JPH06180428A - 静電力駆動小型光スキャナ - Google Patents
静電力駆動小型光スキャナInfo
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- JPH06180428A JPH06180428A JP4334064A JP33406492A JPH06180428A JP H06180428 A JPH06180428 A JP H06180428A JP 4334064 A JP4334064 A JP 4334064A JP 33406492 A JP33406492 A JP 33406492A JP H06180428 A JPH06180428 A JP H06180428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レ−ザレ−ダ用のスキャナとし
て、またファクシミリやプリンタ−の書き込み用とし
て、また将来の光情報処理分野に利用する１軸方向，２
軸方向走査光スキャナに関するもので、構造が複雑で、
駆動機構が大きいという従来の問題点を解決し、半導体
プロセス加工を用いてミラ−や駆動機構を形成し、超小
型の光スキャナを提供するものである。 【構成】 半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向に
変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミラ
−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁部
と、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ
軸方向駆動電極と、電極基板と、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決め
る支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線
部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静
電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されているこ
とにより、超小型の２軸方向走査可能な光スキャナを提
供する。
て、またファクシミリやプリンタ−の書き込み用とし
て、また将来の光情報処理分野に利用する１軸方向，２
軸方向走査光スキャナに関するもので、構造が複雑で、
駆動機構が大きいという従来の問題点を解決し、半導体
プロセス加工を用いてミラ−や駆動機構を形成し、超小
型の光スキャナを提供するものである。 【構成】 半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向に
変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミラ
−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁部
と、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ
軸方向駆動電極と、電極基板と、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決め
る支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線
部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静
電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されているこ
とにより、超小型の２軸方向走査可能な光スキャナを提
供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の探査、把握を行
うためのレ−ザレ−ダ用のスキャナとして、またファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として、また将来の光
コンピュ−ティングに代表される光情報処理分野に利用
する１軸方向，２軸方向走査光スキャナに関するもので
ある。
うためのレ−ザレ−ダ用のスキャナとして、またファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として、また将来の光
コンピュ−ティングに代表される光情報処理分野に利用
する１軸方向，２軸方向走査光スキャナに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】以下、従来の２軸方向走査光スキャナに
ついて図８，９，１０をもちいて説明する。図８，９，
１０において、５１はレ−ザ光源、５２はＸ軸方向ミラ
−、５３はＹ軸方向ミラ−、５４はポリゴンミラ−、５
５はディスク型ホログラムスキャナである。以上のよう
に構成された２軸方向走査光スキャナについて、その動
作について説明する。図８は、レ−ザ光源５１からでた
レ−ザ光がＸ軸方向のミラ−５２とＹ軸方向のミラ−５
３を回転変位させることにより２軸方向走査する、ガル
バノメ−タスキャナを二つ組み合わせた構成や、図９に
示すようにポリゴンミラ−５４とガルバノメ−タスキャ
ナにより回転変位するＹ軸方向ミラ−５３を組み合わせ
た構成や、図１０に示すようにディスク型ホログラムス
キャナ５５とガルバノメ−タスキャナにより回転変位す
るＹ軸方向ミラ−５３を組み合わせた構成が知られてい
る。
ついて図８，９，１０をもちいて説明する。図８，９，
１０において、５１はレ−ザ光源、５２はＸ軸方向ミラ
−、５３はＹ軸方向ミラ−、５４はポリゴンミラ−、５
５はディスク型ホログラムスキャナである。以上のよう
に構成された２軸方向走査光スキャナについて、その動
作について説明する。図８は、レ−ザ光源５１からでた
