JP7793955B2 - Device-equipped equipment - Google Patents
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Description
本発明は、デバイス搭載機器に関する。 The present invention relates to device-equipped equipment.
従来、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子等のデバイスを有するデバイス搭載機器が知られている。このようなデバイス搭載機器には、対象物からの光を分光分析する分光器等が挙げられる。例えば分光器は、分光分析により対象物の樹脂種等を同定し、対象物をリサイクル材料として樹脂種ごとに選別回収するために用いられる。 Device-equipped equipment containing devices such as MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) elements is well known. Examples of such device-equipped equipment include spectroscopes that perform spectroscopic analysis of light from an object. For example, spectroscopes are used to identify the resin type of an object through spectroscopic analysis, and then sort and recover the object by resin type as recyclable material.
デバイス搭載機器として、接合時の残留応力の発生を抑制し、長期に亘って高出力を維持できる光源デバイスを提供する目的で、光学部材の中心部以外の周辺部と発光部材との間に、光学部材と発光部材とが離間し、あるいは接近する方向への移動を規制する変形可能な保持部が設けられた構成が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In order to provide a light source device that can suppress the generation of residual stress during bonding and maintain high output over a long period of time as a device-mounted device, a configuration has been disclosed in which a deformable holding portion is provided between the peripheral portion of the optical element other than the center and the light-emitting element, restricting movement of the optical element and the light-emitting element in directions that move them apart or toward each other (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の構成では、デバイスに含まれる回路パターン部が破損する場合がある。 However, the configuration described in Patent Document 1 may result in damage to the circuit pattern portion included in the device.
本発明は、デバイスに含まれる回路パターン部の破損を防止することを目的とする。 The purpose of this invention is to prevent damage to the circuit pattern portion contained in the device.
本発明の一態様に係るデバイス搭載機器は、被保持面と、前記被保持面の少なくとも一部に設けられた回路パターン部と、を含むデバイスと、前記被保持面に向き合う保持面により前記デバイスを保持する保持部材と、前記保持面と、前記被保持面との間に設けられたスペーサ部材と、を有し、前記スペーサ部材の厚みは、前記被保持面に設けられた前記回路パターン部の厚みよりも厚く、前記保持面の法線方向からみたときに、前記保持部材には矩形形状を有する開口が設けられ、前記スペーサ部材は、前記開口の中心に対して点対称となる位置に配置された4つの前記スペーサ部材を含む。
A device-mounted equipment according to one aspect of the present invention comprises a device including a held surface and a circuit pattern portion provided on at least a portion of the held surface, a holding member that holds the device using a holding surface facing the held surface, and a spacer member provided between the holding surface and the held surface, wherein the thickness of the spacer member is greater than the thickness of the circuit pattern portion provided on the held surface, and when viewed from the normal direction of the holding surface, the holding member has an opening having a rectangular shape, and the spacer member includes four spacer members arranged in positions that are point-symmetrical with respect to the center of the opening .
本発明によれば、デバイスに含まれる回路パターン部の破損を防止できる。 This invention can prevent damage to the circuit pattern portion contained in the device.
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について詳細に説明する。各図面において、同一の構成部または同質の構成部には同一符号を付し、重複した説明を適宜省略する。 The following describes in detail the embodiments of the invention with reference to the drawings. In each drawing, identical components or components of the same quality are designated by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted where appropriate.
以下に示す図でX軸、Y軸およびZ軸により方向を示す場合があるが、X軸に沿うX方向は、実施形態に係るデバイス搭載機器が有する可動部材の揺動軸に略直交する方向を示し、Y軸に沿うY方向は揺動軸に沿う方向を示すものとする。Z軸に沿うZ方向は、X方向およびY方向の両方に略直交する方向であって、可動部材の可動方向に沿う方向を示すものとする。 In the figures below, directions may be indicated by the X, Y, and Z axes, but the X direction along the X axis indicates a direction approximately perpendicular to the oscillation axis of the movable member of the device-mounted equipment according to the embodiment, and the Y direction along the Y axis indicates a direction along the oscillation axis. The Z direction along the Z axis is a direction approximately perpendicular to both the X and Y directions, and indicates a direction along the direction of movement of the movable member.
X方向で矢印が向いている方向を+X方向または+X側、+X方向の反対方向を-X方向または-X側と表記し、Y方向で矢印が向いている方向を+Y方向または+Y側、+Y方向の反対方向を-Y方向または-Y側と表記する。またZ方向で矢印が向いている方向を+Z方向または+Z側、+Z方向の反対方向を-Z方向または-Z側と表記する。実施形態に係るデバイス搭載機器は、一例として+X方向に光を照射するものとする。但し、これらのことは、デバイス搭載機器の使用時における向きを制限するものではなく、デバイス搭載機器の向きは任意である。 The direction in which the arrow points in the X direction is referred to as the +X direction or +X side, and the direction opposite to the +X direction is referred to as the -X direction or -X side. The direction in which the arrow points in the Y direction is referred to as the +Y direction or +Y side, and the direction opposite to the +Y direction is referred to as the -Y direction or -Y side. Furthermore, the direction in which the arrow points in the Z direction is referred to as the +Z direction or +Z side, and the direction opposite to the +Z direction is referred to as the -Z direction or -Z side. As an example, the device-equipped equipment according to the embodiment emits light in the +X direction. However, these do not limit the orientation of the device-equipped equipment when in use, and the orientation of the device-equipped equipment is arbitrary.
以下、可動部材を搭載し、対象物からの光を分光分析する分光器をデバイス搭載機器の一例として実施形態を説明する。 The following describes an embodiment using a spectrometer equipped with a movable member that performs spectroscopic analysis of light from an object as an example of a device-mounted instrument.
<分光器100の全体構成例>
図1は、実施形態に係る分光器100の全体構成を例示する斜視図である。分光器100は、分光器100のユーザが手で把持したり、衣服のポケットやカバン等に収納したりして、持ち運び可能に小型に構成されたハンディタイプのデバイス搭載機器である。図1に示すように、分光器100は、筐体1と、緩衝部材2と、を有する。
<Example of overall configuration of spectroscope 100>
1 is a perspective view illustrating the overall configuration of a spectrometer 100 according to an embodiment. The spectrometer 100 is a handy device-mounted instrument that is compact and portable so that a user of the spectrometer 100 can hold it in their hand or store it in a pocket, bag, etc. As shown in FIG. 1 , the spectrometer 100 has a housing 1 and a buffer member 2.
分光器100は、対象物に対して筐体1内の光源から光を照射し、照射した光の対象物による反射光を分光分析する。分光分析とは、物質が放射または吸収する光のスペクトルを調べ、物質の成分を特定または同定することをいう。 The spectroscope 100 irradiates an object with light from a light source inside the housing 1 and performs spectroscopic analysis of the light reflected by the object. Spectroscopic analysis involves examining the spectrum of light emitted or absorbed by a substance and identifying or specifying the components of the substance.
