JP5053194B2 - Movable structure and optical scanning mirror using the same - Google Patents

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Description

本発明は、ヒンジに軸支され、フレーム部との間に設けられた櫛歯電極により駆動されて揺動する可動板を有する可動構造体とそれを用いた光走査ミラーに関する。   The present invention relates to a movable structure having a movable plate that is pivotally supported by a hinge and is driven by a comb-shaped electrode provided between a hinge and a frame, and an optical scanning mirror using the movable structure.

従来より、例えばバーコードリーダやプロジェクタ等の光学機器として、ミラー面が設けられた可動板を揺動させて、そのミラー面に入射した光ビーム等をスキャンする光走査ミラーを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。光走査ミラーとしては、例えば、マイクロマシニング技術を用いて成形される可動構造体を有する小型のものが知られている。このような可動構造体は、光走査ミラーとして用いられるときにミラー面が形成される可動板と、可動板を支持する固定フレームとを有している。可動板と固定フレームとは互いにヒンジにより連結されている。可動板は、可動板に駆動力が加えられることにより、ヒンジを捻りながら固定フレームに対し回動し、ヒンジを軸として揺動する。駆動力としては、例えば、可動板と固定フレームとの間に形成された互いに噛み合う一対の櫛歯電極に電圧が印加されて発生する静電力が用いられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical devices such as barcode readers and projectors that use an optical scanning mirror that swings a movable plate provided with a mirror surface and scans a light beam incident on the mirror surface are known. (For example, refer to Patent Document 1). As a light scanning mirror, for example, a small one having a movable structure formed by using a micromachining technique is known. Such a movable structure has a movable plate on which a mirror surface is formed when used as an optical scanning mirror, and a fixed frame that supports the movable plate. The movable plate and the fixed frame are connected to each other by a hinge. When a driving force is applied to the movable plate, the movable plate rotates with respect to the fixed frame while twisting the hinge, and swings about the hinge. As the driving force, for example, an electrostatic force generated by applying a voltage to a pair of interdigitated electrodes formed between the movable plate and the fixed frame is used.

ところで、このような光走査ミラーに用いられる櫛歯電極は、大きな静電力を発生させるために、極めて細く形成された多くの櫛歯で構成されている。光走査ミラーに外部から振動や衝撃等が加わり、可動板の側方への変位量が大きくなると、可動板に設けられている櫛歯が固定フレーム等に接触したり、固定フレームに設けられている櫛歯が可動板等に接触したりする。各櫛歯は、細く脆弱であるため、このように固定フレームや可動板等に接触すると、破損するおそれがある。
特開２００４−１３０９９号公報 By the way, the comb electrode used in such an optical scanning mirror is composed of a large number of comb teeth formed to be extremely thin in order to generate a large electrostatic force. When vibration or impact is applied to the optical scanning mirror from the outside and the amount of displacement to the side of the movable plate increases, the comb teeth provided on the movable plate come into contact with the fixed frame or the like. The comb teeth are in contact with the movable plate. Since each comb tooth is thin and fragile, contact with the fixed frame, the movable plate, or the like in this way may cause damage.
JP 2004-13099 A

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、容易に製造可能であり、且つ、外部から衝撃が加わっても櫛歯電極が破損しにくく、高い耐衝撃性を有する可動構造体及びそれを用いた光走査ミラーを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and can be easily manufactured, and even when an external impact is applied, the comb electrode is not easily damaged and has a high impact resistance. An object is to provide an optical scanning mirror using the same.

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、可動板と、それぞれ前記可動板に一端部が接続され前記可動板の１つの揺動軸を構成する一対のヒンジと、前記可動板の周囲に配置され、前記一対のヒンジのそれぞれの他端部が接続されており、前記ヒンジを支持するフレーム部と、前記可動板の一部及びそれと対向する前記フレーム部の一部に互いに噛み合うように形成され前記可動板を前記フレーム部に対し揺動させる櫛歯電極とを備えた可動構造体において、前記可動板が変位するときに、前記櫛歯電極を除く可動構造体の他の部位と接触し、前記可動板の上面に平行な方向への該可動板の変位量を制限するように配置されたストッパ部をさらに備え、前記ストッパ部は、前記可動板が側方へ変位するときに当該ストッパ部に接触する可動構造体の他の部位と同電位になるように構成されているものである。 In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is directed to a movable plate, a pair of hinges each having one end connected to the movable plate and constituting one swing shaft of the movable plate, and a periphery of the movable plate. And the other end of each of the pair of hinges is connected so that the frame part supporting the hinges, a part of the movable plate and a part of the frame part opposed to the frame part engage with each other. In a movable structure including a comb-shaped electrode that is formed and swings the movable plate with respect to the frame portion , when the movable plate is displaced, it contacts other parts of the movable structure excluding the comb-shaped electrode And a stopper portion disposed so as to limit the amount of displacement of the movable plate in a direction parallel to the upper surface of the movable plate, and the stopper portion is arranged when the movable plate is displaced laterally. Possible to contact the stopper Are those configured such that the other parts the same potential of the structure.

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ストッパ部は、前記可動板又はフレーム部に一体に形成されているものである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the stopper portion is formed integrally with the movable plate or the frame portion.

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記ストッパ部の角部には、Ｒ面取り形状の面取部が形成されているものである。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, an R chamfered chamfered portion is formed at a corner of the stopper portion.

請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項の発明において、前記ストッパ部の少なくとも一部には、当該ストッパ部に接触したものとの間でスティッキングが発生しないように、スティッキング防止膜又は突起部が形成されているものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, at least a part of the stopper portion is prevented from sticking to a portion in contact with the stopper portion. A sticking prevention film or a protrusion is formed .

請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の可動構造体を有し、前記可動板の上面に、入射した光を反射するミラー面を設けたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, the movable structure according to any one of the first to fourth aspects is provided, and a mirror surface that reflects incident light is provided on the upper surface of the movable plate. .

請求項１の発明によれば、例えば外部からの衝撃が可動構造体に加わって可動板が側方に変位しても、ストッパ部が他の部位に接触することより可動板の側方への変位量が制限される。従って、櫛歯電極の櫛歯が、可動板やフレーム部などに接触することがなくなるので、櫛歯電極の破損が防止され、可動構造体の耐衝撃性を向上させることができる。ストッパ部を櫛歯電極の近傍に設けるだけで耐衝撃性を向上させることができるので、比較的容易に可動構造体を製造可能である。   According to the first aspect of the present invention, for example, even when an impact from the outside is applied to the movable structure and the movable plate is displaced laterally, the stopper portion comes into contact with the other part to move the movable plate to the side. The amount of displacement is limited. Therefore, since the comb teeth of the comb-tooth electrode do not come into contact with the movable plate, the frame portion, etc., the comb-tooth electrode is prevented from being damaged, and the impact resistance of the movable structure can be improved. Since the impact resistance can be improved simply by providing the stopper portion in the vicinity of the comb electrode, the movable structure can be manufactured relatively easily.

