによりこの上面に形成さ
れているマイクロミラー3も可動電極2と共に下方に変
位し、マイクロミラー3は出射側光ファイバ4端面から
出射する光の光路から下方に変位して外れる。出射側光
ファイバ4端面から出射する光の光路からマイクロミラ
ー3が外れたことにより、遮断されていた空間伝播光は
今度は直進して直接光LS として入射側光ファイバ5’
に入射し、これを介して伝送される。Here, it is assumed that the optical switch is operating normally, and the state shown in FIG. 1 will be described as a steady state. When a voltage is applied as a control signal between the movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 4 to generate an electrostatic force in a direction in which the electrodes are attracted between the two electrodes, the movable electrode 2 with the micromirror 3 fixed upright is driven downward, and the flexure is moved. The movable electrode 2 is displaced downward due to the flexible deformation of the portion 21. When the movable electrode 2 is displaced downward, the micro mirror 3 formed on the upper surface is also displaced downward together with the movable electrode 2, and the micro mirror 3 is displaced downward from the optical path of the light emitted from the end face of the emission side optical fiber 4. And then come off. Since the micromirror 3 is removed from the optical path of the light emitted from the end face of the emission side optical fiber 4, the spatially propagating light that has been cut off goes straight this time and becomes the direct side light LS as the incidence side optical fiber 5 '.
Incident on and transmitted through.
【0019】以上の通り、可動電極2の変位に応じてフ
レクチュア部21が撓むことに起因して、このフレクチ
ュア部21の上面に成膜形成される圧電素子7に応力が
加わる。圧電素子7はこの応力により、圧電素子7を構
成する第1の金薄膜72と第2の金薄膜76の間に可動
電極2およびマイクロミラー3の下方変位に対応する電
位差が発生する。即ち、実施例における4個のフレクチ
ュア部21は、可動電極2および固定電極基板6に関し
て幾何学的にほぼ同等に構成されているので、4個の圧
電素子7は可動電極2およびマイクロミラー3の変位に
応じてほぼ同等の電位差を発生する。As described above, stress is applied to the piezoelectric element 7 formed as a film on the upper surface of the flexure portion 21 due to the flexure portion 21 bending in accordance with the displacement of the movable electrode 2. Due to this stress, the piezoelectric element 7 generates a potential difference between the first gold thin film 72 and the second gold thin film 76 forming the piezoelectric element 7, which corresponds to the downward displacement of the movable electrode 2 and the micromirror 3. That is, since the four flexure portions 21 in the embodiment are configured to be geometrically almost the same with respect to the movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 6, the four piezoelectric elements 7 of the movable electrode 2 and the micromirror 3 are arranged. A substantially equal potential difference is generated according to the displacement.
【0020】ところで、フレクチュア部21に破損が生
起し、フレクチュア部21による可動電極2に対する支
持力が消失すると、可動電極2と固定電極基板6は相互
に接触するに到り、両電極間に制御信号として電圧を印
加しても両電極間に静電力は発生しない。従って、可動
電極2は変位しないので、フレクチュア部21に撓みは
生じない。即ち、光スイッチに制御信号が入力したにも
かかわらず、圧電素子7の第1の金薄膜72と第2の金
薄膜76の間に電位差が生ずることはなく、電位差は零
のまま終始する。これにより、可動電極2が動作してい
ないことを認識することができる。なお、表面に絶縁薄
膜を形成したタイプの可動電極2および固定電極基板6
もあり、この場合は両電極は短絡しない。しかし、フレ
クチュア部21の破損により可動電極2に対する支持力
が消失して可動電極2と固定電極基板6は相互に接触す
ることにより、両電極間に制御信号として電圧を印加し
ても両電極間に相互間の変位は生じないことにより、フ
レクチュア部21の破損を検出することができる。When the flexure portion 21 is damaged and the supporting force of the flexure portion 21 for the movable electrode 2 disappears, the movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 6 come into contact with each other, and control is performed between both electrodes. Even if a voltage is applied as a signal, no electrostatic force is generated between both electrodes. Therefore, since the movable electrode 2 is not displaced, the flexure portion 21 does not bend. That is, despite the input of the control signal to the optical switch, there is no potential difference between the first gold thin film 72 and the second gold thin film 76 of the piezoelectric element 7, and the potential difference continues to be zero. This makes it possible to recognize that the movable electrode 2 is not operating. The movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 6 of the type in which an insulating thin film is formed on the surface
In this case, both electrodes are not short-circuited. However, since the supporting force for the movable electrode 2 disappears due to the breakage of the flexure portion 21 and the movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 6 contact each other, even if a voltage is applied between both electrodes as a control signal, the electrode between both electrodes is Since there is no displacement between the two, it is possible to detect breakage of the flexure portion 21.
【0021】フレクチュア部21の破損の程度、或いは
態様によっては、4個のフレクチュア部21が可動電極
2および固定電極基板6に対して幾何学的にほぼ同等に
構成されているという条件が解消された状態となり、フ
レクチュア部21それぞれに形成される計4個の圧電素
子7は可動電極2およびマイクロミラー3の変位に応じ
て各別の電位差を発生する場合もある。この場合におい
ても、フレクチュア部21のそれぞれに圧電素子7を形
成し、これら圧電素子7の発生する電位差が異なること
に着目して可動電極2に何らかの故障が発生したことを
認識することができる。Depending on the degree of breakage of the flexure portion 21 or its mode, the condition that the four flexure portions 21 are geometrically substantially equal to the movable electrode 2 and the fixed electrode substrate 6 is eliminated. In this state, a total of four piezoelectric elements 7 formed on each of the flexure parts 21 may generate different potential differences depending on the displacements of the movable electrode 2 and the micro mirror 3. Also in this case, it is possible to recognize that some failure has occurred in the movable electrode 2 by focusing on the fact that the piezoelectric elements 7 are formed in each of the flexure portions 21 and the potential differences generated by these piezoelectric elements 7 are different.
