JPH08248334A - 微細ミラーアレイのミラー駆動方法及びその装置 - Google Patents
微細ミラーアレイのミラー駆動方法及びその装置Info
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- JPH08248334A JPH08248334A JP8030796A JP3079696A JPH08248334A JP H08248334 A JPH08248334 A JP H08248334A JP 8030796 A JP8030796 A JP 8030796A JP 3079696 A JP3079696 A JP 3079696A JP H08248334 A JPH08248334 A JP H08248334A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細ミラーアレイのミラー駆動方法及びその
装置を提供すること。 【解決手段】 複数のミラ−部材１が基板上にヒンジに
よりそれぞれ回転可能に支持されており、その基板の下
にはミラ−部材１に対して磁界を形成する永久磁石３が
取り付けられ、各ミラ−部材１の裏面にはコイル素子
２，２´が形成される。映像信号に応じてミラ−部材１
が選択され、選択されたミラ−部材１のコイル素子２，
２´に電流が印加される。選択されたミラ−部材１はそ
の電流が印加されたコイル素子２，２´と磁界の間に作
用する電磁気力により回転される。したがって、そのミ
ラ−部材アレイに照射される光が映像に変調される。こ
のような電磁気力によるミラ−駆動方法の適用される微
細ミラ−アレイは、簡単な構造で量産可能であり、特に
安定した駆動特性を有する。
装置を提供すること。 【解決手段】 複数のミラ−部材１が基板上にヒンジに
よりそれぞれ回転可能に支持されており、その基板の下
にはミラ−部材１に対して磁界を形成する永久磁石３が
取り付けられ、各ミラ−部材１の裏面にはコイル素子
２，２´が形成される。映像信号に応じてミラ−部材１
が選択され、選択されたミラ−部材１のコイル素子２，
２´に電流が印加される。選択されたミラ−部材１はそ
の電流が印加されたコイル素子２，２´と磁界の間に作
用する電磁気力により回転される。したがって、そのミ
ラ−部材アレイに照射される光が映像に変調される。こ
のような電磁気力によるミラ−駆動方法の適用される微
細ミラ−アレイは、簡単な構造で量産可能であり、特に
安定した駆動特性を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微細ミラ−アレイの
ミラ−駆動方法とこれを具現したミラ−駆動装置に係
り、特にミラ−を電磁気力で駆動するミラ−駆動方法及
びその装置に関する。
ミラ−駆動方法とこれを具現したミラ−駆動装置に係
り、特にミラ−を電磁気力で駆動するミラ−駆動方法及
びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】微細ミラ−アレイは微細なミラ−を平面
上にそれぞれ回転可能に配列して作られる。この微細ミ
ラ−アレイは、光を単に偏向させる偏向器としては勿
論、光を映像信号に応じて変調する変調器またはその光
を映像信号に変えて示す表示器としても用いられる。こ
のような微細ミラ−アレイは既存の主映像表示手段であ
る陰極線管やＬＣＤより小さくて薄く、かつ、軽く製作
できるという利点と共に解像度、明るさ及び画質などに
優れるものということが証明されている。
上にそれぞれ回転可能に配列して作られる。この微細ミ
ラ−アレイは、光を単に偏向させる偏向器としては勿
論、光を映像信号に応じて変調する変調器またはその光
を映像信号に変えて示す表示器としても用いられる。こ
のような微細ミラ−アレイは既存の主映像表示手段であ
