JP5151756B2 - Optical device - Google Patents

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Description

本発明は、光ビームの反射方向を変える光学装置に関する。   The present invention relates to an optical device that changes the reflection direction of a light beam.

特許文献1に、1対のトーションバーでミラーを支持した光学装置が開示されている。一対のトーションバーは同一軸線上に配置されており、基板から間隔を隔てた高さを基板と平行に伸びており、各々のトーションバーの反ミラー側の端部は基板に対して固定されている。この場合、トーションバーが捩じれるとトーションバーの延長線の周りにミラーが揺動し、ミラーが基板に対して傾斜する。
基板とミラーが平行に伸びている状態において基板とミラーとの間の間隔の距離が長いと、ミラーの一端を基板にひきつけてトーションバーを捩じるための吸引力が得にくい。それに対して、前記間隔の距離が短いと、基板に対してミラーを大きく傾斜させることができない。
特許文献1の技術では、トーションバー(即ちミラーの揺動軸)を、ミラーの中心から偏心した位置に配置する。この構成によると、基板とミラーとの間の間隔の距離を短くしながら、ミラーを大きく傾斜させることができる。
Patent Document 1 discloses an optical device in which a mirror is supported by a pair of torsion bars. The pair of torsion bars are arranged on the same axis, extend in parallel with the substrate at a distance from the substrate, and the end on the anti-mirror side of each torsion bar is fixed to the substrate. Yes. In this case, when the torsion bar is twisted, the mirror swings around the extension line of the torsion bar, and the mirror is inclined with respect to the substrate.
If the distance between the substrate and the mirror is long when the substrate and the mirror extend in parallel, it is difficult to obtain a suction force for twisting the torsion bar by attracting one end of the mirror to the substrate. On the other hand, if the distance between the gaps is short, the mirror cannot be largely inclined with respect to the substrate.
In the technique of Patent Document 1, the torsion bar (that is, the swing axis of the mirror) is arranged at a position eccentric from the center of the mirror. According to this configuration, the mirror can be largely inclined while shortening the distance between the substrate and the mirror.

米国特許第58672020号明細書US Pat. No. 5,867,2020

特許文献1の光学装置は、プロジェクタ等に利用される。ミラーを大きく傾斜させることができれば、光ビームの反射方向を大きく変えることができる。これによって、大口径レンズが使用可能となり、高コントラストな投影画像が得られる。しかしながら、ミラーを大きく傾斜させるためにはトーションバーを大きくねじらなければならない。このためには、トーションバーの長さを長くし、トーションバーのねじり剛性を低下させる必要がある。トーションバーの幅を狭くすることでも、トーションバーのねじり剛性を低下させることはできるが、製造プロセス上の制約から、トーションバーの幅には下限があり、実際には長いトーションバーを必要とする。   The optical device of Patent Document 1 is used for a projector or the like. If the mirror can be tilted greatly, the reflection direction of the light beam can be greatly changed. As a result, a large-diameter lens can be used, and a high-contrast projection image can be obtained. However, in order to tilt the mirror greatly, the torsion bar must be twisted greatly. For this purpose, it is necessary to lengthen the torsion bar and reduce the torsional rigidity of the torsion bar. Narrowing the torsion bar width can also reduce the torsional rigidity of the torsion bar, but due to manufacturing process limitations, there is a lower limit on the torsion bar width, which actually requires a longer torsion bar. .

光学装置を小型化したいという要求がある。特に、複数の光学装置をマトリクス状に配置して投影画像を形成するプロジェクタを構成する場合には、小型の光学装置を密に配置することによって高解像度の明るい画像を提供したいとする要求がある。
しかしながら特許文献1の光学装置では、一対のトーションバーの各々が長く、小型の光学装置を密に配置することを妨げている。特に、トーションバーの伸びている方向、すなわちミラーの揺動軸に沿った方向の幅を短くすることができない。特許文献1の光学装置は、小型の光学装置を密に配置することができない点で不満を残している。
There is a demand to reduce the size of optical devices. In particular, when a projector that forms a projection image by arranging a plurality of optical devices in a matrix form, there is a demand to provide a high-resolution bright image by closely arranging small optical devices. .
However, in the optical device of Patent Document 1, each of the pair of torsion bars is long, which prevents a small optical device from being densely arranged. In particular, the width in the extending direction of the torsion bar, that is, the direction along the swing axis of the mirror cannot be shortened. The optical device of Patent Document 1 is dissatisfied with the point that small optical devices cannot be densely arranged.

本発明では、小型であって密に配置することができる光学装置を提供する。   The present invention provides an optical device that is compact and can be densely arranged.

本発明では、ミラーを揺動軸の周りに揺動させて光ビームの反射方向を変える光学装置を提供する。
本発明の光学装置は、基板と片持ち梁とミラーとアクチュエータを備えている。片持ち梁の基端は基板に固定されている。片持ち梁は、基板から間隙を隔てた高さを基板に平行であるとともにミラーの揺動軸に直交する方向に伸びている。片持ち梁は、屈曲可能な柔軟性を備えており、片持ち梁の先端を基板に近づける方向に屈曲させることができる。なお、ここでいう「屈曲」とは、屈曲点が1点以上存在する場合を総称しており、屈曲点が無限大に存在して全体がなだらかに湾曲する場合をも含んでいる。
The present invention provides an optical device that changes the reflection direction of a light beam by swinging a mirror around a swing axis.
The optical device of the present invention includes a substrate, a cantilever, a mirror, and an actuator. The base end of the cantilever is fixed to the substrate. The cantilever is spaced apart from the substrate at a height parallel to the substrate and extending in a direction perpendicular to the mirror swing axis. The cantilever has flexibility that can be bent and can be bent in a direction in which the tip of the cantilever approaches the substrate. The “bending” here is a generic term for a case where one or more bending points exist, and includes a case where the bending point is infinite and the whole is gently curved.

ミラーは、片持ち梁の先端に固定されている。ミラーは、片持ち梁の先端側から基端側に向けて伸びる板状部を備えており、板状部の反基板側に反射面が形成されている。この反射面で光ビームを反射することができる。なお、この反射面は、板状部の表面に光ビームを反射する別の膜が成膜されていてもよいし、板状部の表面自体が反射面を形成していてもよい。   The mirror is fixed to the tip of the cantilever beam. The mirror includes a plate-like portion extending from the distal end side to the proximal end side of the cantilever, and a reflection surface is formed on the opposite side of the plate-like portion. The light beam can be reflected by this reflecting surface. In addition, as for this reflective surface, another film | membrane which reflects a light beam may be formed in the surface of a plate-shaped part, and the surface of the plate-shaped part itself may form the reflective surface.

