DE19649600A1 - Deformierbarer Spiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und ein einen derformierbaren Spiegel verwendendes Gerät - Google Patents
Deformierbarer Spiegel, Verfahren zum Herstellen desselben und ein einen derformierbaren Spiegel verwendendes GerätInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen deformier
baren Spiegel mit einer deformierbaren reflektierenden Ober
fläche und ein Verfahren zum Herstellen desselben sowie auf
ein optisches Gerät und ein Aufzeichnungs/Wiedergabegerät,
das denselben verwendet. Insbesondere betrifft die vorliegen
de Erfindung einen deformierbaren Spiegel, der genaue Auf
zeichnungs- und Wiedergabeoperationen bezüglich einer opti
schen Platte einschließlich eines Substrates mit einer will
kürlichen Dicke erlaubt, und ein Verfahren zum Herstellen
desselben sowie ein optisches Gerät und ein Aufzeichnungs-/
Wiedergabegerät, das denselben verwendet.
In den letzten Jahren werden optische Platten immer öfters
auf einem weiten Anwendungsgebiet einschließlich Audio- und
Videogeräten und Computern eingesetzt, da eine große Anzahl
von Informationssignalen auf einer optischen Platte mit
hoher Dichte aufgezeichnet werden kann. Fig. 32 ist ein
schematisches Diagramm, das eine beispielhafte Anordnung
eines auf derartige Geräte anwendbaren optischen Abnehmers
zeigt. In dem in Fig. 32 dargestellten optischen Abnehmer
100 wird ein von einer Halbleiterlaservorrichtung 101
emittierter Lichtstrahl 103 durch eine Kollimatorlinse 102
kollimiert bzw. parallel gemacht. Nachdem der kollimierte
Lichtstrahl 103 auf einen Strahlteiler 104 einfällt, ver
läuft der Lichtstrahl 103 gerade durch den Strahlteiler 104,
durchsetzt ein Viertelwellenlängenplättchen 105 und fällt
auf einen reflektierenden Spiegel 106 ein. Der optische
Strahlengang des Lichtstrahles 103 ist gebogen, um auf eine
Objektivlinse 107 einzufallen. Das auf die Objektivlinse 107
einfallende Licht wird durch die Objektivlinse 107 konver
giert, so daß ein Lichtfleck 109 auf einer Informationsauf
zeichnungsoberfläche einer durch einen Rotationsmotor 113
gelagerten optischen Platte 108 gebildet wird.
Sodann kehrt der durch die optische Platte 108 reflektierte
Lichtstrahl 110 zu der Objektivlinse 107 zurück und verläuft
durch die Objektivlinse 107, den reflektierenden Spiegel 106
und das Viertelwellenlängenplättchen 105 und fällt wieder
auf den Strahlteiler 104 ein. Der reflektierte Lichtstrahl
110 wird durch den Polarisationsstrahlteiler 104 reflek
tiert, da der Lichtstrahl 110 eine Polarisation aufweist,
die von derjenigen des Lichtstrahles 103 verschieden ist, da
das Licht 110 das Viertelwellenlängenplättchen 105 zweimal
durchsetzt hat. Der von dem Strahlteiler 104 reflektierte
Lichtstrahl 110 wird durch eine Sammel- oder Konvergenzlinse
111 gesammelt bzw. konvergiert und dann durch einen Photo
detektor 112 empfangen. Der Photodetektor 112 erfaßt die
Stärke des reflektierten Lichtstrahles 110, um so ein wieder
gegebenes Signal zu erfassen.
Die Objektivlinse 107, die für einen optischen Abnehmer mit
einer derartigen Anordnung verwendbar ist, ist allgemein im
Hinblick auf die Dicke der optischen Platte 108 ausgelegt.
Jedoch wird in dem Fall, in welchem versucht wird, eine der
artige Objektivlinse 107 auf eine optische Platte 108 anzu
wenden, die eine von dem ausgelegten Wert verschiedene Dicke
hat, eine sphärische Aberration verursacht, so daß die Abbil
dungsfähigkeit hiervon verschlechtert wird und die Aufzeich
nungs- und Wiedergabeoperationen nicht durchgeführt werden
können. In verschiedenen Arten von herkömmlichen optischen
Platten einschließlich einer Kompaktplatte, einer Videoplat
te und anderen Platten, die auf ein magnetooptisches Platten
gerät oder dergl. anwendbar sind, das an den Standard der
Internationalen Standardisierungsorganisation (ISO) angepaßt
ist, wurde die Dicke hiervon auf einen im wesentlichen glei
chen Wert (d. h., etwa 1,2 mm) eingestellt. Somit ist es bis
her für den gleichen optischen Abnehmer möglich, Information
auf/von verschiedenen Arten von optischen Platten einschließ
lich einer Kompaktplatte, einer Videoplatte und einer magne
tooptischen Platte aufzuzeichnen und wiederzugeben.
Jedoch wurden in den letzten Jahren verschiedene Arten von
Verfahren neu entwickelt, um weiter die Aufzeichnungsdichte
einer optischen Platte zu steigern. Dies gilt beispielsweise
für (1) ein Verfahren zum Verbessern der optischen Auflösung
einer Objektivlinse durch Vergrößern der numerischen Apertur
(NA) hiervon und (2) ein Verfahren, bei dem zahlreiche Auf
zeichnungsschichten vorgesehen sind.
Wenn die NA einer Objektivlinse gemäß dem Verfahren (1) ge
steigert wird, nimmt der Durchmesser eines konvergierten
Strahles proportional hierzu ab, jedoch wird es erforder
lich, die Substratdicke einer Platte zu verringern, um unge
fähr die gleiche Toleranz für eine Plattenschräge zu reali
sieren. Wenn beispielsweise die NA einer Objektivlinse von
etwa 0,5 auf etwa 0,6 zunimmt, kann ungefähr die gleiche
Toleranz nicht für eine Plattenschräge realisiert werden,
wenn nicht die Substratdicke der Platte von etwa 1,2 mm auf
etwa 0,6 mm reduziert wird.
Wenn jedoch in dem Fall, in dem die Substratdicke einer Plat
te auf einen derartigen Wert reduziert wird, versucht wird,
Information auf/von einer herkömmlichen optischen Platte mit
tels einer Objektivlinse entsprechend einer derartigen opti
schen Platte mit einer reduzierten Substratdicke aufzuzeich
nen und wiederzugeben, dann nimmt die sphärische Aberration
zu, und der Lichtfleck auf der Platte wird in nachteilhafter
Weise vergrößert, so daß es schwierig wird, Aufzeichnungs-
und Wiedergabeoperationen auszuführen. Da es nicht länger
möglich ist, Kompatibilität zwischen einer derartigen dünnen
Platte und einer herkömmlichen optischen Platte aufrechtzuer
halten, müssen zwei getrennte optische Abnehmer zum Aufzeich
nen und Wiedergeben von Information auf/von einer dünnen
optischen Platte bzw. einer herkömmlichen optischen Platte
verwendet werden.
Andererseits nimmt in dem Fall der Verwendung einer Mehr
schichtplatte, bei der eine Vielzahl von Aufzeichnungsschich
ten über einem transparenten Substrat mit einer gewissen
Dicke entsprechend dem Verfahren (2) vorgesehen ist, die Auf
zeichnungskapazität je Platte beträchtlich zu. Da jedoch ein
optischer Abnehmer zum Handhaben verschiedener Abstände von
der Objektivlinse zu den jeweiligen Aufzeichnungsschichten
erforderlich ist, kann ein einziger optischer Abnehmer nicht
korrekt Information auf/von jeder Aufzeichnungsschicht in
einer derartigen Mehrschichtplatte aufzeichnen und wieder
geben.
Als ein Verfahren zum Lösen derartiger Probleme ist ein Ver
fahren zum Korrigieren einer Substratdicke mittels eines de
formierbaren Spiegels aus der japanischen offengelegten
Patentveröffentlichung Nr. 5-151591 bekannt. Fig. 33 ist ein
schematisches Diagramm, das ein optisches System eines Plat
tengerätes zeigt, das einen derartigen deformierbaren Spie
gel verwendet.
Wie in Fig. 33 gezeigt ist, verläuft der von der Halbleiter
laservorrichtung 101 emittierte Strahl 103 durch die Kollima
torlinse 102, um den Strahlteiler 104 zu erreichen. Der
Strahl 103 hat eine derartige Polarisation, daß der Strahl
teiler 104 von dem Strahl 103 durchsetzt werden kann. Somit
verläuft der Strahl 103 durch den Strahlteiler 104 und das
Viertelwellenlängenplättchen 105 und fällt auf einen Strahl
teiler 152 ein. Durch Durchsetzen des Viertelwellenlängen
plättchens 105 ändert sich die Polarisation des Strahles
103, so daß der Strahl 103 durch den Strahlteiler 152 verlau
fen kann. Daher verläuft der Strahl 103 auch durch den
Strahlteiler 152, um ein Viertelwellenlängenplättchen 151 zu
erreichen.
Nach Durchsetzen des Viertelwellenlängenplättchens 151 er
reicht der Strahl 103 einen deformierbaren Spiegel 150. Der
deformierbare Spiegel 150 ist ein Spiegel, der eine defor
mierbare reflektierende Oberfläche bzw. Reflexionsfläche
hat. Wenn eine optische Platte 108 mit einer größeren Sub
stratdicke installiert wird, wird die Oberfläche des Spie
gels 150 durch eine Ansteuerschaltung 153 für den deformier
baren Spiegel deformiert, um dadurch eine spärische Aberra
tion auf den Strahl 103 einwirken zu lassen, welche die
sphärische Aberration aufhebt, die durch die Steigerung in
der Substratdicke bedingt ist.
Der Strahl 103, der durch den deformierbaren Spiegel 150
reflektiert wurde, kehrt durch das Viertelwellenlängenplätt
chen 151 zurück und wird durch den Strahlteiler 152 reflek
tiert, um die Objektivlinse 107 zu erreichen. Das auf die
Objektivlinse 107 einfallende Licht wird durch die Objektiv
linse 107 konvergiert, um den Lichtfleck 109 auf der Ober
fläche eines Informationsaufzeichnungsmediums oder der opti
schen Platte 108 zu bilden.
Dann wird der Lichtstrahl 110 durch die optische Platte 108
reflektiert und verläuft wieder durch die Objektivlinse 107
und fällt auf den Strahlteiler 152 ein. Der Lichtstrahl 110
wird durch den Strahlteiler 152 reflektiert, um durch das
Viertelwellenlängenplättchen 151 zu verlaufen, so daß die
Polarisation des Lichtstrahles 110 aufgrund der Funktion des
Viertelwellenlängenplättchens 151 verändert wird. Dann wird
der Strahl 110 durch den deformierbaren Spiegel 150 reflek
tiert und verläuft erneut durch das Viertelwellenlängenplätt
chen 151, um auf den Strahlteiler 152 einzufallen. Da die
Polarisation des Strahles 110 verändert wird, während er
durch das Viertelwellenlängenplättchen 151 verläuft, wird
der Strahl 110 durch den Strahlteiler 152 übertragen.
Dann verläuft der Lichtstrahl 110 durch das Viertelwellenlän
genplättchen 105 und fällt auf den Strahlteiler 104 ein. Der
Lichtstrahl wird durch den Strahlteiler 104 reflektiert,
durch die Sammellinse 111 konvergiert und dann durch den
Photodetektor 112 empfangen. Der Photodetektor 112 erfaßt
die Intensität des reflektierten Lichtstrahles 110, um da
durch ein wiedergegebenes Signal zu erfassen.
Fig. 34 veranschaulicht eine spezifische Konfiguration des
deformierbaren Spiegels 150, die in der japanischen offenge
legten Patentveröffentlichung Nr. 5-151591 und in "Adaptive
Optics for Optimization of Image Resolution" (J.P. Gaffarel
u. a., Applied Optics, Band 26, Seiten 3772-3777 (1987)) be
schrieben ist.
Der deformierbare Spiegel 150 umfaßt: eine deformierbare
Platte 181 mit einer Spiegeloberfläche 180 darauf, eine Viel
zahl von piezoelektrischen Betätigungsgliedern 182, die
gegen die Rückfläche der deformierbaren Platte 181 an ver
schiedenen Punkten drücken, und ein Basissubstrat, auf dem
die deformierbare Platte 181 und die piezoelektrischen
Betätigungsglieder 182 festgelegt sind. Durch Verändern
einer an die jeweiligen piezoelektrischen Betätigungsglieder
182 anzulegenden Spannung kann die Oberfläche der deformier
baren Platte 181 um einen gewünschten Betrag versetzt wer
den, so daß die Spiegeloberfläche 180 der deformierbaren
Platte 181 in eine gewünschte Gestalt deformiert werden
kann.
Wann immer jedoch in einem herkömmlichen deformierbaren Spie
gel, der piezoelektrische Betätigungsglieder 182 verwendet,
wie diese in der Fig. 34 gezeigt sind, die Ansteuerspannung
verändert wird, wird auch die Versetzung der deformierbaren
Platte 181 verändert. Wenn insbesondere eine Veränderung
unter den Spannungen der piezoelektrischen Betätigungsglie
der 182 verursacht wird, weicht die Gestalt der deformier
baren Spiegeloberfläche 180 im wesentlichen von ihrer ge
wünschten Gestalt ab.
Zusätzlich ändert sich auch die Druckkraft der jeweiligen
piezoelektrischen Betätigungsglieder 182 infolge von Wärme
ausdehnung, die durch die Änderung der Umgebungstemperatur
verursacht ist, so daß die Gestalt der deformierbaren Spie
geloberfläche 180 in nachteilhafter Weise von ihrer ge
wünschten Gestalt abweicht.
Da weiterhin der Durchmesser eines Lichtstrahles, der der
Aberrationskorrektur unterworfen ist, etwa 4 mm beträgt, muß
eine große Anzahl von piezoelektrischen Betätigungsgliedern
182 vorgesehen werden, um einem Lichtstrahl mit einem Durch
messer von etwa 4 mm zu entsprechen, damit der deformierbare
Spiegel in eine gewünschte Gestalt deformiert wird. Als ein
Ergebnis wird der Zusammenbauprozeß für einen derartigen de
formierbaren Spiegel in nachteilhafter Weise kompliziert,
und die Abmessung des gesamten deformierbaren Spiegels oder
des optischen Abnehmers nimmt in nachteilhafter Weise zu, da
eine große Anzahl von piezoelektrischen Betätigungsgliedern
182 festgelegt werden muß und die Verdrahtung über einen län
geren Abstand auszudehnen ist.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen defor
mierbaren Spiegel, ein Verfahren zum Herstellen desselben
und ein einen deformierbaren Spiegel verwendendes Gerät
unter Ausschaltung obiger Nachteile des Standes der Technik
zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein deformierbarer Spiegel,
ein Verfahren zum Herstellen desselben und ein einen defor
mierbaren Spiegel verwendendes Gerät gemäß den jeweiligen
unabhängigen Patentansprüchen vorgesehen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich ins
besondere aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein
deformierbarer Spiegel zum Reflektieren eines darauf einfal
lenden Lichtstrahles ein flexibles Glied, das eine reflektie
rende Oberfläche hat und flexibel deformierbar ist, ein Sub
strat mit einer Bezugsfläche, die dem flexiblen Glied gegen
überliegt, und eine Ansteuereinrichtung, die das flexible
Glied an der Bezugsoberfläche des Substrates anhaften läßt,
um dadurch die reflektierende Oberfläche des flexiblen Glie
des so zu deformieren, daß sie der Bezugsoberfläche ent
spricht. Die Gestalt der Bezugsoberfläche ist derart ausge
legt, daß der Lichtstrahl mit einer sphärischen Aberration
versehen wird, wenn die reflektierende Oberfläche an der
Bezugsoberfläche anhaftet.
