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JP6339381B2 - Electrostatic drive variable mirror - Google Patents

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JP6339381B2
JP6339381B2 JP2014036315A JP2014036315A JP6339381B2 JP 6339381 B2 JP6339381 B2 JP 6339381B2 JP 2014036315 A JP2014036315 A JP 2014036315A JP 2014036315 A JP2014036315 A JP 2014036315A JP 6339381 B2 JP6339381 B2 JP 6339381B2
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智由 土屋
智由 土屋
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Kyoto University NUC
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Description

本発明は、静電駆動可変ミラーに関し、詳しくは、静電力で反射面の形状を変化させる静電駆動可変ミラーに関する。   The present invention relates to an electrostatic drive variable mirror, and more particularly to an electrostatic drive variable mirror that changes the shape of a reflecting surface with an electrostatic force.

眼底観察や天体観測などにおいて高精細な画像を得るために、波面補償ミラーが用いられている。波面補償ミラーは、反射面の形状を変形させることによって、入射光の持つ波面のずれを反射時に補正する。   In order to obtain a high-definition image in fundus observation or astronomical observation, a wavefront compensation mirror is used. The wavefront compensation mirror corrects the wavefront shift of incident light during reflection by changing the shape of the reflecting surface.

例えば図19の断面図に示す静電駆動可変ミラーは、反射膜115とは反対側に複数個の電極116a〜116eが配置され、電極116a〜116eに印加する電圧を電圧制御回路120によって制御することによって、反射膜115を変形させる(例えば、特許文献1参照)。   For example, in the electrostatic drive variable mirror shown in the cross-sectional view of FIG. 19, a plurality of electrodes 116 a to 116 e are arranged on the side opposite to the reflective film 115, and the voltage applied to the electrodes 116 a to 116 e is controlled by the voltage control circuit 120. Thus, the reflective film 115 is deformed (see, for example, Patent Document 1).

また、撮影装置における像振れ補正を行うための手段として、例えば図20の説明図に示す可変ミラー111が提案されている。この可変ミラー111は、反射部204を有する上部基板201が、下部基板201のピボット261によって一点で支持され、バネ251〜254を介して連結されている。上部基板201に形成された上部電極202と下部基板201に形成された複数の下部電極222〜225との間の電位差を調整し、上部電極203と下部電極222〜225との間の静電力によって上部基板201の傾斜方向と傾斜角を変えることができる(例えば、特許文献2参照)。   For example, a variable mirror 111 shown in the explanatory diagram of FIG. 20 has been proposed as means for performing image blur correction in the photographing apparatus. In the variable mirror 111, an upper substrate 201 having a reflecting portion 204 is supported at one point by a pivot 261 of the lower substrate 201 and is connected through springs 251 to 254. The potential difference between the upper electrode 202 formed on the upper substrate 201 and the plurality of lower electrodes 222 to 225 formed on the lower substrate 201 is adjusted, and the electrostatic force between the upper electrode 203 and the lower electrodes 222 to 225 is adjusted. The tilt direction and tilt angle of the upper substrate 201 can be changed (see, for example, Patent Document 2).

特開2005−221579号公報JP 2005-221579 A 国際公開第2004/109359号International Publication No. 2004/109359

波面補償ミラーを、半導体微細加工技術によって微小な機械構造体を作製するMEMSで実現する場合、電磁,圧電,静電などの駆動方式のうち、特許文献1のような静電駆動方式を用いると、デバイス構造が比較的単純になる。   When the wavefront compensation mirror is realized by a MEMS that produces a micro mechanical structure by a semiconductor microfabrication technique, among electrostatic, piezoelectric, electrostatic, and other driving systems, an electrostatic driving system such as Patent Document 1 is used. The device structure becomes relatively simple.

しかしながら、静電駆動方式では、駆動に用いる静電力が、電極間隔の二乗に反比例し、電極間に印加する駆動電圧の二乗に比例する。そのため、波面補償に大きな変形が必要となる場合には、ストロークを確保するために電極間隔が大きくなり、その結果、駆動電圧は、例えば100V以上と高くなる。   However, in the electrostatic driving method, the electrostatic force used for driving is inversely proportional to the square of the electrode interval and proportional to the square of the driving voltage applied between the electrodes. Therefore, when a large deformation is required for wavefront compensation, the electrode interval is increased to ensure a stroke, and as a result, the drive voltage is increased to, for example, 100 V or more.

特許文献2のようにミラーを一点で支持して静電駆動する場合、ミラーの傾きが変化するだけであり、アレイ化しただけではミラーに大変位を与えられない。また、電極面積を大きくして駆動力を大きくすると、ミラーを傾ける角度が小さくなりかえって変形量が小さくなる。   When the mirror is supported at one point and electrostatically driven as in Patent Document 2, only the tilt of the mirror is changed, and a large displacement cannot be given to the mirror only by making an array. Further, when the electrode area is increased and the driving force is increased, the angle at which the mirror is tilted is reduced, and the deformation amount is reduced.

本発明は、かかる実情に鑑み、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる静電駆動可変ミラーを提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide an electrostatic drive variable mirror capable of increasing the amount of deformation of a reflecting surface even with a low drive voltage.

本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成した静電駆動可変ミラーを提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides an electrostatic drive variable mirror configured as follows.

静電駆動可変ミラーは、(a)反射面と前記反射面とは反対側の裏面とを有するミラーと、(b)前記ミラーの前記裏面との間に間隔を設けて前記裏面に対向し、前記裏面に対向する電極を有する可動部と、(c)前記可動部を、前記ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持する固定部と、(d)前記ミラーと前記可動部との間に配置され、前記ミラーと前記可動部との少なくとも一方に固定され、前記ミラーと前記可動部の間隔を保つ接続部と、を備えている。前記電極と前記ミラーとの間の電位差によって静電力が生じ、前記静電力によって前記ミラーが前記可動部に対して傾き、前記ミラーの傾きに伴って前記可動部が移動するように構成されている。 The electrostatic drive variable mirror has (a) a mirror having a reflecting surface and a back surface opposite to the reflecting surface, and (b) a space between the back surface of the mirror and facing the back surface, A movable portion having an electrode facing the back surface, (c) a fixed portion that holds the movable portion so as to be movable toward and away from the mirror, and (d) the mirror and the movable portion. And a connecting portion that is disposed between the mirror and the movable portion and that maintains a distance between the mirror and the movable portion. An electrostatic force is generated by a potential difference between the electrode and the mirror, the mirror is tilted with respect to the movable portion by the electrostatic force, and the movable portion is moved in accordance with the tilt of the mirror. .