請求項２の発明によれば、可動板又はフレーム部を構成する部材を加工して、可動板又はフレーム部を形成する際にストッパ部を容易に形成することができるので、可動構造体をより容易に製造可能である。   According to the second aspect of the present invention, the member constituting the movable plate or the frame portion is processed, and the stopper portion can be easily formed when the movable plate or the frame portion is formed. It can be easily manufactured.

請求項３の発明によれば、可動板の変位時に可動構造体の他の部位に接触するストッパ部の部位に尖り形状が無くなるので、ストッパ部とストッパ部に接触する部位とが接触したときにこれらの部位に応力が集中しにくくなる。従って、ストッパ部や可動構造体のストッパ部に接触する部位の破損を防止することができる。   According to the invention of claim 3, since the pointed shape disappears in the portion of the stopper portion that contacts the other portion of the movable structure when the movable plate is displaced, the stopper portion and the portion that contacts the stopper portion come into contact with each other It becomes difficult for stress to concentrate on these parts. Accordingly, it is possible to prevent damage to a portion that contacts the stopper portion or the stopper portion of the movable structure.

請求項４の発明によれば、可動板が側方へ変位してストッパ部が可動構造体の他の部位に接触しても、静電引力によるスティッキングが発生し可動板が揺動不能になることを防止することができる。   According to the fourth aspect of the present invention, even if the movable plate is displaced laterally and the stopper portion comes into contact with another part of the movable structure, sticking due to electrostatic attraction occurs and the movable plate cannot be swung. This can be prevented.

請求項５の発明によれば、可動板が側方へ変位してストッパ部が可動構造体の他の部位に接触しても、スティッキング防止膜又は突起部によりスティッキングの発生が防止されるので、可動板が揺動不能になることを防止することができる。   According to the invention of claim 5, even if the movable plate is displaced to the side and the stopper portion comes into contact with another part of the movable structure, the occurrence of sticking is prevented by the sticking prevention film or the protrusion, It is possible to prevent the movable plate from becoming unable to swing.

請求項６の発明によれば、光走査ミラーの耐衝撃性を向上させ、且つ、光走査ミラーを容易に製造可能にすることができる。   According to invention of Claim 6, the impact resistance of an optical scanning mirror can be improved, and an optical scanning mirror can be manufactured easily.

以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１、図２、及び図３は、本実施形態に係る光走査ミラー（可動構造体）の一例を示す。光走査ミラー１は、例えば、バーコードリーダ、外部のスクリーン等に画像を投影するプロジェクタ装置、又は光スイッチ等の光学機器に搭載される小型のものであり、外部の光源等（図示せず）から入射する光ビーム等をスキャンする機能を有している。   Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1, 2, and 3 show an example of an optical scanning mirror (movable structure) according to the present embodiment. The optical scanning mirror 1 is a small one mounted on an optical device such as a barcode reader, an external screen or the like, or an optical device such as an optical switch, and an external light source (not shown). Has a function of scanning a light beam or the like incident from.

先ず、光走査ミラー１の構成について以下に説明する。光走査ミラー１は、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板２００をいわゆるマイクロマシニング技術等を用いて加工することにより作製されたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）素子である。図１に示すように、ＳＯＩ基板２００は、例えば、導電性を有する第１シリコン層（活性層）２００ａと第２シリコン層（基板層）２００ｂとをシリコンの酸化膜（ＢＯＸ（Buried OXide）層）２２０を介して接合して成る、３層構成の基板である。酸化膜２２０は絶縁性を有しているので、第１シリコン層２００ａと第２シリコン層２００ｂとは互いに絶縁されている。第１シリコン層２００ａの厚みは、例えば３０μｍ程度であり、第２シリコン層２００ｂの厚みは、例えば４００μｍ程度である。図２に示すように、光走査ミラー１は、例えば、上面視で一辺が数ｍｍ程度の略正方形又は略矩形である直方体状の素子である。   First, the configuration of the optical scanning mirror 1 will be described below. The optical scanning mirror 1 is a MEMS (Micro Electro Mechanical System) element manufactured by processing an SOI (Silicon on Insulator) substrate 200 using a so-called micromachining technique or the like. As shown in FIG. 1, an SOI substrate 200 includes, for example, a conductive first silicon layer (active layer) 200a and a second silicon layer (substrate layer) 200b formed of a silicon oxide film (BOX (Buried OXide) layer). 3) a substrate having a three-layer structure. Since the oxide film 220 has an insulating property, the first silicon layer 200a and the second silicon layer 200b are insulated from each other. The thickness of the first silicon layer 200a is, for example, about 30 μm, and the thickness of the second silicon layer 200b is, for example, about 400 μm. As shown in FIG. 2, the optical scanning mirror 1 is, for example, a rectangular parallelepiped element having a substantially square or rectangular shape with a side of about several millimeters when viewed from above.

光走査ミラー１は、上面視で略矩形形状であり上面にミラー面１０が形成された可動板２と、可動板２の両側部に一端部がそれぞれ接続され、可動板２の１つの揺動軸を構成する一対のヒンジ３と、可動板２の周囲を囲むように配され各ヒンジ３の他端部を支持する固定フレーム（フレーム部）４と、可動板２の一部の電極２ａ及び固定フレーム４の一部の電極４ａを有する櫛歯電極５と、可動板２に形成されたストッパ部６を備えている。図３に示すように、可動板２の下方には空隙が設けられており、可動板２は、一対のヒンジ３をねじりながら、そのヒンジ３を揺動軸として固定フレーム４に対して揺動可能に、そのヒンジ３を介して支持されている。一対のヒンジ３は、それらが成す軸が、上面視で可動板２の重心位置を通過するように形成されている。ヒンジ３の幅寸法は、例えば、数マイクロメートル乃至数十マイクロメートル程度である。固定フレーム４の上面には、例えば金属膜である電圧印加部１０ａ，１０ｂが形成されている。なお、可動板２やミラー面１０等の形状は、矩形に限られず、円形等、他の形状であってもよい。光走査ミラー１は、例えば、ガラス基板１１０などが固定フレーム４の下面に接合され、回路基板Ｂ等に実装される。   The optical scanning mirror 1 has a substantially rectangular shape when viewed from above, and a movable plate 2 having a mirror surface 10 formed on the upper surface, and one end of each of the movable plate 2 is connected to both sides of the movable plate 2. A pair of hinges 3 constituting the shaft, a fixed frame (frame part) 4 that surrounds the periphery of the movable plate 2 and supports the other end of each hinge 3, a part of the electrodes 2a of the movable plate 2, A comb electrode 5 having a part of the electrodes 4 a of the fixed frame 4 and a stopper portion 6 formed on the movable plate 2 are provided. As shown in FIG. 3, a gap is provided below the movable plate 2, and the movable plate 2 swings with respect to the fixed frame 4 using the hinges 3 as swinging shafts while twisting the pair of hinges 3. It is supported via the hinge 3 as possible. The pair of hinges 3 are formed such that the axes formed by them pass through the center of gravity of the movable plate 2 when viewed from above. The width of the hinge 3 is, for example, about several micrometers to several tens of micrometers. On the upper surface of the fixed frame 4, voltage application portions 10a and 10b made of, for example, a metal film are formed. The shapes of the movable plate 2 and the mirror surface 10 are not limited to rectangles, but may be other shapes such as a circle. For example, the optical scanning mirror 1 is mounted on the circuit board B or the like by bonding a glass substrate 110 or the like to the lower surface of the fixed frame 4.

