ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ, ОПТИЧЕСКИЙ СКАНЕР И УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
ACTUATING MECHANISM, OPTICAL SCANNER AND IMAGER

Область техники
[0001] Изобретение относится к исполнительному механизму, оптическому сканеру и устройству формирования изображения.
Уровень техники
[0002] Известны исполнительные механизмы, в которых используются торсионные вибраторы (см., например, PTL 1).
Например, в PTL 1 раскрыт световой дефлектор, в котором предусмотрены подвижная пластина (подвижная часть), опорная рама (опорная часть) и одна пара упругих опорных частей (соединительных частей), которые поддерживают подвижную пластину так, чтобы она могла торсионно вращаться относительно опорной рамы, и каждая упругая опорная часть образована двумя стойками (поперечинами).
Подвижная пластина, опорная рама и одна пара упругих опорных частей сформированы как единое целое путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, главная поверхность которой образована плоскостью (100), сформированной из кремния.
[0003] Кроме того, в световом дефлекторе согласно PTL 1, подвижная пластина образует восьмиугольник в виде сверху. Подвижная пластина, которая образует такую форму в виде сверху, снижает вес подвижной пластины в позиции, расположенной далеко от оси вращения (оси колебания), что обеспечивает преимущество снижения момента инерции.
Однако в случае когда подвижная пластина, имеющая форму восьмиугольника в виде сверху, изготавливается посредством анизотропного травления, как описано выше, существует большая изменчивость формы вследствие связи с кристаллографическими плоскостями.
Библиография
Патентный источник
[0003] PTL 1: JP-A-2010-79243
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0005] Задачей изобретения является обеспечение исполнительного механизма, оптического сканера и устройства формирования изображения, способного снижать момент инерции во время колебания подвижной части путем снижения изменчивости формы подвижной части во время изготовления.
Решение проблемы
[0006] Такая задача решается посредством описанного ниже изобретения.
Исполнительный механизм согласно изобретению отличается тем, что включает в себя: подвижную часть, которая может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует крестообразную форму в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно такому исполнительному механизму изобретения изменчивость формы подвижной части можно снизить в процессе производства. Таким образом, можно снизить момент инерции во время колебания подвижной части.
[0007] В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы внешняя форма подвижной части в виде сверху с направления толщины была, в основном, образована отрезком, который параллелен к оси колебания, и отрезком, который вертикален к оси колебания.
Соответственно можно снизить изменчивость формы подвижной части в процессе производства.
В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы подвижная часть, опорная часть и соединительная часть были сформированы путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки.
Соответственно изменчивость формы снижается, и соответственно легко сформировать подвижную часть, опорную часть и одну пару соединительных частей.
[0008] В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы поверхность пластины подвижной части была образована плоскостью (100) кремния.
Соответственно благодаря осуществлению анизотропного травления для кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), изменчивость формы можно снизить, что облегчает формирование подвижной части, опорной части и одной пары соединительных частей.
[0009] В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы боковая поверхность подвижной части была, в основном, образована плоскостью (111) кремния.
Соответственно благодаря осуществлению анизотропного травления для кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), изменчивость формы можно снизить, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления. Таким образом, легко сформировать подвижную часть, опорную часть и одну пару соединительных частей.
[0010] В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы на боковой поверхности подвижной части была сформирована канавка, которая образует V-образную форму в поперечном сечении, перпендикулярном поверхности пластины подвижной части.
Соответственно можно снизить момент инерции подвижной части. Кроме того, для такой канавки, благодаря осуществлению анизотропного травления для кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), изменчивость формы можно снизить, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления. Таким образом, облегчается формирование подвижной части.
В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы поверхность соединительной части была образована плоскостью (100) кремния и плоскостью (111) кремния.
Соответственно использование плоскости (111) кремния в качестве слоя остановки травления позволяет снизить изменчивость формы, что облегчает формирование соединительной части.
[0011] В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы подвижная часть образовывала форму, симметричную относительно оси колебания подвижной части в виде сверху с направления толщины.
Соответственно центр тяжести подвижной части располагается на оси колебания подвижной части, что позволяет подвижной части плавно колебаться.
В исполнительном механизме изобретения предпочтительно, чтобы подвижная часть образовывала форму, симметричную относительно отрезка, который проходит через центр подвижной части в виде сверху с направления толщины, и вертикальную к оси колебания подвижной части.
Соответственно конструкция подвижной части легко осуществима.
[0012] Исполнительный механизм изобретения отличается тем, что включает в себя: подвижную часть, которая может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует форму, полученную исключением четырех угловых частей, имеющих прямоугольную форму, прямоугольника в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно такому исполнительному механизму изобретения можно снизить изменчивость формы подвижной части в процессе производства, что позволяет снизить момент инерции во время колебания подвижной части.
[0013] Оптический сканер изобретения отличается тем, что включает в себя: подвижную часть, которая включает в себя светоотражающую часть, обладающую светоотражательной способностью, и может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует крестообразную форму в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно оптическому сканеру, сконфигурированному вышеописанным образом, изменчивость формы подвижной части можно снизить в процессе производства. Таким образом, можно снизить момент инерции во время колебания подвижной части.
[0014] Оптический сканер изобретения отличается тем, что включает в себя: подвижную часть, которая включает в себя светоотражающую часть, обладающую светоотражательной способностью, и может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует форму, полученную исключением четырех угловых частей, имеющих прямоугольную форму, прямоугольника в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно оптическому сканеру, сконфигурированному вышеописанным образом, изменчивость формы подвижной части можно снизить в процессе производства. Таким образом, можно снизить момент инерции во время колебания подвижной части.
[0015] Устройство формирования изображения изобретения отличается тем, что включает в себя: источник света, который излучает свет; и оптический сканер, который осуществляет сканирование светом, излучаемым из источника света, причем оптический сканер включает в себя: подвижную часть, которая включает в себя светоотражающую часть, обладающую светоотражательной способностью, и может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует крестообразную форму в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно устройству формирования изображения, сконфигурированному вышеописанным образом, изменчивость формы подвижной части можно снизить в процессе производства. Таким образом, можно снизить момент инерции во время колебания подвижной части. Соответственно высококачественное изображение можно получить с низкими затратами.
[0016] Устройство формирования изображения изобретения отличается тем, что включает в себя: источник света, который излучает свет; и оптический сканер, который осуществляет сканирование светом, излучаемым из источника света, причем оптический сканер включает в себя: подвижную часть, которая включает в себя светоотражающую часть, обладающую светоотражательной способностью, и может колебаться относительно оси колебания; соединительную часть, которая проходит от подвижной части и торсионно деформируется в соответствии с колебанием подвижной части; и опорную часть, которая поддерживает соединительную часть, причем подвижная часть образует форму, полученную исключением четырех угловых частей, имеющих прямоугольную форму, прямоугольника в виде сверху с направления толщины подвижной части.
Согласно устройству формирования изображения, сконфигурированному вышеописанным образом, изменчивость формы подвижной части можно снизить в процессе производства. Таким образом, можно снизить момент инерции во время колебания подвижной части. Соответственно высококачественное изображение можно получить с низкими затратами.
Краткое описание чертежей
[0017] Фиг. 1 - вид сверху, демонстрирующий оптический сканер (исполнительный механизм) согласно первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 2 - вид в разрезе, взятый по линии А-А, показанной на фиг. 1.
Фиг. 3 - вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая включена в оптический сканер, показанный на фиг. 1.
Фиг. 4 - вид в разрезе, взятый по линии В-В, показанной на фиг. 1.
Фиг. 5 - частично увеличенный вид в разрезе оптического сканера, показанного на фиг. 4.
Фиг. 6 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1.
Фиг. 7 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1.
Фиг. 8 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1.
Фиг. 9 - схема, демонстрирующая формирование соединительной части в процессе травления, показанном на фиг. 8(e) (в случае отсутствия рассогласования масок).
Фиг. 10 - схема, демонстрирующая формирование соединительной части в процессе травления, показанном на фиг. 8(e) (в случае наличия рассогласования масок).
Фиг. 11 - вид сверху, демонстрирующий оптический сканер согласно второму варианту осуществления изобретения.
Фиг. 12 - частично увеличенный вид в разрезе, взятый по линии В-В, показанной на фиг. 11.
Фиг. 13 - вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая входит в состав сканера согласно третьему варианту осуществления изобретения.
Фиг. 14 - вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая входит в состав сканера согласно четвертому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 15 - схема, демонстрирующая пример конфигурации устройства формирования изображения согласно изобретению.
Описание вариантов осуществления
[0018] В дальнейшем исполнительные механизмы, оптические сканеры и устройства формирования изображения согласно предпочтительным вариантам осуществления изобретения будут описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. В этом варианте осуществления в качестве примера будет описан случай, когда исполнительный механизм согласно изобретению применяется к оптическому сканеру.
