光学设备及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学设备及其制造方法，在该光学设备的壳体内部配置有具有可转动的光学功能面的光学元件。
【背景技术】
[0002]以往的光学设备具有外壳以及被配置在外壳的开口部分的盖部，所述外壳具有容纳光学元件的凹部。在盖部形成有透明的窗部。外壳与盖部通过低熔点玻璃等接合。并且，其他的光学设备具有配置光学元件的壳体部件、以及与窗部一体化的金属盖。金属盖被设置在基础基板上，光学元件收容在金属盖的内部。并且，对金属盖与基础基板进行缝焊。通过这些结构，在以往的光学设备中，光学元件被密封收容在内部。
[0003]另外，本申请的发明所涉及的现有技术文献例如有专利文献1及专利文献2。
[0004](现有技术文献)
[0005](专利文献)
[0006]专利文献1日本特开2006-184905号公报
[0007]专利文献2日本特开2011-151357号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]然而，在上述这种光学设备中存在的课题是，在制造过程中，光学元件以及光学设备的特性会劣化。因此，希望能够减少光学元件以及光学设备的特性的劣化。
[0010]用于解决课题的方案
[0011]本申请所涉及的光学设备具备:光学元件，具有可转动的光学功能面；主体，支承所述光学元件；以及壳体，收纳所述光学元件以及所述主体，所述壳体具备:壁部，围住所述光学元件以及所述主体；窗部，具有透光性，对所述壁部的一方的开口部进行封闭，并针对所述光学功能面形成光路；以及底板，对所述壁部的另一方的开口部进行封闭。
[0012]发明效果
[0013]通过本申请所涉及的光学设备，能够减少光学设备以及光学元件的制造过程的特性劣化。
【附图说明】
[0014]图1是本申请所涉及的实施方式中的光学设备的分解斜视图。
[0015]图2是示出本申请所涉及的光学设备的使用状态的模式图。
[0016]图3是本申请所涉及的光学设备的光学元件的正面图。
[0017]图4是示出本申请所涉及的光学设备的制造方法的模式图。
[0018]图5是示出本申请所涉及的光学设备中的光学元件与主体被一体化后的结构的模式图。
[0019]图6是示出本申请所涉及的主体被配置在壁部内的状态的模式图。
[0020]图7是示出本申请所涉及的主体内的光学元件的变位的限制方法的模式图。
[0021]图8是本申请所涉及的其他的实施方式中的光学元件的正面图。
【具体实施方式】
[0022]以下参照附图对实施方式进行具体说明。
[0023]并且，以下将要说明的实施方式均为概括性的或具体的示例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、步骤、步骤的顺序等均为一个例子，主旨并非是对本发明进行限定。并且，对于以下的实施方式中的构成要素中示出最上位概念的独立权利要求所没有记载的构成要素，作为任意的构成要素来进行说明。
[0024](实施方式)
[0025]图1示出了作为光学设备的一个例子的光扫描设备9，图2是示出其使用状态的模式图。在光扫描设备9中，具有可转动的反射面的光学元件1被配置在壳体4的内部。光扫描设备9通过控制光学元件1的反射面的转动，来控制入射到光扫描设备9的入射光21的反射角，从而使射出光22扫描在规定的区域内。壳体4包括窗部7、壁部5、以及底板8。
[0026]并且，光学元件1通过主体3而被配置在壳体4内。据此，光学元件1成为可转动的状态。
[0027]接着，利用图3对光学元件1的结构进行说明。光学元件1具备:具有光学功能面2的可动板2a、在可动板2a的转动轴18上延伸配置的一对振动梁11、以及通过该一对振动梁11来支承可动板2a的呈框状的固定部10。S卩，振动梁11的一端由固定部10支承，另一端被连接在具有光学功能面2的可动板2a。光学功能面2例如是反射面。振动梁11为迂回形状的结构，通过该迂回形状的结构而使多个直线部11a与折回部lib连接。每个直线部11a被配置有驱动部12，使直线部11a在上下方向上弯曲振动。