上記構成において、可動部の電極に電圧を印加すると、可動部とミラーの間に静電力が作用する。このとき、接続部においてミラーと可動部の間隔が保たれているため、静電力によってミラーが可動部に対して傾き、ミラーが変形する。可動部は、ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持されている。そのため、可動部は、ミラーの変形に伴い、ミラーに対して接離する方向に移動する。なお、接続部は、ミラーと可動部とのいずれか一方又は両方と一体に形成されても構わないし、弾性変形しても構わない。   In the above configuration, when a voltage is applied to the electrode of the movable part, an electrostatic force acts between the movable part and the mirror. At this time, since the distance between the mirror and the movable portion is maintained at the connection portion, the mirror is tilted with respect to the movable portion by electrostatic force, and the mirror is deformed. The movable part is held so as to be movable in a direction in which the movable part is in contact with or separated from the mirror. For this reason, the movable part moves in a direction in which the movable part comes into contact with or separates from the mirror with the deformation of the mirror. Note that the connecting portion may be formed integrally with one or both of the mirror and the movable portion, or may be elastically deformed.

上記構成によれば、接続部によって、電極とミラーとの間隔は所定範囲内に保たれる。そのため、電極に印加する電圧を低くしてもミラーが変形するように構成できる。ミラーが変形したときに可動部が移動可能であるため、ミラーの移動が接続部で制限されずにミラーと電極との間隔に制約されることなく、ミラーの変形量を大きくすることができる。したがって、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。   According to the above configuration, the distance between the electrode and the mirror is kept within a predetermined range by the connecting portion. Therefore, the mirror can be configured to be deformed even if the voltage applied to the electrode is lowered. Since the movable portion can move when the mirror is deformed, the amount of deformation of the mirror can be increased without being restricted by the distance between the mirror and the electrode without being restricted by the connecting portion. Therefore, the deformation amount of the reflecting surface can be increased even with a low driving voltage.

好ましい一態様において、前記接続部が、前記ミラーと前記可動部との両方に固定されている。   In a preferred aspect, the connecting portion is fixed to both the mirror and the movable portion.

好ましい他の態様において、前記接続部は、前記ミラーと前記可動部とのうち一方のみに固定される。前記可動部と前記固定部とを接続し、前記可動部を前記ミラー側に付勢し、前記ミラーと前記可動部とのうち他方と前記接続部との接触を保持する支持部をさらに備える。   In another preferable aspect, the connection portion is fixed to only one of the mirror and the movable portion. The movable portion and the fixed portion are connected, the movable portion is urged toward the mirror, and a support portion that holds the contact between the other of the mirror and the movable portion and the connecting portion is further provided.

好ましくは、前記固定部は、前記可動部との間に間隔を設けて前記可動部を収容する。前記可動部が前記ミラーに対して接離する前記方向に互いに間隔を設けて配置され、前記可動部と前記固定部とに接続された第1及び第2の梁部をさらに備えるPreferably, the fixed part accommodates the movable part with an interval between the movable part . The toward and away from the forward direction SL movable portion with respect to the mirror, are arranged with a distance from one another, further comprising a first and a second beam portion connected to the movable portion and the fixed portion.

この場合、第1及び第2の梁部によって、可動部がミラーに対して接離する方向に対する可動部の傾きを抑制することができる。また、MEMS構造の静電駆動可変ミラーを容易に作製することができる。   In this case, the first and second beam portions can suppress the inclination of the movable portion with respect to the direction in which the movable portion contacts and separates from the mirror. Moreover, the electrostatic drive variable mirror of MEMS structure can be produced easily.

好ましくは、一つの前記ミラーと、複数の前記可動部と、複数の前記接続部とを備える。 Preferably, the apparatus includes one mirror, the plurality of movable portions, and the plurality of connection portions .

この場合、任意の電圧を分割された可動部上の電極に印加することで隣接する可動部によるミラーの変形を拘束することなく大きく変形し、その時も可動部がミラーと狭い間隔を維持することができるのでミラーの複雑な変形が低い電圧で可能となる。   In this case, by applying an arbitrary voltage to the electrode on the divided movable part, the deformation of the mirror by the adjacent movable part is largely deformed without restraining the movable part, and at that time, the movable part maintains a narrow distance from the mirror. Therefore, complicated deformation of the mirror is possible at a low voltage.

本発明によれば、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。   According to the present invention, the amount of deformation of the reflecting surface can be increased even with a low driving voltage.

静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。(第1のタイプ)It is explanatory drawing which shows the basic composition of an electrostatic drive variable mirror. (First type) 静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。(第1のタイプの変形例1)It is explanatory drawing which shows the basic composition of an electrostatic drive variable mirror. (Modification 1 of the first type) 静電駆動可変ミラーの基本構成を示す説明図である。(第1のタイプの変形例2)It is explanatory drawing which shows the basic composition of an electrostatic drive variable mirror. (Modification 2 of the first type) 静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。(第2のタイプ)It is explanatory drawing which shows the basic composition of an electrostatic drive variable mirror. (Second type) 静電駆動可変ミラーの基本的な構成を示す説明図である。(第3のタイプ)It is explanatory drawing which shows the basic composition of an electrostatic drive variable mirror. (Third type) 静電駆動可変ミラーをアレイ化した場合の説明図である。(第3のタイプ)It is explanatory drawing at the time of arraying an electrostatic drive variable mirror. (Third type) 静電駆動可変ミラーの平面図である。(実施例1)It is a top view of an electrostatic drive variable mirror. Example 1 下部基板の要部拡大平面図である。(実施例1)It is a principal part enlarged plan view of a lower board | substrate. Example 1 上部基板の製造プロセスを示す断面図である。(実施例1)It is sectional drawing which shows the manufacturing process of an upper board | substrate. Example 1 下部基板の製造プロセスを示す断面図である。(実施例1)It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a lower board | substrate. Example 1 下部基板の製造プロセスを示す断面図である。(実施例1)It is sectional drawing which shows the manufacturing process of a lower board | substrate. Example 1 静電駆動可変ミラーの(a)分解断面図、(b)組立断面図である。(実施例1)It is (a) exploded sectional view of an electrostatic drive variable mirror, and (b) assembly sectional view. Example 1 シミュレーションモデルのイメージ図である。(実施例1)It is an image figure of a simulation model. Example 1 シミュレーションモデルのイメージ図である。(実施例1)It is an image figure of a simulation model. Example 1 アクチュエータのイメージ図である。(実施例1)It is an image figure of an actuator. Example 1 シミュレーション結果を示すイメージ図である。(実施例1)It is an image figure which shows a simulation result. Example 1 シミュレーション結果を示すイメージ図である。(実施例1)It is an image figure which shows a simulation result. Example 1 シミュレーション結果を示すグラフである。(実施例1)It is a graph which shows a simulation result. Example 1 静電駆動可変ミラーの構成を示す断面図である。(従来例1)It is sectional drawing which shows the structure of an electrostatic drive variable mirror. (Conventional example 1) 可変ミラーの構成を示す説明図である。(従来例2)It is explanatory drawing which shows the structure of a variable mirror. (Conventional example 2)

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の静電駆動可変ミラーの基本的な構成について、図1〜図6を参照しながら説明する。   First, the basic configuration of the electrostatically driven variable mirror of the present invention will be described with reference to FIGS.