る陰極線管やＬＣＤより小さくて薄く、かつ、軽く製作
できるという利点と共に解像度、明るさ及び画質などに
優れるものということが証明されている。
【０００３】米国特許５，１２６，８３６号と５，１８
５，６６０号によれば、圧電力を用いてミラ−を駆動す
る技術が広く知られている。これは基準平面上に電極を
形成し、その電極上に圧電体を取り付け、前記圧電体上
には再び電極を形成してから該電極上に微細ミラ−を取
り付けることである。しかしながら、かかる構造におい
ては、構造が複雑で量産が困難であり、かつ、駆動時に
圧電体の強い機械的な力がミラ−に直接加えられてミラ
−に亀裂が直ぐに出来、多数のミラ−を同一な平面上に
配列しにくいという問題がある。
５，６６０号によれば、圧電力を用いてミラ−を駆動す
る技術が広く知られている。これは基準平面上に電極を
形成し、その電極上に圧電体を取り付け、前記圧電体上
には再び電極を形成してから該電極上に微細ミラ−を取
り付けることである。しかしながら、かかる構造におい
ては、構造が複雑で量産が困難であり、かつ、駆動時に
圧電体の強い機械的な力がミラ−に直接加えられてミラ
−に亀裂が直ぐに出来、多数のミラ−を同一な平面上に
配列しにくいという問題がある。
【０００４】一方、米国特許５，０８３，８５７号によ
れば、ミラ−を基板上にヒンジで支持させ、その基板と
ミラ−面に電極を形成して電極間の静電力でミラ−を回
転させる方法が知られている。これは構造が比較的に簡
単であり、既存の半導体の製造工程と類似な方法で量産
できるという利点を持つが、ミラ−を回転させるに充分
な静電力を得るためにはミラ−と基板との間隔を狭めな
ければならないが、その場合、ミラ−の回転の範囲が縮
まるだけでなく、駆動時にミラ−と基板の相互接触によ
る磨耗の問題が発生される。
れば、ミラ−を基板上にヒンジで支持させ、その基板と
ミラ−面に電極を形成して電極間の静電力でミラ−を回
転させる方法が知られている。これは構造が比較的に簡
単であり、既存の半導体の製造工程と類似な方法で量産
できるという利点を持つが、ミラ−を回転させるに充分
な静電力を得るためにはミラ−と基板との間隔を狭めな
ければならないが、その場合、ミラ−の回転の範囲が縮
まるだけでなく、駆動時にミラ−と基板の相互接触によ
る磨耗の問題が発生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は前記問
題点を鑑みて簡単な構造で超小型に製作することがで
き、同時に量産可能で安定した駆動特性を有する微細ミ
ラ−アレイのミラ−駆動方法及びこれを具現する装置を
提供するにある。
題点を鑑みて簡単な構造で超小型に製作することがで
き、同時に量産可能で安定した駆動特性を有する微細ミ
ラ−アレイのミラ−駆動方法及びこれを具現する装置を
提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、それぞれ回転可能に支持されている複数の
ミラ−部材を有する微細ミラ−アレイのミラ−駆動方法
において、前記複数のミラ−部材に対して磁界を加える
段階と、映像信号に応じて前記複数のミラ−部材を選択
し、選択されたミラ−部材に電流を流す段階とを行い、
前記磁界と電流の間に作用する電磁気力により各ミラ−
部材が傾くように駆動することを特徴とする。
に本発明は、それぞれ回転可能に支持されている複数の
ミラ−部材を有する微細ミラ−アレイのミラ−駆動方法
において、前記複数のミラ−部材に対して磁界を加える
段階と、映像信号に応じて前記複数のミラ−部材を選択
し、選択されたミラ−部材に電流を流す段階とを行い、
前記磁界と電流の間に作用する電磁気力により各ミラ−
部材が傾くように駆動することを特徴とする。
【０００７】また、前記目的を達成するために本発明の
微細ミラ−アレイのミラ−駆動装置は、前記複数のミラ
