反射镜驱动装置、反射镜驱动装置的控制方法及反射镜驱动装置的制造方法与流程

文档序号:15575038发布日期:2018-09-29 05:20阅读:241来源:国知局

本发明涉及反射镜驱动装置、反射镜驱动装置的控制方法及反射镜驱动装置的制造方法,特别是涉及在信息通信或距离测量中使用的用于使入射光的反射方向及焦点位置变化的反射镜驱动装置。



背景技术:

以往,已知有通过对反射镜进行支承的梁的弯曲变形而使反射镜的姿势及位移变化,使向反射镜入射的光的反射方向及焦点位置变化的反射镜驱动装置。例如在国际公开第2003/062899号(专利文献1)中,公开了在基板上形成有压电元件的光开关,该压电元件由反射镜元件、薄膜压电体、电极及弹性体构成。在此通过向电极施加电压而使薄膜压电体挠曲变形,并利用与之相伴的反射镜元件的绕旋转轴的旋转来驱动反射镜元件。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2003/062899号



技术实现要素:

发明要解决的课题

在国际公开第2003/062899号的光开关中,通过变形吸收部来连接反射镜元件与弹性体。该光开关向多个薄膜压电体分别施加不同的电压而驱动反射镜元件。这种情况下,特别是如果载置薄膜压电体的梁与反射镜元件通过mems(microelectromechanicalsystems,微机电系统)技术等而形成作为一体的构件,则在光开关的驱动时容易向反射镜元件施加应力,担忧存在反射镜元件的平面度下降的可能性。这是由配置在上述梁与反射镜元件之间并将两者连接的变形吸收部的作用引起的。如果反射镜元件的平面度下降,则存在使反射镜元件的反射光的特性下降的可能性。

本发明鉴于以上的问题而作出,其目的在于提供一种即使载置压电材料的梁与反射镜元件形成为一体,也能够降低该梁与反射镜元件之间的应力,抑制反射镜元件的平面度的下降的反射镜驱动装置、反射镜驱动装置的控制方法及反射镜驱动装置的制造方法。

用于解决课题的方案

本发明的反射镜驱动装置具备反射体和一对梁部。反射体能够对入射光进行反射。一对梁部在俯视观察下以夹着反射体的方式与反射体相连。一对梁部包括:以夹着反射体的方式与反射体直接相连的一对第一梁;以及与一对第一梁的与反射体相反的一侧连结的一对第二梁。在一对第一梁的主表面上隔着压电材料相互空出间隔地排列多个电极。一对第一梁沿着与主表面交叉的方向能够相互向反方向位移。一对第二梁能够在将一对第一梁与一对第二梁连结并沿着第二梁的主表面的方向上位移。

在本发明的反射镜驱动装置的控制方法中,向多个电极中的接近反射体的一侧的第一电极和与第一电极相邻的第二电极施加符号互为相反的电压。利用电压引起的压电材料的变形而使反射体倾斜。

在本发明的反射镜驱动装置的制造方法中,首先形成能够对入射光进行反射的反射体。形成在俯视观察下以夹着反射体的方式与反射体相连的一对梁部。一对梁部包括:以夹着反射体的方式与反射体直接相连的一对第一梁;与一对第一梁的与反射体相反的一侧连结的一对第二梁。在一对第一梁的主表面上隔着压电材料相互空出间隔地排列形成多个电极。一对第一梁沿着与主表面交叉的方向能够相互向反方向位移。一对第二梁在将一对第一梁与一对第二梁连结并沿着第二梁的主表面的方向上能够位移。

发明效果

根据本发明,与反射体接近的第一梁能够在与其主表面交叉的方向上位移,第二梁能够在将第一梁与第二梁连结的沿着第二梁的主表面的方向上位移。因此,能够降低反射体和与之连接的第一梁之间的应力,能够抑制反射体的平面度的下降。

附图说明

图1是表示实施方式1的第一例的反射镜驱动装置的整体结构的立体图。

图2是表示实施方式1的第一例的反射镜驱动装置的整体结构的概略俯视图。

图3是图2的沿iii-iii线的部分的概略剖视图。

图4是图2中的由虚线包围的区域iv的概略放大俯视图,特别是表示上侧电极的平面形状的第一例及第二梁的平面形状的第一例的概略放大俯视图。

图5是表示第二梁的平面形状的与图4不同的第二例的概略放大俯视图。

图6是表示第二梁的平面形状的与图4不同的第三例的概略放大俯视图。

图7是表示上侧电极的平面形状的与图4不同的第二例的概略放大俯视图。

图8是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第一工序的概略剖视图。

图9是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第二工序的概略剖视图。

图10是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第三工序的概略剖视图。

图11是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第四工序的概略剖视图。

图12是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第五工序的概略剖视图。

图13是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第六工序的概略剖视图。

图14是表示实施方式1的反射镜驱动装置的制造方法的第七工序的概略剖视图。

图15是从图2中提取出的1个压电元件的部分的概略放大剖视图。

图16是表示向图15的压电元件的上侧电极施加了正电压时的变形的形态的概略放大剖视图。

图17是表示向图15的压电元件的上侧电极施加了负电压时的变形的形态的概略放大剖视图。

图18是从图2中提取出的一方的第一梁部的整体的梁的部分的因向压电元件施加电压而引起的变形的形态的概略放大图。

图19是从图2中提取出的反射镜部及双方的第一梁部的整体的梁的部分的因向压电元件施加电压而引起的变形的形态的概略放大图。

图20是表示图19的反射镜部及第一梁部的各部的尺寸及相对于x方向的倾斜角度的概略放大图。

图21是表示反射镜半径的尺寸相对于梁长度的比例与使梁的第一交界部的角度的误差为最小的系数α的关系的坐标图。

图22是表示实施方式1的第二例的反射镜驱动装置的整体结构的概略俯视图。

图23是表示实施方式2的第一例的反射镜驱动装置的整体结构的概略俯视图。

图24是表示实施方式2的第二例的反射镜驱动装置的整体结构的概略俯视图。

具体实施方式

以下,基于附图,说明本发明的实施方式。

实施方式1.