アクチュエータは、片持ち梁の先端とミラーが固定されている部位(以下、固定部位という)の近傍と基板との間に形成されている。アクチュエータは、固定部位を基板に近づける吸引力を発生させる。アクチュエータは、固定部位の近傍と基板との間に吸引力を発生させるものであればよく、ミラー自体が導電性を有しており、基板側に配置された電極との間に静電引力を発生させてもよい。あるいは、ミラーの固定部位の近傍と基板の両方に電極を配置し、一対の電極間に静電引力を発生させてもよい。あるいは、固定部位の近傍にコイルを形成し、そのコイルの周囲に永久磁石等を使用して磁界を発生させることによって、ローレンツ力を発生させてもよい。
なお請求項1の発明では、請求項2の発明が利用するアクチュエータと区別するために、上記したアクチュエータを第1アクチュエータと表現している。
The actuator is formed between the tip of the cantilever and the vicinity of the part where the mirror is fixed (hereinafter referred to as a fixed part) and the substrate. The actuator generates a suction force that brings the fixed part closer to the substrate. The actuator only needs to generate an attractive force between the vicinity of the fixed part and the substrate. The mirror itself has conductivity, and an electrostatic attractive force is generated between the electrode disposed on the substrate side. It may be generated. Alternatively, an electrode may be disposed both in the vicinity of the fixed portion of the mirror and the substrate, and an electrostatic attractive force may be generated between the pair of electrodes. Alternatively, the Lorentz force may be generated by forming a coil in the vicinity of the fixed portion and generating a magnetic field using a permanent magnet or the like around the coil.
In the first aspect of the invention, the above-described actuator is expressed as a first actuator in order to distinguish it from the actuator used in the second aspect of the invention.

第1アクチュエータによって吸引力を発生させると、片持ち梁の先端が基板に近づく方向に屈曲し、ミラーの固定部位側が基板に近づく方向に屈曲する。ミラーは、固定部位の近傍を通過する揺動軸の周りに揺動する。揺動軸よりも先端側にあって基板に向けて屈曲する範囲内に位置するミラーの長さは短く、ミラーと基板との間の間隔が短くてもミラーを大きく傾斜することができる。揺動軸の周りにミラーを大きく傾斜させることができ、光ビームの反射方向を大きく変えることができる。   When a suction force is generated by the first actuator, the tip of the cantilever is bent in a direction approaching the substrate, and the fixed part side of the mirror is bent in a direction approaching the substrate. The mirror swings around a swing axis that passes in the vicinity of the fixed part. The length of the mirror located on the tip side of the swing axis and within the range of bending toward the substrate is short, and the mirror can be largely inclined even if the distance between the mirror and the substrate is short. The mirror can be greatly tilted around the swing axis, and the reflection direction of the light beam can be greatly changed.

本発明の光学装置では、片持ち梁を曲げることによってミラーを揺動させている。即ち曲げ梁によってミラーを揺動させている。一方において特許文献1の光学装置では、トーションバーを捻じることによってミラーを揺動させている。即ち捻じり梁によってミラーを揺動させている。曲げ梁と捻じり梁とを比較すると、曲げ梁の方が剛性が小さい。このために、曲げ梁は捻じり梁よりも短い長さで同一形状のミラーを揺動させることができる。長さの短い梁を用いることで、梁の長さが光学装置の小型化の妨げとなることを軽減することができる。本発明の光学装置では、曲げ梁を使用しているために、光学装置の幅を小型化することができ、小型の光学装置を高密度に配置することができる。
また、特許文献1の光学装置は、トーションバーを直列に配置している。この構成によると、光学装置の幅を2本分の梁の長さよりも小さくすることができない。一方において、本発明の光学装置では、片持ち梁を並列に配置している。このために、光学装置の幅を1本分の梁の長さにまで小さくすることができ、梁の長さが光学装置の小型化の妨げとなることを軽減することができる。光学装置の幅を小型化し、小型の光学装置を高密度に配置することができる。
In the optical apparatus of the present invention, the mirror is swung by bending the cantilever. That is, the mirror is swung by the bending beam. On the other hand, in the optical device of Patent Document 1, the mirror is swung by twisting a torsion bar. That is, the mirror is swung by the torsion beam. When a bending beam and a torsion beam are compared, the bending beam has lower rigidity. Therefore, the bending beam can swing the mirror having the same shape with a shorter length than the twisting beam. By using a beam having a short length, it is possible to reduce that the length of the beam hinders miniaturization of the optical device. In the optical device of the present invention, since the bending beam is used, the width of the optical device can be reduced, and the small optical devices can be arranged at high density.
Moreover, the optical apparatus of patent document 1 has arrange | positioned the torsion bar in series. According to this configuration, the width of the optical device cannot be made smaller than the length of two beams. On the other hand, in the optical device of the present invention, the cantilevers are arranged in parallel. For this reason, the width of the optical device can be reduced to the length of one beam, and it can be reduced that the length of the beam hinders miniaturization of the optical device. The width of the optical device can be reduced, and small optical devices can be arranged at high density.

ミラーは、片持ち梁の先端から片持ち梁の基端を越えてさらに伸びていてもよい。この場合は、第2アクチュエータを設置する。第2アクチュエータは、片持ち梁の基端を越えて伸びているミラーの延長部位と基板との間に形成されており、その延長部位を基板に近づける吸引力を発生させる。この光学装置は、第1アクチュエータと第2アクチュエータのいずれかを選択して作動させる。
延長部位と第2アクチュエータを付設すると、第1アクチュエータを利用して片持ち梁の先端側に位置する部分のミラーを基板に近づけることもできれば、第2アクチュエータを利用して片持ち梁の基端側に位置する部分のミラーを基板に近づけることもできる。この結果、揺動軸の周りにミラーを両側に揺動させることができ、ミラーの指向方向を大きく変化させることができる。光ビームの反射方向を大きく変えることができる。
The mirror may further extend from the tip of the cantilever beyond the base of the cantilever. In this case, a second actuator is installed. The second actuator is formed between the extended portion of the mirror extending beyond the base end of the cantilever and the substrate, and generates a suction force that brings the extended portion closer to the substrate. This optical device is operated by selecting either the first actuator or the second actuator.
If the extension part and the second actuator are attached, the mirror located at the tip side of the cantilever can be brought closer to the substrate using the first actuator, or the proximal end of the cantilever can be used using the second actuator. The part of the mirror located on the side can be brought closer to the substrate. As a result, the mirror can be swung to both sides around the swing axis, and the directivity direction of the mirror can be greatly changed. The reflection direction of the light beam can be changed greatly.

一対の片持ち梁がミラーを挟んで平行に伸びていてもよい。ミラーを挟んで平行に伸びる一対の片持ち梁によってミラーを支持すると、ミラーにねじれ等が生じることを抑制することができ、揺動軸に直交する面内でミラーを安定的に揺動させることができる。光ビームの反射方向を一平面内で安定的に変化させることができる。   A pair of cantilevers may extend in parallel across the mirror. When the mirror is supported by a pair of cantilever beams extending in parallel across the mirror, the mirror can be prevented from being twisted and the mirror can be stably swung in a plane perpendicular to the rocking axis. Can do. The reflection direction of the light beam can be stably changed in one plane.