レ−ザ光がＸ軸方向のミラ−５２とＹ軸方向のミラ−５
３を回転変位させることにより２軸方向走査する、ガル
バノメ−タスキャナを二つ組み合わせた構成や、図９に
示すようにポリゴンミラ−５４とガルバノメ−タスキャ
ナにより回転変位するＹ軸方向ミラ−５３を組み合わせ
た構成や、図１０に示すようにディスク型ホログラムス
キャナ５５とガルバノメ−タスキャナにより回転変位す
るＹ軸方向ミラ−５３を組み合わせた構成が知られてい
る。
【０００３】つぎに、近年の１軸方向走査の光スキャナ
については、マイクロマシンの研究が盛んに行われるよ
うになり、シリコンマイクロマシニングを用いた小型光
スキャナが作られている。例えば、静電型シリコンねじ
り振動子（富士電気，中川ほか）、日本機械学会第６８
期全国大会講演会講演論文集Ｖｏｉ．Ｄ、（１９９０）
などである。
については、マイクロマシンの研究が盛んに行われるよ
うになり、シリコンマイクロマシニングを用いた小型光
スキャナが作られている。例えば、静電型シリコンねじ
り振動子（富士電気，中川ほか）、日本機械学会第６８
期全国大会講演会講演論文集Ｖｏｉ．Ｄ、（１９９０）
などである。
【０００４】以下、従来の１軸走査の小型光スキャナに
ついて、図１１，１２を用いて説明する。図１１は、静
電型シリコンねじり振動子の外観図である。振動子４１
は、可動板４２とスパンバウンド４３と枠４４からな
り、厚さ０．３ｍｍのシリコンからエッチングにより一
体形成している。可動板４２とスパンバウンド４３の厚
さは２０μｍである。シリコン振動子４１は、電極を形
成したガラス基板４５にスペ−サ４６を挟んで接着して
いる。
ついて、図１１，１２を用いて説明する。図１１は、静
電型シリコンねじり振動子の外観図である。振動子４１
は、可動板４２とスパンバウンド４３と枠４４からな
り、厚さ０．３ｍｍのシリコンからエッチングにより一
体形成している。可動板４２とスパンバウンド４３の厚
さは２０μｍである。シリコン振動子４１は、電極を形
成したガラス基板４５にスペ−サ４６を挟んで接着して
いる。
【０００５】図１２は、静電型シリコンねじり振動子の
運動状態を示した断面図である。Ｓ字型のスパンバウン
ド４３で支持された可動板４２と電極間に電圧を印加す
ると、両者の間に静電力が働き、可動板４２はスパンバ
ウンド４３を軸として電極に静電吸引され振動する。
運動状態を示した断面図である。Ｓ字型のスパンバウン
ド４３で支持された可動板４２と電極間に電圧を印加す
ると、両者の間に静電力が働き、可動板４２はスパンバ
ウンド４３を軸として電極に静電吸引され振動する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２軸方
向走査光スキャナについては、上記の構成では、数多く
の部品からなり構造が複雑であり、又ミラ−部の駆動の
ためのアクチェ−タが大きく、全体を小型化することが
困難である。
向走査光スキャナについては、上記の構成では、数多く
の部品からなり構造が複雑であり、又ミラ−部の駆動の
ためのアクチェ−タが大きく、全体を小型化することが
困難である。
【０００７】静電型シリコンねじり振動子の場合は、小
型であるが、２軸方向走査は出来ない。また１軸方向走
査光スキャナとして考えると、走査角度を増加させるに
したがい、駆動電圧が高くなる。逆に、駆動電圧を制限
して走査角度増加させると、スパンバウンドの機械的強
度が低下するなどの問題がある。
型であるが、２軸方向走査は出来ない。また１軸方向走
査光スキャナとして考えると、走査角度を増加させるに
したがい、駆動電圧が高くなる。逆に、駆動電圧を制限
して走査角度増加させると、スパンバウンドの機械的強
度が低下するなどの問題がある。
【０００８】本発明は、上記従来例の課題を解決するも
ので、半導体プロセス加工を用いて、ミラ−やアクチェ
−タを形成し、超小型，低電圧駆動（広走査角度）の１
軸方向走査，２軸方向走査光スキャナを提供することを
目的とする。
ので、半導体プロセス加工を用いて、ミラ−やアクチェ
−タを形成し、超小型，低電圧駆動（広走査角度）の１
軸方向走査，２軸方向走査光スキャナを提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向
に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミ
ラ−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁
部と、前期ミラ−部を駆動するために、ミラ−部裏面に
対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方向駆動電極と、
前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆動電
極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するための
絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決める支
持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線部
が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静電
力がミラ−部に作用しない平面上に形成されている２軸
方向走査可能な光スキャナ構造や、梁部と一体で構成さ
れ、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため複
数本（組，段）形成された静電吸引部と、前記ミラ−部
および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電極
を形成した構造の１軸走査可能な光スキャナや、ミラ−
部の上に反射防止膜をつけたガラス基板を接着し、ガラ
ス基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が真空である構造や、前記の静電力駆動光スキャナのミ