図３に示すように、可動板２及びヒンジ３は、第１シリコン層２００ａに形成されている。ミラー面１０は、例えばアルミニウム製の薄膜であり、可動板２の上面に外部から入射する光ビームを反射可能に形成されている。可動板２は、可動板２に対し垂直でヒンジ３を通る平面に対し略対称形状に形成されており、ヒンジ３回りにスムーズに揺動するように構成されている。   As shown in FIG. 3, the movable plate 2 and the hinge 3 are formed in the first silicon layer 200a. The mirror surface 10 is a thin film made of aluminum, for example, and is formed on the upper surface of the movable plate 2 so as to be able to reflect a light beam incident from the outside. The movable plate 2 is formed in a substantially symmetric shape with respect to a plane perpendicular to the movable plate 2 and passing through the hinge 3, and is configured to swing smoothly around the hinge 3.

固定フレーム４は、第１シリコン層２００ａ、酸化膜２２０、及び第２シリコン層２００ｂにより構成されている。本実施形態において、固定フレーム４には、例えば、第１シリコン層２００ａを互いに絶縁された３つの部位に分割するように、トレンチ１０１が形成されている。トレンチ１０１は、第１シリコン層２００ａに、第１シリコン層２００ａの上端から下端まで連通し酸化膜２２０に到達するように溝形状に形成された空隙である。トレンチ１０１は第１シリコン層２００ａにのみ形成されているので、固定フレーム４全体は一体に構成されている。トレンチ１０１は、固定フレーム４のうち、一対のヒンジ３とそれぞれ接続される２つの支持部４ｂが他の部位から絶縁されるように、２つの櫛歯電極５それぞれの側部に、計４箇所に形成されている。２つの支持部４ｂは、可動板２のうち、後述するように電極２ａが形成されている部位を除く周縁部に対向する部位に位置するように形成されている。   The fixed frame 4 includes a first silicon layer 200a, an oxide film 220, and a second silicon layer 200b. In the present embodiment, a trench 101 is formed in the fixed frame 4 so as to divide the first silicon layer 200a into three portions insulated from each other, for example. The trench 101 is a void formed in a groove shape so as to communicate with the first silicon layer 200a from the upper end to the lower end of the first silicon layer 200a and reach the oxide film 220. Since the trench 101 is formed only in the first silicon layer 200a, the entire fixed frame 4 is integrally formed. The trench 101 has a total of four locations on each side of the two comb electrodes 5 so that the two support portions 4b connected to the pair of hinges 3 in the fixed frame 4 are insulated from other portions. Is formed. The two support parts 4b are formed so that it may be located in the part which opposes the peripheral part except the site | part in which the electrode 2a is formed among the movable plates 2 so that it may mention later.

このようにトレンチ１０１が形成されていることにより、固定フレーム４は、一対のヒンジ３それぞれに接続され可動板２と同電位となり、上面に電圧印加部１０ａが形成された２つの支持部４ｂと、上面にそれぞれ電圧印加部１０ｂが形成され電極４ａを有する２つの部位とに分割されている。トレンチ１０１は、第１シリコン層２００ａを分離しているので、これらの部位は、互いに絶縁されている。すなわち、図２にそれぞれの部位に模様を付して示すように、可動板２、ヒンジ３、及び固定フレーム４は、互いに絶縁された３つの部位で構成されている。   Since the trench 101 is formed in this way, the fixed frame 4 is connected to each of the pair of hinges 3 and has the same potential as the movable plate 2, and two support portions 4 b each having a voltage application portion 10 a formed on the upper surface thereof. The voltage application part 10b is formed on the upper surface and divided into two parts having the electrode 4a. Since the trench 101 separates the first silicon layer 200a, these portions are insulated from each other. That is, as shown in FIG. 2 with each part having a pattern, the movable plate 2, the hinge 3, and the fixed frame 4 are composed of three parts insulated from each other.

櫛歯電極５の電極２ａは、可動板２のうちヒンジ３が接続されていない自由端側の側縁部に形成されており、電極４ａは、固定フレーム４のうち当該可動板２の側縁部に対向する部分に形成されている。電極２ａ及び電極４ａは、それぞれ、複数の櫛歯を有している。電極２ａ及び電極４ａの各櫛歯は、櫛歯電極５を設けるための限られたスペースにできるだけ多く配置することができるように薄く形成されている。電極２ａ及び電極４ａは、互いに櫛歯が噛み合うように形成されている。電極２ａ，４ａ間の隙間は、例えば、２μｍ乃至５μｍ程度である。   The electrode 2 a of the comb electrode 5 is formed on the side edge of the movable plate 2 on the free end side to which the hinge 3 is not connected, and the electrode 4 a is the side edge of the movable plate 2 of the fixed frame 4. It is formed in the part facing the part. Each of the electrode 2a and the electrode 4a has a plurality of comb teeth. The comb teeth of the electrode 2a and the electrode 4a are formed so as to be as thin as possible in a limited space for providing the comb electrode 5. The electrode 2a and the electrode 4a are formed so that the comb teeth mesh with each other. The gap between the electrodes 2a and 4a is, for example, about 2 μm to 5 μm.

