JPH0815621A - 光スイッチ - Google Patents
光スイッチInfo
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- JPH0815621A JPH0815621A JP14617894A JP14617894A JPH0815621A JP H0815621 A JPH0815621 A JP H0815621A JP 14617894 A JP14617894 A JP 14617894A JP 14617894 A JP14617894 A JP 14617894A JP H0815621 A JPH0815621 A JP H0815621A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflecting mirror
- optical path
- cantilever
- upper electrode
- optical switch
- Prior art date
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】光路切替え機構部を小型軽量化すると共に静電
気力を利用して機構部を駆動することにより、低消費電
力化と光路切替え速度の高速化を図ると共に実用上十分
な強度を有する光スイッチを実現する。 【構成】シリコン基板に凹部が形成され、この凹部の表
面に反射鏡および上部電極を有するシリコン製片持ち梁
の偏向素子が設けると共に凹部の底面に下部電極が形成
され、上部電極および下部電極間に電荷を加えて梁にた
わみを生じさせ反射鏡を傾斜させることにより、反射鏡
からの出射光の光路を切り替え得るように構成する。
気力を利用して機構部を駆動することにより、低消費電
力化と光路切替え速度の高速化を図ると共に実用上十分
な強度を有する光スイッチを実現する。 【構成】シリコン基板に凹部が形成され、この凹部の表
面に反射鏡および上部電極を有するシリコン製片持ち梁
の偏向素子が設けると共に凹部の底面に下部電極が形成
され、上部電極および下部電極間に電荷を加えて梁にた
わみを生じさせ反射鏡を傾斜させることにより、反射鏡
からの出射光の光路を切り替え得るように構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光スイッチに関するも
ので、詳しくは光スイッチにおける低消費電力化と光路
切替え速度向上を図った光スイッチに関するものであ
る。
ので、詳しくは光スイッチにおける低消費電力化と光路
切替え速度向上を図った光スイッチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光スイッチは、主としてソレノイ
ドなどのアクチュエータを使って光ファイバそのものま
たはプリズムなどの光学部品の位置を変えることにより
光路を切り替える方式のものであった。
ドなどのアクチュエータを使って光ファイバそのものま
たはプリズムなどの光学部品の位置を変えることにより
光路を切り替える方式のものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の光スイッチでは、可動部の形状や重量が大きいため、
消費電力が大きい（例えば１Ｗ程度）と共に、切替え速
度が遅く（例えば数十ｍ秒）、また取り付け方向によっ
ては動作しない等の問題があった。
の光スイッチでは、可動部の形状や重量が大きいため、
消費電力が大きい（例えば１Ｗ程度）と共に、切替え速
度が遅く（例えば数十ｍ秒）、また取り付け方向によっ
ては動作しない等の問題があった。
【０００４】本発明の目的は、このような点に鑑み、光
路切替え機構部を小型軽量化すると共に静電気力を利用
して機構部を駆動することにより、低消費電力化と光路
切替え速度の高速化を図ると共に実用上十分な強度を有
する光スイッチを提供することにある。
路切替え機構部を小型軽量化すると共に静電気力を利用
して機構部を駆動することにより、低消費電力化と光路
切替え速度の高速化を図ると共に実用上十分な強度を有
する光スイッチを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、シリコン基板に凹部が形成され、
この凹部の表面に反射鏡および上部電極を有するシリコ
ン製片持ち梁の偏向素子が設けると共に凹部の底面に下