Первый вариант осуществления
Прежде всего, будет описан оптический сканер согласно первому варианту осуществления изобретения.
Фиг. 1 - вид сверху, демонстрирующий оптический сканер (исполнительный механизм) согласно первому варианту осуществления изобретения. Фиг. 2 - вид в разрезе, взятый по линии А-А, показанной на фиг. 1. Фиг. 3 - вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая включена в оптический сканер, показанный на фиг. 1. Фиг. 4 - вид в разрезе, взятый по линии В-В, показанной на фиг. 1. Фиг. 5 - частично увеличенный вид в разрезе оптического сканера, показанного на фиг. 4. Фиг. 6 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1. Фиг. 7 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1. Фиг. 8 - вид в разрезе, демонстрирующий способ изготовления оптического сканера, показанного на фиг. 1. Фиг. 9 - схема, демонстрирующая формирование соединительной части в процессе травления, показанном на фиг. 8(e) (в случае отсутствия рассогласования масок). Фиг. 10 - схема, демонстрирующая формирование соединительной части в процессе травления, показанном на фиг. 8(e) (в случае наличия рассогласования масок). В дальнейшем, для удобства описания, на фиг. 2, 4-10, верхняя сторона именуется "верх", и нижняя сторона именуется "низ".
[0020] Как показано на фиг. 1, оптический сканер 1 включает в себя: тело 2 основы, которое имеет вибрационную систему; опорное тело 3, которое поддерживает тело 2 основы; и блок 4 привода, который сообщает колебательное движение вибрационной системе тела 2 основы.
Кроме того, тело 2 основы включает в себя подвижную пластину (подвижную часть) 21, в которой располагается светоотражающая часть 211, одну пару соединительных частей 23 и 24, которые соединены с подвижной пластиной 21, и опорную часть 22, которая поддерживает одну пару соединительных частей 23 и 24. Опорную часть 22 можно описать как поддерживающую подвижную пластину 21 через соединительные части 23 и 24, и одну пару соединительных частей 23 и 24 можно описать как соединяющую подвижную пластину 21 и опорную часть 22.
В оптическом сканере 1, в зависимости от движущего усилия блока 4 привода, при торсионной деформации соединительных частей 23 и 24, подвижная пластина 21 вращается вокруг заранее определенной оси вдоль соединительных частей 23 и 24. Соответственно свет, отраженный светоотражающей частью 211, может совершать сканирующее действие в одном заранее определенном направлении.
[0021] В дальнейшем, части, образующие оптический сканер 1, будут последовательно подробно описаны.
Тело основы
Тело 2 основы, как описано выше, включает в себя подвижную пластину 21, в которой располагается светоотражающая часть 211, опорную часть 22, которая поддерживает подвижную пластину 21, и одну пару соединительных частей 23 и 24 которые соединяют подвижную пластину 21 и опорную часть 22.
[0022] Тело 2 основы состоит из кремния в качестве своего главного материала, и подвижная пластина 21, опорная часть 22 и соединительные части 23 и 24 сформированы как единое целое. В частности, тело 2 основы, как подробно описано ниже, сформировано путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния. Путем осуществления такого анизотропного травления, подвижную пластину 21, опорную часть 22 и одну пару соединительных частей 23 и 24 можно формировать простым образом с высокой точностью, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления. При этом, в общем случае, в качестве кремниевой подложки, используется монокристаллическая кремниевая подложка.
Кроме того, верхняя поверхность и нижняя поверхность тела 2 основы соответственно образованы плоскостью (100) кремния. Кроме того, внутренняя периферийная поверхность опорной части 22, боковая поверхность подвижной пластины 21 и части боковых поверхностей соединительных частей 23 и 24, которые параллельны осевой линии X соответственно образованы плоскостью (111) кремния.
[0023] Кроме того, кремний является легким материалом и обладает устойчивостью к уровню SUS. Таким образом, поскольку тело 2 основы состоит из кремния в качестве своего главного материала, можно получить тело 2 основы, имеющее высокие вибрационные характеристики. Кроме того, кремний можно обрабатывать с высокой точностью размеров посредством травления, как описано ниже. Таким образом, посредством формирования тело 2 основы с использованием кремниевой подложки, можно получить тело 2 основы, имеющее нужную форму (нужные вибрационные характеристики).
[0024] В дальнейшем, тело 2 основы будет описано более подробно.
Опорная часть 22, как показано на фиг. 1, имеет форму рамы. В частности, опорная часть 22 образует форму квадратного кольца. Опорная часть 22 поддерживает подвижную пластину 21 посредством одной пары соединительных частей 23 и 24. Форма опорной части 22 не имеет конкретных ограничений при условии, что она может поддерживать подвижную пластину 21 посредством одной пары соединительных частей 23 и 24. Таким образом, например, опорная часть 22 может иметь форму, которая разделена в соответствии с соединительными частями 23 и 24.
На внутренней стороне опорной части 22 располагается подвижная пластина 21.
[0025] Подвижная пластина 21 образует форму пластины. В этом варианте осуществления подвижная пластина 21 имеет форму (крестообразную форму), полученную удалением четырех углов из прямоугольника (в этом варианте осуществления квадрата) в виде сверху с направления толщины пластины подвижной пластины 21. Соответственно благодаря тому что область (светоотражающая область) светоотражающей части 211, расположенной на верхней поверхности подвижной пластины 21, в достаточной степени обеспечена, можно снизить момент инерции во время вращения подвижной пластины 21. Кроме того, как подробно описано ниже, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, подвижную пластину 21 можно формировать с высокой точностью простым образом.
[0026] В частности, как показано на фиг. 3, подвижная пластина 21 образована главной частью 212 тела, одной парой выступов 213 и 214, которые выступают из главной части 212 тела в обе стороны в направлении, параллельном осевой линии X, и одной парой выступов 215 и 216, которые выступают из главной части 212 тела в обе стороны в направлении (направлении, параллельном отрезку Y), перпендикулярном осевой линии X. Соответственно подвижная пластина 21 образует крестообразную форму в виде сверху с направления толщины пластины.
[0027] Кроме того, между выступом 213 и выступом 215 в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21, сформирована недостающая часть 251. Между выступом 213 и выступом 216 в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21, сформирована недостающая часть 252. Кроме того, между выступом 214 и выступом 216 в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21, сформирована недостающая часть 254. Между выступом 214 и выступом 215 в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21, сформирована недостающая часть 253.
Другими словами, в виде сверху с направления толщины пластины подвижной пластины 21, вдоль внешней периферии подвижной пластины 21, недостающая часть 251, выступ 213, недостающая часть 252, выступ 216, недостающая часть 254, выступ 214, недостающая часть 252 и выступ 215 располагаются так, чтобы выравниваться в этом порядке.
[0028] Кроме того, недостающая часть 251 и недостающая часть 252 обращены друг к другу через выступ 213. Недостающая часть 252 и недостающая часть 254 обращены друг к другу через выступ 216. Кроме того, недостающая часть 253 и недостающая часть 254 обращены друг к другу через выступ 214. Недостающая часть 251 и недостающая часть 253 обращены друг к другу через выступ 215.
Каждый из выступов 213-216 и недостающих частей 251-254 образует прямоугольник в виде сверху с направления толщины пластины подвижной пластины 21. На фиг. 1 и 3, в качестве примера проиллюстрировано состояние, в котором форма в виде сверху каждой из недостающих частей 251-254 образует квадрат. В каждом углу внешней крестообразной формы подвижной пластины 21, образуется не только заранее определенная кристаллографическая плоскость, но и множество кристаллографических плоскостей. Соответственно каждая угловая часть образует не в точности прямой угол, и каждая из недостающих частей 251-254 не является точным прямоугольником. Однако в этом варианте осуществления предполагается, что каждая из недостающих частей 251-254 является прямоугольником, который включает в себя вышеописанное состояние.
[0029] Внешняя форма подвижной пластины 21 в виде сверху с направления толщины пластины в основном, образована отрезком, который параллелен центральной оси вращения (осевой линии X) подвижной пластины 21, и отрезком (отрезком Y), который перпендикулярен центральной оси вращения (осевой линии X) подвижной пластины 21. Соответственно, как описано ниже, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, подвижную пластину 21 можно формировать с высокой точностью простым образом. Кроме того, на углу внешней крестообразной формы подвижной пластины 21, образуется не только заранее определенная кристаллографическая плоскость, но и множество кристаллографических плоскостей. Соответственно внешняя форма угловой части в виде сверху с направления толщины пластины подвижной пластины 21 не обязательно является отрезком, который параллелен осевой линии X, или отрезком Y. Другими словами, внешняя форма подвижной пластины 21 в виде сверху с направления толщины пластины образована отрезком, параллельным осевой линии X, и отрезком, параллельным отрезку Y за исключением, по меньшей мере, углов подвижной пластины 21.
