JPH06180428A - 静電力駆動小型光スキャナ - Google Patents
静電力駆動小型光スキャナInfo
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- JPH06180428A JPH06180428A JP4334064A JP33406492A JPH06180428A JP H06180428 A JPH06180428 A JP H06180428A JP 4334064 A JP4334064 A JP 4334064A JP 33406492 A JP33406492 A JP 33406492A JP H06180428 A JPH06180428 A JP H06180428A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レ−ザレ−ダ用のスキャナとし
て、またファクシミリやプリンタ−の書き込み用とし
て、また将来の光情報処理分野に利用する1軸方向,2
軸方向走査光スキャナに関するもので、構造が複雑で、
駆動機構が大きいという従来の問題点を解決し、半導体
プロセス加工を用いてミラ−や駆動機構を形成し、超小
型の光スキャナを提供するものである。 【構成】 半導体レ−ザ光を反射し、X軸,Y軸方向に
変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミラ
−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁部
と、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたX軸,Y
軸方向駆動電極と、電極基板と、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決め
る支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線
部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静
電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されているこ
とにより、超小型の2軸方向走査可能な光スキャナを提
供する。
て、またファクシミリやプリンタ−の書き込み用とし
て、また将来の光情報処理分野に利用する1軸方向,2
軸方向走査光スキャナに関するもので、構造が複雑で、
駆動機構が大きいという従来の問題点を解決し、半導体
プロセス加工を用いてミラ−や駆動機構を形成し、超小
型の光スキャナを提供するものである。 【構成】 半導体レ−ザ光を反射し、X軸,Y軸方向に
変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミラ
−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁部
と、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたX軸,Y
軸方向駆動電極と、電極基板と、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決め
る支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線
部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静
電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されているこ
とにより、超小型の2軸方向走査可能な光スキャナを提
供する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の探査、把握を行
うためのレ−ザレ−ダ用のスキャナとして、またファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として、また将来の光
コンピュ−ティングに代表される光情報処理分野に利用
する1軸方向,2軸方向走査光スキャナに関するもので
ある。
うためのレ−ザレ−ダ用のスキャナとして、またファク
シミリやプリンタ−の書き込み用として、また将来の光
コンピュ−ティングに代表される光情報処理分野に利用
する1軸方向,2軸方向走査光スキャナに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】以下、従来の2軸方向走査光スキャナに
ついて図8,9,10をもちいて説明する。図8,9,
10において、51はレ−ザ光源、52はX軸方向ミラ
−、53はY軸方向ミラ−、54はポリゴンミラ−、5
5はディスク型ホログラムスキャナである。以上のよう
に構成された2軸方向走査光スキャナについて、その動
作について説明する。図8は、レ−ザ光源51からでた
レ−ザ光がX軸方向のミラ−52とY軸方向のミラ−5
3を回転変位させることにより2軸方向走査する、ガル
バノメ−タスキャナを二つ組み合わせた構成や、図9に
示すようにポリゴンミラ−54とガルバノメ−タスキャ
ナにより回転変位するY軸方向ミラ−53を組み合わせ
た構成や、図10に示すようにディスク型ホログラムス
キャナ55とガルバノメ−タスキャナにより回転変位す
るY軸方向ミラ−53を組み合わせた構成が知られてい
る。
ついて図8,9,10をもちいて説明する。図8,9,
10において、51はレ−ザ光源、52はX軸方向ミラ
−、53はY軸方向ミラ−、54はポリゴンミラ−、5
5はディスク型ホログラムスキャナである。以上のよう
に構成された2軸方向走査光スキャナについて、その動
作について説明する。図8は、レ−ザ光源51からでた