ミラーに延長部位を設けて第2アクチュエータを付設する場合、ミラーにスリットを設けることが有効である。この場合には、片持ち梁と平行に伸びている一対のスリットと、その一対のスリットの片持ち梁の先端側の端部同士を接続するスリットを形成する。
上記のスリットを設けると、スリットによって3方が囲まれた部分が形成される。この部分は、ミラーの延長部位に連続しており、ミラーの延長部位の傾斜角度に倣って傾斜する。このために、第2アクチュエータによってミラーの延長部位と基板との間に吸引力を発生させると、スリットによって3方が囲まれた部分は、スリットの外側の部分よりも大きく傾斜する。スリットに囲まれた部分で光ビームを反射するようにすれば、光ビームの反射方向をさらに大きく変えることができる。
When providing an extension part in a mirror and attaching a 2nd actuator, it is effective to provide a slit in a mirror. In this case, a pair of slits extending in parallel with the cantilever and a slit connecting the ends of the pair of slits on the front end side of the cantilever are formed.
When the above-described slit is provided, a portion surrounded on three sides by the slit is formed. This portion is continuous with the extended portion of the mirror and is inclined according to the inclination angle of the extended portion of the mirror. For this reason, when a suction force is generated between the extended portion of the mirror and the substrate by the second actuator, the portion surrounded on three sides by the slit is inclined more than the portion outside the slit. If the light beam is reflected at the portion surrounded by the slits, the reflection direction of the light beam can be further changed.

ミラーにスリットを形成し、そのスリット内に片持ち梁を収容してもよい。この場合、一本の片持ち梁で、その片持ち梁を対称軸とする対称構造を実現することができる。
ミラーを支持する片持ち梁の本数を1本に抑えることができると、光学装置に占めるミラーの面積率を大きくすることができる。これによって、光ビームの反射効率を増加させることができる。
A slit may be formed in the mirror, and the cantilever may be accommodated in the slit. In this case, a single cantilever beam can realize a symmetrical structure with the cantilever beam as the axis of symmetry.
If the number of cantilever beams that support the mirror can be reduced to one, the area ratio of the mirror in the optical device can be increased. Thereby, the reflection efficiency of the light beam can be increased.

第1アクチュエータは、基板に固定されている電極と、ミラーに固定されている電極で構成することができる。この場合、片持ち梁の基端から基板側の電極までの距離と、片持ち梁の基端からミラー側の電極までの距離を等しくしてもよい。それに対して、片持ち梁の基端から基板側の電極までの距離を、片持ち梁の基端からミラー側の電極までの距離よりも短くしてもよい。後者の構成によると、片持ち梁の先端側を片持ち梁の基端側に引き込む吸引力を発生させることができる。その結果、片持ち梁の先端に固定されているミラーを大きく傾斜させることができる。これによって、揺動軸の周りにミラーを大きく揺動させることができ、光ビームの反射方向を大きく変えることができる。   The first actuator can be composed of an electrode fixed to the substrate and an electrode fixed to the mirror. In this case, the distance from the base end of the cantilever to the electrode on the substrate side may be equal to the distance from the base end of the cantilever to the electrode on the mirror side. On the other hand, the distance from the base end of the cantilever to the electrode on the substrate side may be shorter than the distance from the base end of the cantilever to the electrode on the mirror side. According to the latter configuration, it is possible to generate a suction force that draws the distal end side of the cantilever beam toward the proximal end side of the cantilever beam. As a result, the mirror fixed to the tip of the cantilever can be greatly inclined. Thereby, the mirror can be largely swung around the swing axis, and the reflection direction of the light beam can be greatly changed.

本発明によると、片持ち梁を屈曲させることによって、片持ち梁の先端に固定されているミラーを大きく傾斜させることができる。揺動軸の周りにミラーを大きく揺動させ、光ビームの反射方向を大きく変えることができる。本発明の光学装置では、曲げ梁(片持ち梁)を使用しているために短い長さの梁でミラーを揺動させることができる。また、片持ち梁を並列に配置することができる。これによって、梁の長さが光学装置の小型化の妨げとなることを軽減することができる。光学装置の幅を小型化し、小型の光学装置を高密度に配置することができる。高解像度な投影画像を生成することができる。   According to the present invention, by bending the cantilever, the mirror fixed to the tip of the cantilever can be greatly inclined. The reflection direction of the light beam can be greatly changed by largely swinging the mirror around the swing axis. In the optical apparatus according to the present invention, since the bending beam (cantilever beam) is used, the mirror can be swung with a beam having a short length. Moreover, cantilever beams can be arranged in parallel. This can reduce the length of the beam from hindering the miniaturization of the optical device. The width of the optical device can be reduced, and small optical devices can be arranged at high density. A high-resolution projection image can be generated.

以下に説明する実施例の主要な特徴を整理しておく。
(特徴1)基板はシリコン単結晶で構成されている。
(特徴2)片持ち梁と板状部は不純物を含むシリコン単結晶で構成されている。
(特徴3)反射膜としてアルミニウム膜が使用されている。
The main features of the embodiment described below are organized.
(Feature 1) The substrate is made of silicon single crystal.
(Feature 2) The cantilever and the plate-like portion are made of silicon single crystal containing impurities.
(Feature 3) An aluminum film is used as the reflective film.

(第1実施例)
図1は、実施例1の光学装置2の平面図を示し、図2は、光学装置2の正面図を示している。光学装置2を利用する場合、1つの光学装置2を単独で利用することもできるが、複数の光学装置2を1次元または2次元に配置して利用することもできる。1次元に配置すれば1次元の投影画像を生成することができ、2次元に配置すれば2次元の投影画像を生成することができる。本実施例では、1つの光学装置2に関する説明をする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a plan view of the optical device 2 according to the first embodiment, and FIG. 2 is a front view of the optical device 2. When the optical device 2 is used, one optical device 2 can be used alone, but a plurality of optical devices 2 can also be arranged and used in one or two dimensions. If arranged in one dimension, a one-dimensional projection image can be generated, and if arranged in two dimensions, a two-dimensional projection image can be generated. In this embodiment, a description will be given of one optical device 2.

光学装置2は、基板10(図2参照)と、支柱20a,20bと、片持ち梁22a,22bと、ミラー構造体38と、基板側の電極12a,12b(図2参照)とを備えている。ミラー構造体38は、平板状に広がっているシリコン膜34とアルミニウム膜36を備えている。矢印D1は片持ち梁22a,22bの先端側を示し、矢印D2は片持ち梁22a,22bの基端側を示している。   The optical device 2 includes a substrate 10 (see FIG. 2), support columns 20a and 20b, cantilever beams 22a and 22b, a mirror structure 38, and electrodes 12a and 12b on the substrate side (see FIG. 2). Yes. The mirror structure 38 includes a silicon film 34 and an aluminum film 36 spreading in a flat plate shape. An arrow D1 indicates the distal end side of the cantilever beams 22a and 22b, and an arrow D2 indicates the proximal end side of the cantilever beams 22a and 22b.