首先,使用图1~图4,说明本实施方式的第一例的反射镜驱动装置的结构。需要说明的是,为了便于说明而导入x方向、y方向、z方向。而且,在图1中,从便于观察的观点出发而将梁的y方向的宽度表示得比其他的图宽。在图1~图4中,x方向是将反射镜部m与第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2连结的方向,是第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2延伸的方向。y方向是在俯视观察下与x方向正交的方向,即与第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2的延伸方向交叉的方向。z方向是在第一梁部bl1中在第一梁11bl1上层叠电极12bl1、14bl1及压电膜13bl1的方向。

参照图1、图2及图3,本实施方式的第一例的反射镜驱动装置100主要具有反射镜部m、一对第一梁部bl1、br1(一对梁部)、一对第二梁部bl2、br2(一对梁部)。一对第一梁部中的一方即第一梁部bl1相对于反射镜部m相邻地存在于图1、图2及图3的x方向左侧,一对第一梁部中的另一方即第一梁部br1相对于反射镜部m相邻地存在于图1、图2及图3的x方向右侧。同样,一对第二梁部中的一方即第二梁部bl2相对于第一梁部bl1存在于图1、图2及图3的x方向左侧即距离反射镜部m远的一侧,一对第一梁部中的另一方即第二梁部br2相对于第一梁部br1存在于图1、图2及图3的x方向右侧即距离反射镜部m远的一侧。

反射镜部m、一对第一梁部bl1、br1、一对第二梁部bl2、br2分别由梁11、下侧电极12、压电膜13、上侧电极14构成。首先说明梁11、下侧电极12、压电膜13及上侧电极14的各自的配置形态。

梁11是由x方向上的图1、图2及图3的x方向左侧的端部即左方端el及x方向右侧的端部即右方端er支承、并在左方端el及右方端er之间沿x方向呈直线状地延伸的构件。在此,将反射镜部m处的梁11设为反射镜11m,将一对第一梁部bl1、br1处的各自的梁11分别设为第一梁11bl1、11br1,将一对第二梁部bl2、br2处的各自的梁11分别设为第二梁11bl2、11br2。因此,梁11由反射镜11m、一对第一梁11bl1、11br1、一对第二梁11bl2、11br2构成。

其中,反射镜部m的反射镜11m与一般的反射镜同样地作为能够对入射光进行反射的反射体而形成。下侧电极12是在一对第一梁11bl1、11br1的各自的主表面上形成的薄膜状的电极,例如在俯视观察下具有矩形形状。需要说明的是,第一梁11bl1、11br1的各自的主表面是指第一梁11bl1、11br1的表面中的沿着xy平面且朝向z方向上侧的表面。第一梁11bl1的主表面上的下侧电极12是下侧电极12bl1,第一梁11br1的主表面上的下侧电极12是下侧电极12br1。即下侧电极12包括第一梁部bl1的下侧电极12bl1和第二梁部bl2的下侧电极12br1。

压电膜13是在下侧电极12bl1、12br1的各自的朝向z方向上方的主表面上以与下侧电极12bl1、12br1重叠的方式形成的薄膜状的构件,例如在俯视观察下具有矩形形状。下侧电极12bl1的主表面上的压电膜13是压电膜13bl1、13bl2。压电膜13bl1与压电膜13bl2相比配置在接近反射镜部m的一侧,压电膜13bl1与压电膜13bl2相互空出间隔地配置。下侧电极12br1的主表面上的压电膜13为压电膜13br1、13br2。压电膜13br1与压电膜13br2相比配置在接近反射镜部m的一侧,压电膜13br1与压电膜13br2相互空出间隔地配置。即压电膜13包括第一梁部bl1处的一对压电膜13bl1、13bl2和第一梁部br1处的一对压电膜13br1、13br2。

上侧电极14是在压电膜13bl1、13bl2、13br1、13br2的各自的朝向z方向上方的主表面上以重叠的方式形成的薄膜状的电极,例如在俯视观察下具有矩形形状。在压电膜13bl1、13bl2、13br1、13br2的各自的正上方形成的上侧电极14分别是上侧电极14bl1、14bl2、14br1、14br2。因此,上侧电极14bl1与上侧电极14bl2相互空出间隔地配置,上侧电极14br1与上侧电极14br2相互空出间隔地配置。即上侧电极14包括第一梁部bl1处的一对上侧电极14bl1、14bl2和第一梁部br1处的一对上侧电极14br1、14br2。

另外,作为由与上侧电极14bl1、14bl2、14br1、14br2相同的材料同时形成的同一层,在反射镜部m的相当于梁11的反射镜11m的朝向z方向上方的主表面上形成有反射膜14m。反射膜14m作为反射镜11m的反射镜,为了进一步提高使入射光反射的功能而形成在反射镜11m的z方向上侧的主表面上。

接下来,与上述相比改变视点,说明反射镜部m、一对第一梁部bl1、br1、一对第二梁部bl2、br2的各自的结构。

再次参照图2及图3,在配置于x方向上的中央部的反射镜部m,作为梁11的一部分的反射镜11m与其主表面上的反射膜14m依次层叠。反射镜11m及反射膜14m在俯视观察下具有例如圆形。

由于第一梁部bl1配置于反射镜部m的x方向左侧,因此,第一梁11bl1在俯视观察下与反射镜11m在从反射镜11m观察的一方向上相连,即与反射镜11m的x方向左侧相连。作为梁11的一部分的第一梁11bl1、下侧电极12bl1、一对压电膜13bl1、13bl2、一对上侧电极14bl1、14bl2依次层叠于第一梁部bl1。压电膜13bl1和压电膜13bl2这双方层叠在下侧电极12bl1上。在压电膜13bl1上层叠有与之大致相同的形状及面积的上侧电极14bl1,在压电膜13bl2上层叠有与之大致相同的形状及面积的上侧电极14bl2。因此,上侧电极14bl1、14bl2的面积为下侧电极12bl1的面积的约一半。

另外,由于第一梁部br1配置于反射镜部m的x方向右侧,因此,第一梁11br1在俯视观察下与反射镜11m在从反射镜11m观察的上述一方向的相反侧的另一方向上相连,即与反射镜11m的x方向右侧相连。作为梁11的一部分的第一梁11br1、下侧电极12br1、一对压电膜13br1、13br2、一对上侧电极14br1、14br2依次层叠于第一梁部br1。各电极等的形状及面积的关系与第一梁部bl1处的上述的对应的各电极等同样。这样,在俯视观察下,在x方向上以夹着反射镜膜11m的方式,具备与反射镜膜11m相连的一对梁部,即第一梁部bl1及第一梁部br1、以及第二梁部bl2及第二梁部br2。

这样形成一对第一梁11bl1、11br1。在第一梁11bl1的主表面上,隔着作为压电材料的压电膜13bl1、13bl2,相互空出间隔地排列作为多个电极的上侧电极14bl1、14bl2。需要说明的是,在此作为多个电极而形成2个上侧电极14bl1、14bl2,但是并不局限于此,也可以形成3个以上的上侧电极14。而且同样地,在第一梁11br1的主表面上,隔着作为压电材料的压电膜13br1、13br2,相互空出间隔地排列作为多个电极的上侧电极14br1、14br2。在第一梁11br1上也可以形成3个以上的上侧电极14。

第二梁部bl2配置在第一梁部bl1的x方向左侧,第二梁部br2配置在第一梁部br1的x方向右侧,因此一对第二梁11bl2、11br2在俯视观察下与一对第一梁11bl1、11br1的各自的与反射镜11m相反的一侧相连。即第二梁11bl2与第一梁11bl1的距反射镜部m远的一侧即x方向左侧相连,第二梁11br2与第一梁11br1的距反射镜部m远的一侧即x方向右侧相连。

这样,与反射镜膜11m相连的一对梁部包括:以夹着反射镜膜11m的方式与反射镜膜11m直接相连的一对第一梁11bl1、11br1;与一对第一梁11bl1、11br1的与反射镜膜11m相反的一侧连结的一对第二梁11bl2、11br2。