レ−ザ光がX軸方向のミラ−52とY軸方向のミラ−5
3を回転変位させることにより2軸方向走査する、ガル
バノメ−タスキャナを二つ組み合わせた構成や、図9に
示すようにポリゴンミラ−54とガルバノメ−タスキャ
ナにより回転変位するY軸方向ミラ−53を組み合わせ
た構成や、図10に示すようにディスク型ホログラムス
キャナ55とガルバノメ−タスキャナにより回転変位す
るY軸方向ミラ−53を組み合わせた構成が知られてい
る。
【0003】つぎに、近年の1軸方向走査の光スキャナ
については、マイクロマシンの研究が盛んに行われるよ
うになり、シリコンマイクロマシニングを用いた小型光
スキャナが作られている。例えば、静電型シリコンねじ
り振動子(富士電気,中川ほか)、日本機械学会第68
期全国大会講演会講演論文集Voi.D、(1990)
などである。
については、マイクロマシンの研究が盛んに行われるよ
うになり、シリコンマイクロマシニングを用いた小型光
スキャナが作られている。例えば、静電型シリコンねじ
り振動子(富士電気,中川ほか)、日本機械学会第68
期全国大会講演会講演論文集Voi.D、(1990)
などである。
【0004】以下、従来の1軸走査の小型光スキャナに
ついて、図11,12を用いて説明する。図11は、静
電型シリコンねじり振動子の外観図である。振動子41
は、可動板42とスパンバウンド43と枠44からな
り、厚さ0.3mmのシリコンからエッチングにより一
体形成している。可動板42とスパンバウンド43の厚
さは20μmである。シリコン振動子41は、電極を形
成したガラス基板45にスペ−サ46を挟んで接着して
いる。
ついて、図11,12を用いて説明する。図11は、静
電型シリコンねじり振動子の外観図である。振動子41
は、可動板42とスパンバウンド43と枠44からな
り、厚さ0.3mmのシリコンからエッチングにより一
体形成している。可動板42とスパンバウンド43の厚
さは20μmである。シリコン振動子41は、電極を形
成したガラス基板45にスペ−サ46を挟んで接着して
いる。
【0005】図12は、静電型シリコンねじり振動子の
運動状態を示した断面図である。S字型のスパンバウン
ド43で支持された可動板42と電極間に電圧を印加す
ると、両者の間に静電力が働き、可動板42はスパンバ
ウンド43を軸として電極に静電吸引され振動する。
運動状態を示した断面図である。S字型のスパンバウン
ド43で支持された可動板42と電極間に電圧を印加す
ると、両者の間に静電力が働き、可動板42はスパンバ
ウンド43を軸として電極に静電吸引され振動する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、2軸方
向走査光スキャナについては、上記の構成では、数多く
の部品からなり構造が複雑であり、又ミラ−部の駆動の
ためのアクチェ−タが大きく、全体を小型化することが
困難である。
向走査光スキャナについては、上記の構成では、数多く
の部品からなり構造が複雑であり、又ミラ−部の駆動の
ためのアクチェ−タが大きく、全体を小型化することが
困難である。
【0007】静電型シリコンねじり振動子の場合は、小
型であるが、2軸方向走査は出来ない。また1軸方向走
査光スキャナとして考えると、走査角度を増加させるに
したがい、駆動電圧が高くなる。逆に、駆動電圧を制限
して走査角度増加させると、スパンバウンドの機械的強
度が低下するなどの問題がある。
型であるが、2軸方向走査は出来ない。また1軸方向走
査光スキャナとして考えると、走査角度を増加させるに
したがい、駆動電圧が高くなる。逆に、駆動電圧を制限
して走査角度増加させると、スパンバウンドの機械的強
度が低下するなどの問題がある。
【0008】本発明は、上記従来例の課題を解決するも
ので、半導体プロセス加工を用いて、ミラ−やアクチェ
−タを形成し、超小型,低電圧駆動(広走査角度)の1
軸方向走査,2軸方向走査光スキャナを提供することを
目的とする。
ので、半導体プロセス加工を用いて、ミラ−やアクチェ
−タを形成し、超小型,低電圧駆動(広走査角度)の1
軸方向走査,2軸方向走査光スキャナを提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、半導体レ−ザ光を反射し、X軸,Y軸方向
に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミ
ラ−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁
部と、前期ミラ−部を駆動するために、ミラ−部裏面に
対向する位置に配置されたX軸,Y軸方向駆動電極と、
前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆動電
極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するための
絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決める支
持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線部
が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静電
力がミラ−部に作用しない平面上に形成されている2軸
方向走査可能な光スキャナ構造や、梁部と一体で構成さ
れ、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため複
数本(組,段)形成された静電吸引部と、前記ミラ−部
および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電極
を形成した構造の1軸走査可能な光スキャナや、ミラ−
