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公開番号2024055944
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-19
出願番号2024029592,2023020656
出願日2024-02-29,2018-08-03
発明の名称ミラー装置
出願人浜松ホトニクス株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 26/10 20060101AFI20240412BHJP(光学)
要約【課題】ミラー部が撓むこと及び可動部が破損することの両方を抑制することができるミラー装置を提供する。
【解決手段】ミラー装置は、支持部と、可動部と、一対の第1トーションバーと、を備える。可動部において、梁構造は、可動部の中心側から第2軸線に平行な方向における一方の側に向かって第2軸線を挟んでV字状に延在する第1梁構造と、可動部の中心側から第2軸線に平行な方向における他方の側に向かって第2軸線を挟んでV字状に延在する第2梁構造と、可動部の中心側から第1軸線に平行な方向における一方の側に向かって第1軸線を挟んでV字状に延在する第3梁構造と、可動部の中心側から第1軸線に平行な方向における他方の側に向かって第1軸線を挟んでV字状に延在する第4梁構造と、含む。一対の第1トーションバーのそれぞれは、第1軸線及び第2軸線に垂直な方向から見た場合に可動部に近づくほど幅が大きくなる部分を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
支持部と、
可動部と、
第１軸線上における前記可動部の両側に配置され、前記第１軸線を中心線として前記可動部が揺動可能となるように、前記可動部を前記支持部に連結する一対の第１トーションバーと、を備え、
前記可動部の一方の表面には、ミラー面が設けられており、
前記可動部の他方の表面には、梁構造が設けられており、
前記梁構造は、
前記第１軸線及び前記第１軸線に垂直な第２軸線に垂直な方向から見た場合に、前記可動部の中心側から前記第２軸線に平行な方向における一方の側に向かって前記第２軸線を挟んでＶ字状に延在する第１梁構造と、
前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記可動部の中心側から前記第２軸線に平行な前記方向における他方の側に向かって前記第２軸線を挟んでＶ字状に延在する第２梁構造と、
前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記可動部の中心側から前記第１軸線に平行な方向における一方の側に向かって前記第１軸線を挟んでＶ字状に延在する第３梁構造と、
前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記可動部の中心側から前記第１軸線に平行な前記方向における他方の側に向かって前記第１軸線を挟んでＶ字状に延在する第４梁構造と、を含み、
前記一対の第１トーションバーのそれぞれは、前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に前記可動部に近づくほど幅が大きくなる部分を有する、ミラー装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記梁構造は、前記第１梁構造、前記第２梁構造、前記第３梁構造及び前記第４梁構造の少なくとも一つにおいて、前記可動部の中心とは反対側の一対の先端部に接続された接続部分を更に含む、請求項１に記載のミラー装置。
【請求項３】
前記第１梁構造、前記第２梁構造、前記第３梁構造及び前記第４梁構造の少なくとも一つ、並びに、前記接続部分は、空間を包囲している、請求項２に記載のミラー装置。
【請求項４】
前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記一対の第１トーションバーのそれぞれの外縁と前記可動部の外縁とは、曲率が連続するように互いに接続されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のミラー装置。
【請求項５】
前記可動部は、
前記一対の第１トーションバーが接続された枠状のフレームと、
前記フレームの内側に配置され、前記ミラー面及び前記梁構造が設けられたミラー部と、を有し、
前記ミラー部は、前記第２軸線に平行な前記方向における前記ミラー部の両側に位置する一対の第１接続領域のそれぞれにおいて前記フレームに接続されており、
前記ミラー部と前記フレームとの間の領域のうち前記一対の第１接続領域以外の領域は、空間である、請求項１～４のいずれか一項に記載のミラー装置。
【請求項６】
前記可動部は、
前記一対の第１トーションバーが接続された枠状のフレームと、
前記フレームの内側に配置され、前記ミラー面及び前記梁構造が設けられたミラー部と、を有し、
前記ミラー部は、前記第２軸線に平行な前記方向における前記ミラー部の両側に位置する一対の第１接続領域のそれぞれ、及び前記第１軸線に平行な前記方向における前記ミラー部の両側に位置する一対の第２接続領域のそれぞれにおいて、前記フレームに接続されており、
前記ミラー部と前記フレームとの間の領域のうち前記一対の第１接続領域及び前記一対の第２接続領域以外の領域は、空間である、請求項１～４のいずれか一項に記載のミラー装置。
【請求項７】
前記一対の第１接続領域は、前記第２軸線に平行な前記方向における前記一方の側に配置された一方の第１接続領域、及び前記第２軸線に平行な前記方向における前記他方の側に配置された他方の第１接続領域であり、
前記第１梁構造は、前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記可動部の中心側から、前記第１軸線に平行な前記方向における前記一方の第１接続領域の両縁部に向かってＶ字状に延在しており、
前記第２梁構造は、前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、前記可動部の中心側から、前記第１軸線に平行な前記方向における前記他方の第１接続領域の両縁部に向かってＶ字状に延在している、請求項５又は６に記載のミラー装置。
【請求項８】
ベースと、
前記第２軸線上における前記支持部の両側に配置され、前記第２軸線を中心線として前記支持部が揺動可能となるように、前記支持部を前記ベースに連結する一対の第２トーションバーと、を更に備え、
前記支持部は、枠状を呈しており、
前記支持部には、第５梁構造が設けられている、請求項１～７のいずれか一項に記載のミラー装置。
【請求項９】
前記第５梁構造は、前記第１軸線及び前記第２軸線に垂直な前記方向から見た場合に、枠状の前記支持部に沿って環状に延在している、請求項８に記載のミラー装置。
【請求項１０】