在此,梁11通常将反射镜11m、一对第一梁11bl1、11br1、一对第二梁11bl2、11br2全部作为一体相连,梁11由单一的构件构成,但并不局限于这样的情况。即在此称为“在俯视观察下与反射镜11m在从反射镜11m观察的一方向上相连的第一梁11bl1”的情况可以是反射镜11m和与之相邻的第一梁11bl1作为一体的梁11而形成,也可以是作为互不相同的梁11进行配置并将它们连接的形态。关于“在俯视观察下与反射镜11m在从反射镜11m观察的另一方向上相连的第一梁11br1”也同样。

第二梁部bl2由作为梁11的一部分的第二梁11bl2形成。而且,第二梁部br2由作为梁11的一部分的第二梁11br2形成。参照图4,例如第二梁11bl2在对其进行俯视观察时,优选具有“h”形状,即在其一部分的区域即例如x方向的中央部,与其他的区域相比以y方向上的宽度缩窄的方式中间变细,但是并不局限于这样的形态。例如参照图5,第二梁11bl2也可以是在y方向负侧设有2个悬臂梁那样的平面形状。即在第二梁11bl2的x方向一方侧及另一方侧存在一对作为与其他的区域相比向y方向负侧延伸的区域的悬臂梁。或者例如参照图6,第二梁11bl2也可以是在y方向正侧及负侧这双方各设置2个悬臂梁、且它们将第一梁11bl1的x方向延长线上的第二梁11bl2的部分夹入那样的平面形状。以上的图4~图6所示的形态并不局限于第二梁11br1,关于第二梁11br2也同样。

另外,在图4中,上侧电极14bl1、14bl2具有沿x方向延伸的矩形的平面形状。然而,上侧电极14bl1、14bl2的平面形状并不局限于此。例如参照图7,上侧电极14bl1、14bl2也可以具有沿着梁11延伸的x方向延伸且在y方向上折回多次而以其延伸方向反转的方式弯折的平面形状。这样,能够缓和在梁11变形时在下侧电极12及上侧电极14产生的梁11的长度方向即x方向的应力,能够防止金属材料的疲劳引起的断线等。这种情况有助于反射镜驱动装置100的可靠的动作。这种情况并不局限于上侧电极14bl1、14bl2,关于上侧电极14br1、14br2也同样。

左方端el及右方端er分别配置在反射镜驱动装置100整体的x方向上的左方及右方的端部。左方端el及右方端er具有将由梁11等构成的反射镜驱动装置100整体从其x方向的两端侧进行固定的作为固定部的作用。左方端el在x方向上与第二梁部bl2(第二梁11bl2)的与反射镜11m相反的一侧相连,右方端er在x方向上与第二梁部br2(第二梁11br2)的与反射镜11m相反的一侧相连。在图2~图4中虽然省略具体的图示,但是关于左方端el及右方端er,也可以分别形成为包含梁11的一部分的区域(即包含作为与第一及第二梁11bl1、11bl2等一体的构件的区域),还可以作为与梁11等不同的构件而形成。

在反射镜驱动装置100中,一对第一梁11bl1、11br1能够分别在与层叠有下侧电极12、压电膜13、上侧电极14的沿xy平面的主表面交叉的方向、即沿z方向的方向上位移。即,一对第一梁11bl1、11br1能够分别在xz平面内变形。而且,能够使一对第一梁11bl1、11br1中的一方向z方向上侧位移,使另一方向z方向下侧位移。即,能够使一对第一梁11bl1、11br1分别在与层叠有上侧电极14的沿xy平面的主表面交叉的z方向上向互不相同的方向位移。即,能够使一对第一梁11bl1、11br1沿着与主表面交叉的z方向相互向反方向位移,例如能够使第一梁11bl1向z方向上侧位移,使第一梁11br1向z方向下侧位移。

另一方面,一对第二梁11bl2、11br2能够分别在将一对第一梁11bl1、11br1与一对第二梁11bl2、11br2连结且沿着第二梁11bl2、11br2的主表面的方向即沿x方向的方向上位移。即,关于第二梁11bl2、11br2,未形成能够在z方向上(除了基于误差的微动之外)积极位移的结构。

在俯视观察下,反射镜11m与一对第一梁11bl1、11br1分别在第一交界部cl1、cr1处直接相连。在此相连是指如上所述,可以是反射镜11m与第一梁11bl1、11br1分别作为一体的梁11形成,也可以作为它们连接不同的梁11的形态而相连。而且直接相连是指在反射镜11m与第一梁11bl1、11br1之间什么也没有配置而两区域以相互相邻的方式连续。

第一交界部cl1、cr1在与第一梁11bl1、11br1的形成有压电膜13bl1、13bl2等的主表面交叉的方向即沿z方向的方向上能够位移。即第一交界部cl1、cr1能够追随于一对第一梁11bl1、11br1的位移而位移。

另外,作为一对第一梁11bl1、11br1和与一对第一梁11bl1、11br1分别相邻的一对第二梁11bl2、11br2的各自的交界的第二交界部cl2在将一对第一梁11bl1、11br1与一对第二梁11bl2、11br2连结且沿着第二梁11bl2、11br2的主表面的方向即沿x方向的方向上能够位移。即关于第二交界部cl2,未形成能够在z方向上(除了基于误差的微动之外)积极地位移的结构。

接下来,说明反射镜驱动装置100的各构件的构成材料及电连接形态。

梁11例如由没有导电性的单晶硅形成。但是,梁11可以设为能够将向压电膜13施加电场而引起的伸缩作为梁11的弯曲使用的任意的弹性体材料。下侧电极12例如由铂的薄膜形成。铂适合作为构成压电膜13的构成材料的成膜的基底的材料。压电膜13由作为压电材料的锆钛酸铅(pzt)形成。而且,上侧电极14及反射膜14m例如由金的薄膜形成。金对于光具有高的反射率。因此,金适合作为反射镜11m中的用于进一步提高光的反射率的反射膜14m的材料。但是,下侧电极12及上侧电极14并不局限于此,可以为能够向压电膜13施加电压的任意的材料。

下侧电极12bl1与上侧电极14bl1、14bl2通过在层叠方向上夹于它们之间的压电膜13bl1、13bl2而相互电绝缘。而且,下侧电极12br1与上侧电极14br1、14br2通过在层叠方向上夹于它们之间的压电膜13br1、13br2而相互电绝缘。而且,虽然在图2~图4中未示出从上述各电极引出配线,但是可以从各电极电连接于反射镜驱动装置100的外部电源。而且,虽然在图2~图4中未具体地示出,但是下侧电极12bl1与下侧电极12br1通过由引出配线连接的外部电源而相互电连接,上述下侧电极12bl1、12br1的电位成为基准电位。