Das flexible Glied kann über der Bezugsoberfläche des Sub
strates angeordnet sein, während eine Dehnungsbeanspruchung
auf die reflektierende Oberfläche des flexiblen Gliedes ein
wirkt, so daß die reflektierende Oberfläche als ein flacher
Spiegel dient.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die An
steuereinrichtung eine obere Elektrode und eine untere Elek
trode, die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und
eine Ansteuerschaltung zum Anlegen einer Spannung zwischen
der oberen Elektrode und der unteren Elektrode, um dazwi
schen eine elektrostatische Kraft zu erzeugen. Das flexible
Glied umfaßt die obere Elektrode, und das Substrat umfaßt
die untere Elektrode, wobei das flexible Glied an der Bezugs
oberfläche des Substrates mittels der elektrostatischen
Kraft anhaftet.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt
die Ansteuereinrichtung eine weichmagnetische Schicht, die
in dem flexiblen Glied vorgesehen ist, und eine Magnetkraft
erzeugungseinrichtung. Das flexible Glied haftet an der Be
zugsoberfläche des Substrates über eine Magnetkraft.
In noch einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung um
faßt die Ansteuereinrichtung eine Luftdruckanlegungseinrich
tung zum Anlegen eines Luftdruckes an das flexible Glied.
Wenigstens ein Bauteil aus dem flexiblen Glied und dem Sub
strat kann einen Teil zum Entfernen von Luft aus einem Raum
zwischen dem flexiblen Glied und dem Substrat aufweisen,
wenn das flexible Glied und das Substrat aneinander haften.
Der Teil hat eine Graben- oder Rillengestalt und kann auf
der Bezugsoberfläche des Substrates ausgebildet sein. Alter
nativ kann der Teil ein winziges Loch sein, das auf dem
flexiblen Glied ausgebildet ist. Weiterhin kann der Teil
alternativ ein Durchgangsloch sein, das durch das Substrat
vorgesehen ist.
Der deformierbare Spiegel kann weiterhin ein weiteres Sub
strat aufweisen, auf dem das flexible Glied festgelegt ist.
Das weitere Substrat kann einkristallines Silizium sein.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt
ein Verfahren zum Herstellen des obigen deformierbaren Spie
gels die folgenden Schritte: Bilden eines metallischen re
flektierenden Filmes, der als das flexible Glied dienen
soll, auf dem weiteren Substrat durch ein Plattierungsverfah
ren, bei dem eine Dehnungsspannung auf den metallischen re
flektierenden Film einwirkt, Abätzen eines Teiles des metal
lischen reflektierenden Filmes mit Ausnahme eines Teiles ent
sprechend der reflektierenden Oberfläche des Substrates, um
so eine Öffnung zu bilden, und Befestigen des weiteren Sub
strates an dem Substrat, so daß die Öffnung über der Bezugs
oberfläche gelegen ist.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt eine optische Vorrichtung den oben erwähnten defor
mierbaren Spiegel und ein optisches System, um einen Licht
strahl auf den deformierbaren Spiegel einfallen zu lassen
und um den durch den deformierbaren Spiegel reflektierten
Lichtstrahl zu empfangen.
Der deformierbare Spiegel kann den darauf einfallenden Licht
strahl mit einer sphärischen Aberration versehen, wenn er
gerade deformiert ist.
Das optische System kann eine Linse umfassen, die den durch
den deformierbaren Spiegel reflektierten Lichtstrahl
empfängt, wobei die Linse den Lichtstrahl auf einen ersten
Punkt fokussiert, wenn der deformierbare Spiegel nicht defor
miert ist, und wobei die Linse den Lichtstrahl auf einen vom
ersten Punkt verschiedenen zweiten Punkt fokussiert, wenn
der deformierbare Spiegel deformiert ist. Der Lichtstrahl
kann auf den ersten Punkt in einem Fall fokussiert werden,
wenn die optischen Glieder zum lagemäßigen Einstellen mit
höherer Genauigkeit erforderlich sind.
Gemäß noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein Gerät zum Durchführen von wenigstens einer Opera
tion aus Aufzeichnungs- und Wiedergabeoperationen: eine
Lichtquelle, einen deformierbaren Spiegel mit einer reflek
tierenden Oberfläche zum Reflektieren eines Lichtstrahles,
der auf die reflektierende Oberfläche aus einer Richtung der
Lichtquelle einfällt, wobei der deformierbare Spiegel den
Lichtstrahl mit einer sphärischen Aberration zu liefern ver
mag, und eine Objektivlinse zum Fokussieren des durch den
deformierbaren Spiegel reflektierten Lichtstrahles, wobei
die Objektivlinse ausgelegt ist, um einen Lichtfleck auf
einem ersten optischen Aufzeichnungsmedium mit einer ersten
Substratdicke in einem geeigneten Fokussierzustand für den
Betrieb des ersten optischen Aufzeichnungsmediums zu bilden.
Der deformierbare Spiegel umfaßt: ein flexibles Glied, das
eine reflektierende Oberfläche hat und flexibel deformierbar
ist, ein Substrat mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexib
len Glied gegenüberliegt, und eine Ansteuereinrichtung, die
das flexible Glied an der Bezugsoberfläche des Substrates an
haften läßt, um die reflektierende Oberfläche gemäß der Be
zugsoberfläche zu deformieren. Die Gestalt der Bezugsober
fläche ist ausgelegt, um den Lichtstrahl mit einer sphäri
schen Aberration zu liefern, wenn das flexible Glied an der
Bezugsoberfläche anhaftet. Der Fokussierzustand des Licht
strahles wird verändert, um für ein zweites optisches Auf
zeichnungsmedium mit einer zweiten Substratdicke, die von
der ersten Substratdicke verschieden ist, geeignet zu sein,
wenn der deformierbare Spiegel deformiert ist.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Gerät
weiterhin eine Diskriminiereinrichtung umfassen, um zwischen
dem ersten optischen Aufzeichnungsmedium und dem zweiten
optischen Aufzeichnungsmedium zu unterscheiden, und um der
Ansteuereinrichtung des deformierbaren Spiegels zu befehlen,
das flexible Glied an dem Substrat anhaften zu lassen, wenn
wenigstens eine Operation aus den Aufzeichnungs- und Wieder
gabeoperationen bezüglich des zweiten Aufzeichnungsmediums
durchgeführt wird.
Wenn in einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ein
unbekanntes optisches Aufzeichnungsmedium auf dem Gerät
installiert wird, führt das Gerät die Wiedergabeoperation
bezüglich des unbekannten optischen Aufzeichnungsmediums
durch, wobei angenommen wird, daß das unbekannte optische
Aufzeichnungsmedium das erste optische Aufzeichnungsmedium
ist, und eine Einrichtung ist vorgesehen, um der Ansteuerein
richtung des deformierbaren Spiegels zu befehlen, das flexib
le Glied an dem Substrat anhaften zu lassen, damit der defor
mierbare Spiegel deformiert wird, wenn die auf dem unbekann
ten optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information
nicht richtig aufgrund des von dem unbekannten optischen Auf
zeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahles wiedergegeben
wird.
Die erste Substratdicke kann dünner als die zweite Substrat
dicke sein.
Somit ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die folgen
den Vorteile: (1) Vorsehen eines deformierbaren Spiegels,
der hoch widerstandsfähig gegen Schwankungen in der Umge
bungstemperatur und in einer elektrischen Schaltung ist, der
weiterhin die Spiegeloberfläche hiervon in eine gewünschte
Gestalt deformiert und diese Gestalt mit hoher Genauigkeit
hält und der weiterhin so ausgebildet ist, daß er eine klei
nere Abmessung und einen einfacheren Aufbau bei geringeren
Kosten als herkömmliche Vorrichtungen hat, und eines Verfah
rens zum Herstellen desselben, sowie (2) Vorsehen eines opti
schen Gerätes und eines dasselbe verwendenden Aufzeichnungs-
und Wiedergabegerätes.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1A eine schematische Schnittdarstellung einer An
ordnung eines deformierbaren Spiegels in einem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wäh
rend Fig. 1B eine vergrößerte Schnittdarstel
lung des in Fig. 1A gezeigten flexiblen Gliedes
2 ist,
Fig. 2 eine auseinandergezogene Schnittdarstellung zur
Erläuterung des Zusammenbaus des in Fig. 1A ge
zeigten deformierbaren Spiegels,
Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines deformierbaren
Spiegels in einem Zustand, in welchem keine
Spannung an dem deformierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines deformierbaren
Spiegels in einem Zustand, in welchem eine
Spannung an dem deformierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 5A und 5B eine Schnittdarstellung bzw. eine Draufsicht
eines deformierbaren Spiegels mit einer zwei
ten Gestaltung in einem Zustand, in welchem
keine Spannung an dem deformierbaren Spiegel
anliegt,
Fig. 6 eine Schnittdarstellung des deformierbaren
Spiegels mit der zweiten Gestaltung in einem
Zustand, in welchem eine Spannung an dem de
formierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 7 eine Schnittdarstellung eines deformierbaren
Spiegels mit einer dritten Gestaltung in
einem Zustand, in welchem keine Spannung an
dem deformierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 8 eine Schnittdarstellung des deformierbaren
Spiegels mit der dritten Gestaltung in einem
Zustand, in welchem eine Spannung an dem de
formierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 9 eine Schnittdarstellung eines deformierbaren
Spiegels mit einer vierten Gestaltung in
einem Zustand, in welchem keine Spannung an
dem deformierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 10 eine Schnittdarstellung des deformierbaren
Spiegels mit der vierten Gestaltung in einem
Zustand, in welchem eine Spannung an dem de
formierbaren Spiegel anliegt,
Fig. 11A eine Schnittdarstellung mit einer fünften Ge
staltung des deformierbaren Spiegels in dem
ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung,
während Fig. 11B eine vergrößerte Schnittdar
stellung des in Fig. 11A gezeigten flexiblen
Gliedes ist,
Fig. 12A eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels in einem zwei
ten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wäh
rend Fig. 12B eine vergrößerte Schnittdarstel
lung des in Fig. 12A gezeigten flexiblen Glie
des ist,
Fig. 13 eine Schnittdarstellung eines Falles, in wel
chem ein Substrat mit Konduktanz für den in
Fig. 12A gezeigten deformierbaren Spiegel ver
wendet wird,
Fig. 14A eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels in einem drit
ten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wäh
rend Fig. 14B eine vergrößerte Schnittdarstel
lung des in Fig. 14A gezeigten flexiblen Glie
des 2 ist,
Fig. 15 eine Schnittdarstellung eines Falles, in wel
chem ein Substrat mit Konduktanz für den in
Fig. 14A gezeigten deformierbaren Spiegel ver
wendet wird,
Fig. 16A eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels in einem vier
ten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wäh
rend Fig. 16B eine vergrößerte Schnittdarstel
lung des in Fig. 16A gezeigten flexiblen Glie
des ist,
Fig. 17 eine Schnittdarstellung in einem Fall, in wel
chem ein Substrat mit Konduktanz für den in
Fig. 16A gezeigten deformierbaren Spiegel ver
wendet wird,
Fig. 18A eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels in einem fünf
ten Beispiel der vorliegenden Erfindung, wäh
rend Fig. 18B eine vergrößerte Schnittdarstel
lung des in Fig. 18A gezeigten flexiblen Glie
des ist,
Fig. 19A eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels in einem
sechsten Beispiel der vorliegenden Erfindung,
während Fig. 19B eine vergrößerte Schnittdar
stellung des in Fig. 19A gezeigten flexiblen
Gliedes ist,
Fig. 20 eine Draufsicht eines deformierbaren Spiegels
in einem siebten Beispiel der vorliegenden Er
findung, betrachtet von oberhalb des flexib
len Gliedes hiervon,
Fig. 21 eine Schnittdarstellung mit einer Gestaltung
des deformierbaren Spiegels in dem siebten
Beispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 22 eine Draufsicht des deformierbaren Spiegels
in dem siebten Beispiel der vorliegenden Er
findung, betrachtet von oberhalb des Substra
tes hiervon,
Fig. 23 eine auseinandergezogene perspektivische Dar
stellung, die die Gestaltung des deformierba
ren Spiegels in dem siebten Beispiel der vor
liegenden Erfindung veranschaulicht,
Fig. 24A bis 24G Schnittdarstellungen, die jeweilige Prozeß
schritte zum Herstellen des tragenden Sub
stratteiles des deformierbaren Spiegels im
siebten Beispiel der vorliegenden Erfindung
veranschaulichen,
Fig. 25 einen Graphen, der die Beziehung zwischen
der internen Spannung eines durch ein Elek
troplattierungsverfahren erzeugten Nickelfil
mes und einer Stromdichte veranschaulicht,
Fig. 26A bis 26D Schnittdarstellungen, die jeweilige Prozeß
schritte zum Herstellen des Substratteiles
des deformierbaren Spiegels im siebten Bei
spiel der vorliegenden Erfindung zeigen,
Fig. 27 eine Draufsicht eines deformierbaren Spie
gels mit einer anderen Gestaltung im siebten
Beispiel der vorliegenden Erfindung, betrach
tet von oberhalb des Substrates hiervon,
Fig. 28 ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte
Gestaltung des Aufzeichnungs- und Wiedergabe
gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung ver
anschaulicht,
Fig. 29 ein Diagramm, das einen in Fig. 28 gezeigten
Plattendickesensor veranschaulicht,
Fig. 30 eine Schnittdarstellung einer beispielhaften
Auslegung eines unebenen Teiles des defor
mierbaren Spiegels,
Fig. 31 eine Schnittdarstellung einer anderen bei
spielhaften Auslegung des unebenen Teiles
des deformierbaren Spiegels,
Fig. 32 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines
herkömmlichen optischen Abnehmers zeigt,
Fig. 33 ein Blockdiagramm, das eine Anordnung eines
einen herkömmlichen deformierbaren Spiegel
verwendenden optischen Abnehmers veranschau
licht, und
Fig. 34 eine Darstellung eines Gestaltung eines her
kömmlichen deformierbaren Spiegels.
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vor
liegenden Erfindung anhand der begleitenden Zeichnungen er
läutert.
Im folgenden wird anhand der Fig. 1A und 1B ein deformierba
rer Spiegel gemäß dem ersten Beispiel der vorliegenden Erfin
dung erläutert. Fig. 1A ist eine Prinzip-Schnittdarstellung,
die eine schematische Gestaltung eines deformierbaren Spie
gels in einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt. Fig. 1B ist eine vergrößerte Schnittdarstellung eines
Teiles des deformierbaren Spiegels.
Wie in Fig. 1A gezeigt ist, umfaßt der deformierbare Spiegel
1: ein flexibles Glied 2 mit einer Spiegeloberfläche 2a als
einer reflektierenden Oberfläche darauf, ein säulenartiges
Substrat 6 mit einem unebenen Teil 3 als einer Bezugsoberflä
che, einem flachen Teil 4 und einem stufenartigen Teil 5
darauf, und eine Ansteuerschaltung 7 als einer Ansteuerein
richtung. Das flexible Glied 2 ist an der Oberfläche des Sub
strates 6 über eine Haftschicht 11 gesichert, um eine Span
nung aufrechtzuerhalten.
Fig. 2 ist eine Explosions-Schnittdarstellung, die ein Ver
fahren veranschaulicht, um das flexible Glied 2 an dem Sub
strat 6 anhaften zu lassen.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, ist das flexible Glied 2
durch eine vorbestimmte Umfangskraft P gezogen und durch
eine vorbestimmte Kraft, die durch eine Schablone 13 auf die
Haftschichten 11 einwirkt, die auf dem stufenähnlichen Teil
5 auf dem Substrat 6 ausgebildet sind, gepreßt, um so auf
dem Substrat 6 festgelegt zu sein. Als ein Ergebnis ist das
flexible Glied 2 längs des flachen Teiles 4 auf der Oberflä
che des Substrates 6 plaziert, während eine gewisse Spannung
aufrechterhalten wird, und die Spiegeloberfläche 2a des
flexiblen Gliedes 2 wird eine flache Ebene und dient als
planer Spiegel.
Wie oben beschrieben ist, ist das flexible Glied 2 vorge
sehen, um einer Dehnungsspannung unterworfen zu sein. Selbst
wenn so das flexible Glied 2 sich aufgrund eines Anstiegs in
der Umgebungstemperatur ausdehnt, absorbiert die Spannung
die Ausdehnungskraft, um so zu verhindern, daß das flexible
Glied aufgrund einer Verbiegung oder dergl. deformiert wird.
