光學(xué)設(shè)備及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)設(shè)備及其制造方法，在該光學(xué)設(shè)備的殼體內(nèi)部配置有具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的光學(xué)功能面的光學(xué)元件。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的光學(xué)設(shè)備具有外殼以及被配置在外殼的開口部分的蓋部，所述外殼具有容納光學(xué)元件的凹部。在蓋部形成有透明的窗部。外殼與蓋部通過低熔點(diǎn)玻璃等接合。并且，其他的光學(xué)設(shè)備具有配置光學(xué)元件的殼體部件、以及與窗部一體化的金屬蓋。金屬蓋被設(shè)置在基礎(chǔ)基板上，光學(xué)元件收容在金屬蓋的內(nèi)部。并且，對金屬蓋與基礎(chǔ)基板進(jìn)行縫焊。通過這些結(jié)構(gòu)，在以往的光學(xué)設(shè)備中，光學(xué)元件被密封收容在內(nèi)部。
[0003]另外，本申請的發(fā)明所涉及的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)例如有專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2。
[0004](現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn))
[0005](專利文獻(xiàn))
[0006]專利文獻(xiàn)1日本特開2006-184905號公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2日本特開2011-151357號公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的課題
[0009]然而，在上述這種光學(xué)設(shè)備中存在的課題是，在制造過程中，光學(xué)元件以及光學(xué)設(shè)備的特性會(huì)劣化。因此，希望能夠減少光學(xué)元件以及光學(xué)設(shè)備的特性的劣化。
[0010]用于解決課題的方案
[0011]本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備具備:光學(xué)元件，具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的光學(xué)功能面；主體，支承所述光學(xué)元件；以及殼體，收納所述光學(xué)元件以及所述主體，所述殼體具備:壁部，圍住所述光學(xué)元件以及所述主體；窗部，具有透光性，對所述壁部的一方的開口部進(jìn)行封閉，并針對所述光學(xué)功能面形成光路；以及底板，對所述壁部的另一方的開口部進(jìn)行封閉。
[0012]發(fā)明效果
[0013]通過本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備，能夠減少光學(xué)設(shè)備以及光學(xué)元件的制造過程的特性劣化。
【附圖說明】
[0014]圖1是本申請所涉及的實(shí)施方式中的光學(xué)設(shè)備的分解斜視圖。
[0015]圖2是示出本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備的使用狀態(tài)的模式圖。
[0016]圖3是本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備的光學(xué)元件的正面圖。
[0017]圖4是示出本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備的制造方法的模式圖。
[0018]圖5是示出本申請所涉及的光學(xué)設(shè)備中的光學(xué)元件與主體被一體化后的結(jié)構(gòu)的模式圖。
[0019]圖6是示出本申請所涉及的主體被配置在壁部內(nèi)的狀態(tài)的模式圖。
[0020]圖7是示出本申請所涉及的主體內(nèi)的光學(xué)元件的變位的限制方法的模式圖。
[0021]圖8是本申請所涉及的其他的實(shí)施方式中的光學(xué)元件的正面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下參照附圖對實(shí)施方式進(jìn)行具體說明。
[0023]并且，以下將要說明的實(shí)施方式均為概括性的或具體的示例。以下的實(shí)施方式所示的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置以及連接方式、步驟、步驟的順序等均為一個(gè)例子，主旨并非是對本發(fā)明進(jìn)行限定。并且，對于以下的實(shí)施方式中的構(gòu)成要素中示出最上位概念的獨(dú)立權(quán)利要求所沒有記載的構(gòu)成要素，作為任意的構(gòu)成要素來進(jìn)行說明。
[0024](實(shí)施方式)
[0025]圖1示出了作為光學(xué)設(shè)備的一個(gè)例子的光掃描設(shè)備9，圖2是示出其使用狀態(tài)的模式圖。在光掃描設(shè)備9中，具有可轉(zhuǎn)動(dòng)的反射面的光學(xué)元件1被配置在殼體4的內(nèi)部。光掃描設(shè)備9通過控制光學(xué)元件1的反射面的轉(zhuǎn)動(dòng)，來控制入射到光掃描設(shè)備9的入射光21的反射角，從而使射出光22掃描在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)。殼體4包括窗部7、壁部5、以及底板8。
[0026]并且，光學(xué)元件1通過主體3而被配置在殼體4內(nèi)。據(jù)此，光學(xué)元件1成為可轉(zhuǎn)動(dòng)的狀態(tài)。
