(57)【要約】処理光のための幾何波形オシレータであって、複数の質量、少なくとも一つの力発生要素、及び複数の弾性要素を含み、力発生要素のそれぞれは、それぞれ一つの質量と連結され、少なくとも一つの質量は、光処理モジュールを含み、力発生要素のそれぞれは、質量に力を加え、弾性要素は、互いに質量を連結し、弾性要素は、質量をそれぞれサポートと連結し、質量の質量値、力の力値、及び弾性要素の弾性係数が選択されて、光処理モジュールが幾何波形で振動する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の質量であって、少なくとも一つが光処理モジュールを含む質量と、
前記質量の少なくとも一つと連結される少なくとも一つの力発生要素であって、少なくとも一つが前記少なくとも一つの質量に少なくとも一つの力を加える力発生要素と、
複数の弾性要素であって、互いに前記質量を連結させ、前記少なくとも一つの質量を少なくとも一つのサポートと連結させる弾性要素とを備え、
前記質量の質量値、前記少なくとも一つの力の力値、及び前記弾性要素の弾性係数が選択されて、前記光処理モジュールが幾何波形で振動する
処理光のための幾何波形オシレータ。
【請求項２】
前記幾何波形は、三角、非正弦、矩形の何れかから選択される請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項３】
前記三角波形は、対称である請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項４】
前記三角波形は、非対称である請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項５】
前記光処理モジュールは、光を反射する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項６】
前記光処理モジュールは、直線、平面、空間、あるいは角度を持って振動運動で振動する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの力発生要素は、機械的、電気的、電気機械的、静電気的、生体機械的、熱力的、流体的要素の何れかから選択される請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの力発生要素は、前記少なくとも一つのサポートに位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項９】
前記質量のそれぞれ、前記少なくとも一つの力発生要素、及び前記弾性要素は、マイクロ電気機械システムに組み込まれる請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１０】
前記光処理モジュールは、少なくとも二つの前記質量の間に位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１１】
少なくとも一つの前記質量の第１グループ及び前記少なくとも一つの質量の第２グループは、前記光処理モジュールの二つの側に対称に位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１２】
前記第１グループの選択された質量及び前記第２グループのそれぞれの質量は、前記光処理モジュールの反対側に位置し、前記選択された質量及びそれぞれの質量は、実質的に同じ幾何的特徴及び物理的特徴を有する請求項１１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１３】
前記質量及び前記弾性要素は、前記それぞれ少なくとも一つのサポートの二つの間に位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１４】
前記質量及び前記弾性要素の密度は、実質的に同じである請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１５】
二つの固定点と連結される少なくとも一つの減衰要素をさらに含む請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１６】
前記二つの固定点の一方は、前記少なくとも一つの質量、前記少なくとも一つの力発生要素、少なくとも一つの前記弾性要素の何れかから選択されるものに位置し、前記二つの固定点の他方は、前記少なくとも一つの質量、前記少なくとも一つの弾性要素、前記それぞれ少なくとも一つのサポートの何れかから選択されるものに位置する請求項１５に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１７】
請求項１〜１６の何れか１項に従う、実質的に以下に説明されるような幾何波形オシレータ。
【請求項１８】
請求項１〜１６の何れか１項に従う、実質的に図面に示されるような幾何波形オシレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示技術は、一般的に光学装置に関し、特に、スキャナーに対する非正弦波振動運動を提供するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動ミラーは、物体やラスター・スキャン・ディスプレイをスキャンするために用いられる。そのようなミラーは、一般的に二つの振動曲げはりに接続され、その結果、単一のねじり共振振動数を有する１自由度（ＤＯＦ）構造を形成する。そのようなスキャナーは、正弦波形で振動する。（少量の減衰が発生する時の）その固有振動数で第２オーダーシステム（second order system)によって提供される高いゲイン（即ち、大きなコンプライアンス）は、適度な正弦トルク下で著しい角たわみを引き起こす。
【０００３】
ミラーの正弦波運動は、幾分不均一でビームを反射し、その結果、不均一な強度を引き起こし、能力レベルを引き下げる。もし、ミラーが三角波形で振動するならば、スキャニング能力を改善することができる。しかしながら、三角波形を有する振動運動を提供するためにミラーに適用されるトルク値は、正弦波動の場合よりもほぼ２次数分大きくなる。大きなトルクが発生させられ得る大規模なアプリケーションにおいては、この追加のトルクを発生させることができる。しかしながら、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）といった小規模なアプリケーションにおいては、本質的に小さい寸法及び一般的に用いられる静電加振の制限のために、必要なトルクを提供するのはかなり困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