[0028]并且，驱动部12例如是在上部电极与下部电极之间配置了压电体层的层叠结构体(未图示)。驱动部12通过将控制电压施加到上部电极与下部电极之间，从而能够使直线部11a在上下方向上弯曲振动。例如，光扫描设备9通过被配置在相邻的直线部11a的驱动部12向相反方向弯曲，从而能够使可动板2a以转动轴18为中心来转动。并且，在直线部11a，监视部13沿着驱动部12而被配置。监视部13具有与驱动部12相同的结构。监视部13通过在直线部11a产生的振动来生成波形信号。生成的波形信号被利用于可动板2a的驱动控制。这些驱动部12以及监视部13通过布线部(未图示)，分别连接到被配置在固定部10的电极垫片14a。
[0029]光学元件1具有通过MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微机电系统反射镜)工艺而被形成的平板结构。例如，光学元件1通过针对Si基板采用干蚀刻进行形状加工、溅射成膜、以及通过蚀刻进行图案成形等而被形成。
[0030]如图2所示，在主体3设置有凹部3a，以便在相当于振动梁11与可动板2a的振动区域的部分设置空间。主体3通过位于外周部分的固定部10来支承光学元件1。S卩，主体3连接于固定部10。这样，主体3具有能够使振动梁11以及可动板2a转动的悬架结构。
[0031]壳体4具备:两端开口的筒状的壁部5、封闭开口部6的一侧的窗部7、以及封闭开口部6的另一侧的底板8。光学元件1以及主体3被收纳在壳体4。壁部5被配置成围住光学元件1以及主体3的外周。主体3通过壁部5而被支承。壁部5由陶瓷等形成。窗部7封闭被设置在壁部5的多个开口部6之中的开口部6a，该开口部6a是入射光21以及射出光22的光路一侧的开口。窗部7被设置在光路上，具有透光性。例如，窗部7由光学玻璃形成。并且，壁部5与窗部7通过低熔点玻璃而被一体化。底板8封闭壁部5的开口部6之中的与窗部7相反一侧的开口部6b。底板8由金属板形成。并且，底板8通过缝焊与壁部5的端面一体化。通过这种构成，在光扫描设备9中，能够提高收纳有光学元件1的壳体内部的气密性。
[0032]壳体4的开口部6中的封口过程包括以下两个工序。一个工序是，利用低熔点玻璃对窗部7与壁部5进行粘结，来封闭开口部6a。另一个工序是，通过缝焊对壁部5与底板8进行焊接，来封闭开口部6b。采用低熔点玻璃的粘结工序中的加热处理的温度为600度左右。粘结工序的加热处理会使壳体4整体受到热的影响。另外，在缝焊的工序中的特点是，虽然加热处理温度为高温，但是由于加热部位是焊接的部分，因此给周围带来热的影响较少。这样，通过将封口工序分为两个工序，从而光扫描设备9能够降低制造过程中的特性劣化。
[0033]以下，对光扫描设备9的制造方法进行说明。
[0034]图4不出了光扫描设备9的壳体4的封口工艺。
[0035]首先，在壁部5的开口部6a配置窗部7。并且，壁部5与窗部7利用低熔点玻璃7a来粘结。在粘结工序中，为了使低熔点玻璃熔化，而进行加热处理。接着，光学元件1与主体3作为组装体27而被一体化。组装体27被插入到开口部6a由窗部7而被封闭的壁部5，从而组装体27与壁部5连接。接着，将底板8配置到壁部5的开口部6b，通过缝焊8a，从而底板8与壁部5的开口部6b的端面一体化。通过受热的影响较大的低熔点玻璃7a的粘结是在光学元件1被插入前执行的。因此，能够防止采用了低熔点玻璃7a的粘结的热处理过程给光学元件1带来影响。之后，通过配置了光学元件1的状态下的底板8而进行的封口工艺，是通过热影响范围小的缝焊8a来执行的。据此，能够抑制伴随着被配置在壳体4的内部的光学元件1的加热处理的特性劣化。
[0036]并且，作为构成驱动部12的压电体层，例如能够采用锆钛酸铅(PZT)薄膜。PZT薄膜对于高温处理容易发生特