TW202309597A - 光學裝置 - Google Patents

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杉本達哉
鈴木智史
港谷恭輔
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日商濱松赫德尼古斯股份有限公司
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Abstract

於本發明之光學裝置中，可動部具有：本體部；框部，其自本體部空開特定之間隔而包圍本體部；及複數個連結部，其等將本體部與框部相互連結。本體部之外緣部包含以外緣部之厚度厚於中央部之厚度之方式形成的第1樑部。框部包含以框部之厚度厚中央部之厚度之方式形成的第2樑部。各連結部之寬度大於本體部與框部之間之間隔，且小於自框部中之與各連結部之連接位置至與一對第1扭轉支持部各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者的距離。

Description

光學裝置
本發明係關於一種例如作為MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微機電系統)裝置而構成之光學裝置。
作為MEMS裝置，已知有一種光學裝置，其具備：基座；可動部，其具有光學功能部；及一對彈性支持部，其等連接於基座與可動部之間，且以可動部能夠沿著移動方向移動之方式支持可動部(例如參照專利文獻1)。於此種光學裝置中，存在如下情形：一對彈性支持部之各者包含連接於可動部之一對扭轉支持部而構成。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利申請案公開2008/0284078號說明書
[發明所欲解決之問題]
於如上所述之光學裝置中，由於較多之扭轉支持部連接於可動部，故而於可動部沿著移動方向移動時，容易因來自扭轉支持部之剖面力而可動部產生應變。由於可動部之應變有導致光學特性降低之虞，故而要求將其抑制。又，於如上所述之光學裝置中，一併要求確保可靠性。
本發明之一態樣之目的在於提供一種可抑制可動部之應變，且確保可靠性之光學裝置。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之光學裝置具備：基座，其具有主面；可動部，其具有光學功能部；以及第1彈性支持部及第2彈性支持部，其等連接於基座與可動部之間，且以可動部能夠沿著與主面垂直之特定方向移動之方式支持可動部；可動部具有：本體部；框部，其於自特定方向觀察之情形時自本體部空開特定之間隔而包圍本體部；及複數個連結部，其等將本體部與框部相互連結；第1彈性支持部具有連接於框部之一對第1扭轉支持部，第2彈性支持部具有連接於框部之一對第2扭轉支持部，本體部包含設置有光學功能部之中央部及外緣部，外緣部包含以特定方向上之外緣部之厚度厚於特定方向上之中央部之厚度之方式形成的第1樑部，框部包含以特定方向上之框部之厚度厚於特定方向上之中央部之厚度之方式形成的第2樑部，複數個連結部各者之寬度大於間隔，且小於自框部中之與複數個連結部各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部之各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者的距離。
於該光學裝置中，可動部具有：本體部；框部，其於自特定方向觀察之情形時自本體部空開特定之間隔而包圍本體部；及複數個連結部，其等將本體部與框部相互連結。藉此，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力不易傳遞至本體部，可抑制本體部之應變。又，藉由形成第1樑部，而特定方向上之外緣部之厚度厚於特定方向上之中央部之厚度。藉此，可進一步確實地抑制本體部之應變。又，藉由形成第2樑部，而特定方向上之框部之厚度厚於特定方向上之中央部之厚度。藉此，可抑制框部之應變，甚至可抑制由框部之應變所引起之本體部之應變。又，於該光學裝置中，複數個連結部之各者之寬度小於自框部中之與複數個連結部各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部之各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者的距離。藉此，可確保框部中之與複數個連結部各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部之各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置的距離。其結果，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力進一步不易傳遞至本體部，可更進一步確實地抑制本體部之應變。進而，於該光學裝置中，複數個連結部各者之寬度大於本體部與框部之間之間隔。藉此，由於可確保連結部之強度，故而即便於將本體部與框部藉由連結部而相互連結抑制本體部之應變之情形時，亦可確保可靠性。根據以上內容，根據該光學裝置，可抑制可動部之應變，且確保可靠性。
於本發明之一態樣之光學裝置中，於框部中，與複數個連結部各者之連接位置，亦可位於與一對第1扭轉支持部各者之連接位置、和與一對第2扭轉支持部各者之連接位置之間。於此種構成中，亦可抑制可動部之應變，且確保可靠性。
於本發明之一態樣之光學裝置中，於框部中，與複數個連結部各者之連接位置，亦可位於與一對第1扭轉支持部各者之連接位置之間、或者與一對第2扭轉支持部各者之連接位置之間。於此種構成中，亦可抑制可動部之應變，且確保可靠性。
於本發明之一態樣之光學裝置中，複數個連結部係亦可於自特定方向觀察之情形時，相對於本體部之中心相互點對稱地配置。於該情形時，可提高可動部之平衡，可更進一步確實地抑制本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，複數個連結部各者之寬度亦可小於自框部中之與複數個連結部各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者之距離的1/3倍。於該情形時，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力更進一步不易傳遞至本體部，可更進一步確實地抑制本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，複數個連結部各者之寬度，亦可小於自特定方向觀察之情形時之自第1樑部之內緣至框部之外緣的距離。於該情形時，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力更進一步不易傳遞至本體部，可更進一步確實地抑制本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，亦可為本體部及光學功能部於自特定方向觀察之情形時呈圓形狀，於自特定方向觀察之情形時，複數個連結部各者以與通過該連結部之中心及本體部之中心之直線垂直且不和與光學功能部之外緣相接之直線交叉的方式設置。於該情形時，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力更進一步不易傳遞至本體部，可更進一步確實地抑制本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，亦可為複數個連結部各者包含以特定方向上之複數個連結部各者之厚度厚於特定方向上之中央部之厚度之方式形成的第3樑部，第3樑部連接於第1樑部及第2樑部。於該情形時，可抑制連結部之應變，甚至可抑制由連結部之應變所引起之本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，亦可為一對第1扭轉支持部各者及一對第2扭轉支持部各者係沿著與特定方向垂直之第2方向延伸，於自特定方向觀察之情形時，通過框部與一對第1扭轉支持部之一者之連接位置及本體部之中心之直線與垂直於第2方向且通過本體部之中心之軸線所成之角度、通過框部與一對第1扭轉支持部之另一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度、通過框部與一對第2扭轉支持部之一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度，以及通過框部與一對第2扭轉支持部之另一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度，均為60度以下。於該情形時，可確保自框部中之與複數個連結部各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部各者及一對第2扭轉支持部各者之連接位置的距離更大。其結果，來自一對第1扭轉支持部及一對第2扭轉支持部之剖面力更進一步不易傳遞至本體部，可更進一步確實地抑制本體部之應變。