−部材に磁界を加えるための磁界形成手段と、前記複数
のミラ−部材にそれぞれ電流を流すための導体手段とを
備えて、前記磁界形成手段と導体手段の間に作用する電
磁気力により各ミラ−部材が傾くように構成される点に
その特徴がある。
微細ミラ−アレイのミラ−駆動装置は、前記複数のミラ
−部材に磁界を加えるための磁界形成手段と、前記複数
のミラ−部材にそれぞれ電流を流すための導体手段とを
備えて、前記磁界形成手段と導体手段の間に作用する電
磁気力により各ミラ−部材が傾くように構成される点に
その特徴がある。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明を詳細に説明する。図１において、符号１はミラ−部
材であり、その表面に入射する光を反射させる。ミラ−
部材１は後述するようなヒンジ手段によりその側面の中
心部“Ｃ”を支点として左右両方向に回転することがで
きる。このミラ−部材１に電流を流すためにその裏面の
左右にコイル素子２，２′が取り付けられており、該コ
イル素子２，２′と適当な間隔に離隔されて磁界“Ｅ”
を加える永久磁石３が配置されている。
明を詳細に説明する。図１において、符号１はミラ−部
材であり、その表面に入射する光を反射させる。ミラ−
部材１は後述するようなヒンジ手段によりその側面の中
心部“Ｃ”を支点として左右両方向に回転することがで
きる。このミラ−部材１に電流を流すためにその裏面の
左右にコイル素子２，２′が取り付けられており、該コ
イル素子２，２′と適当な間隔に離隔されて磁界“Ｅ”
を加える永久磁石３が配置されている。
【０００９】前述したコイル素子２，２′に相互反対方
向に電流を流すと、一側のコイル素子２により形成され
る磁束φと他側のコイル素子２′により形成される磁束
φ′は相互反対方向となる。したがって、永久磁石３に
よる同一な磁界“Ｅ”内で、両側のコイル素子２，２′
には相互反対方向の電磁気力が作用するようになる。し
たがって、ミラ−部材１は仮想線で示したように前記中
心部“Ｃ”を支点として回転するようになり、この際、
その表面に入射する光が偏向される。図１において、コ
イル部材２，２′と永久磁石３の位置は相互替えても差
し支えなく、かつ、前記永久磁石３を電磁石に代置する
ことができる。
向に電流を流すと、一側のコイル素子２により形成され
る磁束φと他側のコイル素子２′により形成される磁束
φ′は相互反対方向となる。したがって、永久磁石３に
よる同一な磁界“Ｅ”内で、両側のコイル素子２，２′
には相互反対方向の電磁気力が作用するようになる。し
たがって、ミラ−部材１は仮想線で示したように前記中
心部“Ｃ”を支点として回転するようになり、この際、
その表面に入射する光が偏向される。図１において、コ
イル部材２，２′と永久磁石３の位置は相互替えても差
し支えなく、かつ、前記永久磁石３を電磁石に代置する
ことができる。
【００１０】このような本発明のミラ−駆動方法は、単
に光を偏向させることの他に、例えば、前記コイル２，
２′に流れる電流を速くスイッチングすることにより所
望の光信号を変調する変調器へも応用しうる。
に光を偏向させることの他に、例えば、前記コイル２，
２′に流れる電流を速くスイッチングすることにより所
望の光信号を変調する変調器へも応用しうる。
【００１１】図２及び図３は前記本発明のミラ−駆動方
法を具現するミラ−駆動装置の具体的な実施例であり、
単一な微細ミラ−デバイスを示す。該微細ミラ−デバイ
スは基板４と基板４に形成されたミラ−部材１Ａ、基板
４の下に取り付けられた永久磁石３、ミラ−部材１Ａの
裏面に形成されたコイル導電層２Ａ，２Ａ′より構成さ
れる。ミラ−部材１Ａはその側面部が基板４と若干の間
を置いてそのうち相互対向する二つの側面の中心部と基
板４の間に一体に延長されているヒンジ部５，５′を中
心として回転できるようになっている。基板４は図３に