Selbst wenn andererseits die Temperatur abfällt, kann die
Spiegeloberfläche 2a flach gehalten werden, da die Spannung
ansteigt. Da weiterhin die Eigenfrequenz des flexiblen Glie
des 2 zunehmen kann, indem die Dehnungsspannung dort ein
wirkt, ist es möglich, den Einfluß einer extern angelegten
Schwingung zu unterdrücken.
Das flexible Glied 2 umfaßt eine obere Elektrodenschicht 8
und eine Isolierschicht 9. Die obere Elektrodenschicht 8
kann aus einem leitenden Material, wie beispielsweise Alumi
nium, Kupfer oder Platin, gebildet sein. In diesem Beispiel
wird ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von etwa 1 µm für die
obere Elektrodenschicht 8 verwendet. In dem Fall der Ausbil
dung der oberen Elektrodenschicht aus einem reflektierenden
Material ohne Beschichtung darauf kann die Oberfläche der
oberen Elektrodenschicht als eine Spiegeloberfläche des de
formierbaren Spiegels 1 dienen. Alternativ kann, wie in
Fig. 1B gezeigt ist, die Oberfläche der oberen Elektroden
schicht 8 mit einem reflektierenden Film 10 belegt sein, der
aus Gold oder dergl. hergestellt ist und auf der Schicht
durch eine Dampfabscheidungsmethode gebildet ist, so daß die
Oberfläche des reflektierenden Filmes 10 als die Spiegelober
fläche 2a dient.
Die Isolierschicht 9, die die Flexibilität des flexiblen
Gliedes 2 liefert, ist aus einem Material mit einem niedrige
ren Elastizitätsmodul als derjenige jeglichen metallischen
Materials gebildet. Um eine ausreichende Flexibilität zu er
halten, ist es vorzuziehen, daß ein Material mit einem
Elastizitätsmodul im Bereich von etwa 0,2 GPa bis etwa 5 GPa
verwendet wird, um die Isolierschicht 9 zu bilden. In diesem
Beispiel ist die Isolierschicht aus einem Polyimidfilm herge
stellt, der eine Dicke von etwa 5 µm und einen Elastizitäts
modul von 3,4 GPa hat.
Das Substrat 6 wird gebildet, um den unebenen Teil 3, den
flachen Teil 4 und den stufenähnlichen Teil 5 zu haben, wo
bei eine Glasformmethode oder eine Harzformmethode verwendet
wird, welche eine Massenproduktion erlauben. Für das Mate
rial des Substrates 6 kann ein Material mit hoher Festigkeit
und einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizienten verwen
det werden, wie beispielsweise ein Glasmaterial. Auf diese
Weise kann eine mögliche Veränderung in der Gestalt des Sub
strates 6 (insbesondere der Oberfläche des Substrates 6) in
folge von Umgebungsfaktoren auf einen Mindestpegel unter
drückt werden. Somit kann auch eine Veränderung in der Ge
stalt der Spiegeloberfläche 2a unterdrückt werden, was die
Erzeugung eines vorbestimmten Betrages einer hochstabilen
sphärischen Aberration für den auf den deformierbaren Spie
gel einfallenden Lichtstrahl sicherstellt.
Eine untere Elektrodenschicht 12 wird gebildet, um die gesam
te Oberfläche (d. h., den unebenen Teil 3, den flachen Teil 4
und den stufenähnlichen Teil 5) des Substrates 6 zu be
decken. Die untere Elektrodenschicht 12 kann aus einem lei
tenden Material, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder
Platin, durch beispielsweise ein Zerstäubungsverfahren gebil
det sein. In diesem Beispiel wird ein Aluminiumfilm mit
einer Dicke von etwa 1 µm als die untere Elektrodenschicht
12 auf der Oberfläche des Substrates 6 durch ein Zerstäu
bungsverfahren aufgetragen.
Die obere Elektrodenschicht 8 und die untere Elektroden
schicht 12 sind nicht nur elektrisch voneinander durch die
Isolierschicht 9 isoliert, sondern auch elektrisch mit der
Ansteuerschaltung 7 verbunden. Die Ansteuerschaltung 7 für
den deformierbaren Spiegel legt eine Spannung an die obere
Elektrodenschicht 8 und die untere Elektrodenschicht 12,
wenn es wünschenswert ist, eine sphärische Aberration für
einen Lichtstrahl vorzusehen, der auf den deformierbaren
Spiegel 1 einfällt. Wenn es andererseits wünschenswert ist,
den Lichtstrahl ohne Vorsehen einer sphärischen Aberration
zu reflektieren, so legt die Ansteuerschaltung 7 keine Span
nung an.
Im folgenden werden Betriebsprinzipien dieses deformierbaren
Spiegels 1 anhand der Fig. 3 und 4 näher beschrieben.
Fig. 3 zeigt einen Zustand, in welchem der deformierbare
Spiegel 1 den darauf einfallenden Lichtstrahl reflektiert,
ohne diesen mit einer sphärischen Aberration zu versehen,
während Fig. 4 einen Zustand veranschaulicht, in welchem
eine sphärische Aberration für den auf den deformierbaren
Spiegel 1 einfallenden Lichtstrahl vorgesehen wird, wenn der
Lichtstrahl durch den deformierbaren Spiegel 1 reflektiert
wird.
In dem Fall, in dem der einfallende Lichtstrahl durch die
Oberfläche des flexiblen Gliedes 2 des deformierbaren Spie
gels 1 reflektiert wird, ohne mit einer sphärischen Aberra
tion versehen zu werden, legt die Ansteuerschaltung 7 keine
Spannung an die obere Elektrodenschicht 8 und die untere
Elektrodenschicht 12. Als ein Ergebnis wird das flexible
Glied 2 flach aufgrund der dort anliegenden mechanischen
Spannung gehalten, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, und es
reflektiert den einfallenden Lichtstrahl, ohne eine sphäri
sche Aberration hervorzurufen.
Andererseits legt in dem Fall, in welchem eine sphärische
Aberration für den einfallenden Lichtstrahl vorgesehen wird,
die Ansteuerschaltung 7 eine Spannung an die obere Elektro
denschicht 8 und die untere Elektrodenschicht 12. In diesem
Fall wird eine elektrostatische Kraft zwischen der oberen
Elektrodenschicht 8 des flexiblen Gliedes 2 und der unteren
Elektrodenschicht 12 auf der Oberfläche des Substrates 6 er
zeugt, so daß das flexible Glied 2 nach unten zu dem Sub
strat 6 deformiert wird, um an dem unebenen Teil 3 anzuhaf
ten. In diesem Beispiel ist die Gestalt des unebenen Teiles
3 so ausgelegt, daß die Gestalt der Spiegeloberfläche 2a des
flexiblen Gliedes 2 gleich zu dem Betrag der zu korrigieren
den sphärischen Aberration wird, wenn das flexible Glied 2
an dem unebenen Teil 3 aufgrund der elektrostatischen Kraft
anhaftet. Daher wird während einer Spannungsanlegung an die
obere Elektrodenschicht 8 und die untere Elektrodenschicht
12 eine vorbestimmte sphärische Aberration für den einfallen
den Lichtstrahl vorgesehen.
Wie oben erläutert ist, haftet das flexible Glied 2 mit der
Spiegeloberfläche 2a darauf an dem unebenen Teil 3 des Sub
strates 6 durch eine elektrostatische Kraft, und daher wird
die Gestalt der Spiegeloberfläche 2a durch den unebenen Teil
3 des Substrates 6 bestimmt. Da die Oberfläche des Substra
tes 6 mit hoher Genauigkeit gestaltet werden kann, um eine
bestimmte Form anzunehmen, ist es möglich, die durch die
Spiegeloberfläche 2a für das einfallende Licht vorzusehende
sphärische Aberration mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Zusätzlich ist, wie oben erläutert wurde, das Substrat 6 aus
einem Material mit hoher Festigkeit und einem kleinen
linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise einem
Glasmaterial, hergestellt. Daher ist es möglich, die Verände
rung des unebenen Teiles 3, hervorgerufen durch die Umge
bung, in der Spiegeloberfläche 2a auf einen minimalen Pegel
zu unterdrücken und eine konstante sphärische Aberration für
das auf den deformierbaren Spiegel 1 einfallende Licht zu
liefern. Weiterhin kann durch Steigern der elektrostatischen
Kraft, die das flexible Glied 2 an dem Substrat 6 anhaften
läßt (d. h., der Potentialdifferenz, die zwischen die obere
Elektrodenschicht 8 und die untere Elektrodenschicht 12 anzu
legen ist), das flexible Glied 2 stabil an dem unebenen Teil
3 anhaften, selbst wenn eine durch die Ansteuerschaltung 7
angelegte Spannung in einem gewissen Ausmaß schwankt.
Darüber hinaus kann gemäß dem vorliegenden Beispiel die Spie
geloberfläche 2a des deformierbaren Spiegels 1 mittels einer
vereinfachten Gestaltung einschließlich der oberen
Elektrodenschicht 8 und der unteren Elektrodenschicht 12 deformiert
werden.
Da weiterhin ein Polyimidfilm, der einen Elastizitätsmodul
von 3,4 GPa hat, als die Isolierschicht 9 des flexiblen Glie
des 2 verwendet wird, kann die Kraft, die erforderlich ist,
um das flexible Glied 2 an dem unebenen Teil 3 des Substra
tes 6 durch elektrostatische Kraft anhaften zu lassen, klein
sein.
Die Fig. 5A, 5B und 6 sind Schnittdarstellungen, die eine
Abwandlung eines deformierbaren Spiegels in dem ersten Bei
spiel veranschaulichen. Die Fig. 5A und 5B zeigen einen
Fall, in welchem ein deformierbarer Spiegel 1a dieser Abwand
lung keine sphärische Aberration für einen darauf einfallen
den Lichtstrahl liefert, während Fig. 6 einen Fall angibt,
in welchem der deformierbare Spiegel 1a eine sphärische
Aberration hervorbringt. In den Fig. 5A und 5B werden die
gleichen Bauteile wie in den Fig. 1A und 1B mit den gleichen
Bezugszeichen versehen und hier nicht näher beschrieben.
In dem deformierbaren Spiegel 1a ist wenigstens ein Rillen
teil 14 in dem unebenen Teil 3 des Substrates 6 gebildet.
Wie in Fig. 5B veranschaulicht ist, ist der Rillenteil 14
angeordnet, um ein Kreis zu sein, wenn dieser aus einer
durch einen Pfeil in Fig. 5A angezeigten Richtung betrachtet
wird. In dem Fall der Erzeugung einer Vielzahl von Rillentei
len 14 sind diese konzentrisch vorgesehen. Die Breite des
Rillenteiles 14 ist relativ schmal und beträgt beispielswei
se etwa 2 µm.
Wenn in dem deformierbaren Spiegel 1a das flexible Glied 2
an dem unebenen Teil 3 anhaftet, wird die Luft, die in dem
Spalt zwischen dem unebenen Teil 3 und dem flexiblen Glied 2
vorliegt, das dem unebenen Teil 3 vor dem Anhaften gegenüber
liegt, komprimiert. Der Rillenteil 14 spielt eine Rolle zum
Ansammeln der komprimierten Luft. Als ein Ergebnis kann das
flexible Glied 2 sicher an dem unebenen Teil 3 des Substra
tes 6 anhaften.
In dem deformierbaren Spiegel 1a könnte das flexible Glied 2
durch den Rillenteil 14 deformiert werden. Da jedoch die
Breite des Rillenteiles 14 schmal wie beispielsweise etwa
2 µm ist, wie dies oben erläutert wurde, ist die durch den
Rillenteil 14 verursachte Deformation, falls überhaupt vor
handen, sehr klein und im wesentlichen unter optischen Ge
sichtspunkten vernachlässigbar.
Die Fig. 7 und 8 sind Schnittdarstellungen, die eine andere
abgewandelte Gestaltung eines deformierbaren Spiegels im
ersten Beispiel veranschaulichen. Fig. 7 zeigt einen Fall,
in welchem ein deformierbarer Spiegel 1b dieser Abwandlung
keine sphärische Aberration für den einfallenden Lichtstrahl
liefert, während Fig. 8 einen Fall angibt, in welchem der
deformierbare Spiegel 1b die sphärische Aberration hervor
ruft. In den Fig. 7 und 8 sind die gleichen Bauteile wie in
den Fig. 1A und 1B mit den gleichen Bezugszeichen versehen
und werden hier nicht näher erläutert.
In dem deformierbaren Spiegel 1b ist wenigstens ein winziges
Loch 15 durch einen dem unebenen Teil 3 des Substrates 6
gegenüberliegenden Teil des flexiblen Gliedes 2 vorgesehen.
Wenn der Durchmesser des winzigen Loches 15 zu groß ist,
wird der durch die Spiegeloberfläche des flexiblen Gliedes 2
reflektierte Lichtstrahl in nachteilhafter Weise beeinträch
tigt. Somit ist es vorzuziehen, den Durchmesser des Loches
15 auf etwa 10 µm oder weniger einzustellen. Wenn, wie in
Fig. 8 veranschaulicht ist, das flexible Glied 2 an dem un
ebenen Teil 3 durch elektrostatische Kraft anhaftet, so wird
die in dem Spalt zwischen dem unebenen Teil 3 und dem flexib
len Glied 2 vor dem Anhaften vorliegende Luft aus dem Spalt
durch das winzige Loch 15 ausgetrieben. Als Ergebnis kann
das flexible Glied 2 sicher an dem unebenen Teil 3 anhaften.
Zusätzlich ist zur Sicherung des Anhaftens die Gestaltung
dieser Abwandlung beim Verhindern einer unerwünschten Defor
mation des flexiblen Gliedes 2 vorteilhaft. Das heißt, wenn
in dem beispielsweise in Fig. 3 gezeigten deformierbaren
Spiegel 1 die Umgebungstemperatur ansteigt, während der de
formierbare Spiegel 1 nicht deformiert werden soll, besteht
eine Möglichkeit, daß die Ausdehnung der in dem Spalt zwi
schen dem unebenen Teil 3 und dem flexiblen Glied 2 vorhande
nen Luft eine unerwünschte Deformation des flexiblen Gliedes
2 hervorrufen kann und so das flexible Glied 2 seine Flach
heit verlieren läßt. Wenn jedoch ein winziges Loch 15 wie in
dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten deformierbaren Spiegel 1b
vorgesehen ist, so kann die sich ausdehnende Luft aus dem
Spalt durch dieses Loch 15 ausgetrieben werden, selbst wenn
eine Ausdehnung von Luft zwischen dem unebenen Teil 3 und
dem flexiblen Glied 2 stattfindet. Somit ist es möglich,
eine unerwünschte Deformation des flexiblen Gliedes 2 zu ver
hindern.
Die Fig. 9 und 10 sind Schnittdarstellungen einer noch ande
ren abgewandelten Gestaltung eines deformierbaren Spiegels
in dem ersten Beispiel. Fig. 9 zeigt einen Fall, in welchem
ein deformierbarer Spiegel 1c keine sphärische Aberration
für einen darauf einfallenden Lichtstrahl liefert, während
Fig. 10 einen Fall veranschaulicht, in welchem der deformier
bare Spiegel 1c die sphärische Aberration hervorruft. In den
Fig. 9 und 10 sind die gleichen Bauteile wie in den Fig. 1A
und 1B mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden
hier nicht näher erläutert.
In dem deformierbaren Spiegel 1c dieser Abwandlung ist ein
Durchgangsloch 16, das Luft zu einem Bereich außerhalb des
Spaltes austreten läßt, in einem Bereich des unebenen Teiles
3 des Substrates 6 vorgesehen. Wenn der Durchmesser dieses
Durchgangsloches 16 zu groß ist, wird das flexible Glied 2
leicht in dem Bereich einschließlich dieses Loches defor
miert, wenn das flexible Glied 2 an dem unebenen Teil 3 an
haftet. Somit beträgt der Durchmesser des Loches 16 vorzugs
weise etwa 30 µm oder weniger. Die Funktion dieses Durch
gangsloches 16 ist die gleiche wie diejenige des in den Fig.
7 und 8 dargestellten winzigen Loches 15.