対象物は、例えば樹脂を材料に含む部材、青果物、穀類、肉類、魚類、薬の錠剤、コンクリート等である。分光器100は、分光分析により対象物の樹脂種等を同定し、対象物をリサイクル材料として樹脂種ごとに選別回収するため等に用いられる。 The target objects include, for example, components containing resin, fruits and vegetables, grains, meat, fish, pharmaceutical tablets, concrete, etc. The spectrometer 100 is used to identify the resin type of the target objects through spectroscopic analysis and to sort and recover the target objects by resin type as recyclable materials.
筐体1は、内部に光源および可動部材等を収容する箱状部材である。可動部材は、筐体1の内部においてY軸に沿う揺動軸周りに揺動する。Z軸に沿う可動方向10は、揺動により可動部材が可動する方向を指す。なお、本実施形態では、四角柱状の箱状部材である筐体1を例示するが、これに限定されるものではない。筐体1は、内部に可動部材を収容できれば、円柱状、楕円柱状または多角柱状等の任意の形状であってもよい。 The housing 1 is a box-shaped member that houses a light source, a movable member, etc., inside the housing 1. The movable member swings around a swing axis along the Y axis inside the housing 1. The movable direction 10 along the Z axis indicates the direction in which the movable member moves due to the swing. Note that, while this embodiment illustrates a housing 1 that is a box-shaped member in the shape of a rectangular prism, this is not limited to this. The housing 1 may have any shape, such as a cylindrical, elliptical, or polygonal prism, as long as it can house a movable member inside.
緩衝部材2は、可動部材13への衝撃を緩和する部材である。緩衝部材2は、ゴム等の弾性を有する材質を含んで構成され、筐体1を覆うように着脱可能に設けられる。但し、緩衝部材2は必ずしも着脱可能でなくてもよく、筐体1に備え付けであってもよい。 The buffer member 2 is a member that absorbs impacts on the movable member 13. The buffer member 2 is made of an elastic material such as rubber, and is detachably provided so as to cover the housing 1. However, the buffer member 2 does not necessarily have to be detachable, and may be built into the housing 1.
分光器100の持ち運び中や使用中に、分光器100が地面に落下したり、壁等にぶつかったりすると、分光器100に衝撃が加わり、分光器100が破損する場合がある。特に筐体1に内蔵される可動部材は、衝撃により破損しやすい。緩衝部材2は、分光器100に加わる衝撃を弾性により吸収することによって緩和し、分光器100、特に分光器100が有する可動部材が破損することを抑制する。 If the spectrometer 100 is dropped to the ground or hits a wall while being carried or used, the spectrometer 100 may be subjected to an impact, which may result in damage to the spectrometer 100. The movable components housed within the housing 1 are particularly susceptible to damage from impact. The buffer member 2 absorbs the impact on the spectrometer 100 with its elasticity, thereby reducing the damage to the spectrometer 100, and in particular to the movable components of the spectrometer 100.
分光器100が地面等にぶつかる際には、分光器100の端部または角部がいち早くぶつかりやすい。そのため、緩衝部材2は、筐体1におけるX方向およびZ方向それぞれの端部や角部を主に覆うように、筐体1に設けられることが好ましい。 When the spectrometer 100 hits the ground or other object, the edges or corners of the spectrometer 100 are likely to be the first to be struck. For this reason, it is preferable that the buffer member 2 be provided on the housing 1 so as to primarily cover the edges and corners of the housing 1 in both the X and Z directions.
図2は、筐体1を例示する斜視図である。図2は、分光器100において緩衝部材2が取り外された状態を示している。筐体1は、筐体1の+X側に設けられた窓11と、筐体1の+Z側に設けられたスイッチ12と、を有する。 Figure 2 is a perspective view illustrating the housing 1. Figure 2 shows the spectrometer 100 with the buffer member 2 removed. The housing 1 has a window 11 provided on the +X side of the housing 1 and a switch 12 provided on the +Z side of the housing 1.
窓11は、筐体1内の光源からの光を筐体1の外部に出射させ、また分光器100から照射された光の対象物による反射光を筐体1の内部に入射させる窓である。窓11は、光源が発する光に対して透光性を有するガラスまたは樹脂等を含む。ここでの透光性は、光源が発する光に対して60%以上の透過率を有することを意味する。 Window 11 allows light from the light source inside housing 1 to exit housing 1, and also allows light irradiated from spectroscope 100 and reflected by an object to enter housing 1. Window 11 includes glass or resin that is translucent to the light emitted by the light source. Translucent here means having a transmittance of 60% or more for the light emitted by the light source.
スイッチ12は、分光器100の電源のオンまたはオフを切り替えるスイッチである。スイッチ12は、スイッチ12をX方向にスライドさせるユーザ操作に応じて、電源のオンまたはオフを切り替える。但し、スイッチ12は、スライド式のものに限定されず、押しボタン式等の各種方式のものを適用できる。 Switch 12 is a switch that turns the power of spectrometer 100 on or off. Switch 12 turns the power on or off in response to a user operation of sliding switch 12 in the X direction. However, switch 12 is not limited to a slide type, and various types such as a push button type can be used.
緩衝部材2は、筐体1に緩衝部材2が取り付けられている状態において、少なくとも窓11およびスイッチ12が配置される位置に開口を有する。この開口を通じて、窓11は光を入射または出射させることができ、スイッチ12はユーザによる操作を受け付けることができる。 When the buffer member 2 is attached to the housing 1, the buffer member 2 has openings at positions where at least the window 11 and switch 12 are located. Through these openings, the window 11 can allow light to enter or exit, and the switch 12 can accept user operation.
<筐体1の内部構成例>
図3は、図2のII-II断面図である。図4は、分光器100におけるフレーム209の構成を例示する斜視図である。
<Example of internal configuration of housing 1>
Fig. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II of Fig. 2. Fig. 4 is a perspective view illustrating the configuration of the frame 209 in the spectrometer 100.
図3に示すように、分光器100は、光源216と、凹面回折格子202と、可動部材13と、受光部217と、を有する。また分光器100は、フレーム209と、処理部215aと、バッテリ218と、を有する。分光器100は、これらの構成部を筐体1の内部に収容する。 As shown in FIG. 3, the spectrometer 100 includes a light source 216, a concave diffraction grating 202, a movable member 13, and a light receiving unit 217. The spectrometer 100 also includes a frame 209, a processing unit 215a, and a battery 218. The spectrometer 100 houses these components inside the housing 1.
光源216は、分光分析の対象となる対象物に光を照射する。光源216は、例えばLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)またはハロゲンランプ等である。光源216は、分光分析の対象物に対して適正な波長帯域の光を照射するものが選択され、外側フレーム210の外側に配置される。 The light source 216 irradiates light onto the object to be spectroscopically analyzed. The light source 216 is, for example, an LED (Light Emitting Diode) or a halogen lamp. The light source 216 is selected to irradiate light in an appropriate wavelength band for the object to be spectroscopically analyzed, and is positioned outside the outer frame 210.