需要说明的是,下侧电极12bl1与下侧电极12br1可以电绝缘,但是它们也可以电连接。

接下来,使用图8~图14,说明上述反射镜驱动装置100的制造方法。

参照图8,准备例如将由单晶硅构成的硅层10、由硅氧化膜构成的硅氧化膜层15、由单晶硅构成的硅层11s依次层叠而成的soi(silicononinsulator,绝缘体上硅薄膜)基板20。

参照图9,在上述soi基板20的z方向上的最上层即硅层11s的、朝向与硅氧化膜层15相向的一侧的相反侧即上侧的主表面上,通过通常的照片制版技术(成膜及制图)及蚀刻,形成下侧电极12即下侧电极12bl1、12br1的薄膜图案。下侧电极12bl1、12br1形成在应成为第一梁部bl1的区域及应成为第一梁部br1的区域。由此,形成第一梁部bl1、br1,该第一梁部bl1的硅层11s其x方向中央部形成为反射镜11m,被划分为应成为反射镜部m的区域。换言之,通过图8及图9的工序,形成能够对入射光进行反射的反射镜11m。而且,形成为在硅层11s的从反射镜11m观察的一方向及与之相反侧的另一方向上相连的一对第一梁11bl1、11br1。

参照图10,在下侧电极12bl1、12br1的朝向z方向上侧的主表面上,通过通常的照片制版技术及蚀刻,形成压电膜13即压电膜13bl1、13bl2、13br1、13br2的薄膜图案。

参照图11,以与压电膜13bl1、13bl2、13br1、13br2的各图案俯视下大致完全一致地重叠的方式,形成作为上侧电极14的上侧电极14bl2、14br1、14br2的薄膜图案。由此,在一对第一梁11bl1、11br1的各自的主表面上,隔着压电膜13,相互空出间隔地排列形成多个(例如各2个)电极14bl1、14bl2、14br1、14br2。

而且,与此同时,特别是在应成为反射镜部m的区域中,在硅层11s上形成作为与上侧电极14bl1等相同的层的反射膜14m的薄膜图案。由此,形成反射膜14m的区域的正下方的梁11的部分形成为反射镜11m,从而形成反射镜部m。

参照图12,通过对soi基板20的特别是硅层11s局部性地进行制图及蚀刻,由此形成例如图4所示那样的第二梁部bl2、br2的第二梁11bl2、11br2的形状。硅层11s的局部性的蚀刻优选通过例如称为icp-rie(inductivecoupledplasmareactiveionetching)的感应耦合型反应性离子蚀刻进行。作为形成该第二梁11bl2、11br2的形状的区域而形成有第二梁部bl2、br2。这形成为在俯视观察下与一对第一梁11bl1、11br1的各自的与反射镜11m相反的一侧相连的一对第二梁11bl2、11br2。而且,梁11包括作为各区域的交界部的第一交界部cl1、cr1及第二交界部cl2、cr2。

如以上的各工序所示,通过明确划分应成为第一梁部bl1、br1的区域及应成为反射镜部m的区域与应成为该第二梁部bl2、br2的区域的范围而分别形成反射镜部m、第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2。换言之,在俯视观察下,以在x方向上夹着反射镜膜11m的方式形成与反射镜膜11m相连的一对梁部,即第一梁部bl1及第一梁部br1、以及第二梁部bl2及第二梁部br2。一对梁部包括:以夹着反射镜膜11m的方式与反射镜膜11m直接相连的一对第一梁11bl1、11br1;连结于一对第一梁11bl1、11br1的与反射镜膜11m相反的一侧的一对第二梁11bl2、11br2。而且,作为soi基板的最上层的硅层11s形成为梁11。需要说明的是,可以在第二梁部bl2、br2的x方向外侧即x方向端部侧形成左方端el及右方端er,在图12~图14中图示形成有它们的情况。

参照图13,例如通过icp-rie,将反射镜部m、第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2的硅层10除去。由此,梁11的整体由左方端el及右方端er的例如硅层10支承。

参照图14,通过使用了例如称为cf4的四氟化碳气体的干刻,将反射镜部m、第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2的硅氧化膜层15除去。

需要说明的是,最终如图2所示,在俯视观察下包含反射镜11m的反射镜部m形成为例如圆形,但是除此以外的第一及第二梁部bl1、bl2等形成为细长。因此,虽然未图示,但是在例如图12、图13及图14的工序中,进行将不需要的区域的soi基板20除去的加工以形成图2那样的平面形状。通过以上所述,形成图2~图4所示的反射镜驱动装置100。

如以上所述,本实施方式的反射镜驱动装置100可以通过例如应用在硅基板上反复进行成膜、制图、蚀刻等工序的所谓半导体微细加工技术或mems器件技术来形成。而且,通过采用以上的制造方法,本实施方式的反射镜驱动装置100将反射镜部m的反射镜11m、以及第一梁部bl1、br1的第一梁11bl1、11br1及第二梁部bl2、br2的第二梁11bl2、11br2全部形成为一体的梁11。

接下来,在说明本实施方式的反射镜驱动装置100的动作及控制方法的基础上,说明本实施方式的作用效果。首先,使用图15~图17,说明构成本实施方式的反射镜驱动装置100的压电元件的动作原理。

参照图15,提取出在以下的图15~图17中作为一例的第一梁部bl1的第一梁11bl1及下侧电极12bl1的x方向右侧约一半、以及其正上方的层叠有压电膜13bl1及上侧电极14bl1的区域,说明该区域的变形等的动作原理。

在反射镜驱动装置100的第一梁部bl1中,下侧电极12bl1与上侧电极14bl1隔着压电膜13bl1而相互在z方向上相向地设置,由此构成压电元件。同样地形成下侧电极12bl1与上侧电极14bl2隔着压电膜13bl2而相向的压电元件、下侧电极12br1与上侧电极14br1隔着压电膜13br1而相向的压电元件、下侧电极12br1与上侧电极14br2隔着压电膜13br2而相向的压电元件。

上述的压电元件都是通过向从上下方向夹着压电膜13的一对电极12、14间施加电压而能够向压电膜13施加电场。因此,如果向图15的下侧电极12bl1与上侧电极14bl1之间施加电压,则向由它们夹着的压电膜13bl1沿膜厚方向即z方向施加电场。由此压电膜13bl1根据该电场的方向而在沿着其主表面的方向即沿xy平面的方向上伸缩。由此压电膜13bl1使与压电膜13bl1相互处于层叠的配置关系的第一梁11bl1的部分以翘曲的方式变形。

参照图16,例如在向上侧电极14bl1施加了正电压,向下侧电极12bl1施加了负电压的情况下,向它们之间的压电膜13bl1施加z方向的向下的电场。此时,如果压电膜13bl1以要沿着沿其xy平面的主表面伸长的方式变形,则其正下方的第一梁11bl1以成为向z方向上侧凸的形状的方式翘曲。其结果是,层叠的压电元件的整体以成为向z方向上侧凸的形状的方式翘曲。

