JPS6057052B2 - 光偏向素子 - Google Patents
光偏向素子Info
- Publication number
- JPS6057052B2 JPS6057052B2 JP4438380A JP4438380A JPS6057052B2 JP S6057052 B2 JPS6057052 B2 JP S6057052B2 JP 4438380 A JP4438380 A JP 4438380A JP 4438380 A JP4438380 A JP 4438380A JP S6057052 B2 JPS6057052 B2 JP S6057052B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable part
- coil pattern
- deflection element
- reflecting mirror
- material layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/085—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by electromagnetic means
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K7/00—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns
- G06K7/10—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation
- G06K7/10544—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by electromagnetic radiation, e.g. optical sensing; by corpuscular radiation by scanning of the records by radiation in the optical part of the electromagnetic spectrum
- G06K7/10554—Moving beam scanning
- G06K7/10594—Beam path
- G06K7/10603—Basic scanning using moving elements
- G06K7/10633—Basic scanning using moving elements by oscillation
- G06K7/10643—Activating means
- G06K7/10653—Activating means using flexible or piezoelectric means
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁オシログラフ等に用いて有効な光偏向素
子に関するものである。
子に関するものである。
第１図は、従来公知の電磁オシログラフに用いられてい
る光偏向素子の一例を示す構成斜視図である。
る光偏向素子の一例を示す構成斜視図である。
この光偏向素子は、ねじりスプリングとしての役目をな
すリガメント３上に、反射鏡４とねじりトルクを発生す
るコイル５を接着して構成したものである。コイル５は
磁界中に配置されており、これに電流１を流すことによ
つてねじりトルクが発生し、反射鏡４が偏位するもので
、反射鏡４に入射する光をコイル５に流す電流によつて
偏向することができる。このような構成の光偏向素子は
、コイル５の形成、コイルや反射鏡のリガメントヘの取
付等、手作業によつて製作されており、品質、性能が均
一でなく、価格も高価になるなどの欠点があつた。本発
明は、このような従来の光偏向素子の欠点に鑑みてなさ
れたものであつて、高性能で品質の揃つた安価な光偏向
素子を実現しようとするものである。
すリガメント３上に、反射鏡４とねじりトルクを発生す
るコイル５を接着して構成したものである。コイル５は
磁界中に配置されており、これに電流１を流すことによ
つてねじりトルクが発生し、反射鏡４が偏位するもので
、反射鏡４に入射する光をコイル５に流す電流によつて
偏向することができる。このような構成の光偏向素子は
、コイル５の形成、コイルや反射鏡のリガメントヘの取
付等、手作業によつて製作されており、品質、性能が均
一でなく、価格も高価になるなどの欠点があつた。本発
明は、このような従来の光偏向素子の欠点に鑑みてなさ
れたものであつて、高性能で品質の揃つた安価な光偏向
素子を実現しようとするものである。
第２図は本発明の一実施例を示す構成斜視図てある。
図において、１はフレーム、２は可動部で、フレーム１
に細くなつたバネ部３１、３２を介して支持されている
。これらのフレーム１、可動部２およびバネ部３１、３
２は、ひとつの絶縁基板によつて構成されており、また