ストッパ部６は、可動板２の側方、すなわちヒンジ３で構成される揺動軸に略垂直でＳＯＩ基板２００の上面に略平行な方向への変位量を制限するために設けられている。図２に示すように、ストッパ部６は、第１シリコン層２００ａに可動板２と一体に形成されている。本実施形態において、ストッパ部６は、櫛歯電極５の配列方向よりも外側に位置する可動板２の四隅から、可動板２の当該部位に対向する固定フレーム４に向けて突設されている。ストッパ部６は、その固定フレーム４に近い先端部が、固定フレーム４の支持部４ｂに近接するように形成されている。ストッパ部６は、光走査ミラー１に外部から衝撃等が加わっていない平常時において、可動板２の揺動を妨げないように形成されている。ストッパ部６は、固定フレーム４のうち支持部４ｂに向けて突設されており、可動板２、ヒンジ３、及びストッパ部６は互いに同電位となるように構成されている。   The stopper portion 6 is provided in order to limit the amount of displacement in the direction substantially parallel to the upper surface of the SOI substrate 200 on the side of the movable plate 2, that is, substantially perpendicular to the swing axis formed by the hinge 3. As shown in FIG. 2, the stopper portion 6 is formed integrally with the movable plate 2 in the first silicon layer 200a. In the present embodiment, the stopper portion 6 protrudes from the four corners of the movable plate 2 located outside the arrangement direction of the comb-tooth electrodes 5 toward the fixed frame 4 facing the portion of the movable plate 2. . The stopper portion 6 is formed such that the tip portion close to the fixed frame 4 is close to the support portion 4 b of the fixed frame 4. The stopper portion 6 is formed so as not to hinder the swinging of the movable plate 2 in normal times when no external impact is applied to the optical scanning mirror 1. The stopper portion 6 projects from the fixed frame 4 toward the support portion 4b, and the movable plate 2, the hinge 3, and the stopper portion 6 are configured to have the same potential.

図２に示すように、ストッパ部６の先端部近傍部位の角部には、Ｒ面取り形状に形成された面取部６ａが設けられている。ストッパ部６は、電極２ａと固定フレーム４との間の隙間や、電極４ａと可動板２との間の隙間よりも、ストッパ部６と支持部４ｂとの間の隙間のほうが狭くなるように形成されている。なお、ストッパ部６のうち、可動板２に面する部位には、スティッキング防止膜（図示せず）が形成されている。スティッキング防止膜は、例えば、ＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜や、ＳＡＭ（Self-assembled Monolayer）を、ストッパ部６の可動板２に面する部位に形成させることにより設けられる。   As shown in FIG. 2, a chamfered portion 6 a formed in an R chamfered shape is provided at a corner near the tip of the stopper portion 6. The stopper portion 6 is configured such that the gap between the stopper portion 6 and the support portion 4b is narrower than the gap between the electrode 2a and the fixed frame 4 or the gap between the electrode 4a and the movable plate 2. Is formed. In the stopper portion 6, a sticking prevention film (not shown) is formed at a portion facing the movable plate 2. The anti-sticking film is provided, for example, by forming a DLC (Diamond Like Carbon) film or a SAM (Self-assembled Monolayer) on a portion of the stopper portion 6 facing the movable plate 2.

次に、上記のように構成された光走査ミラー１の動作について説明する。光走査ミラー１の可動板２は、櫛歯電極５が所定の駆動周波数で駆動力を発生することにより駆動される。櫛歯電極５は、例えば、支持部４ｂに配された電圧印加部１０ａがグランド電位に接続され、可動板２の電極２ａが基準電位である状態で、電極４ａと同電位となる電圧印加部１０ｂの電位を周期的に変化させて、電極２ａ，４ａ間に所定の駆動周波数の電圧を印加することにより駆動される。櫛歯電極５のうち２つの電極４ａの電位が、同時に所定の駆動電位（例えば、数十ボルト）まで変化することにより、可動板２の両端部に設けられた２つの電極２ａが、それぞれと対向する電極４ａに、静電気力により同時に引き寄せられる。この光走査ミラー１において、櫛歯電極５には、例えば矩形波形状のパルス電圧が印加され、櫛歯電極５による駆動力が周期的に発生するように構成されている。   Next, the operation of the optical scanning mirror 1 configured as described above will be described. The movable plate 2 of the optical scanning mirror 1 is driven when the comb electrode 5 generates a driving force at a predetermined driving frequency. The comb-tooth electrode 5 is, for example, a voltage application unit that has the same potential as the electrode 4a when the voltage application unit 10a disposed on the support unit 4b is connected to the ground potential and the electrode 2a of the movable plate 2 is at the reference potential. It is driven by periodically changing the potential of 10b and applying a voltage of a predetermined drive frequency between the electrodes 2a and 4a. When the potentials of the two electrodes 4a of the comb-teeth electrodes 5 are simultaneously changed to a predetermined driving potential (for example, several tens of volts), the two electrodes 2a provided at both ends of the movable plate 2 are respectively Simultaneously attracted to the opposing electrode 4a by electrostatic force. In the optical scanning mirror 1, for example, a pulse voltage having a rectangular wave shape is applied to the comb-teeth electrode 5, and the driving force by the comb-teeth electrode 5 is periodically generated.

本実施形態において、光走査ミラー１は、例えば静電力を駆動力として可動板２を揺動させるように構成されている。電極２ａ，４ａの間に周期的に電圧が印加されると、両電極２ａ，４ａ間に互いに引き合う方向に作用する静電引力が発生し、この静電引力が可動板２の自由端部に、可動板２の上面に対し略垂直方向に作用する。すなわち、電圧印加部１０ａ，１０ｂの電位を変更して外部から櫛歯電極５に駆動電圧が印加されると、静電力により、ヒンジ３まわりのトルクが可動板２に発生する。   In the present embodiment, the optical scanning mirror 1 is configured to swing the movable plate 2 using, for example, an electrostatic force as a driving force. When a voltage is periodically applied between the electrodes 2a and 4a, an electrostatic attractive force acting in a direction attracting each other is generated between the electrodes 2a and 4a, and this electrostatic attractive force is generated at the free end of the movable plate 2. It acts in a substantially vertical direction with respect to the upper surface of the movable plate 2. That is, when the driving voltage is applied to the comb-tooth electrode 5 from the outside by changing the potentials of the voltage applying units 10a and 10b, torque around the hinge 3 is generated in the movable plate 2 by electrostatic force.