ラ−が、同一面内に複数個が直線的に、または平面的に
配列した構造を有するものである。
に本発明は、半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向
に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミ
ラ−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁
部と、前期ミラ−部を駆動するために、ミラ−部裏面に
対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方向駆動電極と、
前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆動電
極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するための
絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決める支
持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線部
が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静電
力がミラ−部に作用しない平面上に形成されている２軸
方向走査可能な光スキャナ構造や、梁部と一体で構成さ
れ、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため複
数本（組，段）形成された静電吸引部と、前記ミラ−部
および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電極
を形成した構造の１軸走査可能な光スキャナや、ミラ−
部の上に反射防止膜をつけたガラス基板を接着し、ガラ
ス基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が真空である構造や、前記の静電力駆動光スキャナのミ
ラ−が、同一面内に複数個が直線的に、または平面的に
配列した構造を有するものである。
【００１０】
【作用】本発明は、上記構成によって、シリコン基板上
に形成されたミラ−が、駆動電極に電圧を印加すること
で、Ｘ軸，Ｙ軸の２軸方向走査可能となり、半導体レ−
ザ光は二次元走査される。全体が超小型な２軸方向走査
光スキャナを提供することができる。また複数本の静電
吸引部を持つことにより、従来よりも低電圧で、広走査
角度の１軸方向走査光スキャナを提供することができ
る。さらに、これら光スキャナのミラ−部を真空中で動
作させることにより、高速応答が可能になる。そして、
これらミラ−を、単一ではなく直線的にまた平面的に配
列することで、プリンタ−の書き込み用や光情報分野用
として、従来にない小型でまったく新しい光スキャナデ
バイスを提供することができる。
に形成されたミラ−が、駆動電極に電圧を印加すること
で、Ｘ軸，Ｙ軸の２軸方向走査可能となり、半導体レ−
ザ光は二次元走査される。全体が超小型な２軸方向走査
光スキャナを提供することができる。また複数本の静電
吸引部を持つことにより、従来よりも低電圧で、広走査
角度の１軸方向走査光スキャナを提供することができ
る。さらに、これら光スキャナのミラ−部を真空中で動
作させることにより、高速応答が可能になる。そして、
これらミラ−を、単一ではなく直線的にまた平面的に配
列することで、プリンタ−の書き込み用や光情報分野用
として、従来にない小型でまったく新しい光スキャナデ
バイスを提供することができる。
【００１１】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施
例における小型の２軸方向走査可能な静電力駆動光スキ
ャナの（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施
例における小型の２軸方向走査可能な静電力駆動光スキ
ャナの（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【００１２】図１において、１はミラ−部、２はシリコ
ン基板、３はＸ軸走査用の梁、４はＸ軸方向駆動電極、
５は電極基板、６は絶縁膜、７は支持スペ−サ部、８は
駆動電極配線部、９はＹ軸走査用の梁、６０はＹ軸方向
静電吸引部、６１はＹ軸方向駆動電極である。 ミラ−
部１は、Ｘ軸走査用の梁３と一体で構成され、さらにＸ
軸走査用の梁３の他の端は、Ｙ軸方向静電吸引部６０と
一体で構成され、Ｙ軸方向静電吸引部６０は、Ｙ軸走査
用の梁９と一体で構成され、さらにＹ軸走査用の梁９の
他の端は、シリコン基板２と一体で構成されており、こ
れらすべてシリコンで形成されている。ミラ−部１の下
部にはＸ軸方向駆動電極４が、またＹ軸方向静電吸引部
６０の下部にはＹ軸方向駆動電極６１が配置されてお
り、これら駆動電極は、電極基板５に形成されている。
駆動電極配線部８は、ミラ−部１などに対して駆動電極
よりも距離を隔てて形成され、駆動電極配線部８による
静電力がミラ−部１に作用しないよう電極基板５の内部
配線により形成されている。
ン基板、３はＸ軸走査用の梁、４はＸ軸方向駆動電極、
５は電極基板、６は絶縁膜、７は支持スペ−サ部、８は
駆動電極配線部、９はＹ軸走査用の梁、６０はＹ軸方向
静電吸引部、６１はＹ軸方向駆動電極である。 ミラ−
部１は、Ｘ軸走査用の梁３と一体で構成され、さらにＸ
軸走査用の梁３の他の端は、Ｙ軸方向静電吸引部６０と
一体で構成され、Ｙ軸方向静電吸引部６０は、Ｙ軸走査
用の梁９と一体で構成され、さらにＹ軸走査用の梁９の
他の端は、シリコン基板２と一体で構成されており、こ
れらすべてシリコンで形成されている。ミラ−部１の下
部にはＸ軸方向駆動電極４が、またＹ軸方向静電吸引部
６０の下部にはＹ軸方向駆動電極６１が配置されてお
り、これら駆動電極は、電極基板５に形成されている。
駆動電極配線部８は、ミラ−部１などに対して駆動電極