部の上に反射防止膜をつけたガラス基板を接着し、ガラ
ス基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が真空である構造や、前記の静電力駆動光スキャナのミ
ラ−が、同一面内に複数個が直線的に、または平面的に
配列した構造を有するものである。
に本発明は、半導体レ−ザ光を反射し、X軸,Y軸方向
に変位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、ミ
ラ−部を両側から支持するシリコン基板で形成された梁
部と、前期ミラ−部を駆動するために、ミラ−部裏面に
対向する位置に配置されたX軸,Y軸方向駆動電極と、
前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆動電
極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するための
絶縁膜と、ミラ−部と駆動電極間のギャップを決める支
持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極の配線部
が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があり、静電
力がミラ−部に作用しない平面上に形成されている2軸
方向走査可能な光スキャナ構造や、梁部と一体で構成さ
れ、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため複
数本(組,段)形成された静電吸引部と、前記ミラ−部
および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電極
を形成した構造の1軸走査可能な光スキャナや、ミラ−
部の上に反射防止膜をつけたガラス基板を接着し、ガラ
ス基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が真空である構造や、前記の静電力駆動光スキャナのミ
ラ−が、同一面内に複数個が直線的に、または平面的に
配列した構造を有するものである。
【0010】
【作用】本発明は、上記構成によって、シリコン基板上
に形成されたミラ−が、駆動電極に電圧を印加すること
で、X軸,Y軸の2軸方向走査可能となり、半導体レ−
ザ光は二次元走査される。全体が超小型な2軸方向走査
光スキャナを提供することができる。また複数本の静電
吸引部を持つことにより、従来よりも低電圧で、広走査
角度の1軸方向走査光スキャナを提供することができ
る。さらに、これら光スキャナのミラ−部を真空中で動
作させることにより、高速応答が可能になる。そして、
これらミラ−を、単一ではなく直線的にまた平面的に配
列することで、プリンタ−の書き込み用や光情報分野用
として、従来にない小型でまったく新しい光スキャナデ
バイスを提供することができる。
に形成されたミラ−が、駆動電極に電圧を印加すること
で、X軸,Y軸の2軸方向走査可能となり、半導体レ−
ザ光は二次元走査される。全体が超小型な2軸方向走査
光スキャナを提供することができる。また複数本の静電
吸引部を持つことにより、従来よりも低電圧で、広走査
角度の1軸方向走査光スキャナを提供することができ
る。さらに、これら光スキャナのミラ−部を真空中で動
作させることにより、高速応答が可能になる。そして、
これらミラ−を、単一ではなく直線的にまた平面的に配
列することで、プリンタ−の書き込み用や光情報分野用
として、従来にない小型でまったく新しい光スキャナデ
バイスを提供することができる。
【0011】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について図面
を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施
例における小型の2軸方向走査可能な静電力駆動光スキ
ャナの(a)平面図と(b)断面図である。
を参照しながら説明する。図1は、本発明の第1の実施
例における小型の2軸方向走査可能な静電力駆動光スキ
ャナの(a)平面図と(b)断面図である。
【0012】図1において、1はミラ−部、2はシリコ
ン基板、3はX軸走査用の梁、4はX軸方向駆動電極、
5は電極基板、6は絶縁膜、7は支持スペ−サ部、8は
駆動電極配線部、9はY軸走査用の梁、60はY軸方向
静電吸引部、61はY軸方向駆動電極である。 ミラ−
部1は、X軸走査用の梁3と一体で構成され、さらにX
軸走査用の梁3の他の端は、Y軸方向静電吸引部60と
一体で構成され、Y軸方向静電吸引部60は、Y軸走査
用の梁9と一体で構成され、さらにY軸走査用の梁9の
他の端は、シリコン基板2と一体で構成されており、こ
れらすべてシリコンで形成されている。ミラ−部1の下
部にはX軸方向駆動電極4が、またY軸方向静電吸引部
60の下部にはY軸方向駆動電極61が配置されてお
り、これら駆動電極は、電極基板5に形成されている。
駆動電極配線部8は、ミラ−部1などに対して駆動電極
よりも距離を隔てて形成され、駆動電極配線部8による
静電力がミラ−部1に作用しないよう電極基板5の内部
配線により形成されている。
ン基板、3はX軸走査用の梁、4はX軸方向駆動電極、
5は電極基板、6は絶縁膜、7は支持スペ−サ部、8は
駆動電極配線部、9はY軸走査用の梁、60はY軸方向
静電吸引部、61はY軸方向駆動電極である。 ミラ−
部1は、X軸走査用の梁3と一体で構成され、さらにX
軸走査用の梁3の他の端は、Y軸方向静電吸引部60と
一体で構成され、Y軸方向静電吸引部60は、Y軸走査
用の梁9と一体で構成され、さらにY軸走査用の梁9の
他の端は、シリコン基板2と一体で構成されており、こ
れらすべてシリコンで形成されている。ミラ−部1の下
部にはX軸方向駆動電極4が、またY軸方向静電吸引部