基板10はシリコン単結晶で形成されている。図2に示すように、支柱20a,20bは、基板10の表面から垂直上方に伸びている。支柱20a,20bは不純物を含むシリコン単結晶で形成されており、基板10の表層部に形成されている電気回路(図1,2では電気回路の構成を省略して示している)に接続されている。支柱20aに片持ち梁22aのD2側の端部(基端22a1)が固定されている。支柱20bに片持ち梁22bのD2側の端部(基端22b1)が固定されている。片持ち梁22aと片持ち梁22bは、不純物を含むシリコン単結晶で形成されている。支柱20aと片持ち梁22aは一体であり、電気的に接続されている。支柱20bと片持ち梁22bは一体であり、電気的に接続されている。なお、支柱20a,20bのD1−D2方向の存在位置については特に限定されない。図1に示すように、支柱20a,20bが光学装置2のD1−D2方向の幅の中心に存在していてもよいし、中心位置よりもD1側又はD2側に存在していてもよい。   The substrate 10 is formed of silicon single crystal. As shown in FIG. 2, the columns 20 a and 20 b extend vertically upward from the surface of the substrate 10. The pillars 20a and 20b are made of silicon single crystal containing impurities, and are connected to an electric circuit (the electric circuit configuration is omitted in FIGS. 1 and 2) formed on the surface layer portion of the substrate 10. ing. The end (base end 22a1) on the D2 side of the cantilever 22a is fixed to the support column 20a. The end portion (base end 22b1) on the D2 side of the cantilever beam 22b is fixed to the support column 20b. The cantilever 22a and the cantilever 22b are formed of a silicon single crystal containing impurities. The support column 20a and the cantilever beam 22a are integrated and electrically connected. The support column 20b and the cantilever beam 22b are integrated and electrically connected. Note that there is no particular limitation on the positions of the columns 20a and 20b in the direction D1-D2. As shown in FIG. 1, the support columns 20a and 20b may exist at the center of the width in the D1-D2 direction of the optical device 2, or may exist on the D1 side or D2 side of the center position.

シリコン膜34は不純物を含むシリコン単結晶で形成されている。片持ち梁22aのD1側の端部(先端22a2)にシリコン膜34のD1側の端部近傍34aが固定されている。片持ち梁22bのD1側の端部(先端22b2)にシリコン膜34のD1側の端部近傍34aが固定されている。シリコン膜34のD1側の端部近傍34aは、片持ち梁22aの先端22a2に固定されており、同時に、片持ち梁22bの先端22b2にも固定されている。シリコン膜34と片持ち梁22aと片持ち梁22bは、一体であり、電気的に接続されている。シリコン膜34の全体は、基板10の表層部に形成されている電気回路を介して電位が固定されている。   The silicon film 34 is formed of a silicon single crystal containing impurities. An end portion vicinity 34a on the D1 side of the silicon film 34 is fixed to an end portion (tip 22a2) on the D1 side of the cantilever 22a. An end portion vicinity 34a on the D1 side of the silicon film 34 is fixed to an end portion (tip 22b2) on the D1 side of the cantilever 22b. An end portion vicinity 34a on the D1 side of the silicon film 34 is fixed to the tip 22a2 of the cantilever 22a, and at the same time, is fixed to the tip 22b2 of the cantilever 22b. The silicon film 34, the cantilever beam 22a, and the cantilever beam 22b are integrated and electrically connected. The potential of the entire silicon film 34 is fixed via an electric circuit formed on the surface layer portion of the substrate 10.

シリコン膜34は、D1側の端部近傍34aから、片持ち梁22aと片持ち梁22bの基端22a1,22b1に向けて伸びている部分34bと、部分34bからD2方向に延長している部分34cと、さらにD2方向に伸びている部分34dを有する。シリコン膜34は全体として平板状である。
シリコン膜34の部分34a,34b,34c,34dの表面には、光ビームを反射するアルミニウム膜36が形成されている。シリコン膜34とアルミニウム膜36の積層によってミラー構造体38が形成されている。片持ち梁22aと片持ち梁22bは、ミラー構造体38の両側において、D1−D2方向に伸びている。
基板10の表面上に電極12aと電極12bが形成されている。電極12aはシリコン膜34の部分34aの近傍に向かい合う位置に形成されており、電極12bはシリコン膜34の部分34dの近傍に向かいあう位置に形成されている。
The silicon film 34 includes a portion 34b extending from the end portion vicinity 34a on the D1 side toward the base ends 22a1 and 22b1 of the cantilever 22a and the cantilever 22b, and a portion extending from the portion 34b in the D2 direction. 34c and a portion 34d extending in the D2 direction. The silicon film 34 has a flat plate shape as a whole.
On the surfaces of the portions 34a, 34b, 34c, and 34d of the silicon film 34, an aluminum film 36 that reflects a light beam is formed. A mirror structure 38 is formed by stacking the silicon film 34 and the aluminum film 36. The cantilever 22a and the cantilever 22b extend in the D1-D2 direction on both sides of the mirror structure 38.
Electrodes 12 a and 12 b are formed on the surface of the substrate 10. The electrode 12a is formed at a position facing the vicinity of the portion 34a of the silicon film 34, and the electrode 12b is formed at a position facing the vicinity of the portion 34d of the silicon film 34.

電極12aに電圧を印加してシリコン膜34との間に電位差を形成させると、電極12aとシリコン膜34の部分34aの近傍の間に静電引力を作用させることができる。同様に、電極12bに電圧を印加してシリコン膜34との間に電位差を形成させると、電極12bとシリコン膜34の部分34dの近傍の間に静電引力を作用させることができる。光学装置2は、電極12aに電圧を印加する状態と、電極12bに電圧を印加する状態と、いずれの電極にも電圧を印加しない状態の間で切り換えて用いる。   When a voltage is applied to the electrode 12 a to form a potential difference between the electrode 12 a and the silicon film 34, an electrostatic attractive force can be applied between the electrode 12 a and the vicinity of the portion 34 a of the silicon film 34. Similarly, when a voltage is applied to the electrode 12b to form a potential difference between the electrode 12b and the silicon film 34, an electrostatic attractive force can be applied between the electrode 12b and the vicinity of the portion 34d of the silicon film 34. The optical device 2 is used by switching between a state in which a voltage is applied to the electrode 12a, a state in which a voltage is applied to the electrode 12b, and a state in which no voltage is applied to any electrode.

