JP2022140129A - mirror actuator - Google Patents

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Abstract

To provide a mirror actuator that has improved the reliability of its operation.SOLUTION: A mirror actuator (1) in the present disclosure comprises: a mirror part (10) that reflects an electromagnetic wave; a first holding part that swingably holds the mirror part (10) with a columnar member (41) connected with the mirror part (10) therebetween; a second holding part that holds the first holding part with a torsion bar therebetween; and a stopper (70) that is provided on the second holding part and restricts the swing of the mirror part (10).SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、ミラーアクチュエータに関する。 The present disclosure relates to mirror actuators.

近年、電磁波を検出した結果から周囲の物体等に関する情報を取得する装置が開発されている。電磁波を走査させる走査装置として、照射部から照射される電磁波を、反射ミラーによって反射させて偏向するものがある（例えば特許文献１参照）。 2. Description of the Related Art In recent years, devices have been developed that acquire information about surrounding objects and the like from the results of detecting electromagnetic waves. 2. Description of the Related Art As a scanning device that scans electromagnetic waves, there is a scanning device that reflects and deflects electromagnetic waves emitted from an irradiation unit with a reflecting mirror (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１５－１３２７６２号公報JP 2015-132762 A

走査装置において、反射ミラーを備える可動式のミラーアクチュエータが用いられることがある。ミラーアクチュエータは、例えばＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）技術で製造された、小型の可動ミラー装置であるＭＥＭＳミラーを含む。 In scanning devices, movable mirror actuators with reflective mirrors are sometimes used. Mirror actuators include MEMS mirrors, which are small movable mirror devices manufactured by, for example, MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) technology.

ここで、ミラーアクチュエータの反射ミラーは、例えば駆動部が駆動電圧を変化させることによって揺動する。ここで、駆動部が定格電圧を超える駆動電圧を与えると、反射ミラーが想定する振れ角を超えて揺動し、反射ミラーが周囲と接触することによって変形及び破損することがあり得る。これに対して、従来のミラーアクチュエータでは、定格電圧を超えることがないように駆動電圧を制御するといった限定的な対策を行うしかなかった。 Here, the reflecting mirror of the mirror actuator is oscillated by, for example, the driving section changing the driving voltage. Here, when the drive unit applies a drive voltage exceeding the rated voltage, the reflection mirror swings beyond an assumed deflection angle, and the reflection mirror may be deformed and damaged due to contact with the surroundings. In contrast, conventional mirror actuators have had to take limited measures such as controlling the drive voltage so that the rated voltage is not exceeded.

上記に鑑みてなされた本開示の目的は、動作の信頼性を高めたミラーアクチュエータを提供することにある。 An object of the present disclosure, made in view of the above, is to provide a mirror actuator with improved operational reliability.

一実施形態に係るミラーアクチュエータは、
電磁波を反射するミラー部と、
前記ミラー部に接続されている柱状部材を介して、前記ミラー部を揺動可能に保持する第１保持部と、
前記第１保持部をトーションバーを介して保持する第２保持部と、
前記第２保持部の上に設けられ、前記ミラー部の揺動を制限するストッパと、を備える。 A mirror actuator according to one embodiment includes:
a mirror portion that reflects electromagnetic waves;
a first holding portion that swingably holds the mirror portion via a columnar member connected to the mirror portion;
a second holding portion that holds the first holding portion via a torsion bar;
a stopper that is provided on the second holding portion and restricts swinging of the mirror portion.

本開示によれば、動作の信頼性を高めたミラーアクチュエータを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a mirror actuator with improved operational reliability.

図１は、一実施形態に係るミラーアクチュエータの概略構成を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a mirror actuator according to one embodiment. 図２は、図１のミラーアクチュエータのＡ－Ａ線での断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the mirror actuator of FIG. 1 taken along line AA. 図３は、図１のミラーアクチュエータのミラー部などの分解拡大図である。3 is an exploded enlarged view of the mirror portion of the mirror actuator of FIG. 1, etc. FIG. 図４は、ミラー部の第２の面を削るための加工パターンの一例である。FIG. 4 is an example of a processing pattern for cutting the second surface of the mirror section. 図５は、ミラー部の第２の面を削るための加工パターンの一例である。FIG. 5 is an example of a processing pattern for cutting the second surface of the mirror section. 図６は、第２の面を削られたミラー部が用いられる場合のストッパの位置を説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the positions of the stoppers when a mirror section with the second surface shaved is used. 図７は、封止部材について説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining the sealing member.

（実施形態）
図１は、一実施形態に係るミラーアクチュエータ１の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のミラーアクチュエータ１のＡ－Ａ線での断面図である。ミラーアクチュエータ１は、電磁波を反射ミラーで反射して偏向するために用いられる、可動の反射ミラーを備えるアクチュエータである。電磁波は、例えば可視光であってよいし、例えば赤外線であってよい。本実施形態において、ミラーアクチュエータ１はＭＥＭＳミラーである。 (embodiment)
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a mirror actuator 1 according to one embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of the mirror actuator 1 of FIG. 1 taken along line AA. The mirror actuator 1 is an actuator provided with a movable reflecting mirror that is used for reflecting and deflecting electromagnetic waves with a reflecting mirror. The electromagnetic waves may be visible light, for example, or infrared light, for example. In this embodiment, the mirror actuator 1 is a MEMS mirror.