於本發明之一態樣之光學裝置中，亦可為一對第1扭轉支持部各者及一對第2扭轉支持部各者係沿著與特定方向垂直之第2方向延伸，於自特定方向觀察之情形時，通過框部與一對第1扭轉支持部之一者之連接位置及本體部之中心之直線與垂直於第2方向且通過本體部之中心之軸線所成之角度、通過框部與一對第1扭轉支持部之另一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度、通過框部與一對第2扭轉支持部之一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度，以及通過框部與一對第2扭轉支持部之另一者之連接位置及本體部之中心之直線與軸線所成之角度，均為30度以上且70度以下。於該情形時，可確保自框部中之與複數個連結部之各者之連接位置至與一對第1扭轉支持部之各者及一對第2扭轉支持部之各者之連接位置的距離，且可確保自第1彈性支持部及第2彈性支持部中之與基座之連接位置至與可動部之連接位置的距離。其結果，可抑制本體部之應變，且謀求特定方向上之可動部之移動量之增加。
於本發明之一態樣之光學裝置中，亦可為第1彈性支持部進而具有：一對第1桿，其等分別連接於一對第1扭轉支持部；及一對第3扭轉支持部，其等分別連接於一對第1桿與基座之間；第2彈性支持部進而具有：一對第2桿，其等分別連接於一對第2扭轉支持部；及一對第4扭轉支持部，其等分別連接於一對第2桿與基座之間。於此種構成中，亦可抑制可動部之應變，且確保可靠性。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣，可提供一種可抑制可動部之應變，且確保可靠性之光學裝置。
以下，一面參照圖式，一面對本發明之一態樣之實施形態詳細地進行說明。再者，於以下之說明中，對相同或相當要素使用相同符號，並省略重複之說明。 [光模組之構成]
如圖1所示，光模組1具備鏡單元2及分光鏡單元3。鏡單元2具有光學裝置10及固定鏡21。光學裝置10包含可動鏡(可動部)11。於光模組1中，分光鏡單元3係藉由可動鏡11及固定鏡21而針對測定光L0構成干涉光學系統。干涉光學系統於此處為邁克爾遜干涉光學系統。
光學裝置10除了可動鏡11以外，還包含基座12、驅動部13，第1光學功能部17及第2光學功能部18。基座12具有主面12a。可動鏡11具有沿著與主面12a平行之平面之鏡面(光學功能部)11a。可動鏡11係以能夠沿著與主面12a垂直之Z軸方向(與Z軸平行之方向，特定方向)移動之方式由基座12支持。驅動部13沿著Z軸方向使可動鏡11移動。第1光學功能部17於自Z軸方向觀察之情形時，配置於與Z軸方向垂直之X軸方向(與X軸平行之方向，第3方向)上之可動鏡11之一側。第2光學功能部18於自Z軸方向觀察之情形時，配置於X軸方向上之可動鏡11之另一側。第1光學功能部17及第2光學功能部18之各者係設置於基座12之光通過開口部，於Z軸方向上之一側及另一側開口。再者，於光模組1中，第2光學功能部18不用作光通過開口部。於將光學裝置10應用於其他裝置之情形時，第1光學功能部17及第2光學功能部18之至少一者亦可用作光學功能部，第1光學功能部17及第2光學功能部18之兩者亦可不用作光學功能部。
固定鏡21具有沿著與主面12a平行之平面(與Z軸方向垂直之平面)延伸之鏡面21a。固定鏡21相對於基座12之位置固定。於鏡單元2中，可動鏡11之鏡面11a及固定鏡21之鏡面21a朝向Z軸方向上之一側(分光鏡單元3側)。
鏡單元2除了光學裝置10及固定鏡21以外，還具有支持體22、子安裝基板23及封裝體24。封裝體24收容有光學裝置10、固定鏡21、支持體22及子安裝基板23。封裝體24包含底壁241、側壁242及頂壁243。封裝體24例如形成為長方體箱狀。封裝體24例如具有30×25×10(厚度) mm左右之尺寸。底壁241及側壁242相互一體地形成。頂壁243於Z軸方向與底壁241對向，且固定於側壁242。頂壁243相對於測定光L0具有透光性。於鏡單元2中，藉由封裝體24而形成有空間S。空間S例如經由設置於封裝體24之通氣孔或間隙等而於鏡單元2之外部開放。於如此空間S並非氣密之空間之情形時，可抑制來自存在於封裝體24內之樹脂材料之釋氣、或存在於封裝體24內之水分等所引起之鏡面11a之污染或污點等。再者，空間S亦可為維持有較高之真空度之氣密之空間、或者填充有氮氣等惰性氣體之氣密之空間。
於底壁241之內面，介隔子安裝基板23而固定有支持體22。支持體22例如形成為矩形板狀。支持體22相對於測定光L0具有透光性。於支持體22中之與子安裝基板23相反側之表面22a，固定有光學裝置10之基座12。即，基座12係藉由支持體22而支持。於支持體22之表面22a，形成有凹部22b，於光學裝置10與頂壁243之間，形成有間隙(空間S之一部分)。藉此，於可動鏡11沿著Z軸方向移動時，防止可動鏡11及驅動部13接觸於支持體22及頂壁243。
於子安裝基板23，形成有開口23a。固定鏡21係以位於開口23a內之方式，配置於支持體22中之子安裝基板23側之表面22c。即，固定鏡21配置於支持體22中之與基座12相反側之表面22c。於自Z軸方向觀察之情形時，固定鏡21係配置於X軸方向上之可動鏡11之一側。於自Z軸方向觀察之情形時，固定鏡21係與光學裝置10之第1光學功能部17重疊。
鏡單元2進而具有複數個引線接腳25及複數個導線26。各引線接腳25以貫通底壁241之狀態，固定於底壁241。各引線接腳25係經由導線26而與驅動部13電性地連接。於鏡單元2中，用以使可動鏡11沿著Z軸方向移動之電性信號係經由複數個引線接腳25及複數個導線26而賦予至驅動部13。
分光鏡單元3係藉由封裝體24之頂壁243而支持。具體而言，分光鏡單元3係藉由光學樹脂4而固定於頂壁243中之與光學裝置10相反側之表面243a。光學樹脂4相對於測定光L0具有透光性。
分光鏡單元3具有半反射鏡面31、全反射鏡面32及複數個光學面33a、33b、33c、33d。分光鏡單元3係藉由將複數個光學區塊接合而構成。半反射鏡面31係例如藉由介電多層膜而形成。全反射鏡面32例如藉由金屬膜而形成。
光學面33a係例如與Z軸方向垂直之面，於自Z軸方向觀察之情形時，與光學裝置10之第1光學功能部17及固定鏡21之鏡面21a重疊。光學面33a使沿著Z軸方向入射之測定光L0透過。
半反射鏡面31係例如相對於光學面33a傾斜45度之面，於自Z軸方向觀察之情形時，與光學裝置10之第1光學功能部17及固定鏡21之鏡面21a重疊。半反射鏡面31使沿著Z軸方向入射至光學面33a之測定光L0之一部分沿著X軸方向反射且使該測定光L0之剩餘部分沿著Z軸方向透過固定鏡21側。
全反射鏡面32係與半反射鏡面31平行之面，於自Z軸方向觀察之情形時與可動鏡11之鏡面11a重疊且於自X軸方向觀察之情形時與半反射鏡面31重疊。全反射鏡面32使藉由半反射鏡面31而反射之測定光L0之一部分沿著Z軸方向反射至可動鏡11側。
光學面33b係與光學面33a平行之面，於自Z軸方向觀察之情形時與可動鏡11之鏡面11a重疊。光學面33b使藉由全反射鏡面32而反射之測定光L0之一部分沿著Z軸方向透過可動鏡11側。
光學面33c係與光學面33a平行之面，於自Z軸方向觀察之情形時與固定鏡21之鏡面21a重疊。光學面33c使透過半反射鏡面31之測定光L0之剩餘部分沿著Z軸方向透過固定鏡21側。
光學面33d係例如與X軸方向垂直之面，於自X軸方向觀察之情形時與半反射鏡面31及全反射鏡面32重疊。光學面33d使測定光L1沿著X軸方向透過。測定光L1為由可動鏡11之鏡面11a及全反射鏡面32依次反射後透過半反射鏡面31之測定光L0之一部分、與由固定鏡21之鏡面21a及半反射鏡面31依次反射之測定光L0之剩餘部分的干涉光。
於以如上之方式構成之光模組1中，若測定光L0自光模組1之外部經由光學面33a而入射至分光鏡單元3，則測定光L0之一部分由半反射鏡面31及全反射鏡面32依次反射後，朝向可動鏡11之鏡面11a前進。然後，測定光L0之一部分由可動鏡11之鏡面11a反射後，於相同之光路(下述光路P1)上向相反方向前進，透過分光鏡單元3之半反射鏡面31。