In dem ersten Beispiel und den drei Abwandlungen hiervon
wurde ein Fall beschrieben, in welchem ein isolierendes Sub
strat, wie beispielsweise ein Glassubstrat, ein Harzsubstrat
oder dergl., für das Substrat 6 verwendet wird. Alternativ
kann der deformierbare Spiegel ausgeführt werden, selbst
wenn das Substrat 6 aus einem Material mit elektrischer Leit
fähigkeit hergestellt ist.
Die Fig. 11A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestal
tung eines deformierbaren Spiegels 1d veranschaulicht, in
welchem das Substrat 6 aus einem Material mit einer gewissen
elektrischen Leitfähigkeit hergestellt ist. Die Fig. 11B ist
eine vergrößerte Darstellung eines Teiles des deformierbaren
Spiegels 1d. Dieses Substrat 6 wird durch Schneiden eines
metallischen Materials oder durch Formen von Harz gebildet,
in das eine Kohlenstoffaser mit einer elektrischen Leit
fähigkeit gemischt ist, um so ein für eine Massenproduktion
geeignetes Substrat zu realisieren. Somit weist das Substrat
6 elektrische Leitfähigkeit auf. Daher kann die Verdrahtung,
die mit der unteren Elektrodenschicht 12 verbunden war, um
eine Spannung anzulegen, die eine elektrostatische Kraft her
vorruft, direkt mit dem Substrat 6 verbunden werden, so daß
das Substrat 6 als die untere Elektrode arbeiten kann. Als
Ergebnis ist es nicht länger erforderlich, die untere
Elektrodenschicht 12 auf dem Substrat 6 zu bilden, um so den Her
stellungsprozeß zu vereinfachen. Da zusätzlich das Substrat
6 selbst als die untere Elektrode dienen kann, ist es nicht
länger notwendig, die Verdrahtung von der feinen unteren
Elektrode 12 auszudehnen, um die untere Elektrode 12 mit
einer externen Schaltung wie in dem in Fig. 1A gezeigten
Fall zu verbinden.
Anhand der Fig. 12A und 12B wird ein deformierbarer Spiegel
in einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung erläu
tert.
Fig. 12A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels 200 in diesem Beispiel veran
schaulicht. Fig. 12B ist eine vergrößerte Schnittdarstellung
eines Teiles des deformierbaren Spiegels 200. In den Fig.
12A und 12B werden die gleichen Bauteile wie in den Fig. 1A
und 1B mit den gleichen Bezugszeichen versehen und hier
nicht näher erläutert.
In diesem Beispiel ist, wie aus den Fig. 12A und 12B hervor
geht, der deformierbare Spiegel 200 von dem in Beispiel 1 be
schriebenen Spiegel dadurch verschieden, daß eine Isolier
schicht 9, die eine obere Elektrodenschicht 8 von einer unte
ren Elektrodenschicht 12 isoliert, auf einem Substrat 6 ange
ordnet ist. Das heißt, ein flexibles Glied 2 umfaßt eine obe
re Elektrodenschicht 8, die mit einem reflektierenden Film
10 beschichtet ist. Die obere Elektrodenschicht 8 ist bei
spielsweise aus einem Nickelfilm mit einer Dicke von etwa
5 µm gebildet. Die Oberfläche der oberen Elektrodenschicht 8
kann direkt als eine reflektierende Spiegeloberfläche verwen
det werden. Alternativ kann, wie in Fig. 12B gezeigt ist,
die obere Elektrodenschicht 8 mit einem reflektierenden Film 10
beschichtet werden, der aus Gold, Aluminium oder dergl.
durch eine Dampfabscheidungsmethode gebildet ist. In diesem
Fall dient die Oberfläche des reflektierenden Filmes 10 als
die reflektierende Spiegeloberfläche 2a.
In dem zweiten Beispiel wird die Flexibilität des flexiblen
Gliedes 2 durch die obere Elektrodenschicht 8 hervorge
bracht. Um eine ausreichende Festigkeit zu gewinnen, ist es
vorzuziehen, daß die obere Elektrodenschicht 8 aus einem lei
tenden Material mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von
etwa 25 GPa bis 90 GPa gebildet wird. In diesem Beispiel
wird der Nickelfilm mit einem Elastizitätsmodul von 80 GPa
verwendet, um die obere Elektrodenschicht 8 zu bilden.
Ein Substrat 6 wird durch beispielsweise ein Glasformverfah
ren oder ein Harzformverfahren hergestellt, um einen unebe
nen Teil 3, einen flachen Teil 4 und einen stufenähnlichen
Teil 5 zu haben. Das Substrat wird aus einem Material mit
großer Festigkeit und einem kleinen linearen Ausdehnungs
koeffizienten wie in dem ersten Beispiel gebildet. Eine unte
re Elektrodenschicht 12 wird auf der Oberfläche des Substra
tes 6 erzeugt, und sodann wird eine Isolierschicht 9 darauf
gebildet. Die untere Elektrodenschicht 12 kann durch Abschei
den eines Aluminiumfilmes mit einer Dicke von etwa 1 µm auf
der Oberfläche des Substrates 6 durch beispielsweise ein Zer
stäubungsverfahren erzeugt werden. Die Isolierschicht 9 kann
durch Abscheiden oder Auftragen von Siliziumdioxid mit einer
Dicke von etwa 1 µm auf der Oberfläche der unteren Elektro
denschicht 12 durch beispielsweise ebenfalls ein Zerstäu
bungsverfahren gebildet werden.
Da in dem zweiten Beispiel die Isolierschicht 9 für das Sub
strat 6 vorgesehen ist, braucht die Isolierschicht 9 nicht
länger Flexibilität aufzuweisen, so daß es möglich ist, die
Dicke der Isolierschicht 9 zu reduzieren. Demgemäß kann der
Abstand zwischen der oberen Elektrodenschicht 8 und der unte
ren Elektrodenschicht 12 ebenfalls reduziert werden. Eine
zwischen den beiden, einander gegenüberliegenden Elektroden
erzeugte elektrostatische Kraft ist umgekehrt proportional
zu dem Quadrat des Abstandes zwischen den beiden Elektroden.
Wenn somit der Abstand zwischen den beiden Elektroden wie in
diesem Beispiel reduziert wird, dann ist es möglich, eine an
liegende Spannung zu reduzieren, die erforderlich ist, um
das flexible Glied 2 an dem unebenen Teil 3 des Substrates 6
anhaften zu lassen.
Wenn in diesem Beispiel das Substrat 6 durch Schneiden eines
bestimmten metallischen Materials oder durch Formen von
Harz, in welchem eine Kohlenstoffaser zugemischt ist, um
eine gewisse elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen, gebildet
wird, dann kann das Substrat 6 selbst als die untere Elektro
de dienen, und es wird einfacher, den deformierbaren Spiegel
200a mit einer externen Schaltung zu verbinden, wie dies in
Fig. 13 gezeigt ist.
Darüber hinaus kann der deformierbare Spiegel 200 wie in den
Abwandlungen des Beispiels 1 abgeändert werden. In diesem
Fall können auch die vorteilhaften Effekte erzielt werden,
die bei den obigen Abwandlungen beschrieben sind.
Anhand der Fig. 14A und 14B wird nunmehr ein deformierbarer
Spiegel in einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung
erläutert.
Fig. 14A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels 300 in diesem Beispiel veran
schaulicht. Fig. 14B ist eine vergrößerte Darstellung eines
Teiles des deformierbaren Spiegels 300. In den Fig. 14A und 14B
werden die gleichen Bauteile wie in den Fig. 1A bis 13
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und hier nicht näher
erläutert.
Der deformierbare Spiegel 300 ist ähnlich zu demjenigen des
zweiten Beispiels insoweit, als die Isolierschicht 9 auf dem
Substrat 6 gebildet ist. Jedoch umfaßt das flexible Glied 2
einen Polymerfilm 17, der die Flexibilität des flexiblen
Gliedes 2 liefert, zusätzlich zu der oberen Elektrode 8 und
dem reflektierenden Film 10. Der Polymerfilm 17 ist aus
einem Material mit einem Elastizitätsmodul im Bereich von
etwa 0,2 GPa bis etwa 5 GPa, beispielsweise einem Polyimid
film mit einem Elastizitätsmodul von 3,4 GPa, gebildet. In
diesem Beispiel wurde ein Polyimidfilm mit einer Dicke von
etwa 10 µm für den Polymerfilm 17 gebildet.
Wie in Fig. 14B gezeigt ist, wird der reflektierende Film
10, der aus Gold, Aluminium, Nickel oder dergl. hergestellt
ist, auf einer Oberfläche des Polymerfilmes 17 gebildet. Der
reflektierende Film 10 dient als eine Spiegeloberfläche für
den deformierbaren Spiegel 300. Die obere Elektrodenschicht
8 kann gebildet werden, indem ein Aluminiumfilm mit einer
Dicke von etwa 1 µm auf der anderen Oberfläche des Polymer
filmes 17 durch beispielsweise eine Dampfabscheidungsmethode
aufgetragen wird. Das so gebildete flexible Glied 2 ist in
der Weise angeordnet, daß die obere Elektrodenschicht 8 der
Oberfläche des Substrates 6 gegenüberliegt.
Das Substrat 6 wird durch beispielsweise ein Glasformverfah
ren oder ein Harzformverfahren gebildet, um den unebenen
Teil 3, den flachen Teil 4 und den stufenähnlichen Teil 5 zu
haben. Das Substrat 6 ist aus einem Material mit hoher
Festigkeit und einem kleinen linearen Ausdehnungskoeffizien
ten hergestellt. Eine untere Elektrodenschicht 12 ist auf
der Oberfläche des Substrates 6 gebildet, um den unebenen
Teil 3, den flachen Teil 4 und den stufenähnlichen Teil 5 zu
bedecken, und dann wird darauf eine Isolierschicht 9 er
zeugt. Die untere Elektrodenschicht 12 kann durch Auftragen
eines Aluminiumfilmes mit einer Dicke von etwa 1 µm auf die
Oberfläche des Substrates 6 durch beispielsweise ein Zerstäu
bungsverfahren gebildet werden. Die Isolierschicht 9 kann
durch Auftragen von Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa
1 µm auf die Oberfläche der unteren Elektrodenschicht 12
durch beispielsweise ein Zerstäubungsverfahren erzeugt wer
den.
Da in dem dritten Beispiel die Isolierschicht 9 zum Isolie
ren der oberen Elektrodenschicht 8 und der unteren Elektro
denschicht 12 für das Substrat 6 vorgesehen ist, ist es mög
lich, die Dicke der Isolierschicht 9 zu reduzieren. Demgemäß
ist es auch möglich, den Abstand zwischen der oberen Elektro
denschicht 8 und der unteren Elektrodenschicht 12 zu verrin
gern. Eine zwischen den beiden einander gegenüberliegenden
Elektroden erzeugte elektrostatische Kraft ist umgekehrt pro
portional zu dem Quadrat des Abstandes zwischen den beiden
Elektroden. Selbst wenn so in diesem Beispiel eine Potential
differenz zwischen der oberen Elektrode 8 und der unteren
Elektrode 12 reduziert wird, kann eine ausreichend große
elektrostatische Kraft an das flexible Glied 2 angelegt wer
den.
Da zusätzlich die Flexibilität des flexiblen Gliedes 2 durch
den Polymerfilm 17 mit einem kleineren Elastizitätsmodul als
derjenige von jeglichem metallischen Material hervorgebracht
ist, kann der Elastizitätsmodul des gesamten flexiblen Glie
des 2 verringert werden, während die Dicke der oberen Elek
trodenschicht 8 herabgesetzt wird. Als Ergebnis kann selbst
eine kleine Ansteuerkraft das flexible Glied 2 an dem unebe
nen Teil 3 des Substrates 6 anhaften lassen.
Wenn in diesem Beispiel das Substrat 6 durch Schneiden von
einigem metallischen Material oder durch Formen von Harz, in
das eine Kohlenstoffaser gemischt ist, um ein gewisses elek
trisches Leitvermögen zu vermitteln, gebildet wird, dann
kann das Substrat 6 selbst als die untere Elektrode des de
formierbaren Spiegels 300a dienen, wie dies in Fig. 15 ge
zeigt ist. In einem derartigen Fall ist es nicht länger er
forderlich, die Verdrahtung von der unteren Elektrode auszu
dehnen, um die untere Elektrode mit einer externen Schaltung
zu verbinden.
Darüber hinaus kann der deformierbare Spiegel 300 wie in den
Abwandlungen des Beispieles 1 verändert werden. In diesem
Fall werden ebenfalls die vorteilhaften Wirkungen erzielt,
die in den obigen Abwandlungen beschrieben sind.
Anhand der Fig. 16A und 16B wird nunmehr ein deformierbarer
Spiegel in einem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung
erläutert. In den Fig. 16A und 16B sind die gleichen Bautei
le wie in den Fig. 1A bis 15 mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und werden hier nicht näher erläutert.
Fig. 16A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels 400 in diesem Beispiel veran
schaulicht. Fig. 16B ist eine vergrößerte Darstellung eines
Teiles des deformierbaren Spiegels 400.
Das flexible Glied 2 umfaßt den Polymerfilm 17, die obere
Elektrodenschicht 8, die Isolierschicht 9 und den reflektie
renden Film 10. Der Polymerfilm 17 ist aus einem Material
mit einem Elastizitätsmodul gebildet, der kleiner als der
jenige von jeglichem metallischen Material ist, so daß die
Flexibilität des flexiblen Gliedes 2 durch den Polymerfilm 17
geliefert wird. Vorzugsweise wird ein Material mit einem
Elastizitätsmodul im Bereich von etwa 0,2 GPa bis etwa 5 GPa
verwendet, um den Polymerfilm 17 zu bilden. Beispielsweise
kann Polyimid, Polyethylen oder Polystyren als das Material
für den Polymerfilm 17 benutzt werden. In diesem Beispiel
wird ein Polyimidfilm mit einem Elastizitätsmodul von 3,4
GPa und einer Dicke von etwa 10 µm verwendet.
Wie in Fig. 16B gezeigt ist, wird der reflektierende Film
10, der aus Gold, Aluminium, Nickel oder dergl. hergestellt
sein kann, auf einer Oberfläche des Polymerfilmes 17 gebil
det. Der reflektierende Film 10 dient als die Spiegeloberflä
che 2a. Auf der anderen Oberfläche des Polymerfilmes 17 ist
die obere Elektrodenschicht 8 angeordnet, die aus einem
metallischen Material hergestellt sein kann, das durch eine
Dampfabscheidungsmethode aufgetragen ist. In diesem Beispiel
wird ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von etwa 1 µm als die
obere Elektrodenschicht 8 aufgetragen. Dann wird die Isolier
schicht 9 auf der oberen Elektrodenschicht 8 gebildet, indem
beispielsweise Siliziumdioxid mit einer Dicke von etwa 1 µm
durch ein Zerstäubungsverfahren aufgetragen wird. Wie in
Fig. 16B gezeigt ist, ist das derart gebildete flexible
Glied 2 so angeordnet, daß die Oberfläche, auf der die obere
Elektrodenschicht 8 und die Isolierschicht 9 gebildet sind,
der Oberfläche des Substrates 6 gegenüberliegt, welche den
unebenen Teil 3, den flachen Teil 4 und den stufenähnlichen
Teil 5 aufweist.
Das Substrat 6 wird durch ein Glasformverfahren gebildet, um
den unebenen Teil 3, den flachen Teil 4 und den stufenähn
lichen Teil 5 aufzuweisen, wie dies in den vorangehenden Bei
spielen erläutert ist. Dann wird die untere Elektroden
schicht 12 auf der Oberfläche des Substrates 6 erzeugt, um
die Teile 3, 4 und 5 zu bedecken. Die untere Elektroden
schicht 12 wird aus einem leitenden Material, wie beispiels
weise Aluminium, Kupfer, Platin oder dergl. durch beispiels
weise ein Zerstäubungsverfahren gebildet. In diesem Beispiel
wird ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von etwa 1 µm als die
untere Elektrodenschicht 12 aufgetragen.