図3(a),(b)は光学装置2の動作図を示す。光学装置2は、図3(a),(b)の状態を交互にとることができる。図3(a)では、電極12aとシリコン膜34の部分34aの近傍の間に静電引力を発生させている。この場合、部分34aが基板10に近づき、ミラー構造体38を支持している片持ち梁22a,22bの先端が基板10に近づく方向に湾曲する。この結果、D2側の端部近傍34dが基板10から離れる向きに傾斜する。このときのミラー構造体38の揺動軸26の位置を観察すると、片持ち梁22a,22bの基端22a1,22b1にあるのではなく、片持ち梁22a,22bの先端22a2,22b2側にあることが分る。   3A and 3B show operation diagrams of the optical device 2. FIG. The optical device 2 can alternately take the states shown in FIGS. In FIG. 3A, an electrostatic attractive force is generated between the electrode 12a and the vicinity of the portion 34a of the silicon film 34. In this case, the portion 34 a approaches the substrate 10, and the tips of the cantilevers 22 a and 22 b that support the mirror structure 38 are bent in a direction approaching the substrate 10. As a result, the end vicinity 34d on the D2 side is inclined away from the substrate 10. When the position of the swing shaft 26 of the mirror structure 38 at this time is observed, it is not on the base ends 22a1 and 22b1 of the cantilever beams 22a and 22b but on the front end 22a2 and 22b2 side of the cantilever beams 22a and 22b. I understand that.

光学装置2では、揺動軸26からシリコン膜34のD1側の端縁34eまでの距離が短く(支柱20a、20bからシリコン膜34のD1側の端縁34eまでの距離に比して)、大きな傾斜角θとなるまでシリコン膜34が基板10に対して傾斜することを妨げない。支柱20a、20bが低く、片持ち梁22a,22bと基板10との間隔の距離が短くても、シリコン膜34は大きく傾斜することができる。なお、ここでいう「傾斜角度」とは、ミラー構造体38が基板10に平行である状態からの変位角度を示す。アルミニウム膜36に入射した光ビーム40は、反射方向42に反射される。 In the optical device 2, the distance from the swing shaft 26 to the D1 side edge 34e of the silicon film 34 is short (compared to the distance from the support columns 20a, 20b to the D1 side edge 34e of the silicon film 34). The silicon film 34 is not prevented from inclining with respect to the substrate 10 until the large inclination angle θ 1 is obtained. Even if the pillars 20a and 20b are low and the distance between the cantilevers 22a and 22b and the substrate 10 is short, the silicon film 34 can be largely inclined. Here, the “tilt angle” indicates a displacement angle from a state in which the mirror structure 38 is parallel to the substrate 10. The light beam 40 incident on the aluminum film 36 is reflected in the reflection direction 42.

図3(b)では、電極12bとシリコン膜34の部分34dの近傍との間に静電引力を発生させている。この場合、部分34dが基板10に近づき、片持ち梁22a,22bは先端22a2,22b2が上方に変位するように湾曲する。この結果、ミラー構造体38は、揺動軸26の周りに、D1側の端部近傍34aが基板10から離れる向きに傾斜する。この時のミラー構造体38の傾斜角度はθである。アルミニウム膜36に入射した光ビーム40は、反射方向44に反射される。
ミラー構造体38が揺動軸26の周りに反時計方向に揺動する場合、揺動軸26からシリコン膜34のD2側の端縁34fまでの距離が長く(支柱20a、20bからシリコン膜34のD2側の端縁34fまでの距離に比して)、シリコン膜34のD2側の端部近傍34dが基板10に接触するまでひきつけても、大きな傾斜角は得られない。θ<θである。しかしながら図3の(a)と(b)を対比すると明らかに、光学装置2のミラー構造体38は、水平位置から、時計方向にθだけ傾斜し、反時計方向にθだけ傾斜する。あわせてθ+θだけ傾斜角が切り換わる。反射方向42と44を対比すると明らかに、反射方向が大きく切り換えられる。
In FIG. 3B, an electrostatic attractive force is generated between the electrode 12b and the vicinity of the portion 34d of the silicon film 34. In this case, the portion 34d approaches the substrate 10, and the cantilevers 22a and 22b are curved so that the tips 22a2 and 22b2 are displaced upward. As a result, the mirror structure 38 is tilted around the swing shaft 26 in such a direction that the end portion vicinity 34 a on the D1 side is away from the substrate 10. The inclination angle of the mirror structure 38 at this time is theta 2. The light beam 40 incident on the aluminum film 36 is reflected in the reflection direction 44.
When the mirror structure 38 swings counterclockwise around the swing shaft 26, the distance from the swing shaft 26 to the edge Df of the silicon film 34 on the D2 side is long (from the pillars 20a, 20b to the silicon film 34). Even if it is pulled until the vicinity of the end portion 34d on the D2 side of the silicon film 34 comes into contact with the substrate 10 (relative to the distance to the end edge 34f on the D2 side), a large inclination angle cannot be obtained. θ 21 is satisfied. However, when (a) and (b) in FIG. 3 are compared, the mirror structure 38 of the optical device 2 is inclined clockwise by θ 1 and counterclockwise by θ 2 from the horizontal position. At the same time, the inclination angle is switched by θ 1 + θ 2 . Obviously, when the reflection directions 42 and 44 are compared, the reflection direction is largely switched.

D1側とD2側に交互に静電引力を発生させて片持ち梁を繰り返し変位させると、片持ち梁に負荷がかかる。光学装置2では、一対の片持ち梁22a,22bでミラー構造体38を支持することから、各々の片持ち梁22a、22bの剛性を下げて湾曲しやすくしても、ミラー構造体38を支持することができる。1本の片持ち梁でミラー構造体38を支持するよりも、片持ち梁にかかる負荷を小さくすることができ、耐久性を向上することができる。   When an electrostatic attractive force is alternately generated on the D1 side and the D2 side to repeatedly displace the cantilever, a load is applied to the cantilever. In the optical device 2, since the mirror structure 38 is supported by the pair of cantilevers 22a and 22b, the mirror structure 38 is supported even if the rigidity of each of the cantilevers 22a and 22b is lowered to facilitate bending. can do. Rather than supporting the mirror structure 38 with a single cantilever beam, the load applied to the cantilever beam can be reduced and the durability can be improved.

