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Technisches Gebiet
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Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Lichtmodul.
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Technischer Hintergrund
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Lichtmodule, in denen ein optisches Interferenzsystem auf einem Silizium-auf-Isolator (SOI)-Substrat durch eine mikroelektromechanische Systemtechnologie (MEMS, micro electromechanical systems) gebildet ist, sind bekannt (siehe hierzu beispielsweise Patentschrift 1). Solche Lichtmodule erweckten Aufmerksamkeit, da sie ein Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer (FTIR) versorgen können, bei dem eine hochgenaue optische Anordnung erzielt wird.
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Patentliteratur 2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems. Bei diesem Verfahren werden zunächst ein Template-Substrat und eine optischer Bank hergestellt. In dem Template-Substrat wird mittels Ätzen ein Ausrichtungsschlitz in dem Template-Substrat gebildet. An einer Hauptfläche der optischen Bank wird ein Bondpad angeordnet. Im Anschluss wird ein Template-Substrat an der Hauptfläche der optischen Bank angebracht, so dass der Ausrichtungsschlitz an dem Bondpad angeordnet ist. Im Anschluss wird ein optisches Element in den Ausrichtungsschlitz eingeführt und hierbei entlang einer Seitenwand des Ausrichtungsschlitzes positionsausgerichtet und auf dem Bondpad positioniert. Dann wird das optische Element aufgrund eines Wiederaufschmelzens des Bondpads an die optische Bank gebondet.
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Liste der Bezugnahmen
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr.: 2012-524295
- Patentliteratur 2: Druckschrift der US-Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr.: . 2002/0186477 .
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Darstellung der Erfindung
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Technisches Problem
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Die vorstehenden Lichtmodule haben beispielsweise ein Problem dahingehend, dass die Größe eines bewegbaren Spiegels von einem Tiefschneide-Fertigstellungsgrad bezüglich eines SOI-Substrats abhängig ist. Das bedeutet, da der Tiefschneide-Fertigstellungsgrad bezüglich eines SOI-Substrats maximal etwa 500 µ beträgt, es eine Beschränkung hinsichtlich der Verbesserung der Empfindlichkeit eines FTIR durch Vergrößern der Größe eines bewegbaren Spiegels gibt. Dabei kann beispielsweise eine Technologie des Montierens eines gesondert gebildeten, bewegbaren Spiegels in einer Vorrichtungsschicht (beispielsweise einer Schicht eines SOI-Substrats, in dem ein Ansteuerungsbereich gebildet ist) berücksichtigt werden.
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Im Gegensatz hierzu wird in einem Fall, bei dem das in Patentschrift 2 offenbarte Verfahren zum Einsatz kommt, wenn die in Patentschrift 1 offenbarte optische Vorrichtung hergestellt wird, ein optisches Element wie etwa ein bewegbarer Spiegel durch Aufschmelzen eines Bondpads gebondet und in einem bewegbaren Montagebereich montiert, der mit einem Aktuator verbunden ist. In diesem Fall bestehen Bedenken dahingehend, dass ein Bonden eines Bondpads das Ansteuern des Montagebereichs nachteilig beeinflussen könnte. Daher gibt es Fälle, bei denen das in Patentschrift 1 offenbarte Verfahren abhängig von den Eigenschaften eines Montagebereichs eines optischen Elements nicht zur Anwendung kommen kann.
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Eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lichtmodul anzugeben, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann.
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Lösung der Aufgabe
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Lichtmodul bereitgestellt, das ein optisches Element und eine Basis aufweist, auf der das optische Element montiert ist. Das optische Element weist einen optischen Abschnitt, der eine optische Fläche aufweist, einen elastischen Abschnitt, der derart um den optischen Abschnitt herum vorgesehen ist, dass ein ringförmiger Bereich gebildet wird, und ein Paar von Trägerabschnitten auf, die derart vorgesehen sind, dass der optische Abschnitt sandwichartig in einer ersten Richtung entlang der optischen Fläche aufgenommen ist und auf die eine elastische Kraft aufgebracht wird und ein Abstand zwischen diesen gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts verändert werden kann. Die Basis weist eine Hauptfläche und einen Montagebereich auf, in dem eine Öffnung bereitgestellt ist, die mit der Hauptfläche kommuniziert. Die Trägerabschnitte werden in einem Zustand in die Öffnung eingeführt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts aufgebracht wird. Das optische Element wird in einem Zustand, bei dem die optische Fläche die Hauptfläche schneidet, in dem Montagebereich durch eine Reaktionskraft der elastischen Kraft gelagert, die von einer Innenfläche der Öffnung auf die Trägerabschnitte aufgebracht wird.
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Bei diesem Lichtmodul weist das optische Element den elastischen Abschnitt und das Paar von Trägerabschnitten auf, bei denen der zwischenliegende Abstand gemäß der elastischen Verformung des elastischen Abschnitts verändert werden kann. Indessen ist die Öffnung, die mit der Hauptfläche kommuniziert, in dem Montagebereich der Basis gebildet, auf dem das optische Element montiert ist. Daher vergrößert sich beispielsweise dann, wenn die Trägerabschnitte in einem Zustand in die Öffnung eingesetzt werden, in dem der elastische Abschnitt derart verformt wird, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten verringert wird, und wenn die elastische Verformung des elastischen Abschnitts teilweise freigegeben wird, der Abstand zwischen den Trägerabschnitten im Inneren der Öffnung, und dann können die Trägerabschnitte in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung gebracht werden. Dementsprechend wird das optische Element von einer Reaktionskraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung kommend auf die Trägerabschnitte aufgebracht wird. Auf diese Weise wird bei diesem Lichtmodul das optische Element mithilfe der elastischen Kraft an der Basis montiert. Es ist daher möglich, das optische Element zuverlässig zu montieren, ohne Berücksichtigung eines nachteiligen Einflusses eines Bondmittels oder dergleichen, das bedeutet, unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs.
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Bei diesem optischen Element ist der elastische Abschnitt derart vorgesehen, dass der ringförmige Bereich ausgebildet wird. Daher wird die Festigkeit des elastischen Abschnitts verbessert, beispielsweise verglichen mit einem Zustand, bei dem sich der elastische Abschnitt in einem freitragenden Zustand befindet (in diesem Fall wird ein geschlossener Bereich, wie etwa eine Ringform, nicht von dem elastischen Element gebildet). Daher kann beispielsweise eine Beschädigung bei Handhabung und Herstellung des optischen Elements an dem elastischen Abschnitt begrenzt werden. Das bedeutet, dass im Hinblick auf ein optisches Element eine weitere Aufgabe des Aspekts der vorliegenden Offenbarung darin besteht, ein optisches Element anzugeben, bei dem eine Beschädigung an dem elastischen Abschnitt begrenzt werden kann.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Basis eine Tragschicht und eine Vorrichtungsschicht aufweisen, die auf der Tragschicht vorgesehen ist und die Hauptfläche und den Montagebereich aufweist. Die Öffnung kann die Vorrichtungsschicht in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung durchdringen. Der Trägerabschnitt kann einen Sicherungsabschnitt aufweisen, der gebogen wird, um in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten der Öffnung in einer Richtung zu kommen, die die Hauptfläche schneidet. In diesem Fall wird der Sicherungsabschnitt mit dem Montagebereich an einer Position gesichert, in der der Sicherungsabschnitt in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung kommt. Es ist daher möglich, das optische Element zuverlässig an der Basis zu montieren und das optische Element in seiner Position in einer Richtung auszurichten, die die Hauptfläche der Basis schneidet.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Innenfläche der Öffnung ein Paar geneigter Flächen aufweisen, die derart geneigt sind, dass ein Abstand zwischen diesen, in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung betrachtet, sich von einem Ende hin zum anderen Ende vergrößert, und eine Bezugsfläche, die sich entlang einer das andere Ende einer geneigten Fläche und das andere Ende der anderen geneigten Fläche miteinander verbindenden Bezugslinie erstreckt. In diesem Fall kann dann, wenn die Trägerabschnitte in die Öffnung eingesetzt werden und eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts teilweise freigegeben wird, die Trägerabschnitte an den geneigten Flächen entlangleiten und aufgrund einer elastischen Kraft an der Bezugsfläche anliegen. Es ist daher möglich, das optische Element in einer Richtung entlang der Hauptfläche auszurichten.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das optische Element einen ersten Verbindungsabschnitt aufweisen, der den optischen Abschnitt und den elastischen Abschnitt miteinander verbindet. Auf diese Weise kann der optische Abschnitt mit dem elastischen Abschnitt verbunden werden.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der elastische Abschnitt den ringförmigen Bereich bilden, der in einer Ringform derart gebildet ist, dass der optische Abschnitt, in einer zweiten Richtung betrachtet, die die optische Fläche schneidet, umgeben wird. In diesem Fall ist es möglich die Festigkeit des elastischen Abschnitts zuverlässig zu verbessern, da der elastische Abschnitt keinen Endabschnitt aufweist.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Trägerabschnitt einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweisen, der mit dem elastischen Abschnitt verbunden ist, und einen Schenkelabschnitt, der sich von dem zweiten Verbindungsabschnitt über die optische Fläche und entlang der optischen Fläche erstreckt, und in einer dritten Richtung, die die erste Richtung schneidet, und in die Öffnung eingesetzt wird. In diesem Fall ist es möglich, das optische Element in einem Zustand an der Basis zu montieren, bei dem die optische Fläche in ihrer Gesamtheit an der Hauptfläche vorsteht.
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Das Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner einen festen Spiegel, der in der Tragschicht, der Vorrichtungsschicht oder einer Zwischenschicht montiert ist, und einen Strahlteiler aufweisen, der in der Tragschicht, der Vorrichtungsschicht oder der Zwischenschicht montiert ist. Bei dem optischen Element kann es sich um einen bewegbaren Spiegel handeln, der die optische Fläche beinhaltet, die als Spiegelfläche dient. Die Vorrichtungsschicht kann einen Ansteuerbereich aufweisen, der mit dem Montagebereich verbunden ist. Der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler können derart angeordnet sein, dass ein optisches Interferenzsystems gebildet wird. In diesem Fall ist es möglich, ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erhalten. Zusätzlich ist dabei der Montagebereich, in dem der bewegbare Spiegel montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem Ansteuerbereich verbunden ist und angesteuert wird. Daher wird die vorgenannte Ausgestaltung wirksamer, da es wahrscheinlich ist, dass der Montagebereich durch ein Bondmittel oder dergleichen nachteilig beeinflusst wird.
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Bei dem Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Basis die Zwischenschicht aufweisen, die zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht vorgesehen ist. Bei der Tragschicht kann es sich um eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats handeln. Bei der Vorrichtungsschicht kann es sich um eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats handeln. Bei der Zwischenschicht kann es sich um eine Isolierschicht des SOI-Substrats handeln. In diesem Fall ist es möglich, vermittels des SOI-Substrats auf günstige Weise eine Konfiguration zum zuverlässigen Montieren des bewegbaren Spiegels bezüglich des SOI-Substrats zu erzielen.
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Das Lichtmodul gemäß dem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine Lichteinfallseinheit, die derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen in das optische Interferenzsystem einfällt, und eine Lichtemissionseinheit aufweisen, die derart angeordnet ist, dass Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außerhalb emittiert wird. In diesem Fall ist es möglich, ein FTIR mit einer Lichteinfallseinheit und einer Lichtemissionseinheit zu erhalten.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Lichtmodul bereitzustellen, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht eines Lichtmoduls gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIA-IIA, die in 1 dargestellt ist.
- 3 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIIA-IIIA, die in 1 dargestellt ist.
- 4(a) ist eine perspektivische Ansicht einer Umgebungsstruktur eines in 1 dargestellten, bewegbaren Spiegels, und 4(b) ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IVbA-IVbA, die in 4(a) dargestellt ist.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VA-VA, die in 1 dargestellt ist.
- 6 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VIA-VIA, die in 1 dargestellt ist.
- 7 ist eine Querschnittsansicht eines Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 8 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 9 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 10 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 11 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 12 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 13 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der Umgebungsstruktur des bewegbaren Spiegels.
- 14 ist eine teilschematische Draufsicht eines Lichtmoduls gemäß einem Modifizierungsbeispiel.
- 15 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie XVA-XVA, die in 14 dargestellt ist.
- 16 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie XVIA-XVIA, die in 14 dargestellt ist.
- 17 ist eine Vorderansicht, die ein Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 18 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 19 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 20 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 21 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 22 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 23 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 24 ist eine Draufsicht, die ein Modifizierungsbeispiel einer Öffnung veranschaulicht.
- 25 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel der Öffnung veranschaulicht.
- 26 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel der Öffnung veranschaulicht.
- 27 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels veranschaulicht.
- 28 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel der Öffnung veranschaulicht.
- 29 ist eine Draufsicht eines Lichtmoduls gemäß einer weiteren Ausführungsform.
- 30 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIB-IIB, die in 29 gezeigt ist.
- 31 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIIB-IIIB, die in 29 gezeigt ist.
- 32 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IVB-IVB, die in 30 gezeigt ist.
- 33 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VB-VB, die in 29 gezeigt ist.
- 34 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VIB-VIB, die in 29 gezeigt ist.
- 35 ist eine Draufsicht, die einen Schritt zur Herstellung bewegbarer Spiegel zeigt.
- 36 ist eine Draufsicht, die den Schritt zur Herstellung bewegbarer Spiegel zeigt.
- 37 ist eine Draufsicht, die einen Schritt zur Montage eines bewegbaren Spiegels zeigt.
- 38 ist eine Seitenansicht, gesehen von einer Seite eines Pfeils VAB, der in 37 gezeigt ist.
- 39(a) bis 39(c) sind Draufsichten, die den Schritt zur Montage eines bewegbaren Spiegels veranschaulichen.
- 40(a) und 40(b) sind Draufsichten, die den Schritt zur Montage eines bewegbaren Spiegels veranschaulichen.
- 41(a) und 41(b) sind Vorderansichten, die ein Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels darstellen.
- 42 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels darstellt.
- 43(a) und 43(b) sind Vorderansichten, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels darstellen.
- 44 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels darstellt.
- 45 ist eine Vorderansicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel des bewegbaren Spiegels darstellt.
- 46 ist eine Draufsicht eines Lichtmoduls von noch einer weiteren Ausführungsform.
- 47 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIC-IIC, die in 46 dargestellt ist.
- 48 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie IIIC-IIIC, die in 46 dargestellt ist.
- 49 ist eine teilweise Draufsicht, die einen in 46 dargestellten Montagebereich beinhaltet.
- 50 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VC-VC, die in 46 gezeigt ist.
- 51 ist eine Querschnittsansicht, aufgenommen entlang der Linie VIC-VIC, die in 46 gezeigt ist.
- 52 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 53 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 54 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 55 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 56 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 57 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 58 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Modifizierungsbeispiels der umgebenden Struktur des bewegbaren Spiegels.
- 59 ist eine Draufsicht, die ein Modifizierungsbeispiel der Öffnung zeigt.
- 60 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel der Öffnung zeigt.
- 61 ist eine Draufsicht, die ein weiteres Modifizierungsbeispiel der Öffnung zeigt.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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[Erste Ausführungsform]
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines Aspekts der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Teile, die gleich oder gleichwertig sind, werden in jeder der Zeichnungen mit den gleichen Bezugseichen bezeichnet, und doppelte Teile werden weggelassen.
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[Ausgestaltung des Lichtmoduls]
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Wie in 1 gezeigt, weist ein Lichtmodul 1A eine Basis BA auf. Die Basis BA weist eine Hauptfläche BsA auf. Die Basis BA weist eine Tragschicht 2A, eine Vorrichtungsschicht 3A auf, die auf der Tragschicht 2A bereitgestellt ist, und eine Zwischenschicht 4A, die zwischen der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A vorgesehen ist. Dabei ist die Hauptfläche BsA eine Fläche der Vorrichtungsschicht 3A an einer Seite gegenüberliegend der Tragschicht 2A. Die Tragschicht 2A, die Vorrichtungsschicht 3A und die Zwischenschicht 4A sind aus einem SOI-Substrat gebildet. Konkret handelt es sich bei der Tragschicht 2A um eine erste Siliziumschicht des SOI-Substrats. Bei der Vorrichtungsschicht 3A handelt es sich um eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats. Bei der Zwischenschicht 4A handelt es sich um eine Isolierschicht des SOI-Substrats. Die Tragschicht 2A, die Vorrichtungsschicht 3A und die Zwischenschicht 4A haben eine rechteckige Form, bei der eine Seite beispielsweise ungefähr 10mm lang ist, beispielsweise in einer ZA-Achsenrichtung (Richtung parallel zu einer ZA-Achse) betrachtet, welche eine Laminierrichtung derselben ist. Die Dicke der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A beträgt jeweils beispielsweise mehrere hundert µm. Die Dicke der Zwischenschicht 4 beträgt beispielsweise ungefähr mehrere hundert µm. 1 veranschaulicht die Vorrichtungsschicht 3A und die Zwischenschicht 4A in einem Zustand, in dem ein Eckabschnitt der Vorrichtungsschicht 3A und ein Eckabschnitt der Zwischenschicht 4A ausgeschnitten wurden.
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Die Vorrichtungsschicht 3A weist einen Montagebereich 31A und einen Ansteuerbereich 32A auf, der mit dem Montagebereich 31A verbunden ist. Der Ansteuerbereich 32A beinhaltet ein Paar von Aktuatorbereichen 33A und ein Paar von elastischen Trägerbereichen 34A. Der Montagebereich 31A und der Ansteuerbereich 32A (d.h. der Montagebereich 31A, das Paar von Aktuatorbereichen 33A und das Paar von elastischen Trägerbereichen 34A) sind durch eine MEMS-Technologie (Strukturierung und Ätzung) einstückig in einem Teil der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet.
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Die Aktuatorbereiche 33A des Paars sind an beiden Seiten des Montagebereichs 31A in XA-Richtung (Richtung parallel zu einer XA-Achse orthogonal zur ZA-Achse) angeordnet. Das bedeutet, der Montagebereich 31A ist sandwichartig zwischen den Aktuatorbereichen 33A des Paars in der XA-Achsenrichtung aufgenommen. Jeder der Aktuatorbereiche 33A ist an der Tragschicht 2A mit der Zwischenschicht 4A befestigt. Ein erster Kammzahnabschnitt 33aA ist an einer Seitenfläche von jedem der Aktuatorbereiche 33A an der Seite des Montagebereichs 31A angeordnet. Jeder der ersten Kammzahnabschnitte 33aA ist durch Entfernen der Zwischenschicht 4A unmittelbar unterhalb dieser in einem Zustand, in dem er bezüglich der Tragschicht 2A potentialfrei ist. Die Aktuatorbereiche 33A sind mit einer ersten Elektrode 35A versehen.
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Die elastischen Trägerbereiche 34A des Paars sind an beiden Seiten des Montagebereichs 31A in einer YA-Richtung angeordnet (Richtung parallel zu einer YA-Achse orthogonal zu der ZA-Achse und der XA-Achse). Das bedeutet, der Montagebereich 31A wird zwischen den elastischen Trägerabschnitten 34A des Paars in der YA-Richtung sandwichartig aufgenommen. Beide Endabschnitte 34aA der elastischen Trägerbereiche 34A sind mit der Zwischenschicht 4A an der Tragschicht 2A befestigt. Ein elastischer Verformungsabschnitt 34bA (Teil zwischen den Endabschnitten 34aA) von jedem der elastischen Trägerbereiche 34A hat eine Struktur, bei der eine Vielzahl von Blattfedern verbunden sind. Der elastische Verformungsabschnitt 34bA von jedem der elastischen Trägerbereiche 34A ist durch Entfernern der Zwischenschicht 4A unmittelbar darunter in einem Zustand, in dem er bezüglich der Tragschicht 2A potentialfrei ist. Jeder der beiden Endabschnitte 34aA ist in jedem der elastischen Trägerbereiche 34A mit einer zweiten Elektrode 36A versehen.
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Der elastische Verformungsabschnitt 34bA von jedem der elastischen Trägerbereiche 34a ist mit dem Montagebereich 31A verbunden. Der Montagebereich 31A befindet sich in einem Zustand, bei dem er durch Entfernern der Zwischenschicht 4A unmittelbar unterhalb derselben bezüglich der Tragschicht 2A potentialfrei ist. Das bedeutet, dass der Montagebereich 31A von dem Paar elastischer Auflageabschnitte 34A gelagert wird. An den Seitenflächen des Montagebereichs 31A an der Seite des Aktuatorbereichs 33A sind zweite Kammzahnabschnitte 31aA vorgesehen. Jeder der zweiten Kammzahnabschnitte 31aA befindet sich in einem Zustand, bei dem er durch Entfernern der Zwischenschicht 4A unmittelbar darunter bezüglich der Tragschicht 2A potentialfrei ist. In den ersten Kammzahnabschnitten 33aA und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aA, die einander zugewandt sind, ist der Kammzahn der ersten Kammzahnabschnitte 33aA zwischen Kammzähnen der zweiten Kammzahnabschnitte 31aA positioniert.
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Die elastischen Trägerbereiche 34A des Paars umgeben den Montagebereich 31A sandwichartig von beiden Seiten bezüglich einer Richtung AA parallel zur XA-Achse. Wenn sich der Montagebereich 31A entlang der Richtung AA bewegt, verursacht das Paar elastischer Trägerbereiche 34A, das auf den Trägerbereich eine elastische Kraft wirkt, derart, dass der Montagebereich 31A in seine Ausgangsposition zurückkehrt. Daher bewegt sich der Montagebereich 31A, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 35A und der zweiten Elektrode 36A angelegt wird und eine elektrostatische Anziehung zwischen den ersten Kammzahnabschnitten 33aA und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aA wirkt, die einander zugewandt sind, entlang der Richtung AA zu einer Position, wo die elektrostatische Anziehung und die elastische Kraft des Paars elastischer Trägerbereiche 34A ausgeglichen ist. Auf diese Weise fungiert der Ansteuerbereich 32A als elektrostatischer Aktuator.
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Das Lichtmodul 1A weist ferner einen bewegbaren Spiegel 5, einen festen Spiegel 6A, einen Strahlteiler 7A, eine Lichteinfallseinheit 8A und eine Lichtemissionseinheit 9A auf. Der bewegbare Spiegel 5A, der feste Spiegel 6A und der Strahlteiler 7A sind auf der Vorrichtungsschicht 3A angeordnet, so dass ein optisches Interferenzsystem (Optisches Michelson Interferenzsystem) gebildet wird.
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Der bewegbare Spiegel 5A ist in dem Montagebereich 31A der Vorrichtungsschicht 3A an einer Seite des Strahlteilers 7a in XA-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 51aA eines Spiegelabschnitts 51A, der in dem bewegbaren Spiegel 5A beinhaltet ist, ist an einer Seite gegenüberliegend er Tragschicht 3A bezüglich der Vorrichtungsschicht 3A positioniert. Bei der Spiegelfläche 51aA handelt es sich beispielsweise um eine Fläche senkrecht zur XA-Achsenrichtung (also einer Fläche senkrecht zur Richtung AA), die auf die Seite des Strahlenteilers 7a gerichtet ist.
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Der feste Spiegel 6A ist an einem Montagebereich 37A der Vorrichtungsschicht 3A an einer Seite des Strahlteilers 7A in YA-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 6aA eines in dem festen Spiegel 6A beinhalteten Spiegelabschnitts 61A ist an einer Seite gegenüberliegend der Tragschicht 2A bezüglich der Vorrichtungsschicht 3A positioniert. Bei der Spiegelfläche 61aA handelt es sich beispielsweise um eine Fläche senkrecht zur YA-Achsenrichtung, die zur Seite des Strahlteilers 7A gerichtet ist.
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Die Lichteinfallseinheit 8A ist in der Vorrichtungsschicht 3A an der anderen Seite des Strahlteilers 7A in YA-Achsrichtung montiert. Die Lichteinfallseinheit 8A ist beispielsweise aus Lichtleitfasern, einer Kollimatorlinse und dergleichen gebildet. Die Lichteinfallseinheit 8A ist derart angeordnet, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem 10A trifft.
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Die Lichtemissionseinheit 9A ist in der Vorrichtungsschicht 3A an der anderen Seite des Strahlteilers 7A in XA-Achsenrichtung montiert. Die Lichtemissionseinheit 9A ist beispielsweise aus Lichtleitfasern, einer Kollimatorlinse und dergleichen gebildet. Die Lichteinfallseinheit 9A ist derart angeordnet, dass Messlicht (Interferenzlicht) aus dem optischen Interferenzsystem 10A nach außen emittiert wird.
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Der Strahlteiler 7A ist ein Strahlteiler vom Würfeltyp mit einer funktionalen optischen Fläche 7aA. Die funktionale optische Fläche 7aA ist an einer Seite gegenüberliegend der Tragschicht 2A bezüglich der Vorrichtungsschicht 3A positioniert. Der Strahlenteiler 7A wird dann, wenn ein Eckteil des Strahlenteilers 7A an einer unteren Flächenseite in Kontakt mit einer Ecke einer in der Vorrichtungsschicht 3A gebildeten rechteckigen Öffnung 3aA gebracht wird, positionsausgerichtet. Der Strahlteiler 7A wird in der Tragschicht 2A montiert, indem er mittels Bonden oder dergleichen in einem positionsausgerichteten Zustand befestigt wird.
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Bei dem Lichtmodul 1A mit der oben beschriebenen Konfiguration wird, wenn Messlicht L0A von außerhalb über die Lichteinfallseinheit 8A auf das optische Interferenzsystem 10A trifft, ein Teil des Messlichts L0A von der optischen Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A reflektiert und bewegt sich zum bewegbaren Spiegel 5A, und der restliche Teil des Messlichts L0A transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A und bewegt sich zum festen Spiegel 6A. Ein Teil des Messlichts L0a wird von der Spiegelfläche 51aA des bewegbaren Spiegels 5A reflektiert, bewegt sich entlang desselben optischen Pfads zum Strahlteiler 7A und transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A. Der übrige Teil des Messlichts L0A wird von der Spiegelfläche 61aA des festen Spiegels 6A reflektiert, bewegt sich entlang desselben optischen Pfads hin zum Strahlteiler 7A, und wird von der optischen Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A reflektiert. Ein Teil des Messlichts L0A, das durch die optische Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A transmittierte, und der restliche Teil des Messlichts L0A, der von der optischen Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A reflektiert wurde, werden zu Messlicht L1A, bei dem es sich um Interferenzlicht handelt. Das Messlicht L1A wird aus dem optischen Interferenzsystem 10A über die Lichtemissionseinheit 9A nach außen emittiert. Gemäß dem Lichtmodul 1A ist es möglich, ein hochgenaues FTIR bereitzustellen, da sich der bewegbare Spiegel 5A mit hoher Geschwindigkeit hin- und her bewegen kann.
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[Bewegbarer Spiegel und dessen Umgebungsstruktur]
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Wie in den 2, 3 und 4 gezeigt, weist der bewegbare Spiegel (optisches Element) 5A den Spiegelabschnitt (optischen Abschnitt) 51A, welcher die Spiegelfläche (optische Fläche) 51aA besitzt, einen ringförmigen elastischen Abschnitt 52A, einen Verbindungsabschnitt (erster Verbindungsabschnitt) 53A, der den Spiegelabschnitt 51A und den elastischen Abschnitt 52A miteinander verbindet, ein Paar von Auflageabschnitten 56A, und ein Paar von Verbindungsabschnitten (zweiter Verbindungsabschnitt) 57A auf, welche die Auflageabschnitte 56A und den elastischen Abschnitt 52A miteinander verbinden. Der Spiegelabschnitt 51A ist ausgebildet, um eine Scheibenform zu haben. Die Spiegelfläche 51aA ist eine Kreisplattenfläche des Spiegelabschnitts 51A. Der bewegbare Spiegel 5A ist an der Basis BA in einem Zustand montiert, wo die Spiegelfläche 51aA die Hauptfläche BsA schneidet (beispielsweise orthogonal zu dieser ist).
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Der elastische Abschnitt 52A ist gebildet, um eine Kreisform zu haben, die von dem Spiegelabschnitt 51A getrennt ist und den Spiegelabschnitte 51A zu umgeben, in einer Richtung (zweite Richtung, XA-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 51aA schneidet. Das bedeutet, dass der elastische Abschnitt 52A um den Spiegelabschnitt 51A herum bereitgestellt ist und einen ringförmigen Bereich CAA ausbildet, der eine Kreisform hat. Der Verbindungsabschnitt 53A verbindet den Spiegelabschnitt 51A und den elastischen Abschnitt 52A miteinander an der Mitte des Spiegelabschnitts 51A in einer Richtung (dritte Richtung, ZA-Achsenrichtung), die die Hauptfläche BsA schneidet. Dabei wird ein einzelner Verbindungsabschnitt 53A bereitgestellt.
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Der elastische Abschnitt 52A ist ausgebildet, um die Form einer kreisrunden Platte zu haben, durch eine halbkreisförmige Blattfeder 52aA und eine halbkreisförmige Blattfeder 52bA, die zu der Blattfeder 52aA fortführt. Die Blattfeder 52aA ist ein Teil, der an der Seite der Hauptfläche BsA (Seite des Schenkelabschnitts 54A, wird untenstehend beschrieben) einer Mittellinie CLA angeordnet ist, die in ZA-Achsenrichtung durch die Mitte des Spiegelabschnitts 51A verläuft. Die Mittellinie CLA ist eine gedachte Gerade, die sich entlang einer Richtung (erste Richtung, YA-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 51aA und der Hauptfläche BsA erstreckt. Die Blattfeder 52bA ist ein Teil, der an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA der Mittellinie CLA angeordnet ist (an einer Seite gegenüberliegend dem Schenkelabschnitt 54A, der unten beschrieben wird). Die Federkonstante der Blattfeder 52aA und die Federkonstante der Blattfeder 52bA sind gleich zueinander. Das bedeutet, dass der elastische Abschnitt 52A bezüglich der Mittellinie CLA eine symmetrische Form hat, und dass der elastische Abschnitt 52A auf beiden Seiten der Mittellinie CLA gleiche Federkonstanten hat.
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Die Trägerabschnitte 56A haben eine Stabform mit rechteckigem Querschnitt und sind derart vorgesehen, dass der Spiegelabschnitt 51A und der elastische Abschnitt 52A zwischen diesen in YA-Achsrichtung sandwichartig aufgenommen sind. Der Trägerabschnitt 56A ist durch den Verbindungsabschnitt 57A mit dem elastischen Abschnitt 52an einer Position verbunden, die jener des Verbindungsabschnitts 53A in YA-Achsenrichtung entspricht. Daher kann der elastische Abschnitt 52A beispielsweise dahingehend elastisch verformt werden, dass er in YA-Achsenrichtung zusammengedrückt wird, wenn eine Kraft derart auf die Auflageabschnitte 56A aufgebracht wird, dass die Auflageabschnitte 56A von beiden Seiten sandwichartig in YA-Richtung an Positionen aufgenommen werden, die den Verbindungsabschnitten 57A entsprechen. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Auflageabschnitten 56A entlang der YA-Achsenrichtung gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 52A geändert werden kann. Ferner kann eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52A auf die Auflageabschnitte 56a aufgebracht werden. Dabei sind das Paar von Verbindungsabschnitten 57A und der Verbindungsabschnitt 53A in einer Reihe auf der Mittellinie CLA angeordnet.
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Der Trägerabschnitt 56A weist den Schenkelabschnitt 54A auf. Der Schenkelabschnitt 54A erstreckt sich in seiner Gesamtheit zu einer Seite (hier, die Seite der Hauptfläche BsA) der Spiegelfläche 51aA über die Spiegelfläche 51aA, von Verbindungsabschnitt 57A entlang der ZA-Achsenrichtung. Der Schenkelabschnitt 54A beinhaltet einen Sicherungsabschnitt 55A. Der Sicherungsabschnitt 55A ist ein Teil des Schenkelabschnitts 54A an einer distalen Endseite. Der Sicherungsabschnitt 55A ist insgesamt in V-Form gebogen. Der Sicherungsabschnitt 55A weist eine geneigte Fläche 55aA und eine geneigte Fläche 55bA auf. Die geneigte Fläche 55aA und die geneigte Fläche 55bA sind Flächen (Außenflächen) eines Paars von Sicherungsabschnitten 55A an Seiten gegenüberliegend von Flächen, die einander zugewandt sind.
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Die geneigten Fläche 55aA sind zueinander hin in einer Richtung (negative ZA-Achsenrichtung) weg von den Verbindungsabschnitten 57A zwischen den Sicherungsabschnitten 55A des Paars geneigt. Die geneigten Flächen 55bA sind voneinander weg in der negativen ZA-Achsenrichtung geneigt. In der XA-Achsenrichtung betrachtet ist der Betrag für einen Neigungswinkel αA der geneigten Fläche 55aA bezüglich der ZA-Achse kleiner als 90°. Analog hierzu ist der Betrag für einen Neigungswinkel βA der geneigten Fläche 55bA kleiner als 90°. Dabei können beispielhaft der Betrag für den Neigungswinkel αA und der Betrag für den Neigungswinkel βA gleich sein.
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Hierbei ist in dem Montagebereich 31A eine Öffnung 31bA gebildet. Dabei erstreckt sich die Öffnung 31bA in ZA-Achsenrichtung und durchdringt die Vorrichtungsschicht 3A. Daher kommuniziert die Öffnung 31bA mit der Hauptfläche BsA (erreicht diese) und der Fläche der Vorrichtungsschicht 3A an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA. Die Öffnung 31bA zeigt eine Pfeilerform, die, in ZA-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform ist (vgl. 4). Die Öffnung 31bA wird unten ausführlich beschrieben.
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Die Trägerabschnitte 56A werden in diese Öffnung 31bA in einem Zustand eingesetzt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52A aufgebracht wird. Anders gesagt durchdringen die Trägerabschnitte 56A (d.h. der bewegbare Spiegel 5A) den Montagebereich 31A über die Öffnung 31bA. Konkret ist ein Abschnitt des Sicherungsabschnitts 55A des Trägerabschnitts 56A im Inneren der Öffnung 13bA positioniert. In diesem Zustand können die Sicherungsabschnitte 55A in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten (einem Randabschnitt an der Seite der Hauptfläche BsA und einem Randabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA) der Öffnung 31bA in der ZA-Achsenrichtung kommen.
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Dabei kommen die geneigten Flächen 55aA in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bA an der Seite der Hauptfläche BsA, und die geneigten Flächen 55bA kommen in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bA an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55A mit dem Montagebereich 31A derart gesichert, dass der Montagebereich 31A sandwichartig in ZA-Achsenrichtung zwischen diesen aufgenommen wird. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels 5A von der Basis BA in ZA-Achsenrichtung begrenzt.
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Dabei wird in der Zwischenschicht 4A eine Öffnung 41A gebildet. Die Öffnung 41A ist an beiden Seiten der Zwischenschicht 4A in ZA-Achsenrichtung offen. In der Tragschicht 2A ist eine Öffnung 21A gebildet. Die Öffnung 21A ist an beiden Seiten der Tragschicht 2A in ZA-Achsenrichtung offen. Bei dem Lichtmodul 1A ist ein durchgehender Raum S1A aus einem Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A und einem Bereich im Inneren der Öffnung 21A der Tragschicht 2A gebildet. Das bedeutet, dass der Raum S1A einen Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4 und einen Bereich im Inneren der Öffnung 21A der Tragschicht 2A aufweist.
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Der Raum S1A ist zwischen der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A gebildet und entspricht zumindest dem Montagebereich 31A und dem Ansteuerbereich 32A. Konkret beinhalten ein Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A und ein Bereich im Inneren der Öffnung 21A der Tragschicht 2A einen Bereich, innerhalb dessen sich der Montagebereich 31A in ZA-Achsenrichtung betrachtet bewegt. Ein Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A bildet einen Leerraum, um zu bewirken, dass ein Teil (d.h. ein Teil der bezüglich der Tragschicht 2A im potentialfreien Zustand sein soll, beispielsweise der gesamte Montagebereich 31A, der elastische Verformungsabschnitt 34bA von jedem der elastischen Trägerbereiche 34, der erste Kammzahnabschnitt 33aA, und die zweiten Kammzahnabschnitte 31aA) des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, die von der Tragschicht 2A getrennt sein müssen, um von der Tragschicht 2A getrennt zu sein.