另一方面，測定光L0之剩餘部分透過分光鏡單元3之半反射鏡面31之後，通過第1光學功能部17，進而，透過支持體22，朝向固定鏡21之鏡面21a前進。然後，測定光L0之剩餘部分由固定鏡21之鏡面21a反射後，於相同之光路(下述之光路P2)上向相反方向前進，由分光鏡單元3之半反射鏡面31反射。
透過分光鏡單元3之半反射鏡面31之測定光L0之一部分、與由分光鏡單元3之半反射鏡面31反射之測定光L0之剩餘部分成為干涉光即測定光L1，測定光L1自分光鏡單元3經由光學面33d而向光模組1之外部出射。根據光模組1，由於可使可動鏡11沿著Z軸方向以高速往返移動，故而可提供小型且高精度之FTIR(Fourier Transform infrared spectroscopy，傅立葉轉換型紅外分光分析儀)。
支持體22係修正分光鏡單元3與可動鏡11之間之光路P1、和分光鏡單元3與固定鏡21之間之光路P2之間之光路差。具體而言，光路P1為自半反射鏡面31依次經由全反射鏡面32及光學面33b而到達至位於基準位置之可動鏡11之鏡面11a的光路，且為測定光L0之一部分前進之光路。光路P2為自半反射鏡面31依次經由光學面33c及第1光學功能部17而到達至固定鏡21之鏡面21a之光路，且為測定光L0之剩餘部分前進之光路。支持體22係以光路P1之光路長度(考慮到光路P1所通過之各介質之折射率之光路長度)與光路P2之光路長度(考慮到光路P2所通過之各介質之折射率之光路長度)之差變小(例如消失)之方式，修正光路P1與光路P2之間之光路差。再者，支持體22例如可藉由與構成分光鏡單元3之各光學區塊相同之透光性材料而形成。於該情形時，支持體22之厚度(Z軸方向上之長度)可與X軸方向上之半反射鏡面31與全反射鏡面32之距離相同。 [光學裝置之構成]
如圖2、圖3及圖4所示，可動鏡11中鏡面11a以外之部分、基座12、驅動部13、第1光學功能部17及第2光學功能部18係藉由SOI(Silicon On Insulator)基板50而構成。即，光學裝置10係藉由SOI基板50而構成。光學裝置10例如形成為矩形板狀。光學裝置10例如具有15×10×0.3(厚度) mm左右之尺寸。SOI基板50具有支持層51、裝置層52及中間層53。支持層51為第1矽層。裝置層52為第2矽層。中間層53為配置於支持層51與裝置層52之間之絕緣層。
基座12係藉由支持層51、裝置層52及中間層53之一部分而形成。基座12之主面12a為裝置層52中之與中間層53相反側之表面。基座12中之與主面12a相反側之主面12b為支持層51中之與中間層53相反側之表面。於光模組1中，基座12之主面12a與支持體22之表面22a相互接合(參照圖1)。
可動鏡11係以軸線R1與軸線R2之交點為中心位置(重心位置)而配置。軸線R1與軸線R2之交點與下述本體部111之中心C1一致。軸線R1為於X軸方向延伸之直線。軸線R2為於與X軸方向及Z軸方向垂直之Y軸方向(與Y軸平行之方向，第2方向)延伸之直線。於自Z軸方向觀察之情形時，光學裝置10呈相對於軸線R1線對稱且相對於軸線R2線對稱之形狀。
可動鏡11具有本體部111、框部112及一對連結部113。本體部111於自Z軸方向觀察之情形時呈圓形狀。本體部111具有中央部114及外緣部115。於中央部114中之主面12b側之表面上，例如，藉由形成金屬膜，而設置有圓形狀之鏡面11a。中央部114係藉由裝置層52之一部分而形成。外緣部115於自Z軸方向觀察之情形時包圍中央部114。外緣部115具有第1本體部115a及第1樑部115b。第1本體部115a係藉由裝置層52之一部分而形成。
第1樑部115b係藉由支持層51及中間層53之一部分而形成。第1樑部115b設置於第1本體部115a中之主面12b側之表面上。第1樑部115b係以Z軸方向上之外緣部115之厚度較Z軸方向上之中央部114之厚度厚之方式形成。於自Z軸方向觀察之情形時，第1樑部115b呈圓環狀，且包圍鏡面11a。於自Z軸方向觀察之情形時，第1樑部115b沿著本體部111之外緣延伸。於本實施形態中，於自Z軸方向觀察之情形時，第1樑部115b之外緣自本體部111之外緣空開特定之間隔，沿著本體部111之外緣延伸。於自Z軸方向觀察之情形時，第1樑部115b之內緣自鏡面11a之外緣空開特定之間隔，沿著鏡面11a之外緣延伸。
於自Z軸方向觀察之情形時，框部112自本體部111空開特定之間隔G(參照圖5)包圍本體部111。框部112於自Z軸方向觀察之情形時呈圓環狀。於框部112與本體部111之間，於自Z軸方向觀察之情形時，形成有剖面圓弧狀之一對狹縫SL。狹縫SL之寬度與間隔G相等。於自Z軸方向觀察之情形時，框部112以包圍本體部111之方式環狀地延伸。例如，於本實施形態中，於自Z軸方向觀察之情形時，框部112之內緣沿著本體部111之外緣延伸，框部112之外緣沿著框部112之內緣延伸。框部112具有第2本體部112a及第2樑部112b。第2本體部112a係藉由裝置層52之一部分而形成。
第2樑部112b係藉由支持層51及中間層53之一部分而形成。第2樑部112b設置於第2本體部112a中之主面12b側之表面上。第2樑部112b係以Z軸方向上之框部112之厚度較Z軸方向上之中央部114之厚度厚之方式形成。第2樑部112b於自Z軸方向觀察之情形時呈圓環狀。於自Z軸方向觀察之情形時，第2樑部112b之外緣自框部112之外緣空開特定之間隔，沿著框部112之外緣延伸。於自Z軸方向觀察之情形時，第2樑部112b之內緣自框部112之內緣空開特定之間隔，沿著框部112之內緣延伸。
Z軸方向上之第2樑部112b之厚度與Z軸方向上之第1樑部115b之厚度相等。於自Z軸方向觀察之情形時，第2樑部112b之寬度寬於第1樑部115b之寬度。所謂自Z軸方向觀察之情形時之第1樑部115b之寬度，係指與第1樑部115b之延伸方向垂直之方向上之第1樑部115b之長度，於本實施形態中，為第1樑部115b之半徑方向上之第1樑部115b之長度。此點對於自Z軸方向觀察之情形時之第2樑部112b之寬度亦同。
一對連結部113各者將本體部111與框部112相互連結。於自Z軸方向觀察之情形時，一對連結部113相對於本體部111之中心C1相互點對稱地配置。一對連結部113相對於本體部111分別配置於Y軸方向上之一側與另一側。各連結部113具有第3本體部113a及第3樑部113b。第3本體部113a係由裝置層52之一部分形成。第3本體部113a連接於第1本體部115a及第2本體部112a。
第3樑部113b係由支持層51及中間層53之一部分形成。第3樑部113b連接於第1樑部115b及第2樑部112b。第3樑部113b設置於第3本體部113a中之主面12b側之表面上。第3樑部113b係以Z軸方向上之連結部113之厚度厚於Z軸方向上之中央部114之厚度之方式形成。Z軸方向上之第3樑部113b之厚度與Z軸方向上之第1樑部115b及第2樑部112b之各者之厚度相等。第3樑部113b之寬度大於第1樑部115b及第2樑部112b之各者之寬度。所謂第3樑部113b之寬度，係指沿著第1樑部115b之延伸方向之第3樑部113b之長度。
可動鏡11進而具有一對支架116及一對支架117。各支架116及各支架117係藉由裝置層52之一部分而形成。各支架116沿著Y軸方向延伸，且於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。一個支架116自框部112之側面朝向Y軸方向上之一側突出，另一個支架116自框部112之側面朝向Y軸方向上之另一側突出。一對支架116係配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。各支架116自框部112中之第1光學功能部17側之端部延伸。
各支架117沿著Y軸方向延伸，且於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。一個支架117自框部112之側面朝向Y軸方向上之一側突出，另一個支架117自框部112之側面朝向Y軸方向上之另一側突出。一對支架117係配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。各支架117自框部112中之第2光學功能部18側(與第1光學功能部17相反側)之端部延伸。
驅動部13具有第1彈性支持部14、第2彈性支持部15及致動器部16。第1彈性支持部14、第2彈性支持部15及致動器部16係藉由裝置層52而形成。