部電極が形成され、上部電極および下部電極間に電荷を
加えて梁にたわみを生じさせ反射鏡を傾斜させることに
より、反射鏡からの出射光の光路を切り替え得るように
構成したことを特徴とする。また本発明の他の発明は、
上記第１の発明の光スイッチを複数個２次元状に配列
し、各反射鏡で個別に光路を切り替え得るように構成し
たことを特徴とする。
るために本発明では、シリコン基板に凹部が形成され、
この凹部の表面に反射鏡および上部電極を有するシリコ
ン製片持ち梁の偏向素子が設けると共に凹部の底面に下
部電極が形成され、上部電極および下部電極間に電荷を
加えて梁にたわみを生じさせ反射鏡を傾斜させることに
より、反射鏡からの出射光の光路を切り替え得るように
構成したことを特徴とする。また本発明の他の発明は、
上記第１の発明の光スイッチを複数個２次元状に配列
し、各反射鏡で個別に光路を切り替え得るように構成し
たことを特徴とする。
【０００６】
【作用】上部電極と反射鏡付きのシリコン製片持ち梁の
偏向素子は、コンデンサとしての構造を持ち、上部電極
と下部電極の間に電圧を印加すると吸引力が生じ、梁が
たわむ。梁のたわみにより反射鏡の角度が変化し、出射
光の光路が変わる。偏向素子は小型、軽量であり、静電
気により駆動できるため、高速に動作し、消費電力も少
ない。また、実用上十分な機械的強度も有する。
偏向素子は、コンデンサとしての構造を持ち、上部電極
と下部電極の間に電圧を印加すると吸引力が生じ、梁が
たわむ。梁のたわみにより反射鏡の角度が変化し、出射
光の光路が変わる。偏向素子は小型、軽量であり、静電
気により駆動できるため、高速に動作し、消費電力も少
ない。また、実用上十分な機械的強度も有する。
【０００７】
【実施例】以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
はじめに本発明の光スイッチを利用した光路切替え装置
について簡単に説明する。図９はその光路切替え装置の
一例を示す簡略構成図である。図において、光ファイバ
出力端４１ａから出射された光は入力部４２を経由して
偏向素子４５に入射する。入力部４２はコリメートレン
ズ４３ａおよび集光レンズ４４ａから構成され、ファイ
バから出射された発散光を偏向素子上に集光させるため
のものである。偏向素子４５は光スイッチにおける変形
可能な部分であり、反射鏡付片持ち梁（詳細は後述す
る）である。偏向素子４５の表面は反射鏡となってお
り、ここで反射した光は出力１または出力２へ向かう。
出力１、出力２とも集光レンズとコリメートレンズを通
してファイバ入力端４１ｂまたは４１ｃへ入射するよう
になっている。
はじめに本発明の光スイッチを利用した光路切替え装置
について簡単に説明する。図９はその光路切替え装置の
一例を示す簡略構成図である。図において、光ファイバ
出力端４１ａから出射された光は入力部４２を経由して
偏向素子４５に入射する。入力部４２はコリメートレン
ズ４３ａおよび集光レンズ４４ａから構成され、ファイ
バから出射された発散光を偏向素子上に集光させるため
のものである。偏向素子４５は光スイッチにおける変形
可能な部分であり、反射鏡付片持ち梁（詳細は後述す
る）である。偏向素子４５の表面は反射鏡となってお
り、ここで反射した光は出力１または出力２へ向かう。
出力１、出力２とも集光レンズとコリメートレンズを通
してファイバ入力端４１ｂまたは４１ｃへ入射するよう
になっている。
【０００８】この偏向素子はコンデンサの構造を持ち、
電極間に電圧を印加すると梁がたわみ、反射鏡の角度が
変わるようになっている。偏向素子は、コンデンサの放
電時には図１０（ａ）に示すように反射光が出力１側へ
反射するようにたわみ、他方充電時には図１０（ｂ）に
示すように出力２側へ反射するようにたわむ。
電極間に電圧を印加すると梁がたわみ、反射鏡の角度が
変わるようになっている。偏向素子は、コンデンサの放
電時には図１０（ａ）に示すように反射光が出力１側へ
反射するようにたわみ、他方充電時には図１０（ｂ）に
示すように出力２側へ反射するようにたわむ。
【０００９】このような光スイッチの詳細を以下に説明
する。図１は本発明に係る光スイッチの構成を示す斜視
図、図２はその寸法の一例を示す図である。
する。図１は本発明に係る光スイッチの構成を示す斜視
図、図２はその寸法の一例を示す図である。