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Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55A, der in dem bewegbaren Spiegel 5A beinhaltet ist, ist in dem Raum S1A positioniert. Konkret ist ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55A in einem Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A positioniert. Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55A ragt in den Raum S1A aus einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3A auf der Seite der Zwischenschicht 4A hinein, beispielsweise um etwa 100 µm. Wie oben beschrieben, da ein Bereich im Inneren der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A und ein Bereich im Inneren der Öffnung 21A der Tragschicht 2A den Bereich beinhalten, in dem sich der Montagebereich 31A bewegt, in der ZA-Achsenrichtung betrachtet, kommt ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A, der in dem Raum S1A positioniert ist, nicht in Kontakt mit der Zwischenschicht 4A und der Tragschicht 2A, wenn sich der Montagebereich 31A entlang der Richtung AA hin- und herbewegt.
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Dabei beinhaltet, wie in 4 gezeigt, eine Innenfläche der Öffnung 31bA ein Paar geneigter Flächen SLA und eine Bezugsfläche SRA. Die geneigte Fläche SLA beinhaltet ein Ende SLaA und das andere Ende SLbA. Das eine Ende SLaA und das andere Ende SLbA sind in ZA-Achsenrichtung betrachtet beides Endabschnitte der geneigten Fläche SLA. Die geneigten Flächen des Paars sind derart geneigt, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Ende SLaA hin zu dem anderen Ende SLbA zunimmt (beispielsweise bezogen auf die XA-Achse). In Z-Achsenrichtung betrachtet erstreckt sich die Bezugsfläche SRA entlang einer Bezugslinie BLA, die das andere Ende SLbA einer geneigten Fläche SLA und das andere Ende SLbA der anderen geneigten Fläche SLA miteinander verbindet. Dabei ist es ganz einfach so, dass die Bezugsfläche SRA die anderen Enden SLbA miteinander verbindet. Wie oben beschrieben ist die Form der Öffnung 31bA, in ZA-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform. Daher entspricht hier die geneigte Fläche SLA Schenkeln der Trapezform, und die Bezugsfläche SRA entspricht einer unteren Basis der Trapezform.
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In diesem Fall ist die Öffnung 31bA ein einzelner Raum. Der Minimalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen dem einen Ende SLaA der geneigten Flächen SLa) der Öffnung 31bA in der YA-Achsenrichtung ist ein Wert, der es dem Paar von Sicherungsabschnitten 55A ermöglicht, gemeinsam im Inneren der Öffnung 31bA angeordnet zu werden, wenn der elastische Abschnitt 52A elastisch verformt wird, weil er entlang der YA-Achsenrichtung zusammengedrückt wird. Indessen ist der Maximalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen den anderen Enden SLbA der geneigten Flächen SLA) der Öffnung 31bA in der YA-Achsenrichtung ist ein Wert, der es nur einem Teil der elastischen Verformung des elastischen Abschnitts 52A erlaubt, freigegeben zu werden (d.h. der elastische Abschnitt 52A erreicht sein naturgemäße Länge nicht), wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55A in der Öffnung 31bA angeordnet ist.
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Daher pressen, wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55A im Inneren der Öffnung 31bA angeordnet wird, die Sicherungsabschnitte 55A die Innenfläche der Öffnung 31bA aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52A, und eine Reaktionskraft wird von der Innenfläche der Öffnung 31bA auf die Sicherungsabschnitte 55A (Trägerabschnitte 56A) aufgebracht. Dementsprechend wird in einem Zustand, bei dem die Spiegelfläche 51aA die Hauptfläche BsA schneidet (beispielsweise zu dieser orthogonal ist), der bewegbare Spiegel 5A in dem Montagebereich 31A durch eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung 31bA auf die Trägerabschnitt 56A aufgebracht wird.
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Konkret werden die Sicherungsabschnitte 55A in Kontakt mit den geneigten Flächen SLA der Öffnung 31bA gebracht. Daher gleiten die Sicherungsabschnitte 55A an den geneigten Flächen SLA in Richtung der Bezugsfläche SRA aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft von den geneigten Flächen SLA in der XA-Achsenrichtung und kommen an der Bezugsfläche SRA in Anlage, und sind hierbei in Kontakt mit den geneigten Flächen SLA. Dementsprechend kommen die Sicherungsabschnitte 55A in Innenkontakt mit den Eckabschnitten, die von den geneigten Flächen SLA und der Bezugsfläche SRA definiert werden und werden positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausrichtend) sowohl in XA-Achsenrichtung als auch in YA-Achsenrichtung. Dabei kommen die geneigten Flächen SLA in punktuellen Kontakt mit den Sicherungsabschnitten 55A, da die Sicherungsabschnitte 55A eine viereckige Querschnittsform aufweisen und die Bezugsfläche SRA in Linienkontakt mit den Sicherungsabschnitten 55A kommt, in ZA-Achsenrichtung betrachtet. Das bedeutet, dass in diesem Fall die Innenfläche der Öffnung 31bA an zwei Punkten und entlang von zwei Linien in Kontakt mit dem Paar von Sicherungsabschnitten 55A kommt, in ZA-Achsenrichtung betrachtet.
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Hierbei wird, wie in 2 veranschaulicht, und in XA-Achsenrichtung betrachtet, eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft von der Innenfläche der Öffnung 31bA an den Randabschnitten der Öffnung 31bA auch auf die Sicherungsabschnitte 55A aufgebracht. Wenn der bewegbare Spiegel 5A montiert wird, gibt es Fälle, in denen eine Reaktionskraft entweder auf die geneigten Flächen 55aA oder die geneigten Flächen 55bA des Sicherungsabschnitts 55A aufgebracht wird. In diesen Fällen gleiten entweder die geneigten Flächen 55aA oder die geneigten Flächen 55bA an den Randabschnitten entlang, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft entlang der geneigten Flächen 55aA oder der geneigten Flächen 55bA, und bewegen sich entlang der Z-Achsenrichtung, um Positionen zu erreichen (d.h. Positionen, wo der Montagebereich 31A sandwichartig zwischen diesen in ZA-Achsenrichtung angeordnet ist), wo sowohl die geneigten Flächen 55aA als auch die geneigten Flächen 55bA in Kontakt mit den Randabschnitten kommen. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55A an den Positionen gesichert, und der bewegbare Spiegel 5A wird in ZA-Achsenrichtung positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausgerichtet). Das bedeutet, dass der bewegbare Spiegel 5A auf dreidimensionale Weise unter Ausnutzung einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52A selbstausgerichtet wird.
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Der oben beschriebene, bewegbare Spiegel 5A ist einstückig ausgebildet, beispielsweise durch eine MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen). Daher ist die Dicke (Größe in einer Richtung, die die Spiegelfläche 51aA schneidet) des bewegbaren Spiegels 5A in jedem Abschnitt gleichmäßig. Beispielsweise beträgt die Dicke desselben ungefähr 320 µm. Ferner beträgt der Durchmesser der Spiegelfläche 51aA beispielsweise ungefähr 1 mm. Darüber hinaus ist der Spalt zwischen einer Fläche (Innenfläche) des elastischen Abschnitts 52A der Seite des Spiegelabschnitts 51A und einer Fläche (Außenfläche) des Spiegelabschnitts 51A an der Seite des elastischen Abschnitts 52A beispielsweise ungefähr 200 µm. Die Dicke des elastischen Abschnitts 52A (Dicke der Blattfeder) liegt innerhalb eines Bereichs von ungefähr 10 µm bis 20 µm.
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[Fester Spiegel und umgebende Struktur desselben]
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Der feste Spiegel 6A und die umgebende Struktur desselben sind ähnlich dem vorgenannten bewegbaren Spiegel 5Aund der umgebenden Struktur desselben, abgesehen davon, dass der Montagebereich nicht bewegbar ist. Das bedeutet, dass wie in den 5 und 6 gezeigt der feste Spiegel (optisches Element) 6A den Spiegelabschnitt (optischen Abschnitt) 61A aufweist, der die Spiegelfläche (optische Fläche) 61aA, einen ringförmigen elastischen Abschnitt 62A, einen Verbindungsabschnitt (erster Verbindungsabschnitt) 63A, der den Spiegelabschnitt 61A und den elastischen Abschnitt 62A miteinander verbindet, ein Paar von Trägerabschnitten 66A, und ein Paar von Verbindungsabschnitten (zweiten Verbindungsabschnitten) 67A, die die Trägerabschnitte 66A und den elastischen Abschnitt 62A miteinander verbinden. Der Spiegelabschnitt 61A ist gebildet, um eine Scheibenform zu haben. Die Spiegelfläche 61aA ist eine kreisrunde Plattenfläche des Spiegelabschnitts 61A. Der feste Spiegel 6A ist an der Basis BA in einem Zustand montiert, bei dem die Spiegelfläche 61aA die Hauptfläche BsA der Basis BA schneidet (beispielsweise orthogonal zu dieser ist).
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Der elastische Abschnitt 62A ist gebildet, um eine Kreisform zu haben, die von dem Spiegelabschnitt 61A getrennt ist und den Spiegelabschnitt 61A zu umgeben, in einer Richtung (zweite Richtung, YA-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 61aA schneidet. Daher ist der elastische Abschnitt 62A um den Spiegelabschnitt 61A herum vorgesehen und bildet den ringförmigen Bereich CAA, der eine Kreisform hat. Der Verbindungsabschnitt 63A verbindet den Spiegelabschnitt 61A und den elastischen Abschnitt 62A miteinander an der Mitte des Spiegelabschnitts 61A in einer Richtung (dritte Richtung, ZA-Achsenrichtung), die die Hauptfläche BsA schneidet. Dabei ist ein einzelner Verbindungsabschnitt 63A vorgesehen.
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Der elastische Abschnitt 62A ist gebildet, um eine kreisförmige Plattenform zu haben, durch eine halbkreisförmige Blattfeder 62aA und eine halbkreisförmige Blattfeder 62bA, die sich zur Blattfeder 62aA fortsetzt. Die Blattfeder 62aA ist ein Teil, der an der Seite der Hauptfläche BsA (Seite des Schenkelabschnitts 64A, wird unten beschrieben) der Mittellinie CLA angeordnet ist, die durch die Mitte des Spiegelabschnitts 61A in ZA-Achsenrichtung verläuft. Die Mittellinie CLA ist eine gedachte Gerade, die sich in einer Richtung (erste Richtung, XA-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 61aA an der Hauptfläche BsA erstreckt. Die Blattfeder 62bA ist ein Teil, das an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA angeordnet ist (einer Seite gegenüberliegend dem Schenkelabschnitt 64A, der unten beschrieben werden wird). Die Federkonstante der Blattfeder 62aA und die Federkonstante der Blattfeder 6bA sind gleich. Das bedeutet, dass der elastische Abschnitt 62A bezüglich der Mittellinie CLA eine symmetrische Form hat, und der elastische Abschnitt 62A auf beiden Seiten der Mittellinie CLA gleiche Federkonstanten hat.
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Die Trägerabschnitte 66A haben eine Stangenform mit rechteckigem Querschnitt, und sind derart vorgesehen, dass der Spiegelabschnitt 61A und der elastische Abschnitt 62A zwischen diesen in der XA-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen werden. Der Trägerabschnitt 66A ist mit dem elastischen Abschnitt 62A durch den Verbindungsabschnitt 67A verbunden, an einer Position, die dem Verbindungsabschnitt 63A entlang der YA-Achsenrichtung entspricht. Daher kann dann, wenn eine Kraft derart auf die Trägerabschnitte 66A aufgebracht wird, dass die Trägerabschnitte 66A von beiden Seiten in XA-Richtung sandwichartig aufgenommen werden, an Positionen, die den Verbindungsabschnitten 67A entsprechen, können die elastischen Abschnitte 62A beispielsweise derart elastisch verformt werden, dass sie in XA-Achsenrichtung zusammengedrückt werden. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 66A entlang der XA-Achsenrichtung gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 62A geändert werden kann. Ferner kann eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 62a auf die Trägerabschnitte 66A aufgebracht werden. Dabei sind das Paar von Verbindungsabschnitten 67A und der Verbindungsabschnitt 63A in einer Reihe entlang der Mittellinie CLA angeordnet.
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Der Trägerabschnitt 66A beinhaltet den Schenkelabschnitt 64A. Der Schenkelabschnitt 64A erstreckt sich in seiner Gesamtheit zu einer Seite (in diesem Fall die Seite der Hauptfläche BsA) der Spiegelfläche 61aA über die Spiegelfläche 61aA, von dem Verbindungsabschnitt in ZA-Achsenrichtung. Der Spiegelabschnitt 64 beinhaltet einen Sicherungsabschnitt 65A. Der Sicherungsabschnitt 65A ist ein Teil des Schenkelabschnitts 64A an einer distalen Endseite. Der Sicherungsabschnitt 65A ist insgesamt gebogen. Der Sicherungsabschnitt 65A weist eine geneigte Fläche 65aA und eine geneigte Fläche 65bA auf. Die geneigte Fläche 65aA und die geneigte Fläche 65bA sind Flächen (Außenflächen) eines Paars von Sicherungsabschnitten 65A an Seiten gegenüberliegend von einander zugewandten Flächen.
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Die geneigten Flächen 65aA sind zueinander in einer Richtung (negative ZA-Achsenrichtung) weg von den Verbindungsabschnitten 67A zwischen den Sicherungsabschnitten 65A des Paars geneigt. Die geneigten Flächen 65bA sind voneinander weg in negativer ZA-Achsenrichtung geneigt. In YA-Richtung betrachtet, sind Neigungswinkel der geneigten Flächen 65aA und 65bA bezüglich der ZA-Achse ähnlich denen der geneigten Flächen 55aA und 55bA in dem bewegbaren Spiegel 5A.
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Dabei ist in dem Montagebereich 37A eine Öffnung 37aA gebildet. Dabei durchdringt die Öffnung 37aA die Vorrichtungsschicht 3A in der ZA-Achsenrichtung. Daher kommuniziert (erreicht) die Fläche (mit) der Hauptfläche BsA und einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3A an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA. Ähnlich der Öffnung 31bA in dem Montagebereich 31A zeigt die Öffnung 37aA eine Säulenform, bei der eine Form, in ZA-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform ist.
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Die Trägerabschnitte 66A werden in diese Öffnung 37aA in einem Zustand eingesetzt, bei dem die elastische Kraft des elastischen Abschnitts 62A aufgebracht wird. Mit anderen durchdringen die Trägerabschnitte 66A (d.h. der feste Spiegel 6A) den Montagebereich 37A über die Öffnung 37aA. Genauer ist ein Abschnitt des Sicherungsabschnitts 65A des Trägerabschnitts 66A im Inneren der Öffnung 37aA positioniert. In diesem Zustand kommen die Sicherungsabschnitte 65A in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten (einem Randabschnitt an der Seite der Hauptfläche BsA und einem Randabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche Bsa) der Öffnung 37aA in ZA-Achsenrichtung. Dabei kommen die geneigten Flächen 65aA in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 37aA an der Seite der Hauptfläche BsA und die geneigten Flächen 65bA kommen in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 37aA an einer Seite gegenüberliegend er Hauptfläche BsA. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 65A mit dem Montagebereich 37A derart gesichert, dass der Montagebereich 37A in ZA-Achsenrichtung sandwichartig zwischen diesen aufgenommen ist. Im Ergebnis wird ein Ablösen des festen Spiegels 6A von der Basis in ZA-Achsenrichtung unterbunden.
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Hierbei ist eine Öffnung 42A in der Zwischenschicht 4A ausgebildet. Die Öffnung 42A weist bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung die erste Öffnung 37aA des Montagebereichs 37A auf und ist auf beiden Seiten der Zwischenschicht 4A in der ZA-Achsenrichtung offen. Eine Öffnung 22A ist in der Tragschicht 2A ausgebildet. Die Öffnung 22A weist bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung die erste Öffnung 37aA des Montagebereichs 37A auf und ist auf beiden Seiten der Tragschicht 2A in der ZA-Achsenrichtung offen. In dem Lichtmodul 1A ist ein durchgängiger Raum S2A aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 42A der Zwischenschicht 4A und einem Bereich innerhalb der Öffnung 22A der Tragschicht 2A gebildet. Das heißt, der Raum S2A umfasst einen Bereich innerhalb der Öffnung 42A der Zwischenschicht 4A und einen Bereich innerhalb der Öffnung 22A der Tragschicht 2A.
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Ein Abschnitt jedes der in dem festen Spiegel 6A vorhandenen Sicherungsabschnitte 65A ist in dem Raum S2A positioniert. Konkret ist ein Abschnitt jedes der Sicherungsabschnitte 65A in einem Bereich innerhalb der Öffnung 22A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb der Öffnung 42A der Zwischenschicht 4A positioniert. Ein Abschnitt jedes der Sicherungsabschnitte 65A ragt von einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3A auf der Seite der Zwischenschicht 4A um zum Beispiel ungefähr 100 µm in den Raum S2A hinein.
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Hierbei weist eine Innenfläche der ersten Öffnung 37aA eine Ausgestaltung auf, welche der der Innenfläche der ersten Öffnung 31bA in dem Montagebereich 31A ähnelt. Daher drückt das Paar Sicherungsabschnitte 65A, wenn das Paar Sicherungsabschnitte 65A in der Öffnung 37aA angeordnet ist, aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 62A auf die Innenfläche der ersten Öffnung 37aA und eine Reaktionskraft von der Innenfläche der ersten Öffnung 37aA wird auf das Paar Sicherungsabschnitte 65A (Trägerabschnitte 66A) aufgebracht. Dementsprechend wird in einem Zustand, bei dem die Spiegelfläche 61aA die Hauptfläche BsA schneidet (beispielsweise zu dieser orthogonal ist) der feste Spiegel 6A in der Basis BA durch eine Reaktionskraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung 37aA auf die Trägerabschnitte 66A aufgebracht wird. Analog zu dem Fall des bewegbaren Spiegels 5A wird auch der feste Spiegel 6A auf dreidimensionale Weise unter Verwendung der Innenfläche der ersten Öffnung 37aB und einer elastischen Kraft selbstausgerichtet.
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Analog zu dem bewegbaren Spiegel 5A wird auch der oben beschriebene feste Spiegel 6A einstückig beispielsweise durch eine MEMS-Technologie gebildet (Strukturierung und Ätzung). Die Größe von jedem Abschnitt des festen Spiegels 6A ist beispielsweise ähnlich der Größe des Abschnitts des bewegbaren Spiegels 5A, der oben beschrieben wurde.
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[Funktionsweisen und Wirkungen]
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Bei dem Lichtmodul 1A besitzt der bewegbare Spiegel 5A den elastischen Abschnitt 52A und das Paar von Trägerabschnitten 56A, bei dem der Zwischenabstand gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 52A geändert werden kann. Indes ist die Öffnung 31bA, die mit der Hauptfläche BsA in Verbindung steht, in dem Montagebereich 31A der Basis BA gebildet, an dem der bewegbare Spiegel 5A montiert ist. Daher werden beispielsweise dann, wenn die Trägerabschnitte 56A in die Öffnung 31bA in einem Zustand eingeschoben werden, bei dem der elastische Abschnitt 52A elastisch derart verformt wird, dass sich der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56A verringert, und wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52A teilweise freigegeben wird, nimmt der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56A im Inneren der Öffnung 32bA zu, so dass die Trägerabschnitte 56A in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung 31bA gebracht werden können.
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Dementsprechend wird der bewegbare Spiegel 5A von einer Reaktionskraft gelagert, welche von der Innenfläche der Öffnung 31bA aus auf den Trägerabschnitt 56A aufgebracht wird. Auf diese Weise wird in diesem Lichtmodul 1A der bewegbare Spiegel 5A mithilfe einer elastischen Kraft an der Basis BA montiert. Es ist daher möglich, das optische Element zuverlässig zu montieren, ohne nachteilige Wirkung eines Bondmittels oder dergleichen, also unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31A. Dabei werden Betriebe und Wirkungen beispielhaft anhand des bewegbaren Spiegels 5A beschrieben. Der bewegbare Spiegel 6A zeigt jedoch ähnliche Betriebe und Wirkungen.
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Ferner sind bei dem bewegbaren Spiegel 5A der elastische Abschnitt 52A derart vorgesehen, dass der ringförmige Bereich CAA ausgebildet wird. Daher wird die Festigkeit elastischen Abschnitts 52A verbessert, beispielsweise verglichen mit einem Fall, bei dem sich der elastische Abschnitt 52A in einem freitragenden Zustand befindet (in diesem Fall wird ein geschlossener Bereich wie etwa eine Ringform nicht von dem elastischen Abschnitt 52A gebildet). Daher kann beispielsweise Schaden an dem elastischen Abschnitt 52A begrenzt werden, wenn der bewegbare Spiegel 5A hergestellt oder gehandhabt wird.
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Ferner hat bei dem Lichtmodul 1A die Basis BA die Tragschicht 2A und die Vorrichtungsschicht 3A, die an der Tragschicht 2A vorgesehen ist und die Hauptfläche BsA und den Montagebereich 31A besitzt. Ferner durchdringt die Öffnung 31bA die Vorrichtungsschicht 3A in einer Richtung (ZA-Achsenrichtung), die die Hauptfläche BsA schneidet. Dann beinhalten die Trägerabschnitte 56A die Sicherungsabschnitte 55A, die gebogen werden, um in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bA in der ZA-Achsenrichtung zu kommen. Daher werden die Sicherungsabschnitte 55A mit dem Montagebereich an Positionen verrastet, wo sie in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bA kommen. Daher ist es möglich, den bewegbaren Spiegel 5A an der Basis BA zu montieren und den bewegbaren Spiegel 5A in einer Richtung positionsauszurichten, die die Hauptfläche BsA der Basis BA schneidet.
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Ferner beinhaltet in dem Lichtmodul 1A, in ZA-Achsenrichtung betrachtet, die Innenfläche der Öffnung 31bA die geneigten Flächen SLA, von denen ein Paar derart geneigt ist, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Ende SLaA hin zu dem anderen Ende SLbA zunimmt, und die Bezugsfläche SRA, die sich entlang der Bezugslinie BLA erstreckt, die das andere Ende SLbA einer geneigten Fläche SLA und das andere Ende SLba der anderen geneigten Fläche miteinander verbindet. Daher können die Trägerabschnitte 56A an den geneigten Flächen SLA entlang gleiten, aufgrund einer elastischen Kraft, und können an der Referenzfläche SRA in Anlage kommen, wenn die Trägerabschnitte 56A in die Öffnung 31bA eingesetzt werden und eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52A teilweise freigegeben wird. Daher kann der bewegbare Spiegel 5A in einer Richtung entlang der Hauptfläche BsA positionsausgerichtet werden.
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Ferner bildet bei dem Lichtmodul 1A der elastische Abschnitt 52Aden ringförmigen Bereich CAA, der in einer Ringform derart gebildet wird, dass der Spiegelabschnitt 51A, in XA-Achsenrichtung betrachtet, umgeben wird. Daher kann die Festigkeit des elastischen Abschnitts 52A zuverlässig verbessert werden, da der elastische Abschnitt 52A keinen Endabschnitt hat.
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Ferner beinhaltet bei dem Lichtmodul 1A der Trägerabschnitt 56A den Verbindungsabschnitt 57A, der mit dem elastischen Abschnitt 52A verbunden ist, und den Schenkelabschnitt 54A, der sich von dem Verbindungsabschnitt 57A in ZA-Achsenrichtung in die Spiegelfläche 51aA erstreckt, und in die Öffnung 31bA eingesetzt wird. Daher ist es möglich, den bewegbaren Spiegel 5A an der Basis BA in einem Zustand zu montieren, bei dem die Spiegelfläche 51aA in ihrer Gesamtheit an der Hauptfläche BsA der Basis BA hervorsteht.
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Darüber hinaus weist in dem bewegbaren Spiegel 5A der elastische Abschnitt 52A in Bezug auf die Mittellinie CLA der Spiegelfläche 51aA eine symmetrische Form auf und der elastische Abschnitt 52A weist auf beiden Seiten der Mittellinie CLA gleiche Federkonstanten auf. Daher ist es unwahrscheinlich, dass die Stellung des bewegbaren Spiegels 5A instabil ist (zum Beispiel ist es unwahrscheinlich, dass eine Verzerrung auftritt), wenn der elastische Abschnitt 52A zum Beispiel in der YA-Achsenrichtung elastisch verformt wird. Des Weiteren wird ein ungleichmäßiges Einbringen einer Reaktionskraft von der Innenfläche der Öffnung 31bA in das Paar Trägerabschnitte 56A unterbunden, wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52A teilweise aufgehoben wird.
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Hierbei durchdringt in dem Lichtmodul 1A der bewegbare Spiegel 5A den Montagebereich 31A der Vorrichtungsschicht 3A und ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in dem Raum S1A positioniert, welcher zwischen der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet ist. Dementsprechend kann der bewegbare Spiegel 5A zum Beispiel stabil und dauerhaft an dem Montagebereich 31A der Vorrichtungsschicht 3A befestigt werden, da die Größe und dergleichen jedes der Sicherungsabschnitte 55A keinerlei Grenzen unterliegt. Somit erfolgt gemäß dem Lichtmodul 1A eine zuverlässige Montage des bewegbaren Spiegels 5A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A.
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Des Weiteren ist in dem Lichtmodul 1A ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A positioniert. Dementsprechend ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A vorteilhaft zu verwirklichen.
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Des Weiteren ist in dem Lichtmodul 1A die Tragschicht 2A die erste Siliziumschicht des SOI-Substrats, die Vorrichtungsschicht 3A ist die zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats und die Zwischenschicht 4A ist die Isolierschicht des SOI-Substrats. Dementsprechend ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A unter Verwendung des SOI-Substrats vorteilhaft zu verwirklichen.
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Des Weiteren ist in dem Lichtmodul 1A die Spiegelfläche 51aA des bewegbaren Spiegels 5A auf einer der Tragschicht 2A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A gegenüberliegenden Seite positioniert. Dementsprechend ist es möglich, die Ausgestaltung des Lichtmoduls 1A zu vereinfachen.
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Des Weiteren sind in dem Lichtmodul 1A der bewegbare Spiegel 5A, der feste Spiegel 6A und der Strahlteiler 7A derart angeordnet, dass das optische Interferenzsystem 10A gebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erlangen.
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Des Weiteren ist in dem Lichtmodul 1A die Lichteinfallseinheit 8A derart angeordnet, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem 10A einfällt, und die Lichtemissionseinheit 9A ist derart angeordnet, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem 10A nach außen emittiert wird. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR, aufweisend die Lichteinfallseinheit 8A und die Lichtemissionseinheit 9A, zu erlangen.
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[Modifizierungsbeispiele]
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Im Vorangehenden wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Der Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel sind das Material und die Form jeder Ausgestaltung nicht auf die oben beschriebenen Materialien und Formen beschränkt und verschiedene Materialien und Formen können zum Einsatz kommen.
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Des Weiteren können wie in den 7 und 8 veranschaulicht verschiedene Formen zum Einsatz kommen, sofern der Raum S1A zwischen der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet ist und zumindest dem Montagebereich 31A und dem Ansteuerbereich 32A entspricht.
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In der in 7 veranschaulichten Ausgestaltung ist anstelle der Öffnung 21A ein Aussparungsabschnitt 23A, welcher auf der Seite der Vorrichtungsschicht 3A offen ist, in der Tragschicht 2A ausgebildet und ein Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 21A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A durch einen Bereich innerhalb der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A positioniert. Auch mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A vorteilhaft zu verwirklichen.
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In der in 8(a) veranschaulichten Ausgestaltung umfasst ein Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung einen Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A bewegt. In der in 8(b) veranschaulichten Ausgestaltung umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A bewegt. In diesen Fällen umfasst ein Bereich innerhalb der Öffnung 41A der Zwischenschicht 4A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. In jedweder Ausgestaltung kommt ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A, welcher in dem Raum S1A positioniert ist, nicht mit der Zwischenschicht 4A und der Tragschicht 2A in Kontakt, wenn sich der Montagebereich 31A in der Richtung AA hin- und herbewegt.
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Des Weiteren können die Tragschicht 2A und die Vorrichtungsschicht 3A miteinander verbunden sein, ohne dass die Zwischenschicht 4A dazwischen angeordnet ist. In diesem Fall ist die Tragschicht 2A zum Beispiel aus Silizium, Borosilikatglas, Quarzglas oder Keramik gebildet und die Vorrichtungsschicht 3A ist zum Beispiel aus Silizium gebildet. Die Tragschicht 2A und die Vorrichtungsschicht 3a sind zum Beispiel durch Normaltemperatur-Verbinden unter Anwendung von Flächenaktivierung, Niedertemperatur-Plasmaverbinden, Direktverbinden, bei welchem eine Hochtemperaturverarbeitung erfolgt, Isolierharz-Bonding, Metallfügen, Verbinden unter Verwendung von Glasfritte oder dergleichen miteinander verbunden. Auch in diesem Fall können wie in den 9, 10, 11 und 12 verschiedene Formen zum Einsatz kommen, sofern der Raum S1A zwischen der Tragschicht 2A und der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet ist. In jedweder Ausgestaltung ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5A in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3A vorteilhaft zu verwirklichen.
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In der in 9(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Raum S1a aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2a bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A positioniert.
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In der in 9(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Raum S1A aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Trägerabschnitts 2A positioniert.
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In der in 10(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist ein Aussparungsabschnitt (erster Aussparungsabschnitt) 38A, welcher auf der Seite der Tragschicht 2A offen ist, in der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet und der Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A und einem Bereich innerhalb der Öffnung 21a der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfassen ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitt 38A der Vorrichtungsschicht 3A und ein Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A positioniert.
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In der in 10(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38A in der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet und der Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts (des zweiten Aussparungsabschnitts) 23A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfassen ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3a und ein Bereich innerhalb der Öffnung 23A der Tragschicht 2A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 23A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A positioniert.
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In der in 11(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38A in der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet und der Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A und einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A umfasst bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A positioniert.
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In der in 11(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38A in der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet und der Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts (des zweiten Aussparungsabschnitts) 23A der Tragschicht 2A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A umfasst bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A positioniert.
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In der in 12 veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38A in der Vorrichtungsschicht 3A ausgebildet und der Raum S1A ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31A bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31A und des Ansteuerbereichs 32A, welcher von der Tragschicht 2A getrennt sein muss, von der Tragschicht 2A getrennt zu sein. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A umfasst bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23A der Tragschicht 2A durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38A der Vorrichtungsschicht 3A positioniert.
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Des Weiteren können wie in den 13(a) und 13(b) veranschaulicht ein Teil jedes der Schenkelabschnitte 54A und ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A in dem Raum S1A positioniert sein und die Spiegelfläche 51aA des bewegbaren Spiegels 5A kann auf einer der Vorrichtungsschicht 3A in Bezug auf die Tragschicht 2A gegenüberliegenden Seite positioniert sein. In diesem Fall sind auch die Spiegelfläche 61aA des festen Spiegels 6A und die optische Funktionsfläche 7aA des Strahlteilers 7A auf einer der Vorrichtungsschicht 3A in Bezug auf die Tragschicht 2A gegenüberliegenden Seite positioniert. In der in 13(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist ein Abstandshalter 39A, welcher zu einer der Tragschicht 2A gegenüberliegenden Seite hin vorsteht, in der Vorrichtungsschicht 3A einstückig bereitgestellt. Der Abstandshalter 39A steht über einen Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55A des bewegbaren Spiegels 5A hinaus vor, welcher von der Vorrichtungsschicht 3A zu einer der Tragschicht 2A gegenüberliegenden Seite vorsteht, wodurch der Teil geschützt wird. Ferner kommuniziert hierbei die Öffnung 31bA mit der Hauptfläche BsA über einen durch den Abstandshalter 39A ausgebildeten Raum. Alternativ kommuniziert hierbei die Öffnung 31bA mit einer weiteren Hauptfläche, bei der es sich um eine Fläche gegenüberliegend der Hauptfläche BsA handelt, über den Raum S1A.
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Dabei wurde der bewegbare Spiegel 5A in der vorgenannten Ausführungsform im Hinblick auf einen Fall beschrieben, bei dem die Spiegelfläche 51aA in ihrer Gesamtheit zur Hauptfläche BsA vorsteht oder einer Fläche der Basis BA an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA. Die Form des bewegbaren Spiegels 5A ist jedoch nicht auf diesem Fall beschränkt. Beispielsweise kann ein Teil der Spiegelfläche 51aA des bewegbaren Spiegels 5A im Inneren der Basis BA vorgesehen sein. Dieses Beispiel wird im Folgenden beschrieben.
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Wie in den 14, 15 und 16 im Vergleich zu dem in 2 veranschaulichten bewegbaren Spiegel 5A gezeigt, unterscheidet sich der bewegbare Spiegel 5AA von dem bewegbaren Spiegel 5A dahingehend, dass er Trägerabschnitte 56AA anstelle der Trägerabschnitte 56A aufweist. Die Beziehung zwischen den Trägerabschnitten 56AA und dem elastischen Abschnitt 52a ist ähnlich jener zwischen den Trägerabschnitten 56A und dem elastischen Abschnitt 52A. Im Gegensatz dazu unterscheiden sich die Trägerabschnitte 56AA von den Trägerabschnitten 56A dahingehend, dass die keinen Schenkelabschnitt 54A aufweisen.
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Das bedeutet, dass hier die Trägerabschnitte 56AA in ihrer Gesamtheit als Sicherungsabschnitte 55A dienen. Dementsprechend haben die Sicherungsabschnitte 56AA eine symmetrische Form bezüglich der Mittellinie CLA der Spiegelfläche 51aA in ZA-Achsenrichtung und haben keinen Teil, der sich zu einer Seite der Mittellinie CLA auf verhältnismäßig lange Weise erstreckt. Daher könne hier die Trägerabschnitte 56AA den bewegbaren Spiegel 5AA in einem Zustand, in dem der bewegbare Spiegel 5AA in seiner Gesamtheit den Montagebereich 31A durch die Öffnung 31bA durchdringt. Die Spiegelfläche 5 1aA schneidet den Montagebereich 31A.
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Dabei überlappt ein Teil (mittlerer Teil) des Sicherungsabschnitts 55A (Trägerabschnitt 56AA) den Spiegelabschnitt 51A entlang der YA-Achsrichtung. Dann wird der bewegbare Spiegel 5AA mit der Vorrichtungsschicht 3A in den Sicherungsabschnitten 55A derselben verratet und wird in dem Montagebereich 31A gelagert. Daher ist eine Diskrepanz zwischen Stützpunkten und dem Schwerpunkt im Vergleich zu einem Fall, in dem der bewegbare Spiegel 5A durch die Trägerabschnitte 56A (die Schenkelabschnitte 54A) gelagert wird, welche sich in einer verhältnismäßig langen Weise zu einer Seite der Mittellinie CLC erstrecken, gering und eine stabile Montage kann erfolgen.
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Konkret tragen die Trägerabschnitte 56AA den bewegbaren Spiegel 5AA beispielsweise derart, dass die Mittellinie CLA der Spiegelfläche 51aA in der ZA-Achsenrichtung mit der Mitte der Vorrichtungsschicht 3A in der Dickenrichtung fluchtet. In diesem Fall ist ein Teil (hier: die Hälfte oder mehr) der Spiegelfläche 51aA auf der Seite der Tragschicht 2A der Hauptfläche BsA positioniert. Hierbei erstreckt sich die Öffnung 31bA hingegen, um den Endabschnitt des Montagebereichs 31A auf einer der Spiegelfläche 5 1aA zugewandten Seite zu erreichen, und ist darin offen. Daher wird auch und selbst in diesem Fall eine Interferenz des Messlichts L0A mit dem Montagebereich 31A durch Steuern des Lichtwegs des Messlichts L0A in Richtung der Spiegelfläche 51aA vermieden und die Spiegelfläche 51aA in ihrer Gesamtheit kann wirksam verwendet werden.