示したように、ミラ−部材１Ａの回転運動を収容しうる
空間部６を有する。永久磁石３はミラ−部材１Ａの面に
対して広い磁極（Ｎ極又はＳ極）を有する。
法を具現するミラ−駆動装置の具体的な実施例であり、
単一な微細ミラ−デバイスを示す。該微細ミラ−デバイ
スは基板４と基板４に形成されたミラ−部材１Ａ、基板
４の下に取り付けられた永久磁石３、ミラ−部材１Ａの
裏面に形成されたコイル導電層２Ａ，２Ａ′より構成さ
れる。ミラ−部材１Ａはその側面部が基板４と若干の間
を置いてそのうち相互対向する二つの側面の中心部と基
板４の間に一体に延長されているヒンジ部５，５′を中
心として回転できるようになっている。基板４は図３に
示したように、ミラ−部材１Ａの回転運動を収容しうる
空間部６を有する。永久磁石３はミラ−部材１Ａの面に
対して広い磁極（Ｎ極又はＳ極）を有する。
【００１２】図４を参照すれば、コイル導電パタ−ン２
Ａ，２Ａ′はミラ−部材１Ａの裏面の両側に金属薄膜を
コ−ティングした後、これを所定のコイルの形態にパタ
−ン処理することにより形成されるものであり、これに
電流を印加しうるように両側のヒンジ部５，５′に沿っ
て外部に配線されているリ−ドパタ−ン２Ｂ，２Ｂ′と
連結されている。一方、図５に示したように光を反射さ
せるための反射膜７がミラ−部材１Ａの表面に形成され
ており、その裏面には前記コイル導電層２Ａ，２Ａ′を
相互連結するジャンパパタ−ン２Ｃの形成のための絶縁
層８がある。
Ａ，２Ａ′はミラ−部材１Ａの裏面の両側に金属薄膜を
コ−ティングした後、これを所定のコイルの形態にパタ
−ン処理することにより形成されるものであり、これに
電流を印加しうるように両側のヒンジ部５，５′に沿っ
て外部に配線されているリ−ドパタ−ン２Ｂ，２Ｂ′と
連結されている。一方、図５に示したように光を反射さ
せるための反射膜７がミラ−部材１Ａの表面に形成され
ており、その裏面には前記コイル導電層２Ａ，２Ａ′を
相互連結するジャンパパタ−ン２Ｃの形成のための絶縁
層８がある。
【００１３】前記のような単一な微細ミラ−デバイスは
半導体ウェ−ハの成長技法、金属膜のコ−ティング及び
食刻など、薄膜処理技術により薄型でのみならず、超小
型で製作できる。このような超小型のミラ−駆動装置
は、例えば、ＳＨＧ（second harmonic generation) 光
源を使用する記録再生用の光ピックアップにおける光信
号の変調器として用いられる。
半導体ウェ−ハの成長技法、金属膜のコ−ティング及び
食刻など、薄膜処理技術により薄型でのみならず、超小
型で製作できる。このような超小型のミラ−駆動装置
は、例えば、ＳＨＧ（second harmonic generation) 光
源を使用する記録再生用の光ピックアップにおける光信
号の変調器として用いられる。
【００１４】図６は本発明のミラ−駆動装置を適用した
微細ミラ−アレイ１０を示す。この微細ミラ−アレイ１
０は多数の微細なミラ−部材１Ａが画素の単位に広い共
通基板４Ａ上に碁盤状に配列されている。各ミラ−部材
１Ａはそれぞれのヒンジ部５Ａ，５Ａ′により回転運動
可能に支持される。各ミラ−部材１Ａの裏面には前述し
たコイル導電層が形成され、かつ、共通基板４Ａの底面
には前記多数のミラ−部材１Ａの全体面に均一な磁界を
形成するように充分に広い磁極面を有する永久磁石が取
り付けられる。
微細ミラ−アレイ１０を示す。この微細ミラ−アレイ１
０は多数の微細なミラ−部材１Ａが画素の単位に広い共
通基板４Ａ上に碁盤状に配列されている。各ミラ−部材
１Ａはそれぞれのヒンジ部５Ａ，５Ａ′により回転運動
可能に支持される。各ミラ−部材１Ａの裏面には前述し
たコイル導電層が形成され、かつ、共通基板４Ａの底面
には前記多数のミラ−部材１Ａの全体面に均一な磁界を
形成するように充分に広い磁極面を有する永久磁石が取