幾何波形でスキャナーのミラーを振動させるための新しい方法及びシステムを提供することが開示技術の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示技術に従い、処理光のための幾何波形オシレータを提供する。幾何波形オシレータは、複数の質量、少なくとも一つの力発生要素、及び複数の弾性要素を含む。力発生要素のそれぞれは、それぞれ一つの質量と連結される。少なくとも一つの質量は、光処理モジュールを含む。力発生要素のそれぞれは、質量に力を加える。弾性要素は、質量同士及び質量をそれぞれサポートと連結させる。質量の質量値、力の力値、及び弾性要素の弾性係数が選択されて、光処理モジュールが幾何波形で振動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
開示技術は、要素（例えば、ミラー、方位放射線源、方位センサ）の一つが三角波形で振動する多自由度システムを提供することによって従来技術の欠点を克服する。システムの個々の質量、システムの弾性要素の弾性係数、及びシステムを励磁する力の波形が選択されて、ミラーは三角波形で振動する。以下の説明において、「質量（mass）」という用語は、物理的物体と、物理的物体の重さの両方を示すのに用いられる。
【０００７】
１００で参照され、開示技術の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である図１を参照する。スキャナー１００は、ミラー１０２、複数の質量１０４1，・・・，１０４N、複数の質量１０６1，・・・，１０６M、複数のアクチュエータ１０８，１１０、はり１１２，１１４，１１６，１１８、サポート１２０，１２２を含む。Ｍ及びＮの値は、同じあるいは異なるのどちらかであり得る。
【０００８】
はり１１２は、ミラー１０２及び質量１０４1と連結される。はり１１４は、ミラー１０２及び質量１０６1と連結される。質量１０４1，・・・，１０４Nは、はり１１２に類似した複数のはり（図示しない）によってそれらの間が連結される。質量１０６1，・・・，１０６Mは、はり１１２に類似した複数のはり（図示しない）によってそれらの間が連結される。はり１１６は、質量１０４N及びサポート１２０と連結される。はり１１８は、質量１０６M及びサポート１２２と連結される。アクチュエータ１０８は、質量１０４1と連結される。アクチュエータ１１０は、ミラー１０２と連結される。ミラー１０２がスキャナー１００の幾何中心に位置する場合において、ミラー１０２は、質量中心とみなされ得る。
【０００９】
はり１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれ、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりは、弾性係数ｋiを有する実質的に弾性材料で構成される。はり１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれ、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりは、直線的あるいは角度を持ってのどちらかで反らされ得る。
【００１０】
各アクチュエータ（即ち、力発生要素）１０８，１１０は、機械的、電気的、電気機械的、静電気的、熱力的、生体機械的、流体的要素及び同種のものであり、電磁石、圧電性結晶、電気モータ、バイメタル要素、油圧モータ、水車及び同種のものといったものである。アクチュエータ１０８，１１０の一方あるいは両方は、質量１０４1及びミラー１０２の一方あるいは両方のどちらかに力を加え、その結果、ミラー１０２、質量１０４1，・・・，１０４N及び質量１０６1，・・・，１０６Mを動かす。質量１０４1，・・・，１０４N及び質量１０６1，・・・，１０６Mの値、はり１１２，１１４，１１６，１１８、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりの弾性係数ｋi、及びアクチュエータ１０８，１１０によって加えられる力の波形が選択されて、ミラー１０２は、幾何（即ち、非三角）波形、三角波形（例えば、対称あるいは非対称）、非正弦波形、矩形波形及び同種のもので振動する。選択的に、一方あるいは両方のサポートは、アクチュエータと置換され得る。
【００１１】
１５０で参照され、図１のシステムに類似したシステムの５自由度数学モデルの概略図である図２を参照する。数学モデル１５０は、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０、バネ１６２，１６４，１６６，１６８，１７０，１７２、サポート１７４，１７６を含む。質量１５２，１６０のそれぞれは、値ｍ1を有する。質量１５４，１５８のそれぞれは、値ｍ2を有する。質量１５６は、値ｍ3を有し、ミラー１０２（図１）と類似する。バネ１６２，１７２のそれぞれのバネ定数（即ち、弾性係数）は、ｋ1である。バネ１６４，１７０のそれぞれのバネ定数は、ｋ2である。バネ１６６，１６８のそれぞれのバネ定数は、ｋ3である。
【００１２】
バネ１６２は、質量１５２及びサポート１７６と連結される。バネ１６４は、質量１５２，１５４と連結される。バネ１６６は、質量１５４，１５６と連結される。バネ１６８は、質量１５６，１５８と連結される。バネ１７０は、質量１５８，１６０と連結される。バネ１７２は、質量１６０及びサポート１７４と連結される。
【００１３】
サポート１７６に対する質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の座標は、それぞれｑ1，ｑ2，ｑ3，ｑ4，ｑ5である。質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０が運動する時、それぞれ力Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5が作用する。
【００１４】
数学モデル１５０は対称なので、モデルの形（即ち、変形）は、対称（即ち、φsym）及び非対称（即ち、φasym）であり、以下の式(1)，(2)のように表現される。
【数１】
2006525548.tif 000003
【数２】
2006525548.tif 000004
α及びβは、数学モデル１５０のモード行列の固有ベクトルあるいは列におけるエントリーである。
【００１５】
質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の運動方程式は、以下の式(3)の通りである。
【数３】
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尚、変数の単位は、ｍ1，ｍ2，ｍ3が［ｋｇ］、ｑが［ｍ］、ｑ″が［ｍ／ｓｅｃ2］、ｋ1，ｋ2，ｋ3が［Ｎ／ｍ］、Ｆが［Ｎ］である。式(3)（即ち、式(3)の固有値）によって説明される数学モデル１５０の固有振動数ωr（ｒ＝１，２，３，４，５）と、その固有ベクトルφrは、簡単に計算され得る。以下の行列式（式(4)）をｎ＝１，２，３，４，５として解くことによって、
【数４】
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ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｍ1，ｍ2は、ｍ3の形で計算され得る（式(5)〜(9)）。
【数５】
2006525548.tif 000007