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Wie obenstehend sind in dem bewegbaren Spiegel 5AA die Trägerabschnitte 56AA (in diesem Fall der bewegbare Spiegel 5AA in seiner Gesamtheit) bezogen auf die Mittellinie CLA der Spiegelfläche 51aA in ZA-Achsenrichtung symmetrisch ausgebildet. Dann wird der bewegbare Spiegel 5AA von den Trägerabschnitten 56Aa an Positionen derselben gelagert, die der Mittellinie CLA entsprechen. Daher ist es möglich, zu veranlassen, dass die Stützpunkte und der Flächenschwerpunkt im Wesentlichen miteinander in ZA-Achsenrichtung fluchten, und eine stabilere Montage zu verwirklichen.
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Ferner ist bei der vorgenannten Ausführungsform der feste Spiegel 6A in der Vorrichtungsschicht 3A montiert. Der feste Spiegel 6A kann jedoch auch in der Tragschicht 2A oder der zwischenliegenden Schicht 4A montiert sein. Ferner ist bei der vorgenannten Ausführungsform der Strahlteiler 7A in der Tragschicht 2A montiert. Der Strahlteiler 7A kann jedoch in der Vorrichtungsschicht 3A oder der Zwischenschicht 4A montiert sein. Des Weiteren ist der Strahlteiler 7C nicht auf einen Strahlteiler vom Würfeltyp beschränkt und kann ein Strahlteiler vom Plattentyp sein.
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Des Weiteren kann das Lichtmodul 1A zusätzlich zu der Lichteinfallseinheit 8C ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf die Lichteinfallseinheit 8B einzufallendem Messlicht aufweisen. Alternativ kann das Lichtmodul 1A anstelle der Lichteinfallseinheit 8C ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf das optische Interferenzsystem 10C einzufallendem Messlicht aufweisen. Des Weiteren kann das Lichtmodul 1A zusätzlich zu der Lichtemissionseinheit 9A ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches von der Lichtemissionseinheit 9A emittiert wird. Alternativ kann das Lichtmodul 1A anstelle der Lichtemissionseinheit 9A ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches aus dem optischen Interferenzsystem 10C emittiert wird.
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Des Weiteren können eine erste Durchgangselektrode, welche mit jedem der Aktuatorbereiche 33A elektrisch verbunden ist, und eine zweite Durchgangselektrode, welche mit jedem der beiden Endabschnitte 34aA jedes der elastischen Trägerbereiche 34A elektrisch verbunden ist, in der Tragschicht 2A und der Zwischenschicht 4A (lediglich in der Tragschicht 2A, wenn die Zwischenschicht 4A nicht vorhanden ist) bereitgestellt sein, und eine Spannung kann an einen Teil zwischen der ersten Durchgangselektrode und der zweiten Durchgangselektrode angelegt werden. Des Weiteren ist der Aktuator zum Bewegen des Montagebereichs 31A nicht auf einen elektrostatischen Aktuator beschränkt und es können zum Beispiel ein piezoelektrischer Aktuator, ein elektromagnetischer Aktuator oder dergleichen verwendet werden. Des Weiteren ist das Lichtmodul 1A nicht auf ein Modul zum Bilden eines FTIR beschränkt und kann ein Modul zum Bilden anderer optischer Systeme sein.
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Nachfolgend wird eine Beschreibung von Modifizierungsbeispielen fortgeführt. Nachfolgend werden Modifizierungsbeispiele mithilfe der bewegbaren Spiegel 5A und 5AA und der Öffnung 31bA beschrieben. Jedoch können der feste Spiegel 6A und die Öffnung 37aA auch auf ähnliche Weise modifiziert werden. Wie in 17 gezeigt kann der bewegbare Spiegel 5A eine Vielzahl von Verbindungsabschnitten (erste Verbindungsabschnitte) 53A aufweisen, die den Spiegelabschnitt 51A und den elastischen Abschnitt 52A miteinander verbinden.
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In dem in 17(a) veranschaulichten Beispiel weist der bewegbare Spiegel 5A ein Paar Verbindungsabschnitte 53A auf. Hierbei ist das Paar Verbindungsabschnitte 53A an Positionen angeordnet, welche sich von denen des Paars von Verbindungsabschnitten 57A unterscheiden. Die Verbindungsabschnitte 53A des Paars sind auf beiden Seiten der Mittellinie CLA verteilt und angeordnet. Insbesondere sind die Verbindungsabschnitte 53A des Paars hierbei an symmetrischen Positionen in Bezug auf die Mittellinie CLA angeordnet. Daher sind der elastische Abschnitt 52A und der bewegbare Spiegel 5A in Bezug auf eine gerade Linie, welche das Paar von Verbindungsabschnitten 53A miteinander verbindet, in ihrer Gesamtheit symmetrisch gebildet.
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Des Weiteren weist in dem in 45(b) veranschaulichten Beispiel der bewegbare Spiegel 5A drei verbindende Abschnitte 53C auf. Die drei Verbindungsabschnitte 53C sind an Positionen angeordnet, welche sich von denen der Verbindungsabschnitte 57C des Paars unterscheiden. Hierbei sind ein verbindender Abschnitt 53C und zwei verbindende Abschnitte 53C der drei Verbindungsabschnitte 53C auf beiden Seiten der Mittellinie CLC verteilt und angeordnet. Analog dazu weist in dem in 45(c) veranschaulichten Beispiel der bewegbare Spiegel 5A vier verbindende Abschnitte 53C auf. Die vier Verbindungsabschnitte 53C sind an Positionen angeordnet, welche sich von denen der Verbindungsabschnitte 57C des Paars unterscheiden. Hierbei sind die vier Verbindungsabschnitte 53C derart verteilt, dass zwei auf jeder Seite der Mittellinie CLC angeordnet sind.
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Indes kann der bewegbare Spiegel 5A wie in 18(a) veranschaulicht, eine Vielzahl von elastischen Abschnitten 52A aufweisen. Hierbei weist der bewegbare Spiegel 5A ein Paar elastischer Abschnitte 52A auf. Das Paar elastischer Abschnitte 52A sind individuell ausgebildet, um eine kreisförmige Plattenform aufzuweisen, und sind in Bezug aufeinander konzentrisch angeordnet. Mit anderen Worten ist ein elastischer Abschnitt 52A hierbei derart bereitgestellt, dass der Spiegelabschnitt 51A umgeben ist, und der anderen elastische Abschnitt 52A ist derart bereitgestellt, dass der eine elastische Abschnitt 52A und der Spiegelabschnitt 51A umgeben sind. Jeder der elastischen Abschnitte 52A bildet den ringförmigen Bereich CAA.
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Andererseits ist der elastische Abschnitt 52A nicht auf eine kreisförmige Plattenform beschränkt und kann wie in 18(b) eine elliptische Plattenform aufweisen. Das heißt, bei Betrachtung in einer die Spiegelfläche 51aA schneidenden Richtung (XA-Achsenrichtung) kann der elastische Abschnitt 52A eine elliptische Form aufweisen. Hierbei ist ein Verbindungsabschnitte 53A an Positionen entsprechend der Längsachse der Ellipse des elastischen Abschnitts 52A angeordnet. Des Weiteren ist ein Paar Verbindungsabschnitte 57A an Positionen entsprechend der kurzen Achse der Ellipse des elastischen Abschnitts 52A angeordnet.
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Die Beschreibung von Modifikationsbeispielen des elastischen Abschnitts 52A wird fortgeführt. In dem in 19(a) veranschaulichten Beispiel weist der bewegbare Spiegel 5A ein Paar elastischer Abschnitte 52A, welches eine rechteckige Plattenform aufweist, und ein Paar plattenartiger Verbindungsabschnitte 58A auf, welche die elastischen Abschnitte 52A miteinander verbindet. Die elastischen Abschnitte 52A sind auf beiden Seiten des Spiegelabschnitts 51A derart angeordnet, dass der Spiegelabschnitt 51A dazwischen in der YA-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen ist. Die elastischen Abschnitte 52A erstrecken sich in der ZA-Achsenrichtung in einer zu den Trägerabschnitten 56A im Wesentlichen parallelen Weise. Die Verbindungsabschnitte 52A sind auf beiden Endabschnitten der elastischen Abschnitte 52A in der Längsrichtung bereitgestellt und verbinden die elastischen Abschnitte 52A miteinander. Dementsprechend ist der ringförmige Bereich CAA mit einer rechteckig-ringförmigen Form durch die elastischen Abschnitte 52A und die Verbindungsabschnitte 58A ausgebildet. Hierbei verbindet ein einzelner Verbindungsabschnitt 53A mittels der Verbindungsabschnitte 52A die elastischen Abschnitte 52A und den Spiegelabschnitt 51A miteinander.
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Des Weiteren weist der bewegbare Spiegel 5A wie auch in dem in 19(b) veranschaulichten Beispiel ein Paar elastischer Abschnitte 52A auf. Hierbei sind die elastischen Abschnitte 52A auf beiden Seiten des Spiegelabschnitts 51A derart angeordnet, dass der Spiegelabschnitt 51A dazwischen in der ZA-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen ist. Jeder der elastischen Abschnitte 52A ist ausgebildet, um eine wellenförmige Plattenform aufzuweisen. Das heißt, bei Betrachtung in der XA-Achsenrichtung weisen die elastischen Abschnitte 52A eine Wellenform (hier: eine wellenförmige rechteckige Form) auf. Die elastischen Abschnitte 52A sind jeweils mit den Trägerabschnitten 56A an beiden Endabschnitten davon verbunden. Dementsprechend ist der ringförmige Bereich CAA hierbei mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form durch die elastischen Abschnitte 52A und die Trägerabschnitte 56A ausgebildet. Des Weiteren verbindet der Verbindungsabschnitt 53A hierbei die Trägerabschnitte 56A und den Spiegelabschnitt 51A miteinander. Auf diese Weise kann der Spiegelabschnitt 51A mit den Trägerabschnitten 56A verbunden werden.
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Des Weiteren weist der bewegbare Spiegel 5A auch in dem in 19(c) veranschaulichten Beispiel ein Paar elastischer Abschnitte 52A auf. Auch in diesem Fall sind die elastischen Abschnitte 52A auf beiden Seiten des Spiegelabschnitts 51A derart angeordnet, dass der Spiegelabschnitt 51A dazwischen in der ZA-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen ist. Jeder der elastischen Abschnitte 52C ist ausgebildet, um eine V-Plattenform aufzuweisen. Das heißt, bei Betrachtung in der XA-Achsenrichtung weisen die elastischen Abschnitte 52A eine V-Form auf. Die elastischen Abschnitte 52A sind jeweils mit den Trägerabschnitten 56A an beiden Endabschnitten davon verbunden. Dementsprechend ist der ringförmige Bereich CAA hierbei mit einer im Wesentlichen rechteckigen Form durch die elastischen Abschnitte 52A und die Trägerabschnitte 56A ausgebildet. Auch in diesem Fall verbindet der Verbindungsabschnitt 53A die Trägerabschnitte 56A und den Spiegelabschnitt 51A miteinander.
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Des Weiteren können in dem in 20(a) veranschaulichten Beispiel die elastischen Abschnitte 52A bei Betrachtung in der XA-Achsenrichtung ausgebildet sein, um eine Ringform durch ein Paar halbkreisförmige Abschnitte in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnet sind, und ein Paar linearer Abschnitte aufzuweisen, welches die halbkreisförmigen Abschnitte miteinander verbindet. Alternativ können die elastischen Abschnitte 52A wie in 20(b) veranschaulicht bei Betrachtung in der XA-Achsenrichtung ausgebildet sein, um eine Ringform durch halbkreisförmige Abschnitte eines Paars, welche gleichsinnig zueinander angeordnet sind, und ein Paar linearer Abschnitte aufzuweisen, welches die halbkreisförmigen Abschnitte miteinander verbindet.
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Des Weiteren können die elastischen Abschnitte 52A wie in 21 veranschaulicht bei Betrachtung in der XA-Achsenrichtung ausgebildet sein, um eine Form aufzuweisen, in welcher ein Teil des Kreises ausgeschnitten ist. In dem in 21(a) veranschaulichten Beispiel weisen die elastischen Abschnitte 52A eine Form auf, in welcher ein Paar ausgeschnittener Abschnitte 52cA auf beiden Seiten der Mittellinie CLA in Bezug auf den Kreis bereitgestellt ist. Das heißt, die elastischen Abschnitte 52A sind hierbei aus einem Paar Kreisbogenteile 52dA gebildet, welche über die ausgeschnittenen Abschnitte 52cA hinweg voneinander getrennt sind. Die Verbindungsabschnitte 53A verbinden die elastischen Abschnitte 52A und den Spiegelabschnitt 51A an Endabschnitten jedes der Kreisbogenteile 52dA miteinander. Dementsprechend ist ein ringförmiger Bereich CAA hierbei durch ein kreisförmiges Bogenteil 52dA, das Paar Verbindungsabschnitte 53A, welches mit dem einen kreisförmigen Bogenteil 52dA verbunden ist, und den Spiegelabschnitt 51A ausgebildet.
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In dem in den 21(b) und 21(c) veranschaulichten Beispiel ist der elastische Abschnitt 52A aus einem einzelnen kreisförmigen Bogenteil 52dA durch einen einzelnen ausgeschnittenen Abschnitt 52cA gebildet. Die Verbindungsabschnitte 53A verbinden den elastischen Abschnitt 52A und den Spiegelabschnitt 51A an Endabschnitten des elastischen Abschnitts 52C miteinander. Dementsprechend ist der ringförmige Bereich CAA hierbei durch den elastischen Abschnitt 52A, das Paar Verbindungsabschnitte 53A und den Spiegelabschnitt 51A ausgebildet. Hierbei verbinden die Verbindungsabschnitte 53A mittels des ausgeschnittenen Abschnitts 52cA die Trägerabschnitte 56A und den Spiegelabschnitt 51A miteinander. Das heißt, der Spiegelabschnitt 51A kann direkt mit den Trägerabschnitten 56A verbunden sein.
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In dem in 22(a) veranschaulichten Beispiel sind die Formen der Sicherungsabschnitte 55A verändert. Dabei erstrecken sich die Sicherungsabschnitte 55A von dem Schenkelabschnitt 54A in eine Richtung (negative ZA-Achsenrichtung) entgegengesetzt den Verbindungsabschnitten 57A und enden. Das bedeutet, der Sicherungsabschnitt 55A umfasst einen Endabschnitt 55cA. Der Sicherungsabschnitt 55A umfasst ferner einen vorstehenden Abschnitt 55dA, der zur Seite des anderen Sicherungsabschnitts 57A des Endabschnitts 55cA vorsteht. Der vorstehende Abschnitt 55dA beinhaltet die geneigte Fläche 55bA. Der Endabschnitt 55cA und die geneigte Fläche 55bA sind einander in ZA-Achsenrichtung zugewandt.
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Die Endabschnitte 55cA kommen in Kontakt mit Umfangskantenabschnitten der Öffnung 31bA der Hauptfläche BsA. Indes kommen die geneigten Flächen 55bA mit den Kantenabschnitten der Öffnung 31bA an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA in Kontakt. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55A mit dem Montagebereich 31A derart gesichert, dass der Montagebereich 31A sandwichartig zwischen diesen in ZA-Achsenrichtung aufgenommen wird. Das bedeutet, dass auch in diesem Fall, der Trägerabschnitt 56A den Sicherungsabschnitt 55A beinhaltet, der gebogen wird, um in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bA in einer die Hauptfläche BsA schneidenden Richtung zu kommen. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels 5A von der Basis BA in der ZA-Achsenrichtung unterbunden.
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Bei dem in 22(b) gezeigten Beispiel hat der Sicherungsabschnitt 55A die geneigte Fläche 55aA, wird gebogen, um zu der Seite des Verbindungsabschnitts 57A an der Seite des distalen Endes der geneigten Fläche 55aA zurückgefaltet zu werden, und wird terminiert. Das bedeutet, der Sicherungsabschnitt 55A beinhaltet den Endabschnitt 55cA. Der Endabschnitt 55cA und die geneigte Fläche 55aA sind einander in ZA-Achsenrichtung zugewandt.
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Die Endabschnitte 55cA kommen in Kontakt mit Umfangskantenabschnitten der Öffnung 31bA an einer Fläche an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA. Indes kommen die geneigten Flächen 55aA mit den Kantenabschnitten der Öffnung 31bA an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsA in Kontakt. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55A mit dem Montagebereich 31A derart gesichert, dass der Montagebereich 31A sandwichartig zwischen diesen in ZA-Achsenrichtung aufgenommen wird. Das bedeutet, dass auch in diesem Fall, der Trägerabschnitt 56A den Sicherungsabschnitt 55A beinhaltet, der gebogen wird, um in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bA in einer die Hauptfläche BsA schneidenden Richtung zu kommen. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels 5A von der Basis BA in der ZA-Achsenrichtung unterbunden.
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Im Anschluss werden Modifizierungsbeispiele des bewegbaren Spiegels 5AA beschrieben, der in 15 veranschaulicht ist. Der in 23(a) veranschaulichte, bewegbare Spiegel 5AA weist ferner in Paar von Bügelabschnitten 59A auf. Hinzu kommt, dass hierbei der elastische Abschnitt 52A aus der halbkreisförmigen Blattfeder 52aA und der Blattfeder 52bA gebildet ist. Die Blattfedern 52aA und 52bA sind in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnet und miteinander durch den Trägerabschnitt 56AA (Sicherungsabschnitt 55A) verbunden. Dementsprechend wird dabei von den elastischen Abschnitten 52A und den Trägerabschnitten 56AA der ringförmige Bereich CAA gebildet, der eine im Wesentlichen elliptische Form hat.
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Die Bügelabschnitte 59A sind an der Innenseite des ringförmigen Bereichs CAA angeordnet. Die Bügelabschnitte 59A zeigen eine U-Form, und beide Enden dieser sind mit dem Trägerabschnitt 56AA verbunden. Das Paar von Trägerabschnitten 56AA und das Paar von Bügelabschnitten 59A sind in einer Reihe entlang der Mittellinie CLA angeordnet. Der Verbindungsabschnitt 53A ist mit einem Bügelabschnitt 59A verbunden. Daher verbindet der Verbindungsabschnitt 53A den Trägerabschnitt 56AA und den Spiegelabschnitt 51A miteinander, unter Zwischenschaltung des Bügelabschnitts 59A. Bei diesem bewegbaren Spiegel 5AA, können die elastischen Abschnitte 52A dahingehend elastisch verformt werden, um in YA-Achsenrichtung zusammengedrückt zu werden, wenn eine Kraft derart auf die Bügelabschnitte 59A aufgebracht wird, derart, dass die Bügelabschnitte 59A sich in einem Zustand aneinander annähern, bei dem das Paar von Bügelabschnitten gehalten wird.
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Wie in 23(b) gezeigt, kann der Bügelabschnitt 59A in dem elastischen Abschnitt 52A vorgesehen sein. Dabei steht der Bügelabschnitt 59A von dem ringförmigen Bereich CAA nach außen vor. Die Bügelabschnitte 59A des Paars werden an beiden Seiten der Mittellinie CLA angeordnet und verteilt. Insbesondere sind die Bügelabschnitte 59A des Paars an symmetrischen Positionen bezüglich der Mittellinie CLA angeordnet. Bei diesem bewegbaren Spiegel 5AA können beispielsweise dann, wenn eine Kraft auf die Bügelabschnitte 59A derart aufgebracht wird, dass die Bügelabschnitte 59A voneinander in einem Zustand getrennt werden, in dem das Paar von Bügelabschnitten 59A gehalten wird, die elastischen Abschnitte 52A elastisch verformt werden, um in YA-Achsenrichtung zusammengedrückt zu werden.
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Wie in 23(c) gezeigt, wenn das Paar von Trägerabschnitten 56AA und das Paar von Bügelabschnitten 59A in einer Reihe entlang der Mittellinie CLA angeordnet sind, können die Bügelabschnitte 59A derart mit den Trägerabschnitten 56AA verbunden werden, dass sie von dem ringförmigen Bereich CAA nach außen vorstehen.
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Im Anschluss werden Modifikationsbeispiele der in 4 veranschaulichten Öffnung 31bA beschrieben. Wie in 24(a) veranschaulicht kann die Form der Öffnung 31bA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung eine dreieckige Form sein. In diesem Fall ist die Innenfläche der Öffnung 31bA aus dem Paar geneigter Flächen SLA und der Bezugsfläche SRA gebildet. Hierbei sind eine Enden SLaA der geneigten Flächen SLA miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die Bezugsfläche SRA definiert ist.
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In dem in 24(b) veranschaulichten Beispiel ist die Form der Öffnung 31bA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung eine sechseckige Form. In diesem Fall weist die Innenfläche der Öffnung 31bA ein Paar geneigter Flächen SLA und ein Paar geneigter Flächen SKA auf, welches zu den geneigten Flächen SLA gegenüberliegenden Seiten hin geneigt ist. Die geneigten Flächen SKA des Paars sind derart geneigt, dass sich der Abstand dazwischen von einem Ende SkaA zu dem anderen Ende SKbA hin vergrößert. Hierbei sind das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA und das andere Ende SKbA der geneigten Fläche SKA miteinander verbunden und bilden einen Eckabschnitt. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist. Hierbei kommt ein Sicherungsabschnitt 55A bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung an zwei Punkten mit der Innenfläche der Öffnung 31bA in Kontakt.
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Wie in 24(c) veranschaulicht können die geneigten Flächen SLA gewölbte Flächen sein. In diesem Fall sind die geneigten Flächen SLA des Paars derart geneigt und gewölbt, dass sich der Abstand dazwischen von einem Ende SLaA zu dem anderen Ende SLbA hin vergrößert. Hierbei ist die geneigte Fläche SLA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung derart gewölbt, dass sich die Neigung einer Tangentiallinie der geneigten Fläche SLA in Bezug auf die XA-Achse von dem einen Ende SLaA zu dem anderen Ende SLbA hin schrittweise erhöht. Die geneigte Fläche SLA ist gewölbt, um nach innen zu der Öffnung 31bA hin zu ragen. Auch und selbst in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die Bezugsfläche SRA definiert ist.
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In dem in 25(a) veranschaulichten Beispiel weisen sowohl die geneigte Fläche SLA als auch die geneigte Fläche SKA eine nach innen zu der Öffnung 31bC hin ragende, gewölbte Fläche auf. Des Weiteren sind das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA und das andere Ende SKbA der geneigten Fläche SKA mittels einer Verbindungsfläche, welche sich in der XC-Achsenrichtung erstreckt, miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist.
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In dem in 25(b) veranschaulichten Beispiel ist die Öffnung 31bA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung in zwei Teile 31pA aufgeteilt. Jeder der zwei Teile 31pA weist die geneigte Fläche SLA und die Bezugsfläche SRA auf. Das heißt, die Bezugsfläche SRA ist hierbei auch in zwei Teile aufgeteilt. Bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung erstreckt sich die Bezugsfläche SRA in ihrer Gesamtheit jedoch entlang der Bezugslinie BLC, welche das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA eines Teils 31pA und das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA des anderen Teils 31pA miteinander verbindet. In diesem Fall ist ein Sicherungsabschnitt 55A in den einen Teil 31pA der Öffnung 31bA eingeführt. Dann kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die Bezugsfläche SRA definiert ist.
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Auch in dem in 25(c) veranschaulichten Beispiel ist die Öffnung 31bA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung in zwei Teile 31pA aufgeteilt. Jeder der zwei Teile 31pA weist die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA auf. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist.
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In dem in 26(a) veranschaulichten Beispiel ist die Form der Öffnung 31bA bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung eine rhombische Form. Hierbei ist die Innenfläche der Öffnung 31bA aus den geneigten Flächen SLA und den geneigten Flächen SKA gebildet. Das heißt, zusätzlich dazu, dass die geneigten Flächen SLA und die geneigten Flächen SKA miteinander verbunden sind, sind hierbei eine Enden SLaA der geneigten Flächen SLA miteinander verbunden und eine Enden SkaA der geneigten Flächen SKA sind miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist.
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Darüber hinaus sind in dem in 56(b) veranschaulichten Beispiel das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA und das andere Ende SKbA der geneigten Fläche SKA mittels einer Verbindungsfläche, welche sich in der XA-Achsenrichtung erstreckt, miteinander verbunden. Des Weiteren sind eine Enden SLaA der geneigten Flächen SLA miteinander verbunden und eine Enden SkaA der geneigten Flächen SKA sind miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5A sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist.
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Hierbei wurde in der vorstehenden Beschreibung ein Fall, in dem der Sicherungsabschnitt 55A in die Öffnung 31bA eingeführt wird, nachdem der Spalt zwischen den Trägerabschnitten 56A entsprechend den elastischen Abschnitten 52A, welche elastisch verformt werden, um in der zugewandten Richtung der Trägerabschnitte 56A komprimiert zu werden, verkleinert wird, beispielhaft beschrieben. Es ist jedoch möglich, ein Modifikationsbeispiel zum Einsatz zu bringen, in welchem der Sicherungsabschnitt 55A in die Öffnung 31bA eingeführt wird, nachdem der Spalt zwischen den Trägerabschnitten 56A vergrößert wird.
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Das heißt, der bewegbare Spiegel 5A und die Öffnung 31bA können wie in den 27 und 28 veranschaulicht verformt werden. In dem Beispiel von 27 weist der Trägerabschnitt 56A den Schenkelabschnitt 54A und den Sicherungsabschnitt 55A auf. Die Biegungsrichtung des Sicherungsabschnitts 55A unterscheidet sich jedoch von der des Beispiels in 2. Die Sicherungsabschnitte 55A sind gebogen, um in der zugewandten Richtung zwischen den Trägerabschnitten 56A des Paars zu gegenüberliegenden Seiten hin zu ragen. Dann weisen die Sicherungsabschnitte 55A die geneigten Flächen 55aA und die geneigten Flächen 55bA als einander zwischen den Trägerabschnitten 56A des Paars zugewandte Flächen (Innenflächen) auf.
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Die geneigten Flächen 55aA sind in einer von den Verbindungsabschnitten 57A wegführenden Richtung (der negativen ZA-Achsenrichtung) voneinander weg geneigt. Des Weiteren sind die geneigten Flächen 55bA in der negativen ZA-Achsenrichtung zueinander hin geneigt. Der Betrag für den Neigungswinkel davon in Bezug auf die Za-Achse ähnelt dem des vorangehenden Beispiels. Hierbei ist ein Bügelabschnitt 59A für jeden der Trägerabschnitte 56A bereitgestellt. Die Bügelabschnitte 56A sind derart angeordnet, dass der Spiegelabschnitt 51A und der elastische Abschnitt 52A dazwischen in der YA-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen sind. Die Bügelabschnitte 59A und die Verbindungsabschnitte 57A sind in einer Reihe entlang der Mittellinie CLA angeordnet.
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In dem Beispiel von 27(a) ist der Bügelabschnitt 59A ausgebildet, um eine U-Form aufzuweisen, und ein Lochabschnitt 59sA ist zwischen dem Bügelabschnitt 59A und dem Trägerabschnitt 56A ausgebildet. Daher kann eine Kraft, beispielsweise wenn Arme in die Lochabschnitte 59sA eingeführt werden, auf die Bügelabschnitte 59A derart aufgebracht werden, dass der Spalt zwischen den Trägerabschnitten 56A vergrößert wird. Des Weiteren sind die Bügelabschnitte 59A in dem Beispiel von 27(b) linear ausgebildet. Daher kann eine Kraft, wenn die Bügelabschnitte 59A ergriffen werden, auf die Bügelabschnitte 59A derart aufgebracht werden, dass der Spalt zwischen den Trägerabschnitten 56A vergrößert wird. In diesen Fällen wird der elastische Abschnitt 52A elastisch verformt, um in der YA-Achsenrichtung gedehnt zu werden.
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Dementsprechend kann die Öffnung 31bA wie in 28 veranschaulicht verformt werden. In dem Beispiel von 28(a) ist die Öffnung 31bA in zwei dreieckige Teile 31pA aufgeteilt. In dem in 27 veranschaulichten bewegbaren Spiegel 5A werden die Sicherungsabschnitte 55A zueinander verlagert, wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52A in einem Zustand, in dem die Sicherungsabschnitte 55A in die Öffnung 31bA eingeführt sind, teilweise aufgehoben wird. Um eine Selbstausrichtung unter Verwendung dieser Verlagerung auszuführen, ist die geneigte Fläche SLA in jedem der Teile 31pA der Öffnung 31bA als Fläche des Montagebereichs 31A auf der mittleren Seite in der YA-Achsenrichtung ausgebildet.
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Die geneigte Fläche SLA weist ein Ende SLaA und das andere Ende SLbA auf. Das eine Ende SLaA und das andere Ende SLbA sind bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung beide Endabschnitte der geneigten Fläche SLA. Die geneigten Flächen SLA des Paars sind derart geneigt, dass der Abstand dazwischen von dem einen Ende SLaA zu dem anderen Ende SLbA hin (zum Beispiel in Bezug auf die XA-Achse) verringert wird. Bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung erstreckt sich die die Bezugsfläche SRA jedes der Teile 31pA entlang der Bezugslinie BLA, welche das andere Ende SLbA einer geneigten Fläche SLA und das andere Ende SLbA der anderen geneigten Fläche SLA miteinander verbindet.
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Daher gleiten die Sicherungsabschnitte 55A, wenn das Paar Sicherungsabschnitte 55A innerhalb der Öffnung 31bA angeordnet ist, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft von den geneigten Flächen SLA in der XA-Achsenrichtung auf den geneigten Flächen SLA in Richtung der Bezugsfläche SRA und liegen an der Bezugsfläche SRA an und stehen gleichzeitig mit den geneigten Flächen SLA in Kontakt. Dementsprechend kommen die Sicherungsabschnitte 55A innenseitig mit den Eckabschnitten in Kontakt, welche durch die geneigten Flächen SLA und die Bezugsfläche SRA definiert sind, und werden sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet (aufgrund einer elastischen Kraft selbstausgerichtet).
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In dem Beispiel von 58(b) ist die Öffnung 31bA in zwei rhombische Teile 31pA aufgeteilt. Die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA sind in jedem der Teile 31pA der Öffnung 31bA als ein Paar Flächen des Montagebereichs 31A auf der mittleren Seite in der YA-Achsenrichtung ausgebildet. Beim Fokussieren auf einen Teil 31pA sind die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SLA zu einander gegenüberliegenden Seiten hin geneigt. Die geneigten Flächen SKA sind derart geneigt, dass der Abstand dazwischen von einen Enden SkaA zu den anderen Enden SKbA verringert wird. Hierbei sind das andere Ende SLbA der geneigten Fläche SLA und das andere Ende SKbA der geneigten Fläche SKA miteinander verbunden und bilden einen Eckabschnitt. Auch in diesem Fall wird er sowohl in der XA-Achsenrichtung als auch in der YA-Achsenrichtung positionsausgerichtet (aufgrund einer elastischen Kraft selbstausgerichtet), wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLA und die geneigte Fläche SKA definiert ist.
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Im Vorangehenden wurden verschiedene Modifikationsbeispiele der bewegbaren Spiegel 5A und 5AAund die Öffnung 31bA beschrieben. Die Modifikationsbeispiele für die bewegbaren Spiegel 5A und 5AAund die Öffnung 31bA sind jedoch nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Beispielsweise können die bewegbaren Spiegel 5A und 5AA und die Öffnung 31bA als weiteres Modifikationsbeispiel durch Ersetzen beliebiger Teile in den vorangehenden Modifikationsbeispielen miteinander gebildet sein. Dasselbe gilt für den festen Spiegel 6A und die Öffnung 37aA.
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Darüber hinaus wurden in der vorangehenden Ausführungsform ein bewegbarer Spiegel und ein fester Spiegel als Beispiele für auf der Basis BA zu montierende optische Elemente beschrieben. In diesem Beispiel ist die optische Fläche beispielsweise eine Spiegelfläche. Das optische Element, welches ein Montageobjekt wird, ist jedoch nicht auf einen Spiegel beschränkt. Zum Beispiel kann ein beliebiges Element wie etwa ein Gitter, ein optischer Filter oder dergleichen in Anwendung gebracht werden.
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Des Weiteren sind die Formen der Spiegelabschnitte 51A und 61A sowie der Spiegelflächen 51aC und 61aA nicht auf eine Kreisform beschränkt und können eine rechteckige Form oder andere Formen sein. Im Folgenden sind Anhänge der vorangehenden ersten Ausführungsform aufgeführt.
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[Anhang 1]
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Lichtmodul, aufweisend:
- ein optisches Element; und
- eine Basis, auf welcher das optische Element montiert ist, wobei
- das optische Element aufweist: einen optischen Abschnitt, welcher eine optische Fläche aufweist, einen elastischen Abschnitt, welcher um den optischen Abschnitt herum derart bereitgestellt ist, dass ein ringförmiger Bereich gebildet wird; und ein Paar Trägerabschnitte, die derart bereitgestellt sind, dass der optische Abschnitt in einer ersten Richtung entlang der optischen Fläche sandwichartig aufgenommen wird, und in der ein eine elastische Kraft aufgebracht wird, und ein Abstand zwischen diesen gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts geändert werden kann,
- die Basis eine Hauptfläche und einen Montagebereich aufweist, in welchem eine Öffnung bereitgestellt ist, welche mit der Hauptfläche kommuniziert,
- die Trägerabschnitte in einem Zustand in die Öffnung eingeführt werden, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts wirkt, und
- das optische Element durch eine Reaktionskraft der elastischen Kraft, welche von einer Innenfläche der Öffnung auf den Sicherungsabschnitt in einem Zustand aufgebracht ist, in dem die optische Fläche die Hauptfläche schneidet, in dem Montagebereich gelagert wird.
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[Anhang 2]
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Lichtmodul nach Anhang 1, wobei
die Basis eine Tragschicht und eine Vorrichtungsschicht aufweist, welche auf der Tragschicht bereitgestellt ist, und die Hauptfläche und den Montagebereich aufweist,
die Öffnung die Vorrichtungsschicht in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung durchdringt, und
der Trägerabschnitt einen Sicherungsabschnitt aufweist, der gebogen wird, um in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten der Öffnung in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung zu kommen.
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[Anhang 3]
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Lichtmodul nach Anhang 1 oder 2, wobei
die Innenfläche der Öffnung ein Paar geneigter Flächen, welches derart geneigt ist, dass sich ein Abstand dazwischen bei Betrachtung in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung von einem Enden zu dem andern Ende hin vergrößert, und eine Bezugsfläche aufweist, welche sich entlang einer Bezugslinie erstreckt, welche das andere Ende einer geneigten Fläche und das andere Ende der anderen geneigten Fläche miteinander verbindet.
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[Anhang 4]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 1 bis 3, wobei
das optische Element einen ersten Verbindungsabschnitt aufweist, der den optischen Abschnitt und den elastischen Abschnitt miteinander verbindet.
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[Anhang 5]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 1 bis 4, wobei
der elastische Abschnitt den ringförmigen Bereich durch Ausbilden in einer Ringform derart bildet, dass der optische Abschnitt in einer zweiten, die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet umgeben wird.
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[Anhang 6]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 1 bis 5, wobei
der Trägerabschnitt einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist, der mit dem elastischen Abschnitt verbunden ist, und einen Schenkelabschnitt, der sich entlang einer dritten Richtung von dem zweiten Verbindungsabschnitt über die optische Fläche erstreckt und die erste Richtung und die zweite Richtung schneidet, und in die Öffnung eingesetzt wird.
