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公開番号2021189366
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211213
出願番号2020096766
出願日20200603
発明の名称振動素子
出願人船井電機株式会社
代理人個人
主分類G02B 26/10 20060101AFI20211115BHJP(光学)
要約【課題】製造工程が複雑化することを抑制しつつ、可動部に揺動以外の変位が生じることを抑制することが可能な振動素子を提供する。
【解決手段】この振動素子1は、可動部14と、第1端部111aおよび第2端部111bを各々が有する一対の支持梁部11aと、第1端部111aを支持する支持部11bと、可動部14を揺動可能に支持するトーション梁部11cと、を含む金属製の基板11と、駆動源12と、基板11を保持する保持部材13と、を備え、一対の支持梁部11aの各々の第2端部111bには、保持部材13に固定される固定部11dが設けられており、固定部11dは、保持部材13に対する傾きが調整されることにより、一対の支持梁部11aの各々が、トーション梁部11cが延びる第1方向においてトーション梁部11cに対して可動部14から離れる方向に張力を印加した状態で保持部材13に固定されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
可動部と、
第1端部および第2端部を各々が有する一対の支持梁部と、前記一対の支持梁部の各々の前記第1端部を支持する支持部と、前記可動部を揺動可能に支持するトーション梁部と、を含む金属製の基板と、
前記支持部に設けられ、前記可動部を揺動させる板波を発生させる駆動源と、
前記基板を保持する保持部材と、を備え、
前記一対の支持梁部の各々の前記第2端部には、前記保持部材に固定される固定部が設けられており、
前記固定部は、前記保持部材に対する傾き、前記基板の表面に沿う固定面内における前記保持部材に対する固定位置、および、前記固定面内における固定の向きのいずれかが調整されることにより、前記一対の支持梁部の各々が、前記トーション梁部が延びる第1方向において前記トーション梁部に対して前記可動部から離れる方向に張力を印加した状態で前記保持部材に固定されている、振動素子。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
前記固定部は、互いに反対方向にねじられることにより、前記保持部材に対する傾きが調整された状態で固定されているか、または、前記一対の支持梁部が互いに反対方向に曲げられることにより、前記固定面内における前記保持部材に対する固定位置が調整された状態で固定されている、請求項1に記載の振動素子。
【請求項3】
前記固定部は、
前記固定部の前記第1方向における部分のうち、前記可動部に近い側の第1部分が、前記可動部の裏面側から表面側に向かう方向に回転するようにねじられた状態、または、前記固定部の前記第1方向における部分のうち、前記可動部から遠い側の第2部分が、前記可動部の表面側から裏面側に向かう方向に回転するようにねじられた状態で前記保持部材に固定されているか、または、
前記一対の支持梁部の前記第1端部同士の間の距離よりも、前記一対の支持梁部の前記第2端部同士の間の距離のほうが大きくなるように前記一対の支持梁部が曲げられた状態で前記保持部材に固定されている、請求項2に記載の振動素子。
【請求項4】
前記固定部がねじられた状態で前記保持部材に固定される場合において、
前記保持部材は、前記固定部と当接する当接面を有する当接部を含み、
前記当接面は、前記第1方向において前記可動部に近い側の第1当接部分と、前記第1方向において前記可動部から遠い側の第2当接部分とが、前記可動部の表面と直交する第2方向において互いに異なる位置となるように傾斜している、請求項3に記載の振動素子。
【請求項5】
前記当接部は、前記保持部材とは別体で設けられた当接部材を含み、
前記当接面の傾斜角度を調整可能な固定角度調整機構をさらに備える、請求項4に記載の振動素子。
【請求項6】
前記固定部がねじられた状態で前記保持部材に固定される場合において、
前記保持部材は、前記固定部と当接する当接面を有する当接部を含み、
前記可動部の表面と直交する第2方向において、前記固定部と前記当接面との間の位置に設けられた第1スペーサ部材をさらに備え、
前記固定部は、前記第1スペーサ部材によって、前記保持部材に対する傾きが調整された状態で、前記保持部材に固定されている、請求項3に記載の振動素子。
【請求項7】
前記固定部は、前記トーション梁部のうち、前記可動部に接続されている端部を前記可動部の表面側に突出する方向に前記支持梁部がねじられた状態で前記保持部材に固定されている、請求項4〜6のいずれか1項に記載の振動素子。
【請求項8】
前記支持梁部が延びる方向において、前記当接部と前記保持部材との間に配置される第2スペーサ部材をさらに備え、
前記当接部は、前記第2スペーサ部材によって、前記支持梁部が延びる方向における前記固定部の固定位置を調整可能に構成されている、請求項4〜7のいずれか1項に記載の振動素子。
【請求項9】
前記支持梁部が曲げられた状態で前記保持部材に固定されている場合において、
前記固定部は、前記固定部の厚み方向において前記固定部を貫通するとともに、前記第1方向に沿って延びる固定位置調整部を有しており、
前記固定部は、前記固定位置調整部に挿通された固定部材によって、前記固定面内における位置調整が行われた状態で前記保持部材に固定されている、請求項3に記載の振動素子。
【請求項10】