【数６】
2006525548.tif 000008
【数７】
2006525548.tif 000009
【数８】
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【数９】
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式(4)におけるＫ及びＭは、式(3)で定義されるような対応する行列である。
【００１６】
数学モデルは、直線モデルであることに気付く。もし、式(3)における変数の単位が、ｍ1，ｍ2，ｍ3は［ｋｇ／ｍ2］、ｑは［ｒａｄ］、ｑ″は［ｒａｄ／ｓｅｃ2］、ｋ1，ｋ2，ｋ3は［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、Ｑは［Ｎ・ｍ］であれば、式(3)は、数学モデル１５０に類似する各システムを説明するのに用いられ得る。
【００１７】
もし、固有振動数が共振振動数の整数倍であり、ｍ3が与えられると、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０やバネ定数ｋ1，ｋ2，ｋ3に関係なく、以下のモード行列（式(10)）が得られる。
【数１０】
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モード行列は、対称及び非対称の変形（即ち、行列の列）を含んでいるかのようである。非対称モード（即ち、第２列及び第４列）において、質量１５６は、これら二つの列においてゼロと認められるように、動かない。他方、対称モード（即ち、第１列、第３列、第５列）において、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０は運動する。通常、数学モデル１５０のレスポンスは、加振パラメータによる。しかしながら、本ケースにおいて、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の相対運動（即ち、式(10)のモード形状）は、質量ｍ3のみによる。
【００１８】
一つ若しくはそれ以上の減衰要素（図示しない）が、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０、バネ１６２，１６４，１６６，１６８，１７０，１７２、サポート１７４，１７６といった数学モデル１５０のうちの二つの要素のそれぞれ固定点（図示しない）と連結され得ると共に、アクチュエータ１０８（図１）に類似するアクチュエータ（図示しない）と連結され得ることに気付く。減衰要素は、直列であるか、あるいはこれら二つの要素毎に平行する何れかで連結され得る。
【００１９】
例えば、減衰要素は、サポート１７６及びバネ１６２間（即ち、直列）、バネ１６２及び質量１５２（即ち、直列）、アクチュエータ及び質量１５６（即ち、直列）、質量１５４，１５６（即ち、平行）及び同じようなもので連結され得る。もし、減衰要素がシステム１００（図１）に類似するシステム内に組み込まれるならば、減衰要素は、ミラー１０２に類似するミラーの振動特性に影響を与える。これら減衰要素は、変位、速度、加速度、推進力及び同じようなものの働きである減衰要因を引き起こし得る。
【００２０】
図３，４Ａ，４Ｂを参照する。図３は、２００で参照される、図１のシステムに類似したＭＥＭＳベースシステムの概略図である。図４Ａは、２２０で参照される、図３のシステムのミラーの振動数レスポンスのプロットの概略図である。図４Ｂは、２３０で参照される、時間関数としての図３のシステムのミラーの振動のプロットの概略図である。
【００２１】
システム２００は、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、はり２１２、サポート２１４，２１６、アクチュエータ２１８を含む。はり２１２は、サポート２１４，２１６と連結される。質量２０２，２０４，２０６，２０８及びミラー２１０は、はり２１２と連結される。ミラー２１０は、はり２１２のほぼ中心に位置する。質量２０２，２０４は、ミラー２１０の一方側に位置し、質量２０６，２０８は、ミラー２１０の他方側に位置する。アクチュエータ２１８は、ミラー２１０と連結される。
【００２２】
質量２０２，２０８のそれぞれは、値ｍ1及び慣性質量モーメントｊ1を有する。質量２０４，２０６のそれぞれは、値ｍ2及び慣性質量モーメントｊ2を有する。ミラー２１０は、質量ｍ3及び慣性質量モーメントｊ3を有する。質量２０２の幅及び長さは、それぞれａ1，ｂ1である。質量２０４の幅及び長さは、それぞれａ2，ｂ2である。質量２０６の幅及び長さは、それぞれａ2，ｂ2である。質量２０８の幅及び長さ（即ち、幾何的特徴）は、それぞれａ1，ｂ1である。ミラー２１０の幅及び長さは、それぞれａ3，ｂ3である。はり２１２の断面は、幅ｔ、高さｈの矩形である。
【００２３】
質量２０２及びサポート２１６間の距離は、Ｌ1である。質量２０２，２０４間の距離は、Ｌ2である。質量２０４及びミラー２１０間の距離は、Ｌ3である。ミラー２１０及び質量２０６間の距離は、Ｌ3である。質量２０６，２０８間の距離は、Ｌ2である。質量２０８及びサポート２１４間の距離は、Ｌ1である。長さＬ1，Ｌ2，Ｌ3を有するはり２１２の断面の弾性係数は、それぞれｋ1，ｋ2，ｋ3である。システム２００のフットプリントは、幅及び長さがそれぞれほぼ１００μｍ及び２０００μｍである矩形である。この場合、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、はり２１２は、実質的に均一で且つ小さい厚み（即ち、システム２００が２．５次元システムである）を有する半導体積層品の一部である。
【００２４】
数学モデル１５０（図２）は、要求されるパラメータの概算評価のみを提供するにも関わらず、相対的に簡単なモデルである。より正確な結果は、数学モデル１５０に有限要素解析（ＦＥＡ）を適用することによって得られ得る。以下は、システム２００に適用される３次元ＦＥＡの結果の例である。この例において、アクチュエータ２１８は、ミラー２１０に可変の力Ｆv（式(11)）を加える。
【数１１】
2006525548.tif 000013
Ａ1，Ａ3，Ａ5は、振幅を示し、γ1，γ3，γ5は、位相角を示す。振幅Ａ1，Ａ3，Ａ5及び位相角γ1，γ3，γ5が選択されて、時間関数としてのミラー２１０の振幅Ａ(t)は、以下の式(12)で実質的に三角である。
【数１２】
2006525548.tif 000014
Ａ0は、要求される振幅であり、ωは、三角波形の基本振動数である。図４Ａを参照して、システム２００の共振振動数（即ち、第１の三つの調波）は、ω0，３ω0，５ω0で見つけられる。これら三つの調波を式(12)に入れると、時間関数としてのミラー２１０の理論振動（即ち、図４Ｂにおけるカーブ２２２）が生まれる。カーブ２２４は、時間関数としてのミラー２１０の実際の振幅を表す。ミラー２１０の実際の波形（即ち、カーブ２２４）が理論波形（即ち、カーブ２２２）と非常に相関することに気付く。図４Ａを参照して、ミラー２１０の最大振幅がそれぞれ第１の三つの調波で位置することにさらに気付く。