このような光走査ミラー１において、一般に多くの場合、その成型時に内部応力等が生じることにより、静止状態でも可動板２が水平姿勢ではなく、きわめて僅かであるが傾いている。そのため、静止状態からであっても、櫛歯電極５が駆動されると、可動板２にそれに略垂直な方向の駆動力が加わり、可動板２がヒンジ３を回転軸として回動する。そして、櫛歯電極５の駆動力を、可動板２が電極２ａ，４ａが完全に重なりあうような姿勢となったときに解除すると、可動板２は、その慣性力により、ヒンジ３を捻りながら回動を継続する。そして、可動板２の回動方向への慣性力と、ヒンジ３の復元力とが等しくなると、可動板２のその方向への回動が止まる。このとき、櫛歯電極５が再び駆動され、可動板２は、ヒンジ３の復元力と櫛歯電極５の駆動力により、それまでとは逆の方向への回動を開始する。可動板２は、このような櫛歯電極５の駆動力とヒンジ３の復元力による回動を繰り返して揺動する。櫛歯電極５は、可動板２とヒンジ３により構成される振動系の共振周波数の略２倍の周波数の電圧が印加されて駆動され、可動板２が共振現象を伴って駆動され、その揺動角が大きくなるように構成されている。なお、櫛歯電極５の電圧の印加態様や駆動周波数は、上述に限られるものではなく、例えば、駆動電圧が正弦波形で印加されるように構成されていても、また、電極２ａ，４ａの電位が互いに逆位相で変化するように構成されていてもよい。   In such an optical scanning mirror 1, generally, in many cases, an internal stress or the like is generated at the time of molding, so that the movable plate 2 is not in a horizontal posture but is tilted slightly, even in a stationary state. For this reason, even when the comb-tooth electrode 5 is driven even when in a stationary state, a driving force in a direction substantially perpendicular thereto is applied to the movable plate 2 and the movable plate 2 rotates about the hinge 3 as a rotation axis. Then, when the driving force of the comb-tooth electrode 5 is released when the movable plate 2 is in a posture such that the electrodes 2a and 4a are completely overlapped, the movable plate 2 twists the hinge 3 by its inertial force. Continue to rotate. Then, when the inertial force in the rotating direction of the movable plate 2 and the restoring force of the hinge 3 become equal, the rotation of the movable plate 2 in that direction stops. At this time, the comb-tooth electrode 5 is driven again, and the movable plate 2 starts to rotate in the opposite direction to that due to the restoring force of the hinge 3 and the driving force of the comb-tooth electrode 5. The movable plate 2 oscillates repeatedly by such rotation by the driving force of the comb electrode 5 and the restoring force of the hinge 3. The comb electrode 5 is driven by being applied with a voltage having a frequency approximately twice the resonance frequency of the vibration system constituted by the movable plate 2 and the hinge 3, and the movable plate 2 is driven with a resonance phenomenon, and the oscillation thereof. The moving angle is configured to be large. Note that the voltage application mode and the drive frequency of the comb electrode 5 are not limited to those described above. For example, even if the drive voltage is configured to be applied in a sine waveform, the electrodes 2a and 4a It may be configured such that the potentials change in opposite phases.

ここで、光走査ミラー１は、ストッパ部６が設けられていることにより、ストッパ部６が設けられていない場合と比較して高い耐衝撃性を有している。図４は、ストッパ部６の近傍部位を示す。光走査ミラー１に外部から衝撃等が加わっていない平常時においては、各ストッパ部６とそれらそれぞれに対向する支持部４ｂとの間には空隙がある状態が保たれている。このとき、例えば光走査ミラー１に外部からの振動や衝撃等が加わると、図に示すように、可動板２が、ヒンジ３を変形させながら、平常時よりも側方すなわち揺動軸に略垂直でＳＯＩ基板２００の上面に略平行な方向（図の矢印方向）に向けて変位することがある。可動板２の側方への変位量が大きくなると、ストッパ部６が支持部４ｂの側縁部に接触するので、可動板２のその方向への変位が妨げられ、それ以上変位量が大きくなることがなくなる。ストッパ部６が支持部４ｂの側縁部に接触した状態では、電極２ａの櫛歯は固定フレーム４に接触せず、電極４ａの櫛歯は可動板２に接触しないので、櫛歯電極５が保護される。   Here, since the optical scanning mirror 1 is provided with the stopper portion 6, the optical scanning mirror 1 has high impact resistance compared to the case where the stopper portion 6 is not provided. FIG. 4 shows the vicinity of the stopper portion 6. In a normal state in which no impact or the like is applied to the optical scanning mirror 1 from the outside, a state in which there is a gap between each stopper portion 6 and the support portion 4b facing each of them is maintained. At this time, for example, when an external vibration or impact is applied to the optical scanning mirror 1, the movable plate 2 deforms the hinge 3 while deforming the hinge 3 as shown in FIG. It may be displaced in the direction perpendicular to the upper surface of the SOI substrate 200 (in the direction of the arrow in the figure). When the amount of displacement of the movable plate 2 to the side increases, the stopper portion 6 contacts the side edge of the support portion 4b, so that the displacement of the movable plate 2 in that direction is hindered, and the amount of displacement further increases. Nothing will happen. In the state where the stopper portion 6 is in contact with the side edge portion of the support portion 4b, the comb teeth of the electrode 2a do not contact the fixed frame 4, and the comb teeth of the electrode 4a do not contact the movable plate 2. Protected.

なお、光走査ミラー１は、例えば次のようにして製造される。すなわち、先ず、第１シリコン層２００ａに酸化膜２２０を形成して第２シリコン層２００ｂを貼り合わせてＳＯＩ基板２００を作成する。次に、そのＳＯＩ基板２００のうち第１シリコン層２００ａ側に、フォトリゾグラフィやエッチング等、いわゆるバルクマイクロマシニング技術による加工を施すことにより、可動板２、ヒンジ３、固定フレーム４、櫛歯電極５、ストッパ部６となる形状を形成する（第１工程）。このように、バルクマイクロマシニング技術を用いることにより、光走査ミラー１の各部を微細な形状も含めて容易に形成することができる。その後、例えばスパッタリング等の方法を用いることによって、ＳＯＩ基板２００の第１シリコン層２００ａの上面に金属膜を形成する。この金属膜をパターニングすることにより、可動板２の上面にミラー面１０を形成し、固定フレーム４の上面に電圧印加部１０ａ，１０ｂを形成する。   The optical scanning mirror 1 is manufactured as follows, for example. That is, first, the oxide film 220 is formed on the first silicon layer 200a, and the second silicon layer 200b is bonded to form the SOI substrate 200. Next, the first silicon layer 200a side of the SOI substrate 200 is processed by so-called bulk micromachining technology such as photolithography and etching, so that the movable plate 2, the hinge 3, the fixed frame 4, the comb-tooth electrode 5. Form a shape to be the stopper portion 6 (first step). Thus, by using the bulk micromachining technique, each part of the optical scanning mirror 1 can be easily formed including a fine shape. Thereafter, a metal film is formed on the upper surface of the first silicon layer 200a of the SOI substrate 200 by using a method such as sputtering. By patterning this metal film, the mirror surface 10 is formed on the upper surface of the movable plate 2, and the voltage applying portions 10 a and 10 b are formed on the upper surface of the fixed frame 4.