凹面回折格子202は、光源216から照射され、対象物により反射された光を回折させる回折部である。凹面回折格子202は、金属の凹面ミラーの表面に等間隔の細線が形成された光学素子である。但し、凹面回折格子202の基材の材質は金属に限定されず、半導体、ガラス、樹脂等であってもよい。但し、材質を半導体、ガラス、樹脂等を利用する場合は細線表面へ反射ミラー膜を形成することが好ましい。 The concave diffraction grating 202 is a diffraction unit that diffracts light emitted from the light source 216 and reflected by an object. The concave diffraction grating 202 is an optical element in which evenly spaced thin lines are formed on the surface of a metal concave mirror. However, the material of the base material of the concave diffraction grating 202 is not limited to metal, and may be semiconductor, glass, resin, etc. However, when using a material such as semiconductor, glass, or resin, it is preferable to form a reflective mirror film on the surface of the thin lines.
凹面回折格子202における細線は基材上に直接形成されてもよいし、基材上に形成した薄い樹脂等の層に形成されてもよい。凹面回折格子202は、回折格子による光の分散機能と、凹面ミラーによる集光機能と、を兼備する。凹面回折格子202に入射した光は、凹面回折格子202により回折して分散し、可動部材13に向けて集光する。なお、光の分散とは、入射光が波長ごとに別々に分離する現象をいう。 The thin lines in the concave diffraction grating 202 may be formed directly on the substrate, or may be formed in a thin layer of resin or the like formed on the substrate. The concave diffraction grating 202 combines the light dispersion function of a diffraction grating with the light focusing function of a concave mirror. Light incident on the concave diffraction grating 202 is diffracted and dispersed by the concave diffraction grating 202, and is focused toward the movable member 13. Note that light dispersion refers to the phenomenon in which incident light is separated into individual wavelengths.
可動部材13は、例えば、ミラー部が接続部としての弾性梁部と基板上に一体に形成されたMEMSミラーである。ミラー部は、入射してきた光を反射する。また、ミラー部は弾性梁部の弾性運動によって揺動軸E軸周りの矢印方向に沿って揺動する。揺動軸E周りの揺動によって、可動部材13におけるミラー部のX軸方向における両端部は、Z方向に沿う可動方向10に往復移動する。 The movable member 13 is, for example, a MEMS mirror in which a mirror section is integrally formed on a substrate with an elastic beam section acting as a connecting section. The mirror section reflects incident light. The mirror section also oscillates in the direction of the arrow around oscillation axis E due to the elastic movement of the elastic beam section. Oscillating around oscillation axis E causes both ends of the mirror section of the movable member 13 in the X-axis direction to move back and forth in the movable direction 10 along the Z direction.
可動部材13では、ミラー部は揺動により厳密には曲率を含む動作を行うが、例えばX軸方向におけるミラー部の両端部は、可動方向10に略直動するように往復移動する。可動方向10は、このようなミラー部が略直動する移動方向を含む。 In the movable member 13, the mirror portion moves in a direction that includes curvature as it oscillates, but for example, both ends of the mirror portion in the X-axis direction move back and forth so as to move approximately linearly in the movable direction 10. The movable direction 10 includes the direction of movement in which the mirror portion moves approximately linearly.
図3では、可動部材13はX軸に対してわずかに傾いているが、可動部材13はX軸に対して略平行に設けられてもよい。本実施形態では、可動方向10は、図3のように可動部材13がX軸に対して傾いて設けられた状態においてミラー部の両端部が略直動する移動方向である。 In Figure 3, the movable member 13 is slightly tilted with respect to the X axis, but the movable member 13 may also be arranged substantially parallel to the X axis. In this embodiment, the movable direction 10 is the direction of movement in which both ends of the mirror section move substantially linearly when the movable member 13 is arranged tilted with respect to the X axis as shown in Figure 3.
本実施形態では、揺動する可動部材13を例示するが、これに限定されるものではない。例えば可動部材の動作には、揺動、振動、回動、直動、歳差または並進等の動作が含まれる。可動方向10は、これらの動作に伴って可動部材13が可動する方向を含む。 In this embodiment, an oscillating movable member 13 is illustrated as an example, but this is not limited to this. For example, the movement of the movable member includes movements such as oscillation, vibration, rotation, linear movement, precession, and translation. The moving direction 10 includes the direction in which the movable member 13 moves in accordance with these movements.
可動部材13は、ミラー部を揺動させることにより、入射してきた光の反射角度を変化させる。可動部材13は、凹面回折格子202により回折された光を、例えばミラー部により受光部217に向けて反射することにより受光部217に導光する。 The movable member 13 swings the mirror portion to change the reflection angle of the incident light. The movable member 13 guides the light diffracted by the concave diffraction grating 202 to the light receiving unit 217, for example, by reflecting the light toward the light receiving unit 217 using the mirror portion.
受光部217は、フォトダイオード等の光電変換素子である。受光部217は、凹面回折格子202により回折された光の光強度に応じた電気信号を出力する。 The light receiving unit 217 is a photoelectric conversion element such as a photodiode. The light receiving unit 217 outputs an electrical signal corresponding to the light intensity of the light diffracted by the concave diffraction grating 202.
処理部215aは、受光部217から入力される電気信号に基づき、分光スペクトルを取得する演算を行う。分光スペクトルとは、対象物の反射光における波長ごとの強度分布をいう。分光器100は、分光スペクトルに基づき、分光分析を行うことができる。 The processing unit 215a performs calculations to obtain a spectrum based on the electrical signal input from the light receiving unit 217. The spectrum refers to the intensity distribution for each wavelength in the light reflected from the object. The spectroscope 100 can perform spectroscopic analysis based on the spectrum.
処理部215aは、所定の波長の光を受光部に向けて出射させるために可動部材13を制御し、さらに光源216による光の照射、例えば光の強度を制御する。 The processing unit 215a controls the movable member 13 to emit light of a predetermined wavelength toward the light receiving unit, and also controls the light irradiation by the light source 216, for example, the light intensity.
バッテリ218は、光源216、可動部材13および処理部215a等の分光器100に含まれる構成部を駆動させる電力を供給する。バッテリ218には、電池や二次電池(蓄電池)等を適用できる。但し、分光器100は、バッテリ218に代えて、あるいはバッテリ218と共に、商用電源から電力供給されるようにしてもよい。 The battery 218 supplies power to drive components included in the spectrometer 100, such as the light source 216, the movable member 13, and the processing unit 215a. The battery 218 may be a battery or a secondary battery (storage battery). However, the spectrometer 100 may be powered by a commercial power source instead of or in addition to the battery 218.
図4に示すように、フレーム209は、断面が多角形形状で、内部が中空の中空構造を有する角柱部材である。フレーム209の材質は、樹脂や金属、セラミック等であり、特に制限されるものではない。フレーム209は、入射スリット201と、出射スリット204と、を有する。またフレーム209は、フレーム209を構成する面の所定の位置に、フレーム209の外部とフレーム209の内部の中空部を連通させる矩形の開口209aから209dを有する。 As shown in Figure 4, frame 209 is a rectangular columnar member with a polygonal cross section and a hollow interior. The frame 209 may be made of resin, metal, ceramic, or other material, but is not particularly limited. Frame 209 has an entrance slit 201 and an exit slit 204. Frame 209 also has rectangular openings 209a to 209d at predetermined positions on the surface that makes up frame 209, which connect the outside of frame 209 with the hollow portion inside frame 209.