<第1のタイプ> 図1(a)及び(b)は、第1のタイプの静電駆動可変ミラー10aの基本的な構成を示す説明図である。図1(a)は分解状態を示し、図1(b)は組立状態を示す。図1(a)及び(b)に示すように、ミラー12は反射面12aと、反射面12aとは反対側の裏面12bとを有し、ミラー12の裏面12bに可動部24が対向するように配置されている。ミラー12の周囲は枠部36で拘束されている場合を例示しているが、ミラー12の周囲を拘束しないようにすることも可能である。   <First Type> FIGS. 1A and 1B are explanatory views showing a basic configuration of a first type electrostatic drive variable mirror 10a. FIG. 1A shows a disassembled state, and FIG. 1B shows an assembled state. As shown in FIGS. 1A and 1B, the mirror 12 has a reflecting surface 12a and a back surface 12b opposite to the reflecting surface 12a, and the movable portion 24 faces the back surface 12b of the mirror 12. Is arranged. Although the case where the periphery of the mirror 12 is constrained by the frame portion 36 is illustrated, it is possible to prevent the periphery of the mirror 12 from being constrained.

可動部24は、ミラー12に対して接近したり離れたりするミラー接離方向(例えば、変形前のミラー12の裏面12bの法線方向)に移動可能に固定部22に保持されている。可動部24には接続部28aが固定され、接続部28aのまわりに少なくとも一つの電極25が形成されている。接続部28aは、可動部24からミラー12側に突出している。可動部24は、支持部26によってミラー12側に付勢される。   The movable portion 24 is held by the fixed portion 22 so as to be movable in a mirror contacting / separating direction (for example, a normal direction of the back surface 12b of the mirror 12 before deformation) that approaches or separates from the mirror 12. A connecting portion 28a is fixed to the movable portion 24, and at least one electrode 25 is formed around the connecting portion 28a. The connection part 28a protrudes from the movable part 24 to the mirror 12 side. The movable part 24 is urged toward the mirror 12 by the support part 26.

すなわち、第1のタイプの静電駆動可変ミラー10aは、図1(a)に示した分解状態から、ミラー12が、固定部22、可動部24及び支持部26に相対的に接近し、図1(b)に示したように、ミラー12の裏面12bに接続部28aが当接するように構成され、支持部26によって、ミラー12の裏面12bに接続部28aが当接する状態が保持される。例えば、支持部26が可動部24をミラー12側に弾力的に引張り、ミラー12の裏面12bに接続部28aが当接する状態が保持されるように構成する。   That is, in the first type electrostatic drive variable mirror 10a, the mirror 12 approaches the fixed portion 22, the movable portion 24 and the support portion 26 from the disassembled state shown in FIG. As shown in FIG. 1B, the connection portion 28 a is configured to contact the back surface 12 b of the mirror 12, and the state in which the connection portion 28 a contacts the back surface 12 b of the mirror 12 is maintained by the support unit 26. For example, the support unit 26 is configured to elastically pull the movable unit 24 toward the mirror 12 so that the state in which the connection unit 28 a is in contact with the back surface 12 b of the mirror 12 is maintained.

支持部は、適宜に形成することができる。例えば、可動部24のミラー12とは反対側の面24bを、ばねやスポンジ等の弾性部材で押圧してもよいし、後述する実施例1のように、梁部を介して可動部を支持してもよい。   The support part can be appropriately formed. For example, the surface 24b of the movable part 24 opposite to the mirror 12 may be pressed by an elastic member such as a spring or sponge, and the movable part is supported via a beam part as in Example 1 described later. May be.

可動部24の電極25に電圧を印加すると、ミラー12側の電極(例えば、ミラー12を形成するシリコン)と電極25との間の電位差によって静電力が生じる。このとき、接続部28aにおいてミラー12と可動部24の間隔が保たれているため、静電力によって、ミラー12が可動部24に対して傾き、ミラー12が変形する。接続部28aのまわりに複数の電極25を形成し、電極25に選択的に電圧を印加すると、ミラー12は、電圧が印加された電極25に応じた方向に傾く。支持部26は、ミラーが変形しても、接続部28aがミラー12から離れないように保持するとともに、ミラー12の変形に応じた可動部24の移動を許容する。接続部28aとミラー12の裏面12bとの間で滑りが生じやすくすると、ミラー12の反射面12aの変形は滑らかになる。接続部28aは、弾性変形することによって伸縮したり屈曲したりしても構わない。   When a voltage is applied to the electrode 25 of the movable portion 24, an electrostatic force is generated due to a potential difference between the electrode on the mirror 12 side (for example, silicon forming the mirror 12) and the electrode 25. At this time, since the distance between the mirror 12 and the movable portion 24 is maintained in the connection portion 28a, the mirror 12 is inclined with respect to the movable portion 24 by the electrostatic force, and the mirror 12 is deformed. When a plurality of electrodes 25 are formed around the connection portion 28a and a voltage is selectively applied to the electrodes 25, the mirror 12 tilts in a direction corresponding to the electrode 25 to which the voltage is applied. The support portion 26 holds the connection portion 28a so as not to be separated from the mirror 12 even when the mirror is deformed, and allows the movable portion 24 to move according to the deformation of the mirror 12. If slippage is likely to occur between the connecting portion 28a and the back surface 12b of the mirror 12, the deformation of the reflecting surface 12a of the mirror 12 becomes smooth. The connecting portion 28a may be expanded and contracted or bent by elastic deformation.

図2は、第1のタイプの変形例1の静電駆動可変ミラー10dの基本的な構成を示す説明図である。図2に示すように、接続部28dは、可動部24ではなく、ミラー12の裏面12bに固定されても構わない。また、ミラー12側に複数の電極25sを形成し、可動部24側に一つの電極25tを形成しても構わない。この場合、ミラー12側の複数の電極25sは接続部28dの周りに形成し、ミラー12側の電極25sに選択的に電圧を印加する。また、支持部26が可動部24をミラー12側に引張るのではなく、支持部26が可動部24をミラー12側に弾力的に押圧し、接続部28dと可動部24との接触が保持されるように構成しても構わない。   FIG. 2 is an explanatory diagram showing a basic configuration of the electrostatic drive variable mirror 10d of the first type of the first modification. As shown in FIG. 2, the connecting portion 28 d may be fixed to the back surface 12 b of the mirror 12 instead of the movable portion 24. Alternatively, a plurality of electrodes 25s may be formed on the mirror 12 side, and a single electrode 25t may be formed on the movable portion 24 side. In this case, the plurality of electrodes 25s on the mirror 12 side are formed around the connection portion 28d, and a voltage is selectively applied to the electrode 25s on the mirror 12 side. In addition, the support portion 26 does not pull the movable portion 24 toward the mirror 12, but the support portion 26 elastically presses the movable portion 24 toward the mirror 12, and the contact between the connecting portion 28d and the movable portion 24 is maintained. You may comprise so that.