Кроме того, подвижная пластина 21 образует форму, симметричную относительно центральной оси вращения (осевой линии X) подвижной пластины 21 в виде сверху. Соответственно центр тяжести подвижной пластины 21 легко располагать на центральной оси вращения подвижной пластины 21, что позволяет обеспечить плавное вращение подвижной пластины 21.
[0030] Кроме того, подвижная пластина 21 имеет форму, которая проходит через центр Р подвижной пластины 21 в виде сверху и симметрична относительно отрезка Y, который перпендикулярен центральной оси вращения (осевой линии X) подвижной пластины 21. Соответственно конструкцию подвижной пластины можно осуществлять простым образом.
Кроме того, поверхность пластины подвижной пластины 21 образована плоскостью (100) кремния. Соответственно, как описано ниже, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), подвижную пластину 21, опорную часть 22 и одну пару соединительных частей 23 и 24 можно формировать с высокой точностью простым образом.
[0031] Кроме того, боковая поверхность подвижной пластины 21 в основном, образована плоскостью (111) кремния. Соответственно, как описано ниже, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), подвижную пластину 21, опорную часть 22 и одну пару соединительных частей 23 и 24 можно формировать с высокой точностью простым образом, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления. Кроме того, на углах внешней формы в виде сверху с направления толщины пластины подвижной пластины 21, боковая поверхность подвижной пластины 21 включает в себя кристаллографическую плоскость, отличную от плоскости (111). Соответственно боковая поверхность подвижной пластины 21 образована плоскостью (111) кремния за исключением, по меньшей мере, боковой поверхности на углу.
[0032] Кроме того, на боковой поверхности подвижной пластины 21, сформирована канавка 217, горизонтальное поперечное сечение образует V-образную форму. Соответственно момент инерции подвижной пластины 21 можно снизить. Кроме того, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100), канавку можно формировать с высокой точностью простым образом, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления.
[0033] Кроме того, когда длина подвижной пластины 21 в направлении (в дальнейшем, также именуемом "направление отрезка Y"), вертикальном к центральной оси вращения (осевой линии X) в виде сверху с направления толщины пластины, равна А, длина подвижной пластины 21 в направлении (в дальнейшем, также именуемом "направление осевой линии X"), параллельном центральной оси вращения (осевой линии X), равна В, длина каждой из недостающих частей 251-254 в направлении отрезка Y равна а, и длина каждой из недостающих частей 251-254 в направлении осевой линии X равна b, выполняются следующие выражения (А) и (В).
[0034]
[0035] В случае выполнения вышеописанных выражений (А) и (В), хотя обеспечена область светоотражающей части 211 подвижной пластины 21, которая необходима для отражения света, момент инерции во время вращения подвижной пластины 21 можно эффективно снижать.
Напротив, в случае когда длины а и b меньше вышеописанных нижних пределов, эффект снижения момента инерции во время вращения подвижной пластины 21 обычно невелик. Соответственно в зависимости от толщины подвижной пластины 21, движение изгиба подвижной пластины 21 возрастает, что является причиной ухудшения оптических характеристик оптического сканера 1.
[0036] С другой стороны, в случае когда длины а и b превышают вышеописанные верхние пределы, область светоотражающей части 211 подвижной пластины 21 не удается эффективно использовать, и интенсивность света, отраженного от светоотражающей части 211, имеет тенденцию к снижению.
Кроме того, на фиг. 3, в случае когда вышеописанные выражения (А) и (В) выполняются, подвижная пластина 21А в случае, когда длины а и b соответственно максимальны, и подвижная пластина 21В в случае, когда длины а и b соответственно минимальны, обозначены пунктирными линиями.
[0037] В дальнейшем выражения (А) и (В) будут кратко описаны.
Как показано на фиг. 3, в случае когда пятно света L, имеющее круглую форму или овальную форму, вписано в подвижную пластину 21 в виде сверху, площадь каждой из недостающих частей 251-254 максимальна вне пятна света L, когда a=(l-l/√2)A и b=(1-1/√2)В.
Кроме того, в таком случае, длина а максимальна, и длина b минимальна в диапазоне, в котором эффект формирования недостающих частей 251-254 получается, когда угол Р3 каждой из недостающих частей 251-254 располагается на пересечении Р2 отрезка, наклоненного относительно осевой линии X на 30 градусов, и внешнего периметра пятна света L.
[0038] Кроме того, в таком случае, длина а минимальна, и длина b максимальна в диапазоне, в котором эффект формирования недостающих частей 251-254 получается, когда угол Р3 каждой из недостающих частей 251-254 располагается на пересечении Р1 отрезка, наклоненного относительно осевой линии X на 60 градусов, и внешнего периметра пятна света L.
2
[0039] Кроме того, в общем случае, эффективный диапазон диаметра пятна лазерного пучка, который обычно используется в качестве света L, рассматривается как диапазон, в котором диаметр больше или равен 1/е пиковой яркости. Соответственно, в случае когда эффективный диапазон находится внутри светоотражающей части 211, можно осуществлять идеальное отражение света.
Однако даже в случае когда диаметр пятна фактического лазерного пучка выходит за пределы вышеописанного эффективного диапазона, в нем присутствует малое количество света. Таким образом, даже в случае когда длины а и b немного больше или меньше вышеописанных значений, можно разрешить практическое использование лазерного пучка без проблем.
В частности, допустимые значения длин а и b, полученные вышеописанным образом, можно задать равными -20% или более и +200% или менее.
[0040] Как описано выше, можно получить вышеописанные выражения (А) и (В).
На верхней поверхности подвижной пластины 21, располагается светоотражающая часть 211, имеющая светоотражательную способность. С другой стороны, на нижней поверхности подвижной пластины 21, располагается постоянный магнит 41 блока 4 привода, который будет описан ниже. Кроме того, постоянный магнит 41 будет подробно описан в описании блока 4 привода, который будет описан ниже.
Каждая из соединительных частей 23 и 24 образует форму прямоугольника и выполнена с возможностью упругой деформации. Кроме того, соединительная часть 23 и соединительная часть 24 обращены друг к другу через подвижную пластину 21. Соединительные части 23 и 24 соединяют подвижную пластину 21 и опорную часть 22 таким образом, что подвижная пластина 21 может вращаться вокруг опорной части 22. Одна пара соединительных частей 23 и 24 располагается так, чтобы иметь одну и ту же ось, проходящую вдоль осевой линии X, и подвижная пластина 21 вращается относительно опорной части 22 относительно осевой линии X, которая является ее центральной осью вращения.
[0041] В этом варианте осуществления, как показано на фиг. 1, соединительная часть 23 образована одной парой поперечин 231 и 232. Аналогично, соединительная часть 24 образована одной парой поперечин 241 и 242. В дальнейшем, соединительная часть 23 будет описана в порядке примера. Поскольку соединительная часть 24 аналогична соединительной части 23, ее описание будет опущено.
Поперечины 231 и 232 располагаются вдоль осевой линии X и обращены друг к другу через осевую линию X. Кроме того, форма горизонтального поперечного сечения каждой из поперечин 231 и 232 образует параллелограмм.
[0042] В частности, внешняя форма горизонтального поперечного сечения каждой из поперечин 231 и 232 образует параллелограмм, который образован одной парой сторон, расположенных вдоль (100) кремния, и одной парой сторон, расположенных вдоль плоскости (111) кремния. Другими словами, в поперечине 231, верхняя поверхность 2311 и нижняя поверхность 2312 образованы плоскостями (100) кремния, и одна пара боковых поверхностей 2313 и 2314 образована плоскостями (111) кремния. Аналогично, в поперечине 232, верхняя поверхность 2321 и нижняя поверхность 2322 образованы плоскостями (100) кремния, и одна пара боковых поверхностей 2323 и 2324 образована плоскостями
(111) кремния. При этом, поскольку боковые поверхности 2313, 2324, 2323 и 2324 образованы плоскостями (111) кремния, угол наклона θ относительно верхней поверхности или нижней поверхности (то есть плоскости (100) кремния) тела 2 основы равен 54,73 градусов. Каждая из поперечин 231 и 232, которые образуют форму горизонтального поперечного сечения можно надежно формировать простым образом путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния.
В случае когда внешняя поверхность соединительной части 23 образована плоскостью (100) кремния и плоскостью (111) кремния, соединительную часть 23 можно формировать с высокой точностью простым образом, используя плоскость (111) кремния в качестве слоя остановки травления, что будет описано ниже.
[0043] Кроме того, поперечины 231 и 232, при наблюдении с направления, параллельного осевой линии X (другими словами, наблюдаемые в поперечном сечении, показанном на фиг. 5), соответственно имеют форму, симметричную отрезку, который проходит вертикально и проходит через осевую линию X.