図3および図4に示すように、凹面回折格子202は、フレーム209における開口209bの位置に配置され、フレーム209の外側の面に固定される。開口209aから入射した光は、開口209bを通過し、フレーム209の外側に配置された凹面回折格子202に入射する。凹面回折格子202に入射した光は、凹面回折格子202により回折して分散し、開口209cに向かって集光しながら伝搬する。 As shown in Figures 3 and 4, concave diffraction grating 202 is positioned at the position of opening 209b in frame 209 and is fixed to the outer surface of frame 209. Light incident through opening 209a passes through opening 209b and enters concave diffraction grating 202 positioned outside frame 209. The light incident on concave diffraction grating 202 is diffracted and dispersed by concave diffraction grating 202, and propagates while converging toward opening 209c.
可動部材13は、開口209cの位置に配置され、フレーム209の外側の面に固定される。凹面回折格子202による分散光は、開口209cを通過し、フレーム209の外側に配置された可動部材13に入射する。可動部材13のミラー部に入射した光は、ミラー部で反射されて開口209dに向かって伝搬する。 The movable member 13 is positioned at the position of the opening 209c and is fixed to the outer surface of the frame 209. The light dispersed by the concave diffraction grating 202 passes through the opening 209c and enters the movable member 13, which is positioned outside the frame 209. The light that enters the mirror portion of the movable member 13 is reflected by the mirror portion and propagates toward the opening 209d.
可動部材13におけるミラー部は、揺動軸E周りに揺動するが、ミラー部はフレーム209の開口209cに含まれる領域内において揺動するため、揺動中にミラー部がフレーム209に接触することはない。 The mirror portion of the movable member 13 oscillates around the oscillation axis E, but because the mirror portion oscillates within the area included in the opening 209c of the frame 209, the mirror portion does not come into contact with the frame 209 during oscillation.
図3に破線で示す光線Lは、フレーム209内に入射し、凹面回折格子202により回折され、可動部材13のミラー部により反射された後、受光部217に到達する光線の一部を示している。 The light ray L shown by the dashed line in Figure 3 represents a portion of the light ray that enters the frame 209, is diffracted by the concave diffraction grating 202, is reflected by the mirror portion of the movable member 13, and then reaches the light receiving portion 217.
入射スリット201は、細長い略矩形状の開口であり、外側フレーム210のテーパ孔203から入射した光をフレーム209内に入射させる。入射スリット201における開口の長手方向はX方向に対応し、短手方向はX方向と略直交する方向に対応する。 The entrance slit 201 is a long, narrow, approximately rectangular opening that allows light incident from the tapered hole 203 in the outer frame 210 to enter the frame 209. The longitudinal direction of the opening in the entrance slit 201 corresponds to the X direction, and the lateral direction corresponds to a direction approximately perpendicular to the X direction.
入射スリット201の短手方向の開口の幅は、例えば数10μmから数100μmである。入射スリット201は、ニッケル等の金属基板に矩形の貫通孔を設けて形成される。但し、入射スリット201が形成される基板の材質は、金属に限定されず半導体や樹脂等であってもよい。また、入射スリット201は、矩形開口に限定されず、円形開口のピンホール等であってもよい。入射スリット201からフレーム209内に入射した光は、凹面回折格子202に入射する。 The width of the entrance slit 201's opening in the short direction is, for example, several tens of microns to several hundreds of microns. The entrance slit 201 is formed by creating a rectangular through-hole in a metal substrate such as nickel. However, the material of the substrate on which the entrance slit 201 is formed is not limited to metal, and may be semiconductor, resin, or the like. Furthermore, the entrance slit 201 is not limited to a rectangular opening, and may be a circular opening such as a pinhole. Light entering the frame 209 through the entrance slit 201 is incident on the concave diffraction grating 202.
出射スリット204は、細長い略矩形状の開口であり、分散した光をフレーム209から出射させるための開口である。出射スリット204の材質および形状には、入射スリット201と同じ材質および形状のものを適用できる。 The exit slit 204 is a long, narrow, approximately rectangular opening that allows the dispersed light to exit the frame 209. The material and shape of the exit slit 204 can be the same as those of the entrance slit 201.
出射スリット204は、凹面回折格子202により分散した光が略集光する位置に配置される。凹面回折格子202により分散した光は、集光位置が波長に応じて横ずれ(シフト)する。分光器100は、凹面回折格子202により分散した光の可動部材13のミラー部による反射角度を変化させ、出射スリット204を通過する光の波長を変えることにより、分散した光のうち所定の波長の光を受光部217に選択的に導光できる。 The exit slit 204 is positioned at a position where the light dispersed by the concave diffraction grating 202 is approximately focused. The focusing position of the light dispersed by the concave diffraction grating 202 shifts laterally depending on the wavelength. The spectrometer 100 changes the reflection angle of the light dispersed by the concave diffraction grating 202 at the mirror portion of the movable member 13, thereby changing the wavelength of the light passing through the exit slit 204, thereby selectively directing light of a specific wavelength from the dispersed light to the light receiving unit 217.
<可動部材13の構成例>
図5は、可動部材13の構成を例示する平面図である。可動部材13は、両端支持梁タイプのMEMSミラーである。可動部材13は、Y軸に平行な揺動軸E周りにミラー部120を揺動させることにより、ミラー部120に設けられたミラー面14に入射してきた光を揺動軸E周りに偏向する。なお、偏向とは光の向きを変化させることをいう。
<Configuration example of movable member 13>
5 is a plan view illustrating the configuration of the movable member 13. The movable member 13 is a MEMS mirror with a beam supported at both ends. The movable member 13 deflects light incident on the mirror surface 14 provided on the mirror member 120 about the oscillation axis E by oscillating the mirror section 120 about the oscillation axis E parallel to the Y axis. Deflection refers to changing the direction of light.
可動部材13は、回路パターン部123と、被保持面13aと、を含むデバイスの一例である。回路パターン部123は、被保持面13aの少なくとも一部に設けられている。 The movable member 13 is an example of a device that includes a circuit pattern portion 123 and a held surface 13a. The circuit pattern portion 123 is provided on at least a portion of the held surface 13a.
図5に示すように本実施形態では、可動部材13は、回路パターン部123および被保持面13aの他に、ミラー部120と、駆動梁130aおよび130bと、支持部140aおよび140bとを、有する。 As shown in Figure 5, in this embodiment, the movable member 13 has, in addition to the circuit pattern portion 123 and the held surface 13a, a mirror portion 120, drive beams 130a and 130b, and support portions 140a and 140b.
ミラー部120は、平面視が略矩形状に形成され、揺動軸E周りに揺動可能な板状の部位である。ミラー部120は、-X側の端部が駆動梁130aに接続し、+X方向側の端部が駆動梁130bに接続している。ミラー部120の-Y側の面上にはミラー面14が形成されている。なお、図5では、平面視が矩形状のミラー面14を例示するが、ミラー面14の形状はこれに限定されるものではなく、円形、楕円形等の他の形状であってもよい。 The mirror section 120 is a plate-like section that is formed in a roughly rectangular shape in a plan view and can oscillate around the oscillation axis E. The -X side end of the mirror section 120 is connected to the drive beam 130a, and the +X side end is connected to the drive beam 130b. A mirror surface 14 is formed on the -Y side surface of the mirror section 120. Note that while Figure 5 shows an example of a mirror surface 14 that is rectangular in a plan view, the shape of the mirror surface 14 is not limited to this and may be other shapes such as circular or elliptical.