60の下部にはY軸方向駆動電極61が配置されてお
り、これら駆動電極は、電極基板5に形成されている。
駆動電極配線部8は、ミラ−部1などに対して駆動電極
よりも距離を隔てて形成され、駆動電極配線部8による
静電力がミラ−部1に作用しないよう電極基板5の内部
配線により形成されている。
【0013】電極基板5上のX軸方向駆動電極4とY軸
方向駆動電極61と、ミラ−部1とY軸方向静電吸引部
60との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜6とミラ−
部1を支え、ミラ−部1と駆動電極間のギャップをきめ
る支持スペ−サ部7が形成されており、支持スペ−サ部
7は、電極基板5上に形成されており、シリコン基板2
は、支持スペ−サ部7と接着されている。
方向駆動電極61と、ミラ−部1とY軸方向静電吸引部
60との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜6とミラ−
部1を支え、ミラ−部1と駆動電極間のギャップをきめ
る支持スペ−サ部7が形成されており、支持スペ−サ部
7は、電極基板5上に形成されており、シリコン基板2
は、支持スペ−サ部7と接着されている。
【0014】以上のように構成された2軸方向走査可能
な静電力駆動小型光スキャナについて、次にその動作に
ついて説明する。
な静電力駆動小型光スキャナについて、次にその動作に
ついて説明する。
【0015】ミラ−部1は、X軸方向駆動電極4に電圧
を印加することにより、その静電力を受け、X軸走査用
の梁3と支持スペ−サ部7を支点として、光をX軸方向
に走査する動作をする。次にY軸方向駆動電極61に電
圧を印加すると、Y軸方向静電吸引部60が、その静電
力を受けて、Y軸走査用の梁9と支持スペ−サ部7を支
点として、光をY軸方向に走査する動作をする。ミラ−
部1はY軸方向静電吸引部60と一体となり光をY軸方
向に走査する動作をする。以上の電圧印加を同時に行う
ことにより、ミラ−部1で反射光を2軸方向走査するこ
とができる。
を印加することにより、その静電力を受け、X軸走査用
の梁3と支持スペ−サ部7を支点として、光をX軸方向
に走査する動作をする。次にY軸方向駆動電極61に電
圧を印加すると、Y軸方向静電吸引部60が、その静電
力を受けて、Y軸走査用の梁9と支持スペ−サ部7を支
点として、光をY軸方向に走査する動作をする。ミラ−
部1はY軸方向静電吸引部60と一体となり光をY軸方
向に走査する動作をする。以上の電圧印加を同時に行う
ことにより、ミラ−部1で反射光を2軸方向走査するこ
とができる。
【0016】以上のように、本実施例によれば、シリコ
ン基板2上に形成したミラ−部1を、X軸,Y軸方向の
駆動電極に電圧を印加することで、静電力により吸引さ
せ、レ−ザ光を2軸方向走査可能な静電力駆動小型光ス
キャナを提供することができる。
ン基板2上に形成したミラ−部1を、X軸,Y軸方向の
駆動電極に電圧を印加することで、静電力により吸引さ
せ、レ−ザ光を2軸方向走査可能な静電力駆動小型光ス
キャナを提供することができる。
【0017】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について図面を参照して説明する。図2は、本発明の第
2の実施例における小型の1軸方向走査可能な静電力駆
動光スキャナの(a)平面図と(b)断面図である。
について図面を参照して説明する。図2は、本発明の第
2の実施例における小型の1軸方向走査可能な静電力駆
動光スキャナの(a)平面図と(b)断面図である。
【0018】図2において、1はミラ−部、2はシリコ
ン基板、10は第1の梁、11は第1の静電吸引部、1
2は第2の梁、13は第2の静電吸引部、14はミラ−
部の梁、15は支持スペ−サ部、16は電極基板、17
は絶縁膜、18はミラ−駆動電極、19は第2の静電吸
引部駆動電極、20は第1の静電吸引部駆動電極であ
る。シリコン基板2上に、ミラ−部1と一体でミラ−部
の梁14が形成され、ミラ−部の梁14と一体で、前記
ミラ−部1を囲むように第2の静電吸引部13と第2の
梁12が形成され、さらに第2の梁12と一体で前記の
第2の静電吸引部13を囲むように第1の静電吸引部1
1と第1の梁10が形成されている。
ン基板、10は第1の梁、11は第1の静電吸引部、1
2は第2の梁、13は第2の静電吸引部、14はミラ−
部の梁、15は支持スペ−サ部、16は電極基板、17
は絶縁膜、18はミラ−駆動電極、19は第2の静電吸
引部駆動電極、20は第1の静電吸引部駆動電極であ
る。シリコン基板2上に、ミラ−部1と一体でミラ−部
の梁14が形成され、ミラ−部の梁14と一体で、前記
ミラ−部1を囲むように第2の静電吸引部13と第2の
梁12が形成され、さらに第2の梁12と一体で前記の
第2の静電吸引部13を囲むように第1の静電吸引部1
1と第1の梁10が形成されている。
【0019】図2の(b)に示すように、ミラ−部1の
下部には、ミラ−駆動電極18が配置され、同様に第2
の静電吸引部13の下部には、第2の静電吸引部駆動電
極19が、第1の静電吸引部11の下部には、第1の静
電吸引部駆動電極20が配置されている。これら駆動電
極は電極基板16に形成されている。シリコン基板2と
電極基板16との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜1
7と、ミラ−部1を支え、ミラ−部1と駆動電極間のギ
ャップを決める支持スペ−サ部15が形成されている。
電極基板16の上に支持スペ−サ部15が形成され、シ
リコン基板2は、支持スペ−サ部15と接着されてい
る。
下部には、ミラ−駆動電極18が配置され、同様に第2
の静電吸引部13の下部には、第2の静電吸引部駆動電
極19が、第1の静電吸引部11の下部には、第1の静