次に、第２シリコン層２００ｂに、同様にバルクマイクロマシニング技術による加工を施し、固定フレーム４となる形状を形成する（第２工程）。第１シリコン層２００ａ、第２シリコン層２００ｂに加工を行った後、酸化膜２２０のエッチングを行う。例えば、光走査ミラー１の下面側からエッチングを行うことにより、固定フレーム４以外の部位の酸化膜２２０が除去される（第３工程）。これにより、可動板２がヒンジ３を介して固定フレーム４に軸支され、固定フレーム４に対し揺動可能な状態になる。上記第１工程乃至第３工程を経ると、ＳＯＩ基板２００に複数の光走査ミラー１が形成される。第３工程の後、ＳＯＩ基板２００上に形成された複数の光走査ミラー１を個々に切り分ける。この一連の工程により、複数の光走査ミラー１を同時に製造し、光走査ミラー１の製造コストを低減させることが可能である。なお、光走査ミラー１の製造工程はこれに限られるものではなく、例えば、レーザ加工や超音波加工等により成形したり、１つずつ成形してもよい。また、第２シリコン層２００ｂの加工を第１シリコン層２００ａの加工に先立ち行うようにしてもよい。   Next, the second silicon layer 200b is similarly processed by a bulk micromachining technique to form a shape that becomes the fixed frame 4 (second step). After the first silicon layer 200a and the second silicon layer 200b are processed, the oxide film 220 is etched. For example, etching is performed from the lower surface side of the optical scanning mirror 1 to remove the oxide film 220 at portions other than the fixed frame 4 (third step). As a result, the movable plate 2 is pivotally supported by the fixed frame 4 via the hinge 3, and can be swung with respect to the fixed frame 4. Through the first to third steps, a plurality of optical scanning mirrors 1 are formed on the SOI substrate 200. After the third step, the plurality of optical scanning mirrors 1 formed on the SOI substrate 200 are individually cut. By this series of steps, it is possible to simultaneously manufacture a plurality of optical scanning mirrors 1 and reduce the manufacturing cost of the optical scanning mirrors 1. In addition, the manufacturing process of the optical scanning mirror 1 is not restricted to this, For example, you may shape | mold by laser processing, ultrasonic processing, etc., and may shape | mold one by one. Further, the processing of the second silicon layer 200b may be performed prior to the processing of the first silicon layer 200a.

上記説明したように、本実施形態では、ストッパ部６が設けられていることにより、可動板２の変位量が制限され、櫛歯電極５の破損が防止されるので、光走査ミラー１の耐衝撃性を向上させることができる。なお、可動板２は、ヒンジ３に軸支されているため、ヒンジ３で構成される揺動軸の長手方向には変位しにくい。従って、ＳＯＩ基板２００の上面に平行な面内の方向での可動板２の変位量は、このようなストッパ部６を設けることによりほぼ制限することができ、効果的に櫛歯電極５の破損を防止することができる。また、ストッパ部６にはＲ面取り形状の面取部６ａが設けられ、固定フレーム４に接触しうる部位は尖り形状ではないので、ストッパ部６と固定フレーム４との接触部位に応力が集中しにくくなり、ストッパ部６や固定フレーム４の破損を防止することができる。   As described above, in the present embodiment, since the stopper portion 6 is provided, the displacement amount of the movable plate 2 is limited and the comb electrode 5 is prevented from being damaged. Impact properties can be improved. Since the movable plate 2 is pivotally supported by the hinge 3, the movable plate 2 is not easily displaced in the longitudinal direction of the swing shaft constituted by the hinge 3. Therefore, the displacement amount of the movable plate 2 in the direction parallel to the upper surface of the SOI substrate 200 can be substantially limited by providing such a stopper portion 6, and the comb-teeth electrode 5 is effectively damaged. Can be prevented. Further, the stopper portion 6 is provided with an R chamfered chamfered portion 6a, and the portion that can come into contact with the fixed frame 4 is not pointed, so that stress concentrates on the contact portion between the stopper portion 6 and the fixed frame 4. This makes it difficult to prevent the stopper 6 and the fixed frame 4 from being damaged.

また、ストッパ部６と固定フレーム４の支持部４ｂとは、互いに同電位であって、さらに、ストッパ部６のうち支持部４ｂに当接しうる部位にはスティッキング防止膜が配されている。従って、ストッパ部６と支持部４ｂとが接触したとき、静電引力によるスティッキングが発生しにくくなり、可動板２が揺動不能になることをより確実に防止することができる。さらにまた、ストッパ部６は、可動板２と一体に形成することができるので、比較的容易に光走査ミラー１を製造可能である。特に、本実施形態においては、第１シリコン層２００ａを加工して可動板２を形成する工程において同時にストッパ部６を形成するので、ストッパ部６と固定フレーム４との適正な間隔を容易に確保することができ、容易に製造可能である。   Further, the stopper portion 6 and the support portion 4b of the fixed frame 4 have the same potential, and a sticking prevention film is disposed on a portion of the stopper portion 6 that can contact the support portion 4b. Therefore, when the stopper portion 6 and the support portion 4b come into contact with each other, sticking due to electrostatic attraction is less likely to occur, and the movable plate 2 can be more reliably prevented from being unable to swing. Furthermore, since the stopper portion 6 can be formed integrally with the movable plate 2, the optical scanning mirror 1 can be manufactured relatively easily. In particular, in the present embodiment, the stopper portion 6 is formed at the same time in the process of forming the movable plate 2 by processing the first silicon layer 200a, so that an appropriate interval between the stopper portion 6 and the fixed frame 4 can be easily secured. Can be manufactured easily.