ミラーアクチュエータ１は、一例として、車両に搭載されて安全運転支援を行う電磁波検出装置で用いられる。電磁波検出装置の電磁波照射においてミラーアクチュエータ１が使用される場合に、ミラーアクチュエータ１は、例えばレーザダイオードなどから入力される電磁波を、所定の範囲の空間に対して出力されるように偏向させる。ミラーアクチュエータ１によって偏向された電磁波の少なくとも一部は、所定の対象（人及び物体等）によって反射され得る。対象によって反射された電磁波（反射波）は、電磁波検出装置の受光系によって検出されて、プロセッサによって対象の特定及び対象までの距離の計算が行われる。 As an example, the mirror actuator 1 is used in an electromagnetic wave detection device that is mounted on a vehicle to assist safe driving. When the mirror actuator 1 is used in the electromagnetic wave irradiation of the electromagnetic wave detection device, the mirror actuator 1 deflects the electromagnetic waves input from, for example, a laser diode so that the electromagnetic waves are output to a predetermined range of space. At least part of the electromagnetic waves deflected by the mirror actuator 1 can be reflected by predetermined targets (persons, objects, etc.). The electromagnetic wave (reflected wave) reflected by the target is detected by the light receiving system of the electromagnetic wave detection device, and the target is specified and the distance to the target is calculated by the processor.

特に車載の電磁波検出装置で用いられるような場合に、ミラーアクチュエータ１には、高い動作の信頼性が求められる。例えばＭＥＭＳミラーであるミラーアクチュエータ１は、後述するように駆動部３０が駆動電圧を変化させることによって揺動する。ここで、駆動電圧が定格電圧を超えると、反射ミラーが想定する振れ角を超えて揺動し、反射ミラーが周囲と接触することによって変形及び破損することがあり得る。そのため、定格電圧を超えることがないように駆動電圧を制御するといった対策を行うことがある。ここで、車両に搭載される場合に、ミラーアクチュエータ１は、高温又は低温の条件下で動作することがあり、また、車両の走行中に生じるノイズが駆動部３０に影響することがある。したがって、例えば高温、低温又はノイズの影響などによって、仮に駆動電圧が定格電圧を超えたとしても、反射ミラーが変形及び破損することを回避できれば、動作の信頼性を高めることができる。本実施形態に係るミラーアクチュエータ１は、以下に説明する構成によって、反射ミラーの変形及び破損を回避可能である。 In particular, the mirror actuator 1 is required to have high operational reliability when used in an on-vehicle electromagnetic wave detection device. For example, the mirror actuator 1, which is a MEMS mirror, oscillates when the driving section 30 changes the driving voltage as described later. Here, if the drive voltage exceeds the rated voltage, the reflective mirror swings beyond an assumed deflection angle, and the reflective mirror may come into contact with the surroundings and be deformed and damaged. Therefore, measures such as controlling the driving voltage so as not to exceed the rated voltage are sometimes taken. Here, when mounted on a vehicle, the mirror actuator 1 may operate under high or low temperature conditions, and noise generated while the vehicle is running may affect the driving section 30 . Therefore, even if the drive voltage exceeds the rated voltage due to the influence of high temperature, low temperature, noise, etc., if the reflection mirror can be prevented from being deformed and damaged, the reliability of operation can be improved. The mirror actuator 1 according to this embodiment can avoid deformation and breakage of the reflecting mirror by the configuration described below.

図１及び図２に示されるように、本実施形態において、ミラーアクチュエータ１は、ミラー部１０と、柱状部材４１と、保持部４０と、駆動部３０と、ストッパ７０と、を備える。また、ミラーアクチュエータ１は、リブ部２０と、基板５０と、パッケージ６０と、を備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, in this embodiment, the mirror actuator 1 includes a mirror section 10, a columnar member 41, a holding section 40, a driving section 30, and a stopper . The mirror actuator 1 also includes a rib portion 20 , a substrate 50 and a package 60 .

ミラー部１０は、電磁波を反射する第１の面１１と、第１の面１１と反対側の第２の面１２とを有する。第１の面１１は反射ミラーである。第２の面１２は、平坦であってよいし、後述するように加工パターンに従って削られていてよい。ここでは、第２の面１２が平坦である場合について説明する。第２の面１２が削られる場合については後述する。 The mirror section 10 has a first surface 11 that reflects electromagnetic waves and a second surface 12 opposite to the first surface 11 . The first surface 11 is a reflective mirror. The second surface 12 may be flat or may be ground according to a machining pattern as described below. Here, the case where the second surface 12 is flat will be described. A case where the second surface 12 is cut will be described later.