駆動梁130aおよび130bは、Y方向における両側からミラー部120を挟むように設けられ、ミラー部120を揺動軸E周りに揺動可能に支持する。駆動梁130aおよび130bは、ミラー部120を揺動させることにより、ミラー面14の揺動軸E周りの傾きを変化させることができる。 Drive beams 130a and 130b are arranged to sandwich mirror section 120 from both sides in the Y direction and support mirror section 120 so that it can swing around oscillation axis E. Drive beams 130a and 130b swing mirror section 120, thereby changing the tilt of mirror surface 14 around oscillation axis E.
駆動梁130aは、複数の梁部材133を含むミアンダ構造(折り返し構造)で構成された蛇行梁である。駆動梁130aの一端はミラー部120の外周部に接続し、他端は支持部140aの内周部に接続している。駆動梁130aに含まれる複数の梁部材133のそれぞれには、圧電駆動部131aから131dが設けられている。圧電駆動部131aから131dのそれぞれは圧電素子を含んでおり、印加される駆動電圧に応じて駆動梁130aを変形させる。 The drive beam 130a is a serpentine beam with a meander structure (folded structure) that includes multiple beam members 133. One end of the drive beam 130a is connected to the outer periphery of the mirror section 120, and the other end is connected to the inner periphery of the support section 140a. Each of the multiple beam members 133 included in the drive beam 130a is provided with a piezoelectric drive unit 131a to 131d. Each of the piezoelectric drive units 131a to 131d includes a piezoelectric element and deforms the drive beam 130a in response to the applied drive voltage.
駆動梁130bは、複数の梁部材133を含むミアンダ構造で構成された蛇行梁である。駆動梁130bの一端は、ミラー部120の外周部に接続し、他端は支持部140bの内周部に接続している。駆動梁130bに含まれる複数の梁部材133のそれぞれには、圧電駆動部132aから132dが設けられている。圧電駆動部132aから132dのそれぞれは圧電素子を含んでおり、印加される駆動電圧に応じて駆動梁130bを変形させる。 The drive beam 130b is a serpentine beam with a meandering structure including multiple beam members 133. One end of the drive beam 130b is connected to the outer periphery of the mirror section 120, and the other end is connected to the inner periphery of the support section 140b. Each of the multiple beam members 133 included in the drive beam 130b is provided with a piezoelectric drive unit 132a to 132d. Each of the piezoelectric drive units 132a to 132d includes a piezoelectric element and deforms the drive beam 130b in response to the applied drive voltage.
駆動梁130aがミラー部120に接続する箇所と、駆動梁130bがミラー部120に接続する箇所は、ミラー面14の中心に対して点対称の位置関係になっている。駆動梁130aが支持部140aに接続する箇所と、駆動梁130bが支持部140bに接続する箇所は、ミラー面14の中心に対して点対称の位置関係になっている。但し、ミラー面14と平行な平面上にあって揺動軸Eと垂直な線(すなわちX軸と平行な線)に対して線対称な位置関係であってもよい。 The point where drive beam 130a connects to mirror section 120 and the point where drive beam 130b connects to mirror section 120 are positioned symmetrically with respect to the center of mirror surface 14. The point where drive beam 130a connects to support section 140a and the point where drive beam 130b connects to support section 140b are positioned symmetrically with respect to the center of mirror surface 14. However, they may also be positioned symmetrically with respect to a line on a plane parallel to mirror surface 14 that is perpendicular to oscillation axis E (i.e., a line parallel to the X-axis).
支持部140aは、駆動梁130aを支持する。支持部140bは、駆動梁130bを支持する。 Support portion 140a supports drive beam 130a. Support portion 140b supports drive beam 130b.
支持部140bは、駆動電圧を入力するための電極接続部150を-Z側の面上に有する。電極接続部150は、正の電圧が入力される正電極接続部150aと、GNDに接続されるGND接続部150bと、負の電圧が入力される負電極接続部150cとを含んでいる。 Support portion 140b has an electrode connection portion 150 on its -Z side for inputting a drive voltage. Electrode connection portion 150 includes a positive electrode connection portion 150a for inputting a positive voltage, a GND connection portion 150b for connection to GND, and a negative electrode connection portion 150c for inputting a negative voltage.
正電極接続部150aと、GND接続部150bと、負電極接続部150cは、X方向に沿って配列する複数の電圧入力部である。また正電極接続部150a、GND接続部150bおよび負電極接続部150cが配列する方向は、駆動梁130aまたは駆動梁130bを構成する複数の梁部材133のそれぞれの長手方向であるX方向に沿っている。 The positive electrode connection portion 150a, the GND connection portion 150b, and the negative electrode connection portion 150c are multiple voltage input portions arranged along the X direction. The positive electrode connection portion 150a, the GND connection portion 150b, and the negative electrode connection portion 150c are arranged along the X direction, which is the longitudinal direction of each of the multiple beam members 133 that make up the actuation beam 130a or actuation beam 130b.
ミラー部120の-Z側の面上におけるミラー面14以外の領域と、駆動梁130aおよび130bのそれぞれの-Z側の面上には、少なくとも1つ以上の回路パターン部123が設けられている。 At least one circuit pattern portion 123 is provided on the area other than the mirror surface 14 on the -Z side surface of the mirror portion 120, and on the -Z side surfaces of each of the drive beams 130a and 130b.
回路パターン部123は、電極接続部150から入力される駆動電圧を、圧電駆動部131aから131d、および圧電駆動部132aから132dのそれぞれに供給する配線がパターニングされた部位である。回路パターン部123が複数である場合に、ミラー面14を囲むように設けられると、重量の偏りを抑制できるため好適である。 Circuit pattern portion 123 is a portion where wiring is patterned to supply the drive voltage input from electrode connection portion 150 to piezoelectric drive units 131a to 131d and piezoelectric drive units 132a to 132d. When there are multiple circuit pattern portions 123, it is preferable to arrange them so that they surround mirror surface 14, as this helps to prevent weight imbalance.
駆動梁130aに設けられた圧電駆動部131aから131dは、回路パターン部123によって支持部140bに設けられた電極接続部150に電気的に接続している。回路パターン部123は、電極接続部150を介して入力される駆動電圧を圧電駆動部132aから132dのそれぞれに伝導し、またミラー部120の面上を通って圧電駆動部131aから131dのそれぞれに伝導する。電極接続部150から入力される駆動電圧は、回路パターン部123により駆動梁130aおよび130bの両方に印加される。 Piezoelectric drive units 131a to 131d provided on drive beam 130a are electrically connected to electrode connection unit 150 provided on support unit 140b by circuit pattern unit 123. Circuit pattern unit 123 conducts the drive voltage input via electrode connection unit 150 to each of piezoelectric drive units 132a to 132d, and also conducts it over the surface of mirror unit 120 to each of piezoelectric drive units 131a to 131d. The drive voltage input from electrode connection unit 150 is applied to both drive beams 130a and 130b by circuit pattern unit 123.