【００２５】
はり２１２のそれぞれＬ1，Ｌ2，Ｌ3部分に対応する弾性係数ｋ1，ｋ2，ｋ3、及び慣性質量モーメントｊ1，ｊ2，ｊ3  は、Timoshenko S.P. and Goodier J.N., "Theory of Elasticity", Third Edition, McGraw-Hill Book Co., 1970においてよく知られている方程式に基づいて計算される。
【数１３】
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【数１４】
2006525548.tif 000016
ｃは、比率ｈ／ｔによって定まる数因子であり、Ｇは、はり２１２の剛性率であり、ｓは、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの厚みであり、ρは、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの密度である。システム２００はチップの上に構成されるので、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの厚みは、実質的にはり２１２の厚みに等しい。同様に、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの密度は、実質的にはり２１２の密度に等しい。式(13)、(14)は、Basler K., and Kollbrunner C.F., "Torsion in Structures", Springer Verlag, New York, 1969において示されるように、ねじりバネ率を評価するのためのゆがみ機能補正を無視しつつ、計算される。
【００２６】
式(13)、(14)に示されるように、弾性係数ｋは、ｈ，ｔ，Ｌによって定まり、慣性質量モーメントは、ａ，ｂ，ｓによって定まる。物理次元の冗長性のために、システム２００のいくつかのパラメータは、あらかじめ想定されなければならない。以下の値を想定し、それらを式(13)、(14)に代入する。
ｊ3＝１．８２３８×１０-5ｋｇ・μｍ2
ｈ＝１０μｍ
ｔ＝ｓ＝１５μｍ
ｂ1＝ｂ2＝６００μｍ
ｂ3＝５００μｍ
ρ＝２．３３２ｅ・１５×１０-15ｋｇ／μｍ3
Ｇ＝８．８３１Ｅ４×１０4ｋｇ／μｍ・ｓ2
質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、サポート２１４，２１６間の隙間、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラーの幅は、以下のように計算される。
Ｌ1＝４４．９μｍ
Ｌ2＝２４．９μｍ
Ｌ3＝２１．４μｍ
ａ1＝４１３．５μｍ
ａ2＝２１０．２μｍ
ａ3＝５００μｍ
【００２７】
システム２００のための第１の共振振動数ω0＝１５ｋＨｚと想定し、式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)を解くことで、はり２１２のそれぞれＬ1，Ｌ2，Ｌ3部分に対応する弾性係数ｋ1，ｋ2，ｋ3の値、質量２０２，２０８の慣性質量モーメントのためのｍ1の値、及び質量２０４，２０６の慣性質量モーメントのためのｍ2の値が以下のように得られる。
ｋ1＝０．５７８６Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｋ2＝１．０４１Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｋ3＝１．２１５Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｍ1＝２．６０５４×１０-4ｋｇ・μｍ2
ｍ2＝１．９５４１×１０-4ｋｇ・μｍ2
ｍ3は、慣性質量モーメントｊ3によって置換される。
【００２８】
２４０で参照され、開示技術の他の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である図５を参照する。スキャナー２４０は、ミラー２４２、はり２４４，２４６、サポート２４８，２５０、アクチュエータ２５２、コントローラ２５４を含む。アクチュエータ２５２は、電極２５６，２５８を含む。
【００２９】
はり２４４は、ミラー２４２及びサポート２５０と連結される。はり２４６は、ミラー２４２及びサポート２４８と連結される。電極２５６，２５８は、ミラー２４２の頂部に位置する。電極２５６，２５８は、コントローラ２５４と連結される。ミラー２４２は、電気的に接地される。
【００３０】
コントローラ２５４は、電極２５６に電圧Ｖ1が供給され、Ｖ1は以下の式(15)で表される。
【数１５】
2006525548.tif 000017
そして、電極２５８に電圧Ｖ2が供給され、Ｖ2は以下の式(16)で表される。
【数１６】
2006525548.tif 000018
Ｖ0は、バイアス電圧であり、Ａ1，Ａ3，Ａ5は、指定された振幅であり、γ1，γ3，γ5は、指定された位相角である。ミラー２４２は、２６０，２６２で示される方向で、且つ上述の式(12)によって表現される実質的に三角波形で、サポート２４８，２５０と相対的に振動する。
【００３１】
図６Ａ，６Ｂを参照する。図６Ａは、２８０で参照され、開示技術のさらなる実施形態によって構成され、作動する、図１の複数のスキャナーを含むパッケージデバイスの概略図である。図６Ｂは、図６ＡのパッケージデバイスのスキャニングＭＥＭＳの破断部の概略図である。
【００３２】
図６Ａを参照して、パッケージデバイス２８０は、ハウジング２８２、複数の電気接点２８４、集積回路（ＩＣ）２８６、スキャニングＭＥＭＳ２８８を含む。電気接点２８４のそれぞれは、パッケージデバイス２８０の底側２９２から突出するピン２９０を含む。パッケージデバイス２８０は、他のデバイス（図示しない）の上に取り付けられ得て、ピン２９０によってこのデバイスと電気的な接触がなされる。スキャニングＭＥＭＳ２８８は、ＩＣ２８６の頂部に位置して、スキャニングＭＥＭＳ２８８の電気端子（図示しない）は、ＩＣ２８６の対応する電気端子と接続される。ＩＣ２８６の電気端子２９４のそれぞれは、ワイヤボンディング２９６によってそれぞれ電気接点２８４と接続される。
【００３３】
図６Ｂを参照して、スキャニングＭＥＭＳ２８８は、基板２９８、保護層３００、光透過層３０２を含む。基板２９８は、シリコン、ガリウムヒ素及び同種のものといった半導体から構成され得る。基板２９８は、スキャナー１００（図１）に類似する複数のスキャナー３０４を含む。光は、それぞれの窓３０６を通ってスキャニングＭＥＭＳ２８８のそれぞれに入ったり、出たりする。基板２９８の底側３０８の電気端子（図示しない）は、ＩＣ２８６の頂側３１０のそれぞれ電気端子（図示しない）と接続される。
【００３４】
開示技術のさらなる実施形態によると、アクチュエータ及び質量が平面あるいは容積を横切って広がる２又は３次元上でシステムが構成され、それにより、２又は３空間次元において計測され得る波形を生じさせる。
【００３５】