【0022】[0022]
【発明の効果】以上の通りであって、この発明によれ
ば、可動電極の動きに伴うフレクチュア部の変形状況を
フレクチュア部上に形成された圧電素子に発生する電圧
により確認することができるので、光スイッチをケース
から取り出して目視により確認するという煩わしい作業
をする必要はなくなった。As described above, according to the present invention, the state of deformation of the flexure portion due to the movement of the movable electrode can be confirmed by the voltage generated in the piezoelectric element formed on the flexure portion. , It is no longer necessary to take the optical switch out of the case and visually check it.
【0023】そして、フレクチュア部それぞれの上面に
圧電素子7を成膜形成し、これら圧電素子7の発生する
電位差が異なることに着目して可動電極に何らかの故障
が発生したことを認識することができる。また、フレク
チュア部の内の最も破損の生起し易い領域であるフレク
チュア部を固定電極基板に結合するアンカー部からフレ
クチュア部に亘って圧電素子を成膜形成したことによ
り、圧電素子の零起電力を検知して圧電素子の破損に対
応するフレクチュア部21の破損を的確に認識すること
ができる。Then, the piezoelectric element 7 is formed on the upper surface of each of the flexure portions, and it can be recognized that some kind of failure has occurred in the movable electrode by paying attention to the difference in the potential difference generated by these piezoelectric elements 7. . Further, by forming a film of the piezoelectric element from the anchor portion that couples the flexure portion, which is the most easily damaged area of the flexure portion to the fixed electrode substrate, to the zero-electromotive force of the piezoelectric element. The breakage of the flexure part 21 corresponding to the breakage of the piezoelectric element can be accurately recognized by detecting.
【0024】更に、圧電素子7をフレクチュア部の延伸
方向に形成すると共に更に屈曲して延伸形成することに
より、圧電素子はフレクチュア部の内の撓みの最も大き
い領域に形成されたことになり、より大きな起電力を得
ることができる。Further, by forming the piezoelectric element 7 in the extending direction of the flexure portion and further bending and extending, the piezoelectric element is formed in the region of the flexure portion having the largest deflection, A large electromotive force can be obtained.
【図1】実施例を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating an example.
【図2】圧電素子を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating a piezoelectric element.
【図3】先行例を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating a preceding example.
【図4】第2の先行例を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a second prior art example.
1 シリコン基板 11 アンカー部 12 座ぐり部 2 可動電極 21 フレクチュア部 211 結合部 212 結合部 213 貫通孔 3 マイクロミラー 4 出射側光ファイバ 5 入射側光ファイバ 6 固定電極基板 7 圧電素子 71 ニッケル薄膜 72 第1の金薄膜 721 リード端子 73 ニッケル薄膜 74 酸化亜鉛薄膜 75 ニッケル薄膜 76 第2の金薄膜 761 リード端子 1 Silicon substrate 11 Anchor part 12 spot facing 2 movable electrodes 21 Flexure Department 211 Join 212 connection 213 through hole 3 micro mirrors 4 Output side optical fiber 5 Incident side optical fiber 6 Fixed electrode substrate 7 Piezoelectric element 71 Nickel thin film 72 First gold thin film 721 Lead terminal 73 Nickel thin film 74 Zinc oxide thin film 75 Nickel thin film 76 Second gold thin film 761 Lead terminal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/08 G02B 26/10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 26/08 G02B 26/10
Claims (4)
て固定電極基板に機械的に結合される可動電極と、可動
電極の上面に直立して形成されるマイクロミラーを有
し、可動電極を固定電極基板の面に垂直な方向に駆動し
て水平方向から入射される光ビームをスイッチングする
光スイッチにおいて、 フレクチュア部の上表面に圧電素子を成膜形成し、 圧電素子に発生する電圧を検出する構成を具備すること
を特徴とする光スイッチ。1. A fixed electrode substrate, a movable electrode that is mechanically coupled to the fixed electrode substrate via a flexure portion, and a micromirror that is formed upright on the upper surface of the movable electrode. In an optical switch that drives the light beam incident from the horizontal direction by driving in the direction perpendicular to the surface of the electrode substrate, a piezoelectric element is formed on the upper surface of the flexure part to detect the voltage generated in the piezoelectric element. An optical switch having a configuration.
て、 フレクチュア部それぞれの上面に圧電素子を成膜形成し
たことを特徴とする光スイッチ。2. The optical switch according to claim 1, wherein a piezoelectric element is formed as a film on the upper surface of each of the flexure parts.
記載される光スイッチにおいて、 圧電素子はフレクチュア部を固定電極基板に結合するア
ンカー部からフレクチュア部に亘って成膜形成したこと
を特徴とする光スイッチ。3. The optical switch according to claim 1 or 2, wherein the piezoelectric element is formed by forming a film from an anchor portion connecting the flexure portion to the fixed electrode substrate to the flexure portion. Optical switch characterized by.
記載される光スイッチにおいて、 圧電素子はこれをフレクチュア部の延伸方向に形成する
と共に更に屈曲して延伸形成することを特徴とする光ス
イッチ。4. The optical switch according to any one of claims 1 to 3, wherein the piezoelectric element is formed in the extending direction of the flexure portion and is further bent and extended. Optical switch to do.
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