回路パターン部123は、正の電圧を伝導する正電圧導線123aと、GNDに接続されるGND導線123bと、負の電圧を伝導する負電圧導線123cと、を含む。正電圧導線123aは正電極接続部150aに接続し、GND導線123bはGND接続部150bに接続し、負電圧導線123cは負電極接続部150cに接続している。 The circuit pattern portion 123 includes a positive voltage conductor 123a that conducts a positive voltage, a GND conductor 123b that is connected to GND, and a negative voltage conductor 123c that conducts a negative voltage. The positive voltage conductor 123a is connected to the positive electrode connection portion 150a, the GND conductor 123b is connected to the GND connection portion 150b, and the negative voltage conductor 123c is connected to the negative electrode connection portion 150c.
可動部材13は、支持部140aと支持部140bとの間において、X方向に沿うミラー部120の両側に、支持部等の障害物が存在しない開放領域である光通過領域16および17を有する。光通過領域16および17は、ミラー部120が揺動した場合に、ミラー面14による反射光を通過させる部位である。なお、光通過領域16および17は、部材が存在しない空隙であってもよいし、空隙の少なくとも一部に光を透過するガラス等の部材を含む構成であってもよい。光通過領域16および17は、揺動軸Eから離れるにつれて揺動軸Eに沿った方向の幅が広くなるテーパ状に形成されていてもよい。 The movable member 13 has light passage areas 16 and 17, which are open areas free of obstacles such as supports, on both sides of the mirror portion 120 along the X direction between the support portions 140a and 140b. The light passage areas 16 and 17 allow light reflected by the mirror surface 14 to pass through when the mirror portion 120 oscillates. The light passage areas 16 and 17 may be voids with no material present, or may contain a material such as glass that transmits light in at least a portion of the void. The light passage areas 16 and 17 may be tapered, with their width along the oscillation axis E increasing with increasing distance from the oscillation axis E.
可動部材13は、1枚のSOI(Silicon On Insulator)基板をエッチング処理により成形し、成形した基板上にミラー面14や駆動梁130aおよび130b、電極接続部150等を形成することにより、各構成部が一体的に形成される。なお、各構成部の形成は、SOI基板の成形後に行ってもよいし、SOI基板の成形中に行ってもよい。 The movable member 13 is formed by etching a single SOI (Silicon On Insulator) substrate, and then forming the mirror surface 14, drive beams 130a and 130b, electrode connection portion 150, etc. on the formed substrate, thereby forming each component integrally. Note that each component may be formed after or during the formation of the SOI substrate.
可動部材13は、ミラー部120、並びに駆動梁130aおよび130b等の複数の可動部を含み、これらが半導体プロセスにより一体に形成された部材である。但し、可動部材13は、必ずしも一体に形成されなくてもよく、複数の部材を組み合わせて可動部材13が形成されてもよい。 The movable member 13 includes multiple movable parts, such as the mirror portion 120 and drive beams 130a and 130b, which are integrally formed using a semiconductor process. However, the movable member 13 does not necessarily have to be integrally formed; it may also be formed by combining multiple parts.
可動部材13は、必ずしも半導体プロセスにより形成されなくてもよいが、半導体プロセスにより可動部材13を製作すると、小型の可動部材13の製作が可能になり、製作効率が高くなり、形成精度が高くなるため、より好ましい。 The movable member 13 does not necessarily have to be formed using a semiconductor process, but producing the movable member 13 using a semiconductor process is preferable because it allows for the production of a small movable member 13, increases production efficiency, and improves formation accuracy.
複数の可動部を含む観点では、可動部材13は可動装置と称することもできる。本実施形態では特に、可動部材13の可動方向10は、揺動軸E軸周りに揺動するミラー部120が可動する方向を意味する。 From the perspective of including multiple movable parts, the movable member 13 can also be called a movable device. In this embodiment, the movable direction 10 of the movable member 13 particularly refers to the direction in which the mirror part 120, which oscillates around the oscillation axis E, moves.
<スペーサ部材300の構成例>
図6および図7を参照して、分光器100が有するスペーサ部材300の構成について説明する。図6および図7は、スペーサ部材300の構成を例示する図である。図6は、スペーサ部材300が設けられたフレーム209を例示する斜視図、図7は、スペーサ部材300を介してフレーム209に保持された可動部材13と、フレーム209の一部と、を例示する側面図である。
<Configuration example of spacer member 300>
The configuration of the spacer member 300 of the spectrometer 100 will be described with reference to Figures 6 and 7. Figures 6 and 7 are diagrams illustrating the configuration of the spacer member 300. Figure 6 is a perspective view illustrating the frame 209 on which the spacer member 300 is provided, and Figure 7 is a side view illustrating the movable member 13 held by the frame 209 via the spacer member 300 and a part of the frame 209.
図6に示すように、スペーサ部材300は、フレーム209の-Z方向側の面である保持面301に、接着部材等による接着によって固定される。フレーム209は、被保持面13aに向き合う保持面301により可動部材13を保持する保持部材の一例である。 As shown in FIG. 6, the spacer member 300 is fixed to a holding surface 301, which is the surface on the -Z direction side of the frame 209, by bonding with an adhesive or the like. The frame 209 is an example of a holding member that holds the movable member 13 with the holding surface 301 facing the held surface 13a.
図7に示すように、可動部材13がフレーム209に保持された場合には、スペーサ部材300は、保持面301と、被保持面13aとの間に設けられる。スペーサ部材300の厚みt1は、被保持面13aに設けられた回路パターン部123の厚みt2よりも厚い。なお、スペーサ部材300は、保持面301ではなく、被保持面13aに接着部材等により接着されることによって固定されてもよい。 As shown in FIG. 7, when the movable member 13 is held by the frame 209, the spacer member 300 is provided between the holding surface 301 and the held surface 13a. The thickness t1 of the spacer member 300 is greater than the thickness t2 of the circuit pattern portion 123 provided on the held surface 13a. Note that the spacer member 300 may also be fixed to the held surface 13a by adhering it with an adhesive or the like, rather than to the holding surface 301.
スペーサ部材300は、第1スペーサ部材300a、第2スペーサ部材300b、第3スペーサ部材300cおよび第4スペーサ部材300dを含む。第1スペーサ部材300a、第2スペーサ部材300b、第3スペーサ部材300cおよび第4スペーサ部材300dは、矩形状の開口である開口209bの四隅の近傍に固定される。 The spacer members 300 include a first spacer member 300a, a second spacer member 300b, a third spacer member 300c, and a fourth spacer member 300d. The first spacer member 300a, the second spacer member 300b, the third spacer member 300c, and the fourth spacer member 300d are fixed near the four corners of the rectangular opening 209b.