電吸引部駆動電極20が配置されている。これら駆動電
極は電極基板16に形成されている。シリコン基板2と
電極基板16との間には、駆動電極の絶縁用の絶縁膜1
7と、ミラ−部1を支え、ミラ−部1と駆動電極間のギ
ャップを決める支持スペ−サ部15が形成されている。
電極基板16の上に支持スペ−サ部15が形成され、シ
リコン基板2は、支持スペ−サ部15と接着されてい
る。
【0020】以上のように構成された1軸走査可能な静
電力駆動小型光スキャナについて、次に、その動作につ
いて、図3を用いて説明する。図3は、1軸走査可能な
静電力駆動小型光スキャナの動作を説明するための説明
図である。
電力駆動小型光スキャナについて、次に、その動作につ
いて、図3を用いて説明する。図3は、1軸走査可能な
静電力駆動小型光スキャナの動作を説明するための説明
図である。
【0021】図3において、第1の静電吸引部駆動電極
20に電圧を印加すると、第1の静電吸引部11が吸引
され、第1の静電吸引部駆動電極20に密着する。この
とき、第2の静電吸引部13およびミラ−部1は、第1
の静電吸引部11と同じだけ変位している。次に第2の
静電吸引部駆動電極19に電圧を印加すると、第2の静
電吸引部13が吸引され、第2の静電吸引部駆動電極1
9に密着する。このときミラ−部1は、第2の静電吸引
部13と同じだけ変位している。さらにミラ−駆動電極
18に電圧を印加すると、ミラ−部1が吸引されて、ミ
ラ−駆動電極18に密着する。以上のように動作させる
ことにより、ミラ−部1だけを単体で変位させるよりも
低電圧で駆動することができる。また同電圧であれば、
各梁の部分ですこしづつねじれが生じることで、広い走
査角度を得ることができる。
20に電圧を印加すると、第1の静電吸引部11が吸引
され、第1の静電吸引部駆動電極20に密着する。この
とき、第2の静電吸引部13およびミラ−部1は、第1
の静電吸引部11と同じだけ変位している。次に第2の
静電吸引部駆動電極19に電圧を印加すると、第2の静
電吸引部13が吸引され、第2の静電吸引部駆動電極1
9に密着する。このときミラ−部1は、第2の静電吸引
部13と同じだけ変位している。さらにミラ−駆動電極
18に電圧を印加すると、ミラ−部1が吸引されて、ミ
ラ−駆動電極18に密着する。以上のように動作させる
ことにより、ミラ−部1だけを単体で変位させるよりも
低電圧で駆動することができる。また同電圧であれば、
各梁の部分ですこしづつねじれが生じることで、広い走
査角度を得ることができる。
【0022】図4は、本発明の第2の実施例における小
型の1軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの他のミ
ラ−部形状を示す平面図である。図4において、1はミ
ラ−部、21は第1の静電吸引部、22は第2の静電吸
引部、23は第3の静電吸引部、24は第4の静電吸引
部、25は支持スペ−サ部である。
型の1軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの他のミ
ラ−部形状を示す平面図である。図4において、1はミ
ラ−部、21は第1の静電吸引部、22は第2の静電吸
引部、23は第3の静電吸引部、24は第4の静電吸引
部、25は支持スペ−サ部である。
【0023】この形状においても、第1の静電吸引部か
ら第4の静電吸引部まで順次電圧を印加することによ
り、ミラ−部1は、低電圧駆動で、広い走査角度を得る
ことができる。また今回の例では、駆動電極は、静電吸
引部に対応して分割して構成したが、全体をまとめて一
つの電極としてもよい。ただし、分割することにより、
より複雑で、高度な駆動制御を行うことができる。
ら第4の静電吸引部まで順次電圧を印加することによ
り、ミラ−部1は、低電圧駆動で、広い走査角度を得る
ことができる。また今回の例では、駆動電極は、静電吸
引部に対応して分割して構成したが、全体をまとめて一
つの電極としてもよい。ただし、分割することにより、
より複雑で、高度な駆動制御を行うことができる。
【0024】以上のように、本実施例によれば、シリコ
ン基板に形成したミラ−部1とその周囲に形成した複数
の静電吸引部を、前記ミラ−部1および複数の静電吸引
部に対応した駆動電極により、順次電圧を印加すること
により、従来のミラ−部1を単体で駆動するよりも、低
電圧駆動ができ、また広い走査角度を得ることができる
小型の1軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナを提供
することができる。 (実施例3)以下、本発明の第3の実施例について図面
を参照しながら説明する。図5は、本発明の第3の実施
例における小型の1軸または2軸方向走査可能な光スキ
ャナの断面図である。図5において、1はミラ−部、2
はシリコン基板、4はX軸方向駆動電極、5は電極基
板、7は支持スペ−サ、8は駆動電極配線部、30は真
空部、31はガラス基板である。
ン基板に形成したミラ−部1とその周囲に形成した複数
の静電吸引部を、前記ミラ−部1および複数の静電吸引
部に対応した駆動電極により、順次電圧を印加すること
により、従来のミラ−部1を単体で駆動するよりも、低
電圧駆動ができ、また広い走査角度を得ることができる
小型の1軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナを提供
することができる。 (実施例3)以下、本発明の第3の実施例について図面
を参照しながら説明する。図5は、本発明の第3の実施
例における小型の1軸または2軸方向走査可能な光スキ
ャナの断面図である。図5において、1はミラ−部、2
はシリコン基板、4はX軸方向駆動電極、5は電極基
板、7は支持スペ−サ、8は駆動電極配線部、30は真
空部、31はガラス基板である。