開示技術が特に示されたもの及び上述されたものに限定されないことは、当業者にとって理解されるであろう。むしろ、開示技術の範囲は、請求項によってのみ定められる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】開示技術の一実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である。
【図２】図１のシステムに類似するシステムの５自由度数学モデルの概略図である。
【図３】図１のシステムに類似するマイクロ電気機械システムの概略図である。
【図４Ａ】図３のシステムのミラーの振動数反応のプロットの概略図である。
【図４Ｂ】時間関数としての図３のシステムのミラーの振動のプロットの概略図である。
【図５】開示技術の他の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である。
【図６Ａ】２８０で参照され、開示技術のさらなる実施形態によって構成され、作動する、図１の複数のスキャナーを含むパッケージデバイスの概略図である。
【図６Ｂ】図６ＡのパッケージデバイスのスキャニングＭＥＭＳの破断部の概略図である。
【図１】
2006525548.tif 000019
【図２】
2006525548.tif 000020
【図３】
2006525548.tif 000021
2006525548.tif 000022
2006525548.tif 000023
【図５】
2006525548.tif 000024
2006525548.tif 000025
2006525548.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成17年2月18日(2005.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006525548.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成17年5月17日(2005.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の質量であって、少なくとも一つが光処理モジュールを含む質量と、
前記質量の少なくとも一つと連結される少なくとも一つの力発生要素であって、少なくとも一つが前記少なくとも一つの質量に少なくとも一つの力を加える力発生要素と、
複数の弾性要素であって、互いに前記質量を連結させ、前記少なくとも一つの質量を少なくとも一つのサポートと連結させる弾性要素とを備え、
前記質量の質量値、前記少なくとも一つの力の力値、及び前記弾性要素の弾性係数が選択されて、前記光処理モジュールが幾何波形で振動する
処理光のための幾何波形オシレータ。
【請求項２】
前記幾何波形は、三角、非正弦、矩形の何れかから選択される請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項３】
前記三角波形は、対称である請求項２に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項４】
前記三角波形は、非対称である請求項２に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項５】
前記光処理モジュールは、光を反射する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項６】
前記光処理モジュールは、直線あるいは角度を持った振動運動で振動する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの力発生要素は、機械的、電気的、電気機械的、静電気的、熱力的、流体的要素の何れかから選択される請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの力発生要素は、前記少なくとも一つのサポートに位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項９】
前記質量のそれぞれ、前記少なくとも一つの力発生要素、及び前記弾性要素は、マイクロ電気機械システムに組み込まれる請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１０】
前記光処理モジュールは、少なくとも二つの前記質量の間に位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１１】
それぞれ前記少なくとも二つの質量からなる組は、前記光処理モジュールの二つの側に対称に位置する請求項１０に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１２】
前記光処理モジュールの二つの側に位置する、それぞれ前記少なくとも二つの質量からなる組は、実質的に同じ幾何的特徴及び物理的特徴を有する請求項１０に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１３】
前記質量及び前記弾性要素は、前記それぞれ少なくとも一つのサポートの二つの間に位置する請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１４】
前記質量及び前記弾性要素の密度は、実質的に同じである請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１５】
少なくとも一つの前記少なくとも一つの質量、少なくとも一つの前記弾性要素、及び前記それぞれ少なくとも一つのサポートと連結される少なくとも一つの減衰要素をさらに含む請求項１に記載の幾何波形オシレータ。
【請求項１６】
請求項１〜１５の何れか１項に従う、実質的に以下に説明されるような幾何波形オシレータ。
【請求項１７】
請求項１〜１５の何れか１項に従う、実質的に図面に示されるような幾何波形オシレータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示技術は、一般的に光学装置に関し、特に、スキャナーに対する非正弦波振動運動を提供するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
振動ミラーは、物体やラスター・スキャン・ディスプレイをスキャンするために用いられる。そのようなミラーは、一般的に二つの振動曲げはりに接続され、その結果、単一のねじり共振振動数を有する１自由度（ＤＯＦ）構造を形成する。そのようなスキャナーは、正弦波形で振動する。（少量の減衰が発生する時の）その固有振動数で第２オーダーシステム（second order system)によって提供される高いゲイン（即ち、大きなコンプライアンス）は、適度な正弦トルク下で著しい角たわみを引き起こす。
【０００３】