なお、第１実施形態において、ストッパ部に突起部を形成することによりスティッキングの発生を防止してもよい。図５は、突起部を有するストッパ部の一例を示す。ストッパ部１６のうち、可動板２が側方に変位したときに固定フレーム４に接触しうる部位には、鋸歯状の突起部１６ａが形成されている。このようにストッパ部１６に突起部１６ａが設けられているので、ストッパ部１６と固定フレーム４とが接触したとき、互いの接触面積が少なくなる。これにより、ストッパ部１６と固定フレーム４との間で静電引力の影響が小さくなるため、スティッキングの発生が防止される。なお、突起部１６ａの形状は鋸歯形状に限られるものではない。突起部１６ａは、ストッパ部１６と固定フレーム４とが接触したときにその接触部位に応力が集中しすぎないような形状に形成されるのが望ましい。また、このようにストッパ部１６に突起部１６ａを設ける場合に、さらに、ストッパ部１６と固定フレーム４とが接触しうる部分にスティッキング防止膜を形成してもよく、これにより、スティッキングの発生をより確実に防止することができる。   In the first embodiment, sticking may be prevented by forming a protrusion on the stopper. FIG. 5 shows an example of a stopper portion having a protrusion. A serrated projection 16a is formed at a portion of the stopper portion 16 that can come into contact with the fixed frame 4 when the movable plate 2 is displaced laterally. Thus, since the protrusion part 16a is provided in the stopper part 16, when the stopper part 16 and the fixed frame 4 contact, a mutual contact area decreases. As a result, the influence of electrostatic attraction between the stopper portion 16 and the fixed frame 4 is reduced, thereby preventing the occurrence of sticking. The shape of the protrusion 16a is not limited to the sawtooth shape. The protrusion 16a is preferably formed in a shape such that when the stopper 16 and the fixed frame 4 are in contact, stress is not concentrated too much on the contact portion. Further, when the protrusion 16a is provided on the stopper portion 16 as described above, a sticking prevention film may be further formed on a portion where the stopper portion 16 and the fixed frame 4 can come into contact with each other. It can prevent more reliably.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、第２実施形態に係る光走査ミラー２１を示す。以下、上述の第１実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、上述の第１実施形態と相違する部分についてのみ説明する。光走査ミラー２１は、円形状の可動板２２と、可動板２２を囲むように形成された固定フレーム２４を有しており、また、可動板２２の自由端部の略中央部にそれぞれ形成された２つのストッパ部２６を有している。固定フレーム２４は、トレンチ１０１が形成されることにより３つの互いに絶縁された部位に分離されているが、第１実施形態とは異なり、ストッパ部２６に対向する固定フレーム４は、ストッパ部２６と同電位となるようにはされていない。固定フレーム２４の支持部２４ｂは、ヒンジ３を支持する部位にのみ配置されており、可動板２２に対向する部位には位置していない。なお、トレンチ１０１のや電圧印加部１０ｂ等の配置を変更し、ストッパ部２６に対向する部位の固定フレーム４がストッパ部２６と同電位となるようにしてもよい。光走査ミラー２１のその他の構成は、第１実施形態の光走査ミラー１と同様である。この光走査ミラー２１も、第１シリコン層２００ａにバルクマイクロマシニング技術による加工を施すことにより可動板２２にストッパ部２６が設けられた形状を形成し、容易に製造することができる。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows an optical scanning mirror 21 according to the second embodiment. Hereinafter, the same components as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and only the portions different from those in the first embodiment will be described. The optical scanning mirror 21 has a circular movable plate 22 and a fixed frame 24 formed so as to surround the movable plate 22, and is formed at substantially the center of the free end of the movable plate 22. Two stopper portions 26 are provided. The fixed frame 24 is separated into three mutually insulated parts by forming the trench 101, but unlike the first embodiment, the fixed frame 4 facing the stopper part 26 is separated from the stopper part 26. It is not made to become the same electric potential. The support portion 24 b of the fixed frame 24 is disposed only at a portion that supports the hinge 3, and is not located at a portion that faces the movable plate 22. Note that the arrangement of the trench 101, the voltage application unit 10b, and the like may be changed so that the fixed frame 4 at a portion facing the stopper unit 26 has the same potential as the stopper unit 26. Other configurations of the optical scanning mirror 21 are the same as those of the optical scanning mirror 1 of the first embodiment. The optical scanning mirror 21 can also be easily manufactured by forming a shape in which the stopper portion 26 is provided on the movable plate 22 by processing the first silicon layer 200a by a bulk micromachining technique.

図に示すように、櫛歯電極５は、可動板２２の自由端略中央部に形成されたストッパ部２６の両側部に、可動板２２の端縁部に沿うように配置されている。換言すると、ストッパ部２６は、櫛歯電極５の側方近傍に配置されている。第１実施形態と同様に、ストッパ部２６は、平常時においては、固定フレーム２４との間の隙間が、櫛歯電極５の電極２ａと固定フレーム２４との間の隙間や、電極４ａと可動板２２との間の隙間よりも若干狭くなるように形成されている。また、ストッパ部２６のうち、固定フレーム２４に当接しうる部位には、スティッキング防止膜が形成されており、その角部には、Ｒ面取形状の面取部２６ａが形成されている。   As shown in the figure, the comb-tooth electrode 5 is disposed on both side portions of the stopper portion 26 formed substantially at the center of the free end of the movable plate 22 so as to be along the edge portion of the movable plate 22. In other words, the stopper portion 26 is disposed in the vicinity of the side of the comb electrode 5. As in the first embodiment, the stopper portion 26 is movable between the fixed frame 24 and the gap between the electrode 2a of the comb-tooth electrode 5 and the fixed frame 24 or the electrode 4a in the normal state. It is formed to be slightly narrower than the gap between the plate 22. Further, an anti-sticking film is formed at a portion of the stopper portion 26 that can come into contact with the fixed frame 24, and an R chamfered chamfered portion 26a is formed at a corner portion thereof.

第２実施形態においても、外部から衝撃や振動等が加わり、可動板２２が側方に変位すると、一方のストッパ部２６が固定フレーム２４に接触し、それ以上可動板２２が変位しない。従って、本実施形態においても、上述の第１実施形態と同様に、櫛歯電極５の破損を防止し、光走査ミラー２１の耐衝撃性を向上させることができる。ストッパ部２６には、スティッキング防止膜が設けられているので、ストッパ部２６が固定フレーム２４に接触したときにスティッキングが発生しにくい。また、ストッパ部２６に面取部２６ａが形成されているので、ストッパ部２６や固定フレーム２４の破損を防止することができる。   Also in the second embodiment, when an impact, vibration, or the like is applied from the outside and the movable plate 22 is displaced laterally, one stopper portion 26 contacts the fixed frame 24, and the movable plate 22 is not displaced further. Therefore, also in this embodiment, similarly to the first embodiment described above, the comb electrode 5 can be prevented from being damaged and the impact resistance of the optical scanning mirror 21 can be improved. Since the stopper portion 26 is provided with a sticking prevention film, sticking hardly occurs when the stopper portion 26 comes into contact with the fixed frame 24. Further, since the chamfered portion 26a is formed in the stopper portion 26, the stopper portion 26 and the fixed frame 24 can be prevented from being damaged.

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、ストッパ部は、可動板と一体に設けられているものに限られず、例えば、櫛歯電極の近傍部位に固定フレームから可動板に向けて突出するように形成された、固定フレームと一体のものであってもよい。この場合であっても、可動板が側方に変位したとき、可動板に当該ストッパ部が当接して可動板の変位量が制限され、櫛歯電極を保護することができる。   In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible suitably in the range which does not change the meaning of invention. For example, the stopper portion is not limited to the one provided integrally with the movable plate. For example, the stopper portion is formed integrally with the fixed frame formed to protrude from the fixed frame toward the movable plate in the vicinity of the comb electrode. It may be a thing. Even in this case, when the movable plate is displaced laterally, the stopper portion comes into contact with the movable plate, the displacement amount of the movable plate is limited, and the comb electrode can be protected.