参照图17,例如在向上侧电极14bl1施加了负电压,向下侧电极12bl1施加了正电压的情况下,向它们之间的压电膜13bl1施加z方向的向上的电场。此时,如果压电膜13bl1以要沿着沿其xy平面的主表面收缩的方式变形,则其正下方的第一梁11bl1以成为向z方向下侧凸的形状的方式翘曲。其结果是,层叠的压电元件的整体以成为向z方向下侧凸的形状的方式翘曲。这样在压电元件中,根据向压电膜13施加的电场的方向,其伸缩的形态互为相反。因此,根据向上侧电极14施加的电压的正负而能够改变压电膜13的翘曲的方向,根据向上侧电极14施加的电压的大小而能够改变压电膜13的翘曲的曲率。即,通过上侧电极14与下侧电极12之间的电压的正负及大小能够控制其正下方的梁11的变形的形态。

利用这样的压电元件的变形的性质,以使反射镜驱动装置100的包含反射镜11m在内的反射镜部m的倾斜角度及位移等变化的方式进行控制。接下来,使用图18~图21,说明使用了上述压电元件的反射镜驱动装置100的控制方法。

在图18~图20中,考虑第一梁部bl1等的各区域的梁11,梁11的变形基本上追随于在其正上方层叠的压电膜13的变形。参照图18,在第一梁部bl1中,关注配置上侧电极14bl1的区域和配置与之相邻的上侧电极14bl2的区域这双方。

在反射镜驱动装置100的实际驱动时,向在第一梁部bl1排列多个(2个)的上侧电极14bl1、14bl2中的与反射镜11m接近的一侧的作为第一电极的上侧电极14bl1和与上侧电极14bl1相邻的作为第二电极的上侧电极14bl2施加符号互为相反的电压。具体而言,将下侧电极12bl1(参照图15)的电位设为基准电位,相对于此,将向上侧电极14bl1施加的电压设为正电压+v1,将向上侧电极14bl2施加的电压设为符号与上侧电极14bl1相反的负电压-v2。需要说明的是,|v1|>|v2|。

如图18示意性所示,在包含上侧电极14bl1的压电元件的部分,第一梁11bl1以向z方向上侧凸出的方式变形,在包含上侧电极14bl2的压电元件的部分,第一梁11bl1以向z方向下侧凸出的方式变形。如果将包含上侧电极14bl1的压电元件的部分的曲率半径设为r1,将包含上侧电极14bl2的压电元件的部分的曲率半径设为r2,则r2>r1。因此,可以说是上侧电极14bl1的正下方的第一梁11bl1的部分与上侧电极14bl2的正下方的第一梁11bl1的部分相比翘曲变大。

上侧电极14bl1与上侧电极14bl2沿x方向的长度大致相等。因此,曲率半径r1、r2与由于梁11的翘曲而以沿x方向延伸的方式形成的圆弧的中心角θ1、θ2成为互为反比例的关系。

由于曲率半径r1小于曲率半径r2,因此上侧电极14bl1侧的梁11的x方向右侧的端部在图18中的比z方向的基准位置(z=0)靠上侧的坐标位置(z>0),成为以朝向z方向下侧的方式倾斜的形态。该上侧电极14bl1侧的梁的x方向右侧的端部即第一交界部cl1与反射镜部m的反射镜11m相连,因此反射镜11m以仿形于上述的第一交界部cl1处的梁11的倾斜的方式,以x方向右侧朝向z方向下侧的方式产生旋转位移而倾斜。这样,在反射镜控制装置100中,利用向压电元件施加的电压引起的压电膜13的变形而使反射镜11m倾斜。

在图18中仅考虑了第一梁部bl1的第一梁11bl1,但是接下来,使用图19,对也包含反射镜驱动装置100的反射镜部m及第一梁部br1、第二梁部bl2、br2进行考虑时向压电元件的电压施加及各区域的变形倾斜进行说明。

参照图19,向一对第一梁11bl1、11br1中的第一梁11bl1的作为第一电极的上侧电极14bl1和与之相反侧的第一梁11br1的作为第一电极的上侧电极14br1施加绝对值相同而符号互为相反的电压。而且,向一对第一梁11bl1、11br1中的第一梁11br1的作为第二电极的上侧电极14bl2和与之相反侧的第一梁11br1的作为第二电极的上侧电极14br2施加绝对值相同而符号互为相反的电压。即,与图18同样地向上侧电极14bl1施加正电压+v1,但是向上侧电极14br1施加与之绝对值相同但符号相反的负电压-v1。而且,与图18同样地向上侧电极14bl2施加负电压-v2,但是向上侧电极14br2施加与之绝对值相同但符号相反的正电压+v2。

此时,如图19示意性所示,在包含上侧电极14br1的压电元件的部分,第一梁11br1以向z方向下侧凸出的方式变形,在包含上侧电极14br2的压电元件的部分,第一梁11br1以向z方向上侧凸出的方式变形。如果将包含上侧电极14br1的压电元件的部分的曲率半径设为r1,将包含上侧电极14bl2的压电元件的部分的曲率半径设为r2,则与第一梁11bl1同样地为r2>r1。因此,上侧电极14br1侧的梁11的x方向左侧的端部在图19中的比z方向的基准位置(z=0)靠下侧的坐标位置(z<0)处,成为以朝向z方向上侧的方式倾斜的形态。该上侧电极14br1侧的梁的x方向左侧的端部即第一交界部cr1与反射镜部m的反射镜11m相连,因此反射镜11m以仿形于上述的第一交界部cr1处的梁11的倾斜的方式,以x方向左侧朝向z方向上侧的方式产生旋转位移而倾斜。

并且,在第一梁11bl1与第二梁11bl2的第二交界部cl2、及第一梁11br1与第二梁11br2的第二交界部cr2,梁11位于基准坐标位置(z=0),第二梁11bl2、11br2的整体维持z=0的位置。

通过以上所述,图19的梁11整体以反射镜11m的x方向中央部处的、y坐标为0的位置的y轴为中心配置于点对称的位置地变形。而且,图19的梁11在反射镜部m、第一梁部bl1、br1及第一交界部cl1、cr1能够沿z方向位移,但是在第二交界部cl2、cr2及第二梁部bl2、br2位于z=0的位置且没有沿z方向位移。

例如图8~图14所示,在反射镜部m与第一梁部bl1、br1的梁11一体形成的情况下,能够更加简化梁11的形成工序。然而,这种情况下,与上述各区域间的梁11为不同的构件的情况相比,梁11容易受到来自构成反射镜驱动装置100的其他构件的应力的影响。在假设该梁11是在反射镜11m与第一梁11bl1、11br1的第一交界部cl1、cr1处沿z方向不位移而仅能够沿xy方向位移的结构的情况下,可能会使反射镜11m的平面度下降。其原因在于,在第一梁11bl1、11br1及第一交界部cl1、cr1由于压电元件的驱动时的梁11的变形而沿z方向无法移动的情况下,梁11受到绕y轴的力矩,使反射镜11m变形。