In dem vierten Beispiel wird die Flexibilität des flexiblen
Gliedes 2 durch den Polymerfilm 17 geliefert, wie dies oben
erläutert ist. Somit ist es möglich, die Dicke der Isolier
schicht 9, die zwischen der oberen Elektrodenschicht 8 und
der unteren Elektrodenschicht 12 gelegen ist, zu reduzieren.
Demgemäß ist es auch möglich, den Abstand zwischen den Elek
trodenschichten 8 und 12 zu vermindern. Eine zwischen den
beiden, einander gegenüberliegenden Elektrodenschichten er
zeugte elektrostatische Kraft ist umgekehrt proportional zu
dem Quadrat des Abstandes zwischen den beiden Elektroden
schichten. Somit ist es in diesem Beispiel möglich, eine an
liegende Spannung zu vermindern, die erforderlich ist, um
das flexible Glied 2 an dem unebenen Teil 3 des Substrates 6
anhaften zu lassen.
Zusätzlich ist der Elastizitätsmodul des Polymerfilmes 17
kleiner als derjenige von jeglichem metallischen Material,
wie dies oben erläutert wurde. Daher kann der Elastizitäts
modul des gesamten flexiblen Gliedes 2 reduziert werden, wäh
rend die Dicken der oberen Elektrodenschicht 8 und der Iso
lierschicht 9 vermindert werden. Als Ergebnis kann selbst
eine kleine Ansteuerkraft das flexible Glied 2 an dem unebe
nen Teil 3 des Substrates 6 anhaften lassen.
In dem vierten Beispiel wird das Substrat 6 durch Glas formen
bzw. -gießen gebildet. Jedoch sind ein Material des Substra
tes 6 und ein Verfahren zum Herstellen des Substrates 6
nicht hierauf begrenzt. Das Substrat 6 kann durch Schneiden
von einigem metallischen Material oder durch Formen von
Harz, in welches eine Kohlenstoffaser gemischt ist, um eine
gewisse elektrische Leitfähigkeit aufzuweisen, gebildet wer
den; dann kann das Substrat 6 selbst als die untere Elektro
de des deformierbaren Spiegels 400a dienen, wie dies in
Fig. 17 gezeigt ist. In einem derartigen Fall ist es nicht
länger erforderlich, die Verdrahtung von der unteren Elektro
de auszudehnen, um die untere Elektrode mit einer externen
Schaltung zu verbinden.
Darüber hinaus kann der deformierbare Spiegel 400 wie in den
Abwandlungen des Beispiels 1 abgeändert werden. In diesem
Fall können die vorteilhaften Wirkungen erzielt werden, die
anhand der obigen Abwandlungen beschrieben sind.
Anhand der Fig. 18A und 18B wird im folgenden ein deformier
barer Spiegel in einem fünften Beispiel der vorliegenden Er
findung beschrieben. In den Fig. 18A und 18B werden die glei
chen Bauteile wie in den Fig. 1A bis 17 mit den gleichen Be
zugszeichen versehen und hier nicht näher erläutert.
Fig. 18A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels 500 in diesem Beispiel veran
schaulicht. Fig. 18B ist eine vergrößerte Darstellung eines
Teiles des deformierbaren Spiegels 500.
Wie in Fig. 18B gezeigt ist, umfaßt das flexible Glied 2
eine weichmagnetische Schicht 24 und den darauf gebildeten
reflektierenden Film 10. Die weichmagnetische Schicht 24
kann aus Permalloy, Sendust oder dergl. hergestellt sein,
welches Flexibilität des flexiblen Gliedes 2 hervorruft. Der
reflektierende Film 10 kann aus Gold, Aluminium, Nickel oder
dergl. hergestellt sein, und die Oberfläche des reflektieren
den Filmes 10 dient als die Spiegeloberfläche 2a.
Das Substrat 6 wird beispielsweise durch ein Glasformverfah
ren oder ein Harzformverfahren wie in den vorangehenden Bei
spielen gebildet, um den unebenen Teil 3, den flachen Teil 4
und den stufenähnlichen Teil 5 zu haben. Das Substrat 6 kann
aus einem Material mit hoher Festigkeit und einem kleinen
linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise einem
Glasmaterial, hergestellt werden. Weiterhin ist eine elektro
magnetische Spule 18 um das Substrat 6 gewickelt.
Der deformierbare Spiegel 500 ist von den in den vorangehen
den Beispielen beschriebenen Spiegeln dadurch verschieden,
daß die Deformation der Spiegeloberfläche durch eine elektro
magnetische Kraft hervorgerufen ist. Das heißt, um den defor
mierbaren Spiegel 500 zu deformieren, wird ein Strom von der
Ansteuerschaltung 7 zu der elektromagnetischen Spule 18 ge
speist, um dadurch ein Magnetfeld hervorzurufen. Das Magnet
feld veranlaßt, daß das flexible Glied 2 mit der weichmagne
tischen Schicht 24 zu dem Substrat 6 deformiert wird, so daß
das flexible Glied 2 an dem unebenen Teil 3 des Substrates 6
durch die elektromagnetische Kraft anhaftet. Es ist vorzu
ziehen, das Substrat 6 mittels eines weichmagnetischen Mate
rials zu bilden. In diesem Fall kann sogar eine größere
elektromagnetische Kraft erzeugt werden.
Gemäß dieser Gestaltung haftet die Spiegeloberfläche 2a an
dem unebenen Teil 3 durch die elektromagnetische Kraft, und
die Gestalt der Spiegeloberfläche 2a wird durch den unebenen
Teil 3, der mit hoher Genauigkeit gestaltet werden kann, be
stimmt, so daß es möglich ist, die sphärische Aberration,
die durch die Spiegeloberfläche 2a dem Licht zu vermitteln
ist, welches auf den deformierbaren Spiegel 500 einfällt,
mit hoher Genauigkeit einzustellen.
Zusätzlich ist es möglich, durch Herstellen des Substrates 6
aus einem Material mit großer Festigkeit und einem kleinen
linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise einem
Glasmaterial, die durch die Umgebung verursachten Schwankun
gen in der Spiegeloberfläche 2a auf einen Mindestpegel zu
drücken und dem einfallenden Licht eine konstante sphärische
Aberration zu vermitteln. Weiterhin kann in dem Fall, in wel
chem die elektromagnetische Kraft, die das flexible Glied 2
an dem Substrat 6 anhaften läßt, erhöht wurde, indem bei
spielsweise das Substrat 6 aus einem weichmagnetischen Mate
rial gebildet wurde, das flexible Glied 2 noch stabil an dem
unebenen Teil 3 haften, selbst wenn eine durch die Ansteuer
schaltung 7 angelegte Spannung in einem gewissen Ausmaß ver
ändert wird.
Darüber hinaus kann der deformierbare Spiegel 500 wie in den
Abwandlungen des Beispiels 1 verändert werden. In diesem
Fall können auch die gleichen vorteilhaften Wirkungen er
zielt werden, die anhand der obigen Abwandlungen beschrieben
sind.
Anhand der Fig. 19A und 19B wird im folgenden ein deformier
barer Spiegel in einem sechsten Beispiel der vorliegenden Er
findung erläutert.
Fig. 19A ist eine Schnittdarstellung, die eine Gestaltung
eines deformierbaren Spiegels 600 in diesem Beispiel veran
schaulicht. Fig. 19B ist eine vergrößerte Darstellung eines
Teiles des deformierbaren Spiegels 600. In diesem Beispiel
werden die gleichen Bauteile wie in dem ersten bis fünften
Beispiel mit den gleichen Bezugszeichen versehen und hier
nicht näher erläutert.
Das flexible Glied 2 umfaßt eine flexible Materialschicht 25
und den darauf gebildeten reflektierenden Film 10, wie dies
in Fig. 19B gezeigt ist. Die flexible Materialschicht 25
kann aus einem metallischen Film, einem Polymerfilm oder
dergl. hergestellt sein. Der reflektierende Film 10 kann aus
Gold, Aluminium, Nickel oder dergl. gebildet sein.
Das Substrat 6 wird wie in den vorangehenden Beispielen
durch beispielsweise ein Glasformverfahren oder ein Harzform
verfahren erzeugt, um den unebenen Teil 3, den flachen Teil
4 und den stufenähnlichen Teil 5 zu haben. Das Substrat 6
kann aus einem Material mit großer Festigkeit und einem klei
nen linearen Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise
einem Glasmaterial, gebildet werden. Weiterhin ist wenig
stens ein Einlaßkanal 19 durch einen Bereich des unebenen
Teiles 3 vorgesehen, wie dies in Fig. 19A gezeigt ist. Ein
Einlaßrohr 20, das sich zur Außenseite des deformierbaren
Spiegels 600 erstreckt, ist mit dem Einlaßkanal 19 verbun
den. Das Verbindungsrohr 20 verzweigt in zwei Pfade. Einer
der Pfade steht mit Luft über ein Ventil 21 in Verbindung,
während der andere Pfad mit einer Vakuumpumpe 23 über ein
Ventil 22 in Verbindung ist.
Wenn der deformierbare Spiegel 600 nicht deformiert wird,
ist das Ventil 21 geöffnet, und das Ventil 22 ist geschlos
sen. In einem derartigen Zustand ist der Druck in dem Spalt
zwischen dem flexiblen Glied 2 und dem unebenen Teil 3 des
Substrates 6 der gleiche wie der Atmosphärendruck, und die
mechanische Spannung des flexiblen Gliedes 2 hält die Spie
geloberfläche 2a flach. Wenn andererseits der deformierbare
Spiegel 600 deformiert wird, wird gemäß einem durch die An
steuerschaltung 7 vermittelten Befehl das Ventil 21 geschlos
sen und das Ventil 22 geöffnet. Als Ergebnis wird der Druck
in dem Spalt zwischen dem flexiblen Glied 2 und dem unebenen
Teil 3 des Substrates 6 niedriger, so daß der Atmosphären
druck das flexible Glied 2 veranlaßt, auf den unebenen Teil
3 des Substrates 6 gedrückt zu werden.
Gemäß dieser Gestaltung haftet die Oberfläche des reflektie
renden Spiegels 10, die als eine Spiegeloberfläche 2a dient,
an dem unebenen Teil 3 des Substrates 6, und die Gestalt der
Spiegeloberfläche 2a wird durch den unebenen Teil 3 des Sub
strates 6 bestimmt, der mit hoher Genauigkeit gestaltet wer
den kann, wie dies im Beispiel 1 erläutert ist. Daher ist es
möglich, die sphärische Aberration, die durch die Spiegel
oberfläche 2a dem Licht zu vermitteln ist, das auf den defor
mierbaren Spiegel 600 einfällt, mit hoher Genauigkeit einzu
stellen.
Zusätzlich ist es durch Herstellen des Substrates 6 aus
einem Material mit großer Festigkeit und einem kleinen linea
ren Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise aus einem
Glasmaterial, möglich, die durch die Umgebung in der Spiegel
oberfläche 2a verursachte Änderung auf einen Mindestpegel zu
drücken und dem einfallenden Licht eine konstante sphärische
Aberration zu vermitteln.
Anhand der Fig. 20 bis 27 wird im folgenden ein deformier
barer Spiegel in einem siebten Beispiel der vorliegenden Er
findung näher erläutert. In diesem Beispiel werden die glei
chen Bauteile wie in den vorangehenden Beispielen mit den
gleichen Bezugszeichen versehen und hier nicht näher erläu
tert.
Die Fig. 20 bis 23 sind schematische Darstellungen, die eine
Gestaltung eines deformierbaren Spiegels 700 in diesem sieb
ten Beispiel veranschaulichen. Fig. 20 ist eine Draufsicht
des deformierbaren Spiegels 700, wie dieser von einem einfal
lenden Lichtstrahl oder von oberhalb des flexiblen Gliedes
zu sehen ist; Fig. 21 ist eine Schnittdarstellung des defor
mierbaren Spiegels 700 längs der Linie X-X in Fig. 20; Fig.
22 ist eine Draufsicht des deformierbaren Spiegels 700 von
oberhalb des Substrates; und Fig. 23 ist eine perspektivi
sche Explosionsdarstellung des deformierbaren Spiegels 700.
Der deformierbare Spiegel 700 umfaßt ein einkristallines
Siliziumsubstrat 50 mit einer quadratischen Öffnung 53, auf
welcher das flexible Glied 2 festgelegt ist. Wie in Fig. 21
veranschaulicht ist, ist der Randteil des flexiblen Gliedes
2 auf dem Siliziumsubstrat 50 über einen Isolierfilm 51a
festgelegt, welcher aus einem thermisch oxidierten Silizium
film bestehen kann. Das flexible Glied 2 ist auf dem Sili
ziumsubstrat 50 in einem Zustand befestigt, in welchem eine
Dehnungsspannung bzw. -beanspruchung auf das flexible Glied
2 einwirkt.
Das flexible Glied 2 umfaßt die obere Elektrodenschicht 8
und den reflektierenden Film 10, wie dies in Fig. 21 gezeigt
ist. Die obere Elektrodenschicht 8 ist beispielsweise aus
einem Nickelfilm mit einer Dicke von etwa 5 µm gebildet. Der
reflektierende Film 10 ist beispielsweise aus einem dünnen
Film aus Gold, Aluminium oder dergl. mit einer Dicke von
etwa 1 µm gebildet. Alternativ kann die Oberfläche der obe
ren Elektrodenschicht 8 direkt als die reflektierende Ober
fläche verwendet werden, ohne darauf den reflektierenden
Film 10 vorzusehen.
Das Substrat 6 wird durch beispielsweise ein Glasformverfah
ren oder ein Harzformverfahren wie in den vorangehenden Bei
spielen gebildet, um den unebenen Teil 3 aufzuweisen. Weiter
hin wird ein abgerundeter Teil 59 um den Rand der Oberseite
des Substrates 6 vorgesehen, wie dies in den Fig. 21 und 23
gezeigt ist. Auf der Oberfläche des Substrates 6 sind die
untere Elektrodenschicht 12, ein Verdrahtungsteil 55, ein
Verdrahtungskissen 56 und Abstandsschichten 54 (vgl. Fig. 23)
vorgesehen. Die Isolierschicht 9 ist darauf mit Ausnahme des
abgerundeten Teiles 59 angeordnet. Daher ist die Isolier
schicht 9 nicht in Berührung mit dem Verdrahtungskissen 56
auf dem abgerundeten Teil 59, wie dies in den Fig. 21 und 23
gezeigt ist.
Die untere Elektrodenschicht 12, die aus einem leitenden
Material, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder Platin
hergestellt sein kann, ist primär über dem unebenen Teil 3
des Substrates 6 angeordnet. Die Abstandsschichten 54 werden
gebildet, um die gleiche Dicke wie diejenige der unteren
Elektrodenschicht 12 haben. In diesem Beispiel werden die
untere Elektrodenschicht 12 und die Abstands schichten 54
beide aus Aluminium mit einer Dicke von etwa 1 µm herge
stellt. Die Isolierschicht 9 ist aus Siliziumdioxid oder
dergl. gebildet, um eine Dicke von beispielsweise etwa 1 µm
zu besitzen. Der Verdrahtungsteil 55 zum Anlegen einer Span
nung an die untere Elektrodenschicht 12 und das Verdrahtungs
kissen 56 zum Aufbauen einer elektrischen Verbindung mit
einem unteren Elektrodenkissen 58 sind aus dem gleichen
Material wie dasjenige der unteren Elektrodenschicht 12
gebildet und haben ungefähr die gleiche Dicke wie diejenige
der unteren Elektrodenschicht 12. Die Dicken der unteren
Elektrodenschicht 12, der Abstandsschichten 54, des Verdrah
tungsteiles 55, des Kissens 58 und des Isolierfilmes 9 sind
so eingestellt, daß die Oberseite des Isolierfilmes 9, der
über den Abstandsschichten 54 gelegen ist, die gleiche Höhe
wie diejenige des Isolierfilmes 9 hat, der über der unteren
Elektrodenschicht 12 und dem Verdrahtungsteil 55 gelegen
ist, um die Oberfläche des flexiblen Gliedes 2 flach zu hal
ten, wenn der Bereich des Substrates 50 und der Bereich des
Substrates 6 zusammengebaut werden und keine Spannung an die
Elektrodenschichten 8 und 12 angelegt ist.