よりも距離を隔てて形成され、駆動電極配線部８による
静電力がミラ−部１に作用しないよう電極基板５の内部
配線により形成されている。
【００１３】電極基板５上のＸ軸方向駆動電極４とＹ軸
方向駆動電極６１と、ミラ−部１とＹ軸方向静電吸引部
６０との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜６とミラ−
部１を支え、ミラ−部１と駆動電極間のギャップをきめ
る支持スペ−サ部７が形成されており、支持スペ−サ部
７は、電極基板５上に形成されており、シリコン基板２
は、支持スペ−サ部７と接着されている。
方向駆動電極６１と、ミラ−部１とＹ軸方向静電吸引部
６０との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜６とミラ−
部１を支え、ミラ−部１と駆動電極間のギャップをきめ
る支持スペ−サ部７が形成されており、支持スペ−サ部
７は、電極基板５上に形成されており、シリコン基板２
は、支持スペ−サ部７と接着されている。
【００１４】以上のように構成された２軸方向走査可能
な静電力駆動小型光スキャナについて、次にその動作に
ついて説明する。
な静電力駆動小型光スキャナについて、次にその動作に
ついて説明する。
【００１５】ミラ−部１は、Ｘ軸方向駆動電極４に電圧
を印加することにより、その静電力を受け、Ｘ軸走査用
の梁３と支持スペ−サ部７を支点として、光をＸ軸方向
に走査する動作をする。次にＹ軸方向駆動電極６１に電
圧を印加すると、Ｙ軸方向静電吸引部６０が、その静電
力を受けて、Ｙ軸走査用の梁９と支持スペ−サ部７を支
点として、光をＹ軸方向に走査する動作をする。ミラ−
部１はＹ軸方向静電吸引部６０と一体となり光をＹ軸方
向に走査する動作をする。以上の電圧印加を同時に行う
ことにより、ミラ−部１で反射光を２軸方向走査するこ
とができる。
を印加することにより、その静電力を受け、Ｘ軸走査用
の梁３と支持スペ−サ部７を支点として、光をＸ軸方向
に走査する動作をする。次にＹ軸方向駆動電極６１に電
圧を印加すると、Ｙ軸方向静電吸引部６０が、その静電
力を受けて、Ｙ軸走査用の梁９と支持スペ−サ部７を支
点として、光をＹ軸方向に走査する動作をする。ミラ−
部１はＹ軸方向静電吸引部６０と一体となり光をＹ軸方
向に走査する動作をする。以上の電圧印加を同時に行う
ことにより、ミラ−部１で反射光を２軸方向走査するこ
とができる。
【００１６】以上のように、本実施例によれば、シリコ
ン基板２上に形成したミラ−部１を、Ｘ軸，Ｙ軸方向の
駆動電極に電圧を印加することで、静電力により吸引さ
せ、レ−ザ光を２軸方向走査可能な静電力駆動小型光ス
キャナを提供することができる。
ン基板２上に形成したミラ−部１を、Ｘ軸，Ｙ軸方向の
駆動電極に電圧を印加することで、静電力により吸引さ
せ、レ−ザ光を２軸方向走査可能な静電力駆動小型光ス
キャナを提供することができる。
【００１７】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図面を参照して説明する。図２は、本発明の第
２の実施例における小型の１軸方向走査可能な静電力駆
動光スキャナの（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
について図面を参照して説明する。図２は、本発明の第
２の実施例における小型の１軸方向走査可能な静電力駆
動光スキャナの（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【００１８】図２において、１はミラ−部、２はシリコ
ン基板、１０は第１の梁、１１は第１の静電吸引部、１
２は第２の梁、１３は第２の静電吸引部、１４はミラ−
部の梁、１５は支持スペ−サ部、１６は電極基板、１７
は絶縁膜、１８はミラ−駆動電極、１９は第２の静電吸
引部駆動電極、２０は第１の静電吸引部駆動電極であ
る。シリコン基板２上に、ミラ−部１と一体でミラ−部
の梁１４が形成され、ミラ−部の梁１４と一体で、前記
ミラ−部１を囲むように第２の静電吸引部１３と第２の
梁１２が形成され、さらに第２の梁１２と一体で前記の
第２の静電吸引部１３を囲むように第１の静電吸引部１
１と第１の梁１０が形成されている。
ン基板、１０は第１の梁、１１は第１の静電吸引部、１
２は第２の梁、１３は第２の静電吸引部、１４はミラ−
部の梁、１５は支持スペ−サ部、１６は電極基板、１７
は絶縁膜、１８はミラ−駆動電極、１９は第２の静電吸
引部駆動電極、２０は第１の静電吸引部駆動電極であ
る。シリコン基板２上に、ミラ−部１と一体でミラ−部
の梁１４が形成され、ミラ−部の梁１４と一体で、前記
ミラ−部１を囲むように第２の静電吸引部１３と第２の
梁１２が形成され、さらに第２の梁１２と一体で前記の
第２の静電吸引部１３を囲むように第１の静電吸引部１
１と第１の梁１０が形成されている。
【００１９】図２の（ｂ）に示すように、ミラ−部１の
下部には、ミラ−駆動電極１８が配置され、同様に第２
の静電吸引部１３の下部には、第２の静電吸引部駆動電
極１９が、第１の静電吸引部１１の下部には、第１の静
電吸引部駆動電極２０が配置されている。これら駆動電
極は電極基板１６に形成されている。シリコン基板２と
電極基板１６との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜１
７と、ミラ−部１を支え、ミラ−部１と駆動電極間のギ
ャップを決める支持スペ−サ部１５が形成されている。
電極基板１６の上に支持スペ−サ部１５が形成され、シ
リコン基板２は、支持スペ−サ部１５と接着されてい
る。
下部には、ミラ−駆動電極１８が配置され、同様に第２
の静電吸引部１３の下部には、第２の静電吸引部駆動電
極１９が、第１の静電吸引部１１の下部には、第１の静
電吸引部駆動電極２０が配置されている。これら駆動電
極は電極基板１６に形成されている。シリコン基板２と
電極基板１６との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜１
