JP6052901B2 - マイクロミラー素子およびミラーアレイ - Google Patents
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Description
また、近年、多重化された光を波長毎に分波した後で、それぞれの波長の光の経路を個別に選択する波長選択スイッチが開発されているが、ここにもマイクロミラー素子が使用されている。さらに、複数のミラーをより近づけて配置することを可能とするミラー素子を用いたミラーアレイも提案されている(例えば、特許文献2、非特許文献1参照。)。このようなミラーアレイの一例を図22,図23を参照して説明する。
まず、本発明の第1の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1,図2に示すように、本実施の形態に係るマイクロミラー素子1は、ミラー基板10と、このミラー基板10と対向配置された電極基板20とを備えている。
なお、以下において、支持部材12の延在方向に沿った方向をx軸方向、このx軸方向に直交し、かつ、ミラー基板10の平面方向に沿った方向をy軸方向、ミラー基板10と電極基板20の距離方向をz軸方向とする。
また、可動梁13−1,13−2には、延在方向に沿って3つの開口13a〜13cが形成されている。本実施の形態において、開口13a〜13cは、可動梁13−1,13−2の略中央部から可動端の間に形成されている。
突出部21a〜21cの外形は、電極基板20の平面方向において、開口13a〜13cの外形よりも小さく、ミラー基板10の側から電極基板20を見たときに、開口13a〜13c内部に位置するように形成されている。これにより、可動梁13−1,13−2が電極基板20に向かって移動すると、突出部21a〜21cが開口13a〜13c内に位置するので、突出部21a〜21cが可動梁13−1,13−2に接触しない。
突出部21a〜21cのz軸方向の高さは、可動梁13−1,13−2と離間した位置であれば適宜自由に設定することができる。
次に、図4,図5を参照して、本実施の形態に係るマイクロミラー素子1の動作について説明する。
また、可動梁の延在方向に沿って複数の突出部21a〜21cを設けているので、いずかの突出部が可動梁の開口内に位置することによりその突出部によって固定電極に向かって変位させる力が働かなくなっても、他の突出部が開口内に位置しないために固定電極に向かって変位する力が働くこととなる。結果として、可動梁を固定電極に向かって変位させ続けることができる。
このようなマイクロミラー素子1をミラー14の短手方向、すなわちx軸方向に一列に配列することにより、図6,図7に示すようなマイクロミラーアレイ2を構成することができる。
ここで、各マイクロミラーアレイ1は、互いに平行に配設された一対の支持部材12に沿って一列に配列されている。隣り合うマイクロミラー素子1の固定電極21−1,21−2の間には、ミラー14と同電位が印加される直方体状の壁状部材26が立設されている。
このようなマイクロミラーアレイ2において電界遮蔽効果について、図8,図9を参照して説明する。
従来では、電界の干渉を低減するためにマイクロミラー素子の上方に設けるシールドキャップは、可動梁との接触を防ぐためにその可動梁直上に溝が位置するように配設する必要があった。
ところが、本実施の形態では、固定電極21−1,21−2に可動梁13−1,13−2が引き寄せられると、接地された可動梁13−1,13−2自身のシールド効果によりマイクロミラー素子1毎の電界が分離されるので、可動梁13−1,13−2上方に比較的離れた位置に板状部材30を配設しても、十分に電界の干渉を低減できる。したがって、従来のように板状部材に溝を設けない単純な平板構造でよいので、製造コストを低減できるとともに、ミラー基板10と板状部材30の位置合わせもより容易に行うことができる。
次に、本実施の形態に係るマイクロミラー素子およびマイクロミラーアレイの製造方法について説明する。
このようにして形成したミラー基板10と電極基板20を貼り合わせた後、板状部材30をミラー基板10の支持部材12上端に固定することにより、マイクロミラーアレイ2が完成する。
次に、本発明の第2の実施について説明する。なお、本実施の形態は、第1の実施の形態にマイクロミラー素子において、可動梁と固定電極をそれぞれ3つずつ設けたものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