本実施形態において、ミラー部１０の形状は円（真円）であるが、これに限定されない。他の例として、ミラー部１０の形状は、楕円、正方形又は長方形などであってよい。反射ミラーの直径は、一例として６ｍｍである。反射ミラーは、金、アルミニウムなど光反射率が高い金属材料の薄膜であってよい。 In this embodiment, the shape of the mirror section 10 is a circle (perfect circle), but the shape is not limited to this. As another example, the shape of the mirror portion 10 may be elliptical, square, rectangular, or the like. The diameter of the reflecting mirror is 6 mm as an example. The reflective mirror may be a thin film of a metal material with high light reflectance, such as gold or aluminum.

保持部４０は、ミラー部１０の中心ｃにおいて接続されている柱状部材４１を介して、ミラー部１０を揺動可能に保持する。本実施形態において、柱状部材４１は、ミラー部１０の平面（反射ミラーに平行な面）に対して垂直であるように接続される。ミラー部１０と柱状部材４１とは、接着されてよいし、一体的に形成されてよい。また、柱状部材４１と保持部４０とは、接着されてよいし、一体的に形成されてよい。ここで、柱状部材４１はミラー部１０の中心ｃからずれた位置で接続されてよい。反射ミラーを除くミラー部１０、柱状部材４１及び保持部４０の材料は、例えばシリコンなどであってよい。保持部４０は、基板５０の上に設けられる。基板５０は、絶縁性であって、例えば酸化シリコンなどを材料とするシリコン基板であってよい。ミラー部１０、柱状部材４１、保持部４０及び基板５０は、それぞれ異なる材料であってよく、複数の材料で形成されていてよい。 The holding portion 40 swingably holds the mirror portion 10 via a columnar member 41 connected at the center c of the mirror portion 10 . In this embodiment, the columnar member 41 is connected so as to be perpendicular to the plane of the mirror section 10 (the plane parallel to the reflecting mirror). The mirror section 10 and the columnar member 41 may be adhered or integrally formed. Further, the columnar member 41 and the holding portion 40 may be adhered or integrally formed. Here, the columnar member 41 may be connected at a position shifted from the center c of the mirror section 10 . The material of the mirror section 10 excluding the reflecting mirror, the columnar member 41 and the holding section 40 may be, for example, silicon. The holding part 40 is provided on the substrate 50 . The substrate 50 is insulating and may be a silicon substrate made of silicon oxide or the like. The mirror section 10, the columnar member 41, the holding section 40, and the substrate 50 may be made of different materials, and may be made of a plurality of materials.

ここで、図３はミラーアクチュエータ１のミラー部１０及び保持部４０などの分解拡大図である。本実施形態において、保持部４０は、柱状部材４１を介してミラー部１０を保持する第１保持部４２と、第１保持部４２をトーションバー４３を介して保持する第２保持部４４と、を備える。柱状部材４１の保持部４０側の先端部は、第１保持部４２に接続される。ここで、図３は、図２と同様に、ミラー部１０、保持部４０及びストッパ７０などの断面を示している。ミラー部１０、保持部４０及びストッパ７０について、断面から手前側についても、図３に示されるものと同じ構造が対称的に配置されている。例えば第１保持部４２は、図３に示されるトーションバー４３及び手前側に存在するトーションバー４３を介して第２保持部４４に保持される。また、ストッパ７０は、リブ部２０と同様に、枠型の形状を有する。 Here, FIG. 3 is an exploded enlarged view of the mirror portion 10, the holding portion 40, etc. of the mirror actuator 1. As shown in FIG. In this embodiment, the holding section 40 includes a first holding section 42 that holds the mirror section 10 via a columnar member 41, a second holding section 44 that holds the first holding section 42 via a torsion bar 43, Prepare. A tip portion of the columnar member 41 on the side of the holding portion 40 is connected to the first holding portion 42 . Here, FIG. 3 shows cross sections of the mirror section 10, the holding section 40, the stopper 70, etc., like FIG. Regarding the mirror section 10, the holding section 40, and the stopper 70, the same structure as that shown in FIG. 3 is also arranged symmetrically on the front side of the cross section. For example, the first holding portion 42 is held by the second holding portion 44 via the torsion bar 43 shown in FIG. 3 and the torsion bar 43 present on the front side. Further, the stopper 70 has a frame shape like the rib portion 20 .

ミラー部１０は、第１保持部４２を中心に、第１軸（ａ１）及び第２軸（ａ２）のそれぞれを回転軸として揺動する。第１軸（ａ１）を回転軸とする揺動方向は、ミラー部１０が共振周波数により駆動される主走査方向に対応する。第１軸（ａ１）と直交する第２軸（ａ２）を回転軸とする揺動方向は、ミラー部１０が共振周波数より低い周波数で駆動される副走査方向に対応する。このように、本実施形態に係るミラーアクチュエータ１は、ミラー部１０を２次元方向に駆動するが、１次元（主走査方向）だけに駆動するものであってよい。 The mirror section 10 swings about the first holding section 42 with the first axis (a1) and the second axis (a2) as rotation axes. The swing direction with the first axis (a1) as the rotation axis corresponds to the main scanning direction in which the mirror section 10 is driven by the resonance frequency. The swinging direction around the second axis (a2) orthogonal to the first axis (a1) corresponds to the sub-scanning direction in which the mirror section 10 is driven at a frequency lower than the resonance frequency. As described above, the mirror actuator 1 according to the present embodiment drives the mirror section 10 in two-dimensional directions, but it may be driven only in one-dimensional direction (main scanning direction).

