特開 2023-79078 デバイス搭載機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023079078

(43)【公開日】2023-06-07

(54)【発明の名称】デバイス搭載機器

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/00 20210101AFI20230531BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20230531BHJP

   G01J 3/18 20060101ALI20230531BHJP

【ＦＩ】

G02B7/00 F

G02B26/10 104

G01J3/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021192506

(22)【出願日】2021-11-26

(71)【出願人】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】東口 昌浩

【テーマコード（参考）】

2G020

2H043

2H045

【Ｆターム（参考）】

2G020CB02

2G020CC05

2G020CC55

2G020CC56

2G020CC62

2H043AE02

2H043AE17

2H045AB06

2H045AB08

2H045AB81

2H045AE02

2H045DA02

(57)【要約】

【課題】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。
【解決手段】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い。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

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い、デバイス搭載機器。

【請求項2】

前記回路パターン部は、配線を含む請求項１に記載のデバイス搭載機器。

【請求項3】

前記スペーサ部材は、前記デバイスにおける所定の機能領域以外の領域に設けられている、請求項１記載のデバイス搭載機器。

【請求項4】

前記デバイスは可動部材を有し、
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。

【請求項5】

前記スペーサ部材は、複数のスペーサ部材を含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のデバイス搭載機器。

【請求項6】

前記スペーサ部材は弾性を有する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のデバイス搭載機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、デバイス搭載機器に関する。

【背景技術】

【0002】

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。

【0003】

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）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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い。

【発明の効果】

【0007】

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。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る分光器の全体構成を例示する斜視図である。

【図2】図１の分光器における筐体を例示する斜視図である。

【図3】図２のII－II断面図である。

【図4】図１の分光器におけるフレームの構成を例示する斜視図である。

【図5】図１の分光器における可動部材の構成を例示する平面図である。

【図6】実施形態に係るスペーサ部材の構成を例示する斜視図である。

【図7】実施形態に係るスペーサ部材の構成を例示する側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

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。

【0010】

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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

＜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。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

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。

【0023】

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。

【0024】

＜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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

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。

【0037】

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。

【0038】

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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

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。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

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。

【0045】

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。

【0046】

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。

【0047】

＜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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

＜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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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。

【0074】

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。

【0075】

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。

【0076】

＜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。

【0077】

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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

［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。

【0084】

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。

【0085】

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。

【0086】

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。

【符号の説明】

【0087】

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

【先行技術文献】

【特許文献】

【0088】

【特許文献1】特開２０１６－１１１１３３号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】