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[Anhang 7]
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Lichtmodul nach Anhang 2, ferner aufweisend:
- einen festen Spiegel, welcher in der Tragschicht, der Vorrichtungsschicht oder einer Zwischenschicht montiert ist, und
- einen Strahlteiler, welcher in der Tragschicht, der Vorrichtungsschicht oder der Zwischenschicht montiert ist, wobei
- das optische Element ein bewegbarer Spiegel ist, welcher die optische Fläche aufweist, welche als Spiegelfläche dient,
- die Vorrichtungsschicht einen Ansteuerbereich aufweist, welcher mit dem Montagebereich verbunden ist, und
- der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler derart angeordnet sind, dass ein optisches Interferenzsystem gebildet ist.
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[Anhang 8]
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Lichtmodul nach Anhang 7, wobei
die Basis die Zwischenschicht aufweist, die zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht vorgesehen ist;
die Tragschicht eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats ist;
die Vorrichtungsschicht eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats ist; und
die Zwischenschicht eine Isolierschicht des SOI-Substrats ist.
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[Anhang 9]
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Lichtmodul nach Anhang 7 oder Anhang 8, ferner aufweisend:
eine Lichteinfallseinheit, welche derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem einfällt; und
eine Lichtemissionseinheit, welche derart angeordnet ist, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außen emittiert wird.
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[Zweite Ausführungsform]
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Lichtmodule, in welchen ein optisches Interferenzsystem auf einem Silizium-auf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat) durch eine Technologie für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) ausgebildet ist, sind bekannt (siehe zum Beispiel die ungeprüfte Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2012-524295). Derartige Lichtmodule haben Aufsehen erregt, da sie Nutzern ein Fourier-Transform-Infrarotspektrometer (FTIR) bereitstellen können, in welchem eine hochpräzise optische Disposition verwirklicht ist.
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Die Beschreibung der US-Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 2002/0186477 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems. In diesem Verfahren werden zuerst ein Template-Substrat und eine optische Bank hergestellt. Ein Ausrichtungsschlitz wird in dem Template-Substrat durch Ätzen gebildet. Ein Bondpad wird auf einer Hauptfläche der optischen Bank angeordnet. Anschließend wird das Template-Substrat an der Hauptfläche der optischen Bank derart angebracht, dass der Ausrichtungsschlitz auf dem Bondpad angeordnet wird. Anschließend wird ein optisches Element in den Ausrichtungsschlitz eingeführt und gleichzeitig entlang einer Seitenwand des Ausrichtungsschlitzes positionsausgerichtet und wird auf dem Bondpad positioniert. Dann wird das optische Element durch ein Wiederaufschmelzen des Bondpads an die optische Bank gebondet.
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Die oben genannten Lichtmodule haben jedoch das folgende Problem, dass die Größe eines bewegbaren Spiegels zum Beispiel von einem Tiefschneide-Fertigstellungsgrad in Bezug auf ein SOI-Substrat abhängt. Das heißt, da der Tiefschneide-Fertigstellungsgrad in Bezug auf ein SOI-Substrat maximal ungefähr 500 µm beträgt, unterliegt die Vergrößerung eines bewegbaren Spiegels zum Zweck der Verbesserung der Empfindlichkeit eines FTIR gewissen Grenzen. Hierbei kann eine Technologie zur Montage eines separat ausgebildeten bewegbaren Spiegels in einer Vorrichtungsschicht (zum Beispiel einer Schicht eines SOI-Substrats, in welcher ein Ansteuerbereich ausgebildet ist) in Erwägung gezogen werden.
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In einem Fall hingegen bei dem der in Patentliteratur 2 offenbarte Prozess verwendet wird, wenn die MEMS-Vorrichtung hergestellt wird, die in der ungeprüften Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2012-524295 hergestellt wird, wird ein optisches Element, wie etwa ein bewegbarer Spiegel aufgrund eines Wiederaufschmelzens eines Bondpads, das in einem bewegbaren Montagebereich montiert werden soll, der mit einem Aktuator verbunden ist, gebondet. In diesem Fall bestehen jedoch Bedenken, dass wenn eine Nutzungsmenge, ein Formbereich oder dergleichen eines Bondpads nicht ausreichend kontrolliert werden, das Bonden des Bondpads das Ansteuern des Bereichs beeinträchtigen könnte. Es gibt daher Fälle, bei denen das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2012-524295 offenbarte Verfahren abhängig von den Eigenschaften eines Montagebereichs eines optischen Elements nicht zur Anwendung kommen kann.
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Eine Aufgabe eines weiteren Aspekts der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Lichtmodul, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben anzugeben.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Lichtmodul angegeben, das ein optisches Element und eine Basis aufweist, an der das optische Element montiert ist. Das optische Element weist einen optischen Abschnitt mit einer optischen Fläche, einen elastischen Abschnitt, der elastisch verformt werden kann, und ein Paar Trägerabschnitte auf, die bereitgestellt sind, umeinander zugewandt zu sein und auf die eine elastische Kraft aufgebracht wird und bei denen ein Abstand dazwischen entsprechend einer elastischen Verformung des elastischen Abschnitts veränderbar ist, und einen Bügel, der dazu verwendet wird, um den elastischen Abschnitt zu veranlassen, elastisch derart verformt zu werden, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten des Paars geändert wird. Die Basis weist eine Hauptfläche und einen Montagebereich auf, in welchem eine Öffnung bereitgestellt ist, welche mit der Hauptfläche kommuniziert. Das Paar von Trägerabschnitten wird in die Öffnung in einem Zustand eingeführt, bei dem von einer Innenfläche der Öffnung eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts aufgebracht wird. Das optische Element wird in dem Montagebereich durch eine Reaktionskraft der elastischen Kraft gelagert, die von einer Innenfläche der Öffnung aufgebracht wurde. Der Bügel wird an einer Seite in einer Richtung positioniert, die die Hauptfläche schneidet, bezüglich dem optischen Abschnitt und dem Paar von Trägerabschnitten in einem Zustand, bei dem das optische Element in dem Montagebereich montiert wird.
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In diesem Lichtmodul weist das optische Element den elastischen Abschnitt und das Paar Trägerabschnitte auf, in welchem der Abstand dazwischen entsprechend einer elastischen Verformung des elastischen Abschnitts veränderbar ist. Indes ist die Öffnung, welche mit der Hauptfläche kommuniziert, in dem Montagebereich der Basis ausgebildet, auf welcher das optische Element montiert ist. Daher vergrößert sich der Abstand zwischen den Trägerabschnitten innerhalb der Öffnung beispielsweise, wenn die Trägerabschnitte in einem Zustand, in dem der elastische Abschnitt derart verformt ist, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten verringert ist, in die Öffnung eingeführt werden und wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts teilweise aufgehoben ist, sodass die Trägerabschnitte mit der Innenfläche der Öffnung in Kontakt gebracht werden können. Dementsprechend wird das optische Element aufgrund einer Reaktionskraft, die von der Innenfläche der Öffnung auf die Trägerabschnitte aufgebracht wird, gelagert. Auf diese Weise wird bei diesem Lichtmodul das optische Element mithilfe einer elastischen Kraft an der Basis montiert. Daher ist es möglich, die Verwendungsmenge eines Bondmittels zu verringern oder den Bedarf an Bondmittel zu beseitigen, so dass es möglich ist, das optische Element ohne Berücksichtigung eines Bondmittels oder dergleichen, d.h. unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs, zuverlässig zu montieren.
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Ferner weist bei diesem Lichtmodul das optische Element den Bügel auf, der dazu verwendet wird, den elastischen Abschnitt zu veranlassen, sich elastisch zu verformen, so dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten des Paars verändert. Dieser Bügel ist an einer Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung bezüglich dem optischen Abschnitt und dem Paar von Trägerabschnitten positioniert, in einem Zustand, bei dem das optische Element in dem Montagebereich montiert ist. Daher ist es unwahrscheinlich, wenn das Paar von Trägerabschnitten in einem Zustand in die Öffnung eingesetzt wird, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten des Paars geändert wird, indem der elastische Teil veranlasst wird, sich unter Verwendung des Bügels elastisch zu verformen, dass der optische Abschnitt ein Funktionieren behindert. Daher kann das optische Element leicht an der Basis montiert werden. Somit ist es gemäß diesem Lichtmodul möglich, den Schritt zum Montieren des Lichtmoduls zu vereinfachen.
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Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Bügel verwendet werden, um den Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten zu verkürzen, oder kann verwendet werden, um den Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten zu vergrößern. Dementsprechend ist es möglich, eine Konfiguration zur leichten Montage des optischen Elements zu begünstigen.
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Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Bügel ein Paar von Verlagerungsabschnitten aufweisen, zum Verändern des Abstands zwischen dem Paar von Trägerabschnitten, indem diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden, oder kann ein Paar von Verlagerungsabschnitten zum Ändern des Abstands zwischen dem Paar von Trägerabschnitten aufweisen, indem diese in einer Richtung zueinander hin verlagert werden. Dementsprechend ist es möglich, das optische Element auf einfachere Weise an der Basis zu montieren.
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Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Paar von Verlagerungsabschnitten angeordnet sein, um derart geneigt zu sein, dass ein Abstand zwischen diesen hin zu einer Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung in einer Richtung betrachtet, die senkrecht ist zu einer Richtung, die die Hauptfläche schneidet und einer Richtung in dem das Paar von Verlagerungsabschnitten einander zugewandt ist, zunimmt. Dementsprechend kann beispielsweise dann, wenn ein Bondkopf, der in einen Raum zwischen dem Paar von Verlagerungsabschnitten eingedrungen ist, an das Paar von Verlagerungsabschnitten gedrückt wird, und veranlasst wird, an dem Paar von Verlagerungsabschnitten hin zur anderen Seite in der Richtung zu gleiten, das Paar von Verlagerungsabschnitten in einer Richtung voneinander weg verlagert werden. Daher ist es möglich, den Schritt des Montierens des Lichtmoduls weiter zu vereinfachen.
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Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Bügel an der einen Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung bezüglich dem elastischen Abschnitt in einem Zustand positioniert sein, in dem das optische Element in dem Montagebereich montiert ist. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, dass der elastische Abschnitt das Funktionieren behindert, wenn das Paar von Trägerabschnitten in einem Zustand in die Öffnung eingesetzt wird, bei dem der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten verändert wird, indem der elastische Abschnitt veranlasst wird, sich mithilfe des Bügels elastisch zu verformen. Daher ist es möglich, die Montage des optischen Elements in Bezug auf die Basis zu vereinfachen.
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In dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Basis eine Tragschicht und eine Vorrichtungsschicht aufweisen, welche auf der Tragschicht bereitgestellt ist und die Hauptfläche und den Montagebereich aufweist. Die Öffnung kann die Vorrichtungsschicht in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung durchdringen. Der Trägerabschnitt kann einen Sicherungsabschnitt aufweisen, welcher gebogen ist, um mit einem Paar Randabschnitte der Öffnung in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung in Kontakt zu kommen. In diesem Fall ist der Sicherungsabschnitt an einer Position, an der der Sicherungsabschnitt mit dem Paar Randabschnitte der Öffnung in Kontakt kommt, an dem Montagebereich gesichert. Daher ist es möglich, das optische Element zuverlässiger auf der Basis zu montieren und das optische Element in einer die Hauptfläche der Basis schneidenden Richtung positionsauszurichten.
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Das Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner aufweisen einen festen Spiegel, welcher in der Tragschicht und/oder der Vorrichtungsschicht und/oder einer Zwischenschicht montiert ist, welche zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht bereitgestellt ist; und einen Strahlteiler, welcher in der Tragschicht und/oder der Vorrichtungsschicht und/oder der Zwischenschicht montiert ist. Das optische Element kann ein bewegbarer Spiegel sein, welcher die optische Fläche aufweist, welche als Spiegelfläche dient. Die Vorrichtungsschicht kann einen Ansteuerbereich aufweisen, welcher mit dem Montagebereich verbunden ist. Der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler können derart angeordnet sein, dass ein optisches Interferenzsystem gebildet ist. In diesem Fall ist es möglich, ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erlangen. Ferner ist hierbei der Montagebereich, in dem der bewegbare Spiegel montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem Ansteuerbereich verbunden und angesteuert wird. Daher wird die vorgenannte Ausgestaltung wirksamer, da es wahrscheinlich ist, dass der Montagebereich durch ein Bondmittel oder dergleichen beeinträchtigt wird.
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In dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Basis eine Zwischenschicht aufweisen, welche zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht bereitgestellt ist. Die Tragschicht kann eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats sein. Die Vorrichtungsschicht kann eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats sein. Die Zwischenschicht kann eine Isolierschicht des SOI-Substrats sein. In diesem Fall ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels in Bezug auf die Vorrichtungsschicht unter Verwendung des SOI-Substrats vorteilhaft zu verwirklichen.
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Das Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner aufweisen eine Lichteinfallseinheit, welche derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem einfällt, und eine Lichtemissionseinheit, welche derart angeordnet ist, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außen emittiert wird. In diesem Fall ist es möglich, ein FTIR, aufweisend eine Lichteinfallseinheit und eine Lichtemissionseinheit, zu erlangen.
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Ein Verfahren zur Montage des Lichtmoduls gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst einen ersten Schritt des Einsetzens des Paars von Trägerabschnitten in die Öffnung in einem Zustand, bei dem sich der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten durch Aufbringen einer Kraft auf den Bügel verändert, und einen zweiten Schritt des In-Kontakt-Bringens des Paars von Trägerabschnitten mit der Innenfläche der Öffnung und des Befestigens des optischen Elements an der Basis durch Freigeben der auf den Bügel aufgebrachten Kraft.
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Bei diesem Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls wird das optische Element mithilfe einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts an der Basis montiert. Dementsprechend ist es möglich, die Verwendungsmenge eines Bondmittels zu verringern oder den Bedarf an Bondmittel zu beseitigen, so dass es möglich ist, das optische Element ohne Berücksichtigung eines Einflusses eines Bondmittels oder dergleichen zu montieren, d.h. unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs. Das Paar von Trägerabschnitten wird in die Öffnung in einem Zustand eingesetzt, bei dem der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten durch Aufbringen einer Kraft auf den Bügel verändert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es unwahrscheinlich, dass der optische Abschnitt ein Funktionieren behindert, da der Bügel bereitgestellt ist, um an einer Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung bezüglich dem optischen Abschnitt und dem Paar von Trägerabschnitten in einem Zustand positioniert zu werden, bei dem das optische Element in dem Montagebereich montiert wird. Daher kann das Paar von Trägerabschnitten auf einfache Weise in die Öffnung eingesetzt werden, in einem Zustand, bei dem der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten geändert wird. Somit ist es gemäß diesem Verfahren zur Montage eines Lichtmoduls möglich, den Schritt zur Montage des Lichtmoduls zu vereinfachen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Lichtmodul bereitzustellen, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform eines weiteren Aspekts der vorliegenden Offenbarung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Teile, die gleich oder einander entsprechend sind, werden in jeder der Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und doppelte Teile werden weggelassen.
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[Ausgestaltung des Lichtmoduls]
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Wie in 29 veranschaulicht weist ein Lichtmodul 1B eine Basis BB auf. Die Basis BB weist eine Hauptfläche BsB auf. Die Basis BB weist eine Tragschicht 2B, eine Vorrichtungsschicht 3B, welche auf der Tragschicht 2B bereitgestellt ist, und eine Zwischenschicht 4B auf, welche zwischen der Tragschicht 2B und der Vorrichtungsschicht 3B bereitgestellt ist. Hierbei ist die Hauptfläche BsB eine Fläche der Vorrichtungsschicht 3B auf einer der Tragschicht 2B gegenüberliegenden Seite. Die Tragschicht 2B, die Vorrichtungsschicht 3B und die Zwischenschicht 4B sind aus einem SOI-Substrat gebildet. Konkret ist die Tragschicht 2B eine erste Siliziumschicht des SOI-Substrats. Die Vorrichtungsschicht 3B ist eine zweite Siliziumschicht de SOI-Substrats. Die Zwischenschicht 4B ist eine Isolierschicht des SOI-Substrats. Die Tragschicht 2B, die Vorrichtungsschicht 3B und die Zwischenschicht 4B weisen eine rechteckige Form auf, deren eine Seite bei Betrachtung in einer ZB-Achsenrichtung (einer parallel zu der ZB-Achse verlaufenden Richtung), welche eine Stapelrichtung davon ist, zum Beispiel ungefähr 10 mm beträgt. Die Dicke sowohl der Tragschicht 2B als auch der Vorrichtungsschicht 3B beträgt zum Beispiel ungefähr mehrere hundert µm. Die Dicke der Zwischenschicht 4B beträgt zum Beispiel ungefähr mehrere µm. 29 veranschaulicht die Vorrichtungsschicht 3B und die Zwischenschicht 4B in einem Zustand, in dem ein Eckabschnitt der Vorrichtungsschicht 3B und ein Eckabschnitt der Zwischenschicht 4B ausgeschnitten sind.
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Die Vorrichtungsschicht 3B weist einen Montagebereich 31B und einen Ansteuerbereich 32B auf, welcher mit dem Montagebereich 31B verbunden ist. Der Ansteuerbereich 32B weist ein Paar Aktuatorbereiche 33B und ein Paar elastischer Trägerbereiche 34B auf. Der Montagebereich 31B und der Ansteuerbereich 32CB (das heißt, der Montagebereich 31B, das Paar Aktuatorbereiche 33B und das Paar elastischer Trägerbereiche 34B) sind in einem Abschnitt der Vorrichtungsschicht 3B durch eine MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen) einstückig ausgebildet.
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Die Aktuatorbereiche 33B des Paars sind auf beiden Seiten des Montagebereichs 31B in einer XB-Achsenrichtung (einer parallel zu einer orthogonal zu der ZB-Achse liegenden XB-Achse verlaufenden Richtung) angeordnet. Das heißt, der Montagebereich 31B ist zwischen den Aktuatorbereichen 33B des Paars in der XB-Achsenrichtung sandwichartig angeordnet. Jeder der Aktuatorbereiche 33B ist an der Tragschicht 2B befestigt und die Zwischenschicht 4B ist dazwischen angeordnet. Ein erster Kammzahnabschnitt 33aB ist auf einer Seitenfläche jedes der Aktuatorbereiche 33B auf der Seite des Montagebereichs 31B bereitgestellt. Jeder der ersten Kammzahnabschnitte 33aB befindet sich durch Entfernen der Zwischenschicht 4B, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in Bezug auf die Tragschicht 2B in einem potenzialfreien Zustand. Eine erste Elektrode 35B ist in jedem der Aktuatorbereiche 33B bereitgestellt.
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Die elastischen Trägerbereiche 34B des Paars sind auf beiden Seiten des Montagebereichs 31B in einer YB-Achsenrichtung (einer parallel zu einer orthogonal zu der ZB-Achse und der XB-Achse liegenden YB-Achse verlaufenden Richtung) angeordnet. Das heißt, der Montagebereich 31B ist zwischen den elastischen Trägerbereichen 34B des Paars in der YB-Achsenrichtung sandwichartig angeordnet. Beide Endabschnitte 34aB jedes der elastischen Trägerebereiche 34B sind an der Tragschicht 2B befestigt und die Zwischenschicht 4B ist dazwischen angeordnet. Ein elastischer Verformungsabschnitt 34bB (ein Teil zwischen den beiden Endabschnitten 34aB) jedes der elastischen Trägerbereiche 34B weist eine Struktur auf, in welcher eine Vielzahl von Blattfedern verbunden sind. Der elastische Verformungsabschnitt 34bB jedes der elastischen Trägerbereiche 34B befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2B durch Entfernen der Zwischenschicht 4B, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. Eine zweite Elektrode 36B ist in jedem der beiden Endabschnitte 34aB in jedem der elastischen Trägerbereiche 34B bereitgestellt.
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Der elastische Verformungsabschnitt 34bB jedes der elastischen Trägerbereiche 34B ist mit dem Montagebereich 31B verbunden. Der Montagebereich 31B befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2B durch Entfernen der Zwischenschicht 4B, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. Das heißt, der Montagebereich 31B wird durch das Paar elastischer Trägerebereiche 34B gelagert. Zweite Kammzahnabschnitte 31aB sind auf Seitenflächen des Montagebereichs 31B auf der Seite des Aktuatorbereichs 33B bereitgestellt. Jeder der zweiten Kammzahnabschnitte 31aB befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2B durch Entfernen der Zwischenschicht 4B, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. In den ersten Kammzahnabschnitten 33aB und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aB, welche einander zugewandt sind, ist jeder Kammzahn der ersten Kammzahnabschnitte 33aB zwischen Kammzähnen der zweiten Kammzahnabschnitte 31aB positioniert.
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Die elastischen Trägerbereiche 34B des Paars umgeben den Montagebereich 31B bei Betrachtung in einer parallel zu der XB-Achse verlaufenden Richtung AB sandwichartig von beiden Seiten. Wenn sich der Montagebereich 31B in die Richtung AB bewegt, veranlasst das Paar elastischer Trägerbereiche 34B eine elastische Kraft, auf den Montagebereich 31B derart einzuwirken, dass der Montagebereich 31B an die Anfangsposition zurückkehrt. Daher bewegt sich der Montagebereich 31B, wenn eine Spannung an einen Teil zwischen der ersten Elektrode 35B und der zweiten Elektrode 36B derart angelegt ist, dass eine elektrostatische Anziehung zwischen den ersten Kammzahnabschnitten 33aB und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aB wirkt, welche einander zugewandt sind, in die Richtung AB zu einer Position, an der die elektrostatische Anziehung und die elastische Kraft des Paars elastischer Trägerbereiche 34B ausgeglichen sind. Auf diese Weise fungiert der Ansteuerbereich 32B als elektrostatischer Aktuator.
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Das Lichtmodul 1B weist ferner einen bewegbaren Spiegel 5B, einen festen Spiegel 6B, einen Strahlteiler 7B, eine Lichteinfalleinheit 8B und eine Lichtemissionseinheit 9B auf. Der bewegbare Spiegel 5B, der feste Spiegel 6B und der Strahlteiler 7B sind auf der Vorrichtungsschicht 3B derart angeordnet, dass ein optisches Interferenzsystem 10B (optisches Michelson-Interferenzsystem) gebildet ist.
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Der bewegbare Spiegel 5B ist in dem Montagebereich 31B der Vorrichtungsschicht 3B auf einer Seite des Strahlteilers 7B in der XB-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 51aB eines in dem bewegbaren Spiegel 5B vorhandenen Spiegelabschnitts 51B ist auf einer der Tragschicht 2B in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3B gegenüberliegenden Seite positioniert. Zum Beispiel ist die Spiegelfläche 51aB eine senkrecht zu der XB-Achsenrichtung liegende Fläche (das heißt, eine senkrecht zu der Richtung AB liegende Fläche) und ist auf die Seite des Strahlteilers 7B gerichtet.
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Der feste Spiegel 6B ist in einem Montagebereich 37B der Vorrichtungsschicht 3B auf einer Seite des Strahlteilers 7B in der YB-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 61aB eines in dem festen Spiegel 6B vorhandenen Spiegelabschnitts 61B ist auf einer der Tragschicht 2B in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3B gegenüberliegenden Seite positioniert. Zum Beispiel ist die Spiegelfläche 61aB eine senkrecht zu der YB-Achsenrichtung liegende Fläche und ist auf die Seite des Strahlteilers 7B gerichtet.
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Die Lichteinfalleinheit 8B ist in der Vorrichtungsschicht 3B auf der anderen Seite des Strahlteilers 7B in der YB-Achsenrichtung montiert. Zum Beispiel ist die Lichteinfalleinheit 8B aus Lichtwellenleitern, einer Kollimationslinse und dergleichen gebildet. Die Lichteinfalleinheit 8B ist derart angeordnet, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem 10B einfällt.
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Die Lichtemissionseinheit 9B ist in der Vorrichtungsschicht 3B auf der anderen Seite des Strahlteilers 7B in der XB-Achsenrichtung montiert. Zum Beispiel ist die Lichtemissionseinheit 9B aus Lichtwellenleitern, einer Kollimationslinse und dergleichen gebildet. Die Lichtemissionseinheit 9B ist derart angeordnet, dass Messlicht (Interferenzlicht) aus dem optischen Interferenzsystem 10B nach außen emittiert wird.
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Der Strahlteiler 7B ist ein Strahlteiler vom Würfeltyp mit einer optischen Funktionsfläche 7aB. Die optische Funktionsfläche 7aB ist auf einer der Tragschicht 2B in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3B gegenüberliegenden Seite positioniert. Der Strahlteiler 7B wird positionsausgerichtet, wenn ein Eckabschnitt des Strahlteilers 7B auf einer Seite einer unteren Fläche mit einer Ecke einer in der Vorrichtungsschicht 3B ausgebildeten rechteckigen Öffnung 3aB in Kontakt gebracht wird. Der Strahlteiler 7B wird in der Tragschicht 2B durch Befestigen an der Tragschicht 2B durch Bonden oder dergleichen in einem positionsausgerichteten Zustand montiert.
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In dem Lichtmodul 1B mit einer oben beschriebenen Ausgestaltung wird ein Teil des Messlichts L0B, wenn Messlicht L0B auf das optische Interferenzsystem 10B von außen mittels der Lichteinfalleinheit 8B einfällt, durch die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B reflektiert und bewegt sich in Richtung des bewegbaren Spiegels 5B und der verbleibende Teil des Messlichts L0B transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B und bewegt sich in Richtung des festen Spiegels 6B. Ein Teil des Messlichts L0B wird durch die Spiegelfläche 51aB des bewegbaren Spiegels 5B reflektiert, bewegt sich in Richtung des Strahlteilers 7B entlang desselben Lichtwegs und transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B. Der verbleibende Teil des Messlichts L0B wird durch die Spiegelfläche 61aB des bewegbaren Spiegels 6B reflektiert, bewegt sich in Richtung des Strahlteilers 7B entlang desselben Lichtwegs und wird durch die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B reflektiert. Ein Teil des Messlichts L0B, der durch die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B transmittiert, und der verbleibende Teil des Messlichts L0B, der durch die die optische Funktionsfläche 7aB des Strahlteilers 7B reflektiert wurde, werden zu Messlicht L1B (Interferenzlicht). Das Messlicht L1B wird aus dem optischen Interferenzsystem 10B mittels der Lichtemissionseinheit 9B nach außen emittiert. Da sich der bewegbare Spiegel 5B in der Richtung AB mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegen kann, ist es gemäß dem Lichtmodul 1B möglich, ein hochpräzises FTIR von geringer Größe bereitzustellen.
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[Bewegbarer Spiegel und diesen umgebende Struktur]
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Wie in den 30, 31 und 32 gezeigt, weist der bewegbare Spiegel (das optische Element) 5B den Spiegelabschnitt (den optischen Abschnitt) 51B, welcher die Spiegelfläche (die optische Fläche) 51aB aufweist, einen elastischen Abschnitt 52B, der in der Lage ist, sich elastisch zu verformen, einen Verbindungsabschnitt 53B, welcher den Spiegelabschnitt 51B und den elastischen Abschnitt 52B miteinander verbindet, ein Paar Trägerabschnitte 54B und einen Bügel 56B auf. Der bewegbare 5B ist in dem Montagebereich der Basis BB in einem Zustand, bei dem die Spiegelfläche 51aB in einer die Hauptfläche BsB schneidenden Ebene positioniert ist und die Spiegelfläche 51aB an der Seite der Hauptfläche BS der Basis BB positioniert ist, montiert.
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Der Spiegelabschnitt 51B ist ausgebildet, um eine Plattenform (zum Beispiel eine Scheibenform) mit der Spiegelfläche (der optischen Fläche) 51aB als Hauptfläche aufzuweisen. Bei dem Spiegelabschnitt 51B ist ein flacher Teil 51bB mit einer flachen Fläche an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung in einem Randabschnitt an einer Seite (Seite einer positiver ZB-Achsenrichtung) in einer die Hauptfläche BS schneidenden Richtung (ZB-Achsenrichtung) bereitgestellt.
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In einer die Spiegelfläche 51aB schneidenden Richtung (XB-Achsenrichtung) betrachtet, ist der elastische Abschnitt 52B gebildet, um von dem Spiegelabschnitt 51B getrennt zu sein und um den Spiegelabschnitt 51B zu umgeben. Dabei hat der elastische Abschnitt 52B eine Ringform, die erreicht wird durch Entfernen eines Teils an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung von einer Kreisform. Der Verbindungsabschnitt 53B erstreckt sich entlang einer Mittellinie CLB und verbindet den Randabschnitt des Spiegelabschnittes 51B an einer Seite in der negativen ZB-Achsenrichtung und den elastischen Abschnitt 52B miteinander. Die Mittellinie CLB ist eine gedachte Gerade, die in XB-Achsenrichtung betrachtet durch die Mitte der Spiegelfläche 51aB verläuft und sich in ZB-Achsenrichtung erstreckt.
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Das Paar von Trägerabschnitten 54B hat eine Stangenform mit rechteckigem Querschnitt und ist bereitgestellt, um einander in einer Richtung (Y-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 51aB und der Hauptfläche BsB zugewandt zu sein. Das Paar von Trägerabschnitten 54B ist mit dem elastischen Teil 52B verbunden, jeweils an einer Seite und der anderen Seite in YB-Achsenrichtung bezüglich der Mittellinie CLB. Das Paar von Trägerabschnitten 54B ist an einer Seite in der negativen ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 51B positioniert.
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Jeder der Trägerabschnitte 54B weist einen Sicherungsabschnitt 55B auf. Ein Paar von Sicherungsabschnitten 55B ist gebildet, um in V-Form nach innen (zueinander hin) gebogen zu sein, in XB-Achsenrichtung betrachtet. In diesem Beispiel dient der Trägerabschnitt 54B in seiner Gesamtheit als Sicherungsabschnitt 55B. Jeder der Sicherungsabschnitte 55B weist eine geneigte Fläche 55aB und eine geneigte Fläche 55bB auf. Die geneigte Fläche 55aB und die geneigte Fläche 55bB sind Flächen (Außenflächen) des Paars von Sicherungsabschnitten 55B an Seiten gegenüberliegend von einander zugewandten Flächen. Die geneigten Flächen 55aB sind einwärts in negativer ZB-Achsenrichtung zwischen den Sicherungsabschnitten 55B des Paars hin zueinander geneigt. Die geneigten Flächen 55bB sind in der negativen ZB-Achsenrichtung voneinander weg geneigt.
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Der Bügel 56B hat ein Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB, das jeweils mit beiden Enden des elastischen Abschnitts 52B verbunden ist. Die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars haben eine Stangenform mit einem kreisförmigen Querschnitt und ist bereitgestellt, um einander in YB-Achsenrichtung zugewandt zu sein. Jeder der Verlagerungsabschnitte 56aB erstreckt sich von dem einen Endabschnitt des elastischen Abschnitts 52B in die positive ZB-Achsenrichtung. Die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars sind angeordnet, um derart geneigt zu sein, dass der Abstand zwischen diesen in der positiven ZB-Achsrichtung, in XB-Achsrichtung betrachtet (Richtung senkrecht zur ZB-Achsrichtung, die die Hauptfläche BsB schneidet, und der YB-Achsrichtung, in der das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB einander zugewandt ist). Das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB ist an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 51B, dem elastischen Abschnitt 52B und dem Paar von Trägerabschnitten 54B in einem Zustand bereitgestellt, bei dem der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 31B montiert ist.
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Das Paar von Trägerabschnitten 54B ist mit dem elastischen Abschnitt 52 b verbunden, und der elastische Abschnitt 52B ist mit dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB verbunden. Das bedeutet, das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB ist mit dem Paar von Trägerabschnitten 54B jeweils über den elastischen Teil 52B verbunden. Daher kann der elastische Abschnitt 52B, beispielsweise dann wenn eine Kraft auf die Verlagerungsabschnitte 56AB des Paars aufgebracht wird, derart, dass diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden, elastisch verformt werden, um in YB-Achsenrichtung gestreckt zu werden, und der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54b des Paars kann verkürzt werden. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars in YB-Achsenrichtung gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 52Bverändert werden kann. Hinzu kommt, dass eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52B auf das Paar von Trägerabschnitten 54B aufgebracht werden kann.
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Dabei wird in dem Montagebereich 31B eine Öffnung 31bB gebildet. Dabei erstreckt sich die Öffnung 31bB in ZB-Achsenrichtung und durchdringt die Vorrichtungsschicht 3B. Daher kommuniziert die Öffnung 31bB mit der Hauptfläche BsB (erreicht diese) und der Fläche der Vorrichtungsschicht 3B an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB. Die Öffnung 31bB zeigt eine Pfeilerform, die, in ZA-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform ist (vgl. 4). Die Öffnung 31bB wird unten detailliert beschrieben.
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Das Paar von Trägerabschnitten 56B wird in die Öffnung 31bB in einem Zustand eingesetzt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52B aufgebracht wird. Anders gesagt durchdringen die Trägerabschnitte 54B (d.h. der bewegbare Spiegel 5B) den Montagebereich 31B über die Öffnung 31bB. Konkret ist ein Abschnitt des Sicherungsabschnitts 55B von jedem der Trägerabschnitte 54B im Inneren der Öffnung 13bB positioniert. In diesem Zustand können die Sicherungsabschnitte 55B in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten (einem Randabschnitt an der Seite der Hauptfläche BsB und ein Randabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB) der Öffnung 31bB in der ZB-Achsenrichtung kommen.
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Dabei kommen die geneigten Flächen 55aB in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bB an der Seite der Hauptfläche BsB, und die geneigten Flächen 55bB kommen in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bB an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB. Dementsprechend wird das Paar von Sicherungsabschnitten 55B mit dem Montagebereich 31B derart gesichert, dass der Montagebereich 31B sandwichartig in ZB-Achsenrichtung zwischen diesen aufgenommen wird. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels 5B von der Basis BB in ZB-Achsenrichtung eingeschränkt.
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Dabei wird in der Zwischenschicht 4B eine Öffnung 41B gebildet. Die Öffnung 41B ist an beiden Seiten der Zwischenschicht 4B in ZB-Achsenrichtung offen. In der Tragschicht 2B ist eine Öffnung 21B gebildet. Die Öffnung 21B ist auf beiden Seiten der Tragschicht 2B in der ZB-Achsenrichtung offen. In dem Lichtmodul 1B ist ein durchgehender Raum S1B aus einem Bereich im Inneren der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B in einem Bereich im Inneren der Öffnung 21B der Tragschicht 2B gebildet. Das bedeutet, dass der Raum S1B einen Bereich im Inneren der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B und einen Bereich im Inneren der Öffnung 21B der Tragschicht 2B aufweist.
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Der Raum S1B ist zwischen der Tragschicht 2B und der Vorrichtungsschicht 3B gebildet und entspricht zumindest dem Montagebereich 31B und dem Ansteuerbereich 32B. Konkret weisen ein Bereich im Inneren der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B und ein Bereich im Inneren der Öffnung 21B der Tragschicht einen Bereich, innerhalb dessen sich der Montagebereich 31B bewegt, in ZB-Achsenrichtung betrachtet. Ein Bereich im Inneren der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B bildet einen Leerraum, um zu veranlassen, dass ein Teil (d.h. ein Teil der bezüglich der Tragschicht 2B im potentialfreien Zustand sein soll, beispielsweise der gesamte Montagebereich 31B, der elastische Verformungsabschnitt 34bB von jedem der elastischen Trägerbereiche 34B, der erste Kammzahnabschnitt 33aB, und die zweiten Kammzahnabschnitte 31aB des Montagebereichs 31B und des Ansteuerbereichs 32B, die von der Tragschicht 2B getrennt sein müssen, um von der Tragschicht 2B getrennt zu sein.