駆動部３０は、共振周波数で駆動電圧を変化させることによって、第１軸（ａ１）を回転軸としてミラー部１０を揺動させる。また、本実施形態において、駆動部３０は、共振周波数より低い周波数で駆動電圧を変化させることによって、第２軸（ａ２）を回転軸として第２保持部４４を揺動させる。第２保持部４４が揺動することにより、ミラー部１０も揺動する。駆動部３０は、例えば噛み合うように配置される電極を備えている。電極には駆動電圧が印加される。駆動部３０は、電極間の電位差に応じた静電気力を発生させることにより、ミラー部１０を揺動させる。ここで、駆動部３０は、静電気力によってミラー部１０を揺動させるものに限定されない。別の例として、駆動部３０は、磁石を配置して、ローレンツ力によってミラー部１０を揺動させるものであってよい。駆動部３０は、基板５０の上に設けられる。 The drive unit 30 changes the drive voltage at the resonance frequency to swing the mirror unit 10 about the first axis (a1) as the rotation axis. Further, in the present embodiment, the driving section 30 swings the second holding section 44 about the second axis (a2) as the rotation axis by changing the driving voltage at a frequency lower than the resonance frequency. As the second holding portion 44 swings, the mirror portion 10 also swings. The drive unit 30 includes, for example, electrodes that are arranged so as to mesh with each other. A driving voltage is applied to the electrodes. The drive unit 30 swings the mirror unit 10 by generating an electrostatic force corresponding to the potential difference between the electrodes. Here, the driving section 30 is not limited to one that swings the mirror section 10 by electrostatic force. As another example, the driving section 30 may have a magnet arranged to swing the mirror section 10 by the Lorentz force. The drive unit 30 is provided on the substrate 50 .

リブ部２０は、基板５０の上に設けられ、基板５０に強度を与える。図２に示すように、本実施形態において、基板５０は端部だけでパッケージ６０に接触するように実装される。そのため、基板５０に剛性を与えて変形を防止するために、リブ部２０が設けられている。基板５０とリブ部２０とは公知の半導体材料で接着されてよい。リブ部２０の材料は、例えばシリコンであるが、これに限定されない。ここで、パッケージ６０は、反射ミラーが反射する電磁波を透過する材料の封止部材６１（図７参照）によって封止されてよいし、図２の例のように開口を備える構成であってよい。ここで、電磁波を透過する材料は、一例としてガラスである。 The rib portion 20 is provided on the substrate 50 to give strength to the substrate 50 . As shown in FIG. 2, in this embodiment, the substrate 50 is mounted to contact the package 60 only at its edges. Therefore, the rib portion 20 is provided in order to impart rigidity to the substrate 50 and prevent deformation. The substrate 50 and the rib portion 20 may be bonded with a known semiconductor material. The material of the rib portion 20 is, for example, silicon, but is not limited to this. Here, the package 60 may be sealed with a sealing member 61 (see FIG. 7) made of a material that transmits electromagnetic waves reflected by the reflecting mirror, or may have an opening as shown in the example of FIG. . Here, the material that transmits electromagnetic waves is glass as an example.

ストッパ７０は、第２保持部４４の上に設けられ、ミラー部１０の揺動を制限する。本実施形態において、ストッパ７０は、第１の部分７１と、第２の部分７２と、を含む。第１の部分７１は、第１軸（ａ１）に平行に設けられた板状の部分である。また、第２の部分７２は、第２軸（ａ２）に平行に設けられた板状の部分である。本実施形態において、２つの第１の部分７１が、柱状部材４１を挟んで対向するように配置されている。また、２つの第２の部分７２が、柱状部材４１を挟んで対向するように配置されている。ストッパ７０は、第１の部分７１と第２の部分７２とが連続して構成される。つまり、第１の部分７１と第２の部分７２とが接続されて、枠型のストッパ７０が構成されている。また、本実施形態において、ストッパ７０は、枠状の形状を有する第２保持部４４の外形に沿って設けられている。ストッパ７０が枠状に形成されることで、第２保持部４４が揺動しても第２保持部４４が変形しにくくなる。 The stopper 70 is provided on the second holding portion 44 and restricts swinging of the mirror portion 10 . In this embodiment, stopper 70 includes a first portion 71 and a second portion 72 . The first portion 71 is a plate-like portion provided parallel to the first axis (a1). The second portion 72 is a plate-like portion provided parallel to the second axis (a2). In this embodiment, the two first portions 71 are arranged to face each other with the columnar member 41 interposed therebetween. Also, the two second portions 72 are arranged to face each other with the columnar member 41 interposed therebetween. The stopper 70 is composed of a first portion 71 and a second portion 72 that are continuous. That is, the frame-shaped stopper 70 is formed by connecting the first portion 71 and the second portion 72 . Further, in this embodiment, the stopper 70 is provided along the outer shape of the second holding portion 44 having a frame-like shape. By forming the stopper 70 into a frame shape, the second holding portion 44 is less likely to deform even when the second holding portion 44 swings.