り付けられる。
【００１５】図７は図６のような微細ミラ−アレイ１０
を映像変調器として用いる映像投射装置を示す。前記微
細ミラ−アレイ１０は映像投射装置の光源１１と結像レ
ンズ１２の間に配置され、映像信号に基づいて前述した
各ミラ−部材のコイル導電層を選択して電流を印加する
駆動回路１５と連結されることにより、光源１１からコ
リメ−ティングレンズ１４を通して照射される光を映像
信号に応じて２次元の映像に変調する。すると、結像レ
ンズ１２はその微細ミラ−アレイ１０により変調された
映像の光を結像して大型スクリ−ンに拡大投射する。
を映像変調器として用いる映像投射装置を示す。前記微
細ミラ−アレイ１０は映像投射装置の光源１１と結像レ
ンズ１２の間に配置され、映像信号に基づいて前述した
各ミラ−部材のコイル導電層を選択して電流を印加する
駆動回路１５と連結されることにより、光源１１からコ
リメ−ティングレンズ１４を通して照射される光を映像
信号に応じて２次元の映像に変調する。すると、結像レ
ンズ１２はその微細ミラ−アレイ１０により変調された
映像の光を結像して大型スクリ−ンに拡大投射する。
【００１６】前記微細ミラ−アレイは映像の変調だけで
なく、映像を変調して示す表示器としても用いることが
でき、かつ、入射する光を部分的に偏向させ、偏向され
る光の強度を調節する調光器として用いることもでき
る。
なく、映像を変調して示す表示器としても用いることが
でき、かつ、入射する光を部分的に偏向させ、偏向され
る光の強度を調節する調光器として用いることもでき
る。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は微細ミラ
−アレイのミラ−部材を駆動するにおいて、従来の圧電
力や静電気力とは異なる電磁気力を用いる新たな方式を
提供するものであり、このような本発明によれば、微細
ミラ−アレイの構造が単純化されるので、超小型の製作
及び量産が可能になることは勿論、そのコストも節減さ
せうる。特に、本発明は微細ミラ−アレイの安定した動
作特性により各応用製品の信頼度を高めることができ
る。本発明は前記の例示と説明により限定されず、本発
明の請求範囲内でさらに多い変形が可能である。
−アレイのミラ−部材を駆動するにおいて、従来の圧電
力や静電気力とは異なる電磁気力を用いる新たな方式を
提供するものであり、このような本発明によれば、微細
ミラ−アレイの構造が単純化されるので、超小型の製作
及び量産が可能になることは勿論、そのコストも節減さ
せうる。特に、本発明は微細ミラ−アレイの安定した動
作特性により各応用製品の信頼度を高めることができ
る。本発明は前記の例示と説明により限定されず、本発
明の請求範囲内でさらに多い変形が可能である。
【図１】本発明による微細ミラ−アレイのミラ−駆動方
法の原理を説明するために示した側面図である。
法の原理を説明するために示した側面図である。
【図２】本発明による微細ミラ−アレイのミラ−駆動装
置を説明するために単一な微細ミラ−デバイスを示した
斜視図である。
置を説明するために単一な微細ミラ−デバイスを示した
斜視図である。
【図３】図２の微細ミラ−デバイスをＡ−Ａ線上に示し
た断面図である。
た断面図である。
【図４】図２に示した微細ミラ−デバイスの微細ミラ−
の裏面を示した平面図である。
の裏面を示した平面図である。
【図５】図４の微細ミラ−デバイスをＢ−Ｂ線上に示し
た断面図である。
た断面図である。
【図６】本発明が適用された微細ミラ−アレイを示した
平面図である。
平面図である。
【図７】本発明が適用された微細ミラ−アレイを用いて
映像を拡大投射する映像プロジェクタを示した配置図で
ある。
映像を拡大投射する映像プロジェクタを示した配置図で
ある。
１．．．ミラ−部材 ２，２′．．コイル素子 ２Ａ，２Ａ′．．コイル導電層 ３．．．永久磁石 ４，４Ａ．．基板 ５，５′．．ヒンジ部