図3は、第1のタイプの変形例2の静電駆動可変ミラー10eの基本的な構成を示す説明図である。図3に示すように、接続部28eは、可動部24eと一体に形成されても構わない。あるいは、図示していないが、接続部がミラーと一体に形成されても構わない。また、可動部24e側の電極25eとミラー12側の電極とが互いに平行ではない構成としても構わない。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a basic configuration of the electrostatically driven variable mirror 10e according to the second type of the second modification. As shown in FIG. 3, the connection part 28e may be formed integrally with the movable part 24e. Alternatively, although not shown, the connecting portion may be formed integrally with the mirror. The electrode 25e on the movable part 24e side and the electrode on the mirror 12 side may not be parallel to each other.

<第2のタイプ> 図4は、第2のタイプの静電駆動可変ミラー10bの基本的な構成を示す説明図である。図4に示すように、第2のタイプの静電駆動可変ミラー10bは、接続部28bがミラー12と可動部24の両方に固定され、ミラー12と可動部24とは一体に移動する。そのため、可動部24をミラー12側に押し当てる必要はない。   <Second Type> FIG. 4 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a second type electrostatic drive variable mirror 10b. As shown in FIG. 4, in the second type electrostatic drive variable mirror 10b, the connecting portion 28b is fixed to both the mirror 12 and the movable portion 24, and the mirror 12 and the movable portion 24 move together. Therefore, it is not necessary to press the movable part 24 against the mirror 12 side.

可動部24は、固定部22によってミラー接離方向(例えば、変形前のミラー12の裏面12bの法線方向)に移動可能に、かつ、ミラー接離方向に対して垂直方向(例えば、変形前のミラー12の裏面12bと平行な方向)の移動を規制するように、保持されている。可動部24と固定部22とは、ミラー接離方向に相対移動可能に接触してもよいし、ミラー接離方向に対して垂直方向の可動部24の移動を規制する程度の隙間を設けて、互いに離れていてもよい。   The movable part 24 is movable in the mirror contacting / separating direction (for example, the normal direction of the back surface 12b of the mirror 12 before deformation) by the fixed part 22, and is perpendicular to the mirror contacting / separating direction (for example, before deformation). Of the mirror 12 in a direction parallel to the back surface 12b of the mirror 12). The movable part 24 and the fixed part 22 may be in contact with each other so as to be relatively movable in the mirror contacting / separating direction, or provided with a gap that restricts the movement of the movable part 24 in the direction perpendicular to the mirror contacting / separating direction. , May be separated from each other.

接続部28bにおいてミラー12と可動部24の間隔が保たれているため、可動部24の電極25に電圧を印加すると、静電力によってミラー12が可動部24に対して傾き、ミラー12が変形し、可動部24は、ミラー12の変形に応じて、矢印24xで示すように、ミラー接離方向に移動する。接続部28bは、弾性変形することによって伸縮したり屈曲したりしても構わない。   Since the distance between the mirror 12 and the movable portion 24 is maintained at the connection portion 28b, when a voltage is applied to the electrode 25 of the movable portion 24, the mirror 12 is inclined with respect to the movable portion 24 by electrostatic force, and the mirror 12 is deformed. The movable unit 24 moves in the mirror contacting / separating direction as indicated by the arrow 24x according to the deformation of the mirror 12. The connecting portion 28b may be expanded and contracted or bent by elastic deformation.

<第3のタイプ> 図5は、第3のタイプの静電駆動可変ミラー10cの基本的な構成を示す説明図である。図5に示すように、第3のタイプの静電駆動可変ミラー10cは、接続部28cがミラー12と可動部24の両方に固定され、ミラー12と可動部24とは一体に移動する。可動部24と固定部22とは、支持部26を介して接続されている。支持部26は、ミラー12が変形したときに、矢印24xで示すミラー接離方向の可動部24の移動を許容する。すなわち、接続部28cにおいてミラー12と可動部24の間隔が保たれているため、可動部24の電極25に電圧を印加すると、静電力によってミラー12が可動部24に対して傾き、ミラー12が変形し、可動部24は、ミラー12の変形に応じて、矢印24xで示すように、ミラー接離方向に移動する。接続部28cは、弾性変形することによって、伸縮したり屈曲したりしても構わない。   <Third Type> FIG. 5 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a third type electrostatic drive variable mirror 10c. As shown in FIG. 5, in the third type electrostatic drive variable mirror 10c, the connecting portion 28c is fixed to both the mirror 12 and the movable portion 24, and the mirror 12 and the movable portion 24 move together. The movable part 24 and the fixed part 22 are connected via a support part 26. The support part 26 allows the movement of the movable part 24 in the mirror contact / separation direction indicated by the arrow 24x when the mirror 12 is deformed. That is, since the distance between the mirror 12 and the movable portion 24 is maintained at the connection portion 28c, when a voltage is applied to the electrode 25 of the movable portion 24, the mirror 12 is inclined with respect to the movable portion 24 by electrostatic force, and the mirror 12 is The movable part 24 is deformed and moves in the mirror contacting / separating direction as indicated by the arrow 24x in accordance with the deformation of the mirror 12. The connecting portion 28c may be expanded and contracted or bent by elastic deformation.

図6(a)〜(c)は、第3のタイプの静電駆動可変ミラー10cをアレイ化した場合の説明図である。図6(a)に示すように、接続部28cの両端にミラー12と可動部24が固定された第3のタイプの基本構成10kを並べ、ミラー12と固定部22を、それぞれ一体化する。図6(b)及び(c)に示すように、電極25a,25bのうち一方の電極25aのみに電圧を印加すると、ミラー12が傾くと同時に、一体化されたミラー全体12aの周辺の境界条件によって、ミラー全体12aを上下に変位させようとする力が働く。これによって、ミラー全体12aが上下に動く。   FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams when the third type electrostatic drive variable mirror 10c is arrayed. As shown in FIG. 6A, a third type basic configuration 10k in which the mirror 12 and the movable portion 24 are fixed is arranged at both ends of the connection portion 28c, and the mirror 12 and the fixed portion 22 are integrated. As shown in FIGS. 6B and 6C, when a voltage is applied only to one of the electrodes 25a and 25b, the mirror 12 tilts and at the same time, boundary conditions around the entire integrated mirror 12a As a result, a force to move the entire mirror 12a up and down acts. As a result, the entire mirror 12a moves up and down.