【0025】電極基板5にX方向駆動電極4とその駆動
電極配線部8が形成されており、さらにその上に支持ス
ペ−サ部7が成形され、前記支持スペ−サ部7とミラ−
部1を有するシリコン基板2が接着されており、さらに
シリコン基板2の支持スペ−サ部7と接着されている面
と反対側の面に、反射防止膜をつけたガラス基板31が
接合されており、接合の方法としては、真空チャンバ内
において、ガラス基板31とシリコン基板2の陽極接合
を行う。したがって、ミラ−部1の周囲の空間は真空部
30となる。
電極配線部8が形成されており、さらにその上に支持ス
ペ−サ部7が成形され、前記支持スペ−サ部7とミラ−
部1を有するシリコン基板2が接着されており、さらに
シリコン基板2の支持スペ−サ部7と接着されている面
と反対側の面に、反射防止膜をつけたガラス基板31が
接合されており、接合の方法としては、真空チャンバ内
において、ガラス基板31とシリコン基板2の陽極接合
を行う。したがって、ミラ−部1の周囲の空間は真空部
30となる。
【0026】前記の構造において、駆動電極に電圧を印
加し、ミラ−部1を動作させると、真空中のため、応答
性が向上する。またミラ−部1の酸化もなく鏡面が保た
れる。またミラ−部1の上面にガラス基板31があるこ
とにより、ゴミなどに対しても強くなる。
加し、ミラ−部1を動作させると、真空中のため、応答
性が向上する。またミラ−部1の酸化もなく鏡面が保た
れる。またミラ−部1の上面にガラス基板31があるこ
とにより、ゴミなどに対しても強くなる。
【0027】以上のように、本実施例によれば、ガラス
基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が、真空であることにより、ミラ−部の動作の応答性が
向上し、またミラ−面の酸化やゴミによる汚れにも強い
小型の1軸または2軸方向走査可能な光スキャナを提供
することができる。
基板と電極基板にはさまれたミラ−部の存在する空間
が、真空であることにより、ミラ−部の動作の応答性が
向上し、またミラ−面の酸化やゴミによる汚れにも強い
小型の1軸または2軸方向走査可能な光スキャナを提供
することができる。
【0028】(実施例4)以下、本発明の第4の実施例
について図面を参照しながら説明する。図6は、本発明
の第4の実施例における小型の1軸方向走査可能な光ス
キャナを複数個、直線的に配列したところを示す平面図
である。
について図面を参照しながら説明する。図6は、本発明
の第4の実施例における小型の1軸方向走査可能な光ス
キャナを複数個、直線的に配列したところを示す平面図
である。
【0029】図6において、1はミラ−部、32は1軸
方向走査光スキャナ、33は第1列のミラ−アレイ、3
4は第2列のミラ−アレイ、37はY軸走査用の梁であ
る。図6のように、Y軸走査用の梁37で支持されたミ
ラ−部1を持つ1軸方向走査光スキャナ32を、第1列
のミラ−アレイ33のように配列し、さらに第2列のミ
ラ−アレイ34を第1列のミラ−アレイ33に対して、
ミラ−部1間ピッチの1/2だけずらして配列すること
により、より高密度にミラ−部1を配列したのと同等の
動作をさせることができる。このように配列したもの
は、プリンタ−などの書き込み用ヘッドとして、利用す
ることができる。
方向走査光スキャナ、33は第1列のミラ−アレイ、3
4は第2列のミラ−アレイ、37はY軸走査用の梁であ
る。図6のように、Y軸走査用の梁37で支持されたミ
ラ−部1を持つ1軸方向走査光スキャナ32を、第1列
のミラ−アレイ33のように配列し、さらに第2列のミ
ラ−アレイ34を第1列のミラ−アレイ33に対して、
ミラ−部1間ピッチの1/2だけずらして配列すること
により、より高密度にミラ−部1を配列したのと同等の
動作をさせることができる。このように配列したもの
は、プリンタ−などの書き込み用ヘッドとして、利用す
ることができる。
【0030】図7は、本発明の第4の実施例における小
型の2軸方向走査可能な光スキャナを複数個、平面的に
配列したところを示す平面図である。図7において、1
はミラ−部、35は2軸方向走査光スキャナ、36は面
状配列光スキャナである。中央のミラ−部1を有する2
軸方向走査光スキャナ35を平面的に配置し、面状配列
光スキャナ36を構成した。この面状配列光スキャナ3
6は、非常に薄いディスプレイとして、また将来の光コ
ンピュ−ティング用の光情報処理素子として使用するこ
とが考えられる。
型の2軸方向走査可能な光スキャナを複数個、平面的に
配列したところを示す平面図である。図7において、1
はミラ−部、35は2軸方向走査光スキャナ、36は面
状配列光スキャナである。中央のミラ−部1を有する2
軸方向走査光スキャナ35を平面的に配置し、面状配列
光スキャナ36を構成した。この面状配列光スキャナ3
6は、非常に薄いディスプレイとして、また将来の光コ
ンピュ−ティング用の光情報処理素子として使用するこ
とが考えられる。
【0031】以上のように、本実施例によれば、1軸ま
たは2軸方向走査可能な光スキャナを複数個、直線的ま
たは平面的に配列したことにより、単一の光スキャナで
はできない小型で新しい光スキャナデバイスを提供する
ことができる。
たは2軸方向走査可能な光スキャナを複数個、直線的ま
たは平面的に配列したことにより、単一の光スキャナで
はできない小型で新しい光スキャナデバイスを提供する
ことができる。
【0032】
【発明の効果】以上のように本発明は、半導体レ−ザ光
を反射し、X軸,Y軸方向に変位可能なシリコン基板で
形成されたミラ−部と、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記ミラ−部を駆動す
るために、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたX
軸,Y軸方向駆動電極と、前記駆動電極が形成されてい
る電極基板と、前記駆動電極とミラ−部の間に存在し、
駆動電極を絶縁するための絶縁膜と、ミラ−部と駆動電
極部間のギャップを決める支持スペ−サ部からなり、さ
らに、前記駆動電極部の配線部が、ミラ−に対して駆動
電極よりも距離があり、静電力がミラ−部に作用しない
平面状に形成されている2軸方向走査可能な光スキャナ
構造や、梁部と一体で形成され、ミラ−部とは別に梁部
にねじりを生じさせるため、複数本(組,段)形成させ
た静電吸引部と、前記ミラ−部および静電吸着部に対向
する位置に配置された駆動電極を形成した構造の1軸走
査可能な光スキャナや、ミラ−部の上に反射防止膜をつ
けたガラス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさ
まれたミラ−部の存在する空間が真空である構造や、前
記静電力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個
が直線的に、または平面的に配列した構造を有するもの
である。
を反射し、X軸,Y軸方向に変位可能なシリコン基板で
形成されたミラ−部と、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記ミラ−部を駆動す
るために、ミラ−部裏面に対向する位置に配置されたX
軸,Y軸方向駆動電極と、前記駆動電極が形成されてい
る電極基板と、前記駆動電極とミラ−部の間に存在し、
駆動電極を絶縁するための絶縁膜と、ミラ−部と駆動電
極部間のギャップを決める支持スペ−サ部からなり、さ
らに、前記駆動電極部の配線部が、ミラ−に対して駆動
電極よりも距離があり、静電力がミラ−部に作用しない
平面状に形成されている2軸方向走査可能な光スキャナ
構造や、梁部と一体で形成され、ミラ−部とは別に梁部
にねじりを生じさせるため、複数本(組,段)形成させ
た静電吸引部と、前記ミラ−部および静電吸着部に対向
する位置に配置された駆動電極を形成した構造の1軸走
査可能な光スキャナや、ミラ−部の上に反射防止膜をつ
けたガラス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさ
まれたミラ−部の存在する空間が真空である構造や、前
記静電力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個
が直線的に、または平面的に配列した構造を有するもの
である。
【0033】この構成により、シリコン基板上に形成さ
れたミラ−が、駆動電圧に電圧を印加することで、X
軸,Y軸の2軸方向走査可能となり、半導体レ−ザ光は
二次元走査され、全体が超小型な2軸方向走査光スキャ
ナを提供することができる。また、複数本の静電吸引部
を持つことにより、従来よりも、低電圧で、広走査角度
の1軸方向走査光スキャナを提供することができる。さ
らに、これら光スキャナのミラ−部を、真空中で動作さ
せることにより、高速応答が可能になる。そして、これ
らミラ−を単一でなく、直線的にまたは平面的に配列す
ることで、プリンタ−の書き込み用ヘッドや光情報分野
用デバイスとして、従来にない小型で全く新しい光スキ
ャナデバイスを提供することができる。
れたミラ−が、駆動電圧に電圧を印加することで、X
軸,Y軸の2軸方向走査可能となり、半導体レ−ザ光は
二次元走査され、全体が超小型な2軸方向走査光スキャ
ナを提供することができる。また、複数本の静電吸引部
を持つことにより、従来よりも、低電圧で、広走査角度
の1軸方向走査光スキャナを提供することができる。さ
らに、これら光スキャナのミラ−部を、真空中で動作さ
せることにより、高速応答が可能になる。そして、これ
らミラ−を単一でなく、直線的にまたは平面的に配列す
ることで、プリンタ−の書き込み用ヘッドや光情報分野
用デバイスとして、従来にない小型で全く新しい光スキ
ャナデバイスを提供することができる。
【図1】(a)本発明の第1の実施例における小型の2
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 (b)同実施例における小型の2軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 (b)同実施例における小型の2軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
【図2】(a)本発明の第2の実施例における小型の1
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 (b)同実施例における小型の1軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
軸方向走査可能な静電力駆動光スキャナの平面図 (b)同実施例における小型の1軸方向走査可能な静電
力駆動光スキャナの断面図
【図3】同実施例における小型の1軸方向走査可能な静
電力駆動光スキャナの動作を説明するための説明図
電力駆動光スキャナの動作を説明するための説明図
【図4】同実施例における小型の1軸方向走査可能な静
電力駆動光スキャナの他のミラ−形状を示す平面図
電力駆動光スキャナの他のミラ−形状を示す平面図
【図5】本発明の第3の実施例における小型の1軸また
は2軸方向走査可能な光スキャナの断面図
は2軸方向走査可能な光スキャナの断面図
【図6】本発明の第4の実施例における小型の1軸方向
走査可能な光スキャナを複数個、直線的に配列したとこ
ろを示す平面図
走査可能な光スキャナを複数個、直線的に配列したとこ
ろを示す平面図
【図7】同実施例における小型の2軸方向走査可能な光
スキャナを複数個、平面的に配列したところを示す平面
図
スキャナを複数個、平面的に配列したところを示す平面