Кроме того, в поперечном сечении, показанном на фиг. 5, полная ширина (расстояние между боковой поверхностью 2313 поперечины 231 и боковой поверхностью 2323 поперечины 232) соединительной части 23 увеличивается от нижней стороны к верхней стороне. В поперечном сечении, показанном на фиг. 5, расстояние (ширина зазора) между поперечиной 231 и поперечиной 232 увеличивается от нижней стороны к верхней стороне.
[0044] Другими словами, расстояние между одной парой поперечин 231 и 232, при наблюдении с направления, параллельного центральной оси вращения подвижной пластины 21, постепенно увеличивается от одной стороны поверхности подвижной пластины 21 к другой стороне поверхности (в этом варианте осуществления от нижней стороны к верхней стороне).
1
Когда расстояние между концами более длинной стороны одной пары поперечин 231 и 232 равно W, и толщина t одной пары поперечин 231 и 232 в направлении толщины подвижной пластины 21 равна t, выполняется следующее выражение (1).
[0045]
[0046] Как подробно описано ниже, поскольку анизотропное травление осуществляется для кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния с обеих сторон его поверхности, возможен случай, когда позиции формирования масок, сформированных на обеих поверхностях кремниевой подложки рассогласуются при формировании подвижной пластины 21, опорной части 22 и одной пары соединительных частей 23 и 24. Когда позиции формирования масок на обеих поверхностях кремниевой подложки рассогласованы, разности уровней генерируются на одной паре боковых поверхностей 2313 и 2314 или 2323 и 2324 каждой из поперечин 231 и 232, которые должны быть образованы плоскостями (111) кремния. В случае выполнения вышеописанного выражения (1), в случае когда позиции формирования масок, сформированных на обеих поверхностях кремниевой подложки, рассогласованы, разность уровней, сформированная на одной боковой поверхности, и разность уровней, сформированная на другой боковой поверхности, может сдвигаться в направлении толщины кремниевой подложки (см. фиг. 10). Соответственно концентрация напряжения, генерируемого в поперечинах 231 и 232 во время вращения подвижной пластины 21, можно снижать.
Как описано выше, оптический сканер 1 может предотвращать повреждение вследствие концентрации напряжения во время приведения в действие относительно простым образом.
2
Кроме того, когда расстояние между концами верхней стороны одной пары поперечин 231 и 232 равно W, выполняется следующее выражение (2).
[0047]
[0048] Соответственно путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния с обеих сторон его поверхности, соединительную часть 23, которая образована одной парой поперечин 231 и 232, можно надежно формировать простым образом.
[004 9] Опорное тело
Опорное тело 3 имеет функцию поддержки вышеописанного тела 2 основы. Кроме того, опорное тело 3 имеет функцию поддержки катушки 42 блока 4 привода, который будет описан ниже.
Это опорное тело 3 образует форму коробки, имеющую вогнутую часть 31, которая открыта на верхней стороне. Другими словами, опорное тело 3 образовано частью 32 формы пластины, образующей форму пластины, и частью 33 формы рамы, которая образует форму рамы, расположенную вдоль внешней периферийной части верхней поверхности части 32 формы пластины.
[0050] С частью верхней поверхности опорного тела 3, которая располагается вне вогнутой части 31, то есть верхней поверхностью части 33 формы рамы, связана нижняя поверхность опорной части 22 тела 2 основы. Соответственно между подвижной пластиной 21 тела 2 основы и одной пары соединительных частей 23 и 24 и опорным телом 3, сформирован промежуток, используемый для того, чтобы подвижная пластина 21 могла вращаться.
Материал, образующий опорное тело 3, не имеет конкретных ограничений. В качестве примеров вышеописанного материала, можно упомянуть стеклянный материал, например кварцевое стекло, жаропрочное стекло "Пайрекс" (зарегистрированный товарный знак) или стекло Теmрах, кремниевый материал, например монокристаллический кремний или поликристаллический кремний, LTCC (керамика, спеченная при низкой температуре), и пр.
Способ связывания тела 2 основы и опорного тела 3 друг с другом можно надлежащим образом определить в соответствии с композиционным материалом, формой, и пр. опорного тела 3 и не имеет конкретных ограничений. В качестве примеров способа связывания можно упомянуть способ с использованием адгезива, анодный способ связывания и прямой способ связывания, и пр.
[0051] Блок привода
Блок 4 привода включает в себя постоянный магнит 41 и катушку 42 и приводит в движение подвижную пластину 21 тела 2 основы, заставляя ее вращаться с использованием системы электромагнитного привода (в частности, системы электромагнитного привода типа движущегося магнита). Система электромагнитного привода может развивать большое движущее усилие. Таким образом, согласно блоку 4 привода, где применяется система электромагнитного привода, угол отклонения подвижной пластины 21 можно увеличивать, достигая при этом низкого возбуждающего напряжения.
[0052] Постоянный магнит 41 прикреплен к нижней поверхности подвижной пластины 21, например, посредством адгезива. Кроме того, постоянный магнит 41 образует форму прямоугольника и располагается, проходя в направлении, перпендикулярном осевой линии X в виде сверху. Постоянный магнит 41 намагничен в продольном направлении, и одна его сторона в продольном направлении является южным полюсом, а другая его сторона является северным полюсом. Располагая постоянный магнит 41 как, чтобы он проходил в направлении, перпендикулярном осевой линии X, оба концевых участка постоянного магнита 41 можно размещать далеко от осевой линии X. Соответственно под действием магнитного поля, генерируемого катушкой 42 подвижная пластина 21 может развивать большой крутящий момент.
[0053] Такой постоянный магнит 41 не имеет конкретных ограничений. Таким образом, можно надлежащим образом использовать, например, жесткий магнетик, в частности неодимовый магнит, ферритовый магнит, самариево-кобальтовый магнит, алнико-магнит или магнит связи, который намагничен.
Катушка 42 располагается так, что обращена к подвижной пластине 21 на нижней поверхности 311 вогнутой части 31 опорного тела 3. Соответственно магнитное поле, генерируемое катушкой 42, можно эффективно применять к постоянному магниту 41. Эта катушка 42 электрически соединена с источником питания, не показанным на фигуре, и периодически изменяющееся напряжение (напряжение переменного тока, прерывистый постоянный ток и т.п.) подается на катушку 42 от источника питания.
[0054] Под действием блока 4 привода подвижная пластина 21 вращается следующим образом.
Прежде всего, например, напряжение переменного тока подается на катушку 42 от источника питания, не показанного на фигуре. Соответственно первое магнитное поле, в котором верхняя сторона (сторона подвижной пластины 21) катушки 42 является северным полюсом, и ее нижняя сторона является южным полюсом, и второе магнитное поле, в котором верхняя сторона катушки 42 является южным полюсом, и ее нижняя сторона является северным полюсом, генерируются попеременно и периодически.
В первом электрическом поле, подвижная пластина 21 вращается вокруг осевой линии X против часовой стрелки на фиг. 2, в результате чего, сторона северного полюса постоянного магнита 41 притягивается к катушке 42, и сторона южного полюса оттягивается от катушки 42 (первое состояние). Напротив, во втором электрическом поле, подвижная пластина 21 вращается вокруг осевой линии X по часовой стрелке на фиг. 2, в результате чего, сторона южного полюса постоянного магнита 41 притягивается к катушке 42, и сторона северного полюса оттягивается от катушки 42 (второе состояние). Благодаря попеременному повторению первого состояния и второго состояния, подвижная пластина 21 вращается вокруг осевой линии X.
[0055] Способ изготовления исполнительного механизма
Вышеописанный оптический сканер 1 можно изготавливать, например, следующим образом. В дальнейшем, в качестве примера способа изготовления исполнительного механизма согласно изобретению, способ изготовления оптического сканера 1 будет описан со ссылкой на фиг. 6-10. Фиг. 6-8 демонстрируют виды в разрезе, соответствующие фиг. 2, и фиг. 9-10 демонстрируют виды в разрезе, соответствующие фиг. 5.
Способ изготовления оптического сканера 1 включает в себя процесс формирования тела 2 основы.
Процесс формирования тела 2 основы включает в себя: [А] процесс формирования вогнутой части 218; и [В] процесс формирования подвижной пластины 21, опорной части 22 и одной пары соединительных частей 23 и 24.
[0056] В дальнейшем, процессы будут последовательно подробно описаны.
[А] Процесс формирования вогнутой части 218
-А1-
Сначала, как показано на фиг. 6(а), приготавливается кремниевая подложка 102.
Эта кремниевая подложка 102 формируется в качестве тела 2 основы посредством травления, которое будет описано ниже.
В частности, главная поверхность кремниевой подложки 102 образована плоскостью (100) кремния.