、これらの形状は、後述するようにホトリソグラフィ（
写真食刻）の技術とエッチングの技術とを利用して形成
される。ここで絶縁基板としては、例えば厚さが５ｘ１
０−゜ｍ程度の水晶基板が使用可能である。なお、フレ
ーム１は必ずしも必要としない。４は反射鏡、５はコイ
ルパターンで、これらはいずれもＪ可動部２に後述する
ようにホトリソグラフィの技術とエッチングの技術を用
いて形成されている。
に細くなつたバネ部３１、３２を介して支持されている
。これらのフレーム１、可動部２およびバネ部３１、３
２は、ひとつの絶縁基板によつて構成されており、また
、これらの形状は、後述するようにホトリソグラフィ（
写真食刻）の技術とエッチングの技術とを利用して形成
される。ここで絶縁基板としては、例えば厚さが５ｘ１
０−゜ｍ程度の水晶基板が使用可能である。なお、フレ
ーム１は必ずしも必要としない。４は反射鏡、５はコイ
ルパターンで、これらはいずれもＪ可動部２に後述する
ようにホトリソグラフィの技術とエッチングの技術を用
いて形成されている。
６１、６２はバネ部３１、３２を通つて導び出されたコ
イル５のリード線、６０はコイルパターン５上を飛び越
えるように一方のリード線６１に接丁続されたジャンパ
線である。
イル５のリード線、６０はコイルパターン５上を飛び越
えるように一方のリード線６１に接丁続されたジャンパ
線である。
このように構成された本発明に係る光偏向素子は、コイ
ルパターン５を磁界中に配置させ、リード線６１，６２
およびジャンパ線６０を介してコイルパターン５に電流
を流すと、可動部２がバネ部３１，３２を軸として偏位
し、反射鏡４に入射する光を偏向させることができる。
ルパターン５を磁界中に配置させ、リード線６１，６２
およびジャンパ線６０を介してコイルパターン５に電流
を流すと、可動部２がバネ部３１，３２を軸として偏位
し、反射鏡４に入射する光を偏向させることができる。
第３図は第２図に示す光偏向素子を製作する製造方法の
一例を示す簡略工程図である。先ず、ａに示すように水
晶のような絶縁基板７上に水晶と密着強度の強い物質、
例えばＣｒよりなる第１マスク物質層８を被着し、その
上に導電性を有し水晶加工剤に耐える物質、例えばＡｕ
よりなる第２マスク物質層９を被着する。
一例を示す簡略工程図である。先ず、ａに示すように水
晶のような絶縁基板７上に水晶と密着強度の強い物質、
例えばＣｒよりなる第１マスク物質層８を被着し、その
上に導電性を有し水晶加工剤に耐える物質、例えばＡｕ
よりなる第２マスク物質層９を被着する。
更に、その上にレジスト層１０を被着する。ここで、第
１のマスク物質層８、第２のマスク物質層９は、それぞ
れスパッタあるいは蒸着等により被着することができる
。またレジスト層１０は例えば塗布すればよい。次に、
ｂに示すように、レジスト層１０をマスクとして、最上
層の第２マスク物質層９を選択的に除去して反射鏡４と
コイルパターン５の部分を形成する。例えは、第２マス
ク物質層９としてＡｕを用いる場合には、ヨウ化カリウ
ムとヨウ素との水溶液等を用いればよい。次にフレーム
１、バネ部３１，３２および可動部２の形状を形成する
ために、ｃに示すように、第２マスク物質層９より形成
された反射鏡、コイルパターンを覆うように再びレジス
ト層１０を積層被着する。そして、ｄに示すように、レ
ジスト層１０をマスクとして第１マスク物質層８を選択
的に除去して、これをフレーム、バネ部および可動部の
形状に対応した所定の形状に成形する。例えば、第１マ
スク物質層８としてＣｒを用いる場合には、第２硫酸セ
リウムと酸との水溶液等を用いればよい。続いて、ｅに
示すように、第１マスク物質層８をマスクとして水晶基
板７を選択的に除去して水晶基板７をフレーム１、可動
部２およびバネ部．３１，３２のそれぞれの部分の形状
になるように成形する。この水晶加工剤としては、例え
ばフッ素酸水溶液を用いる。このようにして水晶基板１
を所定の形状に成形した後、第２のマスク物質層９をマ
スクとして水晶基板７の表面が露出するよ−うに第１の
マスク物質層８を選択的に除去することにより、ｆに示
すように可動部に反射鏡とコイルパターンとを有する光
偏向素子が実現できる。なお、前記の説明では、第１マ
スク物質層８としてＣｒを用い、第２マスク物質層９と
してＡｕを用いる例について説明したが、これに限るも
のではなく、それぞれが水晶加工剤に耐える物質であつ
て少なくとも一方の物質が導電性を有するものであれば
よい。また、上記の実施例では、水晶基板７の一方の面
にのみマスク物質層を被着して反射鏡とコイルパターン
を形成し、かつ所定の形状を加工する例について説明し
たが、他方の面にも同様なマスク）物質層を被着し両面
にコイルパターンを形成し、かつ両面から水晶を加工す
ることもできる。
１のマスク物質層８、第２のマスク物質層９は、それぞ
れスパッタあるいは蒸着等により被着することができる
。またレジスト層１０は例えば塗布すればよい。次に、
ｂに示すように、レジスト層１０をマスクとして、最上