図
【図8】従来のガルバノメ−タスキャナ式の2軸方向走
査光スキャナの概念斜視図
査光スキャナの概念斜視図
【図9】従来のポリゴンミラ−とガルバノメ−タスキャ
ナによる2軸方向走査光スキャナの概念斜視図
ナによる2軸方向走査光スキャナの概念斜視図
【図10】従来のホログラムスキャナとガルバノメ−タ
スキャナによる2軸方向走査光スキャナの概念斜視図
スキャナによる2軸方向走査光スキャナの概念斜視図
【図11】従来の静電型シリコンねじり振動子の外観図
【図12】従来の静電型シリコンねじり振動子の運動状
態を示した断面図
態を示した断面図
1 ミラ−部 2 シリコン基板 3 X軸走査用の梁 4 X軸方向駆動電極 5 電極基板 6 絶縁膜 7 支持スペ−サ部 8 駆動電極配線部 9 Y軸走査用の梁 10 第1の梁 11 第1の静電吸引部 12 第2の梁 13 第2の静電吸引部 14 ミラ−部の梁 15 支持スペ−サ部 16 電極基板 17 絶縁膜 18 ミラ−駆動電極 19 第2の静電吸引部駆動電極 20 第1の静電吸引部駆動電極 21 第1の静電吸引部 22 第2の静電吸引部 23 第3の静電吸引部 24 第4の静電吸引部 25 支持スペ−サ部 30 真空部 31 ガラス基板 32 1軸方向走査光スキャナ 33 第1列のミラ−アレイ 34 第2列のミラ−アレイ 35 2軸方向走査光スキャナ 36 面状配列光スキャナ 37 Y軸走査用の梁 41 振動子 42 可動板 43 スパンバウンド 44 枠 45 ガラス基板 46 スペ−サ 51 レ−ザ光源 52 X軸方向ミラ− 53 Y軸方向ミラ− 54 ポリゴンミラ− 55 ディスク型ホログラムスキャナ 60 Y軸方向静電吸引部 61 Y軸方向駆動電極
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体レ−ザ光を反射し、X軸方向に変
位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、前記ミ
ラ−部と一体で構成されているが、ミラ−部とは厚さが
必ずしも同一ではなく、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成されたX軸走査用の梁と、前記X軸走
査用の梁と一体でその外側に形成され、前記ミラ−部と
直交するY軸方向に変位可能な静電吸引部と前記静電吸
引部と一体で構成されているが、静電吸引部とは厚さが
必ずしも同一でなく、静電吸引部を両側から支持するシ
リコン基板で形成されたY軸走査用の梁と、前期ミラ−
部を駆動するために、ミラ−部や前記静電吸引部の裏面
に対向する位置に配置されたX軸,Y軸方向駆動電極
と、前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記駆
動電極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁するた
めの絶縁膜と、ミラ−の変位に対しミラ−のたわみが生
じないように支持し、ミラ−部と駆動電極間のギャップ
を決める支持スペ−サ部からなり、さらに前記駆動電極
の配線部が、ミラ−部に対して駆動電極よりも距離があ
り、静電力がミラ−部に作用しない平面上に形成されて
いることを特徴とする2軸方向走査可能な静電力駆動小
型光スキャナ。 - 【請求項2】 半導体レ−ザ光を反射し、1軸方向に変
位可能なシリコン基板で形成されたミラ−部と、前記ミ
ラ−部と一体で構成されているが、ミラ−部とは厚さが
必ずしも同一ではなく、ミラ−部を両側から支持するシ
リコン基板で形成された梁部と、前記梁部と一体で構成
され、ミラ−部とは別に梁部にねじりを生じさせるため
複数本(組,段)形成された静電吸引部と、前記ミラ−
部および静電吸引部に対向する位置に配置された駆動電
極と、前記駆動電極が形成されている電極基板と、前記
駆動電極とミラ−部の間に存在し、駆動電極を絶縁する
ための絶縁膜と、ミラ−の変位に対しミラ−のたわみが
生じないように支持し、ミラ−部と駆動電極間のギャッ
プを決める支持スペ−サ部からなる1軸方向走査可能な
静電力駆動小型光スキャナ。 - 【請求項3】 ミラ−部の上に反射防止膜をつけたガラ
ス基板を接着し、ガラス基板と電極基板にはさまれたミ
ラ−部の存在する空間が真空であることを特徴とする第
1項,第2項記載の静電力駆動光スキャナ。 - 【請求項4】 前記してきた第1項,第2項記載の静電
力駆動光スキャナのミラ−が、同一面内に複数個が直線
的に、または平面的に配列したことを特徴とした静電力
駆動小型光スキャナ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4334064A JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4334064A JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06180428A true JPH06180428A (ja) | 1994-06-28 |
JP2579111B2 JP2579111B2 (ja) | 1997-02-05 |
Family
ID=18273107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4334064A Expired - Fee Related JP2579111B2 (ja) | 1992-12-15 | 1992-12-15 | 静電力駆動小型光スキャナ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2579111B2 (ja) |
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