[0057] -А2-
Затем, как показано на фиг. 6(b), на верхней поверхности кремниевой подложки 102 формируется нитридная пленка 51, и на нижней поверхности кремниевой подложки 102 формируется нитридная пленка 52.
Эти нитридные пленки 51 и 52 состоят, например, из SiN.
При этом способ формирования нитридных пленок 51 и 52 не имеет конкретных ограничений. Таким образом, в качестве вышеописанного способа можно использовать, например, метод осаждения из паровой фазы, например метод плазменного CVD.
Кроме того, толщина нитридных пленок 51 и 52 не имеет конкретных ограничений и находится на уровне, который больше или равен 0,01 мкм и меньше или равен 0,2 мкм.
Кроме того, вместо нитридных пленок 51 и 52, можно формировать оксидные пленки, состоящие из SiO, например, с использованием метода термического оксидирования.
[0058] -А3-
Затем, как показано на фиг. 6(с), на нитридной пленке 51 формируется пленка 61 резиста, и, как показано на фиг. 6(d), на нитридной пленке 52 формируется пленка 62 резиста.
Эти пленки 61 и 62 резиста образованы резистными материалами позитивного типа или негативного типа.
-А4-
Затем, посредством экспонирования и проявки пленки 62 резиста, часть пленки 62 резиста, которая соответствует области, в которой нужно сформировать вогнутую часть 218, удаляется. Соответственно, как показано на фиг. 6(e), получается пленка 62А резиста, которая имеет отверстие 621.
[0059] -А5-
Затем часть нитридной пленки 52 удаляется посредством травления с использованием пленки 62А резиста в качестве маски. Соответственно, как показано на фиг. 6(f), получается нитридная пленка 52А, которая имеет отверстие 521.
4
Вышеописанное травление (способ формирования отверстия 521) не имеет конкретных ограничений. Например, можно использовать реактивное ионное травление (RIE) или сухое травление с использованием CF.
[0060] -А6-
Затем пленки 61 и 62А резиста удаляются. Соответственно, как показано на фиг. 6(g), кремниевая подложка 102 находится в состоянии, в котором верхняя поверхность покрыта нитридной пленкой 51, и нижняя поверхность покрыта нитридной пленкой 52А.
2
Способ удаления пленок 61 и 62 резиста не имеет конкретных ограничений. Таким образом, например, можно использовать очистку с использованием серной кислоты, золоудаления О и т.п.
[0061] -А7-
Затем кремниевая подложка 102 подвергается травлению с использованием нитридной пленки 52А в качестве маски. Соответственно, как показано на фиг. 7(а), получается кремниевая подложка 102А, имеющая вогнутую часть 218.
Вышеописанное травление (способ формирования вогнутой части 218) не имеет конкретных ограничений. Аналогично травлению, которое осуществляется для формирования подвижной пластины 21, опорной части 22 и пр. надлежащим образом используется анизотропное травление, которое будет описано ниже.
Анизотропное травление не имеет конкретных ограничений. Таким образом, можно осуществлять, например, влажное травление с использованием водного раствора КОН и т.п.
[0062] -А8-
Затем, нитридные пленки 51 и 52А удаляются. Соответственно, как показано на фиг. 7(b), формируется состояние, в котором верхняя поверхность и нижняя поверхность кремниевой подложки 102А экспонируются.
4
Способ удаления нитридных пленок 51 и 52А не имеет конкретных ограничений. Таким образом, аналогично процессу А5, можно использовать, например, реактивное ионное травление (RIE), сухое травление с использованием CF и т.п.
[0063] [В] Процесс формирования подвижной пластины 21, опорной части 22 и пр.
-В1-
Затем, как показано на фиг. 7(c), на верхней поверхности кремниевой подложки 102А формируется нитридная пленка 71, и на нижней поверхности кремниевой подложки 102А формируется нитридная пленка 72.
Эти нитридные пленки 71 и 72, например, состоят из SiN.
[0064] При этом способ формирования нитридных пленок 71 и 72 не имеет конкретных ограничений. Таким образом, аналогично вышеописанному процессу А2, например, можно использовать метод осаждения из паровой фазы, например метод плазменного CVD.
Кроме того, толщина нитридных пленок 71 и 72 не имеет конкретных ограничений и находится на уровне, который больше или равен 0,01 мкм и меньше или равен 0,3 мкм.
Кроме того, вместо нитридных пленок 71 и 72, можно формировать оксидные пленки, состоящие из SiO, например, с использованием метода термического оксидирования.
[0065] -В2-
Затем, как показано на фиг. 7(d), на нитридной пленке 71 формируется пленка 81 резиста.
Эта пленка 81 резиста образована резистным материалом позитивного типа или негативного типа.
-В3-
Затем, посредством экспонирования и проявки пленки 81 резиста, часть пленки 81 резиста удаляется, в результате чего, остаются части пленки 81 резиста, которые соответствуют областям, в которых сформированы подвижная пластина 21, опорная часть 22 и одна пара соединительных частей 23 и 24. Соответственно, как показано на фиг. 7(е), получается пленка 81А резиста, которая имеет отверстие 811. Хотя это не показано на фиг. 7(e), в пленке 81А резиста, также формируется отверстие, сформированное в соответствии с зазором между верхними концами одной пары поперечин 231 и 232.
[0066] -В4-
Затем, часть нитридной пленки 71 удаляется посредством травления с использованием пленки 81А резиста в качестве маски. Соответственно, как показано на фиг. 7(f), получается нитридная пленка 71А, которая имеет отверстие 711. Хотя это не показано на фиг. 7(f), в нитридной пленке 71А также формируется отверстие, сформированное в соответствии с зазором между верхними концами одной пары поперечин 231 и 232.
4
Вышеописанное травление (способ формирования отверстия 711) не имеет конкретных ограничений. Аналогично вышеописанному процессу А5, например, можно использовать реактивное ионное травление (RIE) или сухое травление с использованием CF.
[0067] -В5-
Затем пленка 81А резиста удаляется. Соответственно, как показано на фиг. 7(g), кремниевая подложка 102А находится в состоянии, в котором верхняя поверхность покрыта нитридной пленкой 71А, и нижняя поверхность покрыта нитридной пленкой 72.
2
Способ удаления пленки 81А резиста не имеет конкретных ограничений. Таким образом, например, можно использовать очистку с использованием серной кислоты, золоудаления О и т.п.
-В6-
Затем, как показано на фиг. 8(а), на нитридной пленке 72 формируется пленка 82 резиста.
Эта пленка 82 резиста образована резистным материалом позитивного типа или негативного типа.
[0068] -В7-
Затем, посредством экспонирования и проявки пленки 82 резиста, часть пленки 82 резиста удаляется, в результате чего, остаются части пленки 82 резиста, которые соответствуют областям, в которых сформированы подвижная пластина 21, опорная часть 22 и одна пара соединительных частей 23 и 24. Соответственно, как показано на фиг. 8(b), получается пленка 82А резиста, которая имеет отверстие 821. Хотя это не показано на фиг. 8(b), в пленке 82А резиста также формируется отверстие, сформированное в соответствии с зазором между нижними концами одной пары поперечин 231 и 232.
[0069] -В8-
Затем часть нитридной пленки 72 удаляется посредством травления с использованием пленки 82А резиста в качестве маски. Соответственно, как показано на фиг. 8(с), получается нитридная пленка 72А, которая имеет отверстие 721. Хотя это не показано на фиг. 8(с), в нитридной пленке 72А также формируется отверстие, сформированное в соответствии с зазором между нижними концами одной пары поперечин 231 и 232.
4
Вышеописанное травление (способ формирования отверстия 721) не имеет конкретных ограничений. Аналогично вышеописанному процессу А5, например, можно использовать реактивное ионное травление (RIE) или сухое травление с использованием CF.
[0070] -В9-
Затем пленка 82А резиста удаляется. Соответственно, как показано на фиг. 8(d), кремниевая подложка 102А находится в состоянии, в котором верхняя поверхность покрыта нитридной пленкой 71А, и нижняя поверхность покрыта нитридной пленкой 72А.
2
Способ удаления пленки 82А резиста не имеет конкретных ограничений. Таким образом, например, можно использовать очистку с использованием серной кислоты, золоудаления О и т.п.
[0071] -В10-
Затем осуществляется анизотропное травление кремниевой подложки 102А с использованием нитридных пленок 71А и 72А в качестве масок. Соответственно, как показано на фиг. 8(е), получается тело 2 основы. Другими словами, при анизотропном травлении в этом процессе, путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки 102А через нитридную пленку 72А в качестве первой маски и нитридную пленку 71А в качестве второй маски с обеих сторон его поверхности, формируются подвижная пластина 21, опорная часть 22 и одна пара соединительных частей 23 и 24.
Анизотропное травление (способ формирования тела 2 основы) не имеет конкретных ограничений. Таким образом, можно осуществлять, например, влажное травление с использованием водного раствора КОН и т.п.