ミラーの正弦波運動は、幾分不均一でビームを反射し、その結果、不均一な強度を引き起こし、能力レベルを引き下げる。もし、ミラーが三角波形で振動するならば、スキャニング能力を改善することができる。しかしながら、三角波形を有する振動運動を提供するためにミラーに適用されるトルク値は、正弦波動の場合よりもほぼ２次数分大きくなる。大きなトルクが発生させられ得る大規模なアプリケーションにおいては、この追加のトルクを発生させることができる。しかしながら、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）といった小規模なアプリケーションにおいては、本質的に小さい寸法及び一般的に用いられる静電加振の制限のために、必要なトルクを提供するのはかなり困難である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
幾何波形でスキャナーのミラーを振動させるための新しい方法及びシステムを提供することが開示技術の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
開示技術に従い、処理光のための幾何波形オシレータを提供する。幾何波形オシレータは、複数の質量、少なくとも一つの力発生要素、及び複数の弾性要素を含む。力発生要素のそれぞれは、それぞれ一つの質量と連結される。少なくとも一つの質量は、光処理モジュールを含む。力発生要素のそれぞれは、質量に力を加える。弾性要素は、質量同士及び質量をそれぞれサポートと連結させる。質量の質量値、力の力値、及び弾性要素の弾性係数が選択されて、光処理モジュールが幾何波形で振動する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
開示技術は、要素（例えば、ミラー、方位放射線源、方位センサ）の一つが三角波形で振動する多自由度システムを提供することによって従来技術の欠点を克服する。システムの個々の質量、システムの弾性要素の弾性係数、及びシステムを励磁する力の波形が選択されて、ミラーは三角波形で振動する。
【０００７】
以下の説明において、「質量（mass）」という用語は、物理的物体と、物理的物体の重さの両方を示すのに用いられる。１００で参照され、開示技術の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である図１を参照する。スキャナー１００は、ミラー１０２、複数の質量１０４1，・・・，１０４N、複数の質量１０６1，・・・，１０６M、複数のアクチュエータ１０８，１１０、はり１１２，１１４，１１６，１１８、サポート１２０，１２２を含む。Ｍ及びＮの値は、同じあるいは異なるのどちらかであり得る。
【０００８】
はり１１２は、ミラー１０２及び質量１０４1と連結される。はり１１４は、ミラー１０２及び質量１０６1と連結される。質量１０４1，・・・，１０４Nは、はり１１２に類似した複数のはり（図示しない）によってそれらの間が連結される。質量１０６1，・・・，１０６Mは、はり１１２に類似した複数のはり（図示しない）によってそれらの間が連結される。はり１１６は、質量１０４N及びサポート１２０と連結される。はり１１８は、質量１０６M及びサポート１２２と連結される。アクチュエータ１０８は、質量１０４1と連結される。アクチュエータ１１０は、ミラー１０２と連結される。ミラー１０２がスキャナー１００の幾何中心に位置する場合において、ミラー１０２は、質量中心とみなされ得る。
【０００９】
はり１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれ、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりは、弾性係数ｋiを有する実質的に弾性材料で構成される。はり１１２，１１４，１１６，１１８のそれぞれ、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりは、直線的あるいは角度を持ってのどちらかで反らされ得る。
【００１０】
各アクチュエータ（即ち、力発生要素）１０８，１１０は、機械的、電気的、電気機械的、静電気的、熱力的、流体的要素及び同種のものであり、電磁石、圧電性結晶、電気モータ、バイメタル要素、油圧モータ、水車及び同種のものといったものである。アクチュエータ１０８，１１０の一方あるいは両方は、質量１０４1及びミラー１０２の一方あるいは両方のどちらかに力を加え、その結果、ミラー１０２、質量１０４1，・・・，１０４N及び質量１０６1，・・・，１０６Mを動かす。質量１０４1，・・・，１０４N及び質量１０６1，・・・，１０６Mの値、はり１１２，１１４，１１６，１１８、質量１０４1，・・・，１０４Nを連結するはり、及び質量１０６1，・・・，１０６Mを連結するはりの弾性係数ｋi、及びアクチュエータ１０８，１１０によって加えられる力の波形が選択されて、ミラー１０２は、幾何（即ち、非三角）波形、三角波形（例えば、対称あるいは非対称）、非正弦波形、矩形波形及び同種のもので振動する。選択的に、一方あるいは両方のサポートは、アクチュエータと置換され得る。
【００１１】
１５０で参照され、図１のシステムに類似したシステムの５自由度数学モデルの概略図である図２を参照する。数学モデル１５０は、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０、バネ１６２，１６４，１６６，１６８，１７０，１７２、サポート１７４，１７６を含む。質量１５２，１６０のそれぞれは、値ｍ1を有する。質量１５４，１５８のそれぞれは、値ｍ2を有する。質量１５６は、値ｍ3を有し、ミラー１０２（図１）と類似する。バネ１６２，１７２のそれぞれのバネ定数（即ち、弾性係数）は、ｋ1である。バネ１６４，１７０のそれぞれのバネ定数は、ｋ2である。バネ１６６，１６８のそれぞれのバネ定数は、ｋ3である。
【００１２】
バネ１６２は、質量１５２及びサポート１７６と連結される。バネ１６４は、質量１５２，１５４と連結される。バネ１６６は、質量１５４，１５６と連結される。バネ１６８は、質量１５６，１５８と連結される。バネ１７０は、質量１５８，１６０と連結される。バネ１７２は、質量１６０及びサポート１７４と連結される。
【００１３】
サポート１７６に対する質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の座標は、それぞれｑ1，ｑ2，ｑ3，ｑ4，ｑ5である。質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０が運動する時、それぞれ力Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5が作用する。
【００１４】
数学モデル１５０は対称なので、モデルの形（即ち、変形）は、対称（即ち、φsym）及び非対称（即ち、φasym）であり、以下の式(1)，(2)のように表現される。
【数１】
2006525548.tif 000028
【数２】
2006525548.tif 000029
α及びβは、数学モデル１５０のモード行列の固有ベクトルあるいは列におけるエントリーである。
【００１５】
質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の運動方程式は、以下の式(3)の通りである。
【数３】