第1スペーサ部材300a、第2スペーサ部材300b、第3スペーサ部材300cおよび第4スペーサ部材300dは、複数のスペーサ部材の一例である。本実施形態では、複数のスペーサ部材の個数は4個であるが、これに限定されるものではなく任意の個数であってもよい。複数のスペーサ部材の配置位置も、保持面301と、被保持面13aとの間であれば任意の位置でよい。但し、可動部材13を安定して保持する観点では、複数のスペーサ部材は、開口209bの中心に対して点対称となる位置に設けられることが好ましい。 The first spacer member 300a, the second spacer member 300b, the third spacer member 300c, and the fourth spacer member 300d are examples of multiple spacer members. In this embodiment, the number of multiple spacer members is four, but this is not limited to four and any number may be used. The multiple spacer members may be arranged in any position between the holding surface 301 and the held surface 13a. However, from the perspective of stably holding the movable member 13, it is preferable that the multiple spacer members be arranged in positions that are point-symmetrical with respect to the center of the opening 209b.
なお、第1スペーサ部材300a、第2スペーサ部材300b、第3スペーサ部材300cおよび第4スペーサ部材300dを特に区別しない場合には、スペーサ部材300と総称する。 When no distinction is made between the first spacer member 300a, the second spacer member 300b, the third spacer member 300c, and the fourth spacer member 300d, they will be collectively referred to as spacer members 300.
本実施形態では特に、スペーサ部材300は、可動部材13における所定の機能領域以外の領域に設けられている。ここで、機能領域とは、可動部材13において可動部材13が所定の機能を発揮するための領域をいう。 In this embodiment, the spacer member 300 is provided in an area of the movable member 13 other than the predetermined functional area. Here, the functional area refers to the area of the movable member 13 where the movable member 13 performs its predetermined function.
本実施形態では、機能領域は、回路パターン部123、可動部材13の可動領域、および可動部材13のミラー面14へ入射する光が通過する経路を含む。可動部材13の可動領域は、ミラー面14または駆動梁130aおよび130b等が可動により通過する領域を意味する。ミラー面14へ入射する光が通過する経路は、例えば開口209bである。 In this embodiment, the functional area includes the circuit pattern portion 123, the movable area of the movable member 13, and the path through which light passes when it is incident on the mirror surface 14 of the movable member 13. The movable area of the movable member 13 refers to the area through which the mirror surface 14 or the drive beams 130a and 130b, etc., pass as they move. The path through which light passes when it is incident on the mirror surface 14 is, for example, opening 209b.
スペーサ部材300の材質は、特段の制限はなく、樹脂材料または金属材料を含んでスペーサ部材300を構成可能である。本実施形態では特に、スペーサ部材300は、ゴム等の弾性を有する材料を含んで構成されており、弾性を有する。 There are no particular restrictions on the material of the spacer member 300, and the spacer member 300 can be made of materials including resin materials or metal materials. In this embodiment, the spacer member 300 is made of an elastic material such as rubber, and has elasticity.
<分光器100の作用効果>
以上説明したように、本実施形態に係る分光器100は、被保持面13aと、被保持面13aの少なくとも一部に設けられた回路パターン部123と、を含む可動部材13(デバイス)を有する。また分光器100は、被保持面13aに向き合う保持面301により可動部材13を保持するフレーム209(保持部材)と、保持面301と被保持面13aとの間に設けられたスペーサ部材300と、を有する。スペーサ部材300の厚みt1は、被保持面13aに設けられた回路パターン部123の厚みt2よりも厚い。例えば回路パターン部123は、配線を含む。
<Functions and Effects of Spectrometer 100>
As described above, the spectrometer 100 according to this embodiment has a movable member 13 (device) including a held surface 13a and a circuit pattern portion 123 provided on at least a portion of the held surface 13a. The spectrometer 100 also has a frame 209 (holding member) that holds the movable member 13 with a holding surface 301 facing the held surface 13a, and a spacer member 300 provided between the holding surface 301 and the held surface 13a. The thickness t1 of the spacer member 300 is thicker than the thickness t2 of the circuit pattern portion 123 provided on the held surface 13a. For example, the circuit pattern portion 123 includes wiring.
ここで、フレーム209は、製作コストや製作効率の観点から、その表面を滑らかにするための研磨等の工程を含まずに製作されるため、フレーム209の表面にはある程度の凹凸が含まれる。このため、可動部材13に含まれる回路パターン部123が保持面301に接触するように、フレーム209が可動部材13を保持すると、保持面301に含まれる突起が回路パターン部123に接触する場合がある。この結果、回路パターン部123にキズが付いたり、回路パターン部123に含まれる配線が断線したり、該配線が短絡したりする場合がある。また保持面301に異物が付着した場合等にも同様にキズ、断線または短絡等が発生する場合がある。回路パターン部123のキズや、配線の断線または短絡等により、可動部材13が正常に動作しなくなる。 Here, in order to reduce production costs and production efficiency, the frame 209 is manufactured without processes such as polishing to smooth its surface, and therefore the surface of the frame 209 contains some unevenness. For this reason, when the frame 209 holds the movable member 13 so that the circuit pattern portion 123 included in the movable member 13 contacts the holding surface 301, protrusions included in the holding surface 301 may come into contact with the circuit pattern portion 123. As a result, the circuit pattern portion 123 may be scratched, or the wiring included in the circuit pattern portion 123 may be broken or short-circuited. Similarly, scratches, breaks, short-circuits, etc. may occur if foreign matter adheres to the holding surface 301. Scratches on the circuit pattern portion 123 or breaks or short-circuits in the wiring may prevent the movable member 13 from operating normally.
本実施形態では、分光器100は、保持面301と被保持面13aとの間に、被保持面13aに設けられた回路パターン部123の厚みt2よりも厚い厚みt1を有するスペーサ部材300を有する。これにより、フレーム209が保持面301により可動部材13を保持した際に、回路パターン部123と保持面301とが接触することを防止できる。この結果、本実施形態では、回路パターン部123にキズが付いたり、回路パターン部123に含まれる配線が断線または短絡したりすることを防ぐことができ、可動部材13に含まれる回路パターン部123の破損を防止できる。 In this embodiment, the spectrometer 100 has a spacer member 300 between the holding surface 301 and the held surface 13a, the spacer member 300 having a thickness t1 that is thicker than the thickness t2 of the circuit pattern portion 123 provided on the held surface 13a. This prevents the circuit pattern portion 123 from coming into contact with the holding surface 301 when the frame 209 holds the movable member 13 using the holding surface 301. As a result, in this embodiment, it is possible to prevent scratches on the circuit pattern portion 123 and breaks or short-circuits in the wiring included in the circuit pattern portion 123, and to prevent damage to the circuit pattern portion 123 included in the movable member 13.
なお、本実施形態では、回路パターン部123が配線を含む構成を例示したが、回路パターン部123は、配線とともに、あるいは配線に代えて、電極接続部150や電気回路、電子回路等を含んでもよい。回路パターン部123の厚みt2は、回路パターン部123に含まれる構成部のうち、最も厚い厚みに対応する。 In this embodiment, a configuration in which the circuit pattern portion 123 includes wiring has been illustrated, but the circuit pattern portion 123 may also include an electrode connection portion 150, an electric circuit, an electronic circuit, etc., in addition to or instead of wiring. The thickness t2 of the circuit pattern portion 123 corresponds to the thickest thickness of the components included in the circuit pattern portion 123.