７と、ミラ−部１を支え、ミラ−部１と駆動電極間のギ
ャップを決める支持スペ−サ部１５が形成されている。
電極基板１６の上に支持スペ−サ部１５が形成され、シ
リコン基板２は、支持スペ−サ部１５と接着されてい
る。
【００２０】以上のように構成された１軸走査可能な静
電力駆動小型光スキャナについて、次に、その動作につ
いて、図３を用いて説明する。図３は、１軸走査可能な
静電力駆動小型光スキャナの動作を説明するための説明
図である。
電力駆動小型光スキャナについて、次に、その動作につ
いて、図３を用いて説明する。図３は、１軸走査可能な
静電力駆動小型光スキャナの動作を説明するための説明
図である。
【００２１】図３において、第１の静電吸引部駆動電極
２０に電圧を印加すると、第１の静電吸引部１１が吸引
され、第１の静電吸引部駆動電極２０に密着する。この
とき、第２の静電吸引部１３およびミラ−部１は、第１
の静電吸引部１１と同じだけ変位している。次に第２の
静電吸引部駆動電極１９に電圧を印加すると、第２の静
電吸引部１３が吸引され、第２の静電吸引部駆動電極１
９に密着する。このときミラ−部１は、第２の静電吸引
部１３と同じだけ変位している。さらにミラ−駆動電極
１８に電圧を印加すると、ミラ−部１が吸引されて、ミ
ラ−駆動電極１８に密着する。以上のように動作させる
ことにより、ミラ−部１だけを単体で変位させるよりも
低電圧で駆動することができる。また同電圧であれば、
各梁の部分ですこしづつねじれが生じることで、広い走
査角度を得ることができる。
２０に電圧を印加すると、第１の静電吸引部１１が吸引
され、第１の静電吸引部駆動電極２０に密着する。この
とき、第２の静電吸引部１３およびミラ−部１は、第１
の静電吸引部１１と同じだけ変位している。次に第２の
静電吸引部駆動電極１９に電圧を印加すると、第２の静
電吸引部１３が吸引され、第２の静電吸引部駆動電極１
９に密着する。このときミラ−部１は、第２の静電吸引
部１３と同じだけ変位している。さらにミラ−駆動電極
１８に電圧を印加すると、ミラ−部１が吸引されて、ミ
ラ−駆動電極１８に密着する。以上のように動作させる
ことにより、ミラ−部１だけを単体で変位させるよりも
低電圧で駆動することができる。また同電圧であれば、
各梁の部分ですこしづつねじれが生じることで、広い走
査角度を得ることができる。
【００２２】図４は、本発明の第２の実施例における小
型の１軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの他のミ
ラ−部形状を示す平面図である。図４において、１はミ
ラ−部、２１は第１の静電吸引部、２２は第２の静電吸
引部、２３は第３の静電吸引部、２４は第４の静電吸引
部、２５は支持スペ−サ部である。
型の１軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの他のミ
ラ−部形状を示す平面図である。図４において、１はミ
ラ−部、２１は第１の静電吸引部、２２は第２の静電吸
引部、２３は第３の静電吸引部、２４は第４の静電吸引
部、２５は支持スペ−サ部である。
【００２３】この形状においても、第１の静電吸引部か
ら第４の静電吸引部まで順次電圧を印加することによ
り、ミラ−部１は、低電圧駆動で、広い走査角度を得る
ことができる。また今回の例では、駆動電極は、静電吸
引部に対応して分割して構成したが、全体をまとめて一
つの電極としてもよい。ただし、分割することにより、
より複雑で、高度な駆動制御を行うことができる。
ら第４の静電吸引部まで順次電圧を印加することによ
り、ミラ−部１は、低電圧駆動で、広い走査角度を得る
ことができる。また今回の例では、駆動電極は、静電吸
引部に対応して分割して構成したが、全体をまとめて一
つの電極としてもよい。ただし、分割することにより、
より複雑で、高度な駆動制御を行うことができる。
【００２４】以上のように、本実施例によれば、シリコ
ン基板に形成したミラ−部１とその周囲に形成した複数
の静電吸引部を、前記ミラ−部１および複数の静電吸引
部に対応した駆動電極により、順次電圧を印加すること
により、従来のミラ−部１を単体で駆動するよりも、低
電圧駆動ができ、また広い走査角度を得ることができる
小型の１軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナを提供
することができる。 （実施例３）以下、本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３の実施
例における小型の１軸または２軸方向走査可能な光スキ
ャナの断面図である。図５において、１はミラ−部、２
はシリコン基板、４はＸ軸方向駆動電極、５は電極基
板、７は支持スペ−サ、８は駆動電極配線部、３０は真
空部、３１はガラス基板である。
ン基板に形成したミラ−部１とその周囲に形成した複数
の静電吸引部を、前記ミラ−部１および複数の静電吸引
部に対応した駆動電極により、順次電圧を印加すること
により、従来のミラ−部１を単体で駆動するよりも、低
電圧駆動ができ、また広い走査角度を得ることができる
小型の１軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナを提供
することができる。 （実施例３）以下、本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。図５は、本発明の第３の実施
例における小型の１軸または２軸方向走査可能な光スキ
ャナの断面図である。図５において、１はミラ−部、２
はシリコン基板、４はＸ軸方向駆動電極、５は電極基
板、７は支持スペ−サ、８は駆動電極配線部、３０は真
空部、３１はガラス基板である。
【００２５】電極基板５にＸ方向駆動電極４とその駆動
電極配線部８が形成されており、さらにその上に支持ス
ペ−サ部７が成形され、前記支持スペ−サ部７とミラ−
部１を有するシリコン基板２が接着されており、さらに
シリコン基板２の支持スペ−サ部７と接着されている面
