JPH06503689A - 圧電及び電気ひずみ作動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 び轡　・ 介」しジ葺」１云■ 関連データ 本発明は、以下の本願の出願人と同一の出願人による同時係属の米国出願に関す るものである。即ち、既に出願された米国出願第０７／４２９．９８７号、第０ ７７４４８．７４８号、第０７／４９４．５７９号、第０７１５０４．１２５号 、及び本願と同時に出願された米国出願第０７７７７９．３４６号、第０７７７ ７９．５４０号に関しており、各々が本願に参考資料として包含される。

本発明は、一般的に電気機作動機に関し、特に圧電装置が電気的エネルギーを機 械的作動に変換するような作動機に関する。

免１立１１ 作動されるミラーアレイは、米国出願第０７７４２９．９８７号及び第０７７４ ４８，７４８号に開示される如く、各ミラーからの反射光線が、スリット開孔な 通過する光束によって変調されるような光度が変調される一要素にとっては有用 である。これらに開示されるように、光束は開孔に対するミラーの配置方向によ って制御される。圧電作動機は、各作動機に付与される電気的信号に応答して、 各ミラーを作動させるためのものと開示されている。電気的信号は、所望の変調 程度に比例している０作動機のための制御回路については米国出願第０７１５０ ４．１２５号に開示されている。圧電作動機及びこれから形成されるミラーアレ イの例については米国出願第０７／４９４．５７９号に開示されている。

兄」ＬのＵ 本発明の目的は、このようなミラーアレイのための更に別の作動機を提供するこ とにある。

本宛用によれば、物体の平面を傾けるための作動機は、圧電又は電子精密部材を 積み重ねて構成される。この部材間の第１の交互のすき間は、第１の導電物質で 充填される。但し、第１のギャップは、物質と部材の積み重なった山の一側面と の間に残っている。同様に、部材間の第２の交互のすき間は、第２の導電物質で 充填される。但しこの場合、第２のギャップは、物質と部材の山の一側面との間 に残っている。第１のギャップと第２のギャップは、部材の山内ではその深さが 等しくない、第１のすき閣内の第１の物質は共通して結合されており、第２のす き閣内の第２の物質は共通して結合される。第１の物質と第２の物質との間に印 加される電圧によって圧電部材の山は曲がり、これによって部材の山の上部平面 は傾動される。

本発明のこれら及び他の目的、利点並びに特徴は、添付の図面及び請求の範囲を 参照しつつ、以下の好適なる実施例の説明を読めば、当業者にとっては容易に明 白となろう。

の　− 第１図は、本発明の原理に従って構成される作動機の横断面図である。

な　の−な 図面を参照するに、ミラー作動機１０は、ミラー１２の平面に対して、傾動運動 を伝える０作動機ｌＯは、基板１４と圧電部材１８＋−の積み重なった山１６と 、圧電部材１８　＋−ｎ間の第１の交互のすき間に配設される第１の導電物質２ ０と、圧電部材１８．−０間の第２の交互のすき間に配設される第２の導電物質 とを有する。ミラー１２は１部材の山１２の非宮に研磨された上面２３であって も、又は上面２３に装着されてもよい。

また、第１の導電物質２０は、これが隣接する圧電部材１８．、と密接に接触す る。同様に第２の導電物質２２は、これが隣接する圧電部材１８　＋−ｎと密接 に接触する。更に、第１の導電物質２０は圧電部材の山１６の幅を横切り、山１ ６の第１の側部２４から長さ方向に山１６のほぼ第２の側部２６へ、しかし第２ の側部２６から離隔して延びている。同様に、第２の導電物質２２は山１６の幅 を横切って、山１６の第２の側部２６から山１６のほぼ第１の側部２４へ、しか し第１の側部２４から離隔して延びている。各すき間において、山１６の第１の 導電物質２０又は第２の導電物質２２及び第２の側部２６又は第１の側部２４、 それぞれとの間にギャップが残る。