前記第５梁構造のうち前記第２軸線に平行な前記方向に延在する部分の幅は、前記第５梁構造のうち前記第１軸線に平行な前記方向に延在する部分の幅よりも小さい、請求項８又は９に記載のミラー装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、例えばＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスとして構成されたミラー装置に関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＭＥＭＳデバイスとして、支持部と、ミラー部が設けられた可動部と、所定の軸線を中心線として可動部が揺動可能となるように可動部を支持部に連結する一対のトーションバーと、を備えるミラー装置が知られている。このようなミラー装置では、可動部が高速で（例えば、可動部の共振周波数レベル（数ＫＨｚ～数十ＫＨｚ）で）揺動させられた際にミラー部が撓むのを抑制するために、可動部において、ミラー部が、上記の軸線上に配置された一対の連結部を介して枠状のフレームに連結される場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許第７６１９８０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したようなミラー装置においては、一対のトーションバー及び一対の連結部が同一の軸線上に配置されているため、可動部が高速で揺動させられると、一対のトーションバーの捩れに起因して一対の連結部に発生する応力が大きくなり、連結部において可動部が破損するおそれがある。
【０００５】
本開示は、ミラー部が撓むこと及び可動部が破損することの両方を抑制することができるミラー装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面のミラー装置は、支持部と、可動部と、第１軸線上における可動部の両側に配置され、第１軸線を中心線として可動部が揺動可能となるように、可動部を支持部に連結する一対のトーションバーと、を備え、可動部は、一対のトーションバーが接続された枠状のフレームと、フレームの内側に配置されたミラー部と、を有し、ミラー部は、第１軸線に垂直な第２軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置する一対の第１接続領域のそれぞれにおいてフレームに接続されており、ミラー部とフレームとの間の領域のうち一対の第１接続領域以外の領域は、空間であり、ミラー部の外縁とフレームの内縁とは、第１軸線及び第２軸線に垂直な方向から見た場合に、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて曲率が連続するように接続されている。
【０００７】
このミラー装置では、枠状のフレームに接続された一対のトーションバーが第１軸線上に配置されており、ミラー部と枠状のフレームとが互いに接続された一対の第１接続領域が第１軸線に垂直な第２軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置している。これにより、可動部が高速で揺動させられたとしても、例えば、一対の接続領域のみが第１軸線上に位置している場合や、１つの接続領域のみにおいてミラー部と枠状のフレームとが互いに接続されている場合等に比べ、一対のトーションバーの捩れに起因して一対の第１接続領域のそれぞれに発生する応力が小さくなる。更に、このミラー装置では、ミラー部の外縁とフレームの内縁とが、第１軸線及び第２軸線に垂直な方向から見た場合に、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて曲率が連続するように接続されている。これにより、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて応力集中が起こり難くなる。以上により、このミラー装置によれば、ミラー部が撓むこと及び可動部が破損することの両方を抑制することができる。
【０００８】
本開示の一側面のミラー装置は、支持部と、可動部と、第１軸線上における可動部の両側に配置され、第１軸線を中心線として可動部が揺動可能となるように、可動部を支持部に連結する一対のトーションバーと、を備え、可動部は、一対のトーションバーが接続された枠状のフレームと、フレームの内側に配置されたミラー部と、を有し、ミラー部は、第１軸線に垂直な第２軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置する一対の第１接続領域のそれぞれ、及び第１軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置する一対の第２接続領域のそれぞれにおいて、フレームに接続されており、ミラー部とフレームとの間の領域のうち一対の第１接続領域及び一対の第２接続領域以外の領域は、空間であり、ミラー部の外縁とフレームの内縁とは、第１軸線及び第２軸線に垂直な方向から見た場合に、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて曲率が連続するように接続されている。
【０００９】
このミラー装置では、枠状のフレームに接続された一対のトーションバーが第１軸線上に配置されており、ミラー部と枠状のフレームとが互いに接続された一対の第１接続領域が第１軸線に垂直な第２軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置している。更に、ミラー部と枠状のフレームとが互いに接続された一対の第２接続領域が第１軸線に平行な方向におけるミラー部の両側に位置している。これにより、可動部が高速で揺動させられたとしても、例えば、一対の接続領域のみが第１軸線上に位置している場合や、１つの接続領域のみにおいてミラー部と枠状のフレームとが互いに接続されている場合等に比べ、一対のトーションバーの捩れに起因して一対の第１接続領域のそれぞれ及び一対の第２接続領域のそれぞれに発生する応力が小さくなる。更に、このミラー装置では、ミラー部の外縁とフレームの内縁とが、第１軸線及び第２軸線に垂直な方向から見た場合に、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて曲率が連続するように接続されている。これにより、一対の第１接続領域のそれぞれにおいて応力集中が起こり難くなる。以上により、このミラー装置によれば、ミラー部が撓むこと及び可動部が破損することの両方を抑制することができる。
【００１０】
本開示の一側面のミラー装置では、ミラー部の外縁とフレームの内縁とは、第１軸線及び第２軸線に垂直な方向から見た場合に、一対の第２接続領域のそれぞれにおいて曲率が連続するように接続されていてもよい。これにより、一対の第２接続領域のそれぞれにおいて応力集中が起こり難くなる。
（【００１１】以降は省略されています）

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