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Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55B, der in dem bewegbaren Spiegel 5B beinhaltet ist, ist in dem Raum S1B positioniert. Konkret ist ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55B in einem Bereich im Inneren der Öffnung 21B der Tragschicht 2B durch einen Bereich innerhalb der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B positioniert. Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55B ragt in den Raum S1B hinein, aus einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3B auf der Seite der Zwischenschicht 4B, beispielsweise um etwa 100 µm. Wie oben beschrieben, da ein Bereich im Inneren der Öffnung 41B der Zwischenschicht 4B und ein Bereich im Inneren der Öffnung 21B der Tragschicht 2B den Bereich beinhalten, in dem sich der Montagebereich 31B bewegt, in der ZB-Achsenrichtung betrachtet, kommt ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55B des bewegbaren Spiegels 5B, der in dem Raum S1B positioniert ist, nicht in Kontakt mit der Zwischenschicht 4B und der Tragschicht 2B, wenn sich der Montagebereich 31B entlang der Richtung AB hin- und herbewegt.
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Dabei beinhaltet, wie in 32 gezeigt, eine Innenfläche der Öffnung 31bB ein Paar geneigter Flächen SLB und eine Bezugsfläche SRB. Die geneigte Fläche SLB beinhaltet ein Ende SLaB und das andere Ende SLbB. Das eine Ende SLaB und das andere Ende SLbB sind beides Endabschnitte der geneigten Fläche SLB, in ZB-Achsenrichtung betrachtet. Die geneigten Flächen SLB des Paars sind derart geneigt, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Ende SLaB hin zu dem anderen Ende SLbB zunimmt (beispielsweise bezogen auf die XB-Achse). In ZB-Achsenrichtung betrachtet, erstreckt sich die Bezugsfläche SRB entlang einer Bezugslinie BLB, die das andere Ende SLbB einer geneigten Fläche SLB und das andere Ende SLbB der anderen geneigten Fläche SLB miteinander verbindet. Dabei ist es ganz einfach so, dass die Bezugsfläche SRB die anderen Enden SLbB miteinander verbindet. Wie oben beschrieben ist die Form der Öffnung 31bB, in ZB-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform. Daher entspricht hier die geneigte Fläche SLB Schenkeln der Trapezform, und die Bezugsfläche SRB entspricht einer unteren Basis der Trapezform.
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In diesem Fall ist die Öffnung 31bB ein einzelner Raum. Der Minimalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen den einen Enden SLaB der geneigten Flächen SLB) der Öffnung 31bB in der YB-Achsenrichtung ist ein Wert, der es dem Paar von Sicherungsabschnitten 55B ermöglicht, gemeinsam im Inneren der Öffnung 31bB angeordnet zu werden, wenn der elastische Abschnitt 52B elastisch verformt wird, um entlang der YB-Achsenrichtung zusammengedrückt zu werden. Indessen ist der Maximalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen den anderen Enden SLbB der geneigten Flächen SLB) der Öffnung 31bB in der YB-Achsenrichtung ein Wert, der es nur einem Teil der elastischen Verformung des elastischen Abschnitts 52B erlaubt, freigegeben zu werden (d.h. der elastische Abschnitt 52B erreicht seine naturgemäße Länge nicht), wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55B in der Öffnung 31bB angeordnet ist.
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Daher pressen, wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55B im Inneren der Öffnung 31bB angeordnet wird, die Sicherungsabschnitte 55B die Innenfläche der Öffnung 31bB aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52B, und eine Reaktionskraft wird von der Innenfläche der Öffnung 31bB auf die Sicherungsabschnitte 55B (Trägerabschnitte 54B) aufgebracht. Dementsprechend wird der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 31A durch eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft gelagert, die aus der Innenfläche der Öffnung 31bAB auf jeden der Trägerabschnitte 54B aufgebracht wird.
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Genauer wird jeder der Sicherungsabschnitte 55B in Kontakt mit den geneigten Flächen SLB der Öffnung 31bB gebracht. Daher gleitet jeder der Sicherungsabschnitte 55B an der geneigten Fläche SLB in Richtung der Bezugsfläche SRB, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft aus der aus der geneigten Fläche SLB in der XB-Achsenrichtung und kommt in Anlage an der Bezugsfläche SRB, und ist unterdessen in Kontakt mit der geneigten Fläche SLB. Dementsprechend kommt jeder der Sicherungsabschnitte 55B in Innenkontakt einem Eckabschnitt, der von der geneigten Fläche SLB und der Bezugsfläche SRB definiert wird und wird positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausrichtend) sowohl in XB-Achsenrichtung als auch in YB-Achsenrichtung.
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Indessen wird, wie in 30 veranschaulicht, in XB-Achsenrichtung betrachtet, eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft auch auf die Sicherungsabschnitte 55B von der Innenfläche der Öffnung 31bB an den Randabschnitten der Öffnung 31bB aufgebracht. Wenn der bewegbare Spiegel 5B montiert wird, gibt es Fälle, in denen eine Reaktionskraft entweder auf die geneigte Fläche 55aB oder die geneigte Flächen 55bB von jedem der Sicherungsabschnitte 55B aufgebracht wird. In diesen Fällen gleiten entweder die geneigten Flächen 55aB oder die geneigten Flächen 55bB an dem Randabschnitt entlang, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft entlang der geneigten Fläche 55aB oder der geneigten Fläche 55bB, und bewegen sich entlang der ZB-Achsenrichtung, um eine Position zu erreichen (d.h. eine Position, wo der Montagebereich 31B sandwichartig zwischen diesen in ZB-Achsenrichtung aufgenommen ist), wo sowohl die geneigten Flächen 55aB als auch die geneigten Flächen 55bB in Kontakt mit dem Randabschnitt kommen. Dementsprechend wird jeder der Sicherungsabschnitte 55B an der Position gesichert, und der bewegbare Spiegel 5B wird in ZB-Achsenrichtung positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausgerichtet). Das bedeutet, dass der bewegbare Spiegel 5B auf dreidimensionale Weise unter Ausnutzung einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52B selbstausgerichtet wird.
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Der oben beschriebene, bewegbare Spiegel 5B ist einstückig ausgebildet, beispielsweise durch MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen). Daher ist die Dicke (Größe in einer Richtung, die die Spiegelfläche 51aB schneidet) des bewegbaren Spiegels 5B in jedem Abschnitt gleichmäßig. Beispielsweise beträgt die Dicke desselben ungefähr 320 µm. Ferner beträgt der Durchmesser der Spiegelfläche 51aB beispielsweise ungefähr 1 mm. Darüber hinaus ist der Spalt zwischen einer Fläche (Innenfläche) des elastischen Abschnitts 52B an der Seite des Spiegelabschnitts 51A und einer Fläche (Außenfläche) des Spiegelabschnitts 51B an der Seite des elastischen Abschnitts 52B beispielsweise ungefähr 200 µm. Die Dicke des elastischen Abschnitts 52B (Dicke der Blattfeder) liegt innerhalb eines Bereichs von ungefähr 10 µm bis 20 µm.
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[Fester Spiegel und umgebende Struktur desselben]
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Der feste Spiegel 6B und die umgebende Struktur desselben sind ähnlich dem vorgenannten bewegbaren Spiegel 5B und der umgebenden Struktur desselben, abgesehen davon, dass der Montagebereich nicht bewegbar ist. Das bedeutet, dass wie in den 33 und 34 gezeigt, der feste Spiegel (optisches Element) 6B den Spiegelabschnitt (optischen Abschnitt) 61B besitzt, der die Spiegelfläche (optische Fläche) 61aB, einen elastischen Abschnitt 62B, der sich elastisch verformen kann, einen Verbindungsabschnitt 63B, der den Spiegelabschnitt 61B und den elastischen Abschnitt 62B miteinander verbindet, ein Paar von Trägerabschnitten 64B, ein Paar von Verbindungsabschnitten 64B und einen Bügel 66B. Der feste Spiegel 6B ist an der Basis BB in einem Zustand montiert, bei dem die Spiegelfläche 61aB an einer die Hauptfläche BsA der Basis BA schneidenden Ebene (beispielsweise orthogonal zu dieser) positioniert ist und die Spiegelfläche 61aB ist an der Seite der Hauptfläche BsB der Basis BB positioniert.
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Der Spiegelabschnitt 61b ist gebildet, um eine Plattenform (beispielsweise eine Scheibenform) zu haben, mit der Spiegelfläche 61aB als Hauptfläche. In dem Spiegelabschnitt 61B ist ein flacher Abschnitt 61bB mit einer flachen Fläche an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung in einem Randabschnitt an einer Seite (Seit ein der positiven Achsrichtung ZB) in einer Richtung (ZB-Achsenrichtung) vorgesehen, die die Hauptfläche BsB schneidet.
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In einer die Spiegelfläche 61aB schneidenden Richtung (YB-Achsenrichtung) betrachtet, ist der elastische Abschnitt 62B gebildet, um von dem Spiegelabschnitt 61B getrennt zu sein und um den Spiegelabschnitt 61B zu umgeben. Dabei hat der elastische Abschnitt 62B eine Ringform, die verwirklicht wird, indem ein Teil an einer Seit ein der positiven ZB-Achsenrichtung von einer kreisförmigen Fläche entfernt wird. Der Verbindungsabschnitt 63B verbindet den Randabschnitt des Spiegelabschnitts 61B an einer Seite in der negativen ZB-Achsenrichtung und den elastischen Abschnitt 62B miteinander entlang der Mittellinie CLB. Die Mittellinie CLB ist eine gedachte Gerade, die in XB-Achsenrichtung betrachtet durch die Mitte der Spiegelfläche 61aB verläuft und sich in ZB-Achsenrichtung erstreckt.
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Das Paar von Trägerabschnitten 64B hat eine Stangenform mit rechteckigem Querschnitt und ist bereitgestellt, um einander in einer Richtung (XB-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 61aB und der Hauptfläche BsB zugewandt zu sein. Das Paar von Trägerabschnitten 64B ist mit dem elastischen Teil 62B verbunden, jeweils an einer Seite und der anderen Seite in XB-Achsenrichtung bezüglich der Mittellinie CLB. Das Paar von Trägerabschnitten 64B ist an einer Seite in der negativen ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 61B positioniert.
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Jeder der Trägerabschnitte 64B weist einen Sicherungsabschnitt 65B auf. Ein Paar von Sicherungsabschnitten 65B ist gebildet, um in V-Form nach innen (zueinander hin) gebogen zu sein, wenn beispielsweise in YB-Achsenrichtung betrachtet. Jeder der Sicherungsabschnitte 65B umfasst eine geneigte Fläche 65aB und eine geneigte Fläche 65bB. Die geneigte Fläche 65aB und die geneigte Fläche 65bB sind Flächen (Außenflächen) des Paars von Sicherungsabschnitten 65B an Seiten gegenüberliegend von einander zugewandten Flächen. Die geneigten Flächen 65aB sind einwärts in negativer ZB-Achsenrichtung zueinander hin geneigt, zwischen den Sicherungsabschnitten 55B des Paars. Die geneigten Flächen 65Bb sind voneinander weg in der negativen ZB-Achsenrichtung geneigt.
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Der Bügel 66B hat ein Paar von Verlagerungsabschnitten 66aB, das jeweils mit beiden Enden des elastischen Abschnitts 62B verbunden ist. Das Paar von Verlagerungsabschnitten 66aB hat eine Stangenform mit einem rechteckigem Querschnitt und ist bereitgestellt, um einander in XB-Achsenrichtung zugewandt zu sein. Jeder der Verlagerungsabschnitte 66aB erstreckt sich von dem einen Endabschnitt des elastischen Abschnitts 62B in die positive ZB-Achsenrichtung. Die Verlagerungsabschnitte 66aB des Paars sind angeordnet, um derart geneigt zu sein, dass der Abstand zwischen diesen in der positiven ZB-Achsrichtung, in YB-Achsrichtung betrachtet (Richtung senkrecht zur ZB-Achsrichtung, die die Hauptfläche BsB schneidet, und der XB-Achsrichtung, in der die Verlagerungsabschnitte 66aB des Paars einander zugewandt sind). Das Paar von Verlagerungsabschnitten 66aB ist an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 61B, dem elastischen Abschnitt 62B und dem Paar von Trägerabschnitten 64B in einem Zustand bereitgestellt, bei dem der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 37B montiert ist.
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Das Paar von Trägerabschnitten 64B ist mit dem elastischen Abschnitt 62B verbunden, und der elastische Abschnitt 62B ist mit dem Paar von Verlagerungsabschnitten 66aB verbunden. Das bedeutet, das Paar von Verlagerungsabschnitten 66aB ist mit dem Paar von Trägerabschnitten 64B jeweils über den elastischen Teil 62B verbunden. Daher kann der elastische Abschnitt 62B, beispielsweise dann wenn eine Kraft auf die Verlagerungsabschnitte 66aB des Paars aufgebracht wird, derart, dass diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden, elastisch verformt werden, um in XB-Achsenrichtung gestreckt zu werden, und der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 64B des Paars kann verkürzt werden. Das bedeutet, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 64B des Paars in XB-Achsenrichtung verkürzt werden kann. Hinzu kommt, dass eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 62B auf die Trägerabschnitte 64B aufgebracht werden kann.
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Dabei wird in dem Montagebereich 37B eine Öffnung 37aB gebildet. Dabei durchdringt die Öffnung 37aB die Vorrichtungsschicht 3B in ZB-Achsenrichtung. Daher kommuniziert die Öffnung 37aB mit der Hauptfläche BsB (erreicht diese) und einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3B an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB. Die Öffnung 37aB zeigt eine Pfeilerform, die, in ZB-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform ist ähnlich der Öffnung 31bB des Montagebereichs 31B.
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Das Paar von Trägerabschnitten 64B wird in die Öffnung 37aB in einem Zustand eingesetzt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 62B aufgebracht wird. Anders gesagt durchdringen die Trägerabschnitte 64B (d.h. der feste Spiegel 6B) den Montagebereich 37B über die Öffnung 37aB. Konkret ist ein Abschnitt des Sicherungsabschnitts 65B des Trägerabschnitts 64B im Inneren der Öffnung 37aB positioniert. In diesem Zustand kommt der Sicherungsabschnitt 65B in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten (einem Randabschnitt an der Seite der Hauptfläche BsB und einem Randabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB) der Öffnung 37aB in der ZB-Achsenrichtung.
Dabei kommen die geneigten Flächen 65aB in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 37aB an der Seite der Hauptfläche BsB, und die geneigten Flächen 65bB kommen in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 37aB an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsB. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 65B mit dem Montagebereich 37B derart gesichert, dass der Montagebereich 37B sandwichartig in ZB-Achsenrichtung zwischen diesen aufgenommen wird. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels 6B von der Basis BB in ZB-Achsenrichtung begrenzt.
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Hierbei ist in der Zwischenschicht 4B eine Öffnung 42B gebildet. Die Öffnung 42B beinhaltet die Öffnung 37aB des Montagebereichs 37B, in ZB-Achsenrichtung betrachtet und ist an beiden Seiten der Zwischenschicht 4B in ZB-Achsenrichtung offen. In der Tragschicht 2B ist eine Öffnung 22B gebildet. Die Öffnung 22B beinhaltet die Öffnung 37aB des Montagebereichs 37B, in ZB-Achsenrichtung betrachtet, und ist an beiden Seiten der Tragschicht 2B in der ZB-Achsenrichtung offen. In dem Lichtmodul 1B ist ein durchgehender Raum S2B aus einem Bereich im Inneren der Öffnung 42B der Zwischenschicht 4B und einem Bereich im Inneren der Öffnung 22B der Tragschicht 2B gebildet. Das bedeutet, der Raum S2B beinhaltet einen Bereich im Inneren der Öffnung 42B der Zwischenschicht 4B und einen Bereich im Inneren der Öffnung 22B der Tragschicht 2B.
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Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 65B, die in dem festen Spiegel 6B beinhaltet sind, ist in dem Raum S2B positioniert. Konkret wird ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 65B in einem Bereich im Inneren der Öffnung 22B der Tragschicht 2B durch einen Bereich im Inneren der Öffnung 42B der Zwischenschicht 4B positioniert. Ein Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 65B ragt in den Raum S2B von einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3B an der Seite der Zwischenschicht 4B hinein, beispielsweise um etwa 100 µm.
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Hierbei weist eine Innenfläche der Öffnung 37aB eine Ausgestaltung auf, welche der der Innenfläche der Öffnung 31bB in dem Montagebereich 31B ähnelt. Daher drücken die Sicherungsabschnitte 65B, wenn das Paar Sicherungsabschnitte 65B im Inneren der Öffnung 37aB angeordnet ist, aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 62B die Innenfläche der Öffnung 37aB, und eine Reaktionskraft von der Innenfläche der Öffnung 37aB wird auf das Paar Sicherungsabschnitte 65B (Trägerabschnitte 64B) aufgebracht. Dementsprechend wird der feste Spiegel 6B in der Basis BB durch eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung 37aB auf die Trägerabschnitte 64B aufgebracht wird. Insbesondere wird auch ähnlich zu dem Fall des bewegbaren Spiegels 5B, der feste Spiegel 6B ebenfalls auf dreidimensionale Weise mithilfe der Innenfläche der Öffnung 37aB und einer elastischen Kraft selbstausgerichtet.
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Ähnlich dem bewegbaren Spiegel 5B, ist der oben beschriebene feste Spiegel 6B ebenfalls durch eine MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen) gebildet. Die Größe von jedem Abschnitt des festen Spiegels 6B ist beispielsweise ähnlich der Größe eines jeden Abschnittes des bewegbaren Spiegels 5B, der oben beschrieben wurde.
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[Schritt zur Herstellung des bewegbaren Spiegels und Schritt zur Montage des bewegbaren Spiegels]
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Zunächst wird, wie in 35 gezeigt, ein aus Silizium gefertigter Wafer hergestellt, und auf einer Fläche des Wafers WB wird eine Resistschicht RB gebildet. Die Resistschicht RB wird mittels Ätzen strukturiert und hat eine Struktur entsprechend einer Vielzahl bewegbarer Spiegel 5B. Im Anschluss erfolgt, wie in 36 gezeigt, ein Ätzen, während die Resistschicht RB als Maske dient. Danach wird die Resistschicht RB abgetragen, wodurch eine Vielzahl bewegbarer, in zwei Reihen angeordneter Spiegel 5B gebildet wird. Im Anschluss wird der Wafer WB entlang von Sägestraßen DLB geschnitten, und es werden einzelne, bewegbare Spiegel 5B erhalten. Der bewegbare Spiegel 5B wird mittels der oben beschriebenen Schritte hergestellt.
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Im Anschluss wird, wie in den 37 und 38 gezeigt, ein bewegbarer Spiegel 5B mittels einem Aufnahmekopf PHB („pick-up head“) aufgenommen und für einen nächsten Schritt zu einer Arbeitsposition gefördert. Der Aufnahmekopf PHB ist beispielsweise zur Durchführung einer Unterdruck-Ansaugung eingerichtet und hält den bewegbaren Spiegel 5B durch Absorbieren des Spiegelabschnitts 51B des bewegbaren Spiegels 5B, der auf einer Platzierfläche MFB platziert ist. Ein Betrieb des Aufnahmekopfs PHB wird beispielsweise mittels einer Steuerungsvorrichtung (nicht dargestellt) gesteuert.
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Ferner dringt, wie in den 39(a) bis 39(c) gezeigt, ein Bondkopf BHB in einen Raum zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars von einer Seite gegenüberliegend dem Spiegelabschnitt 51B ein, wird an das Paar Verlagerungsabschnitte 56aB gepresst, und gleitet an dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB hin zu der Seite des Spiegelabschnitts. Dementsprechend wird eine Kraft auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB aufgebracht, und das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB wird in einer Richtung voneinander weg verlagert. Dementsprechend wird der elastische Abschnitt 52B elastisch verformt, um in einer Richtung, in der das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB einander zugewandt ist, verlagert zu werden, und der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars wird verringert. Ein Teil des Bondkopfs BHB, der in einen Teil zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars eindringt, ist größer als der Abstand zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars vor der Verlagerung in einer Richtung voneinander weg. Beispielsweise wird ein Betrieb des Bondkopfs BHB durch die vorgenannten Steuerungsvorrichtungen gesteuert.
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Wie in 39(c) gezeigt gleitet der Bondkopf BHB an dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB zu einer Position, bei der er in Kontakt mit dem flachen Abschnitt 51bB kommt, der in dem Spiegelabschnitt 51B vorgesehen ist. Der Bondkopf BHB ist beispielsweise derart eingerichtet, dass er in der Lage ist, eine Unterdruck-Ansaugung durchzuführen und hält den bewegbaren Spiegel 5B durch Adsorption des flachen Abschnitts 51bB in einem Zustand, in dem eine Kraft auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB aufgebracht wird. Nachdem der Bondkopf BHB mit der Adsorption des flachen Abschnitts 51bB begonnen hat, gibt der Aufnahmekopf PHB den gehaltenen bewegbaren Spiegel frei.
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Im Anschluss wird, wie in den 40(a) und 40(b) gezeigt, in einem Zustand, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars durch Aufbringen einer Kraft auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB verringert wird, das Paar von Trägerabschnitten 54B in die Öffnung 31bB der Basis BB eingesetzt (erster Schritt). Beim ersten Schritt wird der bewegbare Spiegel 5B zur Position der Öffnung 31bB verbracht, indem der Bondkopf BHB von der Seite der Hauptfläche BSS in die Öffnung 31bB eingesetzt wird.
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Anschließend wird das Paar Trägerabschnitte 54B mit der Innenfläche der Öffnungen 31bB in Kontakt gebracht und der bewegbare Spiegel 5B wird durch Freigeben einer auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB aufgebrachten Kraft an der Basis BB befestigt (zweiter Schritt). Im zweiten Schritt wird der Bondkopf BHB zunächst rückwärts geschoben, so dass der Bondkopf BHB von dem flachen Abschnitt 5 1bB getrennt wird. Im Anschluss wird der Bondkopf zu einer Seite weg von der Hauptfläche BsB bewegt (Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung), und wird zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars herausgezogen. Dementsprechend wird eine auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB freigegeben, und die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars werden in einer Richtung aufeinander zu verlagert. Dementsprechend wird eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52B teilweise freigegeben und der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars wird vergrößert. Dementsprechend wird mithilfe einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52B auf dreidimensionale Weise eine Selbstausrichtung durchgeführt, und der bewegbare Spiegel 5B wird in der XB-Achsenrichtung, der YB-Achsenrichtung und der ZB-Achsenrichtung (vgl. 30) positionsausgerichtet. Der bewegbare Spiegel 5B ist an der Basis BB montiert, mittels der oben beschriebenen Schritte.
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[Funktionsweisen und Wirkungen]
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Beim Lichtmodul 1B weist der bewegbare Spiegel 5C den elastischen Abschnitt 52B und die Trägerabschnitte 54B des Paars auf, in welchen der Abstand dazwischen entsprechend einer elastischen Verformung des elastischen Abschnitts 52B veränderbar ist. Indes ist die Öffnung 31bB, welche mit der Hauptfläche BsB kommuniziert, in dem Montagebereich 31B der Basis BB ausgebildet, auf welcher der bewegbare Spiegel 5B montiert ist. Daher vergrößert sich der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B innerhalb der Öffnung 31bB beispielsweise, wenn die Trägerabschnitte 54B in einem Zustand, in dem der elastische Abschnitt 52B derart elastisch verformt ist, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B verringert ist, in die Öffnung 31bB eingeführt werden und wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52B teilweise aufgehoben wird, sodass die Trägerabschnitte 54B mit der Innenfläche der Öffnung 31bB in Kontakt gebracht werden können.
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Dementsprechend wird der bewegbare Spiegel 5B aufgrund einer von der Innenfläche der Öffnung 31bB auf die Trägerabschnitte 54B aufgebrachten Reaktionskraft gelagert. Auf diese Weise wird bei dem Lichtmodul 1B der bewegbare Spiegel 5B mithilfe einer elastischen Kraft an der Basis BB gelagert. Daher ist es möglich, eine Verwendungsmenge von Bondmittel zu verringern oder den Bedarf an Bondmittel zu beseitigen, so dass es möglich wird, den bewegbaren Spiegel 5B ohne Berücksichtigung eines Bondmittels oder dergleichen, d.h. unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B, zuverlässig zu montieren. Dabei werden Betriebe und Wirkungen beispielhaft anhand des bewegbaren Spiegels 5B beschrieben. Der feste Spiegel 6B zeigt jedoch ähnliche Operationen und Wirkungen.
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Darüber hinaus besitzt in dem Lichtmodul 1B der bewegbare Spiegel 5B den Bügel 56B, der dazu genutzt wird, zu veranlassen, dass der elastische Abschnitt 52B derart elastisch verformt wird, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars geändert wird. Dieser Bügel 56B ist an einer Seite in der positiven ZB-Achsrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 51B und dem Paar von Trägerabschnitten 54B in einem Zustand positioniert, bei dem der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 31B montiert ist. Daher wird, wenn das Paar von Trägerabschnitten 54B in einem Zustand in die Öffnung 31bB eingesetzt wird, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars geändert wird, indem der elastische Teil veranlasst wird, sich unter Verwendung des Bügels 56B elastisch zu verformen, ist es unwahrscheinlich, dass der Spiegelabschnitt 51B ein Funktionieren behindert. Daher kann der bewegbare Spiegel leicht an der Basis BB montiert werden. Somit ist es gemäß diesem Lichtmodul 1B möglich, den Schritt zum Montieren des Lichtmoduls 1B zu vereinfachen.
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Bei dem Lichtmodul 1B wird der Bügel 56B ferner verwendet, um den Abstand zwischen den Verlagerungsabschnitten 54B des Paars zu verkürzen. Dementsprechend ist es möglich, eine Konfiguration zur leichten Montage des optischen Elements zu begünstigen. Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung hat der Bügel 56B ferner ein Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB zum Verändern des Abstands zwischen dem Trägerabschnitten 54B des Paars, indem diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden. Dementsprechend ist es möglich, den bewegbaren Spiegel 5B auf einfachere Weise an der Basis BB zu montieren.
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Ferner ist bei dem Lichtmodul 1B das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB derart angeordnet, dass die Abstand zwischen diesen hin zu einer Seite in der positiven ZB-Achsrichtung zunimmt, in der XB-Achsrichtung betrachtet. Demensprechendwird beispielsweise dann, wenn der Bondkopf BHB, der in einen Raum zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars von einer Seite in der positiven ZB-Achsrichtung an das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB gedrückt wird und veranlasst wird, an dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB hin zu einer Seite in der negativen ZB-Achsrichtung zu gleiten, können die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars in einer Richtung voneinander weg verlagert werden. Daher ist es möglich, den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B weiter zu vereinfachen.
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Ferner ist bei dem Lichtmodul 1B der Bügel 56B an einer Seite in der positiven ZB-Achsrichtung bezüglich dem elastischen Abschnitt 52B in einem Zustand befestigt, bei dem der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 31B montiert ist. Dementsprechend, wenn das Paar von Trägerabschnitten 54B in die Öffnung 31bB in einem Zustand eingesetzt wird, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars dadurch geändert wird, indem der elastische Abschnitt 52B mithilfe des Bügels 56B veranlasst wird, sich elastisch zu verformen, ist es unwahrscheinlich, dass der elastische Abschnitt 52B ein Funktionieren behindert. Daher ist es möglich, den bewegbaren Spiegel 5B noch einfacher bezogen auf die Basis BB zu montieren.
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Ferner hat bei dem Lichtmodul 1B die Basis BB die Tragschicht 2B und die Vorrichtungsschicht 3B, die auf der Tragschicht 2B bereitgestellt ist und die Hauptfläche BsB und den Montagebereich 31B beinhaltet. Ferner durchdringt die Öffnung 31bB die Vorrichtungsschicht 3B in der ZB-Achsenrichtung. Dann beinhaltet der Trägerabschnitt 54B den Sicherungsabschnitt 55B, der gebogen wird, um in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bb in der ZB-Achsenrichtung zu kommen. Daher wird der Sicherungsabschnitt 55B mit dem Montagebereich 31B in einer Position verrastet, wo der Sicherungsabschnitt 55B in Kontakt mit dem Paar von Randabschnitten der Öffnung 31bB kommt. Daher ist es möglich, den bewegbaren Spiegel 5B zuverlässig an der Basis BB zu montieren und den bewegbaren Spiegel 5B in ZB-Achsenrichtung positionsauszurichten.
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Ferner sind in dem Lichtmodul 1B der bewegbare Spiegel 5B, der feste Spiegel 6B und der Strahlteiler 7B derart angeordnet, dass das optische Interferenzsystem 10B gebildet wird. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erhalten.
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Ferner handelt es sich in dem Lichtmodul 1B bei der Tragschicht 2B um die erste Siliziumschicht des SOI-Substrats, bei der Vorrichtungsschicht 3B um die zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats, und bei der Zwischenschicht 4B um die Isolierschicht des SOI-Substrats. Dementsprechend ist es möglich, auf günstige Weise eine Konfiguration zu erzielen, um den bewegbaren Spiegel 5B zuverlässig bezüglich der Vorrichtungsschicht 3B zu montieren, mithilfe des SOI-Substrats.
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Ferner ist bei dem Lichtmodul 1B die Lichteinfallseinheit 8B derart angeordnet, dass Messlicht von außen in das optische Interferenzsystem 10B einfällt, und die Lichtemissionseinheit 9B ist derart angeordnet, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem 10B nach außen emittiert wird. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR zu erhalten, das die Lichteinfallseinheit 8B und die Lichtemissionseinheit 9B aufweist.
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Ferner wird bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Montage des Lichtmoduls 1B der bewegbare Spiegel 5B mithilfe einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52B an der Basis BB montiert. Dementsprechend ist es möglich, die Verwendungsmenge eines Bondmittels zu verringern oder den Bedarf an Bondmittel zu beseitigen, do dass es möglich ist, den bewegbaren Spiegel 5B ohne Berücksichtigung eines Einflusses eines Bondmittels oder dergleichen zuverlässig zu montieren, das bedeutet, unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B Ferner wird das Paar von Trägerabschnitten 54B in einem Zustand in die Öffnung 31bB eingesetzt, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars durch Aufbringen einer Kraft auf den Bügel 56B verändert wird. Zu diesem Zeitpunkt ist es, da der Bügel 56B bereitgestellt ist, um an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Spiegelabschnitt 51B und dem Paar von Trägerabschnitten 54B in einem Zustand positioniert zu werden, bei dem der bewegbare Spiegel 5B in dem Montagebereich 31B montiert wird, unwahrscheinlich, dass der Spiegelabschnitt 51B ein Funktionieren behindert. Daher kann das Paar von Trägerabschnitten 54B auf einfache Weise in die Öffnung 31bB in einem Zustand eingesetzt werden, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars verändert wird. Somit kann gemäß dem Verfahren zur Montage des Lichtmoduls 1B der Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B vereinfacht werden. Darüber hinaus wird gemäß dem Verfahren zur Montage des Lichtmoduls 1B der Schritt zur Montage des Lichtmoduls automatisiert. Ferner wird wie oben beschrieben, dadurch, dass die Montage mit automatischen Maschinen durchgeführt werden kann (Aufnahmekopf und PHB und Bondkopf BHB), der Montageschritt vereinfacht werden.
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[Modifizierungsbeispiele]
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Im Vorangehenden wurde noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel sind das Material und die Form jeder Ausgestaltung nicht auf die oben beschriebenen Materialien und Formen beschränkt und verschiedene Materialien und Formen können zum Einsatz kommen.
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Ferner kann sich, wie in 41(a) gezeigt, der Verbindungsabschnitt 53B in einer Richtung (XB-Achsenrichtung) erstrecken, bei der die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars einander zugewandt sind und kann den Randabschnitt des Spiegelabschnitts 51B an einer Seite in YB-Achsenrichtung und den elastischen Abschnitt 52B miteinander verbinden. Ferner kann wie in 41(b) gezeigt, der elastische Abschnitt 52B eine Ringform haben, die erzielt wird durch Entfernen eines Teils in der negativen ZB-Achsenrichtung von einer Kreisform. Bei diesem Beispiel verbindet der Verbindungsabschnitt 53B den Randabschnitt an einer Seite des Spiegelabschnitts 51B in der positiven ZB-Achsenrichtung an einer Seite des Spiegelabschnitts 51B in der positiven ZB-Achsenrichtung und den elastischen Abschnitt 52B miteinander. Das Paar von Trägerabschnitten 54B wird jeweils mit beiden Enden des elastischen Abschnitts 52B verbunden. Jeder der Verlagerungsabschnitten 56aB erstreckt sich von einem mittleren Abschnitt des elastischen Abschnitts 52B in die positive ZB-Achsrichtung. Selbst bei einem solchen Modifizierungsbeispiel ist es ähnlich der vorgenannten Ausführungsform möglich, den bewegbaren Spiegel 5B unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B zu montieren und den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B zu vereinfachen.
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Ferner wird bei der vorgenannten Ausführungsform in einem Zustand, bei dem der bewegbare Spiegel 5B an dem Sockel BB montiert wird, eine Reaktionskraft aus der Innenfläche der Öffnung 31bB nach innen aufgebracht (zueinander hin), auf das Paar von Trägerabschnitten 54B. Jedoch kann wie bei einem bewegbaren Spiegel 54AB, der in 42 veranschaulicht ist, eine Reaktionskraft aus der Innenfläche der Öffnung 31bB nach außen hin aufgebracht werden (voneinander weg), auf das Paar von Trägerabschnitten 54B. Bei diesem Beispiel ist in dem Montagebereich 31B der Basis BB ein Paar von Öffnungen 31bB gebildet. Ein Paar von Sicherungsabschnitten 55AB ist gebildet, um nach außen hin (voneinander weg) in einer V-Form gebogen zu werden, in XB-Achsenrichtung betrachtet. Die geneigten Fläche 55aB sind voneinander weg in negativer ZB-Achsrichtung zwischen den Sicherungsabschnitten 55AB des Paars geneigt. Die geneigten Flächen 55bb sind zueinander hin in negativer ZB-Achsrichtung geneigt. Die Sicherungsabschnitte 55AB des Paars werden jeweils in das Paar von Öffnungen 31bB eingeschoben.
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Wenn der bewegbare Spiegel 54Ab montiert wird, wird das Paar von Verlagerungsabschnitten 56ab in einer Richtung zueinander hin verlagert, indem eine Kraft auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB aufgebracht wird. Dementsprechend wird der elastische Abschnitt 52B elastisch verformt, um bezüglich seiner Größe in YB-Achsenrichtung verringert zu werden, und der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars wird vergrößert. Im Anschluss wird in einem Zustand, wo der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars vergrößert wird, die Trägerabschnitte des Paars jeweils in das Paar von Öffnungen 31bB eingesetzt. Im Anschluss wird jeder der Trägerabschnitte 54B in Kontakt mit der Innenfläche von jeder der Öffnungen 31bB gebracht und der bewegbare Spiegel 5Ab wird an dem Sockel befestigt, durch Freigeben einer Kraft die auf das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB angewendet wird. Selbst bei einem solchen Modifizierungsbeispiel ist es ähnlich der vorgenannten Ausführungsform möglich, den bewegbaren Spiegel 5B unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B zuverlässig zu montieren, und den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B zu vereinfachen.