Das Siliziumsubstrat 50, auf dem das flexible Glied 2 festge
legt ist, und das Substrat 6, auf dem die untere Elektroden
schicht 12 und die Isolierschicht 9 vorgesehen sind, haften
derart aneinander, daß die obere Elektrodenschicht 8 des
flexiblen Gliedes 2 der unteren Elektrodenschicht 12 des
Substrates 6 gegenüberliegt, wie dies in den Fig. 20, 21 und
22 gezeigt ist. Das flexible Glied 2 ist angeordnet, um in
Berührung mit der Oberseite der Isolierschicht 9 über den
Abstandsschichten 54 bei der gleichen Höhe wie diejenige der
Isolierschicht 9 über der unteren Elektrodenschicht 12 und
dem Verdrahtungsteil 55 zu sein, und es vermag die Ober
fläche hiervon flach zu halten.
Ein Haftmittel aus einem Epoxydharz oder dergl. mit einer
elektrischen Leitfähigkeit wird als das Haftmittel verwen
det. Das Siliziumsubstrat 50 und das Substrat 6 sind aneinan
der über Haftmittel 57a und 57b angebracht, wie dies in Fig.
21 gezeigt ist. Das Haftmittel 57a wirkt auch als ein Glied
zum Aufbauen einer elektrischen Verbindung zwischen dem Ver
drahtungskissen 56 auf dem abgerundeten Teil 59 des Subtra
tes 6 und dem unteren Elektrodenkissen 58, das über dem Sili
ziumsubstrat 50 über den Isolierfilm 51a gebildet ist, wie
dies in den Fig. 20 und 21 gezeigt ist. Durch Vorsehen des
abgerundeten Teiles 59 für das Substrat 6 kann das Verdrah
tungskissen 56 freigelegt werden, wenn das Siliziumsubstrat
50 und das Substrat 6 aneinander angebracht werden. Da zu
sätzlich die Haftmittel 57a und 57b in enge Berührung mit
diesem abgerundeten Teil 59 kommen, kann die Zuverlässigkeit
der Haftung verbessert werden, und eine elektrische Verbin
dung kann sicher zwischen dem Verdrahtungskissen 56 und dem
unteren Elektrodenkissen 58 aufgebaut werden.
Ein freiliegender Teil 2b des flexiblen Gliedes 2 und des
unteren Elektrodenkissens 58 ist mit der Ansteuerschaltung 7
mittels Lot oder dergl. verbunden (vgl. Fig. 22). Somit kann
die Ansteuerschaltung 7 eine Spannung an die obere
Elektrodenschicht 8 des flexiblen Gliedes 2 und die untere
Elektrodenschicht 12 über den freiliegenden Teil 2b des
flexiblen Gliedes 2 und das untere Elektrodenkissen 58 legen
oder die Spannungsanlegung unterbrechen. In dem Fall, in wel
chem der deformierbare Spiegel 700 den darauf einfallenden
Lichtstrahl reflektiert, ohne eine sphärische Aberration für
den Lichtstrahl vorzusehen, legt die Ansteuerschaltung 7
keine Spannung an, und das flexible Glied 2 wird aufgrund
der an dem Glied 2 anliegenden Dehnungsbeanspruchung flach
gehalten. Andererseits legt in dem Fall, in welchem eine
sphärische Aberration für den einfallenden Lichtstrahl vorge
sehen ist, die Ansteuerschaltung 7 eine Spannung an die obe
re Elektrodenschicht 8 und die untere Elektrodenschicht 12.
Zu dieser Zeit wird eine elektrostatische Kraft zwischen der
oberen Elektrodenschicht 8 und der unteren Elektrodenschicht
12 auf dem Substrat 6 erzeugt, so daß das flexible Glied 2
zu dem Substrat 6 deformiert wird, um durch die elektrostati
sche Kraft an dem unebenen Teil 3 anzuhaften. Als ein Ergeb
nis kann eine vorbestimmte sphärische Aberration für den ein
fallenden Lichtstrahl vorgesehen werden.
In diesem Beispiel ist die Ansteuerschaltung 7 außerhalb des
deformierbaren Spiegels 700 vorgesehen. Alternativ kann, wie
in Fig. 27 gezeigt ist, die Ansteuerschaltung 7 integriert
auf dem Siliziumsubstrat 50 durch einen Halbleiterherstel
lungsprozeß gebildet werden, um dadurch die obere Elektroden
schicht 8 des flexiblen Gliedes 2 mit der Ansteuerschaltung
7 über eine Verdrahtung 81 und das untere Elektrodenkissen
58 mit der Ansteuerschaltung 7 über eine Verdrahtung 80 zu
verbinden.
Im folgenden wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Herstel
len des deformierbaren Spiegels 700 anhand der Fig. 24A bis
24G näher erläutert.
Die Fig. 24A bis 24G sind Schnittdarstellungen, die jeweils
Prozeßschritte zum Herstellen eines Teiles des Siliziumsub
strates 50 und des deformierbaren Spiegels 700 veranschau
lichen. Die folgenden Prozeßschritte werden vorgenommen.
- (1) Zunächst werden, wie in Fig. 24A gezeigt ist, Silizium dioxidfilme 51a und 51b jeweils auf der Oberseite und der Unterseite des einkristallinen Siliziumsubstrates 50 mit einer (100)-Ebenenorientierung durch ein thermisches Oxida tionsverfahren erzeugt. Es sei bemerkt, daß die Oberseite des Siliziumsubstrates 50 einer Reib- oder Polierbehandlung unterworfen wurde und die Flachheit hiervon 1 nm oder weni ger beträgt. Sodann wird ein (nicht gezeigtes) Photoresist auf die Unterseite des Siliziumsubstrates 50 gebracht und sodann gemustert, um eine Photomaske mit einer rechteckförmi gen Gestalt (vgl. Fig. 20 und 21) entsprechend der Gestalt der Öffnung 53 zu bilden. Mittels der Photomaske wird eine rechteckförmige Öffnung durch den thermisch oxidierten Film 51b auf der Unterseite des Siliziumsubstrates 50 erzeugt, in dem ein Trockenätzen mittels CHF₃-Gas vorgenommen wird.
- (2) Als nächstes werden, wie in Fig. 24B gezeigt ist, ein (nicht gezeigter) Tantalfilm oder dergl. mit einer Dicke von etwa 0,01 µm und ein Nickelfilm 52 oder dergl. mit einer Dicke von etwa 0,1 µm durch ein Zerstäubungsverfahren als ein Bereich des flexiblen Gliedes 2 auf dem thermisch oxi dierten Film 51a auf der Seite der oberen Oberfläche aufge tragen. Der Tantalfilm wird gebildet, um das Haftvermögen zwischen dem Siliziumdioxidfilm 51a und dem Nickelfilm 52 zu steigern.
- (3) Sodann wird, wie in Fig. 24C gezeigt ist, ein nickel plattierter Film 60 mit einer vorbestimmten Dicke (beispiels weise etwa 5 µm) auf dem Nickelfilm 52 als dem verbleibenden Bereich des flexiblen Gliedes 2 durch ein elektrolytisches Plattierungsverfahren gebildet, wobei der Nickelfilm 53 als eine Elektrode verwendet wird. Während dieses Elektroplattie rens liegt eine Dehnungsbeanspruchung an dem nickelplattier ten Film 60.
Hier wird eine Reihe von Elektroplattierungsschritten zum
Bilden des nickelplattierten Filmes 60, an dem die Dehnungs
beanspruchung liegt, weiter unten näher beschrieben.
In dem Fall, in welchem 600 g/l an Nickelsulfonamid, 5 g/l
an Nickelchlorid und 30 g/l an Borsäure als das elektrolyti
sche Bad zum Plattieren von Nickel verwendet werden und die
Badtemperatur auf 60°C eingestellt ist, kann die Beziehung
zwischen der internen Beanspruchung des Nickelfilmes, der zu
elektroplattieren ist, und der Stromdichte so dargestellt
werden, wie dies in Fig. 25 gezeigt ist.
In Fig. 25 gibt die X-Achse die Stromdichte an, während auf
der Y-Achse die interne Beanspruchung des Nickelfilmes aufge
tragen ist. Wie in Fig. 25 gezeigt ist, kann die interne Be
anspruchung des Nickelfilmes gesteuert werden, indem die
Stromdichte während des Elektroplattierens gesteuert wird.
Wenn beispielsweise eine interne Beanspruchung von 50 MPa an
dem nickelplattierten Film 60 anliegt, so wird das Elektro
plattieren bei einer Stromdichte von 16 A/dm² vorgenommen.
- (4) Sodann wird, wie in Fig. 24D gezeigt ist, ein (nicht dar gestelltes) Photoresist auf den nickelplattierten Film 60 ge bracht. Dann wird das Photoresist durch Photolithographie ge mustert, um eine Photomaske mit Mustern entsprechend den Ge stalten des flexiblen Gliedes 2 und dem unteren Elektroden kissen 58 zu bilden (vgl. Fig. 22). Sodann wird ein Ätzen mittels der Photomaske durchgeführt, um den nickelplattier ten Film 60 und den Nickelfilm 52 (mit einer Dicke von etwa 0,1 µm) zu mu 27173 00070 552 001000280000000200012000285912706200040 0002019649600 00004 27054stern.
- (5) Sodann wird, wie in Fig. 24E gezeigt ist, ein Naßätzen durchgeführt, indem das Siliziumsubstrat 50 in eine Kalium hydroxidlösung getaucht und der thermisch oxidierte Film 51 als eine Maske verwendet wird, so daß das Siliziumsubstrat 50 von der Unterseite zur Oberseite hiervon geätzt wird, um dadurch teilweise Silizium zu entfernen und die Öffnung 53 zu erzeugen. Wenn ein einkristallines Siliziumsubstrat mit tels Kaliumhydroxid geätzt wird, dann kann ein anisotropes Ätzen vorgenommen werden, so daß die Ätzrate in der Richtung einer (1, 0, 0)-Kristallebenenorientierung hoch wird, wäh rend die Ätzrate in der Richtung einer (1, 1, 1)-Kristall ebenenorientierung extrem niedrig wird. Daher wird eine kegelförmige Öffnung 53, wie diese in Fig. 24E gezeigt ist, gebildet. In einem derartigen Fall ist es möglich, die Öff nung mit hoher Genauigkeit in der Gestalt zu formen, die durch das Muster des thermisch oxidierten Filmes 51b be stimmt ist. Zu der gleichen Zeit wird auf der Seite der obe ren Oberfläche der Tantalfilm ebenfalls mittels des nickel plattierten Filmes 60 und des Nickelfilmes 53 als Maske ent fernt. Als ein Ergebnis wird ein Teil des nickelplattierten Filmes 60 und des Nickelfilmes 52 das flexible Glied 2, und der andere Teil des nickelplattierten Filmes 60 und des Nickelfilmes 52 wird das untere Elektrodenkissen 58.
- (6) Sodann wird, wie in Fig. 24F gezeigt ist, ein Trocken ätzen von der Unterseite des Substrates 50 mittels CHF₃-Gas durchgeführt, um dadurch den thermisch oxidierten Film 51b auf der Unterseite, den thermisch oxidierten Film 51a und den Tantalfilm, der auf der Bodenfläche der Öffnung 53 gele gen ist, zu entfernen. Als ein Ergebnis erscheint eine Ebene A, der eine planare Gestalt mit einer hervorragenden Flach heit auf der Oberseite des Siliziumsubstrates 50 direkt ver mittelt wurde. Somit kann diese Ebene A als ein hervorragen der optischer Spiegel verwendet werden
- (7) Schließlich wird, falls erforderlich, ein Aluminiumfilm mit einer Dicke von etwa 1 µm als der reflektierende Film 10 (vgl. Fig. 21) auf dem Nickelfilm 52 durch ein Zerstäubungs verfahren oder dergl., wie dies in Fig. 24G gezeigt ist, auf getragen, um weiter das Reflexionsvermögen der Ebene A zu verbessern.
Im folgenden werden die Herstellungsprozeßschritte des Berei
ches des Substrates 6 näher erläutert. Die Fig. 26A bis 26D
sind Schnittdarstellungen, die jeweilige Prozeßschritte zum
Herstellen des Teiles des Substrates 6 des deformierbaren
Spiegels 700 veranschaulichen.
- (a) Zunächst wird, wie in Fig. 26A veranschaulicht ist, das Substrat 6 mit dem unebenen Teil 3 durch ein Glasformverfah ren oder ein Harzformverfahren gebildet.
- (b) Sodann wird, wie in Fig. 26B gezeigt ist, das Substrat 6 durch einen Halter 71 gehalten, und die Oberseite des Sub strates 6 wird teilweise mit einer metallischen Maske 70 be deckt, die eine Öffnung entsprechend in der Gestalt zu der unteren Elektrodenschicht 12, dem Verdrahtungsteil 55, dem Verdrahtungskissen 56 und den Abstandsschichten 54 hat und die durch Ätzen einer rostfreien Stahlplatte oder dergl. ge bildet ist. Dann wird ein Aluminiumfilm 73 mit einer Dicke von etwa 1 µm durch ein Zerstäubungsverfahren oder dergl. auf Teilen des Substrates 6, die durch die Öffnung der metal lischen Maske 70 freiliegen, d. h. auf Teilen entsprechend der unteren Elektrodenschicht 12, dem Verdrahtungsteil 55, dem Verdrahtungskissen 56 und den Abstandsschichten 54, auf getragen.
- (c) Sodann wird, wie in Fig. 26C gezeigt ist, die Oberseite des durch den Halter 71 gehaltenen Substrates 6 teilweise mit einer anderen metallischen Maske 72 mit einer Öffnung derart bedeckt, daß der abgerundete Teil 59 des Substrates 6 durch die Maske 72 bedeckt ist. Dann wird ein Siliziumdioxid film 9 mit einer Dicke von etwa 1 µm durch ein Zerstäubungs verfahren oder dergl. auf den Teilen des Substrates 6, die durch die Öffnung der metallischen Maske 72 freiliegen, d. h., auf der gesamten Oberseite des Substrates 6 mit Aus nahme des abgerundeten Teiles 59, aufgetragen.
Da, wie oben beschrieben ist, das flexible Glied 2 durch
einen Halbleiterherstellungsprozeß gemäß diesem Verfahren
gebildet wird, kann das flexible Glied 2 mit hoher Genauig
keit hergestellt werden, und die Oberfläche, auf die ein
Lichtstrahl einfällt, kann in noch genauerer Gestalt gebil
det werden. Da zusätzlich das flexible Glied 2 und das unte
re Elektrodenkissen 58 in einer Reihe von Prozessen gebildet
werden können, können die Herstellungsprozesse vereinfacht
werden.
Darüber hinaus kann der deformierbare Spiegel 200 wie in den
Abwandlungen des Beispiels 1 modifiziert werden. In diesem
Fall können auch die vorteilhaften Wirkungen erreicht wer
den, die anhand der obigen Abwandlungen beschrieben sind.
Fig. 28 ist ein schematisches Blockdiagramm, das eine bei
spielhafte Gestaltung eines Aufzeichnungs- und Wiedergabe
gerätes 1000 gemäß der vorliegenden Erfindung veranschau
licht. Das Gerät 1000 verwendet einen der oben beschriebenen
deformierbaren Spiegel als einen Teil des optischen Systems
hiervon. Im folgenden wird die Gestaltung des Aufzeichnungs-
und Wiedergabegerätes 1000 anhand der Fig. 28 näher erläu
tert. In der folgenden Beschreibung wird ein Aufzeichnungs-
und Wiedergabegerät, das für zwei Arten von optischen Plat
ten mit Substratdicken von etwa 0,6 mm bzw. etwa 1,2 mm ver
wendet werden kann und das den deformierbaren Spiegel von
Beispiel 1 umfaßt, als ein Beispiel erläutert.