導電物質２０．２２は、これが隣接する各部材の隣接面に電圧を印加し、対向部 材を共に固結する機能を有する導電エポキシであってもよい、更に、圧電部材１ ８．−、の底部の部材１８．は基板１４に取り付けられ、第１の導電物質は後述 するアレイの構成を容易にすることができる。圧電部材１８，１の上部の部材１ ８７によって確定される山の上部は、ミラー１２が上側表面に装着されても、ま たは上側表面は、ミラー１２を形成するために非常に研磨されてもよい、導電物 質２０．２２に隣接するギャップは、非導電エポキシ２７が充填されてもよい。

圧電部材ｉｓ、、、の分極作用は、電圧が第１の導電物質２０と第２の導電物質 ２２との間に印加されると、その間に配設される圧電部材１８．が、印加電圧の 極性によって決定されるように、膨張したり収縮したりするように選択される。

第２の導電物質に隣接するギャップが第１の導電物質に隣接するギャップより実 質的に小さい場合には、圧電部材の山１６は、このような電圧に応答して曲がる 。というのは、第１の導電物質２０に関してギャップに隣接する部材１８１．１ ８　、、、は、印加電圧の作用をほとんど受けない部分だからである。この印加 電圧の作用を受けない部分は、伸縮はしない、これにより全部材の山１６の傾動 が生ずる１部材の山１６の傾動により、山の上部の平面が傾く。

電圧を印加するために、第１の側部２４は、Ｉ’ｌｌの金属化部材２８がこれに 塗布され、第２の側部２６には第２の金属化部材３０が、これに塗布される。第 １の金属化部材２８は、第１の導電部材２０と電気的接触をし、第２の金属化部 材３０は、第２の導電部材２２と電気的接触をする。電圧は、金属化部材２８． ３０に容易に印加される。

第２の物質に隣接するギャップは、可能な限り小さく、しかし、第２の物質２２ と第１の金属化部材２８との間の導電を回避するに充分な程度、大きくなければ ならない、第１の物質に隣接するギャップは、圧電部材の所望の曲げ程度と比例 して選択される長さを有する。

各部材１８＋−は、圧電物質より形成されると述べたが、他の場合各部材１８　 ＋−７は、電子精密物質によっても構成される。電子精密物質のみが、印加電圧 の下に膨張する。

このような作動機ｌＯのアレイは１個々にアドレス可能なように構成される。開 孔３２は、このような部材の山のアレイの冬山１６の圧電部材１８　、、の下部 の基板１４に形成される。金属化部材３４が孔に充填され、第１の導電物質２０ と電気的接触をし、かくて第１の部材１８、を基板１４に接合し、これにより部 材３４は第１の金属化部材２８とも接触する。米国出願第０７１５０４．１２５ 号に開示されるような基板１４の下面に取り付けられるアドレス可能な駆動装置 ３６が、各金属化部材３４に電圧を印加する。アレイの各対における電圧は、米 国出願第０７／４２９．９８７号又は第０７７４４８．７４８号に開示される形 式の光変調投光装置のビクセル強度により形成することができる。第２の金属化 部材３０は、基板の上面で共通して相互接合される。