【００１０】片持ち梁２は、Ｓi 基板１に異方性エッチ
ングにより形成された窪み状の凹部６の中に選択エピタ
キシャル法と異方性エッチングを利用して作られる。片
持ち梁２の表面の反射鏡３の部分（ほぼ２０μｍ×２０
μｍ）は歪みが生じないように梁の部分（厚さ２μｍ）
に比べて板厚が厚くなっている（５μｍ）。反射鏡３は
梁（２本であり、それぞれ５μｍの幅を有する）で支持
されており、ねじれに対する安定性を確保した構造とな
っている。
ングにより形成された窪み状の凹部６の中に選択エピタ
キシャル法と異方性エッチングを利用して作られる。片
持ち梁２の表面の反射鏡３の部分（ほぼ２０μｍ×２０
μｍ）は歪みが生じないように梁の部分（厚さ２μｍ）
に比べて板厚が厚くなっている（５μｍ）。反射鏡３は
梁（２本であり、それぞれ５μｍの幅を有する）で支持
されており、ねじれに対する安定性を確保した構造とな
っている。
【００１１】次に、このような構造の光スイッチの作成
方法について手順を追って説明する。 (1) 基板加工 ｎ形（１００）シリコン基板に酸化シリコン（ＳiＯ2）
をマスクとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液などで
異方性エッチングを行い、梁２を作るための凹部６（上
部の開口部がほぼ５０μｍ×５０μｍ）を形成する。 (2) 下部電極形成 凹部６の底面に対して、例えばモリブデン（Ｍｏ）など
で下部電極層をスパッタリング法により形成し、フォト
リソグラフィー法でストライプ状に下部電極４を作る。
方法について手順を追って説明する。 (1) 基板加工 ｎ形（１００）シリコン基板に酸化シリコン（ＳiＯ2）
をマスクとして水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液などで
異方性エッチングを行い、梁２を作るための凹部６（上
部の開口部がほぼ５０μｍ×５０μｍ）を形成する。 (2) 下部電極形成 凹部６の底面に対して、例えばモリブデン（Ｍｏ）など
で下部電極層をスパッタリング法により形成し、フォト
リソグラフィー法でストライプ状に下部電極４を作る。
【００１２】(3) 犠牲層（ｐ+ 層）の成長 ｐ形不純物（例えばボロンＢ）を添加しながら空洞部と
なる部分（犠牲層ｐ+）を化学的気相成長法（ＣＶＤ）
による選択エピタキシャル成長を行い、穴埋めを行う。 (4) 反射鏡用窪みの作成 犠牲層の上にＳiＯ2でマスクを作り、例えばヒドラジン
（Ｎ2Ｈ4）で反射鏡となる窪みをエッチングする。 (5) 梁（ｐ++）の成長 犠牲層より高濃度のＢを添加して、梁となる部分のｐ++
層の選択エピタキシャル成長を行う。 (6) 犠牲層の除去 不純物濃度によりエッチング速度が異なる性質を持つヒ
ドラジンで異方性エッチングを行い、犠牲層（ｐ+ 層）
を除去する。 (7) 上部電極の形成 最後に反射鏡３となる部分に例えば反射率の高いアルミ
ニウム（Ａｌ）をスパッタリングし、フォトリソグラフ
ィー法で上部電極を形成する。
なる部分（犠牲層ｐ+）を化学的気相成長法（ＣＶＤ）
による選択エピタキシャル成長を行い、穴埋めを行う。 (4) 反射鏡用窪みの作成 犠牲層の上にＳiＯ2でマスクを作り、例えばヒドラジン
（Ｎ2Ｈ4）で反射鏡となる窪みをエッチングする。 (5) 梁（ｐ++）の成長 犠牲層より高濃度のＢを添加して、梁となる部分のｐ++
層の選択エピタキシャル成長を行う。 (6) 犠牲層の除去 不純物濃度によりエッチング速度が異なる性質を持つヒ
ドラジンで異方性エッチングを行い、犠牲層（ｐ+ 層）
を除去する。 (7) 上部電極の形成 最後に反射鏡３となる部分に例えば反射率の高いアルミ
ニウム（Ａｌ）をスパッタリングし、フォトリソグラフ
ィー法で上部電極を形成する。
【００１３】このようにして形成された偏向素子の動作
について説明する。偏向素子（反射鏡付き片持ち梁２）
はコンデンサの構造となっているので、上下電極間に電
圧を印加すると梁および反射鏡と基板の間に電荷が蓄積
され、反射鏡３は凹部６の底の方向へ引っばられて梁に
たわみが生じる。このたわみにより反射鏡の角度が変わ
り、反射光の光路を変えることができる。
について説明する。偏向素子（反射鏡付き片持ち梁２）
はコンデンサの構造となっているので、上下電極間に電
圧を印加すると梁および反射鏡と基板の間に電荷が蓄積
され、反射鏡３は凹部６の底の方向へ引っばられて梁に