Wie in Fig. 28 gezeigt ist, verläuft ein von einer Halblei
terlaservorrichtung 1001 emittierter Strahl 1004 durch eine
Kollimatorlinse 1002, um auf einen Strahlteiler 1003 einzu
fallen. Der Strahl 1004 ist linear-polarisiertes Licht, das
durch den Strahlteiler 1003 verlaufen kann, wenn der Strahl
1004 von der Laservorrichtung 1001 emittiert ist. Somit wird
der Strahl 1004 durch den Strahlteiler 1003 übertragen und
verläuft dann durch ein Viertelwellenlängenplättchen 1005,
um einen Strahlteiler 1006 zu erreichen. Da die Polarisation
des Strahles 1004 verändert wird, während er durch das Vier
telwellenlängenplättchen 1005 verläuft, überträgt auch der
Strahlteiler 1006 den Strahl 1004.
Der Strahl 1004 erreicht den deformierbaren Spiegel 1, nach
dem er durch den Strahlteiler 1006 und ein Viertelwellenlän
genplättchen 1007 verlaufen ist. Das durch diesen deformier
baren Spiegel 1 reflektierte Licht wird durch das Viertelwel
lenlängenplättchen 1007 übertragen, um den Strahlteiler 1006
zu erreichen. Zu dieser Zeit reflektiert der Strahlteiler
1006 den Strahl 1004, da die Polarisation des Strahles 1004
aufgrund des Viertelwellenlängenplättchens 1007 verändert
ist. Dann fällt der Strahl 1004 auf eine Objektivlinse 1008
ein und wird durch die Objektivlinse 1008 konvergiert, um
einen Lichtfleck 1010 auf einer optischen Platte 1009 zu bil
den.
Der durch die optische Platte 1009 reflektierte Lichtstrahl
1011 kehrt durch die Objektivlinse 1008 zu den Strahlteiler
1006 zurück. Nach Reflexion durch den Strahlteiler 1006 ver
läuft der Lichtstrahl 1011 durch das Viertelwellenlängen
plättchen 1007 und fällt dann wieder auf den deformierbaren
Spiegel 1 ein. Dann verläuft der durch den deformierbaren
Spiegel 1 reflektierte Lichtstrahl 1011 durch das Viertelwel
lenlängenplättchen 1007, den Strahlteiler 1006 und das Vier
telwellenlängenplättchen 1005 und erreicht den Strahlteiler
1003. Der Strahlteiler 1003 reflektiert den Lichtstrahl 1011
zu einer Linse 1012, so daß der Lichtstrahl 1011 auf einen
Photodetektor 1013 fokussiert wird. Der Photodetektor 1013
erzeugt ein elektrisches Signal gemäß der Lichtmenge des
darauf einfallenden Lichtstrahles 1011.
Das durch den Photodetektor 1013 erzeugte elektrische Signal
wird zu einem Controller höherer Ordnung über einen Signal
prozessor 1019 gesandt und einer Signalverarbeitung unterwor
fen, um ein Informationssignal entsprechend einer auf der
optischen Platte 1009 aufgezeichneten Information und Servo
signale zu erhalten, die zum Steuern der Position der Objek
tivlinse 1008 bezüglich der optischen Platte 1009 verwendet
werden. Die erhaltenen Servosignale werden zu einer Servo
schaltung 1018 über einen Systemcontroller 1016 gespeist.
Die Servoschaltung 1018 betätigt einen Linearmotor 1017, um
einen optischen Abnehmer einschließlich der Objektivlinse
1008 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Platte
1009 und/oder einer Richtung parallel zu der Radialrichtung
der optischen Platte 1009 zu verfahren.
Die Objektivlinse 1008 wurde so ausgelegt, daß sie für eine
optische Platte mit einer Substratdicke von etwa 0,6 mm ver
wendbar ist. Somit wird in diesem achten Beispiel der Zu
stand des deformierbaren Spiegels 1 gemäß der Dicke der
untergebrachten optischen Platte 1009 transformiert, um so
die Fokussiereigenschaft der Objektivlinse 1008 an die opti
sche Platte 1009 anzupassen. Das heißt, wenn eine Platte mit
einer Dicke von etwa 1,2 mm zu installieren ist, wird der
deformierbare Spiegel 1 deformiert, um den Lichtstrahl 1004
mit einer sphärischen Aberration zu versehen, damit die
Fokussiereigenschaft der Objektivlinse 1008 an die optische
Platte 1009 angepaßt wird. Somit kann der Lichtstrahl 1004
auf die Platte in einer geeigneten Weise für die Aufzeich
nungs- und Wiedergabeoperationen selbst in dem Fall der
Platte mit einer Substratdicke von etwa 1,2 mm fokussiert
werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß der deformierbare Spiegel 1
ein Planspiegel ist, wenn er nicht deformiert ist, wie dies
in Beispiel 1 beschrieben ist. Im folgenden wird der Betrieb
des deformierbaren Spiegels 1 näher erläutert.
Zunächst bestimmt ein über der optischen Platte 1009 vorge
sehener Plattendickensensor 1015, ob die Dicke der instal
lierten Platte 0,6 mm oder 1,2 mm beträgt. Der Plattendicken
sensor 1015 hat einen Aufbau, wie dieser in Fig. 29 gezeigt
ist. Das heißt, der Plattendickendetektor 1015 umfaßt eine
Lichtquelle 1100 und einen Lichtpositionsdetektor 1101. In
diesem Plattendickensensor 1015 wird ein Lichtstrahl 1102
von der Lichtquelle 1100 emittiert und durch die Oberseite
der optischen Platte 1009 reflektiert. Wenn die optische
Platte 1009 eine Dicke von etwa 0,6 mm hat, so fällt das
reflektierte Licht auf den Lichtpositionsdetektor 1101 über
einen optischen Strahlengang 1104 ein. Wenn andererseits die
optische Platte 1009 eine Dicke von etwa 1,2 mm aufweist, so
fällt das reflektierte Licht auf den Lichtpositionsdetektor
1101 über einen optischen Strahlengang 1103 ein. Daher kann
die Dicke der Platte 1009 bestimmt werden, indem der Licht
positionsdetektor 1101 die Position des reflektierten Lich
tes zu bestimmen vermag.
Sodann empfängt in Fig. 28 der Systemcontroller 1016 Informa
tion über die Dicke der Platte von dem Plattendickensensor
1015, um dadurch die Ansteuerschaltung 7 für den deformier
baren Spiegel 1, falls erforderlich, zu betätigen. Wenn in
diesem Schritt die optische Platte 1009 eine Dicke von etwa
0,6 mm hat, so deformiert die Ansteuerschaltung 7 nicht den
deformierbaren Spiegel 1. Wenn andererseits die optische
Platte 1009 eine Dicke von etwa 1,2 mm aufweist, so defor
miert die Ansteuerschaltung 7 den deformierbaren Spiegel 1,
um dadurch das flexible Glied des deformierbaren Spiegels 1
zu veranlassen, durch elektrostatische Kraft an der Bezugs
oberfläche des Substrates anzuhaften. In dem Fall der Verwen
dung des deformierbaren Spiegels 500 von Beispiel 5 wird
eine elektromagnetische Kraft erzeugt, um den deformierbaren
Spiegel zu deformieren. Als ein Ergebnis wird eine vorbe
stimmte sphärische Aberration für den durch den deformier
baren Spiegel 1 reflektierten Lichtstrahl 1004 vorgesehen,
und die Objektivlinse 1008 kann den Lichtstrahl 1004 in
einer geeigneten Weise für die Aufzeichnungs- und Wiedergabe
operationen bezüglich der optischen Platte 1009 mit einer
Dicke von etwa 1,2 mm fokussieren.
In diesem Fall kann der unebene Teil des deformierbaren Spie
gels 1 in jeder beliebigen Gestalt gebildet werden, solange
die Spiegeloberfläche 2a des flexiblen Gliedes 2, die an dem
unebenen Teil anhaftet, eine Gestalt hat, die durch die fol
gende Gleichung 1 wiedergegeben werden kann, in welcher r
(mm) einen Radius von der Mitte der Spiegeloberfläche 2a und
f(r) (µm) die Gestalt der Spiegeloberfläche 2a, wie in Fig.
30 gezeigt, bedeuten:
f(r) = 3.3168 × 10-2 · r⁶ - 3.9542 × 10³ · r⁴ - 0.505 · r² (1)
In dem oben beschriebenen Beispiel wird eine Objektivlinse,
die so ausgelegt ist, daß sie an eine optische Platte mit
einer Substratdicke von etwa 0,6 mm angepaßt ist, als die
Objektivlinse 1008 verwendet. Somit wird keine sphärische
Aberration für den Lichtstrahl 1004 in dem Fall der opti
schen Platte mit der Substratdicke von etwa 0,6 mm vorge
sehen, wohingegen eine sphärische Aberration durch den defor
mierbaren Spiegel 1 für den Lichtstrahl 1004 in dem Fall
einer optischen Platte mit einer Substratdicke von etwa 1,2
mm geliefert wird. Jedoch ist die vorliegende Erfindung auch
auf den entgegengesetzten Fall anwendbar. In einem derarti
gen Fall kann der unebene Teil des deformierbaren Spiegels 1
in jeder beliebigen Gestalt gebildet werden, solange die
Spiegeloberfläche 2a des flexiblen Gliedes 2, das an dem
unebenen Teil anzuhaften ist, eine durch die folgende
Gleichung 2 wiedergegebene Gestalt hat, in welcher r (mm)
einen Radius von der Mitte der Spiegeloberfläche 2a und f(r)
(µm) die Gestalt der Spiegeloberfläche 2a bedeuten, wie dies
in Fig. 31 gezeigt ist:
f(r) = -2.2 × 10-1 + 3.4868 × 10-1 · r² - 1.277 × 10-1 · r⁴
- 1.6348 × 10-2 · r⁶ + 7.0052 × 10-3 · r⁸ (2)
Da jedoch eine optische Platte mit einer Substratdicke von
etwa 0,6 mm eine hohe Aufzeichnungsdichte hat, ist eine
höhere Lagegenauigkeit für die zu verwendenden optischen
Glieder im Vergleich mit dem Fall der Wiedergabe von Informa
tion von einer optischen Platte mit einer Substratdicke von
etwa 1,2 mm, wie beispielsweise einer CD, erforderlich. Ge
mäß den Ergebnissen, die mittels einer Gerätesimulation
durch die Erfinder erhalten wurden, kann die für die opti
schen Glieder erforderliche Lagegenauigkeit weniger streng
sein, falls ein Lichtstrahl, auf den eine sphärische Aberra
tion einwirkt, bei der Wiedergabe von Information von einer
Platte mit einer Substratdicke von etwa 1,2 mm einfällt.
Wenn so der deformierbare Spiegel 1 ein Planspiegel ist, ist
es wünschenswert, Information von einer optischen Platte mit
einer Substratdicke von etwa 0,6 mm wiederzugeben. Wenn ande
rerseits der deformierbare Spiegel 1 deformiert ist, ist es
wünschenswert, Information von einer optischen Platte mit
einer Substratdicke von etwa 1,2 mm wiederzugeben.
In diesem achten Beispiel wird der Zustand des deformier
baren Spiegels 1 gemäß den Abtastergebnissen verändert, die
durch den Plattendickensensor 1015 erhalten sind. Jedoch ist
die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Bei
spielsweise kann der Zustand des deformierbaren Spiegels 1
auch verändert werden, wenn die auf der optischen Platte
1009 aufgezeichnete Information nicht ausgelesen werden
kann.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Aufzeichnungs- und
Wiedergabegerät nicht auf das in Fig. 28 gezeigte Gerät be
grenzt. Alternativ kann jedes beliebige Aufzeichnungs- und
Wiedergabegerät auch verwendet werden, solange das Gerät
eine Objektivlinse das durch den deformierbaren Spiegel re
flektierte Licht auf eine optische Platte konvergieren las
sen kann. Daher braucht der deformierbare Spiegel nicht
immer senkrecht zu dem einfallenden Licht angeordnet zu wer
den, wie dies in Fig. 28 gezeigt ist. Wenn jedoch der defor
mierbare Spiegel nicht senkrecht zu dem einfallenden Licht
ist, wird die Gestalt des auf den deformierbaren Spiegel ein
fallenden Lichtes elliptisch, so daß es etwas schwierig
wird, einen geeigneten deformierbaren Spiegel herzustellen.
Wenn, wie oben beschrieben ist, erfindungsgemäß eine sphäri
sche Aberration für einen Lichtstrahl vorgesehen werden muß,
wird ein deformierbarer Spiegel deformiert, indem das flexib
le Glied an dem unebenen Teil (oder der Bezugsoberfläche)
des Substrates zum Anhaften gebracht wird. Indem so das Sub
strat mit einer großen Festigkeit und einem kleinen linearen
Ausdehnungskoeffizienten, wie beispielsweise aus Glasmate
rial gebildet wird, ist es möglich, den durch Umgebungs
schwankungen verursachten Verschiebungsbetrag auf einen Mini
malpegel zu drücken. Wenn zusätzlich die Haftkraft des
flexiblen Gliedes bezüglich des unebenen Teiles des Substra
tes ausreichend hoch eingestellt ist, wird selbst dann, wenn
eine Ansteuerkraft in einem gewissen Ausmaß verändert wird,
die Haftkraft bezüglich des unebenen Teiles nicht wesentlich
geschwächt. Folglich kann die Gestalt des auf dem flexiblen
Glied ausgebildeten Spiegels mit hoher Genauigkeit konstant
gehalten werden.
Darüber hinaus ist in einem deformierbaren Spiegel das
flexible Glied festgelegt, indem dort eine Dehnungsbeanspru
chung angelegt wird. Selbst wenn so die Umgebungstemperatur
ansteigt und das flexible Glied sich ausdehnt, wobei der
deformierbare Spiegel nicht deformiert ist, absorbiert die
(mechanische) Spannung diese Expansionskraft, um so eine
Deformation, wie beispielsweise ein Krümmen oder Verbiegen,
zu verhindern. Da andererseits die (mechanische) Spannung
größer wird, falls die Temperatur sinkt, kann die Spiegel
oberfläche flach gehalten werden. Da zusätzlich eine (mecha
nische) Spannung an das flexible Glied angelegt wurde, kann
die Eigenfrequenz des flexiblen Gliedes erhöht werden.
Selbst wenn eine externe Schwingung auf den Spiegel ein
wirkt, ist es möglich, die Verschiebung des flexiblen Glie
des auf einen optisch vernachlässigbaren Pegel zu drücken.
Weiterhin wird in einem deformierbaren Spiegel gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung eine zwischen zwei Elektro
den erzeugte elektrostatische Kraft als eine Antriebskraft
verwendet, die das flexible Glied an dem unebenen Teil des
Substrates anhaften läßt. Somit kann die Gestaltung des de
formierbaren Spiegels vereinfacht werden, d. h., es ist
lediglich erforderlich, zwei flache Elektroden für das
flexible Glied bzw. das Substrat vorzusehen.
Auch wird in einem deformierbaren Spiegel gemäß einem ande
ren Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Magnetkraft als
Antriebs- oder Ansteuerkraft für das flexible Glied verwen
det, auf dem der weichmagnetische Film ausgebildet ist. So
mit wird eine konstante und genaue Spiegeloberfläche reali
siert, indem die Magnetkraft auf einen geeigneten Wert einge
stellt wird.
Weiterhin wirkt in einem deformierbaren Spiegel gemäß noch
einem anderen Ausführungsbeispiel ein Atmosphärendruck auf
das flexible Glied ein, um so das flexible Glied an dem un
ebenen Teil des Substrates anhaften zu lassen. Als Ergebnis
wird eine konstante und genaue Spiegeloberfläche realisiert,
und die Gestaltung kann beträchtlich vereinfacht werden.
Weiterhin ist in einem deformierbaren Spiegel gemäß noch
einem anderen Ausführungsbeispiel ein Luftloch (wie bei
spielsweise eine Rille, ein winziges Loch oder ein Durch
gangsloch) durch den unebenen Teil auf dem Substrat oder das
flexible Glied vorgesehen, um die Luft auszublasen, die in
dem Spalt zwischen dem unebenen Teil und dem flexiblen Glied
vorhanden ist. Somit kann die Luft, die zu komprimieren ist,
wenn das flexible Glied an dem unebenen Teil anhaftet, durch
das Luftloch ausgestoßen werden. Als Ergebnis kann das
flexible Glied einfacher an dem unebenen Teil anhaften.