と反対側の面に、反射防止膜をつけたガラス基板３１が
接合されており、接合の方法としては、真空チャンバ内
において、ガラス基板３１とシリコン基板２の陽極接合
を行う。したがって、ミラ−部１の周囲の空間は真空部
３０となる。
電極配線部８が形成されており、さらにその上に支持ス
ペ−サ部７が成形され、前記支持スペ−サ部７とミラ−
部１を有するシリコン基板２が接着されており、さらに
シリコン基板２の支持スペ−サ部７と接着されている面
と反対側の面に、反射防止膜をつけたガラス基板３１が
接合されており、接合の方法としては、真空チャンバ内
において、ガラス基板３１とシリコン基板２の陽極接合
を行う。したがって、ミラ−部１の周囲の空間は真空部
３０となる。
【００２６】前記の構造において、駆動電極に電圧を印
加し、ミラ−部１を動作させると、真空中のため、応答
性が向上する。またミラ−部１の酸化もなく鏡面が保た
れる。またミラ−部１の上面にガラス基板３１があるこ
とにより、ゴミなどに対しても強くなる。
加し、ミラ−部１を動作させると、真空中のため、応答
性が向上する。またミラ−部１の酸化もなく鏡面が保た
れる。またミラ−部１の上面にガラス基板３１があるこ
とにより、ゴミなどに対しても強くなる。
【００２７】以上のように、本実施例によれば、ガラス
基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が、真空であることにより、ミラ−部の動作の応答性が
向上し、またミラ−面の酸化やゴミによる汚れにも強い
小型の１軸または２軸方向走査可能な光スキャナを提供
することができる。
基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が、真空であることにより、ミラ−部の動作の応答性が
向上し、またミラ−面の酸化やゴミによる汚れにも強い
小型の１軸または２軸方向走査可能な光スキャナを提供
することができる。
【００２８】（実施例４）以下、本発明の第４の実施例
について図面を参照しながら説明する。図６は、本発明
の第４の実施例における小型の１軸方向走査可能な光ス
キャナを複数個、直線的に配列したところを示す平面図
である。
について図面を参照しながら説明する。図６は、本発明
の第４の実施例における小型の１軸方向走査可能な光ス
キャナを複数個、直線的に配列したところを示す平面図
である。
【００２９】図６において、１はミラ−部、３２は１軸
方向走査光スキャナ、３３は第１列のミラ−アレイ、３
４は第２列のミラ−アレイ、３７はＹ軸走査用の梁であ
る。図６のように、Ｙ軸走査用の梁３７で支持されたミ
ラ−部１を持つ１軸方向走査光スキャナ３２を、第１列
のミラ−アレイ３３のように配列し、さらに第２列のミ
ラ−アレイ３４を第１列のミラ−アレイ３３に対して、
ミラ−部１間ピッチの１／２だけずらして配列すること
により、より高密度にミラ−部１を配列したのと同等の
動作をさせることができる。このように配列したもの
は、プリンタ−などの書き込み用ヘッドとして、利用す
ることができる。
方向走査光スキャナ、３３は第１列のミラ−アレイ、３
４は第２列のミラ−アレイ、３７はＹ軸走査用の梁であ
る。図６のように、Ｙ軸走査用の梁３７で支持されたミ
ラ−部１を持つ１軸方向走査光スキャナ３２を、第１列
のミラ−アレイ３３のように配列し、さらに第２列のミ
ラ−アレイ３４を第１列のミラ−アレイ３３に対して、
ミラ−部１間ピッチの１／２だけずらして配列すること
により、より高密度にミラ−部１を配列したのと同等の
動作をさせることができる。このように配列したもの
は、プリンタ−などの書き込み用ヘッドとして、利用す
ることができる。
【００３０】図７は、本発明の第４の実施例における小
型の２軸方向走査可能な光スキャナを複数個、平面的に
配列したところを示す平面図である。図７において、１
はミラ−部、３５は２軸方向走査光スキャナ、３６は面
状配列光スキャナである。中央のミラ−部１を有する２
軸方向走査光スキャナ３５を平面的に配置し、面状配列
光スキャナ３６を構成した。この面状配列光スキャナ３
６は、非常に薄いディスプレイとして、また将来の光コ
ンピュ−ティング用の光情報処理素子として使用するこ
とが考えられる。
型の２軸方向走査可能な光スキャナを複数個、平面的に
配列したところを示す平面図である。図７において、１
はミラ−部、３５は２軸方向走査光スキャナ、３６は面
状配列光スキャナである。中央のミラ−部１を有する２
軸方向走査光スキャナ３５を平面的に配置し、面状配列
光スキャナ３６を構成した。この面状配列光スキャナ３
６は、非常に薄いディスプレイとして、また将来の光コ
ンピュ−ティング用の光情報処理素子として使用するこ
とが考えられる。
【００３１】以上のように、本実施例によれば、１軸ま
たは２軸方向走査可能な光スキャナを複数個、直線的ま
たは平面的に配列したことにより、単一の光スキャナで
はできない小型で新しい光スキャナデバイスを提供する
ことができる。
たは２軸方向走査可能な光スキャナを複数個、直線的ま
たは平面的に配列したことにより、単一の光スキャナで
はできない小型で新しい光スキャナデバイスを提供する
ことができる。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明は、半導体レ−ザ光
を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向に変位可能なシリコン基板で
形成されたミラ−部と、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記ミラ−部を駆動す
るために、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたＸ
軸，Ｙ軸方向駆動電極と、前記駆動電極が形成されてい
る電極基板と、前記駆動電極とミラ−部の間に存在し、
駆動電極を絶縁するための絶縁膜と、ミラ−部と駆動電
極部間のギャップを決める支持スペ−サ部からなり、さ
らに、前記駆動電極部の配線部が、ミラ−に対して駆動