また本実施形態では、スペーサ部材300は、可動部材13における所定の機能領域以外の領域に設けられている。この機能領域は、可動部材13の可動領域、および可動部材13へ入射する光が通過する経路の少なくとも一方を含む。この構成により、分光器100は、可動部材13の機能を阻害することなく、可動部材13に含まれる回路パターン部123の破損を防止することができる。 In addition, in this embodiment, the spacer member 300 is provided in an area other than the predetermined functional area of the movable member 13. This functional area includes at least one of the movable area of the movable member 13 and the path through which light incident on the movable member 13 passes. With this configuration, the spectrometer 100 can prevent damage to the circuit pattern portion 123 included in the movable member 13 without impeding the function of the movable member 13.
また本実施形態では、スペーサ部材300は、第1スペーサ部材300a、第2スペーサ部材300b、第3スペーサ部材300cおよび第4スペーサ部材300dを含む。これによりフレーム209は、スペーサ部材300と保持面301及び被保持面13aそれぞれとの接触面積を小さくしつつ、可動部材13を安定して保持できる。また保持面301と被保持面13aとの間に突起や異物が挟まれる確率を抑制できるため、回路パターン部123の破損をより好適に防止できる。 Furthermore, in this embodiment, the spacer member 300 includes a first spacer member 300a, a second spacer member 300b, a third spacer member 300c, and a fourth spacer member 300d. This allows the frame 209 to stably hold the movable member 13 while reducing the contact area between the spacer member 300 and the holding surface 301 and the held surface 13a. Furthermore, since the probability of protrusions or foreign objects being caught between the holding surface 301 and the held surface 13a can be reduced, damage to the circuit pattern portion 123 can be more effectively prevented.
また本実施形態では、スペーサ部材300は、弾性を有する。これにより、保持面301に突起または異物等があった場合にも、スペーサ部材300が変形することによって突起または異物等による凹凸を吸収できる。この結果、可動部材13を安定して保持するとともに回路パターン部123の破損を好適に防止できる。 In addition, in this embodiment, the spacer member 300 is elastic. As a result, even if there is a protrusion or foreign object on the holding surface 301, the spacer member 300 can deform to absorb the unevenness caused by the protrusion or foreign object. As a result, the movable member 13 can be stably held and damage to the circuit pattern portion 123 can be effectively prevented.
[その他の好適な実施形態]
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形および置換を加えることができる。
[Other Preferred Embodiments]
Although the preferred embodiments have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the claims.
なお、本実施形態では、デバイスの一例として可動部材13を例示したが、これに限定されるものではなく、回路パターン部と、被保持面と、を含むものであれば如何なるデバイスであってもよい。 In this embodiment, the movable member 13 is used as an example of a device, but this is not limited to this and any device including a circuit pattern portion and a held surface may be used.
実施形態では、分光器100を例示したが、実施形態に係るデバイス搭載機器は分光器100に限定されるものではない。例えばデバイス搭載機器は、DMD(Digital Mirror Device)等のデバイスを含む、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイまたはヘッドアップディスプレイ等であってもよい。また可動部材13は、MEMSミラーに限らず、可動のものであれば如何なる部材であってよい。 In the embodiment, a spectrometer 100 is illustrated, but the device-equipped equipment according to the embodiment is not limited to the spectrometer 100. For example, the device-equipped equipment may be a projector, a head-mounted display, a head-up display, or the like, including devices such as a DMD (Digital Mirror Device). Furthermore, the movable member 13 is not limited to a MEMS mirror, and may be any movable member.
実施形態の説明で用いた序数、数量等の数字は、全て本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明は例示された数字に制限されない。また、構成要素間の接続関係は、本発明の技術を具体的に説明するために例示するものであり、本発明の機能を実現する接続関係をこれに限定するものではない。 All ordinal numbers, quantities, and other figures used in the description of the embodiments are provided as examples to specifically explain the technology of the present invention, and the present invention is not limited to these figures. Furthermore, the interconnections between components are provided as examples to specifically explain the technology of the present invention, and do not limit the interconnections that realize the functions of the present invention.
1 筐体
2 緩衝部材
10 可動方向
11 窓
12 スイッチ
13 可動部材
13a 被保持面
14 ミラー面
16、17 光通過領域
100 分光器(デバイス搭載機器の一例)
120 ミラー部
123 回路パターン部
130a、130b 駆動梁
131aから131d 圧電駆動部
132aから132d 圧電駆動部
133 梁部材
140a、140b 支持部
150 電極接続部
201 入射スリット
202 凹面回折格子
203 テーパ孔
204 出射スリット
209 フレーム(保持部材の一例)
209a、209b、209c、209d 開口
210 外側フレーム
215a 処理部
216 光源
217 受光部
218 バッテリ
300 スペーサ部材
300a 第1スペーサ部材
300b 第2スペーサ部材
300c 第3スペーサ部材
300d 第4スペーサ部材
301 保持面
E 揺動軸
t1、t2 厚み
1 Housing 2 Buffer member 10 Movable direction 11 Window 12 Switch 13 Movable member 13a Hold surface 14 Mirror surfaces 16, 17 Light passing area 100 Spectrometer (an example of a device-mounted equipment)
120 Mirror portion 123 Circuit pattern portions 130a, 130b Drive beams 131a to 131d Piezoelectric drive portions 132a to 132d Piezoelectric drive portion 133 Beam members 140a, 140b Support portion 150 Electrode connection portion 201 Entrance slit 202 Concave diffraction grating 203 Tapered hole 204 Exit slit 209 Frame (an example of a holding member)
209a, 209b, 209c, 209d Opening 210 Outer frame 215a Processing section 216 Light source 217 Light receiving section 218 Battery 300 Spacer member 300a First spacer member 300b Second spacer member 300c Third spacer member 300d Fourth spacer member 301 Holding surface E Swing axes t1, t2 Thickness
Claims (5)
前記被保持面に向き合う保持面により前記デバイスを保持する保持部材と、
前記保持面と、前記被保持面との間に設けられたスペーサ部材と、を有し、
前記スペーサ部材の厚みは、前記被保持面に設けられた前記回路パターン部の厚みよりも厚く、
前記保持面の法線方向からみたときに
前記保持部材には、矩形形状を有する開口が設けられ、
前記スペーサ部材は、前記開口の四隅の近傍であって、前記開口の中心に対して点対称となる位置に配置された4つの前記スペーサ部材を含む、デバイス搭載機器。 A device including a held surface and a circuit pattern portion provided on at least a part of the held surface;
a holding member that holds the device with a holding surface facing the held surface;
a spacer member provided between the holding surface and the held surface,
The thickness of the spacer member is greater than the thickness of the circuit pattern portion provided on the held surface,
When viewed from the normal direction of the holding surface
The holding member is provided with a rectangular opening,
The device-mounted equipment includes four spacer members arranged near the four corners of the opening and at positions that are point-symmetrical with respect to the center of the opening.
前記機能領域は、前記可動部材の可動領域、および前記デバイスへ入射する光が通過する経路の少なくとも一方を含む、請求項3に記載のデバイス搭載機器。 the device has a movable member;
The device-mounted equipment according to claim 3 , wherein the functional area includes at least one of a movable area of the movable member and a path through which light incident on the device passes.
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