層の第２マスク物質層９を選択的に除去して反射鏡４と
コイルパターン５の部分を形成する。例えは、第２マス
ク物質層９としてＡｕを用いる場合には、ヨウ化カリウ
ムとヨウ素との水溶液等を用いればよい。次にフレーム
１、バネ部３１，３２および可動部２の形状を形成する
ために、ｃに示すように、第２マスク物質層９より形成
された反射鏡、コイルパターンを覆うように再びレジス
ト層１０を積層被着する。そして、ｄに示すように、レ
ジスト層１０をマスクとして第１マスク物質層８を選択
的に除去して、これをフレーム、バネ部および可動部の
形状に対応した所定の形状に成形する。例えば、第１マ
スク物質層８としてＣｒを用いる場合には、第２硫酸セ
リウムと酸との水溶液等を用いればよい。続いて、ｅに
示すように、第１マスク物質層８をマスクとして水晶基
板７を選択的に除去して水晶基板７をフレーム１、可動
部２およびバネ部．３１，３２のそれぞれの部分の形状
になるように成形する。この水晶加工剤としては、例え
ばフッ素酸水溶液を用いる。このようにして水晶基板１
を所定の形状に成形した後、第２のマスク物質層９をマ
スクとして水晶基板７の表面が露出するよ−うに第１の
マスク物質層８を選択的に除去することにより、ｆに示
すように可動部に反射鏡とコイルパターンとを有する光
偏向素子が実現できる。なお、前記の説明では、第１マ
スク物質層８としてＣｒを用い、第２マスク物質層９と
してＡｕを用いる例について説明したが、これに限るも
のではなく、それぞれが水晶加工剤に耐える物質であつ
て少なくとも一方の物質が導電性を有するものであれば
よい。また、上記の実施例では、水晶基板７の一方の面
にのみマスク物質層を被着して反射鏡とコイルパターン
を形成し、かつ所定の形状を加工する例について説明し
たが、他方の面にも同様なマスク）物質層を被着し両面
にコイルパターンを形成し、かつ両面から水晶を加工す
ることもできる。
また、上記では、はじめに反射鏡、コイルパターンを形
成し、次にフレーム、可動部等を形成したものであるが
、この形成順序を逆にし、はじめにフ・レームや可動部
の形状を形成するようにしてもよい。第４図および第５
図は、第２図に示す光偏向素子の更に別の製造方法を示
す簡略工程図である。
成し、次にフレーム、可動部等を形成したものであるが
、この形成順序を逆にし、はじめにフ・レームや可動部
の形状を形成するようにしてもよい。第４図および第５
図は、第２図に示す光偏向素子の更に別の製造方法を示
す簡略工程図である。
第４図の例では、先ずａに示すように絶縁基板７上に第
１マスク物質層８、第２マスク物質層９をそれぞれ被着
し、この上にレジスト層．１０を被着する。次にｂに示
すようにホトリソグラフィの技術によりコイルパターン
と反射鏡パターンとを形成し、エッチングの技術により
他の物質部分を取り除く。このようにして出来上つた基
板上に、ｃに示すようにマスクとして使用する第１マス
ク物質層８１を被着するとともに、この上にレジスト層
１０を塗布する。次にｄに示すようにフレームや可動部
の形状を前記と同様にして形成し、続いてｅに示すよう
に露出した基板部分と、第１マスク物質層部分８１をエ
ッチングの技術によつて取り除くことによつて完成され
る。なお、ここで、最上層をＳｊ３Ｎ４、Ａｅ２Ｏ３の
ような物質であればこれを取り除く必要はない。第５図
の例では、絶縁基板７として水晶のような異方性エッチ
ングのできる基板を用いた場合に限られる。
１マスク物質層８、第２マスク物質層９をそれぞれ被着
し、この上にレジスト層．１０を被着する。次にｂに示
すようにホトリソグラフィの技術によりコイルパターン
と反射鏡パターンとを形成し、エッチングの技術により
他の物質部分を取り除く。このようにして出来上つた基
板上に、ｃに示すようにマスクとして使用する第１マス
ク物質層８１を被着するとともに、この上にレジスト層
１０を塗布する。次にｄに示すようにフレームや可動部
の形状を前記と同様にして形成し、続いてｅに示すよう
に露出した基板部分と、第１マスク物質層部分８１をエ
ッチングの技術によつて取り除くことによつて完成され
る。なお、ここで、最上層をＳｊ３Ｎ４、Ａｅ２Ｏ３の
ような物質であればこれを取り除く必要はない。第５図
の例では、絶縁基板７として水晶のような異方性エッチ
ングのできる基板を用いた場合に限られる。
ここでは水晶のｚ板を使用する場合の例を示しており、
ａは水晶基板の光学軸Ｚ１機械軸Ｙ、電気軸Ｘの方向を
示す。先ず、ｂに示すように、水晶基板７上に第１マス
ク物質（例えばＣｒ）８、第２マスク物質（例えばＡｕ
）を被着し、この土にレジスト層１０を塗布し、続いて
ｃに示すようにコイルパターン、反射鏡、フレーム全体
等をホトリソグラフィの技術により形成する。続いて、
このような基板を例えばフッ素酸に入れ、水晶エッチン
グするとｄのような水晶が選択的に除去され完成される
。これは、水晶基板７において、そのＺ軸方向からのエ
ッチング速度がｄに示す結晶面Ａ，Ｂのエッチング速度