たわみが生じる。このたわみにより反射鏡の角度が変わ
り、反射光の光路を変えることができる。
【００１４】以下反射鏡のたわみおよび傾きについて説
明する。上下電極間に蓄積した電荷Ｑにより生じる反射
鏡と基板間に生じる吸引力Ｗは、クーロンの法則から、 Ｗ＝Ｑ2／（４πε0ｄ2） ただし、ε0 は真空の誘電率で８．８５×１０-12 ｄは反射鏡と基板の間隔 となる。外部電圧Ｖにより蓄積される電荷Ｑおよび反射
鏡と基板で形成されるコンデンサの静電容量Ｃは次式で
与えられる。 Ｑ＝ＣＶ Ｃ＝ε0ＢＨ／ｄ ただし、Ｂは反射鏡の幅 Ｈは反射鏡の長さ
明する。上下電極間に蓄積した電荷Ｑにより生じる反射
鏡と基板間に生じる吸引力Ｗは、クーロンの法則から、 Ｗ＝Ｑ2／（４πε0ｄ2） ただし、ε0 は真空の誘電率で８．８５×１０-12 ｄは反射鏡と基板の間隔 となる。外部電圧Ｖにより蓄積される電荷Ｑおよび反射
鏡と基板で形成されるコンデンサの静電容量Ｃは次式で
与えられる。 Ｑ＝ＣＶ Ｃ＝ε0ＢＨ／ｄ ただし、Ｂは反射鏡の幅 Ｈは反射鏡の長さ
【００１５】さて、上下電極間に５Ｖの電圧を印加した
場合の吸引力Ｗを求めると、 Ｗ＝ε0Ｖ2Ｓ2／（４πｄ4） ＝１．７６×１０-11 ［Ｎ］ ただし、Ｖは上下電極間に印加する電圧：５Ｖ Ｓは反射鏡の面積（Ｂ×Ｈ） となる。
場合の吸引力Ｗを求めると、 Ｗ＝ε0Ｖ2Ｓ2／（４πｄ4） ＝１．７６×１０-11 ［Ｎ］ ただし、Ｖは上下電極間に印加する電圧：５Ｖ Ｓは反射鏡の面積（Ｂ×Ｈ） となる。
【００１６】梁２の先端部の傾き角θb は、 θb ＝Ｆｌ2／（２ＥＩｚ2） となる。ここで、Ｆは先端部に加わる加重、ｌは梁の長
さである。本発明では梁が２本あるのでＦ＝Ｗ／２とな
る。また、Ｉｚは梁の断面２次モーメントでＩｚ＝ｂｈ
3／１２（ただし、ｂは梁の幅、ｈは梁の厚さ）で与え
られる。Ｅは弾性係数で、シリコンの場合は約１×１０
11［dyn/cm2］である。これらの値を上式に代入する
と、 θb ＝３０゜ となる。
さである。本発明では梁が２本あるのでＦ＝Ｗ／２とな
る。また、Ｉｚは梁の断面２次モーメントでＩｚ＝ｂｈ
3／１２（ただし、ｂは梁の幅、ｈは梁の厚さ）で与え
られる。Ｅは弾性係数で、シリコンの場合は約１×１０
11［dyn/cm2］である。これらの値を上式に代入する
と、 θb ＝３０゜ となる。
【００１７】梁の先端部における変位量Ｙｂは次式で与
えられる。 Ｙｂ＝Ｆｌ3／３ＥＩｚ ＝７．０４×１０-6［ｍ］ となる。
えられる。 Ｙｂ＝Ｆｌ3／３ＥＩｚ ＝７．０４×１０-6［ｍ］ となる。
【００１８】以上のように、上下電極間に５Ｖの電圧を
印加すると、 反射鏡の傾き角θｂは、θｂ＝３０゜ 反射鏡の先端部の変位量Ｙｍ＝Ｙｂ＋Ｌ・ｔａｎ（θ
ｂ）＝１８．５μｍ となる。
印加すると、 反射鏡の傾き角θｂは、θｂ＝３０゜ 反射鏡の先端部の変位量Ｙｍ＝Ｙｂ＋Ｌ・ｔａｎ（θ
ｂ）＝１８．５μｍ となる。
【００１９】図３は偏向素子の変形の様子を示す断面図
であり、同図（ａ）は電極間を短絡する放電時の状態、
同図（ｂ）は５Ｖ印加時の状態を示したものである。放
電時は反射鏡３が水平であり、垂直に入射する光を垂直
に反射する。５Ｖ印加時は、反射鏡３の先端部が１８．
５μｍ変位し、垂直に入射する光を反射角６０゜で反射
する。
であり、同図（ａ）は電極間を短絡する放電時の状態、
同図（ｂ）は５Ｖ印加時の状態を示したものである。放
電時は反射鏡３が水平であり、垂直に入射する光を垂直
に反射する。５Ｖ印加時は、反射鏡３の先端部が１８．
５μｍ変位し、垂直に入射する光を反射角６０゜で反射
する。
【００２０】このような構造の光スイッチは従来の重量
の大きい可動部に比べて極めて小型軽量であり、より高
速に変形し、光路の切替え速度も高速である。また消費
電力も少なくてすむ。
の大きい可動部に比べて極めて小型軽量であり、より高
速に変形し、光路の切替え速度も高速である。また消費
電力も少なくてすむ。
【００２１】なお、本発明の光スイッチは実施例に限定
されるものではなく、形状や寸法、印加電圧等は本発明
の目的を逸脱しない範囲で適宜変えることができる。
されるものではなく、形状や寸法、印加電圧等は本発明
の目的を逸脱しない範囲で適宜変えることができる。
【００２２】次に本発明の光スイッチを利用した反射形
空間光制御素子について説明する。反射形空間光制御素
子は図１に示す光スイッチを２次元状に複数個配列した