電極よりも距離があり、静電力がミラ−部に作用しない
平面状に形成されている２軸方向走査可能な光スキャナ
構造や、梁部と一体で形成され、ミラ−部とは別に梁部
にねじりを生じさせるため、複数本（組，段）形成させ
た静電吸引部と、前記ミラ−部および静電吸着部に対向
する位置に配置された駆動電極を形成した構造の１軸走
査可能な光スキャナや、ミラ−部の上に反射防止膜をつ
けたガラス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさ
まれたミラ−部の存在する空間が真空である構造や、前
記静電力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個
が直線的に、または平面的に配列した構造を有するもの
である。
を反射し、Ｘ軸，Ｙ軸方向に変位可能なシリコン基板で
形成されたミラ−部と、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記ミラ−部を駆動す
るために、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたＸ
軸，Ｙ軸方向駆動電極と、前記駆動電極が形成されてい
る電極基板と、前記駆動電極とミラ−部の間に存在し、
駆動電極を絶縁するための絶縁膜と、ミラ−部と駆動電
極部間のギャップを決める支持スペ−サ部からなり、さ
らに、前記駆動電極部の配線部が、ミラ−に対して駆動
電極よりも距離があり、静電力がミラ−部に作用しない
平面状に形成されている２軸方向走査可能な光スキャナ
構造や、梁部と一体で形成され、ミラ−部とは別に梁部
にねじりを生じさせるため、複数本（組，段）形成させ
た静電吸引部と、前記ミラ−部および静電吸着部に対向
する位置に配置された駆動電極を形成した構造の１軸走
査可能な光スキャナや、ミラ−部の上に反射防止膜をつ
けたガラス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさ
まれたミラ−部の存在する空間が真空である構造や、前
記静電力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個
が直線的に、または平面的に配列した構造を有するもの
である。
【００３３】この構成により、シリコン基板上に形成さ
れたミラ−が、駆動電圧に電圧を印加することで、Ｘ
軸，Ｙ軸の２軸方向走査可能となり、半導体レ−ザ光は
二次元走査され、全体が超小型な２軸方向走査光スキャ
ナを提供することができる。また、複数本の静電吸引部
を持つことにより、従来よりも、低電圧で、広走査角度
の１軸方向走査光スキャナを提供することができる。さ
らに、これら光スキャナのミラ−部を、真空中で動作さ
せることにより、高速応答が可能になる。そして、これ
らミラ−を単一でなく、直線的にまたは平面的に配列す
ることで、プリンタ−の書き込み用ヘッドや光情報分野
用デバイスとして、従来にない小型で全く新しい光スキ
ャナデバイスを提供することができる。
れたミラ−が、駆動電圧に電圧を印加することで、Ｘ
軸，Ｙ軸の２軸方向走査可能となり、半導体レ−ザ光は
二次元走査され、全体が超小型な２軸方向走査光スキャ
ナを提供することができる。また、複数本の静電吸引部
を持つことにより、従来よりも、低電圧で、広走査角度
の１軸方向走査光スキャナを提供することができる。さ
らに、これら光スキャナのミラ−部を、真空中で動作さ
せることにより、高速応答が可能になる。そして、これ
らミラ−を単一でなく、直線的にまたは平面的に配列す
ることで、プリンタ−の書き込み用ヘッドや光情報分野
用デバイスとして、従来にない小型で全く新しい光スキ
ャナデバイスを提供することができる。
【図１】（ａ）本発明の第１の実施例における小型の２
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 （ｂ）同実施例における小型の２軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 （ｂ）同実施例における小型の２軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
【図２】（ａ）本発明の第２の実施例における小型の１
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 （ｂ）同実施例における小型の１軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 （ｂ）同実施例における小型の１軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
【図３】同実施例における小型の１軸方向走査可能な静
電力駆動光スキャナの動作を説明するための説明図
電力駆動光スキャナの動作を説明するための説明図
【図４】同実施例における小型の１軸方向走査可能な静
電力駆動光スキャナの他のミラ−形状を示す平面図
電力駆動光スキャナの他のミラ−形状を示す平面図
【図５】本発明の第３の実施例における小型の１軸また
は２軸方向走査可能な光スキャナの断面図
は２軸方向走査可能な光スキャナの断面図
【図６】本発明の第４の実施例における小型の１軸方向
走査可能な光スキャナを複数個、直線的に配列したとこ
ろを示す平面図
走査可能な光スキャナを複数個、直線的に配列したとこ
ろを示す平面図
【図７】同実施例における小型の２軸方向走査可能な光
スキャナを複数個、平面的に配列したところを示す平面
図
スキャナを複数個、平面的に配列したところを示す平面
図
【図８】従来のガルバノメ−タスキャナ式の２軸方向走
査光スキャナの概念斜視図
査光スキャナの概念斜視図
【図９】従来のポリゴンミラ−とガルバノメ−タスキャ
ナによる２軸方向走査光スキャナの概念斜視図
ナによる２軸方向走査光スキャナの概念斜視図
【図１０】従来のホログラムスキャナとガルバノメ−タ
スキャナによる２軸方向走査光スキャナの概念斜視図
スキャナによる２軸方向走査光スキャナの概念斜視図