[0072] Далее будет подробно описано формирование соединительной части 23 посредством анизотропного травления. Поскольку формирование соединительной части 24 аналогично формированию соединительной части 23, его описание будет опущено.
Как показано на фиг. 9, нитридная пленка 71А, используемая в качестве маски (второй маски), включает в себя часть 712 соединительной части 23, которая сформирована в соответствии с областью, в которой сформирована верхняя поверхность поперечины 231, и часть 713 соединительной части 23, которая сформирована в соответствии с областью, в которой сформирована верхняя поверхность поперечины 232. Кроме того, между частью 712 и частью 713, сформировано отверстие 714 (второе отверстие). Это отверстие 714 сформировано в соответствии с зазором между верхними концами одной пары поперечин 231 и 232.
[0073] Кроме того, нитридная пленка 72А, используемая в качестве маски (первой маски), включает в себя часть 722 соединительной части 23, которая сформирована в соответствии с областью, в которой сформирована нижняя поверхность поперечины 231 и часть 723 соединительной части 23, которая сформирована в соответствии с областью, в которой сформирована нижняя поверхность поперечины 232. Кроме того, между частью 722 и частью 723, сформировано отверстие 724 (первое отверстие). Это отверстие 724 сформировано в соответствии с зазором между нижними концами одной пары поперечин 231 и 232.
m1
При этом, когда ширина отверстия 724 равна W, и толщина кремниевой подложки 102А равна Т, выполняется следующее выражение (3).
[0074]
[0075] В случае выполнения этого соотношения, даже в случае когда позиционное соотношение между нитридной пленкой 72А в качестве первой маски и нитридной пленкой 71А в качестве второй маски нарушается, в результате чего, возникает разность уровней в одной паре боковых поверхностей поперечин 231 и 232, которые должны быть образованы плоскостями (111) кремния, разность уровней, сформированная на одной боковой поверхности, и разность уровней, сформированная на другой боковой поверхности, может сдвигаться в направлении толщины кремниевой подложки. Соответственно в полученном исполнительном механизме, можно снижать концентрацию напряжения, которая возникает в поперечинах 231 и 232 во время вращения подвижной пластины 21.
m2
Когда ширина отверстия 714 равна W, выполняется следующее выражение (4).
[0076]
[0077] Соответственно путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки 102А, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния с обеих сторон его поверхности, соединительную часть 23, которая образована одной парой поперечин 231 и 232, можно надежно формировать простым образом.
[0078] В дальнейшем будет подробно описана генерация разности уровней при анизотропном травлении этого процесса.
Когда в этом процессе осуществляется анизотропное травление, в случае когда позиции формирования нитридных пленок 71А и 72А, используемых в качестве масок не рассогласованы, как показано на фиг. 9(а)-9(d), верхняя поверхность кремниевой подложки 102А подвергается травлению через отверстия 711 и 714, и нижняя поверхность кремниевой подложки 102А подвергается травлению через отверстия 721 и 724, благодаря чему, формируется одна пара поперечин 231 и 232.
В таком случае, центральные позиции отверстий 714 и 724 в направлении ширины совпадают друг с другом в направлении ширины. Соответственно, как показано на фиг. 9(d), боковые поверхности поперечин 231 и 232 являются неподвижными наклонными поверхностями, которые не имеют разности уровней и образованы плоскостями (111) кремния.
[0079] С другой стороны, когда в этом процессе осуществляется анизотропное травление, в случае когда позиции формирования нитридных пленок 71А и 72А, используемых в качестве масок рассогласованы, как показано на фиг. 10(а)-10(d), верхняя поверхность кремниевой подложки 102А подвергается травлению через отверстия 711 и 714, и нижняя поверхность кремниевой подложки 102А подвергается травлению через отверстия 721 и 724, благодаря чему, формируется одна пара поперечин 231 и 232.
[0080] В таком случае, центральные позиции отверстий 714 и 724 в направлении ширины отличаются друг от друга в направлении ширины. Соответственно, как показано на фиг. 10(d), разность 2315 уровней формируется на одной боковой поверхности поперечины 231, и разность 2316 уровней формируется на другой боковой поверхности поперечины 231. Кроме того, аналогично, разность 2325 уровней формируется на одной боковой поверхности поперечины 232, и разность 2326 уровней формируется на другой боковой поверхности поперечины 232.
[0081] Поскольку ширина отверстия 724 нитридной пленки 72А, используемой в качестве маски, установлена так, чтобы удовлетворить вышеприведенному выражению (3), разность 2316 уровней формируется на стороне нитридной пленки 72А (нижней стороне) от центра кремниевой подложки 102А в направлении толщины.
Напротив, поскольку значения ширины отверстия 711 нитридной пленки 71А и отверстия 721 нитридной пленки 72А значительно больше толщины кремниевой подложки 102А, разность 2315 уровней формируется в центре кремниевой подложки 102А в направлении толщины.
[0082] Соответственно позиции разности 2315 уровней и разности 2316 уровней в направлении толщины кремниевой подложки 102А отличаются друг от друга. Аналогично, позиции разности 2325 уровней и разности 2326 уровней в направлении толщины кремниевой подложки 102А отличаются друг от друга.
Как описано выше, поскольку позиции разностей 2315 и 2316 уровней в направлении толщины кремниевой подложки 102А отличаются друг от друга, можно предотвращать или подавлять концентрацию напряжения в центральной части поперечины 231 в направлении толщины во время вращения подвижной пластины 21. Аналогично, можно предотвращать или подавлять концентрацию напряжения в центральной части поперечины 232 в направлении толщины во время вращения подвижной пластины 21. В результате, можно предотвращать повреждение соединительной части 23 вследствие концентрации напряжения во время приведения в действие. Аналогично, можно предотвращать повреждение соединительной части 2 4 вследствие концентрации напряжения во время приведения в действие.
[0083] В случае когда ширина отверстия 724 не удовлетворяет вышеприведенному выражению (3), все разности 2315, 2316, 2325 и 2326 уровней формируются в центральных позициях кремниевой подложки 102А в направлении толщины. Другими словами, позиции разностей 2315, 2316, 2325 и 2326 уровней в направлении толщины кремниевой подложки 102А одинаковы. Соответственно существует опасность возникновения повреждения вследствие концентрации напряжения во время приведения в действие.
[0084] -В11-
Затем нитридные пленки 71А и 72А удаляются. Соответственно, как показано на фиг. 8(f), формируется состояние, в котором верхняя поверхность и нижняя поверхность тела 2 основы экспонируются.
4
Способ удаления нитридных пленок 71А и 72А не имеет конкретных ограничений. Таким образом, аналогично процессу А5, можно использовать, например, реактивное ионное травление (RIE), сухое травление с использованием CF, влажный процесс с использованием тепловой фосфорной кислоты и т.п.
[0085] Кроме того, при необходимости осуществляется процесс округления каждой угловой части тела 2 основы.
2
Такой процесс (процесс округления) не имеет конкретных ограничений. Таким образом, например, изотропное травление с использованием фтористоводородной кислоты, азотной кислоты и уксуса (или воды), тепловой процесс (при декомпрессии, от около 1000 до около 1200°C, и в атмосфере Ar, в которую вводится Н).
[0086] Затем, как показано на фиг. 8(g), постоянный магнит 41 прикрепляется к нижней поверхности подвижной пластины 21 посредством адгезива. Альтернативно, возможна конфигурация, в которой жесткий магнит прикрепляется к нижней поверхности подвижной пластины 21 посредством адгезива, после чего, постоянный магнит 41 формируется путем намагничивания жесткого магнетика.
Кроме того, на верхней поверхности подвижной пластины 21, формируется металлическая пленка, и формируется светоотражающая часть 211. Способ формирования металлической пленки не имеет конкретных ограничений. Таким образом, можно использовать способ сухого плакирования, например вакуумного осаждения, напыления (низкотемпературного напыления) или ионного плакирования, способ влажного плакирования, например электролитического плакирования, химического плакирования и т.п., способ распыления, связывания металлической фольги и т.п.
Кроме того, хотя это не показано на фигуре, катушка 42 располагается на опорном теле 3, и опорное тело 3 и тело 2 основы связаны друг с другом.
Оптический сканер 1 можно получить посредством вышеописанного процесса.
[0087] Согласно вышеописанному способу изготовления оптического сканера 1, выполняется вышеприведенное выражение (3). Таким образом, в полученном оптическом сканере 1 (исполнительном механизме), можно ослабить концентрацию напряжения, которая генерируется в каждой из поперечин 231, 232, 241 и 242 во время вращения подвижной пластины 21.
Согласно вышеописанному оптическому сканеру 1 (исполнительному механизму) первого варианта осуществления подвижная пластина 21 образует крестообразную форму в виде сверху. Соответственно благодаря обеспечению светоотражающей области подвижной пластины 21, можно снизить момент инерции во время вращения подвижной пластины 21.