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Ferner ist bei der vorgenannten Ausführungsform der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars verringert, aufgrund dessen, dass das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB in einer Richtung voneinander weg verlagert wird. Jedoch wird, wie bei einem bewegbaren Spiegel 5BB, der in 43(a) gezeigt ist, und einem bewegbaren Spiegel 5CB, der in 43(b) gezeigt ist, der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars verringert werden, aufgrund einem Paar von Verlagerungsabschnitten 56AaB von Trägern 56AB, die in einer Richtung zueinander hin verlagert werden. Bei dem bewegbaren Spiegel 5Bb umfasst jeder der Trägerabschnitte 54B ferner einen Schenkelabschnitt 57B, der sich in ZB-Achsenrichtung erstreckt. Die Schenkelabschnitte 57B des Paars sind derart angeordnet, dass der Spiegelabschnitt 51b zwischen diesen in der YB-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen, und wird mit den Verlagerungsabschnitten 56AaB und den Sicherungsabschnitten 55B verbunden. Jeder der Verlagerungsabschnitte 56AaB erstreckt sich in ZB-Achsenrichtung, um entlang der gleichen Geraden positioniert zu werden wie der Schenkelabschnitt 57B. Der elastische Abschnitt 52B beinhaltet in Paar elastischer Abschnitte 52aB und 52bB. Beispielsweise hat jeder der elastischen Abschnitte 52aB und 52bB eine Halbkreisform. Der elastische Abschnitt 52aB verbindet das Paar von Verlagerungsabschnitten 56AaB miteinander, und der elastische Abschnitt 52bb verbindet das Paar von Schenkelabschnitten 57B miteinander. Der elastische Abschnitt 52aB ist an einer Seite in der positiven ZB-Achsenrichtung bezüglich dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56AaB positioniert. Bei dem bewegbaren Spiegel 5CB beinhaltet der elastische Abschnitt 52B nur den elastischen Abschnitt 52aB und beinhaltet nicht den elastischen Abschnitt 52bB. Der Verbindungsabschnitt 53B erstreckt sich in der YB-Achsenrichtung und verbindet den Randabschnitt des Spiegelabschnitts 51B an einer Seite in YB-Achsenrichtung und den Schenkelabschnitt 57B miteinander. Selbst bei diesen Modifizierungsbeispielen ist es ähnlich der vorgenannten Ausführungsform möglich, den bewegbaren Spiegel 5B unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B zu montieren und den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B zu vereinfachen.
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Ferner kann, wie bei einem bewegbaren Spiegel 5dB, der in 44 gezeigt ist, ein Teil der Spiegelfläche 51aB im Inneren der Basis BB angeordnet sein. Bei diesem Beispiel schneidet die Spiegelfläche 51aB den Montagebereich 31B, und der bewegbare Spiegel 5AB in seiner Gesamtheit durchdringt den Montagebereich 31B über die Öffnung 31bB. Ferner sind die Trägerabschnitte 54B des Paars derart vorgesehen, dass der Spiegelabschnitt 51B und der elastische Abschnitt 52B zwischen diesen in der YB-Achsenrichtung sandwichartig aufgenommen werden, und jeder von diesen mit dem elastischen Abschnitt verbunden ist, in einem gebogenen Abschnitt des Sicherungsabschnitts 55B. In einem Teil des Montagebereichs 31B, der die Öffnung 31bB definiert, wird ein Teil, der der Spiegelfläche 51aB zugewandt ist, abgelängt, um es Messlicht L0B zu ermöglichen, dort hindurch zu gelangen. Auch bei diesem Beispiel wird ähnlich den bewegbaren Spiegeln 5Bb und 5BC der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars aufgrund dessen, dass das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB in eine Richtung aufeinander zu verlagert wird. Selbst bei einem solchen Modifizierungsbeispiel ist es ähnlich vorgenannten Ausführungsform möglich, den bewegbaren Spiegel 5B unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B zu montieren und den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1B zu vereinfachen.
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Ferner kann der bewegbare Spiegel 5EB wie in 45 gezeigt ausgebildet sein. Bei dem bewegbaren Spiegel 5EB wird der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars vergrößert, aufgrund dessen, dass das Paar von Verlagerungsabschnitten 56AaB der Träger 56AB in einer Richtung voneinander weg verlagert wird. Die Öffnung 31bB hat eine Ausgestaltung, die dem Fall der 42 ähnelt. In einem Zustand, bei dem der bewegbare Spiegel 5EB an der Basis BB montiert ist, wird eine Reaktionskraft aus der Innenfläche der Öffnung 31bB auswärts (voneinander weg) zum Paar von Trägerabschnitten 54B verlagert. Beispielweise werden dann, wenn der bewegbare Spiegel 5EB montiert wird, die Verlagerungsabschnitte 56AaB des Paars in einer Richtung voneinander weg verlagert, mithilfe von Pinzetten TB (Paar von distalen Endabschnitten von Pinzetten TB), so dass das Paar von Sicherungsabschnitten 55B jeweils in das Paar von Öffnungen 31bb in einem Zustand eingesetzt wird, bei dem der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 54B des Paars vergrößert wird. Selbst bei einem solchen Modifizierungsbeispiel ist es ähnlich der vorgenannten Ausführungsform möglich, den bewegbaren Spiegel 5B unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31B zu montieren und den Schritt zur Montage des Lichtmoduls 1b zu vereinfachen.
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Ferner sind bei der vorgenannten Ausführungsform die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars angeordnet, um derart geneigt zu sein, dass der Abstand zwischen diesen sich zu einer Seite in der positiven ZB-Achsrichtung hin vergrößert, in der XB-Achsrichtung gesehen. Jedoch können sich die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars in der ZB-Achsrichtung in einer Weise derart erstrecken, dass sie zueinander parallel sind. In diesem Fall kann beispielsweise ein paar distaler Flächen, das derart geneigt ist, dass sich der Abstand zwischen diesen vergrößert während er von dem distalen Endabschnitt entfernt ist, in dem distalen Endabschnitt des Bondkopf BHB vorgesehen sein. Darüber hinaus kann der Abstand zwischen den geneigten Flächen in den distalen Endabschnitten kürzer sein als der Abstand zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars. Dementsprechend können die Verlagerungsabschnitte 56aB des Paars in einer Richtung voneinander weg verlagert werden, indem der Bondkopf BHB veranlasst wird in einen Raum zwischen den Verlagerungsabschnitten 56aB des Paars vorzudringen, von der Seite des distalen Endabschnitts, um an das Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB gepresst zu werden, und an dem Paar von Verlagerungsabschnitten 56aB in Richtung der Seite des Spiegelabschnitts 51B entlangzugleiten.
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Des Weiteren ist in der vorangehenden Ausführungsform der feste Spiegel 6B in der Vorrichtungsschicht 3B montiert. Der feste Spiegel 6B kann jedoch in der Tragschicht 2B montiert sein. Des Weiteren ist in der vorangehenden Ausführungsform der Strahlteiler 7B in der Tragschicht 2B montiert. Der Strahlteiler 7B kann jedoch in der Vorrichtungsschicht 3B oder der Zwischenschicht 4B montiert sein. Des Weiteren ist der Strahlteiler 7B nicht auf einen Strahlteiler vom Würfeltyp beschränkt und kann ein Strahlteiler vom Plattentyp sein.
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Des Weiteren kann das Lichtmodul 1B zusätzlich zu der Lichteinfalleinheit 8B ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf die Lichteinfalleinheit 8B einzufallendem Messlicht aufweisen. Alternativ kann das Lichtmodul 1B anstelle der Lichteinfalleinheit 8B ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf das optische Interferenzsystem 10B einzufallendem Messlicht aufweisen. Des Weiteren kann das Lichtmodul 1B zusätzlich zu der Lichtemissionseinheit 9B ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches von der Lichtemissionseinheit 9B emittiert wird. Alternativ kann das Lichtmodul 1B anstelle der Lichtemissionseinheit 9B ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches aus dem optischen Interferenzsystem 10B emittiert wird.
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Des Weiteren können eine erste Durchgangselektrode, welche mit jedem der Aktuatorbereiche 33B elektrisch verbunden ist, und eine zweite Durchgangselektrode, welche mit jedem der beiden Endabschnitte 34aB jedes der elastischen Trägerbereiche 34B elektrisch verbunden ist, in der Tragschicht 2B und der Zwischenschicht 4B (lediglich in der Tragschicht 2B, wenn die Zwischenschicht 4B nicht vorhanden ist) bereitgestellt sein, und eine Spannung kann an einen Teil zwischen der ersten Durchgangselektrode und der zweiten Durchgangselektrode angelegt werden. Des Weiteren ist der Aktuator zum Bewegen des Montagebereichs 31B nicht auf einen elektrostatischen Aktuator beschränkt und es können zum Beispiel ein piezoelektrischer Aktuator, ein elektromagnetischer Aktuator oder dergleichen in Anwendung gebracht werden. Des Weiteren ist das Lichtmodul 1B nicht auf ein Modul zum Bilden eines FTIRs beschränkt und kann ein Modul zum Bilden anderer optischer Systeme sein.
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Darüber hinaus wurden ein bewegbarer Spiegel und ein fester Spiegel in der vorangehenden Ausführungsform als Beispiele für auf der Basis BB zu montierende Elemente beschrieben. In diesem Beispiel ist die optische Fläche eine Spiegelfläche. Das optische Element, welches ein Montageziel wird, ist nicht auf einen Spiegel beschränkt. Zum Beispiel kann ein beliebiges Element wie etwa ein Gitter, ein optischer Filter oder dergleichen in Anwendung gebracht werden. Im Folgenden sind Anhänge zu der vorangehenden zweiten Ausführungsform aufgeführt.
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[Anhang 10]
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Lichtmodul, aufweisend:
- ein optisches Element; und
- eine Basis, auf der das optische Element montiert wird, wobei das optische Element aufweist:
- einen optischen Abschnitt mit einer optischen Fläche,
- einen elastischen Abschnitt, der elastisch verformt werden kann,
- ein Paar von Trägerabschnitten, das bereitgestellt ist, um einander zugewandt zu sein und bei dem eine elastische Kraft aufgebracht wird und ein Abstand zwischen diesen gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts verändert werden kann, und
- einen Bügel, der dazu verwendet wird, um zu veranlassen, dass der elastische Abschnitt elastisch verformt wird, derart, dass der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten sich verändert,
- die Basis eine Hauptfläche, und einen Montagebereich, in dem eine mit der Hauptfläche kommunizierende Öffnung vorgesehen ist,
- das Paar von Trägerabschnitten wird in die Öffnung in einem Zustand eingesetzt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts aufgebracht wird,
- das optische Element wird in dem Montagebereich durch eine Reaktionskraft der elastischen Kraft gelagert, die von einer Innenfläche der Öffnung aufgebracht wird, und
- der Bügel wird an einer Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung bezüglich dem optischen Abschnitt und dem Paar von Trägerabschnitten in einem Zustand positioniert, in dem das optische Element in dem Montagebereich montiert wurde.
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[Anhang 11]
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Lichtmodul nach Anhang 10, wobei
der Griff dazu genutzt wird, den Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten zu verkürzen.
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[Anhang 12]
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Lichtmodul nach Anhang 10, wobei
der Bügel verwendet wird, um den Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten zu vergrößern.
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[Anhang 13]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 10 bis 12,
wobei
der Bügel ein Paar von Verlagerungsabschnitten zum Verändern des Abstands zwischen dem Paar von Trägerabschnitten aufweist, indem diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden.
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[Anhang 14]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 10 bis 12
wobei der Bügel ein Paar von Verlagerungsabschnitten aufweisen kann, zum Verändern des Abstands zwischen dem Paar von Trägerabschnitten, indem diese in einer Richtung voneinander weg verlagert werden.
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[Anhang 15]
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Lichtmodul nach Anhang 13, wobei
das Paar von Verlagerungsabschnitten angeordnet ist, um derart geneigt zu sein, dass ein Abstand zwischen diesen sich in Richtung einer Seite vergrößert, in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung, in einer Richtung senkrecht zu sowohl einer die Hauptfläche schneidenden Richtung und einer Richtung gesehen, in der das Paar von Verlagerungsabschnitten einander zugewandt ist.
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[Anhang 16]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 10 bis 15, wobei
der Bügel an der einen Seite in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung bezüglich dem elastischen Abschnitt in einem Zustand angeordnet ist, bei dem das optische Element in dem Montagebereich montiert ist.
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[Anhang 17]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 10 bis 16,
wobei
die Basis eine Tragschicht und eine Vorrichtungsschicht hat, die auf der Tragschicht bereitgestellt ist und die Hauptfläche und den Montagebereich aufweist,
die Öffnung die Vorrichtungsschicht in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung durchdringt, und
der Trägerabschnitt einen Sicherungsabschnitt aufweist, der gebogen wird, um in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten der Öffnung zu kommen, in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung.
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[Anhang 18]
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Lichtmodul nach Anhang 17, ferner aufweisend:
einen festen Spiegel, der in der Tragschicht und/oder der Vorrichtungsschicht und/oder einer Zwischenschicht montiert ist, die zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht bereitgestellt ist; und
einen Strahlteiler, welcher in der Tragschicht und/oder der Vorrichtungsschicht und/oder der Zwischenschicht montiert ist, wobei
das optische Element ein bewegbarer Spiegel ist, der die optische Fläche aufweist, die als Spiegelfläche dient;
die Vorrichtungsschicht einen Ansteuerbereich aufweist, der mit dem Montagebereich verbunden ist, und
der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler derart angeordnet sind, dass ein optisches Interferenzsystem gebildet wird.
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[Anhang 19]
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Lichtmodul nach Anhang 18, wobei
die Basis eine Zwischenschicht aufweist, die zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht vorgesehen ist;
die Tragschicht eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats ist,
die Vorrichtungsschicht eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats ist, und
die Zwischenschicht eine Isolierschicht des SOI-Substrats ist.
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[Anhang 20]
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Lichtmodul nach Anhang 18 oder 19, ferner aufweisend:
eine Lichteinfallseinheit, welche derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem einfällt; und
eine Lichtemissionseinheit, welche derart angeordnet ist, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außen emittiert ist.
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[Anhang 21]
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Verfahren zur Montage des Lichtmoduls nach einem der Anhänge 10 bis 20, das Verfahren umfassend:
einen ersten Schritt des Einsetzens des Paars von Trägerabschnitten in die Öffnung in einem Zustand, in dem sich der Abstand zwischen dem Paar von Trägerabschnitten durch Aufbringen einer Kraft auf den Bügel verändert; und
einen zweiten Schritt des In-Kontakt-Bringens des Paars von Trägerabschnitten mit der Innenfläche der Öffnung, sowie des Befestigens des optischen Elements an der Basis durch Freigeben der auf den Bügel aufgebrachten Kraft.
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[Dritte Ausführungsform]
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Lichtmodule, in welchen ein optisches Interferenzsystem auf einem Silizium-auf-Isolator-Substrat (SOI-Substrat) durch eine Technologie für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) ausgebildet ist, sind bekannt (siehe zum Beispiel die ungeprüfte japanische Patentoffenbarung Nr. 2012-524295). Derartige Lichtmodule haben Aufsehen erregt, da sie Nutzern ein Fourier-Transform-Infrarotspektrometer bereitstellen können, bei dem eine hochgenaue optische Disposition verwirklicht wird.
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Die Beschreibung der US-Patentanmeldung, Offenbarung Nr. 2002/0186477 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines optischen Systems. In diesem Verfahren werden zuerst ein Template-Substrat und eine optische Bank vorbereitet. Ein Ausrichtungsschlitz wird in dem Template-Substrat durch Ätzen gebildet. Ein Bondpad wird auf einer Hauptfläche der optischen Bank angeordnet. Anschließend wird das Template-Substrat an der Hauptfläche der optischen Bank derart angebracht, dass der Ausrichtungsschlitz auf dem Bondpad angeordnet wird. Anschließend wird ein optisches Element in den Ausrichtungsschlitz eingeführt und gleichzeitig entlang einer Seitenwand des Ausrichtungsschlitzes positionsausgerichtet und wird auf dem Bondpad positioniert. Dann wird das optische Element durch ein Wiederaufschmelzen des Bondpads an die optische Bank gebondet.
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Die oben genannten Lichtmodule haben jedoch das Problem, dass die Größe eines bewegbaren Spiegels zum Beispiel von einem Komplettierungsgrad von Tiefschneiden in Bezug auf ein SOI-Substrat abhängt. Das heißt, da der Komplettierungsgrad von Tiefschneiden in Bezug auf ein SOI-Substrat maximal ungefähr 500 µm beträgt, unterliegt die Vergrößerung eines bewegbaren Spiegels zum Zweck der Verbesserung der Empfindlichkeit eines FTIRs gewissen Grenzen. Hierbei kann eine Technologie zur Montage eines separat ausgebildeten bewegbaren Spiegels in einer Vorrichtungsschicht (zum Beispiel einer Schicht eines SOI-Substrats, in welcher ein Ansteuerbereich ausgebildet ist) in Erwägung gezogen werden.
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In einem Fall, in dem ein in der Beschreibung der
US-Patentanmeldung, Offenbarung Nr. 2002/0186477 offenbartes Verfahren zur Anwendung kommt, wenn die in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. 2012-524295 , offenbarte MEMS-Vorrichtung hergestellt wird, wird ein optisches Element wie etwa ein bewegbarer Spiegel aufgrund eines Wiederaufschmelzens eines Bondpads, das in einem bewegbaren Montagebereich montiert werden soll, der mit einem Aktuator verbunden ist, gebonded. In diesem Fall bestehen jedoch Bedenken, dass wenn eine Nutzungsmenge, ein Formbereich oder dergleichen eines Bondpads nicht ausreichend kontrolliert werden, das Bonden des Bondpads das Ansteuern des Bereichs beeinträchtigen könnte. Es gibt daher Fälle, bei denen das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2012-524295 offenbarte Verfahren abhängig von den Eigenschaften eines Montagebereichs eines optischen Elements nicht zur Anwendung kommen kann.
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Eine Aufgabe eines weiteren Aspekts der vorliegenden Offenbarung ist es, ein Lichtmodul, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann, sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben anzugeben.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Lichtmodul bereitgestellt, welches ein optisches Element und eine Basis aufweist, an der das optische Element montiert wird. Das optische Element weist einen optischen Abschnitt, der eine optische Fläche aufweist, einen elastischen Abschnitt, der um den optischen Abschnitt herum vorgesehen ist, so dass ein ringförmiger Bereich gebildet wird, und ein Paar von Trägerabschnitten auf, die derart vorgesehen sind, dass der optische Abschnitt sandwichartig in einer ersten Richtung entlang der optischen Fläche aufgenommen ist und bei dem eine elastische Kraft aufgebracht wird und ein Abstand zwischen diesen gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts verändert werden kann. Die Basis weist eine Hauptfläche und einen Montagebereich auf, in dem eine Öffnung bereitgestellt ist, die mit der Hauptfläche kommuniziert. Die Trägerabschnitte werden in einem Zustand in die Öffnung eingeführt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts aufgebracht wird. Das optische Element wird in dem Montagebereich durch eine Reaktionskraft der elastischen Kraft, die von einer Innenfläche der Öffnung auf die Trägerabschnitte aufgebracht wird, gelagert, in einem Zustand, bei dem die optische Fläche die Hauptfläche schneidet. Der Verbindungsabschnitt ist an der Basisseite einer Mitte der optischen Fläche bereitgestellt.
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Bei diesem Lichtmodul weist das elastische Element den elastischen Abschnitt auf, und das Paar von Trägerabschnitten, bei denen dieser zwischenliegende Abstand gemäß der elastischen Verformung des elastischen Abschnitts verändert werden kann. Indessen ist die Öffnung, die mit der Hauptfläche kommuniziert, in dem Montagebereich der Basis gebildet, auf der das optische Element montiert ist. Daher vergrößert sich beispielsweise dann, wenn die Trägerabschnitte in einem Zustand in die Öffnung eingesetzt werden, in dem der elastische Abschnitt derart verformt wird, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten verringert wird, und wenn die elastische Verformung des elastischen Abschnitts teilweise freigegeben wird, der Abstand zwischen den Trägerabschnitten im Inneren der Öffnung, so dass die Trägerabschnitte in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung gebracht werden können. Dementsprechend wird das optische Element von einer Reaktionskraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung kommend auf die Trägerabschnitte aufgebracht wird. Auf diese Weise wird bei diesem Lichtmodul das optische Element mithilfe der elastischen Kraft an der Basis montiert. Es ist daher möglich das optische Element zuverlässig zu montieren, ohne Berücksichtigung eines nachteiligen Einflusses eines Bondmittels oder dergleichen, also unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs.
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Daher ist bei diesem optischen Element der Verbindungsabschnitt, der den optischen Abschnitt und den Trägerabschnitt miteinander verbindet, an der Seite der Basis der Mitte der optischen Fläche vorgesehen. Daher kommt beispielsweise verglichen mit einem Fall, bei dem der Verbindungsabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Basis der Mitte der optischen Fläche bereitgestellt ist, der Flächenschwerpunkt des optischen Elements in seiner Gesamtheit näher an der Basis. Daher wird die Stabilität verbessert.
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Ferner kann aus einem ähnlichen Grund der elastische Abschnitt um den optischen Abschnitt in einem Bereich in seiner Gesamtheit an einer Seite gegenüberliegend der Basis der Mitte der optischen Fläche vorgesehen sein. Daher kann der elastische Abschnitt verhältnismäßig verlängert werden, und die Federkonstante wird elastisch angepasst. Im Ergebnis ist es möglich, Beschädigung an dem elastischen Abschnitt, die mit elastischer Verformung einhergeht, zu begrenzen, und eine stabile Montage zu verwirklichen, durch Begrenzen einer Zunahme der Federkonstante. Auf diese Weise ist es gemäß diesem Lichtmodul möglich, das optische Element unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs zu montieren.
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Gemäß diesem optischen Element ist wie oben beschrieben der elastische Abschnitt um den optischen Abschnitt in einem Bereich in seiner Gesamtheit an einer Seite gegenüberliegend der Basis der Mitte der optischen Fläche bereitgestellt werden. Daher kann selbst dann, wenn der elastische Abschnitt nahe dem optischen Abschnitt bereitgestellt wird, die Länge des elastischen Abschnitts ausreichend sichergestellt werden. Das bedeutet, dass es gemäß diesem optischen Element möglich ist, die Länge des optischen Abschnitts sicherzustellen und ein kompaktes optisches Element zu verwirklichen.
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Bei dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der elastische Teil ein Kreisbogenteil aufweisen, das derart gebildet ist, dass der optische Abschnitt teilweise umgeben wird, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet. Der eine Endabschnitt und der andere Endabschnitt können an distalen Enden des Kreisbogenteils vorgesehen sein. Auf diese Weise, da der elastische Abschnitt den Kreisbogenteil besitzt, können sowohl eine kompakte Größe als auch Länge des elastischen Abschnitts zuverlässig sichergestellt werden.
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Bei dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Trägerabschnitt einen Sicherungsabschnitt aufweisen, der sich über eine Verbindungsposition des Verbindungsabschnitt bezüglich dem optischen Abschnitt zur Basisseite erstreckt und in die Öffnung eingesetzt wird. Eine Dicke des Sicherungsabschnitts kann größer sein als eine Dicke des elastischen Teils, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet. In diesem Fall kann das optische Element stabiler in der Basis gelagert werden, über den Sicherungsabschnitt.
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Bei dem Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Dicke des Trägerabschnitts größer sein als die Dicke des elastischen Teils, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet. In diesem Fall kann eine Kraft, um zu veranlassen, dass sich der elastische Abschnitt elastisch verformt, stabil auf den elastischen Abschnitt aufgebracht werden, über die Trägerabschnitte.
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Bei dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Dicke des Verbindungsabschnitts größer sein als die Dicke des elastischen Abschnitts, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet. In diesem Fall können die Trägerabschnitte und der optische Abschnitt zuverlässig miteinander verbunden werden.
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Bei dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Innenfläche der Öffnung ein Paar geneigter Flächen aufweisen, die derart geneigt sind, dass, in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung betrachtet ein Abstand zwischen diesen von einem Ende zum anderen Ende hin zunimmt, und eine Referenzfläche, die sich entlang einer Referenzlinie erstreckt, die das andere Ende einer geneigten Fläche und das andere Ende der anderen geneigten Fläche miteinander verbindet. In diesem Fall können, wenn die Trägerabschnitte in die Öffnung eingesetzt werden und eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts teilweise freigegeben wird, die optischen Abschnitte an den geneigten Flächen entlanggleiten und können aufgrund einer elastischen Kraft an der Referenzfläche anliegen. Daher ist es möglich, das optische Element in einer Richtung entlang der Hauptfläche positionsauszurichten.
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Das Lichtmodul gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann einen festen Spiegel und einen Strahlteiler aufweisen, die an der Basis montiert sind. Bei dem optischen Element kann es sich um einen bewegbaren Spiegel handeln, der die optische Fläche aufweist, die als Spiegelfläche dient. Die Basis kann einen Ansteuerbereich aufweisen, der mit dem Montagebereich verbunden ist. Der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler können derart angeordnet sein, dass ein optisches Interferenzsystem gebildet wird. In diesem Fall ist es möglich, ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erhalten. Ferner ist dabei der Montagebereich, in dem der bewegbare Spiegel montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem Ansteuerbereich verbunden ist und angetrieben wird. Dadurch wird die vorgenannte Konfiguration wirksamer, da es wahrscheinlich ist, dass der Montagebereich durch ein Bondmittel oder dergleichen nachteilig beeinflusst wird.
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Bei dem Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Basis eine Tragschicht, eine auf der Tragschicht bereitgestellte Vorrichtungsschicht und eine zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht bereitgestellte Zwischenschicht aufweisen. Die Tragschicht kann eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats sein. Die Vorrichtungsschicht kann eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats sein. Die Zwischenschicht kann eine Isolierschicht des SOI-Substrats sein. In diesem Fall ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels in Bezug auf die Vorrichtungsschicht unter Verwendung des SOI-Substrats vorteilhaft zu verwirklichen.
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Das Lichtmodul gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner aufweisen eine Lichteinfallseinheit, welche derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem einfällt, und eine Lichtemissionseinheit, welche derart angeordnet ist, dass das Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außen emittiert wird. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR, aufweisend eine Lichteinfallseinheit und eine Lichtemissionseinheit, zu erlangen.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Lichtmodul bereitzustellen, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs stabil montiert werden kann.
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Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Teile, die gleich oder ähnlich sind, werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und doppelte Teile entfallen.
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[Ausgestaltung des Lichtmoduls]
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Wie in 46 veranschaulicht, weist ein Lichtmodul 1C eine Basis BC auf. Die Basis BC weist eine Hauptfläche BsC auf. Die Basis BC weist eine Tragschicht 2C, eine Vorrichtungsschicht 3C, welche auf der Tragschicht 2C bereitgestellt ist, und eine Zwischenschicht 4C auf, welche zwischen der Tragschicht 2C und der Vorrichtungsschicht 3C bereitgestellt ist. Hierbei ist die Hauptfläche BsC eine Fläche der Vorrichtungsschicht 3C auf einer der Tragschicht 2C gegenüberliegenden Seite. Die Tragschicht 2C, die Vorrichtungsschicht 3C und die Zwischenschicht 4C sind aus einem SOI-Substrat gebildet. Konkret ist die Tragschicht 2C eine erste Siliziumschicht des SOI-Substrats. Die Vorrichtungsschicht 3C ist eine zweite Siliziumschicht de SOI-Substrats. Die Zwischenschicht 4C ist eine Isolierschicht des SOI-Substrats. Die Tragschicht 2C, die Vorrichtungsschicht 3C und die Zwischenschicht 4C weisen eine rechteckige Form auf, deren eine Seite bei Betrachtung in einer ZC-Achsenrichtung (einer parallel zu der ZC-Achse verlaufenden Richtung), welche eine Stapelrichtung davon ist, zum Beispiel ungefähr 10 mm beträgt. Die Dicke sowohl der Tragschicht 2C als auch der Vorrichtungsschicht 3C beträgt zum Beispiel ungefähr mehrere hundert µm. Die Dicke der Zwischenschicht 4C beträgt zum Beispiel ungefähr mehrere µm. 46 veranschaulicht die Vorrichtungsschicht 3C und die Zwischenschicht 4C in einem Zustand, in dem ein Eckabschnitt der Vorrichtungsschicht 3C und ein Eckabschnitt der Zwischenschicht 4C ausgeschnitten sind.
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Die Vorrichtungsschicht 3C weist einen Montagebereich 31C und einen Ansteuerbereich 32C auf, welcher mit dem Montagebereich 31C verbunden ist. Der Ansteuerbereich 32C weist ein Paar Aktuatorbereiche 33C und ein Paar elastischer Trägerbereiche 34C auf. Der Montagebereich 31C und der Ansteuerbereich 32C (das heißt, der Montagebereich 31C, das Paar Aktuatorbereiche 33C und das Paar elastischer Trägerbereiche 34C) sind in einem Abschnitt der Vorrichtungsschicht 3C durch eine MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen) einstückig ausgebildet.
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Die Aktuatorbereiche 33C des Paars sind auf beiden Seiten des Montagebereichs 31C in einer XC-Achsenrichtung (einer parallel zu einer orthogonal zu der ZC-Achse liegenden XC-Achse verlaufenden Richtung) angeordnet. Das heißt, der Montagebereich 31C ist zwischen den Aktuatorbereichen 33C des Paars in der XC-Achsenrichtung sandwichartig angeordnet. Jeder der Aktuatorbereiche 33C ist an der Tragschicht 2C befestigt und die Zwischenschicht 4C ist dazwischen angeordnet. Ein erster Kammzahnabschnitt 33aC ist auf einer Seitenfläche jedes der Aktuatorbereiche 33C auf der Seite des Montagebereichs 31C bereitgestellt. Jeder der ersten Kammzahnabschnitte 33aC befindet sich durch Entfernen der Zwischenschicht 4C, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in Bezug auf die Tragschicht 2C in einem potenzialfreien Zustand. Eine erste Elektrode 35C ist in jedem der Aktuatorbereiche 33C bereitgestellt.
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Die elastischen Trägerbereiche 34C des Paars sind auf beiden Seiten des Montagebereichs 31C in einer YC-Achsenrichtung (einer parallel zu einer orthogonal zu der ZC-Achse und der XC-Achse liegenden YC-Achse verlaufenden Richtung) angeordnet. Das heißt, der Montagebereich 31C ist zwischen den elastischen Trägerbereichen 34C des Paars in der YC-Achsenrichtung sandwichartig angeordnet. Beide Endabschnitte 34aC jedes der elastischen Trägerbereiche 34C sind an der Tragschicht 2C befestigt und die Zwischenschicht 4C ist dazwischen angeordnet. Ein elastischer Verformungsabschnitt 34bC (ein Teil zwischen den beiden Endabschnitten 34aC) jedes der elastischen Trägerbereiche 34C weist eine Struktur auf, in welcher eine Vielzahl von Blattfedern verbunden sind. Der elastische Verformungsabschnitt 34bC jedes der elastischen Trägerbereiche 34C befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2C durch Entfernen der Zwischenschicht 4C, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. Eine zweite Elektrode 36C ist in jedem der beiden Endabschnitte 34aC in jedem der elastischen Trägerbereiche 34C bereitgestellt.
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Der elastische Verformungsabschnitt 34bC jedes der elastischen Trägerbereiche 34C ist mit dem Montagebereich 31C verbunden. Der Montagebereich 31C befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2C durch Entfernen der Zwischenschicht 4C, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. Das heißt, der Montagebereich 31C wird durch das Paar elastischer Trägerebereiche 34C gelagert. Zweite Kammzahnabschnitte 31aC sind auf Seitenflächen des Montagebereichs 31C auf der Seite des Aktuatorbereichs 33C bereitgestellt. Jeder der zweiten Kammzahnabschnitte 31aC befindet sich in Bezug auf die Tragschicht 2C nach Entfernen der Zwischenschicht 4C, welche sich unmittelbar unterhalb davon befindet, in einem potenzialfreien Zustand. In den ersten Kammzahnabschnitten 33aC und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aC, welche einander zugewandt sind, ist jeder Kammzahn der ersten Kammzahnabschnitte 33aC zwischen Kammzähnen der zweiten Kammzahnabschnitte 31aC positioniert.
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Die elastischen Trägerbereiche 34C des Paars umgeben den Montagebereich 31C bei Betrachtung in einer parallel zu der XC-Achse verlaufenden Richtung AC sandwichartig von beiden Seiten. Wenn sich der Montagebereich 31C in die Richtung AC bewegt, veranlasst das Paar elastischer Trägerbereiche 34C eine elastische Kraft, auf den Montagebereich 31C derart einzuwirken, dass der Montagebereich 31C an die Anfangsposition zurückkehrt. Daher bewegt sich der Montagebereich 31C, wenn eine Spannung an einen Teil zwischen der ersten Elektrode 35C und der zweiten Elektrode 36C derart angelegt ist, dass eine elektrostatische Anziehung zwischen den ersten Kammzahnabschnitten 33aC und den zweiten Kammzahnabschnitten 31aC wirkt, welche einander zugewandt sind, in die Richtung AC zu einer Position, an der die elektrostatische Anziehung und die elastische Kraft des Paars elastischer Trägerbereiche 34C ausgeglichen sind. Auf diese Weise fungiert der Ansteuerbereich 32C als elektrostatischer Aktuator.
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Das Lichtmodul 1C weist ferner einen bewegbaren Spiegel 5C, einen festen Spiegel 6C, einen Strahlteiler 7C, eine Lichteinfalleinheit 8C und eine Lichtemissionseinheit 9C auf. Der bewegbaren Spiegel 5C, der feste Spiegel 6C und der Strahlteiler 7C sind auf der Vorrichtungsschicht 3C derart angeordnet, dass ein optisches Interferenzsystem 10C (optisches Michelson-Interferenzsystem) gebildet wird.
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Der bewegbare Spiegel 5C ist in dem Montagebereich 31C der Vorrichtungsschicht 3C auf einer Seite des Strahlteilers 7C in der XC-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 51aC eines in dem bewegbaren Spiegel 5C vorhandenen Spiegelabschnitts 51C ist auf einer der Tragschicht 2C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C gegenüberliegenden Seite positioniert. Zum Beispiel ist die Spiegelfläche 51aC eine senkrecht zu der XC-Achsenrichtung liegende Fläche (das heißt, eine senkrecht zu der Richtung AC liegende Fläche) und ist auf die Seite des Strahlteilers 7C gerichtet.
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Der feste Spiegel 6C ist in einem Montagebereich 37C der Vorrichtungsschicht 3C auf einer Seite des Strahlteilers 7C in der YC-Achsenrichtung montiert. Eine Spiegelfläche 61aC eines in dem festen Spiegel 6C vorhandenen Spiegelabschnitts 61C ist auf einer der Tragschicht 2C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C gegenüberliegenden Seite positioniert. Zum Beispiel ist die Spiegelfläche 61aC eine senkrecht zu der YC-Achsenrichtung liegende Fläche und ist auf die Seite des Strahlteilers 7C gerichtet.
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Die Lichteinfalleinheit 8C ist in der Vorrichtungsschicht 3C auf der anderen Seite des Strahlteilers 7C in der YC-Achsenrichtung montiert. Zum Beispiel ist die Lichteinfallseinheit 8C aus Lichtwellenleitern, einer Kollimationslinse und dergleichen gebildet. Die Lichteinfallseinheit 8C ist derart angeordnet, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem 10C einfällt.
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Die Lichtemissionseinheit 9C ist in der Vorrichtungsschicht 3C auf der anderen Seite des Strahlteilers 7C in der XC-Achsenrichtung montiert. Zum Beispiel ist die Lichtemissionseinheit 9C aus Lichtwellenleitern, einer Kollimationslinse und dergleichen gebildet. Die Lichtemissionseinheit 9C ist derart angeordnet, dass Messlicht (Interferenzlicht) aus dem optischen Interferenzsystem 10C nach außen emittiert wird.
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Der Strahlteiler 7C ist ein Strahlteiler vom Würfeltyp mit einer optischen Funktionsfläche 7aC. Die optische Funktionsfläche 7aC ist auf einer der Tragschicht 2C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C gegenüberliegenden Seite positioniert. Der Strahlteiler 7C wird positionsausgerichtet, wenn ein Eckabschnitt des Strahlteilers 7C auf einer Seite einer unteren Fläche mit einer Ecke einer in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildeten rechteckigen Öffnung 3aC in Kontakt gebracht wird. Der Strahlteiler 7C wird in der Tragschicht 2C durch Befestigen an der Tragschicht 2C durch Bonden oder dergleichen in einem positionsausgerichteten Zustand montiert.