なお、第1及び第2のタイプの静電駆動可変ミラー10a,10bについても、同様にアレイ化することが可能である。また、第1ないし第3のタイプの静電駆動可変ミラー10a,10b,10cの基本構成を適宜に組み合わせてアレイ化することも可能である。また、第2及び第3のタイプの静電駆動可変ミラー10b,10cは、第1のタイプの静電駆動可変ミラー10aの変形例1、2と同様に構成することも可能である。   The first and second types of electrostatic drive variable mirrors 10a and 10b can be similarly arrayed. Further, the basic configurations of the first to third types of electrostatic drive variable mirrors 10a, 10b, and 10c may be appropriately combined to form an array. Further, the second and third types of electrostatic drive variable mirrors 10b and 10c can be configured in the same manner as the first and second types of electrostatic drive variable mirror 10a.

<実施例1> 実施例1の静電駆動可変ミラー10について、図7〜図12を参照しながら説明する。実施例1の静電駆動可変ミラー10は、第3のタイプの静電駆動可変ミラーをアレイ化したものである。   <Example 1> The electrostatic drive variable mirror 10 of Example 1 will be described with reference to FIGS. The electrostatic drive variable mirror 10 according to the first embodiment is an array of third type electrostatic drive variable mirrors.

図7は静電駆動可変ミラー10の平面図である。図8は、下部基板20の要部拡大平面図である。図12(a)は、静電駆動可変ミラー10の分解断面図である。図12(b)は、静電駆動可変ミラー10の組立断面図である。   FIG. 7 is a plan view of the electrostatic drive variable mirror 10. FIG. 8 is an enlarged plan view of a main part of the lower substrate 20. FIG. 12A is an exploded cross-sectional view of the electrostatic drive variable mirror 10. FIG. 12B is an assembled cross-sectional view of the electrostatic drive variable mirror 10.

図7及び図12に示すように、静電駆動可変ミラー10は、可動部24が形成された下部基板20と、反射面34sを有する上部基板30とが接続されている。   As shown in FIGS. 7 and 12, in the electrostatic drive variable mirror 10, the lower substrate 20 on which the movable portion 24 is formed and the upper substrate 30 having the reflecting surface 34s are connected.

上部基板30は、下部基板20とは反対側に凹部32が形成され、凹部32の底面に反射膜34が形成されており、反射膜34の表面34sが反射面34sとなる。上部基板30のうち、上部基板30の下部基板20側の裏面30xと反射面34sとの間がミラー12となり、ミラー12の周囲の枠部36はミラー12の外周を拘束している。   The upper substrate 30 has a recess 32 formed on the opposite side of the lower substrate 20, a reflection film 34 is formed on the bottom surface of the recess 32, and the surface 34s of the reflection film 34 becomes the reflection surface 34s. Of the upper substrate 30, the portion between the back surface 30 x of the upper substrate 30 on the lower substrate 20 side and the reflecting surface 34 s becomes the mirror 12, and the frame portion 36 around the mirror 12 restrains the outer periphery of the mirror 12.

図8及び図12に示すように、可動部24は、下部基板20に形成された開口部23内に、第1及び第2の梁部26a,26bを介して支持され、開口部23の内周面23sと可動部24の外周面24sとの間に隙間が形成されている。下部基板20のうち、可動部24と、第1及び第2の梁部26a,26bとを除く部分が、固定部22となる。   As shown in FIGS. 8 and 12, the movable portion 24 is supported in the opening 23 formed in the lower substrate 20 via the first and second beam portions 26 a and 26 b, and A gap is formed between the peripheral surface 23 s and the outer peripheral surface 24 s of the movable portion 24. Of the lower substrate 20, a portion excluding the movable portion 24 and the first and second beam portions 26 a and 26 b becomes the fixed portion 22.

可動部24は、柱状の形状を有する。可動部24の上部基板30側の主面24aは、接続部28が中央に形成され、接続部28の周囲に、図8において斜線を付された4つの電極25が形成されている。   The movable part 24 has a columnar shape. On the main surface 24a of the movable portion 24 on the upper substrate 30 side, the connecting portion 28 is formed in the center, and around the connecting portion 28, four electrodes 25 that are hatched in FIG.

第1及び第2の梁部26a,26bは、下部基板20の上部基板30側と、その反対側とに、対になるように形成されている。第1及び第2の梁部26a,26bは、可動部24の上部基板30側の主面24aと反対側の主面の各辺に沿って延在する相対的に長い第1直線部26pと、相対的に短い第2直線部26qとが直角に接続されたL字状の形状を有し、第1直線部26pの一端が下部基板20の固定部22に接続され、第2直線部26qの一端が可動部24に接続されている。   The first and second beam portions 26a and 26b are formed in pairs on the upper substrate 30 side of the lower substrate 20 and the opposite side thereof. The first and second beam portions 26a and 26b are relatively long first straight portions 26p extending along the sides of the main surface opposite to the main surface 24a on the upper substrate 30 side of the movable portion 24. The first straight line portion 26p is connected to the fixed portion 22 of the lower substrate 20, and the second straight line portion 26q is connected to the fixed portion 22 of the lower substrate 20. Is connected to the movable portion 24.

可動部24は、接続部28を介してミラー12の裏面30xに接続され、4対の第1及び第2の梁部26a,26bによって、ミラー12に対して接離する方向(以下、「ミラー接離方向」という。)に対する傾きが抑制されながら、ミラー接離方向に移動自在に支持されている。   The movable portion 24 is connected to the back surface 30x of the mirror 12 via the connection portion 28, and is in a direction in which the movable portion 24 is in contact with or separated from the mirror 12 by the four pairs of first and second beam portions 26a and 26b (hereinafter referred to as “mirror”). It is supported so as to be movable in the mirror contact / separation direction while suppressing the inclination with respect to the “contact / separation direction”).

固定部22と第1の梁部26aには、図8において斜線が付された配線パターン27が形成されている。配線パターン27は電極25に接続されており、外部から配線パターン27を介して電極25に電圧を印加することができる。   A wiring pattern 27 hatched in FIG. 8 is formed on the fixed portion 22 and the first beam portion 26a. The wiring pattern 27 is connected to the electrode 25, and a voltage can be applied to the electrode 25 through the wiring pattern 27 from the outside.

次に、静電駆動可変ミラー10の動作について説明する。可動部24の電極25に電圧を印加すると、上部基板30のミラー12と電極25との間の電位差によって静電力が生じ、ミラー12が傾き、ミラー12が変形する。ミラー12に接続されている可動部24は、ミラー12の変形に伴い、ミラー接離方向に移動する。   Next, the operation of the electrostatic drive variable mirror 10 will be described. When a voltage is applied to the electrode 25 of the movable portion 24, an electrostatic force is generated due to a potential difference between the mirror 12 and the electrode 25 of the upper substrate 30, the mirror 12 is tilted, and the mirror 12 is deformed. The movable portion 24 connected to the mirror 12 moves in the mirror contacting / separating direction as the mirror 12 is deformed.