図1に示すように、揺動軸26に平行な方向の光学装置2の幅が幅Wであり、揺動軸26に直交する方向の光学装置2の幅が幅Lである。図4は、光学装置2の幅W,Lを小型化した光学装置3の平面図を示す。光学装置3の揺動軸26に平行な方向の幅W1は、光学装置2の幅Wよりも小さい。光学装置3の揺動軸26に直交する方向の幅L3は、光学装置2の幅Lよりも小さい。光学装置2と光学装置3は、幅のみが異なり、その他の構成は同様である。このために、光学装置3の構成に関する詳細な説明は省略する。
光学装置2の幅を小型化すると、ミラーのトルクが小さくなる。このために、光学装置3ではミラーを大きく揺動させるために剛性の小さい梁が必要になる。しかしながら、光学装置2では曲げ梁(片持ち梁22a,22b)を使用しているために梁の剛性が十分に小さい。幅W,Lを小さくしても梁の長さを大きくしてさらに剛性を低下させる必要がない。即ち、光学装置2では、曲げ梁を使用しているために、梁の長さに制限されることなく光学装置の幅を小型化することができる。これによって、小型の光学装置3を高密度に配置することができる。
また、光学装置2では、片持ち梁22a,22bを並列に配置している。仮に片持ち梁22a,22bを直列に配置すると、片持ち梁22a,22bの長さ(部分34bの揺動軸26に直交する方向の幅)の2倍の長さの幅よりも小さい幅に小型化することができない。光学装置2では、梁を並列に配置することができるために、梁の長さに制限されることなく光学装置の幅を小型化することができる。これによって、小型の光学装置3を高密度に配置することができる。
As shown in FIG. 1, the width of the optical device 2 in the direction parallel to the swing shaft 26 is the width W, and the width of the optical device 2 in the direction orthogonal to the swing shaft 26 is the width L. FIG. 4 is a plan view of the optical device 3 in which the widths W and L of the optical device 2 are reduced. The width W 1 of the optical device 3 in the direction parallel to the swing shaft 26 is smaller than the width W of the optical device 2. The width L3 of the optical device 3 in the direction orthogonal to the swing shaft 26 is smaller than the width L of the optical device 2. The optical device 2 and the optical device 3 differ only in width, and the other configurations are the same. For this reason, the detailed description regarding the structure of the optical apparatus 3 is abbreviate | omitted.
When the width of the optical device 2 is reduced, the torque of the mirror is reduced. For this reason, the optical device 3 requires a beam with low rigidity in order to largely swing the mirror. However, since the optical device 2 uses bending beams (cantilever beams 22a and 22b), the rigidity of the beams is sufficiently small. Even if the widths W and L are reduced, it is not necessary to increase the length of the beam to further reduce the rigidity. That is, since the optical device 2 uses a bending beam, the width of the optical device can be reduced without being limited by the length of the beam. As a result, the small optical devices 3 can be arranged with high density.
In the optical device 2, the cantilevers 22a and 22b are arranged in parallel. If the cantilever beams 22a and 22b are arranged in series, the width is smaller than the width of twice the length of the cantilever beams 22a and 22b (the width of the portion 34b in the direction perpendicular to the swinging shaft 26). It cannot be downsized. In the optical device 2, since the beams can be arranged in parallel, the width of the optical device can be reduced without being limited by the length of the beam. As a result, the small optical devices 3 can be arranged with high density.

(第2実施例)
図5は、第2実施例の光学装置4の平面図を示す。光学装置4は、ミラー構造体58のみが光学装置2と異なっており、その他の構成は光学装置2と同様である。このために、ミラー構造体58を除く部分については詳しい説明を省略する。以下、第3,4実施例についても、光学装置2と異なる部分のみを説明し、重複説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 5 shows a plan view of the optical device 4 of the second embodiment. The optical device 4 is different from the optical device 2 only in the mirror structure 58, and the other configuration is the same as that of the optical device 2. For this reason, detailed description of portions other than the mirror structure 58 is omitted. Hereinafter, also in the third and fourth embodiments, only portions different from the optical device 2 will be described, and redundant description will be omitted.

ミラー構造体58は、シリコン膜54とアルミニウム膜56とスリット55で構成されている。シリコン膜54の表面上にアルミニウム膜56が形成されている。スリット55は、3つのスリット部分から形成されている。
一対のスリット55a、55bは、片持ち梁22a,22bと平行に伸びている。第3のスリット55cは、一対のスリット55a、55bのD1側の端部55a1,55b1の間を接続している。
一対のスリット55a,55bのD2側の端部近傍では、外側に向けて広がっているために、一対のスリット55a,55bのD2側の端部近傍の外側には、細幅部分52a,52bが形成されている。ミラー構造体58のD2側の端部近傍58dは、細幅部分52a,52bに接続されている。そのために、ミラー構造体58のD2側の端部近傍58dを基板10に近づける場合には、細幅部分52a,52bが中心となって湾曲する。スリット55で3方向を囲まれている部分57の表面にアルミニウム膜56が形成されている。
The mirror structure 58 includes a silicon film 54, an aluminum film 56, and a slit 55. An aluminum film 56 is formed on the surface of the silicon film 54. The slit 55 is formed from three slit portions.
The pair of slits 55a and 55b extends in parallel with the cantilever beams 22a and 22b. The third slit 55c connects the end portions 55a1 and 55b1 on the D1 side of the pair of slits 55a and 55b.
In the vicinity of the D2 side ends of the pair of slits 55a and 55b, the narrow portions 52a and 52b are formed outside the vicinity of the D2 side ends of the pair of slits 55a and 55b. Is formed. An end portion vicinity 58d on the D2 side of the mirror structure 58 is connected to the narrow portions 52a and 52b. Therefore, when the end portion 58d on the D2 side of the mirror structure 58 is brought close to the substrate 10, the narrow portions 52a and 52b are bent at the center. An aluminum film 56 is formed on the surface of the portion 57 surrounded by the slit 55 in the three directions.

図6は、D2側に静電引力を発生させたときの光学装置4の正面図を示す。部分57はミラー構造体58のD2側の端部近傍58dに接続されているために、ミラー構造体58のD2側の端部近傍58dの傾斜角と同じ角度だけ傾斜する。   FIG. 6 shows a front view of the optical device 4 when an electrostatic attractive force is generated on the D2 side. Since the portion 57 is connected to the end vicinity 58d on the D2 side of the mirror structure 58, the portion 57 is inclined by the same angle as the inclination angle of the end vicinity 58d on the D2 side of the mirror structure 58.

電極12bと32bの間に静電引力を発生させた場合、細幅部分52a,52bよりもD1側の部分は、反時計方向にθだけ傾斜する。そのとき、細幅部分52a,52bが撓みやすいので、ミラー構造体58のD2側の端部近傍58dはより大きく傾斜する。従って、スリット55で3方向を囲まれている部分57の表面に形成されているアルミニウム膜56は、ミラー構造体58のD2側の端部近傍58dの傾斜角θと同じ角度だけ傾斜する。θ<θである。
この結果、アルミニウム膜56は、図3(b)に示した第1実施例の傾斜角θよりも大きく傾斜する。θ<θであり、θ<θでもある。
光学装置4では、アルミニウム膜56を反時計方向に大きく傾斜させることができ、アルミニウム膜56入射する光ビームの反射方向を大きく変えることができる。
If electrostatic attraction is generated between the electrodes 12b and 32b, the narrow portion 52a, D1-side portion than 52b is inclined by theta 3 counterclockwise. At that time, since the narrow portions 52a and 52b are easily bent, the vicinity of the end portion 58d on the D2 side of the mirror structure 58 is more greatly inclined. Thus, the aluminum film 56 formed on the surface of the portion 57 which is surrounded on three directions by the slit 55 is inclined by the same angle as the inclination angle theta 4 of D2 side of the end portion 58d of the mirror structure 58. θ 34 is satisfied.
As a result, the aluminum film 56 is inclined more than the inclination angle θ 2 of the first embodiment shown in FIG. θ 34 and θ 24 are also satisfied.
In the optical device 4, the aluminum film 56 can be greatly inclined counterclockwise, and the reflection direction of the light beam incident on the aluminum film 56 can be greatly changed.