また、可動梁13−1〜13−3には、延在方向に沿って3つの開口13a〜13cが形成されている。
ここで、固定電極21−1〜21−3は、対向配置された可動梁13−1〜13−3の3つの開口13a〜13cに向かって突出する突出部21a〜21cを有する。
次に、図12,図13を参照して、本実施の形態に係るマイクロミラー素子1’の動作について説明する。
このようなマイクロミラー素子1’をx軸方向に一列に配列することにより、図14,図15に示すようなマイクロミラーアレイ2’を構成することができる。
ここで、各マイクロミラーアレイ1’は、互いに平行に配設された一対の支持部材12に沿って一列に配列されている。第1の実施の形態に係るマイクロミラーアレイ2と大きく異なるのは、ミラー14を挟んで設けられている可動梁および固定電極の数が異なるので、その数が交互に入れ替わるようにマイクロミラー素子1’を配列していることである。これにより、マイクロミラー素子1’をより高密度に配設することができる。
さらに、ミラー基板10’上には、板状部材30をさらに配設するようにしてもよい。
次に、本発明の第3の実施について説明する。なお、本実施の形態は、第1の実施の形態にマイクロミラー素子において、可動梁と固定電極をそれぞれ4つずつ設けたものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
また、可動梁13−1〜13−4には、延在方向に沿って3つの開口13a〜13cが形成されている。
ここで、固定電極21−1〜21−4は、対向配置された可動梁13−1〜13−4の3つの開口13a〜13cに向かって突出する突出部21a〜21cを有する。
次に、図18,図19を参照して、本実施の形態に係るマイクロミラー素子1”の動作について説明する。
このようなマイクロミラー素子1”をx軸方向に一列に配列することにより、図20,図21に示すようなマイクロミラーアレイ2”を構成することができる。
ここで、各マイクロミラーアレイ1”は、互いに平行に配設された一対の支持部材12に沿って一列に配列されている。
さらに、ミラー基板10”上には、板状部材30をさらに配設するようにしてもよい。
Claims (8)
- 支持部材と、この支持部材に一端が固定されて他端が変位可能とされた可動梁と、この可動梁の前記他端にばね部材を介して接続されたミラーとを有する反射部と、
この反射部と離間した面上に前記可動梁と対向して配置された固定電極と
を備え、
前記可動梁は、開口を有し、
前記固定電極は、前記開口に向かって突出する突出部を有する
ことを特徴とするマイクロミラー素子。 - 請求項1記載のマイクロミラー素子において、
前記可動梁は、延在方向に沿って複数の開口を有し、
前記固定電極は、複数の前記開口それぞれに向かって突出する複数の前記突出部を有する
ことを特徴とするマイクロミラー素子。 - 請求項1または2記載のマイクロミラー素子において、
前記ミラーを挟んで対向配置された複数の前記可動梁と、
複数の前記可動梁それぞれと対向する複数の前記固定電極と
を有することを特徴とするマイクロミラー素子。 - 請求項3記載のマイクロミラー素子において、
互いに平行に配置された複数の前記可動梁と、
互いに平行に配置された複数の前記固定電極と
を有することを特徴とするマイクロミラー素子。 - 請求項1−4の何れか1項に記載のマイクロミラー素子において、
互いに平行に配置された隣り合う2つの前記固定電極の間に立設され、導体からなる壁状部材をさらに備える
ことを特徴とするマイクロミラー素子。 - 請求項1−5のいずれか1項に記載のマイクロミラー素子を、前記可動梁がアレイ状に並ぶように複数配置したことを特徴とするマイクロミラーアレイ。
- 請求項6記載のマイクロミラーアレイにおいて、
前記可動梁の上方に配設された平板状の板状部材をさらに備える
ことを特徴とするマイクロミラーアレイ。 - 請求項6または7に記載のマイクロミラーアレイにおいて、
隣り合う前記マイクロミラー素子の前記固定電極の間に立設され、導体からなる壁状部材をさらに備える
ことを特徴とするマイクロミラーアレイ。
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