第1彈性支持部14及第2彈性支持部15之各者係連接於基座12與可動鏡11之間。第1彈性支持部14及第2彈性支持部15係以可動鏡11能夠沿著Z軸方向移動之方式支持可動鏡11。
第1彈性支持部14具有一對桿(第1桿)141、連桿142、連桿143、一對支架144、一對第1扭力棒(第1扭轉支持部)145、一對第3扭力棒(第3扭轉支持部)146、及一對電極支持部147。一對桿141配置於Y軸方向上之第1光學功能部17之兩側。各桿141呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀。於本實施形態中，各桿141沿著X軸方向延伸。
連桿142架設於一對桿141中之可動鏡11側之端部141a間。連桿142呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀。連桿142沿著Y軸方向延伸。連桿143架設於一對桿141中之與可動鏡11相反側之端部141b間。連桿143呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀，且沿著Y軸方向延伸。於本實施形態中，第1光學功能部17係藉由一對桿141、連桿142及連桿143而劃定之開口部。第1光學功能部17於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。第1光學功能部17例如為空腔。或者，於構成第1光學功能部17之開口部內，亦可配置相對於測定光L0具有透光性之材料。
各支架144於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。各支架144係以向可動鏡11側突出之方式，設置於連桿142中之可動鏡11側之表面。一個支架144配置於連桿142之一端之附近，另一個支架144配置於連桿142之另一端之附近。
一對第1扭力棒145分別架設於一個支架116之前端部與一個支架144之間、及另一個支架116之前端部與另一個支架144之間。即，一對第1扭力棒145分別連接於一對桿141與可動鏡11之間。各第1扭力棒145沿著Y軸方向延伸。一對第1扭力棒145配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。
一對第3扭力棒146分別架設於一個桿141中之與可動鏡11相反側之端部141b與基座12之間、及另一個桿141中之與可動鏡11相反側之端部141b與基座12之間。即，一對第3扭力棒146分別連接於一對桿141與基座12之間。各第3扭力棒146沿著Y軸方向延伸。一對第3扭力棒146配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。於各桿141之端部141b，設置有向Y軸方向上之外側突出之突出部141c，第3扭力棒146連接於突出部141c。
各電極支持部147沿著Y軸方向延伸，且於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。一個電極支持部147自一個桿141之中間部朝向與第1光學功能部17相反側延伸。另一個電極支持部147自另一個桿141之中間部向與第1光學功能部17相反側突出。於自Z軸方向觀察之情形時，一對電極支持部147配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。
第2彈性支持部15具有一對桿(第2桿)151、連桿152、連桿153、一對支架154、一對第2扭力棒(第2扭轉支持部)155、一對第4扭力棒(第4扭轉支持部)156、及一對電極支持部157。一對桿151配置於Y軸方向上之第2光學功能部18之兩側。各桿151呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀。於本實施形態中，各桿151沿著X軸方向延伸。
連桿152架設於一對桿151中之可動鏡11側之端部151a間。連桿152呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀。連桿152沿著Y軸方向延伸。連桿153架設於一對桿151中之與可動鏡11相反側之端部151b間。連桿153呈沿著與Z軸方向垂直之平面延伸之板狀，且沿著Y軸方向延伸。於本實施形態中，第2光學功能部18為藉由一對桿151、連桿152及連桿153而劃定之開口部。第2光學功能部18於自Z軸方向觀察之情形時剖面呈矩形狀。第2光學功能部18例如空腔。或者，亦可於構所第2光學功能部18之開口部內配置相對於測定光L0具有透光性之材料。
各支架154於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。各支架154以向可動鏡11側突出之方式，設置於連桿152中之可動鏡11側之表面。一個支架154配置於連桿152之一端之附近，另一個支架154配置於連桿152之另一端之附近。
一對第2扭力棒155分別架設於一個支架117之前端部與一個支架154之間、及另一個支架117之前端部與另一個支架154之間。即，一對第2扭力棒155分別連接於一對桿151與可動鏡11之間。各第2扭力棒155沿著Y軸方向延伸。一對第2扭力棒155配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。
一對第4扭力棒156分別架設於一個桿151中之與可動鏡11相反側之端部151b與基座12之間、及另一個桿151中之與可動鏡11相反側之端部151b與基座12之間。即，一對第4扭力棒156分別連接於一對桿151與基座12之間。各第4扭力棒156沿著Y軸方向延伸。一對第4扭力棒156配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。於各桿151之端部151b，設置有向Y軸方向上之外側突出之突出部151c，第4扭力棒156連接於突出部151c。
各電極支持部157沿著Y軸方向延伸，且於自Z軸方向觀察之情形時呈矩形狀。一個電極支持部157自一個桿151之中間部朝向與第2光學功能部18相反側延伸。另一個電極支持部157自另一個桿151之中間部向與第2光學功能部18相反側突出。於自Z軸方向觀察之情形時，一對電極支持部157配置於與Y軸方向平行之相同之中心線上。
致動器部16沿著Z軸方向使可動鏡11移動。致動器部16具有一對固定梳齒電極161、一對可動梳齒電極162、一對固定梳齒電極163、及一對可動梳齒電極164。固定梳齒電極161、163之位置固定。可動梳齒電極162、164伴隨可動鏡11之移動而移動。
一個固定梳齒電極161設置於基座12之裝置層52中之與一個電極支持部147相對之表面。另一個固定梳齒電極161設置於裝置層52中之與另一個電極支持部147相對之表面。各固定梳齒電極161具有沿著與Y軸方向垂直之平面延伸之複數個固定梳齒161a。該等固定梳齒161a係於Y軸方向空開特定之間隔排列而配置。
一個可動梳齒電極162設置於一個電極支持部147中之X軸方向之兩側之表面。另一個可動梳齒電極162設置於另一個電極支持部147中之X軸方向之兩側之表面。各可動梳齒電極162具有沿著與Y軸方向垂直之平面延伸之複數個可動梳齒162a。該等可動梳齒162a係於Y軸方向空開特定之間隔排列而配置。
於一個固定梳齒電極161及一個可動梳齒電極162中，複數個固定梳齒161a與複數個可動梳齒162a交替地配置。即，一個固定梳齒電極161之各固定梳齒161a位於一個可動梳齒電極162之可動梳齒162a間。於另一個固定梳齒電極161及另一個可動梳齒電極162中，複數個固定梳齒161a與複數個可動梳齒162a交替地配置。即，另一個固定梳齒電極161之各固定梳齒161a位於另一個可動梳齒電極162之可動梳齒162a間。於一對固定梳齒電極161及一對可動梳齒電極162中，相鄰之固定梳齒161a與可動梳齒162a係於Y軸方向相互相對。相鄰之固定梳齒161a及可動梳齒162a間之距離例如為數μm左右。
一個固定梳齒電極163設置於基座12之裝置層52中之與一個電極支持部157相對之表面。另一個固定梳齒電極163設置於裝置層52中之與另一個電極支持部157相對之表面。各固定梳齒電極163具有沿著與Y軸方向垂直之平面延伸之複數個固定梳齒163a。該等固定梳齒163a係於Y軸方向空開特定之間隔排列而配置。
一個可動梳齒電極164設置於一個電極支持部157中之X軸方向之兩側之表面。另一個可動梳齒電極164設置於另一個電極支持部157中之X軸方向之兩側之表面。各可動梳齒電極164具有沿著與Y軸方向垂直之平面延伸之複數個可動梳齒164a。該等可動梳齒164a係於Y軸方向空開特定之間隔排列而配置。