因此,在本实施方式的反射镜驱动装置100中,一对第一梁11bl1、11br1能够分别沿着与梁11的主表面交叉的z方向位移。而且,关于第一交界部cl1、cr1也同样,能够沿着与梁11的主表面交叉的z方向位移。由此,能够降低梁11受到上述那样的绕y轴的力矩而使反射镜11m变形的可能性。

另外,由于第一梁11bl1向图19的z方向上侧位移,第一梁11br1向图19的z方向下侧位移,因此上述一对第一梁11bl1、11br1能够分别向z方向上的互不相同的方向(反方向)位移。因此,能够如图19那样例如使第一交界部cl1和第一交界部cr1处的第一梁11bl1、11br1都以左高右低的方式倾斜。由此,夹在上述的第一交界部cl1、cr1之间的反射镜11m能够成为保持图19的直线状即平面状的形态,能够抑制反射镜11m的平面度的下降。

另一方面,如果假设也包含第二梁11bl2、11br2等的梁11的整体能够沿z方向移动,则由作为固定部的左方端el及右方端er支承的梁11在第一梁11bl1等处不存在用于消除与沿z方向的位移相伴的x方向的位移的区域,会产生不良情况。因此,在本实施方式的反射镜驱动装置100中,一对第二梁11bl2、11br2分别与一对第一梁11bl1、11br1和一对第二梁11bl2、11br2连结并沿着第二梁11bl2、11br2的主表面的方向即沿x方向能够位移。而且,第二交界部cl2、cr2也同样地能够沿x方向位移。上述区域沿z方向几乎不位移。因此,通过第一梁11bl1、11br1的z方向的变形能够吸收并抵消x方向的长度的变化。

能够沿x方向位移且沿z方向不位移的第二梁11bl2、11br2与第一梁11bl1、11br1的与反射镜11m相反的一侧相连。换言之,第二梁11bl2、11br2等配置于在从反射镜11m观察时比第一梁11bl1、11br1等远的一侧。这样(仅)沿x方向位移的部分从反射镜11m分离,因此即使第二梁11bl2、11br2及第二交界部cl2、cr2仅沿x方向发生了位移,能够降低梁11受到其影响产生绕y轴的力矩而使反射镜11m变形的可能性。

如以上所述,能够设为第一梁11bl1、11br1及第一交界部cl1、cr1能够沿z方向位移且第二梁11bl2、11br2及第二交界部cl2、cr2(仅)能够沿x方向位移的图19的形态的理由在于上述的对于向压电元件施加电压而引起的转弯方向的控制。即再次参照图19,是由于向第一梁部bl1的与反射镜11m接近的一侧的上侧电极14bl1和第一梁部br1的与反射镜11m接近的一侧的上侧电极14br1施加绝对值相同而符号互为相反的电压的缘故。由此,能够使上侧电极14bl1和上侧电极14br1中的一方向z方向上侧凸出,另一方向z方向下侧凸出地变形,并能够使两者弯曲的曲率大致相等。因此,能够使一对第一交界部cl1、cr1中的一方向z=0的上侧,另一方向z=0的下侧,相对于y=0成为点对称地位移,并能够使两者都以例如成为x方向上的左高右低的方式倾斜。因此,能够使一对第一交界部cl1、cr1之间夹着的反射镜11m没有弯曲等变形地倾斜。

如果向压电元件施加电压,则即使没有从y轴方向支承梁11的构件,也能够施加绕y轴的旋转位移,从而此处的反射镜11m的倾斜成为可能。

另外,在第一梁部bl1中,向与反射镜11m接近的一侧的上侧电极14bl1和上侧电极14bl2施加符号互为相反的电压,因此能够使上侧电极14bl1和上侧电极14bl2中的一方向z方向上侧凸出,使另一方向z方向下侧凸出地变形。因此,即使在第一交界部cl1处z坐标不为0而梁11在z方向上发生了倾斜,在第二交界部cl2也能够以使z坐标成为0的方式使梁11转弯。该转弯的点相当于z方向上的弯曲的方向翻转的、上侧电极14bl1与上侧电极14bl2的交界部。这样的话,第二交界部cl2及比其从反射镜11m分离的一侧的第二梁11bl2能够一边将z坐标保持为0一边(仅)沿x方向位移。

在此,在上述的反射镜驱动装置100的控制方法中,说明更可靠地用于抑制反射镜11m的平面度下降的控制方法。

如上所述通过控制向上侧电极14bl1、14bl2、14br1、14br2的电压施加,能够控制反射镜11m的姿势即倾斜方向和倾斜角度。在此,关注反射镜11m的倾斜、第一梁部bl1与反射镜11m的第一交界部cl1的倾斜。需要说明的是,以下考察第一梁部bl1与反射镜11m的第一交界部cl1,但是关于第一梁部br1与反射镜11m的第一交界部cr1也基本上同样。

图20是提取出图19中的第一梁部bl1及反射镜部m的图。参照图20,为了使梁11中的特别是在第一交界部cl1产生的应力为0,只要以下的(式1)及(式2)的关系成立即可。即在第一梁11bl1的与反射镜11m的第一交界部cl1的z方向的坐标zb、反射镜11m的第一交界部cl1侧的端部的z方向的坐标zm、反射镜11m的x方向上的半径r、反射镜11m相对于x轴的倾斜角度θm、第一梁11bl1的第一交界部cl1相对于x轴的倾斜角度θb之间,

zb=zm=rtanθm·······(式1)

θb=θm=θ1-θ2·······(式2)

成立。

在此(式2)中的θ1是向第一梁部bl1的上侧电极14bl1施加的电压产生的、由俯视下与上侧电极14bl1重叠的区域形成的圆弧的中心角,对应于图18中的角度θ1。而且,(式2)中的θ2是向第一梁部bl1的上侧电极14bl2施加的电压产生的、由俯视下与上侧电极14bl2重叠的区域形成的圆弧的中心角,对应于图18中的角度θ2。

只要设定满足上述关系的θ1及θ2,就能够使在上述第一交界部cl1产生的应力为0。然而,这样的θ1及θ2的解存在多个,因此作为实用上的问题,可将以下的2个条件1)及2)作为前提考虑。

1)上侧电极14bl1的x方向的尺寸与上侧电极14bl2的x方向的尺寸相等。2)在角度θ1与角度θ2之间使以下的(式3)所示的关系成立,即,将两角度的比例维持为根据测定的反射镜驱动装置100而决定的固定值。具体而言,以α为常数,在θ1与θ2之间

θ1=α·θ2·······(式3)

成立。以使(式3)的关系成立的方式,向压电元件的压电膜13bl1、13bl2施加电场。

参照图21,该坐标图的横轴表示反射镜半径即反射镜11m的沿x方向的半径r的值(参照图20)相对于梁长度即特别是第一梁11bl1的x方向的长度的比例。而且,该坐标图的纵轴表示相对于各个第一梁11bl1及反射镜11m的x方向尺寸条件的、使角度的误差为最小的系数α的值。即根据反射镜11m的x方向的尺寸相对于各反射镜驱动装置100的第一梁11bl1的x方向的尺寸的比例,示出以使zb与zm的误差的量成为最小的方式,换言之以使第一交界部cl1产生的应力成为0的方式求出的α的值。通过参照该坐标图,求出α的值。