電極が固定され、電極が移動しない場合には、電極とミラーの間隔によってミラーの変形量が制限される。これに対し、静電駆動可変ミラー10は、電極25を有する可動部24がミラー12に接続されているので、電極25とミラー12との間隔は所定範囲内に保たれる。そのため、電極25に印加する電圧を低くしてもミラー12が変形するように構成できる。ミラー12が変形したときに可動部24が移動するため、ミラー12と電極25との間隔に制約されることなく、ミラー12の変形量を大きくすることができる。したがって、低い駆動電圧でも反射面34sの変形量を大きくすることができる。   When the electrode is fixed and the electrode does not move, the amount of deformation of the mirror is limited by the distance between the electrode and the mirror. On the other hand, since the movable part 24 having the electrode 25 is connected to the mirror 12 in the electrostatic drive variable mirror 10, the distance between the electrode 25 and the mirror 12 is kept within a predetermined range. Therefore, the mirror 12 can be configured to be deformed even when the voltage applied to the electrode 25 is lowered. Since the movable part 24 moves when the mirror 12 is deformed, the amount of deformation of the mirror 12 can be increased without being restricted by the distance between the mirror 12 and the electrode 25. Therefore, the deformation amount of the reflecting surface 34s can be increased even with a low driving voltage.

次に、静電駆動可変ミラー10の製造工程の一例について、図9〜図12を参照しながら説明する。静電駆動可変ミラー10は、上部基板30と下部基板20とをそれぞれ作製した後に、接続する   Next, an example of the manufacturing process of the electrostatic drive variable mirror 10 will be described with reference to FIGS. The electrostatic drive variable mirror 10 is connected after the upper substrate 30 and the lower substrate 20 are formed.

図9は、上部基板30の製造プロセスを示す断面図である。   FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the upper substrate 30.

まず、図9(a)に示すように、活性層31aとハンドル層31cの間にSiOのBOX層31bが挟まれたSOIウエハ31を準備し、SOIウエハ31のハンドル層31c側に、フォトレスジストを塗布・露光・現像して、枠部36に対応するマスクパターン38を形成する。 First, as shown in FIG. 9A, an SOI wafer 31 in which a SiO 2 BOX layer 31b is sandwiched between an active layer 31a and a handle layer 31c is prepared, and a photo layer is formed on the handle layer 31c side of the SOI wafer 31. Resist is applied, exposed and developed to form a mask pattern 38 corresponding to the frame portion 36.

次いで、図9(b)に示すように、DRIE(Deep Reactive Ion Etching、深掘りRIE)加工によって、マスクパターン38を介してハンドル層31cを除去し、凹部32を形成し、BOX層31bを露出させる。   Next, as shown in FIG. 9B, the handle layer 31c is removed through the mask pattern 38 by DRIE (Deep Reactive Ion Etching) to form the recess 32, and the BOX layer 31b is exposed. Let

次いで、図9(c)に示すように、BOX層31bの露出部分とマスクパターン38を除去し、凹部32内に活性層31aを露出させる。   Next, as shown in FIG. 9C, the exposed portion of the BOX layer 31 b and the mask pattern 38 are removed, and the active layer 31 a is exposed in the recess 32.

次いで、図9(d)に示すように、ハンドル層31c側から、金属の蒸着等によって、反射膜34を形成する。このとき、枠部36にも、金属膜35が形成される。なお、反射膜34を形成せずに、凹部32内に露出した活性層31aの表面を反射面として用いることも可能である。   Next, as shown in FIG. 9D, a reflective film 34 is formed from the handle layer 31c side by metal deposition or the like. At this time, the metal film 35 is also formed on the frame portion 36. It is also possible to use the surface of the active layer 31a exposed in the recess 32 as a reflecting surface without forming the reflecting film 34.

例えば、活性層31aの厚みが2〜5μm、BOX層31bの厚みが2μm、ハンドル層の厚みが400μmのSOIウエハ31を用いて、厚み0.2μmのAlの反射膜34を形成する。   For example, an Al reflective film 34 having a thickness of 0.2 μm is formed using an SOI wafer 31 having an active layer 31a having a thickness of 2 to 5 μm, a BOX layer 31b having a thickness of 2 μm, and a handle layer having a thickness of 400 μm.

図10及び図11は、下部基板20の製造プロセスを示す断面図である。   10 and 11 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the lower substrate 20.

まず、図10(a)に示すように、シリコンウエハ21の両面に、LPCVD(low pressure Chemical Vapor Deposition、減圧CVD)法を用いて、厚み0.3μmの低応力SiN膜21a,21bを成膜する。   First, as shown in FIG. 10A, low stress SiN films 21a and 21b having a thickness of 0.3 μm are formed on both surfaces of a silicon wafer 21 by using LPCVD (low pressure chemical vapor deposition). To do.

次いで、裏面側のSiN膜21bに、フォトレスジストを塗布・露光・現像して、第2の梁部26bと固定部22及び可動部24とに対応するマスクパターンを形成し、CFガスを用いるRIE(Reactive Ion Etching)加工によって、マスクパターンを介してSiN膜21bを除去することによって、図10(b)に示すように、第2の梁部26bを形成する。 Next, a photo resist is applied, exposed, and developed on the back side SiN film 21b to form a mask pattern corresponding to the second beam portion 26b, the fixed portion 22 and the movable portion 24, and CF 4 gas is used. As shown in FIG. 10B, the second beam portion 26b is formed by removing the SiN film 21b through the mask pattern by RIE (Reactive Ion Etching) processing to be used.

次いで、図10(c)に示すように、DRIE加工によって、第2の梁部26bに沿って、シリコンウエハ21の厚みの半分程度の深さのトレンチ21xを形成する。   Next, as shown in FIG. 10C, a trench 21x having a depth about half the thickness of the silicon wafer 21 is formed along the second beam portion 26b by DRIE processing.

次いで、表面側のSiN膜21aについて、裏面側の第2の梁部26bと同様に加工し、図10(d)に示すように、第1の梁部21aを形成する。   Next, the SiN film 21a on the front surface side is processed in the same manner as the second beam portion 26b on the back surface side, and the first beam portion 21a is formed as shown in FIG.

次いで、メタルマスクを介して蒸着する等によって、厚み0.2μmのAl膜を成膜し、図11(e)に示すように、SiN膜21a上に電極25及び配線パターン27を形成する。   Next, an Al film having a thickness of 0.2 μm is formed by vapor deposition through a metal mask and the like, and an electrode 25 and a wiring pattern 27 are formed on the SiN film 21a as shown in FIG.

次いで、エポキシ系ネガ型フォトレジストであるSU−8を塗布・露光・現像することによって、図11(f)に示すように、厚み5μmの接続部28,29を形成する。   Next, as shown in FIG. 11 (f), connecting parts 28 and 29 having a thickness of 5 μm are formed by applying, exposing, and developing SU-8, which is an epoxy-based negative photoresist.