光スイッチであり、例えば投射型ディスプレイ等に応用
される。図４は投射ディスプレイの一構成例を示す図で
あり、光源１１から出た光は空間光制御素子（この例で
は、液晶パネル）１２でＯＮ／ＯＦＦされ、レンズ群１
３を通してスクリーン１４上に画像が形成されるように
構成されたものである。
空間光制御素子について説明する。反射形空間光制御素
子は図１に示す光スイッチを２次元状に複数個配列した
光スイッチであり、例えば投射型ディスプレイ等に応用
される。図４は投射ディスプレイの一構成例を示す図で
あり、光源１１から出た光は空間光制御素子（この例で
は、液晶パネル）１２でＯＮ／ＯＦＦされ、レンズ群１
３を通してスクリーン１４上に画像が形成されるように
構成されたものである。
【００２３】しかしながら、空間光制御素子を液晶パネ
ルとした場合はその開口率が低いことや構成部品個々の
透過率が低いことのために、光の利用効率が低く、光量
の大きな光源が必要となり、大きな消費電力や発熱など
の問題を引き起こす。また、Siウェーハ上にマイクロマ
シン技術を使って作成したミラー・アレイを空間光制御
素子とする例もあるが、ミラー部の機械的な強度の不
足、実装工程における作業や実使用状態での強度不足と
いう問題点があった。本発明による反射形空間光制御素
子はこれらの問題を一挙に解決するもので、図１に示す
光スイッチを図５に示すように縦横にマトリックス状に
配置し、上部電極５については横一列の素子ごとに共通
接続し、下部電極４については縦一列の素子ごとに共通
接続してある。投射型ディスプレイに応用した場合、１
素子が１画素に相当し、例えば、６４０×４００ドット
の画面を構成する場合には２５６０００素子を配列する
ことになる。
ルとした場合はその開口率が低いことや構成部品個々の
透過率が低いことのために、光の利用効率が低く、光量
の大きな光源が必要となり、大きな消費電力や発熱など
の問題を引き起こす。また、Siウェーハ上にマイクロマ
シン技術を使って作成したミラー・アレイを空間光制御
素子とする例もあるが、ミラー部の機械的な強度の不
足、実装工程における作業や実使用状態での強度不足と
いう問題点があった。本発明による反射形空間光制御素
子はこれらの問題を一挙に解決するもので、図１に示す
光スイッチを図５に示すように縦横にマトリックス状に
配置し、上部電極５については横一列の素子ごとに共通
接続し、下部電極４については縦一列の素子ごとに共通
接続してある。投射型ディスプレイに応用した場合、１
素子が１画素に相当し、例えば、６４０×４００ドット
の画面を構成する場合には２５６０００素子を配列する
ことになる。
【００２４】この空間光制御素子は液晶ディスプレイな
どの単純マトリックスディスプレイで用いられている線
順次方式で駆動できる。駆動回路の一例を図６に示す。
光スイッチの上下各電極にはそれぞれスイッチを設け、
データ線は５Ｖ／ＧＮＤ（ＧＮＤはコモンラインの電
位）、選択線は２．５Ｖ／ＧＮＤにそれぞれ切替えられ
るようになっている。
どの単純マトリックスディスプレイで用いられている線
順次方式で駆動できる。駆動回路の一例を図６に示す。
光スイッチの上下各電極にはそれぞれスイッチを設け、
データ線は５Ｖ／ＧＮＤ（ＧＮＤはコモンラインの電
位）、選択線は２．５Ｖ／ＧＮＤにそれぞれ切替えられ
るようになっている。
【００２５】表示画素の選択は次の２つの手順で行われ
る。 (1) 表示ラインの選択（選択線の選択） 表示するラインのスイッチをＧＮＤ側に接続し、表示し
ないラインのスイッチを２．５Ｖ側に接続する。 (2) データ線の選択 データ列のスイッチは表示データ（表示するかしないか
を表わすデータ）に応じて５ＶまたはＧＮＤに切替え
る。
る。 (1) 表示ラインの選択（選択線の選択） 表示するラインのスイッチをＧＮＤ側に接続し、表示し
ないラインのスイッチを２．５Ｖ側に接続する。 (2) データ線の選択 データ列のスイッチは表示データ（表示するかしないか
を表わすデータ）に応じて５ＶまたはＧＮＤに切替え
る。
【００２６】上記の選択により、表示画素の上下電極間
には５Ｖが印加され、非表示画素の電極間には２．５Ｖ
の電圧が印加されることになる。この時の表示画素、非
表示画素の反射鏡および反射光の様子を図７に示す。こ
のようにして順次選択ラインを操作しながら表示データ
を送ることにより画像データをスクリーン上に投射する