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In dem Lichtmodul 1C mit einer oben beschriebenen Ausgestaltung wird ein Teil des Messlichts L0C, wenn Messlicht L0C auf das optische Interferenzsystem 10C von außen mittels der Lichteinfalleinheit 8C einfällt, durch die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C reflektiert und bewegt sich in Richtung des bewegbaren Spiegels 5C und der verbleibende Teil des Messlichts L0C transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C und bewegt sich in Richtung des festen Spiegels 6C. Ein Teil des Messlichts L0C wird durch die Spiegelfläche 51aC des bewegbaren Spiegels 5C reflektiert, bewegt sich in Richtung des Strahlteilers 7C entlang desselben Lichtwegs und transmittiert durch die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C. Der verbleibende Teil des Messlichts L0C wird durch die Spiegelfläche 61aC des bewegbaren Spiegels 6C reflektiert, bewegt sich in Richtung des Strahlteilers 7C entlang desselben Lichtwegs und wird durch die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C reflektiert. Ein Teil des Messlichts L0C, der durch die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C transmittierte, und der verbleibende Teil des Messlichts L0C, der durch die die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C reflektiert wurde, werden zu Messlicht L1C (Interferenzlicht). Das Messlicht L1C wird von dem optischen Interferenzsystem 10C mittels der Lichtemissionseinheit 9C nach außen emittiert. Da sich der bewegbare Spiegel 5C in der Richtung AC mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegen kann, ist es gemäß dem Lichtmodul 1C möglich, ein hochpräzises FTIR von geringer Größe bereitzustellen.
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[Bewegbarer Spiegel und umgebende Struktur davon]
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Wie in den 47, 48 und 49 veranschaulicht weist der bewegbare Spiegel (das optische Element) 5C den Spiegelabschnitt (den optischen Abschnitt) 51C, welcher die Spiegelfläche (die optische Fläche) 51aC aufweist, einen ringförmigen elastischen Abschnitt 52C, einen Verbindungsabschnitt 53C, welcher den Spiegelabschnitt 51C und den elastischen Abschnitt 52C miteinander verbindet, ein Paar Trägerabschnitte 56C und ein Paar verbindender Abschnitte 57C auf, welche die Trägerabschnitte 56C und den elastischen Abschnitt 52C miteinander verbinden. Der Spiegelabschnitt 5 1C ist ausgebildet, um eine Scheibenform aufzuweisen. Die Spiegelfläche 51aC ist eine kreisförmige Plattenfläche des Spiegelabschnitts 5 1C. Der bewegbare Spiegel 5C ist in einem Zustand, in dem die Spiegelfläche 51aC die Hauptfläche BsC schneidet (zum Beispiel orthogonal zu dieser liegt), auf der Basis BC montiert.
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Der elastische Abschnitt 52C ist um den Spiegelabschnitt 51C herum bereitgestellt. Dabei ist der elastische Abschnitt 52C um den Spiegelabschnitt 52C herum derart bereitgestellt, dass der Spiegelabschnitt 51C in seiner Gesamtheit an einer Seite der Basis BC gegenüberliegend der Hauptfläche BsC der Mitte des Spiegelabschnitts in ZC-Achsenrichtung umgeben wird. Der elastische Abschnitt 52C ist von dem Spiegelabschnitt 5 1C getrennt. Der elastische Abschnitt 52C beinhaltet ein Kreisbogenteil 52aC, das gebildet ist, um eine Kreisbogenform zu haben derart, dass der Spiegelabschnitt 5 1C teilweise umgeben wird, in einer Richtung (XC-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 51aC schneidet. Der elastische Abschnitt 52C ist insgesamt als Blattfeder ausgebildet, die dieses Kreisbogenteil 52aC beinhaltet. Dabei ist das Kreisbogenteil 52aC an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsC der Basis BC einer Mittellinie CLC angeordnet, die durch die Mitte des Spiegelabschnitts 5 IC in ZC-Achsenrichtung verläuft. Die Mittellinie CLC ist eine gedachte Gerade, die sich in einer Richtung (YC-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 51aC und der Hauptfläche BsC erstreckt.
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Der elastische Abschnitt 52C beinhaltet einen Endabschnitt 52pC und den anderen Endabschnitt 52rC, die an beiden Enden des Kreisbogenteils 52aC bereitgestellt sind. Der eine Endabschnitt 52pC und der andere Endabschnitt 52rC können eine gebogene Form haben, die von dem Kreisbogenteil 52aC verläuft, oder können eine lineare Form haben. Beispielsweise überlappen der eine Endabschnitt 52pc und der andere Endabschnitt 52rC die Mittellinie CLC. Dabei ist der elastische Abschnitt 52C symmetrisch bezüglich einer weiteren Mittellinie DLC ausgebildet, die durch die Mitte des Spiegelabschnitts 51C in YC-Achsenrichtung verläuft. Die Mittellinie DLC ist eine gedachte Gerade, die die Mittellinie CLC schneidet (orthogonal zu dieser ist) und sich in ZC-Achsenrichtung erstreckt.
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Die Trägerabschnitte 56C haben eine Stangenform mit rechteckigem Querschnitt und sind beispielsweise derart vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Spiegelabschnitts 51C (Teil der Basis BC an der Seite der Hauptfläche BsC) in YC-Achsenrichtung sandwichartig von diesen aufgenommen wird. Die Trägerabschnitte 56C sind jeweils mit einem Endabschnitt 52pC und dem anderen Endabschnitt 52rC des elastischen Teils 52C verbunden (ohne Unterbrechung ausgebildet). Die Trägerabschnitte 56C erstrecken sich zur Basisseite BC über den Spiegelabschnitt 5 1C hinaus, von dem einen Endabschnitt 52pC bzw. dem anderen Endabschnitt 52rC. Genauer beinhalten die Trägerabschnitte 56C geneigte Abschnitte 56aC, die derart geneigt sind, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Endabschnitt 52pC und dem anderen Endabschnitt 52rC in Richtung der Basis BC zunimmt. Die Trägerabschnitte 56C beinhalten ferner Sicherungsabschnitte 55C, die sich von Endabschnitten der geneigten Abschnitte 56aC an einer Seite gegenüberliegend dem einen Endabschnitt 52pC und dem anderen Endabschnitt 52rC erstrecken.
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Die Trägerabschnitte 56C beinhalten jeweils Vorsprungsabschnitte 56cC, die von den geneigten Abschnitten 56aC in einander entgegengesetzten Richtungen zueinander vorstehen, zwischen den Trägerabschnitten 56C des Paars. In dem Trägerabschnitt 56C wird von dem geneigten Abschnitt 56aC, dem Sicherungsabschnitt 55C und dem vorstehenden Abschnitt 56cC ein Eckabschnitt 56pC gebildet. Die Eckabschnitte 56pC sind Seiten zugewandt, die einander zwischen den Trägerabschnitten des Paars gegenüberliegen.
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Im Hinblick auf die Trägerabschnitte 56C, wenn eine Kraft auf die Trägerabschnitte 56C derart aufgebracht wird, dass die Trägerabschnitte 56C von beiden Seiten in YC-Achsrichtung sandwichartig aufgenommen werden, kann der elastische Abschnitt 52C elastisch verformt werden, um in YC-Achsrichtung zusammengedrückt zu werden. Das bedeutet, der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56C in der YC-Achsenrichtung kann gemäß der Verformung des elastischen Abschnitts 52C verändert werden. Ferner kann eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52C auf die Trägerabschnitte 56C aufgebracht werden. Wird auf die Trägerabschnitte 56C eine Kraft aufgebracht, um zu veranlassen, dass der elastische Abschnitt 52C sich verformt, können die vorstehenden Abschnitte 56cC verwendet werden (das bedeutet beispielsweise, es kann eine Kraft durch die vorstehenden Abschnitte 56cC eingeleitet werden).
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Der Verbindungsabschnitt 57C ist in einem aus dem Paar von Trägerabschnitten 56C vorgesehen du verbindet den Trägerabschnitt 56C und den Spiegelabschnitt 51C miteinander. Dabei ist der Verbindungsabschnitt 57C mit dem geneigten Abschnitt 56aC des Trägerabschnitts 56C verbunden. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 57C mit dem Spiegelabschnitt 5 1C an einer Position an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC der mit dem geneigten Abschnitt 56aC verbundenen Position verbunden. Daher wird der Verbindungsabschnitt 57C geneigt (schräg vorgesehen) um näher an der Basis BC zu liegen, von einem Trägerabschnitt 56C, in dem der Verbindungsabschnitt 57C nicht in Richtung des anderen Trägerabschnitts 56C vorgesehen ist. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 57C an der Seite der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 51aC vorgesehen. Daher erstreckt sich das Paar von Trägerabschnitten 56C über eine Verbindungsposition CPC des Verbindungsabschnitts 57C bezüglich dem Spiegelabschnitt 51C zur Seite der Basis BC. Die Sicherungsabschnitte 55C werden in eine Öffnung 31bC eingeführt, die untenstehend beschrieben wird.
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Der Verbindungsabschnitt 55C ist insgesamt in einer V-Form gebogen. Der Sicherungsabschnitt 55C beinhaltet eine geneigte Fläche 55aC und eine geneigte Fläche 55bC. Die geneigte Fläche 55aC und die geneigte Fläche 55bC sind Flächen (Außenflächen), eines Paar von Sicherungsabschnitten 55C an Seiten gegenüberliegend von einander zugwandten Seiten. Die geneigten Flächen 55aC sind zueinander hin in einer Richtung (negativer ZC-Achsenrichtung) weg von dem Verbindungsabschnitt 57C zwischen den Sicherungsabschnitten 55C des Paars geneigt. Die geneigten Flächen 55bC sind voneinander weg in negativer ZC-Achsenrichtung geneigt. In XC-Achsenrichtung betrachtet, ist der Betrag für einen Neigungswinkel der geneigten Fläche 55aC bezüglich der ZC-Achse kleiner als 90°. Auf ähnliche Weise ist der Betrag für einen Neigungswinkel der geneigten Fläche 55bC kleiner als 90°. Dabei sind beispielsweise die Beträge für die Neigungswinkel davon zueinander gleich.
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Dabei wird in dem Montagebereich 31C eine Öffnung 31bC gebildet. Dabei erstreckt sich die Öffnung 31bC in ZC-Achsenrichtung und durchdringt die Vorrichtungsschicht 3C. Daher kommuniziert die Öffnung 31bC mit der Hauptfläche BsC (erreicht diese) und einer Fläche der Vorrichtungsschicht 3C an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsC. Die Öffnung 31bC zeigt eine Pfeilerform, die, in ZC-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform ist (vgl. 49). Die Öffnung 31bC wird unten detailliert beschrieben.
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Die Trägerabschnitte 56C werden in diese Öffnung 31bC in einem Zustand eingesetzt, bei dem eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 52C aufgebracht wird. Anders gesagt durchdringen die Trägerabschnitte 56C (d.h. der bewegbare Spiegel 5C) den Montagebereich 31C über die Öffnung 31bC. Konkret ist ein Abschnitt des Sicherungsabschnitts 55C des Trägerabschnitts 56C im Inneren der Öffnung 13bC positioniert. In diesem Zustand können die Sicherungsabschnitte 55C in Kontakt mit einem Paar von Randabschnitten (einem Randabschnitt an der Seite der Hauptfläche BsC und einem Randabschnitt an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsC) der Öffnung 31bC in der ZC-Achsenrichtung kommen.
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Dabei kommen die geneigten Flächen 55aC in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bC an der Seite der Hauptfläche BsC, und die geneigten Flächen 55bC kommen in Kontakt mit den Randabschnitten der Öffnung 31bC an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsC. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55C mit dem Montagebereich 31C derart gesichert, dass der Montagebereich 31C sandwichartig in ZC-Achsenrichtung zwischen diesen aufgenommen wird. Im Ergebnis wird ein Ablösen des bewegbaren Spiegels vom der Basis BC in ZC-Achsenrichtung begrenzt.
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Dabei wird in der Zwischenschicht 4C eine Öffnung 41C gebildet. Die Öffnung 41C ist an beiden Seiten der Zwischenschicht 4C in ZC-Achsenrichtung offen. In der Tragschicht 2C wird eine Öffnung 21C gebildet. Die Öffnung 21C ist an beiden Seiten der Tragschicht 2C in ZC-Achsenrichtung offen. In dem Lichtmodul 1A ist ein durchgehender Raum S1C aus einem Bereich im Inneren der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C in einem Bereich im Inneren der Öffnung 21A der Tragschicht 2A gebildet. Das bedeutet, dass der Raum S1C einen Bereich im Inneren der Öffnung 41AC der Zwischenschicht 4C und einen Bereich im Inneren der Öffnung 21C der Tragschicht 2C beinhaltet.
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Der Raum S1C ist zwischen der Tragschicht 2C und der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und entspricht zumindest dem Montagebereich 31C und dem Ansteuerbereich 32C. Konkret umfassen ein Bereich innerhalb der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C und ein Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung einen Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt. Ein Bereich innerhalb der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils (das heißt, eines sich in Bezug auf zum Beispiel die Tragschicht 2C, den Montagebereich 31C in seiner Gesamtheit, den elastischen Verformungsabschnitt 34bC jedes der elastischen Trägerbereiche 34C, der ersten Kammzahnabschnitte 33aC und der zweiten Kammzahnabschnitte 31aC in einem ablösenden Zustand zu befindenden Teils) des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welches von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein.
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Dabei beinhaltet, wie in 49 gezeigt, eine Innenfläche der Öffnung 31bC ein Paar geneigter Flächen SLC und eine Bezugsfläche SRC. Die geneigte Fläche SLC beinhaltet ein Ende SLaC und das andere Ende SLbC. Das eine Ende SLaC und das andere Ende SLbC sind beides Endabschnitte der geneigten Fläche SLC, in ZC-Achsenrichtung betrachtet. Die geneigten Flächen SLC des Paars sind derart geneigt, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Ende SLaC hin zu dem anderen Ende SLbC zunimmt (beispielsweise bezogen auf die XC-Achse). In ZC-Achsenrichtung betrachtet, erstreckt sich die Bezugsfläche SRC entlang einer Bezugslinie BLC, die das andere Ende SLbC einer geneigten Fläche SLA und das andere Ende SLbC der anderen geneigten Fläche SLC miteinander verbindet. Dabei ist es ganz einfach so, dass die Bezugsfläche SRC die anderen Enden SLbC miteinander verbindet. Wie oben beschrieben ist die Form der Öffnung 31bC, in ZC-Achsenrichtung betrachtet, eine Trapezform. Daher entspricht hier die geneigte Fläche SLC Schenkeln der Trapezform, und die Bezugsfläche SRC entspricht einer unteren Basis der Trapezform.
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In diesem Fall ist die Öffnung 31bC ein einzelner Raum. Der Minimalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen dem einen Ende SLaC der geneigten Flächen SLC) der Öffnung 31bC in der YC-Achsenrichtung ist ein Wert, der es dem Paar von Sicherungsabschnitten 55C ermöglicht, gemeinsam im Inneren der Öffnung 31bC angeordnet zu werden, wenn der elastische Abschnitt 52C elastisch verformt wird, aufgrund dessen, dass er entlang der YC-Achsenrichtung zusammengedrückt wird. Indessen ist der Maximalwert für die Größe (d.h. der Spalt zwischen den anderen Enden SLbC der geneigten Flächen SLC) der Öffnung 31bC in der YC-Achsenrichtung ist ein Wert, der es nur einem Teil der elastischen Verformung des elastischen Abschnitts 52C erlaubt, freigegeben zu werden (d.h. der elastische Abschnitt 52C erreicht sein naturgemäße Länge nicht), wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55C in der Öffnung 31bC angeordnet ist.
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Daher pressen, wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 55C im Inneren der Öffnung 31bC angeordnet wird, die Sicherungsabschnitte 55C die Innenfläche der Öffnung 31bC aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52C, und eine Reaktionskraft wird von der Innenfläche der Öffnung 31bC auf die Sicherungsabschnitte 55C (Trägerabschnitte 56c) aufgebracht. Dementsprechend wird in einem Zustand, bei dem die Spiegelfläche 51aC die Hauptfläche BsC schneidet (beispielsweise zu dieser orthogonal ist), der bewegbare Spiegel 5C in dem Montagebereich 31C durch eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft gelagert, die aus der Innenfläche der Öffnung 31bC auf die Trägerabschnitte 56C aufgebracht wird.
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Genauer werden die Sicherungsabschnitte 55C in Kontakt mit den geneigten Flächen SLC der Öffnung 31bC gebracht. Daher gleiten die Sicherungsabschnitte 55C an den geneigten Flächen SLC in Richtung der Bezugsfläche SRC, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft aus den geneigten Flächen SLC in der XC-Achsenrichtung und kommen in Anlage an der Bezugsfläche SRC, und sind unterdessen in Kontakt mit den geneigten Flächen SLC. Dementsprechend kommen die Sicherungsabschnitte 55C in Innenkontakt mit den Eckabschnitten, die von den geneigten Flächen SLC und der Bezugsfläche SRC definiert werden und werden positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausrichtend) sowohl in XC-Achsenrichtung als auch in YC-Achsenrichtung. Dabei kommen die geneigten Flächen SLA in Stellenkontakt bzw. punktuellen Kontakt mit den Sicherungsabschnitten 55C, da die Sicherungsabschnitte 55C eine viereckige Querschnittsform haben, und die Bezugsfläche SRC kommt in Linienkontakt mit den Sicherungsabschnitten 55C, in ZC-Achsenrichtung betrachtet. Das bedeutet, dass in diesem Fall die Innenfläche der Öffnung 3 1bAC an zwei Punkten, und entlang von zwei Linien in Kontakt mit dem Paar von Sicherungsabschnitten 55C kommt, in ZC-Achsenrichtung betrachtet.
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Indessen wird, wie in 47 veranschaulicht, und in XA-Achsenrichtung betrachtet, eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft auch auf die Sicherungsabschnitte 55C aufgebracht, von der Innenfläche der Öffnung 31bC an den Randabschnitten der Öffnung 31bC. Wenn der bewegbare Spiegel 5C montiert wird, gibt es Fälle, in denen eine Reaktionskraft entweder auf die geneigten Flächen 55aC oder die geneigten Flächen 55bC der Sicherungsabschnitte 55C aufgebracht wird. In diesen Fällen gleiten entweder die geneigten Flächen 55aC oder die geneigten Flächen 55bC an den Randabschnitten entlang, aufgrund einer Komponente einer Reaktionskraft entlang der geneigten Flächen 55aC oder der geneigten Flächen 55bC, und bewegen sich entlang der Z-Achsenrichtung, um Positionen zu erreichen (d.h. Positionen, wo der Montagebereich 31C sandwichartig zwischen diesen in ZC-Achsenrichtung aufgenommen ist), wo sowohl die geneigten Flächen 55aC als auch die geneigten Flächen 55bC in Kontakt mit den Randabschnitten kommen. Dementsprechend werden die Sicherungsabschnitte 55C an den Positionen gesichert, und der bewegbare Spiegel 5C wird in ZC-Achsenrichtung positionsausgerichtet (aufgrund elastischer Kraft selbstausgerichtet). Das bedeutet, dass der bewegbare Spiegel 5C auf dreidimensionale Weise unter Ausnutzung einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 52C selbstausgerichtet wird.
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Der oben beschriebene, bewegbare Spiegel 5C ist einstückig, beispielsweise durch eine MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen) gebildet. Daher ist die Dicke (Größe in einer Richtung, die die Spiegelfläche 51aC schneidet) des bewegbaren Spiegels 5C in jedem Abschnitt gleichmäßig. Beispielsweise beträgt die Dicke desselben ungefähr 320 µm. Ferner beträgt der Durchmesser der Spiegelfläche 51aC beispielsweise ungefähr 1 mm. Darüber hinaus ist der Spalt zwischen einer Fläche (Innenfläche) des elastischen Abschnitts 52C der Seite des Spiegelabschnitts 5 IC und einer Fläche (Außenfläche) des Spiegelabschnitts 5 IC an der Seite des elastischen Abschnitts 52C beispielsweise ungefähr 200 µm. Die Dicke des elastischen Abschnitts 52C (Dicke der Blattfeder) liegt beispielsweise innerhalb eines Bereichs von ungefähr 10 µm bis 20 µm.
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In einer Richtung (XC-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 51aC schneidet, ist die Dicke des Sicherungsabschnitts 55C größer als die Dicke (Plattendicke) des elastischen Abschnitts 52C. Ferner ist, in XC-Achsenrichtung betrachtet, die Dicke des Trägerabschnitts 56C in seiner Gesamtheit größer als die Dicke des elastischen Abschnitts 52C. Darüber hinaus ist in XC-Achsenrichtung betrachtet, die Dicke des Verbindungsabschnitts 57C größer als die Dicke des elastischen Abschnitts 52C. Das bedeutet, dass hier der elastische Abschnitt 52C der schlankste (dünnste) unter dem elastischen Abschnitt 52C, dem Trägerabschnitt 56C und dem Verbindungsabschnitt 57C ist. Daher werden beispielsweise dann, wenn der elastische Abschnitt 52C aufgrund einer von den Trägerabschnitten 56C eingeleiteten Kraft elastisch verformt wird, die Trägerabschnitte 56C und der Verbindungsabschnitt 57C nicht wesentlich verformt. Die Trägerabschnitte 56C und der Verbindungsabschnitt 57C können jedoch geringfügig verformt werden. Mit anderen Worten gibt es Fälle, bei denen die Trägerabschnitte 56C und der Verbindungsabschnitt 57C innerhalb eines Bereichs verformt werden, bei dem die Verformungsbeträge der Trägerabschnitte 56C und des Verbindungsabschnitts 57C kleiner sind als die Verformungsmenge des elastischen Abschnitts 52C (es gibt Fälle, bei denen die Verformungsmengen der Trägerabschnitte 56C und des Verbindungsabschnitts 57C null betragen).
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[Fester Spiegel und umgebende Struktur desselben]
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Der feste Spiegel 6C und die umgebende Struktur desselben sind ähnlich dem vorgenannten bewegbaren Spiegel 5C und der umgebenden Struktur desselben, abgesehen davon, dass der Montagebereich nicht bewegbar ist. Das bedeutet, dass wie in den 50 und 51 gezeigt, der feste Spiegel (optisches Element) 6C den Spiegelabschnitt (optischen Abschnitt) 61C besitzt, der die Spiegelfläche (optische Fläche) 61aC, einen ringförmigen elastischen Abschnitt 62C, ein Paar von Trägerabschnitten 66C, und einen einzelnen Verbindungsabschnitt 67C besitzt, der einen Trägerabschnitt 66C und den Spiegelabschnitt 61C miteinander verbindet. Der Spiegelabschnitt 61C ist gebildet, um eine Scheibenform zu haben. Die Spiegelfläche 61aC ist eine kreisrunde Plattenfläche des Spiegelabschnitts 61C. Der feste Spiegel 6C ist an der Basis BC in einem Zustand montiert, bei dem die Spiegelfläche 61aC die Hauptfläche BsC schneidet (beispielsweise orthogonal zu dieser ist).
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Der elastische Abschnitt 62C ist um den Spiegelabschnitt 61C herum bereitgestellt. Dabei ist der elastische Abschnitt 62C um den Spiegelabschnitt 61C herum derart bereitgestellt, dass der Spiegelabschnitt 61C in seiner Gesamtheit an einer Seite der Basis BC gegenüberliegend der Hauptfläche BsC der Mitte des Spiegelabschnitts 61C in ZC-Achsenrichtung umgeben wird. Der elastische Abschnitt 62C ist von dem Spiegelabschnitt 61C getrennt. Der elastische Abschnitt 62C beinhaltet ein Kreisbogenteil 62aC, das gebildet ist, um eine Kreisbogenform zu haben derart, dass der Spiegelabschnitt 61C teilweise umgeben wird, in einer Richtung (XC-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 61aC schneidet. Der elastische Abschnitt 62C ist insgesamt als Blattfeder ausgebildet, die dieser Kreisbogenteil 62aC beinhaltet. Dabei ist das Kreisbogenteil 62aC an einer Seite gegenüberliegend der Hauptfläche BsC der Basis BC einer Mittellinie CLC angeordnet, die durch die Mitte des Spiegelabschnitts 61C in ZC-Achsenrichtung verläuft. Die Mittellinie CLC ist eine gedachte Gerade, die sich in einer Richtung (XC-Achsenrichtung) entlang der Spiegelfläche 61aC und der Hauptfläche BsC erstreckt.
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Der elastische Abschnitt 62C beinhaltet einen Endabschnitt 62pC und den anderen Endabschnitt 62rC, die an beiden Enden des Kreisbogenteils 62aC bereitgestellt sind. Der eine Endabschnitt 62pC und der andere Endabschnitt 62rC können eine gebogene Form haben, die von dem Kreisbogenteil 62aC verläuft, oder können eine lineare Form haben. Beispielsweise überlappen der eine Endabschnitt 62pc und der andere Endabschnitt 62rC die Mittellinie CLC. Dabei ist der elastische Abschnitt 62C symmetrisch bezüglich einer weiteren Mittellinie DLC ausgebildet, die durch die Mitte des Spiegelabschnitts 61C in YC-Achsenrichtung verläuft. Die Mittellinie DLC ist eine gedachte Gerade, die die Mittellinie CLC schneidet (orthogonal zu dieser ist) und sich in ZC-Achsenrichtung erstreckt.
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Die Trägerabschnitte 66C haben eine Stangenform mit rechteckigem Querschnitt und sind derart vorgesehen, dass zumindest ein Teil des Spiegelabschnitts 61C (Teil der Basis BC an der Seite der Hauptfläche BsC) in XC-Achsenrichtung sandwichartig von diesen aufgenommen wird. Die Trägerabschnitte 66C sind jeweils mit einem Endabschnitt 62pC und dem anderen Endabschnitt 62rC des elastischen Teils 62C verbunden (ohne Unterbrechung ausgebildet). Die Trägerabschnitte 66C erstrecken sich zur Basisseite BC über den Spiegelabschnitt 61C hinaus, von dem einen Endabschnitt 62pC bzw. dem anderen Endabschnitt 62rC. Genauer beinhalten die Trägerabschnitte 66C geneigte Abschnitte 66aC, die derart geneigt sind, dass der Abstand zwischen diesen von dem einen Endabschnitt 62pC und dem anderen Endabschnitt 62rC in Richtung der Basis BC zunimmt. Die Trägerabschnitte 66C beinhalten ferner Sicherungsabschnitte 65C, die sich von Endabschnitten der geneigten Abschnitte 66aC an einer Seite gegenüberliegend dem einen Endabschnitt 62pC und dem anderen Endabschnitt 62rC erstrecken.
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Die Trägerabschnitte 66C beinhalten jeweils Vorsprungsabschnitte 66cC, die von den geneigten Abschnitten 66aC in einander entgegengesetzten Richtungen zueinander vorstehen, zwischen den Trägerabschnitten 66C des Paars. In dem Trägerabschnitt 66C wird von dem geneigten Abschnitt 66aC, dem Sicherungsabschnitt 65C und dem vorstehenden Abschnitt 66cC ein Eckabschnitt 66pC gebildet. Die Eckabschnitte 66pC sind Seiten zugewandt, die einander zwischen den Trägerabschnitten 66C des Paars gegenüberliegen.
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Im Hinblick auf die Trägerabschnitte 66C, wenn eine Kraft auf die Trägerabschnitte 66C derart aufgebracht wird, dass die Trägerabschnitte 66C von beiden Seiten in YC-Achsrichtung sandwichartig aufgenommen werden, kann der elastische Abschnitt 62C elastisch verformt werden, um in YC-Achsrichtung zusammengedrückt zu werden. Das bedeutet, der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 66C in der YC-Achsenrichtung kann gemäß der Verformung des elastischen Abschnitts 62C verändert werden. Ferner kann eine elastische Kraft des elastischen Abschnitts 62C auf die Trägerabschnitte 66C aufgebracht werden. Wird auf die Trägerabschnitte 66C eine Kraft aufgebracht, um zu veranlassen, dass der elastische Abschnitt 62C sich verformt, können die vorstehenden Abschnitte 66cC verwendet werden (das bedeutet beispielsweise, es kann eine Kraft durch die vorstehenden Abschnitte 66cC eingeleitet werden).
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Der Verbindungsabschnitt 67C ist in einem aus dem Paar von Trägerabschnitten 56C vorgesehen du verbindet den Trägerabschnitt 56C und den Spiegelabschnitt 61C miteinander. Dabei ist der Verbindungsabschnitt 67C mit dem geneigten Abschnitt 56aC des Trägerabschnitts 56C verbunden. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 67C mit dem Spiegelabschnitt 61C an einer Position an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC der mit dem geneigten Abschnitt 66aC verbundenen Position verbunden. Daher wird der Verbindungsabschnitt 67C geneigt (schräg vorgesehen) um näher an der Basis BC zu liegen, von einem Trägerabschnitt 66C, in dem der Verbindungsabschnitt 67C nicht in Richtung des anderen Trägerabschnitts 66C vorgesehen ist. Ferner ist der Verbindungsabschnitt 67C an der Seite der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 61aC vorgesehen. Daher erstreckt sich das Paar von Trägerabschnitten 66C über die Verbindungsposition CPC des Verbindungsabschnitts 67C bezüglich dem Spiegelabschnitt 61C zur Seite der Basis BC und wird in eine Öffnung 37aC eingeführt, die untenstehend beschrieben wird.
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Der Sicherungsabschnitt 65C ist insgesamt gebogen. Der Sicherungsabschnitt 65C beinhaltet eine geneigte Fläche 65aC und eine geneigte Fläche 65bC. Die geneigte Fläche 65aC und die geneigte Fläche 65bC sind Flächen (Außenflächen) eines Paars von Sicherungsabschnitten 65C an Seiten gegenüberliegend von einander zugewandten Flächen. Die geneigten Flächen 65aC sind zueinander hin in einer Richtung (negative ZC-Achsenrichtung) vom Verbindungsabschnitt 67C zwischen den Sicherungsabschnitten 65C des Paars geneigt. Die geneigten Flächen 65bC sind voneinander weg in der negativen ZC-Achsenrichtung geneigt. In YC-Achsenrichtung betrachtet, sind die Neigungswinkel der geneigten Flächen 65aC und 65bC bezüglich der ZC-Achse ähnlich denen der geneigten Flächen 55aC und 55bC in dem bewegbaren Spiegel 5C.
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Hierbei ist eine Öffnung 42C in der Zwischenschicht 4C ausgebildet. Die Öffnung 42C weist bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung die erste Öffnung 37aC des Montagebereichs 37C auf und ist auf beiden Seiten der Zwischenschicht 4C in der ZC-Achsenrichtung offen. Eine Öffnung 22C ist in der Tragschicht 2C ausgebildet. Die Öffnung 22C weist bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung die erste Öffnung 37aC des Montagebereichs 37C auf und ist auf beiden Seiten der Tragschicht 2C in der ZC-Achsenrichtung offen. In dem Lichtmodul 1C ist ein durchgängiger Raum S2C aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 42C der Zwischenschicht 4C und einem Bereich innerhalb der Öffnung 22C der Tragschicht 2C gebildet. Das heißt, der Raum S2C umfasst einen Bereich innerhalb der Öffnung 42C der Zwischenschicht 4C und einen Bereich innerhalb der Öffnung 22C der Tragschicht 2C.
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Dabei hat eine Innenfläche der Öffnung 37ac eine Konfiguration ähnlich der Innenfläche der Öffnung 31bC in dem Montagebereich 31C. Daher pressen dann, wenn das Paar von Sicherungsabschnitten 65C in der Öffnung 37aC angeordnet wird, die Sicherungsabschnitte 65C die Innenfläche der Öffnung 37aC aufgrund einer elastischen Kraft des elastischen Abschnitts 62C, und eine Reaktionskraft aus der Innenfläche der Öffnung 37aC wird auf die Sicherungsabschnitte 65C (Trägerabschnitte 66C) aufgebracht. Dementsprechend wird der feste Spiegel 6C in einem Zustand, bei dem die Spiegelfläche 61aC die Hauptfläche BsC schneidet, beispielsweise zu dieser orthogonal ist, in der Basis BC von einer Reaktionskraft einer elastischen Kraft gelagert, die von der Innenfläche der Öffnung 37aC der Trägerabschnitte 66C aufgebracht wird. Insbesondere wird ähnlich dem Fall des bewegbaren Spiegels 5C, der feste Spiegel 6C ebenfalls mithilfe der Innenfläche oder der Randabschnitte der Öffnung 37aC und einer elastischen Kraft selbstausgerichtet.
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Ähnlich dem bewegbaren Spiegel 5C ist der oben beschriebene feste Spiegel 6C ebenfalls einstückig, beispielsweise mittels einer MEMS-Technologie (Strukturieren und Ätzen) gebildet. Die Größe jedes Abschnitts des festen Spiegels 6C ist ähnlich der Größe von jedem Abschnitt des bewegbaren Spiegels 5C, der oben beschrieben wurde.
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In einer Richtung (YC-Achsenrichtung) betrachtet, die die Spiegelfläche 61aC schneidet, ist die Dicke des Sicherungsabschnitts 65C größer als die Dicke (Plattendicke) des elastischen Abschnitts 62C. Ferner ist, in YC-Achsenrichtung betrachtet, die Dicke des Trägerabschnitts 66C in seiner Gesamtheit größer als die Dicke des elastischen Abschnitts 62C. Darüber hinaus ist in YC-Achsenrichtung betrachtet, die Dicke des Verbindungsabschnitts 67C größer als die Dicke des elastischen Abschnitts 62C. Das bedeutet, dass hier der elastische Abschnitt 62C der schlankste (dünnste) unter dem elastischen Abschnitt 62C, dem Trägerabschnitt 66C und dem Verbindungsabschnitt 67C ist. Daher werden beispielsweise dann, wenn der elastische Abschnitt 62C aufgrund einer von den Trägerabschnitten 66C eingeleiteten Kraft elastisch verformt wird, die Trägerabschnitte 66C und der Verbindungsabschnitt 57C nicht wesentlich verformt. Die Trägerabschnitte 66C und der Verbindungsabschnitt 57C können jedoch geringfügig verformt werden. Mit anderen Worten gibt es Fälle, bei denen die Trägerabschnitte 66C und der Verbindungsabschnitt 67C innerhalb eines Bereichs verformt werden, bei dem die Verformungsbeträge der Trägerabschnitte 66C und des Verbindungsabschnitts 67C kleiner sind als die Verformungsmenge des elastischen Abschnitts 62C (es gibt Fälle, bei denen die Verformungsmengen der Trägerabschnitte 66C und des Verbindungsabschnitts 67C null betragen).
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[Funktionsweisen und Wirkungen]
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Bei dem Lichtmodul 1C besitzt der bewegbare Spiegel 5C den elastischen Abschnitt 52C, und das Paar von Trägerabschnitten 56C, bei dem der Zwischenabstand gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 52A geändert werden kann. Indes ist die Öffnung 31bC, die mit der Hauptfläche BsC in Verbindung steht, in dem Montagebereich 31C der Basis BC gebildet, an dem der bewegbare Spiegel 5C montiert ist. Daher werden beispielsweise dann, wenn die Trägerabschnitte 56C in die Öffnung 31bC in einem Zustand eingeschoben werden, bei dem der elastische Abschnitt 52C elastisch derart verformt wird, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56C sich verringert, und wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52C teilweise freigegeben wird, nimmt der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56C im Inneren der Öffnung 32bC zu, so dass die Trägerabschnitte 56C in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung 31bC gebracht werden können.
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Dementsprechend wird der bewegbare Spiegel 5C von einer Reaktionskraft gelagert, welche von der Innenfläche der Öffnung 31bC aus auf die Trägerabschnitte 56C aufgebracht wird. Auf diese Weise wird in diesem Lichtmodul 1C der bewegbare Spiegel 5C mithilfe einer elastischen Kraft an der Basis BC montiert. Es ist daher möglich, das optische Element zuverlässig zu montieren, ohne nachteilige Wirkung eines Bondmittels oder dergleichen, also unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31C. Dabei werden Betriebe und Wirkungen beispielhaft anhand des bewegbaren Spiegels 5A beschrieben. Der bewegbare Spiegel 6C zeigt jedoch ähnliche Betrieb und Wirkungen (das Gleiche gilt im Folgenden).