於一個固定梳齒電極163及一個可動梳齒電極164中，複數個固定梳齒163a與複數個可動梳齒164a交替地配置。即，一個固定梳齒電極163之各固定梳齒163a位於一個可動梳齒電極164之可動梳齒164a間。於另一個固定梳齒電極163及另一個可動梳齒電極164中，複數個固定梳齒163a與複數個可動梳齒164a交替地配置。即，另一個固定梳齒電極163之各固定梳齒163a位於另一個可動梳齒電極164之可動梳齒164a間。於一對固定梳齒電極163及一對可動梳齒電極164中，相鄰之固定梳齒163a與可動梳齒164a係於Y軸方向相互相對。相互相鄰之固定梳齒163a及可動梳齒164a間之距離例如為數μm左右。
於基座12設置有複數個電極墊121、122。各電極墊121、122係以到達至裝置層52之方式於形成於基座12之主面12b之開口12c內，形成於裝置層52之表面。各電極墊121經由裝置層52而與固定梳齒電極161或固定梳齒電極163電性地連接。各電極墊122係經由第1彈性支持部14或第2彈性支持部15而與可動梳齒電極162或可動梳齒電極164電性地連接。導線26架設於各電極墊121、122與各引線接腳25之間。
於以如上之方式構成之光學裝置10中，若經由複數個引線接腳25及複數個導線26而對複數個電極墊121與複數個電極墊122之間施加電壓，則例如以於Z軸方向上之一側使可動鏡11移動之方式，於相互對向之固定梳齒電極161與可動梳齒電極162之間、及相互對向之固定梳齒電極163與可動梳齒電極164之間產生靜電力。此時，於第1彈性支持部14及第2彈性支持部15中第1扭力棒145、第3扭力棒146、第2扭力棒155及第4扭力棒156扭轉，於第1彈性支持部14及第2彈性支持部15產生彈性力。於光學裝置10中，藉由經由複數個引線接腳25及複數個導線26而對驅動部13賦予週期性的電性信號，可沿著Z軸方向使可動鏡11以其共振頻率位準往返移動。如此，驅動部13作為靜電致動器而發揮功能。 [可動鏡之詳細的構成]
一面參照圖5，一面對可動鏡11之構成進而詳細地進行說明。於圖5中，省略了第1樑部115b、第2樑部112b及第3樑部113b。以下，將框部112與各連結部113相互連接之位置設為連接位置A1，將框部112與各第1扭力棒145相互連接之位置設為連接位置A2，將框部112與各第2扭力棒155相互連接之位置設為連接位置A3而進行說明。
連接位置A2為於如本實施形態般將框部112與第1扭力棒145經由其他要素(於本實施形態中為支架116)而相互連接之情形時，框部112與該其他要素相互連接之位置。換言之，連接位置A2為第1扭轉支持部與框部112之連接位置，例如，於第1扭轉支持部具有第1扭力棒145以外之要素之情形時，亦可為該第1扭力棒145以外之要素與框部112相互連接之位置。例如，於第1扭轉支持部於自Z軸方向觀察之情形時蜿蜒地延伸，具有連接於第1扭力棒145與框部112之蜿蜒部之情形時，連接位置A2為蜿蜒部與框部112相互連接之位置。同樣地，連接位置A3為於如本實施形態般將框部112與第1扭力棒145經由其他要素(於本實施形態中為支架117)而相互連接之情形時，框部112與該其他要素相互連接之位置。換言之，連接位置A3為第2扭轉支持部與框部112之連接位置，例如，於第2扭轉支持部具有第2扭力棒155以外之要素之情形時，亦可為該第2扭力棒155以外之要素與框部112相互連接之位置。
連接位置A1例如為框部112與連結部113之連接部分之中央部，於本實施形態中，為框部112之內緣與通過連結部113之中心C2及本體部111之中心C1之直線(於圖5之例中為軸線R2)之交點的位置。連接位置A2例如為框部112與第1扭力棒145(第1扭轉支持部)之連接部分之中央部，於本實施形態中，為框部112之外緣(將外緣假想地延長所得之線段)與第1扭力棒145及支架116之中心線之交點的位置。於將框部112與第1扭力棒145經由其他要素而連接之情形時，連接位置A2例如為框部112與該其他要素之連接部分之中央部。連接位置A3例如為框部112與第2扭力棒155(第2扭轉支持部)之連接部分之中央部，於本實施形態中，為框部112之外緣(將外緣假想地延長所得之線段)與第2扭力棒155及支架117之中心線之交點的位置。於將框部112與第2扭力棒155經由其他要素而連接之情形時，連接位置A3例如為框部112與該其他要素之連接部分之中央部。
於框部112中，與各連結部113之連接位置A1位於與各第1扭力棒145之連接位置A2、跟與各第2扭力棒155之連接位置A3之間。即，如圖5所示，於框部112中，與一個連結部113之連接位置A1位於與一個第1扭力棒145之連接位置A2、跟與一個第2扭力棒155之連接位置A3之間。同樣地，於框部112中，與另一個連結部113之連接位置A1位於與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、跟與另一個第2扭力棒155之連接位置A3之間。
於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1(垂直於Y軸方向且通過本體部111之中心C1之直線)所成之角度θ1為45度以下。角度θ1例如為17度左右。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為45度以下。
於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2為45度以下。角度θ2例如與角度θ1相等。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為45度以下。
各連結部113之寬度W大於本體部111與框部112之間之間隔G。換言之，連結部113之寬度W大於連結部113之長度T。所謂連結部113之寬度W，係指沿著框部112之延伸方向之連結部113之長度，於本實施形態中，為沿著框部112之圓周方向之連結部113之長度。所謂連結部113之長度T，係指與框部112之延伸方向垂直之方向上之連結部113之長度，於本實施形態中，為框部112之半徑方向上之連結部113之長度。於本實施形態中，間隔G於圓周方向之所有位置中固定，但間隔G亦可於圓周方向之所有位置中不固定，例如，亦可存在間隔G相互不同之複數個區域。於該情形時，各連結部113之寬度W只要大於間隔G之最小值即可。
各連結部113之寬度W小於自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離。即，如圖5所示，一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與一個第1扭力棒145之連接位置A2的距離D1，且小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與一個第2扭力棒155之連接位置A3的距離D2。距離D1小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與另一個第1扭力棒145之連接位置的距離。距離D2小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與另一個第2扭力棒155之連接位置的距離。因此，一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3的任一個距離。同樣地，另一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與另一個連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3的任一個距離。再者，所謂距離D1、D2，係指沿著框部112之延伸方向之距離，於本實施形態中，為沿著框部112之圓周方向之距離。
於本實施形態中，各連結部113之寬度W小於自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離的1/3倍。各連結部113之寬度W小於自Z軸方向觀察之情形時之第1樑部115b之內緣至框部112之外緣的距離D3(參照圖3)。距離D3例如為自與框部112之延伸方向垂直之方向上之第1樑部115b之內緣至框部112之外緣的距離。