より数十倍以上速いためで、この場合、０Ａ＝３００、
０Ｂ＝８０上で横方向のエッチングがそれ以上進まなく
なる。このことから、パターンとパターンとの間隔Ａ，
ｂを、水晶基板を切り離すか、つながつた状態とするか
によつて適宜選択すればよい。すなわち、間隔ａをｔ（
Ｔａｎ（９０−θＡ）＋Ｔａｎ（９０−０Ｂ））（ただ
しｔは基板厚さ）より大きくすれば、基板は切り離すこ
とができ、これより狭くすればつながつた状態で残すこ
とができる。このような製造方法は、比較的簡単な工程
で精度の良い加工およびコイルパターンや反射鏡の形成
を行なうことができる。
ａは水晶基板の光学軸Ｚ１機械軸Ｙ、電気軸Ｘの方向を
示す。先ず、ｂに示すように、水晶基板７上に第１マス
ク物質（例えばＣｒ）８、第２マスク物質（例えばＡｕ
）を被着し、この土にレジスト層１０を塗布し、続いて
ｃに示すようにコイルパターン、反射鏡、フレーム全体
等をホトリソグラフィの技術により形成する。続いて、
このような基板を例えばフッ素酸に入れ、水晶エッチン
グするとｄのような水晶が選択的に除去され完成される
。これは、水晶基板７において、そのＺ軸方向からのエ
ッチング速度がｄに示す結晶面Ａ，Ｂのエッチング速度
より数十倍以上速いためで、この場合、０Ａ＝３００、
０Ｂ＝８０上で横方向のエッチングがそれ以上進まなく
なる。このことから、パターンとパターンとの間隔Ａ，
ｂを、水晶基板を切り離すか、つながつた状態とするか
によつて適宜選択すればよい。すなわち、間隔ａをｔ（
Ｔａｎ（９０−θＡ）＋Ｔａｎ（９０−０Ｂ））（ただ
しｔは基板厚さ）より大きくすれば、基板は切り離すこ
とができ、これより狭くすればつながつた状態で残すこ
とができる。このような製造方法は、比較的簡単な工程
で精度の良い加工およびコイルパターンや反射鏡の形成
を行なうことができる。
また、一回の製造工程によつて、一度に多数の光偏向素
子を生産することができる利点がある。第６図および第
７図は本発明の他の実施例を示す構成図である。
子を生産することができる利点がある。第６図および第
７図は本発明の他の実施例を示す構成図である。
第６図において、ａは正面図、ｂは裏面図である。
この実施例においては、コイルパターン５１，５２を可
動部２の両面に形成したものである。両面に形成したコ
イルパターン５１，５２は可動部２のほぼ中央に形成し
た穴５０を介して電気的に接続される。第７図の実施例
は、フレームにバネ部３３，３４を介して第１の可動部
２０を形成するとともに、この第１の可動部２０内にバ
ネ部３１，３２を介して第２の可動部２１を形成したも
のである。
動部２の両面に形成したものである。両面に形成したコ
イルパターン５１，５２は可動部２のほぼ中央に形成し
た穴５０を介して電気的に接続される。第７図の実施例
は、フレームにバネ部３３，３４を介して第１の可動部
２０を形成するとともに、この第１の可動部２０内にバ
ネ部３１，３２を介して第２の可動部２１を形成したも
のである。
第２の可動部２１には反射鏡４とコイルパターン５１が
形成され、第１の可動部２０にはコイルパターン５３が
それぞれ形成されており、これらのコイルパターン５１
，５３に働くトルクは、磁界中に置かれたとき互に直交
するように働く。従つて、この実施例による光偏向素子
は、反射鏡４に入射する光をｘ軸、ｙ軸方向に同時に偏
向することができる。なお、上記の実施例では電磁オシ
ログラフに用いられる素子を例にとつて示したが、光ビ
ーム走査用の光偏向器など各種の分野に応用が可能であ
る。
形成され、第１の可動部２０にはコイルパターン５３が
それぞれ形成されており、これらのコイルパターン５１
，５３に働くトルクは、磁界中に置かれたとき互に直交
するように働く。従つて、この実施例による光偏向素子
は、反射鏡４に入射する光をｘ軸、ｙ軸方向に同時に偏
向することができる。なお、上記の実施例では電磁オシ
ログラフに用いられる素子を例にとつて示したが、光ビ
ーム走査用の光偏向器など各種の分野に応用が可能であ
る。
以上説明したように、本発明によれば、ひとつの基板に
よつてフレームと、このフレームに結合するバネと、こ
のバネによつて支持された可動部とを構成するとともに
、これらフレーム、バネ部、可動部の形状の形成および
可動部に設ける反射鏡、コイルパターンの形成をいずれ
もホトリソグラフィとエッチングの技術を用いて行なう
ようにしたものであるから、高性能で品質の揃つた光”
偏向素子を一度に多数生産することが可能でひとつの素
子の価格を安価にできる。
よつてフレームと、このフレームに結合するバネと、こ
のバネによつて支持された可動部とを構成するとともに
、これらフレーム、バネ部、可動部の形状の形成および
可動部に設ける反射鏡、コイルパターンの形成をいずれ
もホトリソグラフィとエッチングの技術を用いて行なう
ようにしたものであるから、高性能で品質の揃つた光”
偏向素子を一度に多数生産することが可能でひとつの素
子の価格を安価にできる。
第１図は従来公知の光偏向素子の一例を示す構成斜視図