また、例えば、光走査ミラーは、上記実施形態のような１軸に揺動可能なものではなく、例えば固定フレームに対し揺動可能に軸支された可動フレーム（フレーム部）を有し、可動フレームに対して揺動可能にミラー面が設けられたミラー部が軸支されている２軸ジンバル型のものであってもよい。この場合、ストッパ部を、可動フレームと固定フレームとの間の櫛歯電極の近傍に配置することにより、可動フレーム及びミラー部を含む可動板の変位量を制限し、その櫛歯電極を保護することができる。同様に、ストッパ部を、ミラー部と可動フレームとの間の櫛歯電極の近傍に形成することにより、可動板としてのミラー部の、可動フレームに対する変位量を制限し、その櫛歯電極を保護することができる。また、光走査ミラーは、ＳＯＩ基板でなく、単一のシリコン基板や金属板から構成されていてもよい。さらにまた、ストッパ部は、可動板やフレーム部に一体に形成されていなくてもよく、可動板やフレーム部とは離れて、可動板の変位量を制限可能に配置されていてもよい。この場合も、ストッパ部を、可動板とその周囲のフレーム部との間の櫛歯電極の近傍部位に形成することにより、可動板の側方への変位を制限することができ、櫛歯電極の破損を防止し、光走査ミラーの耐衝撃性を向上させることができる。   Further, for example, the optical scanning mirror is not swingable about one axis as in the above embodiment, but has a movable frame (frame portion) pivotally supported so as to be swingable with respect to the fixed frame, for example. A biaxial gimbal type in which a mirror portion provided with a mirror surface swingably with respect to the frame is pivotally supported may be used. In this case, by disposing the stopper portion in the vicinity of the comb electrode between the movable frame and the fixed frame, the displacement amount of the movable plate including the movable frame and the mirror portion is limited, and the comb electrode is protected. be able to. Similarly, by forming the stopper part near the comb electrode between the mirror part and the movable frame, the displacement of the mirror part as a movable plate with respect to the movable frame is limited, and the comb electrode is protected. can do. Further, the optical scanning mirror may be composed of a single silicon substrate or a metal plate instead of the SOI substrate. Furthermore, the stopper portion may not be formed integrally with the movable plate or the frame portion, and may be arranged so as to be able to limit the displacement amount of the movable plate apart from the movable plate or the frame portion. In this case as well, the lateral displacement of the movable plate can be limited by forming the stopper portion in the vicinity of the comb electrode between the movable plate and the surrounding frame portion. Can be prevented, and the impact resistance of the optical scanning mirror can be improved.

さらにまた、本発明は、ミラー面を有し光を走査する光走査ミラーに限られず、一対のヒンジにより固定フレームに対し揺動可能に構成された可動板が半導体基板に形成されてなる可動構造体に広く適用可能である。すなわち、ストッパ部を、可動板とフレーム部との間の櫛歯電極の近傍部位に形成することにより、可動構造体の耐衝撃性を向上させることができる。   Furthermore, the present invention is not limited to an optical scanning mirror having a mirror surface and scanning light, but a movable structure in which a movable plate configured to be swingable with respect to a fixed frame by a pair of hinges is formed on a semiconductor substrate. Widely applicable to the body. That is, the impact resistance of the movable structure can be improved by forming the stopper portion in the vicinity of the comb electrode between the movable plate and the frame portion.

本発明の第１実施形態に係る可動構造体である光走査ミラーを示す斜視図。The perspective view which shows the optical scanning mirror which is a movable structure which concerns on 1st Embodiment of this invention. 上記光走査ミラーの平面図。The top view of the said optical scanning mirror. 図２のＡ−Ａ線断面図。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2. 上記光走査ミラーのストッパ部近傍部位を示す平面図。The top view which shows the stopper part vicinity site | part of the said optical scanning mirror. 上記光走査ミラーの１変形例のストッパ部を示す平面図。The top view which shows the stopper part of the modification of the said optical scanning mirror. 本発明の第２実施形態に係る光走査ミラーを示す斜視図。The perspective view which shows the optical scanning mirror which concerns on 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，２１ 光走査ミラー（可動構造体）
２，２２ 可動板
３ ヒンジ
４，２４ 固定フレーム（フレーム部）
５ 櫛歯電極
６，１６，２６ ストッパ部
６ａ，２６ａ 面取部
１０ ミラー面
１６ｃ 突起部 1,21 Optical scanning mirror (movable structure)
2,22 Movable plate 3 Hinge 4,24 Fixed frame (frame part)
5 Comb electrode 6, 16, 26 Stopper 6a, 26a Chamfer 10 Mirror surface 16c Projection

Claims (5)

可動板と、
それぞれ前記可動板に一端部が接続され前記可動板の１つの揺動軸を構成する一対のヒンジと、
前記可動板の周囲に配置され、前記一対のヒンジのそれぞれの他端部が接続されており、前記ヒンジを支持するフレーム部と、
前記可動板の一部及びそれと対向する前記フレーム部の一部に互いに噛み合うように形成され前記可動板を前記フレーム部に対し揺動させる櫛歯電極とを備えた可動構造体において、
前記可動板が変位するときに、前記櫛歯電極を除く可動構造体の他の部位と接触し、前記可動板の上面に平行な方向への該可動板の変位量を制限するように配置されたストッパ部をさらに備え、
前記ストッパ部は、前記可動板が側方へ変位するときに当該ストッパ部に接触する可動構造体の他の部位と同電位になるように構成されていることを特徴とする可動構造体。 A movable plate,
A pair of hinges each having one end connected to the movable plate and constituting one swing axis of the movable plate;
A frame portion disposed around the movable plate, connected to the other end of each of the pair of hinges, and supporting the hinges;
In a movable structure including a comb-shaped electrode that is formed so as to mesh with a part of the movable plate and a part of the frame part facing the movable plate and swings the movable plate with respect to the frame part,
When the movable plate is displaced, the movable plate is disposed so as to come into contact with other parts of the movable structure excluding the comb electrode and limit the amount of displacement of the movable plate in a direction parallel to the upper surface of the movable plate. Further provided with a stopper portion,
The movable structure, wherein the stopper portion is configured to have the same potential as other portions of the movable structure that come into contact with the stopper portion when the movable plate is displaced laterally. 前記ストッパ部は、前記可動板又はフレーム部に一体に形成されていることを特徴とする請求項１記載の可動構造体。   The movable structure according to claim 1, wherein the stopper portion is formed integrally with the movable plate or the frame portion. 前記ストッパ部の角部には、Ｒ面取り形状の面取部が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可動構造体。   The movable structure according to claim 1 or 2, wherein a chamfered portion having an R-chamfered shape is formed at a corner portion of the stopper portion. 前記ストッパ部の少なくとも一部には、当該ストッパ部に接触したものとの間でスティッキングが発生しないように、スティッキング防止膜又は突起部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の可動構造体。   The sticking prevention film or the projecting portion is formed on at least a part of the stopper portion so as not to cause sticking between the stopper portion and a portion in contact with the stopper portion. 4. The movable structure according to any one of 3 above. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の可動構造体を有し、
前記可動板の上面に、入射した光を反射するミラー面を設けたことを特徴とする光走査ミラー。 The movable structure according to any one of claims 1 to 4,
An optical scanning mirror characterized in that a mirror surface for reflecting incident light is provided on the upper surface of the movable plate.
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