於自Z軸方向觀察之情形時，各連結部113係以與通過該連結部113之中心C2及本體部111之中心C1之直線(於圖5之例中為軸線R2)垂直且不跟與鏡面11a之外緣相接之直線LN3交叉的方式設置。即，於連結部113之寬度W設定得較特定之寬度寬之情形時，連結部113與直線LN3交叉，但於本實施形態中，連結部113之寬度係以連結部113不與直線LN3交叉之方式設定。換言之，各連結部113配置於較直線LN3靠Y軸方向上之外側。 [作用及效果]
於以上所說明之光學裝置10中，可動鏡11具有：本體部111；框部112，其於自Z軸方向觀察之情形時自本體部111空開特定之間隔G而包圍本體部111；及一對連結部113，其等將本體部111與框部112相互連結。藉此，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力不易傳遞至本體部111，可抑制本體部111之應變。又，藉由形成第1樑部115b，而Z軸方向上之外緣部115之厚度較Z軸方向上之中央部114之厚度厚。藉此，可進一步確實地抑制本體部111之應變。又，藉由形成第2樑部112b，而Z軸方向上之框部112之厚度較Z軸方向上之中央部114之厚度厚。藉此，可抑制框部112之應變，甚至可抑制由框部112之應變所引起之本體部111之應變。
進而，於光學裝置10中，各連結部113之寬度W小於自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一者的距離。藉此，可確保自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置的距離。其結果，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力進一步不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。進而，於光學裝置10中，各連結部113之寬度W大於本體部111與框部112之間之間隔G。藉此，由於可確保連結部113之強度，故而即便於將本體部111與框部112藉由連結部113相互連結而抑制本體部111之應變之情形時，亦可確保可靠性。根據以上內容，根據光學裝置10，可抑制可動鏡11之應變，且確保可靠性。
又，於光學裝置10中，於框部112中，與各連結部113之連接位置A1位於與各第1扭力棒145之連接位置A2、跟與各第2扭力棒155之連接位置A3之間。於此種構成中，亦可抑制可動鏡11之應變，且確保可靠性。
又，於光學裝置10中，於自Z軸方向觀察之情形時，一對連結部113相對於本體部111之中心C1相互點對稱地配置。藉此，可提高可動鏡11之平衡，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。
又，於光學裝置10中，各連結部113之寬度W小於自框部112中之與各連結部113之連接位置至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置之任一者之距離的1/3倍。藉此，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力更進一步不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。
又，於光學裝置10中，各連結部113之寬度W小於自Z軸方向觀察之情形時之自第1樑部115b之內緣至框部112之外緣的距離D3。藉此，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力更為不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。
又，於光學裝置10中，於自Z軸方向觀察之情形時，各連結部113係以與通過該連結部113之中心C2及本體部111之中心C1之軸線R1垂直且不和與鏡面11a之外緣相接之直線LN3交叉的方式設置。藉此，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力更為不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。
又，於光學裝置10中，各連結部113包含以Z軸方向上之各連結部113之厚度厚於Z軸方向上之中央部114之厚度之方式形成的第3樑部113b。第3樑部113b連接於第1樑部115b及第2樑部112b。藉此，可抑制連結部113之應變，進而可抑制由連結部113之應變引起之本體部111之應變。
又，於光學裝置10中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1、通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度、通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2，以及通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度，均為45度以下。藉此，可確保自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之距離更大。其結果，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之荷重(剖面力)更進一步不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。又，由於可確保自軸線R2至各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之距離，故而可抑制於可動鏡11沿著Z軸方向移動時可動鏡11圍繞軸線R2旋轉。又，由於可確保相鄰之第1扭力棒145與第2扭力棒155之間之距離，故而可提高可動鏡11之設計自由度。例如，於可動梳齒電極162、164沿著框部112之外緣配置之情形時，可確保可動梳齒電極162、164之配置空間。
又，於光學裝置10中，第1彈性支持部14具有：一對桿141，其等分別連接於各第1扭力棒145；及一對第3扭力棒146，其等分別連接於一對桿141與基座12之間。第2彈性支持部15具有：一對桿151，其等分別連接於一對第2扭力棒155；及一對第4扭力棒156，其等分別連接於一對桿151與基座12之間。於此種構成中，亦可抑制可動鏡11之應變，且確保可靠性。
以上，對本發明之一實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態。光學裝置10亦可如圖6所示之第1變化例般構成。於第1變化例中，框部112與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3與上述實施形態相比，位於框部112與各連結部113之連接位置A1側。於第1變化例中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1為60度以下。角度θ1例如為45度左右。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為60度以下。
於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2為60度以下。角度θ2例如與角度θ1相等。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為60度以下。於第1變化例中，各連結部113之寬度W亦小於自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離。
根據此種第1變化例，亦與上述實施形態同樣地，可抑制可動鏡11之應變，且確保可靠性。又，於第1變化例中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2，以及通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度均為60度以下。藉此，可確保自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之距離更大。其結果，來自各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之剖面力更進一步不易傳遞至本體部111，可更進一步確實地抑制本體部111之應變。又，由於可確保自軸線R2至各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之距離，故而可抑制於可動鏡11沿著Z軸方向移動時可動鏡11圍繞軸線R2旋轉。又，由於可確保相鄰之第1扭力棒145與第2扭力棒155之間之距離，故而可提高可動鏡11之設計自由度。例如，於可動梳齒電極162、164沿著框部112之外緣配置之情形時，可確保可動梳齒電極162、164之配置空間。