[0027]接著，利用圖3對光學(xué)元件1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。光學(xué)元件1具備:具有光學(xué)功能面2的可動(dòng)板2a、在可動(dòng)板2a的轉(zhuǎn)動(dòng)軸18上延伸配置的一對振動(dòng)梁11、以及通過該一對振動(dòng)梁11來支承可動(dòng)板2a的呈框狀的固定部10。S卩，振動(dòng)梁11的一端由固定部10支承，另一端被連接在具有光學(xué)功能面2的可動(dòng)板2a。光學(xué)功能面2例如是反射面。振動(dòng)梁11為迂回形狀的結(jié)構(gòu)，通過該迂回形狀的結(jié)構(gòu)而使多個(gè)直線部11a與折回部lib連接。每個(gè)直線部11a被配置有驅(qū)動(dòng)部12，使直線部11a在上下方向上彎曲振動(dòng)。
[0028]并且，驅(qū)動(dòng)部12例如是在上部電極與下部電極之間配置了壓電體層的層疊結(jié)構(gòu)體(未圖示)。驅(qū)動(dòng)部12通過將控制電壓施加到上部電極與下部電極之間，從而能夠使直線部11a在上下方向上彎曲振動(dòng)。例如，光掃描設(shè)備9通過被配置在相鄰的直線部11a的驅(qū)動(dòng)部12向相反方向彎曲，從而能夠使可動(dòng)板2a以轉(zhuǎn)動(dòng)軸18為中心來轉(zhuǎn)動(dòng)。并且，在直線部11a，監(jiān)視部13沿著驅(qū)動(dòng)部12而被配置。監(jiān)視部13具有與驅(qū)動(dòng)部12相同的結(jié)構(gòu)。監(jiān)視部13通過在直線部11a產(chǎn)生的振動(dòng)來生成波形信號。生成的波形信號被利用于可動(dòng)板2a的驅(qū)動(dòng)控制。這些驅(qū)動(dòng)部12以及監(jiān)視部13通過布線部(未圖示)，分別連接到被配置在固定部10的電極墊片14a。
[0029]光學(xué)元件1具有通過MEMS (Micro Electro Mechanical Systems:微機(jī)電系統(tǒng)反射鏡)工藝而被形成的平板結(jié)構(gòu)。例如，光學(xué)元件1通過針對Si基板采用干蝕刻進(jìn)行形狀加工、濺射成膜、以及通過蝕刻進(jìn)行圖案成形等而被形成。
[0030]如圖2所示，在主體3設(shè)置有凹部3a，以便在相當(dāng)于振動(dòng)梁11與可動(dòng)板2a的振動(dòng)區(qū)域的部分設(shè)置空間。主體3通過位于外周部分的固定部10來支承光學(xué)元件1。S卩，主體3連接于固定部10。這樣，主體3具有能夠使振動(dòng)梁11以及可動(dòng)板2a轉(zhuǎn)動(dòng)的懸架結(jié)構(gòu)。
[0031]殼體4具備:兩端開口的筒狀的壁部5、封閉開口部6的一側(cè)的窗部7、以及封閉開口部6的另一側(cè)的底板8。光學(xué)元件1以及主體3被收納在殼體4。壁部5被配置成圍住光學(xué)元件1以及主體3的外周。主體3通過壁部5而被支承。壁部5由陶瓷等形成。窗部7封閉被設(shè)置在壁部5的多個(gè)開口部6之中的開口部6a，該開口部6a是入射光21以及射出光22的光路一側(cè)的開口。窗部7被設(shè)置在光路上，具有透光性。例如，窗部7由光學(xué)玻璃形成。并且，壁部5與窗部7通過低熔點(diǎn)玻璃而被一體化。底板8封閉壁部5的開口部6之中的與窗部7相反一側(cè)的開口部6b。底板8由金屬板形成。并且，底板8通過縫焊與壁部5的端面一體化。通過這種構(gòu)成，在光掃描設(shè)備9中，能夠提高收納有光學(xué)元件1的殼體內(nèi)部的氣密性。
[0032]殼體4的開口部6中的封口過程包括以下兩個(gè)工序。一個(gè)工序是，利用低熔點(diǎn)玻璃對窗部7與壁部5進(jìn)行粘結(jié)，來封閉開口部6a。另一個(gè)工序是，通過縫焊對壁部5與底板8進(jìn)行焊接，來封閉開口部6b。采用低熔點(diǎn)玻璃的粘結(jié)工序中的加熱處理的溫度為600度左右。粘結(jié)工序的加熱處理會(huì)使殼體4整體受到熱的影響。另外，在縫焊的工序中的特點(diǎn)是，雖然加熱處理溫度為高溫，但是由于加熱部位是焊接的部分，因此給周圍帶來熱的影響較少。這樣，通過將封口工序分為兩個(gè)工序，從而光掃描設(shè)備9能夠降低制造過程中的特性劣化。
[0033]以下，對光掃描設(shè)備9的制造方法進(jìn)行說明。
[0034]圖4不出了光掃描設(shè)備9的殼體4的封口工藝。
[0035]首先，在壁部5的開口部6a配置窗部7。并且，壁部5與窗部7利用低熔點(diǎn)玻璃7a來粘結(jié)。在粘結(jié)工序中，為了使低熔點(diǎn)玻璃熔化，而進(jìn)行加熱處理。接著，光學(xué)元件1與主體3作為組裝體27而被一體化。組裝體27被插入到開口部6a由窗部7而被封閉的壁部5，從而組裝體27與壁部5連接。接著，將底板8配置到壁部5的開口部6b，通過縫焊8a，從而底板8與壁部5的開口部6b的端面一體化。通過受熱的影響較大的低熔點(diǎn)玻璃7a的粘結(jié)是在光學(xué)元件1被插入前執(zhí)行的。因此，能夠防止采用了低熔點(diǎn)玻璃7a的粘結(jié)的熱處理過程給光學(xué)元件1帶來影響。之后，通過配置了光學(xué)元件1的狀態(tài)下的底板8而進(jìn)行的封口工藝，是通過熱影響范圍小的縫焊8a來執(zhí)行的。據(jù)此，能夠抑制伴隨著被配置在殼體4的內(nèi)部的光學(xué)元件1的加熱處理的特性劣化。
[0036]并且，作為構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部12的壓電體層，例如能夠采用鋯鈦酸鉛(PZT)薄膜。PZT薄膜對于高溫處理容易發(fā)生特