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
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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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|---|---|---|---|
| JP16644999A JP3465106B2 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Light switch |
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| JP16644999A JP3465106B2 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Light switch |
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1999
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