(第3実施例)
図7は、第3実施例の光学装置6の平面図を示す。光学装置6は、ミラー構造体68と支柱21と片持ち梁23のみが光学装置2と異なっており、その他の構成は光学装置2と同様である。ミラー構造体68は、シリコン膜64とアルミニウム膜66とスリット65で構成されている。シリコン膜64の表面上にアルミニウム膜66が形成されている。スリット65は、ミラー構造体68のD1−D2方向に直交する方向の幅の中心位置をD1−D2方向に伸びるように形成されている。スリット65の内側に支柱21と片持ち梁23が存在している。片持ち梁23のD2側の端部は支柱21に固定されている。片持ち梁23は支柱21に固定されている端部からD1側に伸びている。片持ち梁23の先端にミラー構造体68のD1側の端部近傍34aが固定されている。
スリット65は、支柱21及び片持ち梁23の形状に沿った形状であることが好ましい。図7では、片持ち梁23のD1−D2方向に直交する方向の幅に合わせて、スリット65の同じ方向の幅を細くしている。これによって、光学装置6におけるアルミニウム膜66の占有面積率を向上させ、光ビームの反射効率を増加させることができる。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view of the optical device 6 according to the third embodiment. The optical device 6 is different from the optical device 2 only in the mirror structure 68, the support column 21, and the cantilever beam 23, and the other configuration is the same as that of the optical device 2. The mirror structure 68 includes a silicon film 64, an aluminum film 66, and a slit 65. An aluminum film 66 is formed on the surface of the silicon film 64. The slit 65 is formed so that the center position of the width in the direction orthogonal to the D1-D2 direction of the mirror structure 68 extends in the D1-D2 direction. The support column 21 and the cantilever beam 23 exist inside the slit 65. The end portion on the D2 side of the cantilever beam 23 is fixed to the column 21. The cantilever beam 23 extends from the end fixed to the column 21 to the D1 side. The end vicinity 34a on the D1 side of the mirror structure 68 is fixed to the tip of the cantilever 23.
It is preferable that the slit 65 has a shape along the shapes of the support column 21 and the cantilever beam 23. In FIG. 7, the width of the slit 65 in the same direction is reduced according to the width of the cantilever 23 in the direction orthogonal to the D1-D2 direction. Thereby, the occupation area ratio of the aluminum film 66 in the optical device 6 can be improved, and the reflection efficiency of the light beam can be increased.

光学装置6では1つの片持ち梁23によってミラー構造体68を揺動可能に支持している。これによって、2本の片持ち梁を使用するよりも、光学装置6におけるミラー構造体68の反射面の占有面積率を大きくすることができる。これによって、光ビームの反射効率を増加させることができる。   In the optical device 6, the mirror structure 68 is swingably supported by one cantilever beam 23. Thereby, the occupation area ratio of the reflection surface of the mirror structure 68 in the optical device 6 can be made larger than when two cantilever beams are used. Thereby, the reflection efficiency of the light beam can be increased.

(第4実施例)
図8は、第4実施例の光学装置8の正面図を示す。光学装置8は、基板10とミラー構造体38との間に静電引力を発生させる構成のみが光学装置2と異なっており、その他の構成は光学装置2と同様である。光学装置8は、支柱70a,70bと片持ち梁72a,72bとミラー構造体78を備えている。ミラー構造体78はシリコン膜74とアルミニウム膜76を備えている。支柱70a,70bと片持ち梁72a,72bとシリコン膜34は、シリコン単結晶で形成されており、絶縁体である。ミラー構造体78の基板10側の面のD1側に電極32aが存在している。ミラー構造体38の基板10側の面のD2側に電極32bが存在している。基板10のD1側に電極13aが存在している。支柱20aから電極13aまでの距離をL1とし、支柱20aからミラー構造体38のD1側の電極32aまでの距離をL2とすると、光学装置8では、距離L2よりも距離L1のほうが小さい。この構成によると、電極32aと電極13aとの間に静電引力を発生させた場合、図9に示すように、片持ち梁22a,22bの先端を支柱20a,20bに向けてひきつける力74が得られる。この力によって、片持ち梁22a、22bの先端部は大きく湾曲し、ミラー構造体38を傾斜角θとなるまで大きく傾斜させることができる。傾斜角θは、図3(a)に示した第1実施例の傾斜角θよりも大きい。ミラー構造体38を揺動軸26の周りに大きく揺動させることによって、光ビームの反射方向を大きく変えることができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 shows a front view of the optical device 8 of the fourth embodiment. The optical device 8 is different from the optical device 2 only in the configuration that generates an electrostatic attractive force between the substrate 10 and the mirror structure 38, and the other configuration is the same as that of the optical device 2. The optical device 8 includes support columns 70a and 70b, cantilever beams 72a and 72b, and a mirror structure 78. The mirror structure 78 includes a silicon film 74 and an aluminum film 76. The columns 70a and 70b, the cantilevers 72a and 72b, and the silicon film 34 are formed of silicon single crystal and are insulators. The electrode 32a exists on the D1 side of the surface of the mirror structure 78 on the substrate 10 side. The electrode 32b exists on the D2 side of the surface of the mirror structure 38 on the substrate 10 side. The electrode 13a exists on the D1 side of the substrate 10. If the distance from the support column 20a to the electrode 13a is L1, and the distance from the support column 20a to the electrode 32a on the D1 side of the mirror structure 38 is L2, in the optical device 8, the distance L1 is smaller than the distance L2. According to this configuration, when an electrostatic attractive force is generated between the electrode 32a and the electrode 13a, as shown in FIG. 9, a force 74 that attracts the tips of the cantilevers 22a and 22b toward the columns 20a and 20b is generated. can get. This force, the cantilever 22a, the tip portion of 22b is largely curved, can be tilted largely mirror structure 38 until the inclination angle theta 5. The inclination angle θ 5 is larger than the inclination angle θ 1 of the first embodiment shown in FIG. By largely swinging the mirror structure 38 around the swing shaft 26, the reflection direction of the light beam can be greatly changed.