ストッパ７０の材料は、例えばリブ部２０と同じシリコンであるが、これに限定されない。ストッパ７０の材料がシリコンである場合に、ストッパ７０は、リブ部２０とともに、半導体製造技術の積層及び成形の手法で作られてよい。ここで、ストッパ７０の高さは、柱状部材４１の高さよりも小さく、第２の面１２の端部（縁部）が通常動作での最大振れ角で到達する位置にストッパ７０の上端部があるように設定されてよい。ミラー部１０が最大振れ角を超えて揺動するような場合に、ストッパ７０によって揺動が制限される。また、ストッパ７０の高さは、基板５０の厚さよりも大きくてよい。一例として、基板５０の厚さが７０μｍから８０μｍであるのに対して、ストッパ７０は１００μｍの高さであるように設けられてよい。ストッパ７０の幅は特に限定されないが、第２保持部４４の領域が限定されていることから、高さに比べて小さくてよい。本実施形態においては、ストッパ７０が第１の部分７１と第２の部分７２とが接続された枠型の形状であるため、幅が狭くても形状が歪むことなく安定して配置される。ストッパ７０と第２保持部４４とは、公知の半導体材料で接着されてよい。 The material of the stopper 70 is, for example, the same silicon as that of the rib portion 20, but is not limited to this. When the material of the stopper 70 is silicon, the stopper 70, together with the rib portion 20, may be made by the lamination and molding techniques of semiconductor manufacturing technology. Here, the height of the stopper 70 is smaller than the height of the columnar member 41, and the upper end of the stopper 70 reaches the position where the end (edge) of the second surface 12 reaches at the maximum deflection angle in normal operation. It may be set as When the mirror section 10 swings over the maximum deflection angle, the stopper 70 limits the swing. Also, the height of the stopper 70 may be greater than the thickness of the substrate 50 . As an example, the substrate 50 may be 70 μm to 80 μm thick while the stopper 70 is 100 μm high. Although the width of the stopper 70 is not particularly limited, it may be smaller than the height because the area of the second holding portion 44 is limited. In the present embodiment, the stopper 70 has a frame shape in which the first portion 71 and the second portion 72 are connected, so that even if the width is narrow, the shape is not distorted and can be stably arranged. The stopper 70 and the second holding portion 44 may be bonded with a known semiconductor material.

以上のように、本実施形態に係るミラーアクチュエータ１は、上記の構成によって物理的にミラー部１０の最大振れ角を超える揺動を制限することが可能である。そのため、本実施形態に係るミラーアクチュエータ１は、仮に駆動電圧が定格電圧を超えたとしても、反射ミラーが変形及び破損することを回避でき、動作の信頼性を高めることができる。 As described above, the mirror actuator 1 according to the present embodiment can physically limit the swinging motion of the mirror section 10 exceeding the maximum deflection angle by the above configuration. Therefore, even if the drive voltage exceeds the rated voltage, the mirror actuator 1 according to the present embodiment can avoid deformation and breakage of the reflecting mirror, and can improve operational reliability.

本開示を諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形及び修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。 Although the present disclosure has been described with reference to figures and examples, it should be noted that various variations and modifications will be readily apparent to those skilled in the art based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included within the scope of this disclosure.

（変形例）
図４及び図５は、ミラー部１０の第２の面１２を削るための加工パターンの一例である。例えばミラー部１０を軽量化して共振周波数を高くするために、ミラー部１０の第２の面１２は、加工パターンに従って削られていてよい。ミラー部１０の第２の面１２が削られていない部分の厚さは、一例として１５０μｍである。ミラー部１０の第２の面１２が削られた部分の厚さは、一例として５０μｍである。ミラー部１０の第２の面１２を削る深さは、特に限定されないが、軽量化の効果を高めるために、削られていない場合の厚さに対して５０％以上であることが好ましい。また、ミラー部１０の第２の面１２を削る深さは、剛性を保つために、削られていない場合の厚さに対して８０％以下であることが好ましい。第２の面１２は、例えば半導体製造技術のエッチングなどの手法によって加工パターンに従って削られる。例えばＤｅｅｐ ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）などの手法が用いられてよい。 (Modification)
4 and 5 are examples of processing patterns for cutting the second surface 12 of the mirror section 10. FIG. For example, in order to reduce the weight of the mirror section 10 and increase the resonance frequency, the second surface 12 of the mirror section 10 may be ground according to the machining pattern. The thickness of the portion where the second surface 12 of the mirror section 10 is not shaved is, for example, 150 μm. The thickness of the portion where the second surface 12 of the mirror section 10 is shaved is, for example, 50 μm. The depth to which the second surface 12 of the mirror section 10 is shaved is not particularly limited, but is preferably 50% or more of the thickness when not shaved in order to enhance the weight reduction effect. In addition, the depth of the second surface 12 of the mirror section 10 to be cut is preferably 80% or less of the thickness when it is not cut, in order to maintain rigidity. The second surface 12 is cut according to the processing pattern by a method such as etching of semiconductor manufacturing technology. For example, a technique such as Deep RIE (Reactive Ion Etching) may be used.