一対の前記固定部の一方を固定する第1ねじ部材、および、一対の前記固定部の他方を固定する第2ねじ部材を含み、
前記保持部材には、前記第1ねじ部材が締結される第1ねじ孔、および、前記第2ねじ部材が締結される第2ねじ孔が設けられており、
前記第1ねじ孔および前記第2ねじ孔は、前記第1ねじ部材を締め付けた際に前記一方の固定部を介して前記一対の支持梁部の一方に印加される力、および、前記第2ねじ部材を締め付けた際に前記他方の固定部を介して前記一対の支持梁部の他方に印加される力の各々が、前記第1方向において、前記可動部から離れる方向となるように構成されている、請求項3に記載の振動素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
この発明は、振動素子に関する。
続きを表示(約 2,000 文字)【背景技術】
【0002】
従来、振動素子が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、マイクロミラーと、マイクロミラーを回転可能に支持するトーションバーと、マイクロミラーを駆動する駆動電極と、を備えるマイクロミラーデバイスが開示されている。
【0004】
ここで、上記特許文献1に開示されているマイクロミラーデバイスでは、低電圧でミラーの回転角度を大きくするために、トーションバーが柔らかくなるように構成されている。しかしながら、トーションバーには、マイクロミラーを回転(揺動)させた際に生じる回転トルクのみならず、マイクロミラーの重さなどにより、上下方向の力も加わる。そのため、トーションバーを柔らかくすると、上下方向の力によってトーションバーに撓みが生じ、マイクロミラーに対して、ミラー回転(ミラー部の揺動)以外の変位が生じ易くなる。また、上記特許文献1には明記されていないが、マイクロミラーを揺動させた際に生じる熱の影響などによりトーションバーに撓みが生じることによって、マイクロミラーに対してミラー回転以外の変位が生じると考えられる。
【0005】
そこで、上記特許文献1に開示されているマイクロミラーデバイスでは、ミラーの揺動以外の変位を抑制するために、トーションバーに対して張力を加えることにより、回転方向に比較して上下左右方向の剛性を高める構成が開示されている。具体的には、上記特許文献1に開示されている構成は、トーションバーに対して引張応力を持つように成膜を行うことにより、回転方向に比較して上下左右方向の剛性を高める構成が開示されている。そこで、上記特許文献1に開示されている構成では、トーションバーに対して酸化膜を形成することにより、トーションバーの上下左右方向の剛性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2005−321663号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、上記特許文献1に記載されているマイクロミラーデバイス(振動素子)では、マイクロミラー(可動部)の揺動以外の変位を抑制するために、トーションバー(トーション梁部)に対して成膜を行う構成である。成膜の工程は、マスクの形成、レジストの塗布、薄膜の形成、レジストの除去など、多数の工程が含まれるため、製造工程が複雑化するという問題点がある。
【0008】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、製造工程が複雑化することを抑制しつつ、可動部に揺動以外の変位が生じることを抑制することが可能な振動素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
この発明の第1の局面による振動素子は、可動部と、第1端部および第2端部を各々が有する一対の支持梁部と、一対の支持梁部の各々の第1端部を支持する支持部と、可動部を揺動可能に支持するトーション梁部と、を含む金属製の基板と、支持部に設けられ、可動部を揺動させる板波を発生させる駆動源と、基板を保持する保持部材と、を備え、一対の支持梁部の各々の第2端部には、保持部材に固定される固定部が設けられており、固定部は、保持部材に対する傾き、基板の表面に沿う固定面内における保持部材に対する固定位置、および、固定面内における固定の向きのいずれかが調整されることにより、一対の支持梁部の各々が、トーション梁部が延びる第1方向においてトーション梁部に対して可動部から離れる方向に張力を印加した状態で保持部材に固定されている。
【0010】
この発明の一の局面による振動素子では、上記のように、固定部は、保持部材に対する傾き、基板の表面に沿う固定面内における保持部材に対する固定位置、および、固定面内における固定の向きのいずれかが調整されることにより、一対の支持梁部の各々が、トーション梁部が延びる第1方向においてトーション梁部に対して可動部から離れる方向に張力を印加した状態で保持部材に固定されている。これにより、保持部材に対する固定部の固定の仕方を調整することにより、トーション梁部に対して張力を印加するための部材を成膜により支持梁部に設けることなく、トーション梁部に対して第1方向において可動部から離れる方向に張力を印加(付与)することができる。その結果、トーション梁部に成膜を行うことなく、トーション部に対して張力を印加することが可能となるので、トーション梁部に対して製造工程が複雑化する成膜により張力を印加する部材を形成する構成と比較して、製造工程が複雑化することを抑制しつつ、可動部が変位することを抑制することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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