上述のように、ミラーアレイに特に有用な新規の圧電作動機がある。当業者は、 今やその多数を利用し、且つ本願に開示される発明の概念より逸脱することな（ 、前記実施例を変更することができる。従って本発明は、以下の請求の範囲によ ってのみ、明確にされるものである。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．物体の平面を傾けるための装置において、基板と、 圧電物質及び電子精密物質の選択された一方から形成される部材の積み重なった 山と、 第１の導電物質と、 第２の導電物質とからなっており、 前記底部の部材は、前記基板に取り付けられており、前記山は、第１の側部と、 反対側の第２の側部とを有しており、前記第１の導電物質は、前記部材間の第１ の交互のすき間内に配設され、これに隣接する部材と密接に接触しており、前記 第１の物質は、前記山の幅を横切り、前記第１の側部から前記第２の側部へ向か い長さ方向に延び、しかし、前記第１の物質と第２の側部との間に、第１のギャ ップが残るように第２の側部から離隔しており、前記第２の導電物質は、前記部 材間の第２の交互のすき間内に配設され、これに隣接する部材と密接に接触して おり、前記第２の物質は前記山の幅を横切り、前記第２の側部から前記第１の側 部へ向かって延びるが、前記第２の物質と第１の側部との間に、第２のギャップ が残るように前記第１の側部から離隔しており、前記第１のギャップは前記第２ のギャップより寸法が実質的に大きく、前記第１のすき間の各々の第１の物質は 共通して電気的に接続されており、前記第２のすき間の各々の第２の物質は共通 して電気的に接続されているので、前記第１の物質と第２の物質との間に印加さ れる電圧によって前記部材の山が曲がり、これによって前記山の上部の平面が傾 けられることを特徴とする装置。
2. ２．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記第１の物質及び第２の物質が 導電性エポキシであることを特徴とする装置。
3. ３．請求の範囲第２項に記載の装置において、前記第１のギャップと第２のギャ ップが、非導電性エポキシで充填されることを特徴とする装置。
4. ４．請求の範囲第２項に記載の装置において、前記底部部材が、前記第１の物質 及び第２の物質の一方により、前記基板に接着されることを特徴とする装置。
5. ５．請求の範囲第１項に記載の装置において、前記第１の側部が、その上に第１ の金属化層を有し、第１の物質と電気的接触をし、前記第２の側部は、その上に 第２の金属化層を有し、第２の物質と電気的接触をすることを特徴とする装置。
6. ６．作動ミラーアレイにおいて、 その開孔のアレイを有する基板と、 圧電物質と電子精密物質の一方の選択物質から形成される部材の積み重なった山 のアレイヒ、第１の導電物質と、 第２の導電物質とからなっており、 前記山の各部材の底部は、前記各開孔に接近して前記基板に取り付けられており 、前記部材の各山は、第１の側部と反対側の第２の側部とを有しており、 前記第１の導電物質は、各山の部材間の第１の交互のすき間内に配設され、これ に隣接する部材と密接に接触し、前記第１の導電物質は、各部材の山の幅を横切 り、前記第１の側部から前記第２の側部へ向かって長さ方向に延びるが、しかし 、前記第１の物質と第２の側部との間に、第１のギャップが残るように第２の側 部から離隔しており、 前記第２の導電物質は、前記各山の部材間の第２の交互のすき間内に配設されて おり、これに隣接する部材と密接に接触しており、前記第２の物質は前記各山の 幅を横切り、前記第２の側部から第１の側部へと向かって長さ方向に延びるが、 前記第２の物質と第１の側部との間に、第２のギャップが残るように第１の側部 から離隔しており、前記第１のギャップは前記第２のギャップより寸法で実質的 に大きく、各山の各第１のすき間内の前記第１の物質は共通して電気的に接続さ れており、前記各開孔よりそれぞれアドレス可能で、そして前記第２のすき間の 各々の第２の物質は、前記山全てと共通して電気的に接続されているので、各山 の前記第１の物質と第２の物質との間に印加される電圧によって、各山は印加さ れる電圧に比例して曲がり、かくて、各山の上部の平面は傾動され、各山の上部 は、ミラー仕上げされていることを特徴とするミラーアレイ。
7. ７．請求の範囲第７項に記載のミラーアレイにおいて、前記第１の物質及び第２ の物質が、導電性エポキシで充填されていることを特徴とするミラーアレイ。
8. ８．請求の範囲第８項に記載のミラーアレイにおいて、前記第１のギャップ及び 第２のギャップが、非導電性エポキシで充填されていることを特徴とするミラー アレイ。
9. ９．請求の範囲第８項に記載のミラーアレイにおいて、前記底部部材が、前記第 １の物質により、前記基板に接着されることを特徴とするミラーアレイ。
10. １０．請求の範囲第７項に記載のミラーアレイにおいて、前記第１の側部が、そ の上に第１の金属化層を有し、前記各開孔を通じて前記各山の第１物質と電気的 接触をし、前記第２の側部が、その上に第２の金属化層を有し、前記山全てに共 通して前記第２の物質と電気的接触をすることを特徴とするミラーアレイ。
11. １１．請求の範囲第１１項に記載のミラーアレイにおいて、前記各山の底部部材 が、前記各開孔上で前記第１の物質により前記基板に接着され、前記各開孔は金 属で充填され、各山の前記第１の物質と接触することを特徴とするミラーアレイ 。