ことができる。
には５Ｖが印加され、非表示画素の電極間には２．５Ｖ
の電圧が印加されることになる。この時の表示画素、非
表示画素の反射鏡および反射光の様子を図７に示す。こ
のようにして順次選択ラインを操作しながら表示データ
を送ることにより画像データをスクリーン上に投射する
ことができる。
【００２７】図８に反射形投射ディスプレイの構成の一
例を示す。制御回路２４により表示ラインのスイッチ２
２とデータ列のスイッチ２３が選択され、空間光制御素
子２１が駆動され、光源１１からの入射光が反射され
る。表示画素の反射鏡で反射した表示光は投射レンズ系
１３（コリメート用レンズと集光用レンズから構成され
る）を通してスクリーン１４上に投射される。非表示光
の方は反射角が小さく投射レンズ系１３に入射せず、ス
クリーン１４に当たらないようにしている。なお、電源
２５はスイッチ２２，２３に５Ｖおよび２．５Ｖ電圧を
供給する。
例を示す。制御回路２４により表示ラインのスイッチ２
２とデータ列のスイッチ２３が選択され、空間光制御素
子２１が駆動され、光源１１からの入射光が反射され
る。表示画素の反射鏡で反射した表示光は投射レンズ系
１３（コリメート用レンズと集光用レンズから構成され
る）を通してスクリーン１４上に投射される。非表示光
の方は反射角が小さく投射レンズ系１３に入射せず、ス
クリーン１４に当たらないようにしている。なお、電源
２５はスイッチ２２，２３に５Ｖおよび２．５Ｖ電圧を
供給する。
【００２８】このように図１の光スイッチを２次元状に
配列した空間光制御素子は、反射鏡と光スイッチ本体を
シリコンの支持梁で確実に連結したものであるため、素
子形成後の実装や取り付けにおける振動ないし衝撃に対
して強く、実装工程の簡略化および信頼性の向上につな
がる効果がある。
配列した空間光制御素子は、反射鏡と光スイッチ本体を
シリコンの支持梁で確実に連結したものであるため、素
子形成後の実装や取り付けにおける振動ないし衝撃に対
して強く、実装工程の簡略化および信頼性の向上につな
がる効果がある。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば次の
ような効果を有する光スイッチを容易に実現することが
できる。 (1) 小型、軽量である。 (2) 高速動作が可能である。 (2) 取り付け方向の制限がない。 (3) 消費電力は従来のものに比べて極めて少ない。 (4) 反射鏡部は実用上十分な強度がある。
ような効果を有する光スイッチを容易に実現することが
できる。 (1) 小型、軽量である。 (2) 高速動作が可能である。 (2) 取り付け方向の制限がない。 (3) 消費電力は従来のものに比べて極めて少ない。 (4) 反射鏡部は実用上十分な強度がある。
【図１】本発明に係る光スイッチの一実施例を示す構成
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】本発明の光スイッチの各部の寸法の一例を示す
図である。
図である。
【図３】偏向素子の変形の様子を示す図である。
【図４】投射ディスプレイの一例を示す構成図である。
【図５】２次元状に配列された光スイッチの一例を示す
構成図である。
構成図である。
【図６】図５の光スイッチの駆動回路の一例を示す図で
ある。
ある。
【図７】図５の光スイッチにおける表示素子と非表示素
子の反射の様子を示す図である。
子の反射の様子を示す図である。
【図８】反射形投射ディスプレイの一実施例を示す構成
図である。
図である。
【図９】光路切替え装置の一例を示す簡略構成図であ
る。
る。
【図１０】光スイッチの動作を説明するための図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 片持ち梁 ３ 反射鏡 ４ 下部電極 ５ 上部電極 ６ 凹部 １１ 光源 １３ 投射レンズ １４ スクリーン ２２，２３ スイッチ ２４ 制御回路 ２５ 電源
Claims (2)
- 【請求項１】シリコン基板に凹部が形成され、前記凹部
の表面に反射鏡および上部電極を有するシリコン製片持
ち梁の偏向素子が設けられると共に前記凹部の底面に下
部電極が形成され、前記上部電極および下部電極間に電
荷を加えて前記梁にたわみを生じさせ前記反射鏡を傾斜
させることにより、反射鏡からの出射光の光路を切り替