第一梁部bl1的变形产生的圆弧的中心角θ1、θ2依赖于向上侧电极14bl1、14bl2施加的电压(参照图18)。因此,根据图21的横轴的反射镜11m的半径r的值相对于第一梁11bl1的x方向长度的比例,来设定图18的施加电压|v1|与|v2|之比,由此能够充分降低在第一交界部cl1及反射镜11m产生的应力,能够抑制反射镜11m的平面度的下降。即在第一交界部cl1,第一梁11bl1与反射镜11m以相同角度倾斜并相连,由此能够抑制第一交界部cl1处的应力的产生,抑制反射镜11m的平面度的下降。

此外,如果根据各构件的尺寸而求出的常数α的值被决定,则通过设定θb并决定第一梁11bl1的x方向长度,根据(式2)来决定θm的值,通过将其代入(式1)来决定zb的值。而且,如果θm被决定,则通过将其和r的值代入(式1)也能够求出zb的值。作为一例,在倾斜角度θm为±10°的范围内,如果根据此时的反射镜11m的半径r求出zb相对于zm的误差的比例,则成为0.2%以下。具体而言,例如如果反射镜11m的半径r为500μm,则z方向的位移的误差为0.1μm以下。由此,在实用上,zb相对于zm的值的误差充分减小。因此,在第一交界部cl1及反射镜11m产生的应力能够充分降低,能够抑制反射镜11m的平面度的下降。

需要说明的是,在图18~图20中示出反射镜11m以左高右低的方式倾斜的例子,但是反之在反射镜11m以左低右高的方式倾斜的情况下也能够与上述同样地进行说明。

以下,列举其他本实施方式的作用效果。首先,本实施方式的反射镜驱动装置100在驱动时能够抑制向第一交界部cl1、cr1及反射镜11m产生应力,因此可以不需要提高以抑制反射镜11m的变形为目的的反射镜11m的刚性。

另外,具有以上特征的反射镜驱动装置100通过应用上述图8~图14所示的制造方法而能够容易地形成。特别是,能够从反射镜部m、第一梁部bl1及第二梁部bl2的各区域的梁11为一体的soi基板20的硅层11s形成为在各区域z方向厚度大致相等。因此,不需要例如仅将反射镜11m形成得比其他区域的梁11厚或者另行接合较厚地形成的反射镜部的结构构件,能够更容易地形成梁11。

另外,在反射镜驱动装置100中,例如第一梁11bl1上的压电膜13被分割成多个(2个)压电膜13bl1和压电膜13bl2。通过这样将压电膜13分割成多个,能够使分割的各区域的与向压电元件的电压施加相伴的极化的影响相互难以施加。因此,通过向压电元件施加电压,在分割的各区域能够更高精度地使第一梁11bl1变形,能够更高精度地控制反射镜11m的姿势。

接下来,使用图22,说明本实施方式的第二例的反射镜驱动装置的结构。参照图22,本实施方式的第二例的反射镜驱动装置101具有基本上与第一例的反射镜驱动装置100同样的结构,因此关于与反射镜驱动装置100相同的构成要素所对应的要素,标注与反射镜驱动装置100同样的附图标记。而且,在第二例中,关于形态等与第一例同样的部位,在此省略说明。

在图22的反射镜驱动装置101中,第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2在俯视观察下沿着圆形的反射镜11m(反射膜14m)的圆周方向延伸。在这一点上,反射镜驱动装置101与第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2在俯视观察下沿着圆形的反射镜11m(反射膜14m)的径向呈直线状即放射状延伸的反射镜驱动装置100在结构上不同。

在反射镜驱动装置101中,一对第一梁中的一方即第一梁11bl1与反射镜11m在从反射镜11m观察的一方向上相连,即与反射镜11m的x方向左侧相连,另一方的第一梁11br1与反射镜11m在上述一方向的相反侧的另一方向上相连,即与反射镜11m的x方向右侧相连。而且,第二梁11bl2在从第一梁11bl1观察下与反射镜11m的相反侧相连,第二梁11br2在从第一梁11br1观察下与反射镜11m的相反侧相连。而且,在第一梁11bl1的主表面上,隔着未图示的压电膜,相互空出间隔地排列上侧电极14bl1、14bl2,在第一梁11br1的主表面上,隔着未图示的压电膜,相互空出间隔地排列上侧电极14br1、14br2。上侧电极14bl1、14bl2等也与第一梁11bl1等同样地沿反射镜11m的圆周方向延伸。

反射镜驱动装置101的基本的动作可以认为与反射镜驱动装置100同样。即一对第一梁11bl1、11br1能够分别在与沿着层叠有上侧电极14的xy平面的主表面交叉的z方向上向互不相同的方向(反方向)位移。另一方面,一对第二梁11bl2、11br2能够分别在将一对第一梁11bl1、11br1与一对第二梁11bl2、11br2连结且沿着第二梁11bl2、11br2的主表面的方向即沿着反射镜11m的圆周方向的方向上位移。而且,反射镜11m与一对第一梁11bl1、11br1分别在第一交界部cl1、cr1处直接相连,第一交界部cl1、cr1在与第一梁11bl1、11br1的主表面交叉的z方向上能够位移。另一方面,第一梁11bl1、11br1与第二梁11bl2、11br2的各自的第二交界部cl2、cr2能够沿着上述的第二梁11bl2、11br2的主表面的方向,即沿上述圆周方向位移。

如以上所述,反射镜驱动装置101在第一及第二梁部bl1、bl2、br1、br2的延伸方向及其平面形状上与反射镜驱动装置100不同,但是关于除此以外的各构件的结构上及动作上的特征基本上与反射镜驱动装置100相同。因此,反射镜驱动装置101的作用效果基本上与反射镜驱动装置100的作用效果同样。但是,在反射镜驱动装置101中,第一及第二梁部在与反射镜11m的外周部接近的区域,沿该外周部延伸。这样的话,能够使反射镜驱动装置101整体的俯视观察下的尺寸与反射镜驱动装置100相比小型化。

另外,如本实施方式那样,通过使各梁部沿着圆周方向延伸,能够抑制与第一交界部cl1、cr1相邻的区域处产生大的应力。由此,能够抑制反射镜11m的平面度的下降。

实施方式2.