次いで、DRIE加工によって、図11(g)に示すように、第1の梁部26aに沿って、シリコンウエハ21の厚みの半分程度の深さのトレンチ21yを形成する。   Next, as shown in FIG. 11G, trenches 21y having a depth about half the thickness of the silicon wafer 21 are formed by DRIE processing, as shown in FIG.

次いで、XeFガスを利用した等方性ドライエッチングによって、図11(h)に示すように、第1及び第2の梁部26a,26bの間と、上下のトレンチ21x,21yの間を除去し、第1及び第2の梁部26a,26bをリリースする。例えば、厚み525μmのシリコンウエハ21を用い、両面から、それぞれ200μm程度の深さのトレンチ21x,21yを形成し、トレンチ21x,21y間に残っている約100μmを、両側から50μm程度エッチングする。 Next, isotropic dry etching using XeF 2 gas is used to remove the space between the first and second beam portions 26a and 26b and between the upper and lower trenches 21x and 21y, as shown in FIG. 11 (h). Then, the first and second beam portions 26a and 26b are released. For example, using a silicon wafer 21 having a thickness of 525 μm, trenches 21x and 21y each having a depth of about 200 μm are formed from both sides, and about 100 μm remaining between the trenches 21x and 21y is etched by about 50 μm from both sides.

作製した上部基板30と下部基板20は、図12(a)に示すように、上部基板30の裏面30xと、下部基板20の接続部28,29とを対向させ、図12(b)に示すように、接続部28を介してミラー12と可動部24とを接続し、接続部29を介して枠部36と固定部22とを接続する。例えば、16mm×16mmの大きさの下部基板20に、内径が8mmの凹部32が形成され、枠部36の幅が2mmの上部基板30を接続する。   As shown in FIG. 12A, the upper substrate 30 and the lower substrate 20 thus produced are shown in FIG. 12B with the back surface 30x of the upper substrate 30 and the connecting portions 28 and 29 of the lower substrate 20 facing each other. As described above, the mirror 12 and the movable portion 24 are connected via the connection portion 28, and the frame portion 36 and the fixed portion 22 are connected via the connection portion 29. For example, a recess 32 having an inner diameter of 8 mm is formed on the lower substrate 20 having a size of 16 mm × 16 mm, and the upper substrate 30 having a width of the frame portion 36 of 2 mm is connected.

以上の工程によって、MEMS構造の静電駆動可変ミラー10を容易に作製することができる。接続部28をSU−8を用いて形成することによって、ミラーと可動部24とが接続された構成を容易に作製することができる。また、接続部28の弾性変形によって、反射面34sの変形が滑らかになる。   The electrostatic drive variable mirror 10 having the MEMS structure can be easily manufactured by the above steps. By forming the connection portion 28 using SU-8, a configuration in which the mirror and the movable portion 24 are connected can be easily manufactured. Further, due to the elastic deformation of the connecting portion 28, the deformation of the reflecting surface 34s becomes smooth.

次に、実施例1のシミュレーションについて、図13〜図18を参照しながら説明する。   Next, the simulation of Example 1 will be described with reference to FIGS.

図13及び図14は、シミュレーションモデルのイメージ図である。図13に示すように、14個のアクチュエータ14a,14b,14cを用いる第1のモデルと、図14に示すように、7個のアクチュエータ14a,14b,14cを用いる第2のモデルとについて、ミラー12xの変形をシミュレーションした。ミラー12xの外周は拘束されている。ミラー12xが矩形である点以外は、実施例1と同様に構成されている。   13 and 14 are image diagrams of a simulation model. As shown in FIG. 13, the first model using 14 actuators 14a, 14b, and 14c and the second model using 7 actuators 14a, 14b, and 14c as shown in FIG. A 12x deformation was simulated. The outer periphery of the mirror 12x is constrained. Except that the mirror 12x is rectangular, the configuration is the same as in the first embodiment.

図15は、1個分のアクチュエータ14のイメージ図である。図15に示すように、アクチュエータ14は、実施例1と同様に、柱状の可動部24が、幅10μm、長さ340μmの4つのL字状の第1及び第2の梁部26a,26bを介して、不図示の固定部に支持されている。ミラーに対向する可動部の主面24aは、320μm×320μmの正方形であり、この主面24aに、100μm×120μmの長方形で近似した4つの電極25xが配置されている。なお、シミュレーションソフトの仕様上、長方形の電極としているが、4つの電極25xは電気的には独立し個別に静電力を発生するものとして計算した。接続部28の高さ、すなわち、接続部28でのミラー12xと可動部24(電極25x)の初期の間隔は、5μmとした。   FIG. 15 is an image diagram of one actuator 14. As shown in FIG. 15, in the actuator 14, as in the first embodiment, the columnar movable portion 24 has four L-shaped first and second beam portions 26a and 26b each having a width of 10 μm and a length of 340 μm. And is supported by a fixing portion (not shown). The main surface 24a of the movable part facing the mirror is a square of 320 μm × 320 μm, and four electrodes 25x approximated by a rectangle of 100 μm × 120 μm are arranged on the main surface 24a. In addition, although it was set as the rectangular electrode on the specification of simulation software, it calculated as the four electrodes 25x being electrically independent and generating an electrostatic force separately. The height of the connecting portion 28, that is, the initial interval between the mirror 12x and the movable portion 24 (electrode 25x) at the connecting portion 28 was 5 μm.

図16〜図18に、図13及び図14に示したアクチュエータ14a,14b,14cのうち、外側に配置されるアクチュエータ14a,14bの外側の電極のみに電圧を印加する場合のシミュレーション結果を示す。すなわち、図13及び図14において、アクチュエータ14aは、4つの電極25x(図15参照)のうち、ミラー中心から最も遠い1つの電極のみに電圧が印加され、アクチュエータ14bは、4つの電極25xのうち、ミラー中心から遠い外側の隣り合う2つの電極のみに電圧が印加され、中心に近い内側のアクチュエータ14cはすべての電極に電圧が印加されない。   16 to 18 show simulation results in the case where a voltage is applied only to the outer electrodes of the actuators 14a, 14b arranged on the outer side among the actuators 14a, 14b, 14c shown in FIGS. That is, in FIGS. 13 and 14, the actuator 14a applies a voltage to only one electrode farthest from the mirror center among the four electrodes 25x (see FIG. 15), and the actuator 14b includes the four electrodes 25x. A voltage is applied only to the two adjacent electrodes on the outer side far from the mirror center, and no voltage is applied to all the electrodes in the inner actuator 14c near the center.

図16は、アクチュエータが14個の場合の第1のモデルについてのシミュレーション結果を示すイメージ図である。図17は、アクチュエータが7個の場合の第2のモデルについてのシミュレーション結果を示すイメージ図である。図16及び図17から、ミラー12xが略同心に凸状に変形することが分かる。   FIG. 16 is an image diagram showing a simulation result for the first model in the case of 14 actuators. FIG. 17 is an image diagram showing a simulation result for the second model when there are seven actuators. 16 and 17, it can be seen that the mirror 12x is deformed into a convex shape substantially concentrically.