2006525548.tif 000030
尚、変数の単位は、ｍ1，ｍ2，ｍ3が［ｋｇ］、ｑが［ｍ］、ｑ″が［ｍ／ｓｅｃ2］、ｋ1，ｋ2，ｋ3が［Ｎ／ｍ］、Ｆが［Ｎ］である。式(3)（即ち、式(3)の固有値）によって説明される数学モデル１５０の固有振動数ωr（ｒ＝１，２，３，４，５）と、その固有ベクトルφrは、簡単に計算され得る。以下の行列式（式(4)）をｎ＝１，２，３，４，５として解くことによって、
【数４】
2006525548.tif 000031
ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｍ1，ｍ2は、ｍ3の形で計算され得る（式(5)〜(9)）。
【数５】
2006525548.tif 000032
【数６】
2006525548.tif 000033
【数７】
2006525548.tif 000034
【数８】
2006525548.tif 000035
【数９】
2006525548.tif 000036
式(4)におけるＫ及びＭは、式(3)で定義されるような対応する行列である。
【００１６】
数学モデルは、直線モデルであることに気付く。もし、式(3)における変数の単位が、ｍ1，ｍ2，ｍ3は［ｋｇ／ｍ2］、ｑは［ｒａｄ］、ｑ″は［ｒａｄ／ｓｅｃ2］、ｋ1，ｋ2，ｋ3は［Ｎ・ｍ／ｒａｄ］、Ｑは［Ｎ・ｍ］であれば、式(3)は、数学モデル１５０に類似する各システムを説明するのに用いられ得る。
【００１７】
もし、固有振動数が共振振動数の整数倍であり、ｍ3が与えられると、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０やバネ定数ｋ1，ｋ2，ｋ3に関係なく、以下のモード行列（式(10)）が得られる。
【数１０】
2006525548.tif 000037
モード行列は、対称及び非対称の変形（即ち、行列の列）を含んでいるかのようである。非対称モード（即ち、第２列及び第４列）において、質量１５６は、これら二つの列においてゼロと認められるように、動かない。他方、対称モード（即ち、第１列、第３列、第５列）において、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０は運動する。通常、数学モデル１５０のレスポンスは、加振パラメータによる。しかしながら、本ケースにおいて、質量１５２，１５４，１５６，１５８，１６０の相対運動（即ち、式(10)のモード形状）は、質量ｍ3のみによる。
【００１８】
図３，４Ａ，４Ｂを参照する。図３は、２００で参照される、図１のシステムに類似したＭＥＭＳベースシステムの概略図である。図４Ａは、２２０で参照される、図３のシステムのミラーの振動数レスポンスのプロットの概略図である。図４Ｂは、２３０で参照される、時間関数としての図３のシステムのミラーの振動のプロットの概略図である。
【００１９】
システム２００は、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、はり２１２、サポート２１４，２１６、アクチュエータ２１８を含む。はり２１２は、サポート２１４，２１６と連結される。質量２０２，２０４，２０６，２０８及びミラー２１０は、はり２１２と連結される。ミラー２１０は、はり２１２のほぼ中心に位置する。質量２０２，２０４は、ミラー２１０の一方側に位置し、質量２０６，２０８は、ミラー２１０の他方側に位置する。アクチュエータ２１８は、ミラー２１０と連結される。
【００２０】
質量２０２，２０８のそれぞれは、値ｍ1及び慣性質量モーメントｊ1を有する。質量２０４，２０６のそれぞれは、値ｍ2及び慣性質量モーメントｊ2を有する。ミラー２１０は、質量ｍ3及び慣性質量モーメントｊ3を有する。質量２０２の幅及び長さは、それぞれａ1，ｂ1である。質量２０４の幅及び長さは、それぞれａ2，ｂ2である。質量２０６の幅及び長さは、それぞれａ2，ｂ2である。質量２０８の幅及び長さ（即ち、幾何的特徴）は、それぞれａ1，ｂ1である。ミラー２１０の幅及び長さは、それぞれａ3，ｂ3である。はり２１２の断面は、幅ｔ、高さｈの矩形である。質量２０２及びサポート２１６間の距離は、Ｌ1である。質量２０２，２０４間の距離は、Ｌ2である。質量２０４及びミラー２１０間の距離は、Ｌ3である。ミラー２１０及び質量２０６間の距離は、Ｌ3である。質量２０６，２０８間の距離は、Ｌ2である。質量２０８及びサポート２１４間の距離は、Ｌ1である。長さＬ1，Ｌ2，Ｌ3を有するはり２１２の断面の弾性係数は、それぞれｋ1，ｋ2，ｋ3である。システム２００のフットプリントは、幅及び長さがそれぞれほぼ１００μｍ及び２０００μｍである矩形である。この場合、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、はり２１２は、実質的に均一で且つ小さい厚み（即ち、システム２００が２．５次元システムである）を有する半導体積層品の一部である。
【００２１】
数学モデル１５０（図２）は、要求されるパラメータの概算評価のみを提供するにも関わらず、相対的に簡単なモデルである。より正確な結果は、数学モデル１５０に有限要素解析（ＦＥＡ）を適用することによって得られ得る。以下は、システム２００に適用される３次元ＦＥＡの結果の例である。この例において、アクチュエータ２１８は、ミラー２１０に可変の力Ｆv（式(11)）を加える。
【数１１】
2006525548.tif 000038
Ａ1，Ａ3，Ａ5は、振幅を示し、γ1，γ3，γ5は、位相角を示す。振幅Ａ1，Ａ3，Ａ5及び位相角γ1，γ3，γ5が選択されて、時間関数としてのミラー２１０の振幅Ａ(t)は、以下の式(12)で実質的に三角である。
【数１２】
2006525548.tif 000039
Ａ0は、要求される振幅であり、ωは、三角波形の基本振動数である。図４Ａを参照して、システム２００の共振振動数（即ち、第１の三つの調波）は、ω0，３ω0，５ω0で見つけられる。これら三つの調波を式(12)に入れると、時間関数としてのミラー２１０の理論振動（即ち、図４Ｂにおけるカーブ２２２）が生まれる。カーブ２２４は、時間関数としてのミラー２１０の実際の振幅を表す。ミラー２１０の実際の波形（即ち、カーブ２２４）が理論波形（即ち、カーブ２２２）と非常に相関することに気付く。図４Ａを参照して、ミラー２１０の最大振幅がそれぞれ第１の三つの調波で位置することにさらに気付く。
【００２２】
はり２１２のそれぞれＬ1，Ｌ2，Ｌ3部分に対応する弾性係数ｋ1，ｋ2，ｋ3、及び慣性質量モーメントｊ1，ｊ2，ｊ3  は、Timoshenko S.P. and Goodier J.N., "Theory of Elasticity", Third Edition, McGraw-Hill Book Co., 1970においてよく知られている方程式に基づいて計算される。
【数１３】
2006525548.tif 000040
【数１４】
2006525548.tif 000041