光學裝置10亦可如圖7所示之第2變化例般構成。於第2變化例中，一對連結部113相對於本體部111分別配置於X軸方向上之一側與另一側。第2變化例中，關於其他方面係與第1變化例同樣地構成。於第2變化例中，於框部112中，與各連結部113之連接位置A1位於與各第1扭力棒145之連接位置A2之間、或者與各第2扭力棒155之連接位置A3之間。即，於框部112中，與一個連結部113之連接位置A1位於與各第1扭力棒145之連接位置A2之間。於框部112中，與另一個連結部113之連接位置A1位於與各第2扭力棒155之連接位置A3之間。
於第2變化例中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1為30度以上且70度以下。角度θ1例如為45度左右。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為30度以上且70度以下。於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2為30度以上且70度以下。角度θ2例如與角度θ1相等。同樣地，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度為30度以上且70度以下。
於第2變化例中，各連結部113之寬度W亦小於自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離。即，如圖7所示，一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與一個第1扭力棒145之連接位置A2之距離D1，且小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與一個第2扭力棒155之連接位置A3之距離D2。距離D1為與自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與另一個第1扭力棒145之連接位置之距離相等。距離D2為與自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與另一個第2扭力棒155之連接位置之距離相等。因此，一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與一個連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離。同樣地，另一個連結部113之寬度W小於自框部112中之與另一個連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之任一個距離。
根據此種第2變化例，亦與上述實施形態同樣地，可抑制可動鏡11之應變，且確保可靠性。又，於第2變化例中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2，以及通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度均為30度以上且70度以下。藉此，可確保自框部112中之與各連結部113之連接位置A1至與各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之連接位置A2、A3之距離，且確保自第1彈性支持部14及第2彈性支持部15中之與基座12之連接位置至與可動鏡11之連接位置之距離。其結果，可抑制本體部111之應變，且謀求Z軸方向上之可動鏡11之移動量之增加。又，由於可確保自軸線R2至各第1扭力棒145及各第2扭力棒155之距離，故而可抑制於可動鏡11沿著Z軸方向移動時可動鏡11圍繞軸線R2旋轉。
於上述實施形態及各變化例中，可動鏡11亦可具有3個以上之連結部113。例如，3個連結部113亦可於自Z軸方向觀察之情形時，相對於本體部111之中心C1相互點對稱地配置。第1彈性支持部14亦可進而具有：一對第3桿，其等沿著X軸方向延伸，且相對於一對桿141配置於Y軸方向之兩側；及一對第5扭轉支持部，其等分別連接於一對第3桿與基座12之間。於該情形時，一對第3扭力棒146分別連接於一對桿141與一對第3桿之間。同樣地，第2彈性支持部15亦可進而具有：一對第4桿，其等沿著X軸方向延伸，且相對於一對桿151配置於Y軸方向之兩側；及一對第6扭轉支持部，其等分別連接於一對第4桿與基座12之間。於該情形時，一對第4扭力棒156分別連接於一對桿151與一對第3桿之間。
於上述實施形態及第1變化例中，於自Z軸方向觀察之情形時，通過框部112與一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線LN1與軸線R1所成之角度θ1，通過框部112與另一個第1扭力棒145之連接位置A2、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度，通過框部112與一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線LN2與軸線R1所成之角度θ2，以及通過框部112與另一個第2扭力棒155之連接位置A3、及本體部111之中心C1之直線與軸線R1所成之角度均亦可為0度。作為此種例，例如，可列舉如下構成：可動鏡11具有：第1支架，其自框部112沿著軸線R1向X軸方向上之一側突出；及第2支架，其自框部112沿著軸線R1向X軸方向上之另一側突出，各第1扭力棒145連接於第1支架，各第2扭力棒155連接於第2支架。
於上述實施形態及各變化例中，各構成之材料及形狀並不限定於上述材料及形狀，可採用各種材料及形狀。例如，本體部111及鏡面11a之各者於自Z軸方向觀察之情形時，可呈矩形狀、八邊形狀等任意之形狀。框部112於自Z軸方向觀察之情形時，可呈矩形環狀、八邊形環狀等任意之環形狀。於上述實施形態中，第1扭轉支持部係藉由板狀之第1扭力棒145而構成，但第1扭轉支持部之構成並不限定於此。第1扭力棒145可為棒狀等任意之形狀。第1扭轉支持部亦可藉由將複數個(例如2個)扭力棒經由連接部串聯連接而構成。該等方面針對第2扭力棒155(第2扭轉支持部)、第3扭力棒146(第3扭轉支持部)及第4扭力棒156(第4扭轉支持部)亦相同。
第1樑部115b、第2樑部112b及第3樑部113b之各者可形成為任意之形狀。例如，樑部亦可直線狀地延伸，或者鋸齒狀地延伸。各樑部之配置、數量、長度、寬度及厚度可任意設定。第3樑部113b亦可省略，Z軸方向上之連結部113之厚度亦可與Z軸方向上之中央部114之厚度相等。於上述實施形態中，第1樑部115b設置於第1本體部115a中之主面12b側之表面上，但第1樑部115b亦可設置於第1本體部115a中之主面12a側之表面上。該方面針對第2樑部112b及第3樑部113b亦相同。
各支架116亦可省略，各第1扭力棒145亦可直接連接於框部112。同樣地，各支架117亦可省略，各第2扭力棒155亦可直接連接於框部112。連桿143、153亦可省略。於該情形時，第1光學功能部17及第2光學功能部18之各者亦可藉由形成於SOI基板50之開口而構成。第1光學功能部17及第2光學功能部18之各者亦可於自Z軸方向觀察之情形時具有圓形狀、八邊形狀等任意之形狀。可動梳齒電極162、164亦可設置於可動鏡11，例如，亦可沿著框部112之外緣配置。光學裝置10亦可代替可動鏡11，而具備設置有鏡面11a以外之其他光學功能部之可動部。作為其他光學功能部，例如，可列舉透鏡等。致動器部16並不限定於靜電致動器，例如，亦可為壓電式致動器、電磁式致動器等。光模組1並不限定於構成FTIR者，亦可為構成其他光學系統者。光學裝置10亦可藉由SOI基板50以外而構成，例如，亦可藉由僅由矽構成之基板而構成。