加工パターンは、例えば図４に示すように、ハニカム構造を有してよい。ハニカム構造は、正六角形を隙間なく並べた構造であって、強度と軽量性を兼ね備える構造である。別の例として、加工パターンは、例えば図５に示すように、中心から縁部に向かって密度が徐々に減少する（削る部分が徐々に多くなる）ものであってよい。ここで、図４及び図５において、加工パターンの白色で示される部分が、第２の面１２での削らない部分に対応する。換言すると、図４及び図５において、加工パターンの色が付された部分が、第２の面１２での削る部分に対応する。図４及び図５において、第２の面１２を削った穴状の部分（穴状部）が、第２の面１２を削らなかったことで残された壁状の部材で囲まれるように形成されている。 The textured pattern may have a honeycomb structure, for example, as shown in FIG. A honeycomb structure is a structure in which regular hexagons are arranged without gaps, and is a structure that combines strength and lightness. As another example, the machining pattern may have a gradual decrease in density (a gradual increase in the portion to be cut) from the center to the edge, as shown in FIG. 5, for example. Here, in FIGS. 4 and 5, the portions of the machining pattern shown in white correspond to the portions of the second surface 12 that are not cut. In other words, in FIGS. 4 and 5 , the colored portions of the machining pattern correspond to the portions to be cut on the second surface 12 . In FIGS. 4 and 5, a hole-shaped portion (hole-shaped portion) obtained by cutting the second surface 12 is formed so as to be surrounded by a wall-shaped member left by not cutting the second surface 12. It is

図４及び図５に示すように、加工パターンは、第２の面１２の縁部を削らないものであってよい。縁部とは、第２の面１２の外縁部であって、図４の例では円周部分である。加工パターンが第２の面１２の縁部を削らないものである場合に、ミラー部１０は剛性を確保することができる。 As shown in FIGS. 4 and 5, the machining pattern may be such that the edges of the second surface 12 are not shaved. The edge is the outer edge of the second surface 12, which is the circumferential portion in the example of FIG. If the processing pattern does not cut the edge of the second surface 12, the rigidity of the mirror section 10 can be ensured.

また、図４及び図５に示すように、加工パターンは、対称性を有するものであってよい。対称性は、特定の対称性に限定されず、例えば並進対称性、回転対称性及び鏡像対称性を含む。加工パターンが対称性を有するものである場合に、ミラー部１０は加工（エッチング）が容易になる。ここで、図４及び図５の加工パターンは、代表的なものの例示であって、これらに限定されない。第２の面１２に形成された加工パターンは、ストッパ７０と接触する部分については、他の部分よりも加工パターンを構成する壁を面方向に厚くしてよい。 Also, as shown in FIGS. 4 and 5, the processing pattern may have symmetry. Symmetry is not limited to any particular symmetry and includes, for example, translational symmetry, rotational symmetry and mirror image symmetry. If the processing pattern has symmetry, the mirror section 10 can be easily processed (etched). Here, the processing patterns shown in FIGS. 4 and 5 are representative examples, and the present invention is not limited to these. In the processed pattern formed on the second surface 12 , the wall forming the processed pattern may be thicker in the plane direction than the other portions in the portion that contacts the stopper 70 .

図６は、第２の面１２を削られたミラー部１０が用いられる場合のストッパ７０の位置を説明する図である。ミラー部１０の第２の面１２が平坦でなく図４、図５で示された加工パターン、凹凸形状を有する場合に、ストッパ７０は、ミラー部１０が揺動した場合に第２の面１２の削られていない部分と接触するように設けられてよい。第２の面１２の削られた部分と接触するようにすると、ストッパ７０を高くする必要があり、安定性が低下し得る。そのため、第２の面１２の削られていない部分と接触するように接触位置を調整することによって、ストッパ７０の高さを抑えて、安定させることができる。 FIG. 6 is a diagram for explaining the position of the stopper 70 when the mirror section 10 with the second surface 12 shaved is used. In the case where the second surface 12 of the mirror section 10 is not flat and has the processed pattern and uneven shape shown in FIGS. may be provided to contact the non-skived portion of the Contacting the skived portion of the second surface 12 would require the stopper 70 to be taller, which could reduce stability. Therefore, by adjusting the contact position so that it contacts the uncut portion of the second surface 12, the height of the stopper 70 can be suppressed and stabilized.