ｃは、比率ｈ／ｔによって定まる数因子であり、Ｇは、はり２１２の剛性率であり、ｔは、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの厚みであり、ρは、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの密度である。システム２００はチップの上に構成されるので、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの厚みは、実質的にはり２１２の厚みに等しい。同様に、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０のそれぞれの密度は、実質的にはり２１２の密度に等しい。式(13)、(14)は、Basler K., and Kollbrunner C.F., "Torsion in Structures", Springer Verlag, New York, 1969において示されるように、ねじりバネ率を評価するのためのゆがみ機能補正を無視しつつ、計算される。
【００２３】
式(13)、(14)に示されるように、弾性係数ｋは、ｈ，ｔ，Ｌによって定まり、慣性質量モーメントは、ａ，ｂ，ｔによって定まる。物理次元の冗長性のために、システム２００のいくつかのパラメータは、あらかじめ想定されなければならない。以下の値を想定し、それらを式(13)、(14)に代入する。
ｊ3＝１．８２３８×１０-5ｋｇ・μｍ2
ｈ＝１０μｍ
ｔ＝１５μｍ
ｂ1＝ｂ2＝６００μｍ
ｂ3＝５００μｍ
ρ＝２．３３２ｅ・１５×１０-15ｋｇ／μｍ3
Ｇ＝８．８３１Ｅ４×１０4ｋｇ／μｍ・ｓ2
質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラー２１０、サポート２１４，２１６間の隙間、質量２０２，２０４，２０６，２０８、ミラーの幅は、以下のように計算される。
Ｌ1＝４４．９μｍ
Ｌ2＝２４．９μｍ
Ｌ3＝２１．４μｍ
ａ1＝４１３．５μｍ
ａ2＝２１０．２μｍ
ａ3＝５００μｍ
【００２４】
システム２００のための第１の共振振動数ω0＝１５ｋＨｚと想定し、式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)を解くことで、はり２１２のそれぞれＬ1，Ｌ2，Ｌ3部分に対応する弾性係数ｋ1，ｋ2，ｋ3の値、質量２０２，２０８の慣性質量モーメントのためのｍ1の値、及び質量２０４，２０６の慣性質量モーメントのためのｍ2の値が以下のように得られる。
ｋ1＝０．５７８６Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｋ2＝１．０４１Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｋ3＝１．２１５Ｎ・μｍ／ｒａｄ
ｍ1＝２．６０５４×１０-4ｋｇ・μｍ2
ｍ2＝１．９５４１×１０-4ｋｇ・μｍ2
ｍ3は、慣性質量モーメントｊ3によって置換される。
【００２５】
２４０で参照され、開示技術の他の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である図５を参照する。スキャナー２４０は、ミラー２４２、はり２４４，２４６、サポート２４８，２５０、アクチュエータ２５２、コントローラ２５４を含む。アクチュエータ２５２は、電極２５６，２５８を含む。
【００２６】
はり２４４は、ミラー２４２及びサポート２５０と連結される。はり２４６は、ミラー２４２及びサポート２４８と連結される。電極２５６，２５８は、ミラー２４２の頂部に位置する。電極２５６，２５８は、コントローラ２５４と連結される。ミラー２４２は、電気的に接地される。
【００２７】
コントローラ２５４は、電極２５６に電圧Ｖ1が供給され、Ｖ1は以下の式(15)で表される。
【数１５】
2006525548.tif 000042
そして、電極２５８に電圧Ｖ2が供給され、Ｖ2は以下の式(16)で表される。
【数１６】
2006525548.tif 000043
Ｖ0は、バイアス電圧であり、Ａ1，Ａ3，Ａ5は、指定された振幅であり、γ1，γ3，γ5は、指定された位相角である。ミラー２４２は、２６０，２６２で示される方向で、且つ上述の式(12)によって表現される実質的に三角波形で、サポート２４８，２５０と相対的に振動する。
【００２８】
図６Ａ，６Ｂを参照する。図６Ａは、２８０で参照され、開示技術のさらなる実施形態によって構成され、作動する、図１の複数のスキャナーを含むパッケージデバイスの概略図である。図６Ｂは、図６ＡのパッケージデバイスのスキャニングＭＥＭＳの破断部の概略図である。
【００２９】
図６Ａを参照して、パッケージデバイス２８０は、ハウジング２８２、複数の電気接点２８４、集積回路（ＩＣ）２８６、スキャニングＭＥＭＳ２８８を含む。電気接点２８４のそれぞれは、パッケージデバイス２８０の底側２９２から突出するピン２９０を含む。パッケージデバイス２８０は、他のデバイス（図示しない）の上に取り付けられ得て、ピン２９０によってこのデバイスと電気的な接触がなされる。スキャニングＭＥＭＳ２８８は、ＩＣ２８６の頂部に位置して、スキャニングＭＥＭＳ２８８の電気端子（図示しない）は、ＩＣ２８６の対応する電気端子と接続される。ＩＣ２８６の電気端子２９４のそれぞれは、ワイヤボンディング２９６によってそれぞれ電気接点２８４と接続される。
【００３０】
図６Ｂを参照して、スキャニングＭＥＭＳ２８８は、基板２９８、保護層３００、光透過層３０２を含む。基板２９８は、シリコン、ガリウムヒ素及び同種のものといった半導体から構成され得る。基板２９８は、スキャナー１００（図１）に類似する複数のスキャナー３０４を含む。光は、それぞれの窓３０６を通ってスキャニングＭＥＭＳ２８８のそれぞれに入ったり、出たりする。基板２９８の底側３０８の電気端子（図示しない）は、ＩＣ２８６の頂側３１０のそれぞれ電気端子（図示しない）と接続される。
【００３１】
開示技術が特に示されたもの及び上述されたものに限定されないことは、当業者にとって理解されるであろう。むしろ、開示技術の範囲は、請求項によってのみ定められる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】開示技術の一実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である。
【図２】図１のシステムに類似するシステムの５自由度数学モデルの概略図である。
【図３】図１のシステムに類似するマイクロ電気機械システムの概略図である。
【図４Ａ】図３のシステムのミラーの振動数反応のプロットの概略図である。
【図４Ｂ】時間関数としての図３のシステムのミラーの振動のプロットの概略図である。
【図５】開示技術の他の実施形態によって構成され、作動するスキャナーの概略図である。
【図６Ａ】２８０で参照され、開示技術のさらなる実施形態によって構成され、作動する、図１の複数のスキャナーを含むパッケージデバイスの概略図である。
【図６Ｂ】図６ＡのパッケージデバイスのスキャニングＭＥＭＳの破断部の概略図である。
【国際調査報告】
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