Claims (12)
- 【請求項１】 それぞれ回転可能に支持されており、そ
の裏面にコイルが取り付けられている複数のミラ−部材
を有する微細ミラ−アレイのミラ−駆動方法において、 前記複数のミラ−部材に対して磁界を加える第１の段階
と、 映像信号に応じて前記複数のミラ−部材を選択し、選択
されたミラ−部材に電流を流す第２の段階とを含めて、 前記磁界と電流の間に作用する電磁気力により各ミラ−
部材が傾くように駆動することを特徴とする微細ミラ−
アレイのミラ−駆動方法。 - 【請求項２】 前記第１の段階を前記複数のミラ−部材
に対して充分に広い磁極面を有する永久磁石を配置して
行うことを特徴とする請求項１に記載の微細ミラ−アレ
イのミラ−駆動方法。 - 【請求項３】 前記第１の段階を前記複数のミラ−部材
に対して充分に広い磁極面を有する電磁石を配置して行
うことを特徴とする請求項１に記載の微細ミラ−アレイ
のミラ−駆動方法。 - 【請求項４】 前記第２の段階を各ミラ−部材の一側面
に取り付けられる少なくとも一つのコイル素子を用いて
行うことを特徴とする請求項１に記載の微細ミラ−アレ
イのミラ−駆動方法。 - 【請求項５】 前記第２の段階を各ミラ−部材の一側面
に金属膜をコ−ティングし、その金属膜をコイルの形態
に食刻してなるコイル導電層を用いて行うことを特徴と
する請求項１に記載の微細ミラ−アレイのミラ−駆動方
法。 - 【請求項６】 それぞれ回転可能に支持されている複数
のミラ−部材を有する微細ミラ−アレイのミラ−駆動装
置において、 前記複数のミラ−部材に磁界を加えるための磁界形成手
段と、 前記複数のミラ−部材にそれぞれ電流を流すための導体
手段とを備えて、 前記磁界形成手段と導体手段の間に作用する電磁気力に
より各ミラ−部材が傾くように構成されることを特徴と
する微細ミラ−アレイのミラ−駆動装置。 - 【請求項７】 前記磁界形成手段は前記複数のミラ−部
材に対して充分に広い磁極面を有する永久磁石を具備す
ることを特徴とする請求項６に記載の微細ミラ−アレイ
のミラ−駆動装置。 - 【請求項８】 前記磁界形成手段は前記複数のミラ−部
材に対して充分に広い磁極面を有する電磁石を具備する
ことを特徴とする請求項６に記載の微細ミラ−アレイの
ミラ−駆動装置。 - 【請求項９】 前記導体手段は各ミラ−部材の一側面に
取り付けられる少なくとも一つのコイル素子を具備する
ことを特徴とする請求項６に記載の微細ミラ−アレイの
ミラ−駆動装置。 - 【請求項１０】 前記導体手段は各ミラ−部材の一側面
に金属膜をコ−ティングし、その金属膜をコイルの形態
に食刻してなるコイル導電層より構成されることを特徴
とする請求項６に記載の微細ミラ−アレイのミラ−駆動
装置。 - 【請求項１１】 前記各ミラ−部材は前記コイル導電層
を二層に形成するための絶縁層を含めてなることを特徴
とする請求項１０に記載の微細ミラ−アレイのミラ−駆
動装置。 - 【請求項１２】 回転可能に支持されている複数のミラ
−部材を有する微細ミラ−アレイのミラ−駆動装置にお
いて、 前記複数のミラ−部材が画素の単位に配列されている共
通基板と、 前記複数のミラ−部材のそれぞれに対向する側面部と共
通基板を一体に連結して各ミラ−部材を回転可能に支持
する複数のヒンジ部と、 前記複数のミラ−部材の全体面に対して充分に広い磁極
面を有し、前記共通基板の下に取り付けられる永久磁石
と、 前記複数のミラ−部材の各裏面に形成されるコイル導電
層と、 所定の映像信号に応じて前記複数のミラ−部材を選択
し、選択されたミラ−部材のコイル導電層に電流を印加
する手段とを含むことを特徴とする微細ミラ−アレイの
駆動装置。
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