また、ミラー部１０の第２の面１２が平坦でなく図４、図５で示された加工パターン、凹凸形状を有する場合に、ストッパ７０は、ミラー部１０が揺動した場合に第２の面１２の削られた部分と接触するように設けられてよい。ストッパ７０の上端部は平坦な形状ではなく、第２の面１２の加工パターンの削られた位置、又は凸凹形状の凹位置と接触する部分が突出するように、凹凸の形状に形成されてよい。この場合、柱状部材４１を高くする必要がないため、ミラー部１０の安定性を高め得る。 In addition, when the second surface 12 of the mirror section 10 is not flat and has the processed pattern and uneven shape shown in FIGS. It may be provided to contact the skived portion of surface 12 . The upper end portion of the stopper 70 is not flat, but may be formed in an uneven shape so that the portion that contacts the cut position of the processing pattern of the second surface 12 or the recessed position of the uneven shape protrudes. . In this case, since it is not necessary to increase the height of the columnar member 41, the stability of the mirror section 10 can be enhanced.

図７は、封止部材６１について説明するための図である。上記のように、パッケージ６０は、例えばガラスなどで構成される封止部材６１によって封止されてよい。封止されることによって、ミラー部１０、駆動部３０及び保持部４０などが、湿度及び温度などの外部環境の変化に影響されることを防ぐことができる。ここで、封止部材６１は、図７に示すように、ミラー部１０を挟んでストッパ７０と反対側に設けられ、ミラー部１０の揺動を制限するように設けられてよい。例えば、反射ミラーの端部が通常動作での最大振れ角で到達する位置と同じ高さに、封止部材６１が設けられてよい。ミラー部１０が最大振れ角を超えて揺動するような場合に、ストッパ７０によって揺動が制限されるとともに、封止部材６１によっても揺動が制限される。そのため、より確実に、反射ミラーが変形及び破損するような状況を回避でき、ミラーアクチュエータ１の動作の信頼性をさらに高めることができる。 FIG. 7 is a diagram for explaining the sealing member 61. FIG. As described above, the package 60 may be sealed with a sealing member 61 made of glass, for example. By being sealed, the mirror section 10, the driving section 30, the holding section 40, and the like can be prevented from being affected by changes in the external environment such as humidity and temperature. Here, as shown in FIG. 7 , the sealing member 61 may be provided on the opposite side of the stopper 70 with the mirror section 10 interposed therebetween so as to restrict the swinging movement of the mirror section 10 . For example, the sealing member 61 may be provided at the same height as the position reached by the end of the reflecting mirror at the maximum deflection angle in normal operation. When the mirror unit 10 swings over the maximum deflection angle, the stopper 70 limits the swinging motion, and the sealing member 61 also limits the swinging motion. Therefore, it is possible to more reliably avoid situations in which the reflecting mirror is deformed and damaged, and the reliability of the operation of the mirror actuator 1 can be further enhanced.

また、上記の実施形態において、ストッパ７０は、ストッパ７０の上端部が第２の面１２の縁部に接触するような位置に配置される。ここで、ストッパ７０は、図７に示すように、ストッパ７０の上端部が第２の面１２のより中心ｃに近い部分で接触するように配置されてよい。 Also, in the above embodiment, the stopper 70 is positioned such that the upper end of the stopper 70 contacts the edge of the second surface 12 . Here, the stopper 70 may be arranged so that the upper end portion of the stopper 70 contacts a portion of the second surface 12 closer to the center c, as shown in FIG.

また、ストッパ７０は、板状の部分を組み合わせて構成されなくてよい。例えば、ストッパ７０は、分離された複数の部分で構成されてよい。分離された複数の部分は、それぞれが例えば円柱又は角柱などの柱形状であってよい。また、ストッパ７０は、第１の部分７１と第２の部分７２とで構成されるが、これらが連続していなくてよい。つまり、第１の部分７１と第２の部分７２との間に隙間があってよい。また、ストッパ７０は、第１の部分７１だけで構成されてよい。ストッパ７０の上端部は、揺動するミラー部１０との接触時に第２の面１２と面接触できるよう、柱状部材４１から離れる方向に下って傾斜した形状であってよい。ストッパ７０の上端部は、接触時に第２の面１２を破損することが無いよう、丸みを持った半円柱状がストッパ７０の上端部に形成されていてよい。 Moreover, the stopper 70 does not have to be configured by combining plate-like portions. For example, the stopper 70 may consist of separate parts. Each of the plurality of separated portions may have a columnar shape such as a cylinder or prism. Also, the stopper 70 is composed of the first portion 71 and the second portion 72, but these may not be continuous. That is, there may be a gap between the first portion 71 and the second portion 72 . Also, the stopper 70 may be composed only of the first portion 71 . The upper end portion of the stopper 70 may have a shape that slopes downward in the direction away from the columnar member 41 so as to come into surface contact with the second surface 12 when it comes into contact with the swinging mirror portion 10 . The upper end portion of the stopper 70 may be formed in a rounded semi-cylindrical shape so as not to damage the second surface 12 upon contact.

