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走査ミラーおよび走査ミラーの製造方法 新技術説明会 外国出願あり

国内特許コード P210017778
整理番号 P20180365-01
掲載日 2021年6月10日
出願番号 特願2020-545752
登録番号 特許第6795165号
出願日 令和2年4月27日(2020.4.27)
登録日 令和2年11月16日(2020.11.16)
国際出願番号 JP2020018008
国際出願日 令和2年4月27日(2020.4.27)
優先権データ
  • 特願2019-098158 (2019.5.25) JP
発明者
  • 羽根 一博
  • 佐々木 敬
  • 藤田 裕樹
出願人
  • 国立大学法人東北大学
発明の名称 走査ミラーおよび走査ミラーの製造方法 新技術説明会 外国出願あり
発明の概要 【課題】トーションバーの酸化や水酸化を防ぐことができ、それによるトーションバーの劣化を抑えることができる走査ミラーおよび走査ミラーの製造方法を提供する。
【解決手段】走査ミラーは、トーションバー25が、ミラー部24を支持するよう設けられ、表面がALD層27で覆われている。走査ミラーは、トーションバー25に捩れ力を与えることにより、トーションバー25に沿った軸を中心としてミラー部24を回動可能に構成されている。走査ミラーは、ミラー部24とトーションバー25とを形成した後、少なくともトーションバー25の表面に、原子層堆積法によりALD層27を形成することにより製造される。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

従来、レーザプロジェクタやレーザディスプレイ、光コヒーレンストモグラフィ(OCT;Optical Coherence Tomography)の機能を備えたOCTプローブなどのデバイスでは、小型化や携帯の容易化等を図るため、微細加工技術により製造されたMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)のマイクロスキャナを用いたものが開発されている(例えば、特許文献1乃至4参照)。このマイクロスキャナは、レーザ光を反射するミラー部と、そのミラー部を支持するトーションバーとを有し、トーションバーに捩れ力を与えてミラー部を回動させることにより、レーザ光を2次元走査するよう構成された走査ミラーを有している。

このようなMEMSマイクロスキャナを高性能化するためには、走査ミラーをより高速、高スキャン角、低消費電力で駆動する必要がある。そこで、トーションバーとカンチレバーとを組み合わせた機械てこ増幅機能により、ミラー部の回転角を大きくしたPZT(lead-zirconate-titanate)駆動マイクロスキャナが開発されている(例えば、非特許文献1または2参照)。

また、トーションバーのねじり強度を高めて耐久性を向上させるために、ミラー部やトーションバーの表面を、プラズマCVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)を用いて、ダイヤモンドライクカーボン(DLC;diamond-like carbon)膜で覆った構造が提案されている(非特許文献3参照)。この構造によれば、ねじり強度を11.1~30.0%向上させることができる。

なお、多結晶シリコン膜の表面やポリマー層の表面に、原子層堆積(ALD;Atomic layer deposition)法により酸化アルミニウム(Al)層を形成し、その酸化アルミニウム層による効果や影響を調べる研究が行われている(例えば、非特許文献4または5参照)。しかし、これらは、走査ミラーのトーションバーの表面に酸化アルミニウム層を形成したものではない。

産業上の利用分野

本発明は、走査ミラーおよび走査ミラーの製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ミラー部と、
前記ミラー部を支持するよう設けられ、表面がALD層で覆われたトーションバーとを有し、
前記トーションバーに捩れ力を与えることにより、前記トーションバーに沿った軸を中心として前記ミラー部を回動可能に構成されていることを
特徴とする走査ミラー。

【請求項2】
表面が前記ALD層で覆われた1対の電極を有し、各電極の間に電圧を印加することにより、前記トーションバーに捩れ力を与えるよう変形可能に設けられた静電アクチュエータを有することを特徴とする請求項1記載の走査ミラー。

【請求項3】
前記ALD層は、絶縁体から成ることを特徴とする請求項1または2記載の走査ミラー。

【請求項4】
前記ALD層は、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ケイ素(Si)、炭化ケイ素(SiC)および窒化ガリウム(GaN)のうちのいずれか1種類、または複数種類から成ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の走査ミラー。

【請求項5】
前記ミラー部と前記トーションバーとは、シリコン(Si)製であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の走査ミラー。

【請求項6】
前記ALD層は、0.5nm乃至200nmの厚みを有していることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の走査ミラー。

【請求項7】
ミラー部を支持するよう設けられたトーションバーに捩れ力を与えることにより、前記トーションバーに沿った軸を中心として前記ミラー部を回動可能に構成された走査ミラーの製造方法であって、
前記ミラー部と前記トーションバーとを形成した後、少なくとも前記トーションバーの表面に、原子層堆積法により前記ALD層を形成することを
特徴とする走査ミラーの製造方法。

【請求項8】
前記走査ミラーは、1対の電極の間に電圧を印加することにより、前記トーションバーに捩れ力を与えるよう変形可能に設けられた静電アクチュエータを有し、
前記ミラー部と前記トーションバーと前記静電アクチュエータとを形成した後、少なくとも前記トーションバーの表面と前記静電アクチュエータの各電極の表面とに、原子層堆積法により前記ALD層を形成することを
特徴とする請求項7記載の走査ミラーの製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) 東北大学工学部
機会知能・航空工学科
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