【図１１】従来の静電型シリコンねじり振動子の外観図
【図１２】従来の静電型シリコンねじり振動子の運動状
態を示した断面図
態を示した断面図
１ ミラ−部 ２ シリコン基板 ３ Ｘ軸走査用の梁 ４ Ｘ軸方向駆動電極 ５ 電極基板 ６ 絶縁膜 ７ 支持スペ−サ部 ８ 駆動電極配線部 ９ Ｙ軸走査用の梁 １０ 第１の梁 １１ 第１の静電吸引部 １２ 第２の梁 １３ 第２の静電吸引部 １４ ミラ−部の梁 １５ 支持スペ−サ部 １６ 電極基板 １７ 絶縁膜 １８ ミラ−駆動電極 １９ 第２の静電吸引部駆動電極 ２０ 第１の静電吸引部駆動電極 ２１ 第１の静電吸引部 ２２ 第２の静電吸引部 ２３ 第３の静電吸引部 ２４ 第４の静電吸引部 ２５ 支持スペ−サ部 ３０ 真空部 ３１ ガラス基板 ３２ １軸方向走査光スキャナ ３３ 第１列のミラ−アレイ ３４ 第２列のミラ−アレイ ３５ ２軸方向走査光スキャナ ３６ 面状配列光スキャナ ３７ Ｙ軸走査用の梁 ４１ 振動子 ４２ 可動板 ４３ スパンバウンド ４４ 枠 ４５ ガラス基板 ４６ スペ−サ ５１ レ−ザ光源 ５２ Ｘ軸方向ミラ− ５３ Ｙ軸方向ミラ− ５４ ポリゴンミラ− ５５ ディスク型ホログラムスキャナ ６０ Ｙ軸方向静電吸引部 ６１ Ｙ軸方向駆動電極
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体レ−ザ光を反射し、Ｘ軸方向に変
位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、前記ミ
ラ−部と一体で構成されているが、ミラ−部とは厚さが
必ずしも同一ではなく、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成されたＸ軸走査用の梁と、前記Ｘ軸走
査用の梁と一体でその外側に形成され、前記ミラ−部と
直交するＹ軸方向に変位可能な静電吸引部と前記静電吸
引部と一体で構成されているが、静電吸引部とは厚さが
必ずしも同一でなく、静電吸引部を両側から支持するシ
リコン基板で形成されたＹ軸走査用の梁と、前期ミラ−
部を駆動するために、ミラ−部や前記静電吸引部の裏面
に対向する位置に配置されたＸ軸，Ｙ軸方向駆動電極
と、前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆
動電極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−の変位に対しミラ−のたわみが生
じないように支持し、ミラ−部と駆動電極間のギャップ
を決める支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極
の配線部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があ
り、静電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されて
いることを特徴とする２軸方向走査可能な静電力駆動小
型光スキャナ。 - 【請求項２】 半導体レ−ザ光を反射し、１軸方向に変
位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、前記ミ
ラ−部と一体で構成されているが、ミラ−部とは厚さが
必ずしも同一ではなく、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記梁部と一体で構成
され、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため
複数本（組，段）形成された静電吸引部と、前記ミラ−
部および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電
極と、前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記
駆動電極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁する
ための絶縁膜と、ミラ−の変位に対しミラ−のたわみが
生じないように支持し、ミラ−部と駆動電極間のギャッ
プを決める支持スペ−サ部からなる１軸方向走査可能な
静電力駆動小型光スキャナ。 - 【請求項３】 ミラ−部の上に反射防止膜をつけたガラ
ス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさまれたミ
ラ−部の存在する空間が真空であることを特徴とする第
１項，第２項記載の静電力駆動光スキャナ。 - 【請求項４】 前記してきた第１項，第２項記載の静電
力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個が直線
的に、または平面的に配列したことを特徴とした静電力
駆動小型光スキャナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334064A JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4334064A JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06180428A true JPH06180428A (ja) | 1994-06-28 |
| JP2579111B2 JP2579111B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=18273107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4334064A Expired - Fee Related JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579111B2 (ja) |
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