１ ミラーアクチュエータ
１０ ミラー部
１１ 第１の面
１２ 第２の面
２０ リブ部
３０ 駆動部
４０ 保持部
４１ 柱状部材
４２ 第１保持部
４３ トーションバー
４４ 第２保持部
５０ 基板
６０ パッケージ
６１ 封止部材
７０ ストッパ
７１ 第１の部分
７２ 第２の部分 Reference Signs List 1 mirror actuator 10 mirror section 11 first surface 12 second surface 20 rib section 30 driving section 40 holding section 41 columnar member 42 first holding section 43 torsion bar 44 second holding section 50 substrate 60 package 61 sealing member 70 stopper 71 first part 72 second part

Claims (12)

電磁波を反射するミラー部と、
前記ミラー部に接続されている柱状部材を介して、前記ミラー部を揺動可能に保持する第１保持部と、
前記第１保持部をトーションバーを介して保持する第２保持部と、
前記第２保持部の上に設けられ、前記ミラー部の揺動を制限するストッパと、を備える、ミラーアクチュエータ。 a mirror portion that reflects electromagnetic waves;
a first holding portion that swingably holds the mirror portion via a columnar member connected to the mirror portion;
a second holding portion that holds the first holding portion via a torsion bar;
A mirror actuator, comprising: a stopper provided on the second holding portion for limiting swinging of the mirror portion. 共振周波数で駆動電圧を変化させることによって、前記ミラー部を第１軸を回転軸として揺動させる駆動部を、備え、
前記ストッパは、前記第１軸と平行に設けられた板状の第１の部分を含む、請求項１に記載のミラーアクチュエータ。 a drive unit that swings the mirror unit about a first axis by changing a drive voltage at a resonance frequency,
2. The mirror actuator according to claim 1, wherein said stopper includes a plate-like first portion provided parallel to said first axis. 前記駆動部は、前記第２保持部を前記第１軸と直交する第２軸を回転軸として揺動させ、
前記ストッパは、前記第２軸と平行に設けられた板状の第２の部分を含む、請求項２に記載のミラーアクチュエータ。 The drive unit swings the second holding unit about a second axis orthogonal to the first axis as a rotation axis,
3. The mirror actuator according to claim 2, wherein said stopper includes a plate-shaped second portion provided parallel to said second axis. 前記第２保持部は枠状の形状を有し、
前記ストッパは、前記第２保持部の外形に沿って前記第１の部分と前記第２の部分とが連続して構成される、請求項３に記載のミラーアクチュエータ。 The second holding part has a frame-like shape,
4. The mirror actuator according to claim 3, wherein said stopper has said first portion and said second portion continuously formed along the outline of said second holding portion. 前記ストッパの上端部は、傾斜が形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 5. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper end of said stopper is inclined. 前記ストッパの上端部は、半円柱状に形成されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 5. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper end portion of said stopper is formed in a semi-cylindrical shape. 前記ストッパは、前記柱状部材を挟んで対向する分離された複数の部分で構成される、請求項１に記載のミラーアクチュエータ。 2. A mirror actuator according to claim 1, wherein said stopper is composed of a plurality of separated parts facing each other with said columnar member interposed therebetween. 前記ミラー部は、電磁波を反射する第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを有し、前記第２の面が壁状の部材と当該壁状の部材で囲まれた穴状部からなる加工パターンを有し、
前記ストッパは、前記壁状の部材と接触するように設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 The mirror section has a first surface that reflects electromagnetic waves and a second surface opposite to the first surface, and the second surface is surrounded by a wall-shaped member and the wall-shaped member. has a processing pattern consisting of a hole-shaped portion that is cut,
8. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 7, wherein said stopper is provided so as to come into contact with said wall-shaped member. 前記ストッパが接触する前記壁状の部材は、前記ストッパが接触しない前記壁状の部材よりも厚く形成されている、請求項８に記載のミラーアクチュエータ。 9. The mirror actuator according to claim 8, wherein said wall-shaped member with which said stopper contacts is thicker than said wall-shaped member with which said stopper does not contact. 前記ミラー部は、電磁波を反射する第１の面と前記第１の面と反対側の第２の面とを有し、前記第２の面が壁状の部材と当該壁状の部材で囲まれた穴状部からなる加工パターンを有し、
前記ストッパは、前記穴状部において前記第２の面と接触するように凹凸が設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 The mirror section has a first surface that reflects electromagnetic waves and a second surface opposite to the first surface, and the second surface is surrounded by a wall-shaped member and the wall-shaped member. has a processing pattern consisting of a hole-shaped portion that is cut,
8. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 7, wherein said stopper is provided with unevenness so as to come into contact with said second surface in said hole-shaped portion. 前記ミラー部を挟んで前記ストッパと反対側に設けられ、前記ミラー部の揺動を制限する封止部材と、を備える、請求項１から１０のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 11. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 10, further comprising a sealing member that is provided on the opposite side of the stopper with the mirror section interposed therebetween and that restricts swinging of the mirror section. 前記ストッパの高さは、前記柱状部材の高さよりも低い、請求項１から１１のいずれか一項に記載のミラーアクチュエータ。 12. The mirror actuator according to any one of claims 1 to 11, wherein the height of said stopper is lower than the height of said columnar member.
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