Кроме того, подвижная пластина 21, имеющая такую форму в виде сверху, можно формировать с высокой точностью простым образом путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки.
[0088] Второй вариант осуществления
Далее будет описан второй вариант осуществления изобретения.
На фиг. 11 показан вид сверху, демонстрирующий оптический сканер согласно второму варианту осуществления изобретения, на фиг. 12 показан частично увеличенный вид в разрезе, взятый по линии В-В, показанной на фиг. 11.
В дальнейшем в оптическом сканере согласно второму варианту осуществления описание будет сосредоточено на отличии от оптического сканера согласно вышеописанному варианту осуществления, и описание аналогичных конфигураций будет опущено.
[0089] Оптический сканер согласно второму варианту осуществления почти такой же, как оптический сканер 1 согласно первому варианту осуществления за исключением формы горизонтального поперечного сечения соединительной части. Одна и та же ссылочная позиция назначается той же конфигурации, что и в вышеописанном варианте осуществления.
Оптический сканер 1А этого варианта осуществления, как показано на фиг. 11, включает в себя тело 2А основы, которое имеет вибрационную систему. Кроме того, тело 2А основы включает в себя подвижную пластину 21, опорную часть 22 и одну пару соединительных частей 23А и 24А, которые соединяют подвижную пластину 21 с опорной частью 22 для вращения.
[0090] В дальнейшем, соединительная часть 23 будет описана в порядке примера. Поскольку соединительная часть 24 аналогична соединительной части 23, ее описание будет опущено.
Соединительная часть 23А располагается вдоль осевой линии X. Кроме того, форма горизонтального поперечного сечения соединительной части 23А образует трапецию.
В частности, соединительная часть 23А, при наблюдении с направления, параллельного осевой линии X (другими словами, наблюдаемая в поперечном сечении, показанном на фиг. 12), имеет форму, симметричную (горизонтально симметричную на фиг. 12) отрезку, который проходит вертикально и проходит через осевую линию X.
[0091] Кроме того, в поперечном сечении, показанном на фиг. 12, полная ширина соединительной части 23А увеличивается от нижней стороны к верхней стороне.
Кроме того, внешняя форма горизонтального поперечного сечения соединительной части 23А образует трапецию, которая образована одной парой сторон, проходящих вдоль (100) кремния, и одной парой сторон, проходящих вдоль плоскости (111) кремния. Другими словами, в соединительной части 23А, верхняя поверхность 233 и нижняя поверхность 234 образованы плоскостями (100) кремния, и одна пара боковых поверхностей 235 и 236 образована плоскостями (111) кремния. При этом боковые поверхности 235 и 236 имеют угол наклона θ 54,73 градусов относительно верхней поверхности 233 или нижней поверхности 234. Соединительную часть 23А, которая образует такую форму горизонтального поперечного сечения, аналогично соединительной части 23 вышеописанного первого варианта осуществления, можно формировать с высокой точностью простым образом путем осуществления анизотропного травления кремниевой подложки, поверхность пластины которой образована плоскостью (100) кремния.
Кроме того, согласно вышеописанному оптическому сканеру 1А второго варианта осуществления, благодаря обеспечению светоотражающей области, момент инерции во время вращения подвижной пластины снижается, и повышенной точности размеров подвижной пластины можно добиться простым образом.
[0092] Третий вариант осуществления
Далее будет описан третий вариант осуществления изобретения.
На фиг. 13 показан вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая входит в состав сканера согласно третьему варианту осуществления изобретения.
В дальнейшем в оптическом сканере согласно третьему варианту осуществления описание будет сосредоточено на отличии от оптического сканера согласно вышеописанному варианту осуществления, и описание аналогичных конфигураций будет опущено.
[0093] Оптический сканер согласно третьему варианту осуществления почти такой же, как оптический сканер 1 согласно первому варианту осуществления за исключением формы подвижной пластины в виде сверху. Одна и та же ссылочная позиция назначается той же конфигурации, что и в вышеописанном варианте осуществления.
Подвижная пластина 21С, которая входит в состав оптического сканера этого варианта осуществления, показанного на фиг. 13, включает в себя: главную часть тела 212С; одну пару выступов 213С и 214С, которые выступают из главной части тела 212С в обе стороны в направлении осевой линии X; и одну пару выступов 215С и 216С, которые выступают из главной части 212 тела в обе стороны в направлении отрезка Y. Соответственно подвижная пластина 21С образует крестообразную форму в виде сверху.
[0094] Кроме того, между выступом 213С и выступом 215С в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21С, сформирована недостающая часть 251С. Недостающая часть 252С сформирована между выступом 213С и выступом 216С в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21С.Кроме того, недостающая часть 254С сформирована между выступом 214С и выступом 216С в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21С. Недостающая часть 253С сформирована между выступом 214С и выступом 215С в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21С.
[0095] В этом варианте осуществления подвижная пластина 21С сформирована симметричной относительно осевой линии X в виде сверху с направления толщины пластины и асимметричной относительно отрезка Y в виде сверху. В дальнейшем, недостающие части 251С и 253С будут описаны в порядке примера. Однако то же самое применимо к недостающим частям 252С и 254С.
В частности, когда длина недостающей части 251 в направлении отрезка Y равна a1, и длина недостающей части 251С в направлении осевой линии X равна b1, выполняется соотношение а1<b1. Другими словами, недостающая часть 251С образует прямоугольник, в котором длина в направлении осевой линии X больше длины в направлении отрезка Y. Соответственно можно эффективно снижать массу концевого участка подвижной пластины 21С, который располагается далеко от осевой линии X. Таким образом, можно эффективно подавлять момент инерции подвижной пластины 21С во время вращения.
[0096] Аналогично, когда длина недостающей части 253С в направлении отрезка Y равна а3, и длина недостающей части 253С в направлении осевой линии X равна b3, выполняется соотношение а3<b3. Другими словами, недостающая часть 253С образует прямоугольник, в котором длина в направлении осевой линии X больше длины в направлении отрезка Y. Соответственно можно эффективно снижать массу концевого участка подвижной пластины 21С, который располагается далеко от осевой линии X. Таким образом, можно эффективно подавлять момент инерции подвижной пластины 21С во время вращения.
[0097] Кроме того, выполняются соотношения a1>a3 и b1>b3. Соответственно, в случае когда свет падает на светоотражающую часть 211, которая наклонена относительно осевой линии X, можно эффективно обеспечивать светоотражающую область.
Кроме того, в этой подвижной пластине 21С, когда длина подвижной пластины 21С в направлении отрезка Y в виде сверху равна А, длина подвижной пластины 21С в направлении осевой линии X равна В, длина каждой из недостающих частей 251С-254С в направлении отрезка Y равна а, и длина каждой из недостающих частей 251С-254С в направлении осевой линии X равна b, выполняются вышеописанные выражения (А) и (В).
Также согласно вышеописанному оптическому сканеру третьего варианта осуществления, благодаря обеспечению светоотражающей области, момент инерции во время вращения подвижной пластины снижается, и повышенной точности размеров подвижной пластины можно добиться простым образом.
[0098] Четвертый вариант осуществления
Далее будет описан четвертый вариант осуществления изобретения.
На фиг. 14 показан вид сверху, демонстрирующий подвижную пластину, которая входит в состав сканера согласно четвертому варианту осуществления изобретения.
В дальнейшем в оптическом сканере согласно четвертому варианту осуществления описание будет сосредоточено на отличии от оптического сканера согласно вышеописанному варианту осуществления, и описание аналогичных конфигураций будет опущено.
[0099] Оптический сканер согласно четвертому варианту осуществления почти такой же, как оптический сканер 1 согласно первому варианту осуществления за исключением формы подвижной пластины в виде сверху. Одна и та же ссылочная позиция назначается той же конфигурации, что и в вышеописанном варианте осуществления.
Подвижная пластина 21D, которая входит в состав оптического сканера этого варианта осуществления, показанного на фиг. 14, включает в себя: главную часть тела 212D; одну пару выступов 213D и 214D, которые выступают из главной части тела 212D в обе стороны в направлении осевой линии X; и одну пару выступов 215D и 216D, которые выступают из главной части 212 тела в обе стороны в направлении отрезка Y. Соответственно подвижная пластина 21D образует крестообразную форму в виде сверху.
[0100] Кроме того, недостающая часть 251D сформирована между выступом 213D и выступом 215D в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21D. Недостающая часть 252D сформирована между выступом 213D и выступом 216D в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21D. Кроме того, недостающая часть 254D сформирована между выступом 214D и выступом 216D в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21D. Недостающая часть 253D сформирована между выступом 214D и выступом 215D в направлении, проходящем вдоль внешней периферии подвижной пластины 21D.