え得るように構成したことを特徴とする光スイッチ。 - 【請求項２】シリコン基板に凹部が形成され、前記凹部
の表面に反射鏡および上部電極を有するシリコン製片持
ち梁の偏向素子が設けられると共に前記凹部の底面に下
部電極が形成された光スイッチを複数個２次元状に配列
し、前記上部電極と下部電極間に電荷を加えて前記梁に
たわみを生じさせ前記反射鏡を傾斜させることにより、
各反射鏡からの出射光の光路を個別に切り替え得るよう
に構成したことを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14617894A JPH0815621A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 光スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14617894A JPH0815621A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 光スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0815621A true JPH0815621A (ja) | 1996-01-19 |
Family
ID=15401906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14617894A Pending JPH0815621A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 光スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0815621A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10325935A (ja) * | 1997-05-01 | 1998-12-08 | Rockwell Internatl Corp | 一体的な光共振器、光スキャナエンジンおよびそれにおける使用に適した走査光線を発生するための方法 |
| KR100349941B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2002-08-24 | 삼성전자 주식회사 | 광 스위칭을 위한 마이크로 액추에이터 및 그 제조방법 |
| WO2004101427A1 (ja) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Nikon Corporation | マイクロアクチュエータ、光学装置、可変光減衰器及び光スイッチ |
| JP2010030021A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 電子装置及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14617894A patent/JPH0815621A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10325935A (ja) * | 1997-05-01 | 1998-12-08 | Rockwell Internatl Corp | 一体的な光共振器、光スキャナエンジンおよびそれにおける使用に適した走査光線を発生するための方法 |
| KR100349941B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2002-08-24 | 삼성전자 주식회사 | 광 스위칭을 위한 마이크로 액추에이터 및 그 제조방법 |
| WO2004101427A1 (ja) * | 2003-05-15 | 2004-11-25 | Nikon Corporation | マイクロアクチュエータ、光学装置、可変光減衰器及び光スイッチ |
| JP2010030021A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Seiko Epson Corp | 電子装置及びその製造方法 |
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