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、ミラー構造体38側の電極32a,32bの位置に電極の替わりにそれぞれコイルを巻きつけ、そのコイルの周囲に永久磁石等を使用して磁界を発生させてもよい。これによってローレンツ力を発生させ、ミラー構造体38を揺動させてもよい。   Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. For example, a coil may be wound around each of the electrodes 32a and 32b on the mirror structure 38 instead of the electrode, and a magnetic field may be generated around the coil using a permanent magnet or the like. Thereby, a Lorentz force may be generated, and the mirror structure 38 may be swung.

本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。   The technical elements described in this specification or the drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology illustrated in the present specification or the drawings achieves a plurality of objects at the same time, and has technical utility by achieving one of the objects.

第1実施例の光学装置の平面図を示す。The top view of the optical apparatus of 1st Example is shown. 第1実施例の光学装置の正面図を示す。The front view of the optical apparatus of 1st Example is shown. (a)と(b)は、第1実施例の光学装置の動作原理を模式的に示す。(a) and (b) schematically show the operating principle of the optical apparatus of the first embodiment. 第1実施例の光学装置を小型化した光学装置の平面図を示す。The top view of the optical apparatus which reduced in size the optical apparatus of 1st Example is shown. 第2実施例の光学装置の平面図を示す。The top view of the optical apparatus of 2nd Example is shown. 第2実施例の光学装置の動作中の正面図を示す。The front view in operation | movement of the optical apparatus of 2nd Example is shown. 第3実施例の光学装置の平面図を示す。The top view of the optical apparatus of 3rd Example is shown. 第4実施例の光学装置の正面図を示す。The front view of the optical apparatus of 4th Example is shown. 第4実施例の光学装置の動作原理を模式的に示す。An operation principle of the optical device according to the fourth embodiment is schematically shown.

符号の説明Explanation of symbols

2:光学装置
10:基板
12a,12b;電極
20a,20b:支柱
22a,22b:片持ち梁
26:揺動軸
34:シリコン膜
36:アルミニウム膜
38:ミラー構造体
D1:片持ち梁の先端方向
D2:片持ち梁の基端方向
2: Optical device 10: Substrates 12a, 12b; Electrodes 20a, 20b: Supports 22a, 22b: Cantilever 26: Oscillating shaft 34: Silicon film 36: Aluminum film 38: Mirror structure D1: Tip direction of cantilever D2: Proximal direction of the cantilever

Claims (5)

基板と、
基端が前記基板に固定されており、屈曲可能な柔軟性を備えている梁と、
前記梁の先端に固定されており、前記梁の先端側から基端側に向けて伸び、前記基板に対して揺動軸周りに揺動可能な板状部を備え、
前記板状部が、前記揺動軸に直交する方向の一対のスリットと、前記一対のスリットの前記梁の先端側の端部同士を接続するスリットを有する装置。
A substrate,
A beam having a base end fixed to the substrate and having a bendable flexibility;
The plate is fixed to the distal end of the beam, extends from the distal end side to the proximal end side of the beam, and includes a plate-like portion that can swing around the swing axis with respect to the substrate,
An apparatus in which the plate-like portion includes a pair of slits in a direction orthogonal to the swing axis and a slit that connects ends of the pair of slits on the distal end side of the beam.
前記板状部の前記梁の先端側を、前記基板に近づける吸引力を発生させる第1アクチュエータと、A first actuator for generating a suction force for bringing the distal end side of the beam of the plate-like portion closer to the substrate;
前記板状部の前記梁の基端側を、前記基板に近づける吸引力を発生させる第2アクチュエータをさらに備え、A second actuator for generating a suction force for bringing the base end side of the beam of the plate-like portion closer to the substrate;
前記第1アクチュエータと前記第2アクチュエータの何れかを選択して作動させることが可能な請求項1の装置。The apparatus according to claim 1, wherein either the first actuator or the second actuator can be selected and operated.
前記板状部が、前記基板から見て反対側の面に反射面を有しており、The plate-like portion has a reflecting surface on the opposite side as viewed from the substrate;
前記反射面の一端が前記スリットと接している請求項1または2の装置。The apparatus according to claim 1, wherein one end of the reflecting surface is in contact with the slit.
前記第1アクチュエータが、前記基板に固定されている基板側電極と、前記板状部に固定されている板状部側電極を備えており、The first actuator includes a substrate side electrode fixed to the substrate, and a plate portion side electrode fixed to the plate portion,
前記梁の基端から前記基板側電極の中心までの前記梁の伸びる方向に沿った距離が、前記梁の基端から前記板状部側電極の中心までの前記梁の伸びる方向に沿った距離よりも短い請求項2の装置。The distance along the direction in which the beam extends from the base end of the beam to the center of the substrate side electrode is the distance along the direction in which the beam extends from the base end of the beam to the center of the plate side electrode. 3. The device of claim 2, which is shorter.
ミラーを揺動軸の周りに揺動させて光ビームの反射方向を変える光学装置であり、An optical device that changes the reflection direction of a light beam by swinging a mirror around a swing axis,
基板と、A substrate,
基端が前記基板に固定されており、前記基板から間隙を隔てた高さを前記基板に平行であるとともに前記揺動軸に直交する方向に伸びており、屈曲可能な柔軟性を備えている片持ち梁と、A base end is fixed to the substrate, and a height apart from the substrate is parallel to the substrate and extends in a direction perpendicular to the swing axis, and has flexibility to bend. Cantilever,
前記片持ち梁の先端に固定されており、前記片持ち梁の先端側から基端側に向けて伸びる板状部を備えており、前記板状部の反基板側に反射面が形成されているミラーと、The plate is fixed to the tip of the cantilever, and includes a plate-like portion extending from the tip of the cantilever toward the base end, and a reflection surface is formed on the side opposite to the plate-like portion. Mirror
前記片持ち梁の前記先端と前記ミラーが固定されている部位の近傍と前記基板との間に形成されており、前記部位を前記基板に近づける吸引力を発生させる第1アクチュエータを備えており、The tip of the cantilever and the vicinity of the portion where the mirror is fixed and the substrate are provided, and includes a first actuator that generates a suction force that brings the portion closer to the substrate,
前記ミラーは、前記片持ち梁の前記先端から前記基端を越えて伸びており、The mirror extends beyond the proximal end from the tip of the cantilever;
前記基端を越えて伸びている延長部位と前記基板との間に形成されており、前記延長部位を前記基板に近づける吸引力を発生させる第2アクチュエータをさらに備えており、A second actuator that is formed between an extension portion extending beyond the base end and the substrate, and that generates a suction force that brings the extension portion closer to the substrate;
前記第1アクチュエータと前記第2アクチュエータのいずれかを選択して作動させるように構成されており、It is configured to select and operate either the first actuator or the second actuator,
前記ミラーに、前記片持ち梁と平行に伸びる一対のスリットと、その一対のスリットの前記先端側の端部同士を接続するスリットが形成されている光学装置。An optical device in which a pair of slits extending in parallel with the cantilever and a slit connecting the end portions on the tip side of the pair of slits are formed in the mirror.
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