図18は、シミュレーション結果を示すグラフである。図18において、横軸は、電極に印加する電圧であり、縦軸はミラー12xの中央の変位であり、変位の方向は、変形前のミラー面(X−Y方向)に対して垂直方向(Z方向)である。図18において、■の記号は、アクチュエータが14個の第1のモデルを示し、◆の記号は、アクチュエータが7個の第2のモデルを示す。図18から、電極に印加する電圧の大きさに応じてミラーの変形量が大きくなり、電極に印加する電圧が16〜20V程度で、ミラー12xの最大変位が、接続部28でのミラー12xと可動部24(電極25x)の初期の間隔である5μmを超えることが分かる。   FIG. 18 is a graph showing simulation results. In FIG. 18, the horizontal axis represents the voltage applied to the electrode, the vertical axis represents the displacement at the center of the mirror 12x, and the direction of the displacement is perpendicular to the mirror surface (XY direction) before deformation (in the XY direction). Z direction). In FIG. 18, the symbol ■ indicates the first model with 14 actuators, and the symbol ♦ indicates the second model with 7 actuators. From FIG. 18, the amount of deformation of the mirror increases according to the magnitude of the voltage applied to the electrode, the voltage applied to the electrode is about 16 to 20 V, and the maximum displacement of the mirror 12 x is the same as that of the mirror 12 x at the connection portion 28. It can be seen that the initial distance of the movable portion 24 (electrode 25x) exceeds 5 μm.

<まとめ> 以上に説明したように、ミラーに対して接離する方向に移動可能に可動部を保持し、可動部に電極を設け、静電力でミラーを傾ける本発明の静電駆動可変ミラーは、低い駆動電圧でも反射面の変形量を大きくすることができる。   <Summary> As described above, the electrostatic drive variable mirror of the present invention in which the movable part is held so as to be movable in the direction of contact with and away from the mirror, the electrode is provided on the movable part, and the mirror is tilted by electrostatic force. The amount of deformation of the reflecting surface can be increased even with a low driving voltage.

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。   The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.

例えば可動部の内部に電極が形成されてもよい。また、可動部の電極と対向し、可動部の電極との間に電位差を生じるミラー側電極を、ミラーの内部や裏面に形成してもよい。   For example, an electrode may be formed inside the movable part. In addition, a mirror side electrode that faces the electrode of the movable part and generates a potential difference between the electrode of the movable part may be formed on the inside or the back surface of the mirror.

また、本発明は、光の位相の制御に限らず、光の強度の制御や、光の方向の制御にも利用可能である。   Further, the present invention is not limited to control of the phase of light, but can also be used for control of light intensity and light direction.

10,10a〜10e 静電駆動可変ミラー
12,12x ミラー
12a 反射面
12b 裏面
20 下部基板
22 固定部
24,24e 可動部
25,25a,25b,25e,25s,25t,25x 電極
26 支持部
26a,26b 梁部(支持部)
28,28a〜28e,29 接続部
30 上部基板
30x 裏面
34s 反射面
10, 10a to 10e Electrostatic drive variable mirror 12, 12x mirror 12a Reflective surface 12b Back surface 20 Lower substrate 22 Fixed portion 24, 24e Movable portion 25, 25a, 25b, 25e, 25s, 25t, 25x Electrode 26 Support portion 26a, 26b Beam part (support part)
28, 28a-28e, 29 connection part 30 upper substrate 30x back surface 34s reflective surface

Claims (5)

反射面と前記反射面とは反対側の裏面とを有するミラーと、
前記ミラーの前記裏面との間に間隔を設けて前記裏面に対向し、前記裏面に対向する電極を有する可動部と、
前記可動部を、前記ミラーに対して接離する方向に移動可能に保持する固定部と、
前記ミラーと前記可動部との間に配置され、前記ミラーと前記可動部との少なくとも一方に固定され、前記ミラーと前記可動部の間隔を保つ接続部と、
を備え
前記電極と前記ミラーとの間の電位差によって静電力が生じ、前記静電力によって前記ミラーが前記可動部に対して傾き、前記ミラーの傾きに伴って前記可動部が移動するように構成されたことを特徴とする、静電駆動可変ミラー。
A mirror having a reflective surface and a back surface opposite to the reflective surface;
A movable portion having an electrode facing the back surface with an interval between the mirror and the back surface, and facing the back surface;
A fixed portion that holds the movable portion so as to be movable in a direction in which the movable portion is in contact with or separated from the mirror;
A connecting portion disposed between the mirror and the movable portion, fixed to at least one of the mirror and the movable portion, and maintaining a distance between the mirror and the movable portion;
Equipped with a,
An electrostatic force is generated by a potential difference between the electrode and the mirror, the mirror is tilted with respect to the movable part by the electrostatic force, and the movable part is moved in accordance with the tilt of the mirror. An electrostatically driven variable mirror characterized by
前記固定部は、前記可動部との間に間隔を設けて前記可動部を収容し、
記可動部が前記ミラーに対して接離する前記方向に互いに間隔を設けて配置され、前記可動部と前記固定部とに接続された第1及び第2の梁部をさらに備えたことを特徴とする、請求項に記載の静電駆動可変ミラー。
The fixed part is provided with a space between the movable part and accommodates the movable part,
The toward and away from the forward direction SL movable portion relative to the mirror that is disposed with a distance from one another, further comprising a first and a second beam portion connected to the movable portion and the fixed portion The electrostatic drive variable mirror according to claim 1 , wherein:
前記接続部が、前記ミラーと前記可動部との両方に固定されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の静電駆動可変ミラー。 Said connection unit, characterized in that it is fixed to both the mirror and the movable portion, the electrostatic driving variable mirror according to claim 1 or 2. 前記接続部は、前記ミラーと前記可動部とのうち一方のみに固定され、
前記可動部と前記固定部とを接続し、前記可動部を前記ミラー側に付勢し、前記ミラーと前記可動部とのうち他方と前記接続部との接触を保持する支持部をさらに備えたことを特徴とする、請求項1または2に記載の静電駆動可変ミラー。
The connection part is fixed to only one of the mirror and the movable part,
A support unit that connects the movable unit and the fixed unit, biases the movable unit toward the mirror, and maintains contact between the other of the mirror and the movable unit and the connection unit; wherein the electrostatic driving variable mirror according to claim 1 or 2.
一つの前記ミラーと、
複数の前記可動部と、
複数の前記接続部と、
を備えたことを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の静電駆動可変ミラー。
One of the mirrors;
A plurality of the movable parts ;
A plurality of the connecting portions;
The electrostatic drive variable mirror according to claim 1, further comprising:
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