、第２図は本発明の一実施例を示す構成・斜視図、第３
図〜第５図は第２図に示す素子の製造方法を示す簡略工
程図、第６図および第７図は本発明の他の実施例を示す
構成図で、第６図ａは正面図、第６図ｂは裏面図である
。 １・・・・・フレーム、２・・・・・・可動部、３１，
３２・・・）・・・バネ部、４・・・・・反射鏡、５・
・・・・コイルパターン、６１，６２・・・・・リード
線。
、第２図は本発明の一実施例を示す構成・斜視図、第３
図〜第５図は第２図に示す素子の製造方法を示す簡略工
程図、第６図および第７図は本発明の他の実施例を示す
構成図で、第６図ａは正面図、第６図ｂは裏面図である
。 １・・・・・フレーム、２・・・・・・可動部、３１，
３２・・・）・・・バネ部、４・・・・・反射鏡、５・
・・・・コイルパターン、６１，６２・・・・・リード
線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ひとつの絶縁基板によつて少なくともバネ部と、こ
のバネ部によつて支持される可動部とを構成するととも
に、前記可動部に反射鏡とコイルパターンとを設け、前
記バネ部、可動部の形状と、前記反射鏡およびコイルパ
ターンの形成とをホトリソグラフィの技術とエッチング
の技術を利用して行うことを特徴とする光偏向素子。 ２ 可動部に更に別のバネ部によつて支持されるもうひ
とつの可動部を設け、この可動部に更に別のコイルパタ
ーンを形成するとともに反射鏡を形成した特許請求の範
囲第１項記載の光偏向素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4438380A JPS6057052B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 光偏向素子 |
| US06/242,627 US4421381A (en) | 1980-04-04 | 1981-03-11 | Mechanical vibrating element |
| GB8108973A GB2075762B (en) | 1980-04-04 | 1981-03-23 | Mechanical vibrating element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4438380A JPS6057052B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 光偏向素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56140316A JPS56140316A (en) | 1981-11-02 |
| JPS6057052B2 true JPS6057052B2 (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=12689974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4438380A Expired JPS6057052B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 光偏向素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057052B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56148741A (en) * | 1980-04-17 | 1981-11-18 | Nippon Columbia Co Ltd | Galvanomirror device |
| JPS58105213A (ja) * | 1981-12-18 | 1983-06-23 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 光スキヤナ− |
| JP2722314B2 (ja) * | 1993-12-20 | 1998-03-04 | 日本信号株式会社 | プレーナー型ガルバノミラー及びその製造方法 |
| JP2657769B2 (ja) * | 1994-01-31 | 1997-09-24 | 正喜 江刺 | 変位検出機能を備えたプレーナー型ガルバノミラー及びその製造方法 |
| JP6044943B2 (ja) | 2011-10-25 | 2016-12-14 | インテル・コーポレーション | アクチュエータ |
-
1980
- 1980-04-04 JP JP4438380A patent/JPS6057052B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56140316A (en) | 1981-11-02 |
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