首先,使用图23,说明本实施方式的第一例的反射镜驱动装置的结构。参照图23,本实施方式的第一例的反射镜驱动装置200基本上具有与实施方式1的反射镜驱动装置100、101同样的结构,因此关于与反射镜驱动装置100、101相同的构成要素所对应的要素,标注与反射镜驱动装置100、101同样的附图标记。而且,在反射镜驱动装置200中,关于形态等与反射镜驱动装置100、101同样的部位,在此省略说明。

作为第一及第二梁部,图23的反射镜驱动装置200不仅具有从反射镜部m在俯视观察下沿x方向延伸的第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2,而且具有从反射镜部m在俯视观察下沿y方向延伸的第一梁部bu1、bd1及第二梁部bu2、bd2。即反射镜驱动装置200除了反射镜驱动装置101的结构之外,还具有一对第一梁部bu1、bd1(一对梁部)和一对第二梁部bu2、bd2(一对梁部)。

在反射镜驱动装置200中沿x方向延伸的第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2的各自的结构上及动作上的特征与实施方式1的反射镜驱动装置100的对应部分相同。而且,在反射镜驱动装置200中沿y方向延伸的第一梁部bu1、bd1和第二梁部bu2、bd2的各自的结构上及动作上的特征与第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2的各自的结构上及动作上的特征相同。

即,虽然一部分未图示,但是第一梁部bu1具有:具有与第一梁部bl1同样的形态的第一梁11bu1;下侧电极;压电膜;上侧电极14bu1、14bu2。同样,第一梁部bd1具有:具有与第一梁部br1同样的形态的第一梁11bd1;下侧电极;压电膜;上侧电极14bd1、14bd2。而且,第二梁部bu2具有第二梁11bu2,第二梁11bu2具有第二梁部bl2同样的形态,第二梁部bd2具有第二梁11bd2,第二梁11bd2具有与第二梁部br2同样的形态。

一对第一梁中的一方即第一梁11bu1与反射镜11m在从反射镜11m观察的一方向上相连,即与反射镜11m的y方向上侧相连,另一方的第一梁11bd1与反射镜11m在上述一方向的相反侧的另一方向上相连,即与反射镜11m的y方向下侧相连。而且,第二梁11bu2在从第一梁11bu1观察下与反射镜11m的相反侧相连,第二梁11bd2在从第一梁11bd1观察下与反射镜11m的相反侧相连。

在梁11中,反射镜11m与第一梁11bu1在第一交界部cu1处直接相连,反射镜11m与第一梁11bd1在第一交界部cd1处直接相连。而且,在梁11中,第一梁11bu1与第二梁11bu2在第二交界部cu2处直接相连,第一梁11bd1与第二梁11bd2在第二交界部cd2处直接相连。

第一梁11bu1、11bd1及第一交界部cu1、cd1在与主表面交叉的方向即z方向上,能够向互不相同的方向(反方向)位移。而且,第二梁11bu2、11bd2及第二交界部cu2、cd2能够沿着将第一梁11bu1、11bd1与第二梁11bu2、11bd2连结并沿着第二梁11bu2、11bd2的主表面的y方向位移。

这样,在本实施方式中,包含一对第一梁和一对第二梁的列配置多个。具体而言,包括第一列和第二列这2个列,该第一列包括一对第一梁11bl1、11br1及一对第二梁11bl2、11br2,该第二列包括一对第一梁11bu1、11bd1及一对第二梁11bu2、11bd2。需要说明的是,这样的列的个数任意。上述第一列沿x方向呈直线状地延伸,上述第二列沿y方向呈直线状地延伸,因此第一列与第二列在俯视观察下相互交叉(例如正交)。

如果使用本实施方式的反射镜驱动装置200,则能够抑制向沿x方向延伸的第一及第二梁部bl1、br1作用的绕y轴的力矩引起的反射镜11m的变形,并能够抑制向沿y方向延伸的第一及第二梁部bu1、bd1作用的绕x轴的力矩引起的反射镜11m的变形。而且,能够独立于向上侧电极14bl1、14bl2、14br1、14br2的电压施加地控制向上侧电极14bu1、14bu2、14bd1、14bd2的电压施加。因此,能够独立地控制绕y轴的反射镜11m的位移和绕x轴的反射镜11m的位移,能够将反射镜11m的姿势在绕y轴方向及绕x轴方向这双方自如地变更。由此,与实施方式1相比能够更自由地变更相对于入射光的光的反射方向。

接下来,使用图24,说明本实施方式的第二例的反射镜驱动装置的结构。参照图24,本实施方式的第二例的反射镜驱动装置201具有基本上与第一例的反射镜驱动装置200同样的结构,因此关于与反射镜驱动装置200相同的构成要素所对应的要素,标注与反射镜驱动装置200同样的附图标记。而且,在第二例中,关于形态等与第一例同样的部位,在此省略说明。

在图24的反射镜驱动装置201中,第一梁部bl1、br1、bu1、bd1及第二梁部bl2、br2、bu2、bd2在俯视观察下沿着圆形的反射镜11m(反射膜14m)的圆周方向延伸。在这一点上,反射镜驱动装置201与第一梁部bl1、br1、bu1、bd1及第二梁部bl2、br2、bu2、bd2在俯视观察下沿着圆形的反射镜11m(反射膜14m)的径向呈直线状即放射状地延伸的反射镜驱动装置200在结构上不同。

关于反射镜驱动装置201的第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2,由于基本上与实施方式1的反射镜驱动装置101相同,因此省略详细说明。而且,关于反射镜驱动装置201的第一梁部bu1、bd1及第二梁部bu2、bd2,也基本上与第一梁部bl1、br1及第二梁部bl2、br2相同。

如上所述,反射镜驱动装置101的沿圆周方向延伸的各梁部的结构及动作上的特征基本上与反射镜驱动装置100的呈直线状延伸的各梁部的结构及动作上的特征相同。与该情况同样,反射镜驱动装置201的沿圆周方向延伸的第一梁部bu1、bd1及第二梁部bu2、bd2的结构及动作上的特征基本上与反射镜驱动装置200的呈直线状延伸的第一梁部bu1、bd1及第二梁部bu2、bd2的结构及动作上的特征相同。因此,省略反射镜驱动装置201的第一梁部bu1、bd1及第二梁部bu2、bd2的结构及动作上的特征的详细说明。

反射镜驱动装置201基本上起到反射镜驱动装置101的作用效果和反射镜驱动装置200的作用效果这双方。即与实施方式1相比能够更自如地变更相对于入射光的光的反射方向,并且能够实现反射镜驱动装置201整体的小型化,并抑制反射镜11m的平面度的下降。

以上叙述的各实施方式(包含的各例)记载的特征在技术上不矛盾的范围内可以适当组合适用。

应认为本次公开的实施方式在全部的点上为例示性而非限制性。本发明的范围不是由上述的说明而是由权利要求书公开,并包括与权利要求书等同的意思及范围内的全部变更。

附图标记说明

10、11s硅层,11梁,11bl1、11br1、11bu1、11bd1第一梁,11bl2、11br2、11bu2、11bd2第二梁,11m反射镜,12、12bl1、12br1下侧电极,13、13bl1、13bl2、13br1、13br2压电膜,14、14bl1、14bl2、14br1、14br2、14bu1、14bu2、14bd1、14bd2上侧电极,14m反射膜,15硅氧化膜层,20soi基板,100、101、200、201反射镜驱动装置,bl1、br1、bu1、bd1第一梁部,bl2、br2、bu2、bd2第二梁部,cl1、cr1、cu1、cd1第一交界部,cl2、cr2、cu2、cd2第二交界部,el左方端,er右方端,m反射镜部。

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