1:光模組 2:鏡單元 3:分光鏡單元 4:光學樹脂 10:光學裝置 11:可動鏡(可動部) 11a:鏡面(光學功能部) 12:基座 12a:主面 12b:主面 12c:開口 13:驅動部 14:第1彈性支持部 15:第2彈性支持部 16:致動器部 17:第1光學功能部 18:第2光學功能部 21:固定鏡 21a:鏡面 22:支持體 22a:表面 22c:表面 23:子安裝基板 24:封裝體 25:引線接腳 26:導線 31:半反射鏡面 32:全反射鏡面 33a:光學面 33b:光學面 33c:光學面 33d:光學面 50:SOI基板 51:支持層 52:裝置層 53:中間層 111:本體部 112:框部 112a:第2本體部 112b:第2樑部 113:連結部 113a:第3本體部 113b:第3樑部 114:中央部 115:外緣部 115a:第1本體部 115b:第1樑部 116:支架 117:支架 121:電極墊 122:電極墊 141:桿(第1桿) 141a:端部 141b:端部 141c:突出部 142:連桿 143:連桿 144:支架 145:第1扭力棒(第1扭轉支持部) 146:第3扭力棒(第3扭轉支持部) 147:電極支持部 151:桿(第2桿) 151a:端部 151b:端部 151c:突出部 152:連桿 153:連桿 154:支架 155:第2扭力棒(第2扭轉支持部) 156:第4扭力棒(第4扭轉支持部) 157:電極支持部 161:固定梳齒電極 161a:固定梳齒 162:可動梳齒電極 162a:可動梳齒 163:固定梳齒電極 163a:固定梳齒 164:可動梳齒電極 164a:可動梳齒 241:底壁 242:側壁 243:頂壁 243a:表面 A1:連接位置 A2:連接位置 A3:連接位置 C1:本體部111之中心 C2:連結部113之中心 D1:距離 D2:距離 G:間隔 L0:測定光 L1:測定光 LN1:直線 LN2:直線 LN3:直線 P1:光路 P2:光路 R1:軸線 R2:軸線 S:空間 SL:狹縫 T:連結部113之長度 W:連結部113之寬度 θ1:角度 θ2:角度
圖1係具備一實施形態之光學裝置之光模組之縱剖視圖。 圖2係圖1所示之光學裝置之俯視圖。 圖3係將圖2之一部分放大表示之俯視圖。 圖4係沿著圖2之IV-IV線之剖視圖。 圖5係將圖2之一部分放大表示之俯視圖。 圖6係表示第1變化例之光學裝置之俯視圖。 圖7係表示第2變化例之光學裝置之俯視圖。
11:可動鏡(可動部)
11a:鏡面(光學功能部)
111:本體部
112:框部
113:連結部
116:支架
117:支架
141:桿(第1桿)
142:連桿
144:支架
145:第1扭力棒(第1扭轉支持部)
151:桿(第2桿)
152:連桿
154:支架
155:第2扭力棒(第2扭轉支持部)
A1:連接位置
A2:連接位置
A3:連接位置
C1:本體部111之中心
C2:連結部113之中心
D1:距離
D2:距離
G:間隔
LN1:直線
LN2:直線
LN3:直線
R1:軸線
R2:軸線
SL:狹縫
T:連結部113之長度
W:連結部113之寬度
θ1:角度
θ2:角度

Claims (13)

  1. 一種光學裝置，其具備： 基座，其具有主面； 可動部，其具有光學功能部；以及 第1彈性支持部及第2彈性支持部，其等連接於上述基座與上述可動部之間，且以上述可動部能夠沿著與上述主面垂直之特定方向移動之方式支持上述可動部；且 上述可動部具有：本體部；框部，其於自上述特定方向觀察之情形時自上述本體部空開特定之間隔而包圍上述本體部；及複數個連結部，其等將上述本體部與上述框部相互連結；且 上述第1彈性支持部具有連接於上述框部之一對第1扭轉支持部， 上述第2彈性支持部具有連接於上述框部之一對第2扭轉支持部， 上述本體部包含：設置有上述光學功能部之中央部、及外緣部， 上述外緣部包含：第1本體部、及於上述第1本體部上設置之第1樑部； 上述框部包含：第2本體部、及於上述第2本體部上設置之第2樑部； 上述複數個連結部各者之寬度大於上述間隔，且小於自上述框部中之與上述複數個連結部各者之連接位置至與上述一對第1扭轉支持部各者及上述一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者的距離。
  2. 如請求項1之光學裝置，其中於上述框部中，與上述複數個連結部各者之連接位置，位於與上述一對第1扭轉支持部各者之連接位置、和與上述一對第2扭轉支持部各者之連接位置之間。
  3. 如請求項1之光學裝置，其中於上述框部中，與上述複數個連結部各者之連接位置，位於與上述一對第1扭轉支持部各者之連接位置之間、或者與上述一對第2扭轉支持部各者之連接位置之間。
  4. 如請求項1至3中任一項之光學裝置，其中上述複數個連結部於自上述特定方向觀察之情形時，相對於上述本體部之中心相互點對稱地配置。
  5. 如請求項1至4中任一項之光學裝置，其中上述複數個連結部各者之寬度，小於自上述框部中之與上述複數個連結部各者之連接位置至與上述一對第1扭轉支持部各者及上述一對第2扭轉支持部各者之連接位置之任一者之距離的1/3倍。
  6. 如請求項1至5中任一項之光學裝置，其中上述複數個連結部各者之寬度，小於自上述特定方向觀察之情形之自上述第1樑部之內緣至上述框部之外緣的距離。
  7. 如請求項1至6中任一項之光學裝置，其中上述本體部及上述光學功能部於自上述特定方向觀察之情形時呈圓形狀， 於自上述特定方向觀察之情形時，上述複數個連結部各者係以與通過該連結部之中心及上述本體部之中心之直線垂直且不和與上述光學功能部之外緣相接之直線交叉的方式設置。
  8. 如請求項1至7中任一項之光學裝置，其中上述複數個連結部各者包含：第3本體部、及於上述第3本體部上設置之第3樑部；且 上述第3樑部連接於上述第1樑部及上述第2樑部。
  9. 如請求項2之光學裝置，其中上述一對第1扭轉支持部各者及上述一對第2扭轉支持部各者係沿著與上述特定方向垂直之第2方向延伸， 於自上述特定方向觀察之情形時， 通過上述框部與上述一對第1扭轉支持部之一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與垂直於上述第2方向且通過上述本體部之中心之軸線所成之角度， 通過上述框部與上述一對第1扭轉支持部之另一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度， 通過上述框部與上述一對第2扭轉支持部之一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度，以及 通過上述框部與上述一對第2扭轉支持部之另一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度，均為60度以下。
  10. 如請求項3之光學裝置，其中上述一對第1扭轉支持部各者及上述一對第2扭轉支持部之各者係沿著與上述特定方向垂直之第2方向延伸， 於自上述特定方向觀察之情形時， 通過上述框部與上述一對第1扭轉支持部之一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與垂直於上述第2方向且通過上述本體部之中心之軸線所成之角度， 通過上述框部與上述一對第1扭轉支持部之另一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度， 通過上述框部與上述一對第2扭轉支持部之一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度，以及 通過上述框部與上述一對第2扭轉支持部之另一者之連接位置及上述本體部之中心之直線、與上述軸線所成之角度，均為30度以上且70度以下。
  11. 如請求項1至10中任一項之光學裝置，其中上述第1彈性支持部進而具有：一對第1桿，其等分別連接於上述一對第1扭轉支持部；及一對第3扭轉支持部，其等分別連接於上述一對第1桿與上述基座之間；且 上述第2彈性支持部進而具有：一對第2桿，其等分別連接於上述一對第2扭轉支持部；及一對第4扭轉支持部，其等分別連接於上述一對第2桿與上述基座之間。
  12. 如請求項1至11中任一項之光學裝置，其中 上述特定方向上之上述第1樑部之厚度係：較上述特定方向上之上述第1本體部之厚度厚； 上述特定方向上之上述第2樑部之厚度係：較上述特定方向上之上述第2本體部之厚度厚。
  13. 如請求項1至12中任一項之光學裝置，其中 上述基座、上述可動部、上述第1彈性支持部及上述第2彈性支持部係藉由半導體基板而構成，該半導體基板具有：第1矽層、第2矽層、及配置於上述第1矽層與上述第2矽層之間之絕緣層， 上述第1本體部及上述第2本體部係藉由上述第2矽層而形成，上述第1樑部及上述第2樑部係藉由上述第1矽層而形成。
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