[0101] В этом варианте осуществления подвижная пластина 21D сформирована асимметричной относительно осевой линии X в виде сверху и симметричной относительно отрезка Y в виде сверху. В дальнейшем, недостающие части 251D и 252D будут описаны в порядке примера. Однако то же самое применимо к недостающим частям 253D и 254D.
В частности, когда длина недостающей части 251D в направлении отрезка Y равна a1, и длина недостающей части 251D в направлении осевой линии X равна b1, выполняется соотношение а1<b1. Другими словами, недостающая часть 251D образует прямоугольник, в котором длина в направлении осевой линии X больше длины в направлении отрезка Y. Соответственно можно эффективно снижать массу концевого участка подвижной пластины 21D, который располагается далеко от осевой линии X. Таким образом, можно эффективно подавлять момент инерции подвижной пластины 21D во время вращения.
[0102] С другой стороны, когда длина недостающей части 252D в направлении отрезка Y равна а2, и длина недостающей части 252D в направлении осевой линии X равна b2, выполняется соотношение а2>b2. Соответственно даже в случае когда площадь недостающей части 252D в виде сверху больше площади недостающей части 251D в виде сверху, можно предотвращать или подавлять отклонение центра тяжести подвижной пластины 21D от осевой линии X. Таким образом, вращение подвижной пластины 21D может осуществляться плавно. Кроме того, в этом варианте осуществления выполняется соотношение a1×bl<a2×b2.
Кроме того, в этой подвижной пластине 21D, когда длина подвижной пластины 21D в направлении отрезка Y в виде сверху равна А, длина подвижной пластины 21D в направлении осевой линии X равна В, длина каждой из недостающих частей 251D-254D в направлении отрезка Y равна а, и длина каждой из недостающих частей 251D-254D в направлении осевой линии X равна b, выполняются вышеописанные выражения (А) и (В).
[0103] Также согласно вышеописанному оптическому сканеру четвертого варианта осуществления, благодаря обеспечению светоотражающей области, момент инерции во время вращения подвижной пластины снижается, и повышенной точности размеров подвижной пластины можно добиться простым образом.
Вышеописанный оптический сканер предпочтительно применять к устройству формирования изображения, например проектору, лазерному принтеру, дисплею для формирования изображения, считывателю штрихкодов или конфокальному микроскопу растрового типа. В результате, можно обеспечить устройство формирования изображения, имеющее повышенные характеристики визуализации.
[0104] Устройство формирования изображения
Здесь, со ссылкой на фиг. 15, будет описан пример устройства формирования изображения согласно изобретению.
На фиг. 15 показана схема, демонстрирующая пример конфигурации устройства формирования изображения согласно изобретению. В дальнейшем, для удобства описания, продольное направление экрана SC именуется "горизонтальным направлением", и направление, перпендикулярное продольному направлению, именуется "вертикальным направлением".
[0105] Проектор 9 включает в себя: устройство 91 источника света, которое излучает свет, например лазерный пучок; кросс-дихроичную призму 92; одну пару оптических сканеров 93 и 94 (например, оптических сканеров имеющих такую же конфигурацию, как у оптического сканера 1) согласно изобретению; и неподвижное зеркало 95.
Устройство 91 источника света включает в себя устройство 911 источника красного света, которое излучает красный свет, устройство 912 источника синего света, которое излучает синий свет, и устройство 913 источника зеленого света, которое излучает зеленый свет.
[0106] Кросс-дихроичная призма 92 образована связыванием четырех прямоугольных призм и является оптическим устройством, которое объединяет свет, излучаемый из устройства 911 источника красного света, устройства 912 источника синего света и устройства 913 источника зеленого света.
Проектор 9 сконфигурирован таким образом, что свет, излучаемый из устройства 911 источника красного света, свет, излучаемый из устройства 912 источника синего света, и свет, излучаемый из устройства 913 источника зеленого света на основании информации изображения, передаваемой с хост-компьютера, не показанного на фигуре, объединяется кросс-дихроичной призмой 92, и объединенный свет совершает сканирующее движение под действием оптических сканеров 93 и 94 и отражается неподвижным зеркалом 95, благодаря чему, на экране SC формируется цветное изображение.
[0107] Здесь, в частности, будет описано оптическое сканирование оптических сканеров 93 и 94.
Прежде всего, свет, объединенный кросс-дихроичной призмой 92, совершает сканирующее движение в горизонтальном направлении под действием оптического сканера 93 (главное сканирование). Затем, свет, сканирующий в горизонтальном направлении совершает дополнительное сканирующее движение в вертикальном направлении под действием оптического сканера 94 (вспомогательное сканирование). Соответственно на экране SC может формироваться двухмерное цветное изображение. Используя оптические сканеры согласно изобретению в качестве оптических сканеров 93 и 94, можно получить чрезвычайно высокие характеристики визуализации.
[0108] Однако проектор 9 не ограничивается этим, при условии, что он сконфигурирован для формирования изображения на целевом объекте путем сканирования света с использованием оптического сканера. Таким образом, например, неподвижное зеркало 95 можно упразднить.
Согласно проектору 9, сконфигурированному как описано выше, оптические сканеры 93 и 94, имеющие такую же конфигурацию, как у вышеописанного оптического сканера 1, включены, и, таким образом, высококачественное изображение можно получить с низкими затратами.
[0109] Как описано выше, исполнительный механизм, оптический сканер и устройство формирования изображения согласно изобретению были описаны со ссылкой на прилагаемые чертежи. Однако изобретение не ограничивается этим. Например, в исполнительном механизме, оптическом сканере и устройстве формирования изображения согласно изобретению, конфигурацию каждой части можно заменять частью, имеющей произвольную конфигурацию, которая реализует ту же функцию, и произвольную конфигурацию можно добавить к ней.
[0110] Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления описан случай, когда подвижная пластина образует симметричную форму относительно, по меньшей мере, одного из центральной оси вращения в виде сверху и отрезка, вертикального к ней. Однако изобретение не ограничивается этим, и подвижная пластина может образовывать форму, которая асимметрична относительно центральной оси вращения в виде сверху или отрезка, вертикального к ней.
Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления описан пример, в котором исполнительный механизм согласно изобретению применяется к оптическому сканеру. Однако исполнительный механизм согласно изобретению не ограничивается этим, и его можно применять к другим оптическим устройствам, например световому переключателю или оптическому аттенюатору.
Кроме того, в вышеописанных вариантах осуществления описан пример, в котором блок привода, вращающий подвижную пластину, имеет конфигурацию, где применяется система электромагнитного привода на основе движущегося магнита. Однако такой блок привода может представлять собой систему электромагнитного привода на основе движущейся катушки или может использовать систему привода, отличную от системы электромагнитного привода, например систему электростатического привода или систему пьезоэлектрического привода.
Перечень ссылочных позиций
[0111] 1, 1А: оптический сканер, 2, 2А: тело основы, 3: опорное тело, 4: блок привода, 9: проектор, 21, 21А, 21В, 21С, 21D: подвижная пластина, 22: опорная часть, 23, 23А: соединительная часть, 24, 24А соединительная часть, 31: вогнутая часть, 32: часть формы пластины, 33: часть формы рамы, 41: постоянный магнит, 42: катушка, 51: нитридная пленка, 52: нитридная пленка, 52А: нитридная пленка, 61: пленка резиста, 62: пленка резиста, 62А: пленка резиста, 71: нитридная пленка, 71А: нитридная пленка, 72: нитридная пленка, 72А: нитридная пленка, 81: пленка резиста, 81А: пленка резиста, 82: пленка резиста, 82А: пленка резиста, 91: устройство источника света, 92: кросс-дихроичная призма, 93: оптический сканер, 94: оптический сканер, 95: неподвижное зеркало, 102: кремниевая подложка, 102А: кремниевая подложка, 211: светоотражающая часть, 212, 212С, 212D: часть тела, 213-216, 213С-216С, 213D-216D: выступ, 217: канавка, 218: вогнутая часть, 231: поперечина, 232: поперечина, 233: верхняя поверхность, 234: нижняя поверхность, 235, 236: боковая поверхность, 241: поперечина, 242: поперечина, 251-254, 251С-254С, 251D-254D: недостающая часть, 311: нижняя поверхность, 521: отверстие, 621: отверстие, 711: отверстие, 712: часть, 713: часть, 714: отверстие, 721: отверстие, 722 часть, 723: часть, 724: отверстие, 811: отверстие, 821 отверстие, 911: устройство источника красного света: 912 устройство источника синего света, 913: устройство источника зеленого света, 2311: верхняя поверхность, 2312: нижняя поверхность, 2313, 2314: боковая поверхность, 2315: разность уровней, 2316: разность уровней, 2321: верхняя поверхность, 2322: нижняя поверхность, 2323, 2324: боковая поверхность, 2325: разность уровней, 2326: разность уровней