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Dabei wird bei diesem bewegbaren Spiegel 5C der Verbindungsabschnitt 57C, der den Spiegelabschnitt 5 1C und den Trägerabschnitt 56C miteinander verbindet, an der Seite der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 51aC bereitgestellt. Daher wird beispielsweise verglichen mit einem Fall, bei dem der Verbindungsabschnitt 57C an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 51aC bereitgestellt ist, der Flächenschwerpunkt des bewegbaren Spiegels 5C in seiner Gesamtheit näher an die Basis BC. Daher wird die Stabilität verbessert.
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Ferner kann aus einem ähnlichen Grund der elastische Abschnitt 52C um den Spiegelabschnitt 51C in einem Bereich in seiner Gesamtheit an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 51aC vorgesehen sein. Darüber hinaus besteht kein Bedarf daran, dass der Bereich ein Element (beispielsweise einen Verbindungsabschnitt) hat, um die elastische Verformung des elastischen Abschnitts zu beeinflussen. Daher kann der elastische Abschnitt 52C einen verhältnismäßig langen Teil haben, der frei und elastisch verformt werden kann, und die Federkonstante wird auf einfache Weise angepasst. Im Ergebnis ist es möglich, Schaden an dem elastischen Abschnitt zu unterbinden und durch Unterbinden einer Zunahme der Federkonstante eine stabile Montage zu verwirklichen.
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Indessen wird beispielsweise dann, wenn der elastische Abschnitt 52C und der Spiegelabschnitt 51C durch Bereitstellen eines Verbindungsabschnitts nahe der Mitte (Position entlang der Mittellinie DLC an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC) des Kreisbogenteils 52aC miteinander verbunden werden, der Teil des elastischen Abschnitts 52C, der ungehindert und elastisch verformt werden kann, durch den Verbindungsabschnitt geteilt. Im Ergebnis ist es schwierig, die vorgenannten Wirkungen zu erreichen. Wie oben beschrieben ist es gemäß diesem Lichtmodul 1C möglich, den bewegbaren Spiegel 5C unabhängig von Eigenschaften des Montagebereichs 31C stabil zu montieren.
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Gemäß dem bewegbaren Spiegel 5C kann der elastische Abschnitt 52C wie oben beschrieben um den Spiegelabschnitt 51C in einem Bereich in seiner Gesamtheit an einer Seite gegenüberliegend der Basis BC der Mitte der Spiegelfläche 51aC vorgesehen sein. Daher kann selbst dann, wenn der elastische Abschnitt 52C nahe dem Spiegelabschnitt 51C bereitgestellt ist, die Länge des elastischen Abschnitts 52C ausreichend sichergestellt werden. Das bedeutet, dass es gemäß diesem bewegbaren Spiegel 5C möglich ist, die Länge des elastischen Abschnitts 52C sicherzustellen und einen kompakten bewegbaren Spiegel 5C zu verwirklichen.
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Bei dem Lichtmodul 1C beinhaltet der elastische Teil 52C ferner ein Kreisbogenteil 52aC, das derart gebildet ist, dass der Spiegelabschnitt 51C teilweise umgeben wird, in einer die optische Fläche 51aC schneidenden Richtung betrachtet. Der eine Endabschnitt 52pC und der andere Endabschnitt 52rC sind an distalen Enden des Kreisbogenteils vorgesehen. Auf diese Weise, da der elastische Abschnitt 52C den Kreisbogenteil 52aC besitzt, können sowohl eine kompakte Größe als auch Länge des elastischen Abschnitts 52C zuverlässig sichergestellt werden.
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Ferner weist in dem Lichtmodul 1C der Trägerabschnitt 56C den Sicherungsabschnitt auf, der sich über eine Verbindungsposition CPC des Verbindungsabschnitts 57C bezüglich dem Spiegelabschnitt 51C zur Basisseite BC erstreckt und in die Öffnung 31bC eingesetzt wird. Dann ist die Dicke des Sicherungsabschnitts 55C größer sein als die Dicke des elastischen Teils 52C, in einer die Spiegelfläche 51aC schneidenden Richtung betrachtet. Daher kann der bewegbare Spiegel 5C stabiler in der Basis BC gelagert werden, über die Sicherungsabschnitte 55C.
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Ferner ist bei dem Lichtmodul 1C die Dicke des Trägerabschnitts 56C größer als die Dicke des elastischen Abschnitts 52C, in einer die Spiegelfläche 51ac schneidenden Richtung betrachtet. Daher kann eine Kraft, um zu veranlassen, dass der elastische Abschnitt 52C elastisch verformt wird, stabil auf den elastischen Abschnitt 52C aufgebracht werden, über die Trägerabschnitte 56C.
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Ferner kann bei dem Lichtmodul 1C die Dicke des elastischen Abschnitts 57C, in einer die Spiegelfläche 51aC schneidenden Richtung betrachtet, größer sein als die Dicke des elastischen Abschnitts 52C. In diesem Fall können die Trägerabschnitte 56C und der Spiegelabschnitt 5 1C zuverlässig miteinander verbunden werden.
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Bei dem Lichtmodul 1C beinhaltet die Innenfläche der Öffnung 31bC die geneigten Flächen SLC des Paars, die derart geneigt sind, dass ein Abstand zwischen diesen sich von einem Ende SLaC hin zum anderen Ende SLbC vergrößert, ZC-Achsrichtung betrachtet, und die Bezugsfläche SRC, die sich entlang einer das andere Ende SLbC einer geneigten Fläche SLC und das andere Ende SLbC der anderen geneigten Fläche SLC miteinander verbindenden Bezugslinie BLC erstreckt. In diesem Fall können dann, wenn die Trägerabschnitte 56C in die Öffnung 31bC eingesetzt werden und eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52C teilweise freigegeben wird, die Trägerabschnitte 56C an den geneigten Flächen SLC entlangleiten und aufgrund einer elastischen Kraft an der Bezugsfläche SRC anliegen. Es ist daher möglich, den bewegbaren Spiegel 5C in einer Richtung entlang der Hauptfläche BsC auszurichten.
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Das Lichtmodul 1C weist ferner den festen Spiegel 6C und den Strahlteiler 7C auf, die an der Basis BC montiert sind. Die Basis BC besitzt den Ansteuerbereich 32C, der mit dem Montagebereich 31C verbunden ist. Der bewegbare Spiegel 5C, der feste Spiegel 6C und der Strahlteiler 7C sind derart angeordnet, dass das optische Interferenzsystem 10C gebildet wird. In diesem Fall ist es möglich ein FTIR mit verbesserter Empfindlichkeit zu erhalten. Zusätzlich ist dabei der Montagebereich 31C, in dem der bewegbare Spiegel 5C montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit dem Ansteuerbereich 32C verbunden ist und angetrieben wird. Daher wird die vorgenannte Konfiguration wirksamer, da es wahrscheinlich ist, dass der Montagebereich 31C durch ein Bondmittel oder dergleichen nachteilig beeinflusst wird.
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Ferner weist in dem Lichtmodul 1C die Basis BC eine Tragschicht 2C, eine Vorrichtungsschicht 3C, welche auf der Tragschicht 2C bereitgestellt ist, und eine Zwischenschicht 4C auf, welche zwischen der Tragschicht 2C und der Vorrichtungsschicht 3C bereitgestellt ist. Dann ist die Tragschicht 2C die erste Siliziumschicht des SOI-Substrats, die Vorrichtungsschicht 3C ist die zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats und die Zwischenschicht 4C ist eine Isolierschicht des SOI-Substrats. Daher ist es möglich, auf vorteilhafte Weise eine Konfiguration zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5C bezüglich der Vorrichtungsschicht 3C zu verwirklichen, mithilfe des SOI-Substrats.
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Des Weiteren ist in dem Lichtmodul 1C die Spiegelfläche 51aC des bewegbaren Spiegels 5C auf einer der Tragschicht 2C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C gegenüberliegenden Seite positioniert. Dementsprechend ist es möglich, die Ausgestaltung des Lichtmoduls 1C zu vereinfachen.
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Des Weiteren ist in dem optischen Lichtmodul 1C die Lichteinfalleinheit 8C derart angeordnet, dass Messlicht von außen auf das optische Interferenzsystem 10C einfällt, und die Lichtemissionseinheit 9C ist derart angeordnet, dass das Messlicht von dem optischen Interferenzsystem 10C nach außen emittiert wird. Dementsprechend ist es möglich, ein FTIR, aufweisend die Lichteinfalleinheit 8C und die Lichtemissionseinheit 9C, zu erlangen.
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[Modifizierungsbeispiele]
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Im Vorangehenden wurde noch ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt. Zum Beispiel sind das Material und die Form jeder Ausgestaltung nicht auf die oben beschriebenen Materialien und Formen beschränkt und verschiedene Materialien und Formen können zum Einsatz kommen.
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Ferner können, solange der Raum S1C zwischen der Tragschicht 2C und der Vorrichtungsschicht 3C gebildet wird und zumindest dem Montagebereich 31C und dem Ansteuerbereich 32C entspricht, verschiedene Formen verwendet werden, wie in den 52 und 53 gezeigt.
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In der in 52 veranschaulichten Ausgestaltung ist anstelle der Öffnung 21C ein Aussparungsabschnitt 23C, welcher auf der Seite der Vorrichtungsschicht 3C offen ist, in der Tragschicht 2C ausgebildet und ein Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 21C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C durch einen Bereich innerhalb der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C positioniert. Auch mit dieser Ausgestaltung ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C vorteilhaft zu verwirklichen.
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In der in 53(a) veranschaulichten Ausgestaltung umfasst ein Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung einen Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C bewegt. Ein Teil der Sicherungsabschnitts 55C ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C positioniert, durch einen Bereich im Inneren der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C. Bei der in 53(b) gezeigten Ausgestaltung beinhaltet ein Bereich im Inneren des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C den Bereich, in dem der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C sich bewegt, in ZC-Achsenrichtung betrachtet. In diesen Fällen beinhaltet in Bereich im Inneren der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C den Bereich, in dem sich der Montagebereich 31C bewegt, in ZC-Achsenrichtung betrachtet, und einen Leerraum bildet, um zu veranlassen, dass ein Teil des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, der von der Tragschicht getrennt werden muss sich von der Tragschicht 2C zu trennen. Ein Teil des Sicherungsabschnitts 55C ist in einem Bereich im Inneren des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C durch einen Bereich im Inneren der Öffnung 41C der Zwischenschicht 4C bereitgestellt.
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Des Weiteren können die Tragschicht 2C und die Vorrichtungsschicht 3C miteinander verbunden sein, ohne dass die Zwischenschicht 4C dazwischen angeordnet ist. In diesem Fall ist die Tragschicht 2C zum Beispiel aus Silizium, Borosilikatglas, Quarzglas oder Keramik gebildet und die Vorrichtungsschicht 3C ist zum Beispiel aus Silizium gebildet. Die Tragschicht 2C und die Vorrichtungsschicht 3C sind zum Beispiel durch Fügen bei Normaltemperatur unter Anwendung von Flächenaktivierung, Niedertemperatur-Plasmafugen, Direktbonden, bei welchem eine Hochtemperaturverarbeitung erfolgt, Isolierharz-Bonding, Metallfügen, Verbinden unter Verwendung von Glasfritte oder dergleichen miteinander verbunden. Auch in diesem Fall können wie in den 54, 55, 56 und 57 verschiedene Formen zum Einsatz kommen, sofern der Raum S1C zwischen der Tragschicht 2C und der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet ist, und zumindest dem Montagebereich 31C und dem Ansteuerbereich 32C entspricht. In jedweder Ausgestaltung ist es möglich, eine Ausgestaltung zur zuverlässigen Montage des bewegbaren Spiegels 5C in Bezug auf die Vorrichtungsschicht 3C vorteilhaft zu verwirklichen.
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In der in 54(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Raum S1C aus einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein. Ein Teil der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C positioniert.
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In der in 54(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Raum S1C aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C positioniert.
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In der in 36(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist ein Aussparungsabschnitt (erster Aussparungsabschnitt) 38C, welcher auf der Seite der Tragschicht 2C offen ist, in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und ein Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C und einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfassen ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 28C der Vorrichtungsschicht 3C und ein Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C positioniert.
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In der in 55(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38C in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und der Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts (des zweiten Aussparungsabschnitts) 23C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfassen ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C und ein Bereich innerhalb der Öffnung 23C der Tragschicht 2C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 23C der Tragschicht 2C durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C positioniert.
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In der in 56(a) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38C in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und der Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C und einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein. Ein Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C umfasst bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb der Öffnung 21C der Tragschicht 2C durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C positioniert.
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In der in 56(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38C in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und der Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C und einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts (des zweiten Aussparungsabschnitts) 23C der Tragschicht 2C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Tragschicht 2C getrennt sein muss, von der Tragschicht 2C getrennt zu sein. Ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C umfasst bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich jeder der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C bewegt. Ein Teil jedes der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 23C der Tragschicht 2C durch einen Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C positioniert.
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In der in 57 veranschaulichten Ausgestaltung ist der Aussparungsabschnitt 38C in der Vorrichtungsschicht 3C ausgebildet und der Raum S1C ist aus einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C gebildet. In diesem Fall umfasst ein Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung den Bereich, in welchem sich der Montagebereich 31C bewegt, und bildet einen Freiraum zum Veranlassen eines Teils des Montagebereichs 31C und des Ansteuerbereichs 32C, welcher von der Trägerschicht 2C getrennt sein muss, von der Trägerschicht 2C getrennt zu sein. Ein Teil des Sicherungsabschnitts 55C ist in einem Bereich innerhalb des Aussparungsabschnitts 38C der Vorrichtungsschicht 3C positioniert.
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Ferner kann wie in den 58(a) und 58(b) veranschaulicht, die Spiegelfläche 51aC des bewegbaren Spiegels 5C an einer Seite gegenüberliegend der Vorrichtungsschicht 3C positioniert sein, bezüglich der Vorrichtungsschicht 2C. Dabei erstreckt sich in einem Zustand, bei dem der Spiegelabschnitt 51C des bewegbaren Spiegels 5C von der Hauptfläche der Tragschicht 2C an einer Seite gegenüberliegend der Vorrichtungsschicht 3C vorsteht, der Sicherungsabschnitt 55 derart, dass er die Öffnung 31bc erreicht. In diesem Fall sind die Spiegelfläche 61aC des festen Spiegels 6C und die optische Funktionsfläche 7aC des Strahlteilers 7C auch an einer der Vorrichtungsschicht 3C gegenüberliegenden Seite positioniert, bezogen auf die Tragschicht 2C. Bei der in 58(b) veranschaulichten Ausgestaltung ist der Abstandshalter 39C, der an einer der Vorrichtungsschicht 2C gegenüberliegenden Seite positioniert ist, einstückig in der Vorrichtungsschicht 3C vorgesehen. Der Abstandshalter 39C steht über einen Teil von jedem der Sicherungsabschnitte 55C des bewegbaren Spiegels 5C vor, der von der Vorrichtungsschicht 3C vorsteht, zu einer Seite gegenüberliegend der Tragschicht 2C, wodurch er das Teil schützt. Ferner kommuniziert dabei die Öffnung 31bC mit der Hauptfläche BsC über einen Raum, der von dem Abstandshalter 39C definiert wird. Dabei kommuniziert alternativ die Öffnung 31bC mit einer weiteren Hauptfläche, bei der es sich um eine Fläche gegenüberliegend der Hauptfläche BsC handelt, über den Raum S1C.
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Des Weiteren in der vorangehenden Ausführungsform ist der feste Spiegel 6C in der Vorrichtungsschicht 3C montiert. Der feste Spiegel 6C muss jedoch lediglich in der Tragschicht 2C oder der Zwischenschicht 4C montiert sein. Des Weiteren ist der Strahlteiler 7C in der vorangehenden Ausführungsform in der Tragschicht 2A montiert. Der Strahlteiler 7C muss jedoch lediglich in der Vorrichtungsschicht 3C oder der Zwischenschicht 4C montiert sein. Des Weiteren ist der Strahlteiler 7C nicht auf einen Strahlteiler vom Würfeltyp beschränkt und kann ein Strahlteiler vom Plattentyp sein.
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Des Weiteren kann das Lichtmodul 1C zusätzlich zu der Lichteinfallseinheit 8C ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf die Lichteinfallseinheit 8C einzufallendem Messlicht aufweisen. Alternativ kann das Lichtmodul 1C anstelle der Lichteinfallseinheit 8C ein Lichtemissionselement zur Erzeugung von auf das optische Interferenzsystem 10C einzufallendem Messlicht aufweisen. Des Weiteren kann das Lichtmodul 1C zusätzlich zu der Lichtemissionseinheit 9C ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches von der Lichtemissionseinheit 9C emittiert wird. Alternativ kann das Lichtmodul 1C anstelle der Lichtemissionseinheit 9C ein Lichtaufnahmeelement zur Erfassung von Messlicht (Interferenzlicht) aufweisen, welches aus dem optischen Interferenzsystem 10C emittiert wird.
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Des Weiteren können eine erste Durchgangselektrode, welche mit jedem der Aktuatorbereiche 33C elektrisch verbunden ist, und eine zweite Durchgangselektrode, welche mit jedem der beiden Endabschnitte 34aC jedes der elastischen Trägerbereiche 34C elektrisch verbunden ist, in der Tragschicht 2C und der Zwischenschicht 4C (lediglich in der Tragschicht 2C, wenn die Zwischenschicht 4C nicht vorhanden ist) bereitgestellt sein, und eine Spannung kann an einen Teil zwischen der ersten Durchgangselektrode und der zweiten Durchgangselektrode angelegt werden. Des Weiteren ist der Aktuator zum Bewegen des Montagebereichs 31C nicht auf einen elektrostatischen Aktuator beschränkt und es können zum Beispiel ein piezoelektrischer Aktuator, ein elektromagnetischer Aktuator oder dergleichen verwendet werden. Des Weiteren ist das Lichtmodul 1C nicht auf ein Modul zum Bilden eines FTIRs beschränkt und kann ein Modul zum Bilden anderer optischer Systeme sein.
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Im Anschluss werden Modifikationsbeispiele der in 49 veranschaulichten Öffnung 31bC beschrieben. Wie in 59(a) veranschaulicht kann die Form der Öffnung 31bC bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung eine dreieckige Form sein. In diesem Fall ist die Innenfläche der Öffnung 31bC aus dem Paar geneigter Flächen SLC und der Bezugsfläche SRC gebildet. Hierbei sind eine Enden SLaC der geneigten Flächen SLC miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die Bezugsfläche SRC definiert ist.
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Bei dem in 59(b) veranschaulichten Beispiel ist die Form der Öffnung 31bC bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung Sechseckform. In diesem Fall beinhaltet die Innenfläche der Öffnung 31bc ein Paar geneigter Flächen SLC und ein Paar geneigter Flächen SKC, die zu Seiten gegenüberliegend den geneigten Flächen SLC geneigt sind. Die geneigten Flächen SKC des Paars sind derart geneigt, dass der Abstand zwischen diesen von einem Ende SKaC hin zum anderen Ende SKbC zunimmt. Dabei sind das eine Ende SLbC der geneigten Fläche SLC und das andere Ende SKbC der geneigten Fläche SKC miteinander verbunden und bilden einen Eckabschnitt. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in XC-Achsenrichtung als auch YC-Achsrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C in innenliegenden Kontakt mit einem Eckabschnitt kommt, der von der geneigten Fläche SLC und der geneigten Fläche SKC definiert wird. Dabei kommt, in ZC-Achsenrichtung betrachtet, ein Sicherungsabschnitt 55C an zwei Punkten in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung.
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Wie in 59(c) veranschaulicht, kann es sich bei den geneigten Flächen SLC um gewölbte Flächen handeln. In diesem Fall sind die geneigten Flächen SLC des Paars derart geneigt und gewölbt, dass sich der Abstand dazwischen von einem Ende SLaC zu dem anderen Ende SLbC hin vergrößert. Hierbei ist die geneigte Fläche SLC bei Betrachtung in der ZA-Achsenrichtung derart gewölbt, dass sich die Neigung einer Tangentiallinie der geneigten Fläche SLC in Bezug auf die XC-Achse von dem einen Ende SLaC zu dem anderen Ende SLbC hin schrittweise erhöht. Die geneigte Fläche SLC ist gewölbt, um nach innen zu der Öffnung 31bC hin zu ragen. Auch und selbst in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55A innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die Bezugsfläche SRC definiert ist.
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In dem in 60(a) veranschaulichten Beispiel weisen sowohl die geneigte Fläche SLC als auch die geneigte Fläche SKC eine nach innen zu der Öffnung 31bC hin ragende, gewölbte Fläche auf. Des Weiteren sind das andere Ende SLbC der geneigten Fläche SLC und das andere Ende SKbC der geneigten Fläche SKC mittels einer Verbindungsfläche, welche sich in der XC-Achsenrichtung erstreckt, miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die geneigte Fläche SKC definiert ist.
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In dem in 60(b) veranschaulichten Beispiel ist die Öffnung 31bC bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung in zwei Teile 31pC aufgeteilt. Jeder der zwei Teile 31pC weist die geneigte Fläche SLC und die Bezugsfläche SRC auf. Das heißt, die Bezugsfläche SRC ist hierbei auch in zwei Teile aufgeteilt. Bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung erstreckt sich die Bezugsfläche SRC in ihrer Gesamtheit entlang der Bezugslinie BLC, welche das andere Ende SLbC der geneigten Fläche SLC eines Teils 31pC und das andere Ende SLbC der geneigten Fläche SLC des anderen Teils 31pC miteinander verbindet. In diesem Fall ist ein Sicherungsabschnitt 55C in den einen Teil 31pC der Öffnung 31bC eingeführt. Dann kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die Bezugsfläche SRC definiert ist.
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Auch in dem in 60(c) veranschaulichten Beispiel ist die Öffnung 31bC bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung in zwei Teile 31pC aufgeteilt. Jeder der zwei Teile 31pC weist die geneigte Fläche SLC und die geneigte Fläche SKC auf. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die geneigte Fläche SKC definiert ist.
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In dem in 61(a) veranschaulichten Beispiel ist die Form der Öffnung 31bC bei Betrachtung in der ZC-Achsenrichtung eine rhombische Form. Hierbei ist die Innenfläche der Öffnung 31bC aus den geneigten Flächen SLC und den geneigten Flächen SKC gebildet. Das heißt, zusätzlich dazu, dass die geneigten Flächen SLC und die geneigten Flächen SKC miteinander verbunden sind, sind hierbei eine Enden SLaC der geneigten Flächen SLC miteinander verbunden und eine Enden SkaC der geneigten Flächen SKC sind miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die geneigte Fläche SKC definiert ist.
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Darüber hinaus sind in dem in 61(b) veranschaulichten Beispiel das andere Ende SLbC der geneigten Fläche SLC und das andere Ende SKbC der geneigten Fläche SKC mittels einer Verbindungsfläche, welche sich in der XC-Achsenrichtung erstreckt, miteinander verbunden. Des Weiteren sind eine Enden SLaC der geneigten Flächen SLC miteinander verbunden und eine Enden SkaC der geneigten Flächen SKC sind miteinander verbunden. Auch in diesem Fall kann der bewegbare Spiegel 5C sowohl in der XC-Achsenrichtung als auch in der YC-Achsenrichtung positionsmäßig ausgerichtet werden, wenn der Sicherungsabschnitt 55C innenseitig mit einem Eckabschnitt in Kontakt kommt, welcher durch die geneigte Fläche SLC und die geneigte Fläche SKC definiert ist.
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Die Formen der Spiegelabschnitte 51C und 61C und die Spiegelflächen 51aC und 61aC sind nicht auf eine Kreisform beschränkt, und es kann sich um rechteckige Formen oder andere Formen handeln.
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Im Vorangehenden wurden verschiedene Modifizierungsbeispiele des bewegbaren Spiegels 5C und der Öffnung 31bC beschrieben. Die Modifizierungsbeispiele des bewegbaren Spiegels 5C und der Öffnung 31bC sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Der bewegbare Spiegel 5C und die Öffnung 31bC können beispielsweise als weiteres Modifizierungsbeispiel ausgebildet werden, indem beliebige Teile in den vorgenannten Modifizierungsbeispielen miteinander getauscht werden. Das Gleiche gilt für den festen Spiegel 6C und die Öffnung 37aC.
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Darüber hinaus wurden in der vorangehenden Ausführungsform ein beweglicher Spiegel und ein fester Spiegel als Beispiele für auf der Basis BC zu montierende optische Elemente beschrieben. Bei diesem Beispiel handelt es sich bei der optischen Fläche um eine Spiegelfläche. Das optische Element, welches ein Montageobjekt wird, ist jedoch nicht auf einen Spiegel beschränkt. Zum Beispiel kann ein beliebiges Element wie etwa ein Gitter, ein optischer Filter oder dergleichen in Anwendung gebracht werden.
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Dabei sind die Mittelpunkte der Spiegelflächen (optischen Flächen) 51aC und 61aC, die oben beschrieben wurden, die Mittelpunkte der Spiegelflächen 51aC und 61aC in der ZC-Achsenrichtung (Richtung, die die Hauptfläche BsC schneidet (orthogonal zu dieser ist)). Handelt es sich bei den Formen der Spiegelflächen 51aC und 61aC jedoch nicht um Formen (beispielsweise Kreisformen, Viereckformen oder dergleichen) deren Mittelpunkt nicht eindeutig bestimmt werden kann, können die Mittelpunkte der Spiegelflächen 51aC und 61aC interpretiert werden, indem diese mit den Flächenschwerpunkten der Spiegelflächen 51aC und 61aC in ZC-Achsenrichtung ersetzt werden. In diesem Fall kann der Flächenschwerpunkt gemäß den Flächeninhalten der Spiegelflächen 51aC und 61aC interpretiert werden.
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Ferner wurde bei der vorgenannten Ausführungsform beispielhaft ein Fall beschrieben, bei dem beispielsweise der elastische Abschnitt 52C derart verformt wurde, dass der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56C sich verkleinert hat. In diesem Fall wird der Abstand zwischen den Trägerabschnitten 56C vergrößert, indem ein Teil von elastischer Verformung des elastischen Abschnitts 52C im Inneren der Öffnung 31bC freigegeben wurde. Dementsprechend wird dadurch, dass die Trägerabschnitte 56C in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung 31bC gebracht werden, eine Selbstausrichtung durchgeführt. Der elastische Abschnitt 52C kann jedoch beispielsweise derart elastisch verformt werden, dass ein Spalt zwischen den Trägerabschnitten 56C vergrößert wird. In einem solchen Fall werden die Sicherungsabschnitte 55C zueinander hin verlagert, wenn eine elastische Verformung des elastischen Abschnitts 52C teilweise freigegeben wird, in einem Zustand, bei dem die Sicherungsabschnitte 55C in die Öffnungen 31bc eingeführt werden. Dementsprechend wird eine Selbstausrichtung durchgeführt, indem die Trägerabschnitte 56C in Kontakt mit der Innenfläche der Öffnung 31bC gebracht werden. Die folgenden Absätze sind Anhänge der vorgenannten, dritten Ausführungsform.
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[Anhang 22]
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Lichtmodul, aufweisend:
- ein optisches Element; und
- eine Basis, auf welcher das optische Element montiert ist,
- wobei das optische Element aufweist:
- einen optischen Abschnitt, welcher eine optische Fläche aufweist,
- einen elastischen Abschnitt, der einen Endabschnitt und den anderen Endabschnitt aufweist und der um den optischen Abschnitt herum bereitgestellt ist, und
- ein Paar Trägerabschnitte, die sich jeweils von dem einen Endabschnitt und dem anderen Endabschnitt zur Seite der Basis über den optischen Abschnitt hinaus erstrecken; und
- einen Verbindungsabschnitt, der einen Trägerabschnitt und den optischen Abschnitt miteinander verbindet,
- die Basis hat eine Hauptfläche und einen Montagebereich, in dem eine mit der Hauptfläche in Verbindung stehende Öffnung vorgesehen ist,
- die Trägerabschnitte, in denen eine elastische Kraft aufgebracht wird, und zwischen denen ein Abstand gemäß elastischer Verformung des elastischen Abschnitts geändert werden kann, werden in die Öffnungen in einem Zustand eingesetzt, in dem die elastische Kraft aufgebracht wird,
- das optische Element wird in dem Montagebereich durch eine Reaktionskraft einer elastischen Kraft, die von einer Innenfläche der Öffnung auf die Trägerabschnitte aufgebracht wurde, in einem Zustand gelagert, in dem die optische Fläche die Hauptfläche schneidet, und
- der Verbindungsabschnitt wird an der Basisseite einer Mitte der optischen Fläche bereitgestellt.
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[Anhang 23]
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Lichtmodul nach Anhang 22, wobei
- der elastische Abschnitt ein Kreisbogenteil aufweist, das derart gebildet ist, dass der optische Abschnitt, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet, teilweise umgeben wird, und
- der eine Endabschnitt und der andere Endabschnitt an distalen Enden des Kreisbogenteils bereitgestellt sind.
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[Anhang 24]
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Lichtmodul nach Anhang 22 oder 23, wobei
- der Trägerabschnitt einen Sicherungsabschnitt aufweist, der sich über eine Verbindungsposition des Verbindungsabschnitts bezüglich dem optischen Abschnitt zur Basisseite erstreckt, und in die Öffnung eingesetzt wird, und
- eine Dicke des Sicherungsabschnitts größer ist als eine Dicke des elastischen Abschnitts, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet.
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[Anhang 25]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 22 bis 24, wobei
- eine Dicke des Trägerabschnitts größer ist als eine Dicke des elastischen Abschnitts, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet.
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[Anhang 26]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 22 bis 25, wobei
- eine Dicke des Verbindungsabschnitts größer ist als die Dicke des elastischen Abschnitts, in einer die optische Fläche schneidenden Richtung betrachtet.
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[Anhang 27]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 22 bis 26, wobei
- die Innenfläche der Öffnung ein Paar geneigter Flächen aufweist, die derart geneigt sind, dass, in einer die Hauptfläche schneidenden Richtung betrachtet ein Abstand zwischen diesen von einem Ende zum anderen Ende hin zunimmt, und eine Referenzfläche, die sich entlang einer Referenzlinie erstreckt, die das andere Ende einer geneigten Fläche und das andere Ende der anderen geneigten Fläche miteinander verbindet.
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[Anhang 28]
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Lichtmodul nach einem der Anhänge 22 bis 27, ferner aufweisend:
- einen festen Spiegel und einen Strahlteiler, die an der Basis montiert sind, wobei das optische Element ein bewegbarer Spiegel ist, der die optische Fläche aufweist, die als Spiegelfläche dient,
- die Basis einen Ansteuerbereich aufweist, der mit dem Montagebereich verbunden ist, und
- der bewegbare Spiegel, der feste Spiegel und der Strahlteiler derart angeordnet sind, dass ein optisches Interferenzsystem gebildet wird.
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[Anhang 29]
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Lichtmodul nach Anhang 28, wobei
- die Basis eine Tragschicht, eine auf der Tragschicht bereitgestellte Vorrichtungsschicht und eine zwischen der Tragschicht und der Vorrichtungsschicht bereitgestellte Zwischenschicht aufweist,
- die Tragschicht eine erste Siliziumschicht eines SOI-Substrats ist,
- die Vorrichtungsschicht eine zweite Siliziumschicht des SOI-Substrats ist, und
- die Zwischenschicht kann eine Isolierschicht des SOI-Substrats ist.
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[Anhang 30]
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Lichtmodul nach Anhang 28 oder 29, ferner aufweisend:
- eine Lichteinfallseinheit, die derart angeordnet ist, dass Messlicht von außen in das optische Interferenzsystem einfällt; und
- eine Lichtemissionseinheit, die derart angeordnet ist, dass Messlicht aus dem optischen Interferenzsystem nach außerhalb emittiert wird.
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Das Lichtmodul gemäß der ersten Ausführungsform, das Lichtmodul gemäß der zweiten Ausführungsform und das Lichtmodul gemäß der dritten Ausführungsform, die oben beschrieben wurden, können einer Modifizierung dahingehend unterzogen werden, dass ein beliebiges Element diesen hinzugefügt und/oder ersetzt wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Es ist möglich, ein Lichtmodul anzugeben, bei dem ein optisches Element unabhängig von Eigenschaften eines Montagebereichs zuverlässig montiert werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1A
- Lichtmodul
- 2A
- Tragschicht
- 3A
- Vorrichtungsschicht
- 4A
- Zwischenschicht
- 5A, 5AA
- Bewegbarer Spiegel (optisches Element)
- 6A
- Fester Spiegel (optisches Element)
- 7A
- Strahlteiler
- 8A
- Lichteinfallseinheit
- 9A
- Lichtemissionseinheit
- 10A
- Optisches Interferenzsystem
- 31A, 37A
- Montagebereich
- 31bA, 37aA
- Öffnung
- 32A
- Ansteuerbereich
- 51A, 61A
- Spiegelabschnitt (optischer Abschnitt)
- 51aA, 61aA
- Spiegelfläche (optische Fläche)
- 52A, 62A
- Elastischer Abschnitt
- 53A, 63A
- Verbindungsabschnitt (erster Verbindungsabschnitt)
- 54A, 64A
- Schenkelabschnitt
- 55A, 65A
- Sicherungsabschnitt
- 55aA, 55bA, 65aA, 65bA
- Geneigte Fläche
- 56A, 66A
- Trägerabschnitt
- 57A, 67A
- Verbindungsabschnitt (zweiter Verbindungsabschnitt)
- SLA
- geneigte Fläche
- SLaA
- ein Ende
- SLbA
- anderes Ende
- SRA
- Referenzfläche
- BLA
- Bezugslinie
- CAA
- ringförmiger Bereich
- 1B
- Lichtmodul
- 2B
- Tragschicht
- 3B
- Vorrichtungsschicht
- 4B
- Zwischenschicht
- 5B
- Bewegbarer Spiegel
- 7B
- Strahlteiler
- 8B
- Lichteinfallseinheit
- 9B
- Lichtemissionseinheit
- 10B
- optisches Interferenzsystem
- 31B
- Montagebereich
- 31bB
- Öffnung
- 51B
- Spiegelabschnitt
- 51aB
- Spiegelfläche
- 52B
- elastischer Abschnitt
- 54B
- Tragabschnitt
- 55B
- Sicherungsabschnitt
- 56B
- Bügel
- 56B
- Bügel
- 56aB
- Verlagerungsabschnitt
- BB
- Basis
- 1C
- Lichtmodul
- 2C
- Tragschicht
- 3C
- Vorrichtungsschicht
- 4C
- Zwischenschicht
- 5C
- Bewegbarer Spiegel (optisches Element)
- 6C
- Fester Spiegel (optisches Element)
- 7C
- Strahlteiler
- 8C
- Lichteinfallseinheit
- 9C
- Lichtemissionseinheit
- 10C
- optisches Interferenzsystem
- 31C, 37C
- Montagebereich
- 31bC, 37aC
- Öffnung
- 32C
- Ansteuerbereich
- 51C, 61C
- Spiegelabschnitt (optischer Teil)
- 51aC, 61aC
- Spiegelfläche (optische Fläche)
- 52C, 62C
- elastischer Abschnitt
- 52aC, 62aC
- Kreisbogenteil
- 52pC, 62pC
- ein Endabschnitt
- 52rC, 62rC
- anderer Endabschnitt
- 55C, 65C
- Sicherungsabschnitt
- 56C, 66C
- Trägerabschnitt
- 57C, 67C
- Verbindungsabschnitt
- SLC
- geneigte Fläche
- SLaC
- Ein Ende
- SLbC
- anderes Ende
- SRC
- Referenzfläche
- BLC
- Referenzlinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012524295 [0003, 0255]
- US 2002/0186477 [0003, 0255]