Weiterhin ist in einem deformierbaren Spiegel gemäß noch
einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung das flexible
Glied auf dem Trägersubstrat festgelegt und wird über dem
Substrat mittels des Trägersubstrates zurückgehalten. Somit
ist es möglich, das flexible Glied mit hoher Genauigkeit zu
gestalten, während Abscheidungs- und Photolithographie-Pro
zesse für das Trägersubstrat vorgenommen werden. Wenn zusätz
lich ein Verdrahtungskissen zum Aufbauen einer elektrischen
Verbindung mit einer externen Schaltung durch das Trägersub
strat vorgesehen ist, dann wird die Verbindung noch ein
facher realisiert.
Weiterhin ist in einem deformierbaren Spiegel gemäß noch
einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Träger
substrat aus einkristallinem Silizium hergestellt. Somit
kann das flexible Glied mit hoher Genauigkeit durch Aus
nutzen eines Halbleiterherstellungsprozesses gebildet wer
den. Zusätzlich wird eine Massenproduktion für ein derarti
ges flexibles Glied durch Einsatz eines Chargenprozesses
realisiert, und ein Controller zum Ansteuern des flexiblen
Gliedes kann integriert auf dem Halbleitersubstrat ausgebil
det werden.
Gemäß einem bevorzugten Herstellungsverfahren für den defor
mierbaren Spiegel wird das flexible Glied mittels eines
Elektroplattierverfahrens gebildet. Somit kann eine vorbe
stimmte Dehnungsbeanspruchung auf das flexible Glied durch
Steuern von beispielsweise der Stromdichte angewandt werden.
Bei einem optischen Gerät gemäß der Erfindung kann Licht in
optisch verschiedenen Zuständen, d. h. Licht ohne sphärische
Aberration und Licht, das mit sphärischer Aberration durch
den deformierbaren Spiegel versehen ist, abhängig davon aus
gegeben werden, ob der deformierbare Spiegel deformiert ist
oder nicht.
Weiterhin kann in einem optischen Gerät gemäß einem Ausfüh
rungsbeispiel der Erfindung ein Fokussierzustand einschließ
lich einer Lage auf der optischen Platte, bei der ein Licht
fleck gebildet wird, und einer Abmessung des erzeugten Licht
fleckes und dergl., abhängig davon, ob der deformierbare
Spiegel deformiert ist oder nicht, selbst in dem Fall der
Verwendung einer einzigen Objektivlinse verändert werden.
Weiterhin wird durch Verwenden einer Objektivlinse, die so
ausgelegt ist, daß sie an einen von zwei Typen von optischen
Platten angepaßt ist, was es erforderlich macht, optische
Glieder lagemäßig mit hoher Genauigkeit einzustellen, eine
sphärische Aberration nicht für einen der optischen Platten
typen eingesetzt, wohingegen in dem Fall des anderen opti
schen Plattentyps eine sphärische Aberration für das Licht
vorgesehen werden muß. Wenn so mit der optischen Platte, die
eine höhere Genauigkeit an Lageausrichtung der optischen
Glieder benötigt, aufgezeichnet oder wiedergegeben wird, ist
es für den deformierbaren Spiegel nicht notwendig, defor
miert zu werden, so daß die optische Platte stabiler mit
Licht bestrahlt wird.
Bei einem Aufzeichnungs- und Wiedergabegerät nach einem Aus
führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der Zustand
des deformierbaren Spiegels abhängig von einer Substratdicke
von zwei Arten von optischen Platten mit verschiedenen Sub
stratdicken verändert. In diesem Fall erfordert eine opti
sche Platte mit einer dünneren Substratdicke eine höhere Ge
nauigkeit in der Lageausrichtung der optischen Glieder. Da
her wird die optische Platte mit der dünneren Substratdicke
bevorzugt mit Licht ohne sphärischer Aberration bestrahlt,
während der deformierbare Spiegel nicht deformiert ist.
Selbst wenn irgendein anderes optisches Glied in einem gewis
sen Ausmaß verschoben ist, kann Information befriedigend von
der optischen Platte wiedergegeben werden.
Die Erfindung schafft zusammenfassend einen deformierbaren
Spiegel zum Reflektieren eines darauf einfallenden Licht
strahles, mit: einem flexiblen Glied, das eine reflektieren
de Oberfläche hat und das flexibel deformierbar ist, einem
Substrat mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexiblen Glied
gegenüberliegt, und einem Ansteuerabschnitt, der das flexib
le Glied an der Bezugsoberfläche des Substrates anhaften
läßt, um die reflektierende Oberfläche des flexiblen Gliedes
so zu deformieren, daß sie der Bezugsoberfläche entspricht.
Die Gestalt der Bezugsoberfläche ist derart ausgelegt, daß
der Lichtstrahl mit einer sphärischen Aberration versehen
wird, wenn die reflektierende Oberfläche an der Bezugsober
fläche anhaftet.
Claims (20)
1. Deformierbarer Spiegel zum Reflektieren eines darauf ein
fallenden Lichtstrahles, gekennzeichnet durch:
ein flexibles Glied (2), das eine reflektierende Ober fläche (2a) hat und flexibel deformierbar ist,
ein Substrat (6) mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexiblen Glied (2) gegenüberliegt,
eine Ansteuereinrichtung (7, 8, 12), die das flexible Glied (2) auf der Bezugsoberfläche des Substrates (6) anhaften läßt, um so die flexible Oberfläche (2a) des flexiblen Gliedes (2) der Bezugsoberfläche entsprechen zu lassen,
wobei die Gestalt der Bezugsoberfläche derart ausge legt ist, daß der Lichtstrahl mit sphärischer Aberration versehen wird, wenn die reflektierende Oberfläche an der Bezugsoberfläche anhaftet.
ein flexibles Glied (2), das eine reflektierende Ober fläche (2a) hat und flexibel deformierbar ist,
ein Substrat (6) mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexiblen Glied (2) gegenüberliegt,
eine Ansteuereinrichtung (7, 8, 12), die das flexible Glied (2) auf der Bezugsoberfläche des Substrates (6) anhaften läßt, um so die flexible Oberfläche (2a) des flexiblen Gliedes (2) der Bezugsoberfläche entsprechen zu lassen,
wobei die Gestalt der Bezugsoberfläche derart ausge legt ist, daß der Lichtstrahl mit sphärischer Aberration versehen wird, wenn die reflektierende Oberfläche an der Bezugsoberfläche anhaftet.
2. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das flexible Glied (2) oberhalb der Bezugs
oberfläche des Substrates (6) angeordnet ist, während
eine Dehnungsbeanspruchung auf die reflektierende Ober
fläche des flexiblen Gliedes (2) einwirkt, so daß die
reflektierende Oberfläche (2a) als ein Flachspiegel
dient.
3. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuereinrichtung (7, 8, 12) auf
weist:
eine obere Elektrode (8) und eine untere Elektrode (12), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und
eine Ansteuerschaltung (7) zum Anlegen einer Spannung an die obere Elektrode (8) und die untere Elektrode (12), um dazwischen eine elektrostatische Kraft zu erzeu gen,
wobei das flexible Glied (2) die obere Elektrode (8) und das Substrat (6) die untere Elektrode (12) aufweisen und das flexible Glied (2) an der Bezugsoberfläche des Substrates (6) durch die elektrostatische Kraft anhaf tet.
eine obere Elektrode (8) und eine untere Elektrode (12), die einander gegenüberliegend angeordnet sind, und
eine Ansteuerschaltung (7) zum Anlegen einer Spannung an die obere Elektrode (8) und die untere Elektrode (12), um dazwischen eine elektrostatische Kraft zu erzeu gen,
wobei das flexible Glied (2) die obere Elektrode (8) und das Substrat (6) die untere Elektrode (12) aufweisen und das flexible Glied (2) an der Bezugsoberfläche des Substrates (6) durch die elektrostatische Kraft anhaf tet.
4. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuereinrichtung eine weichmagneti
sche Schicht (24), die auf dem flexiblen Glied (2) vorge
sehen ist, und eine Magnetkrafterzeugungseinrichtung
(18) aufweist, und daß das flexible Glied (2) an der
Bezugsoberfläche des Substrates (6) durch Magnetkraft
anhaftet (Fig. 18A, 18B).
5. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ansteuereinrichtung eine Luftdruck-
Anlegeeinrichtung (20 bis 23) aufweist, um einen Luft
druck an das flexible Glied (2) anzulegen (Fig. 19A,
19B).
6. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß wenigstens ein Bauteil aus dem flexiblen
Glied (2) und dem Substrat (6) einen Teil zum Entfernen
eines Luftvolumens aus dem Raum zwischen dem flexiblen
Glied (2) und dem Substrat (6) hat, wenn das flexible
Glied (2) an dem Substrat (6) anhaftet.
7. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Teil eine auf der Bezugsoberfläche des
Substrates (6) ausgebildete Rillengestalt (14) hat.
8. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Teil ein durch das flexible Glied (2)
ausgebildetes winziges Loch (15) ist.
9. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Teil ein durch das Substrat (6) vorge
sehenes Durchgangsloch (16) ist.
10. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein weiteres Substrat, auf dem das flexible Glied
festgelegt ist.
11. Deformierbarer Spiegel nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß das weitere Substrat einkristallines Sili
zium umfaßt.
12. Verfahren zum Herstellen eines deformierbaren Spiegels
nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
Erzeugen eines metallischen reflektierenden Filmes (60), der als das flexible Glied zu dienen hat, auf dem weiteren Substrat (50) durch ein Plattierungsverfahren, wobei eine Dehnungsbeanspruchung auf den metallischen reflektierenden Film (60) einwirkt,
Abätzen eines Teiles des weiteren Substrates (50) mit Ausnahme eines Teiles entsprechend der Bezugsoberfläche des Substrates, um so eine Öffnung (53) zu bilden, und
Befestigen des weiteren Substrates an dem Substrat, so daß die Öffnung über der Bezugsoberfläche gelegen ist.
Erzeugen eines metallischen reflektierenden Filmes (60), der als das flexible Glied zu dienen hat, auf dem weiteren Substrat (50) durch ein Plattierungsverfahren, wobei eine Dehnungsbeanspruchung auf den metallischen reflektierenden Film (60) einwirkt,
Abätzen eines Teiles des weiteren Substrates (50) mit Ausnahme eines Teiles entsprechend der Bezugsoberfläche des Substrates, um so eine Öffnung (53) zu bilden, und
Befestigen des weiteren Substrates an dem Substrat, so daß die Öffnung über der Bezugsoberfläche gelegen ist.
13. Optische Vorrichtung mit einem deformierbaren Spiegel
nach Anspruch 1 und einem optischen System, das einen
Lichtstrahl auf den deformierbaren Spiegel einfallen und
den durch den deformierbaren Spiegel reflektierten Licht
strahl empfangen läßt.
14. Optische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß der deformierbare Spiegel (1) den darauf
einfallenden Lichtstrahl mit sphärischer Aberration ver
sieht, wenn er gerade deformiert ist.
15. Optische Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß das optische System eine Linse (1012) um
faßt, die den durch den deformierbaren Spiegel (1)
reflektierten Lichtstrahl empfängt, daß die Linse (1012)
den Lichtstrahl auf einen ersten Punkt reflektiert, wenn
der deformierbare Spiegel (1) nicht deformiert ist, und
daß die Linse (1012) den Lichtstrahl auf einen von dem
ersten Punkt verschiedenen zweiten Punkt fokussiert,
wenn der deformierbare Spiegel (1) deformiert ist.
16. Optische Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Lichtstrahl auf den ersten Punkt in
einem Fall fokussiert ist, wenn die optischen Glieder
lagemäßig mit höherer Genauigkeit einzustellen sind.
17. Gerät zum Durchführen wenigstens einer Operation aus
einer Aufzeichnungs- und einer Wiedergabeoperation,
umfassend:
eine Lichtquelle (1001),
einen deformierbaren Spiegel (1) mit einer reflektie renden Oberfläche zum Reflektieren eines Lichtstrahles, der auf die reflektierende Oberfläche aus einer Richtung von der Lichtquelle (1001) einfällt, wobei der deformier bare Spiegel (1) den Lichtstrahl mit sphärischer Aberra tion versehen kann, und
eine Objektivlinse (1012) zum Fokussieren des durch den deformierbaren Spiegel (1) reflektierten Lichtstrah les, wobei die Objektivlinse (1012) so ausgebildet ist,
daß sie einen Lichtfleck auf einem ersten optischen Auf zeichnungsmedium mit einer ersten Substratdicke in einem geeigneten Fokussierzustand für die Operationen des ersten optischen Aufzeichnungsmediums bildet, wobei der deformierbare Spiegel (1) umfaßt:
ein flexibles Glied (2), das die reflektierende Ober fläche hat und flexibel deformierbar ist,
ein Substrat (6) mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexiblen Glied (2) gegenüberliegt, und
eine Ansteuereinrichtung (7, 8, 12), die das flexible Glied (2) an der Bezugsoberfläche des Substrates (6) an haften läßt, um die reflektierende Oberfläche entspre chend der Bezugsoberfläche zu deformieren,
wobei die Gestalt der Bezugsoberfläche so ausgelegt ist, daß sie den Lichtstrahl mit der sphärischen Aberra tion versieht, wenn das flexible Glied (2) an der Bezugs oberfläche haftet, und
wobei der Fokussierzustand des Lichtstrahles ver ändert wird, um für das zweite optische Aufzeichnungs medium mit einer zweiten, von der ersten Substratdicke verschiedenen Substratdicke geeignet zu sein, wenn der deformierbare Spiegel (1) deformiert ist.
eine Lichtquelle (1001),
einen deformierbaren Spiegel (1) mit einer reflektie renden Oberfläche zum Reflektieren eines Lichtstrahles, der auf die reflektierende Oberfläche aus einer Richtung von der Lichtquelle (1001) einfällt, wobei der deformier bare Spiegel (1) den Lichtstrahl mit sphärischer Aberra tion versehen kann, und
eine Objektivlinse (1012) zum Fokussieren des durch den deformierbaren Spiegel (1) reflektierten Lichtstrah les, wobei die Objektivlinse (1012) so ausgebildet ist,
daß sie einen Lichtfleck auf einem ersten optischen Auf zeichnungsmedium mit einer ersten Substratdicke in einem geeigneten Fokussierzustand für die Operationen des ersten optischen Aufzeichnungsmediums bildet, wobei der deformierbare Spiegel (1) umfaßt:
ein flexibles Glied (2), das die reflektierende Ober fläche hat und flexibel deformierbar ist,
ein Substrat (6) mit einer Bezugsoberfläche, die dem flexiblen Glied (2) gegenüberliegt, und
eine Ansteuereinrichtung (7, 8, 12), die das flexible Glied (2) an der Bezugsoberfläche des Substrates (6) an haften läßt, um die reflektierende Oberfläche entspre chend der Bezugsoberfläche zu deformieren,
wobei die Gestalt der Bezugsoberfläche so ausgelegt ist, daß sie den Lichtstrahl mit der sphärischen Aberra tion versieht, wenn das flexible Glied (2) an der Bezugs oberfläche haftet, und
wobei der Fokussierzustand des Lichtstrahles ver ändert wird, um für das zweite optische Aufzeichnungs medium mit einer zweiten, von der ersten Substratdicke verschiedenen Substratdicke geeignet zu sein, wenn der deformierbare Spiegel (1) deformiert ist.
18. Gerät nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch weiterhin
eine Diskriminiereinrichtung (1013), um das erste opti
sche Aufzeichnungsmedium und das zweite optische Auf
zeichnungsmedium zu diskriminieren und der Ansteuerein
richtung (7, 8, 12) des deformierbaren Spiegels (1) zu
befehlen, das flexible Glied (2) an dem Substrat (6) an
haften zu lassen, wenn wenigstens eine Operation aus den
Aufzeichnungs- und Wiedergabeoperationen bezüglich des
zweiten Aufzeichnungsmediums durchgeführt wird.
19. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
dann, wenn ein unbekanntes optisches Aufzeichnungsmedium
auf dem Gerät installiert ist, das Gerät die Wiedergabe
operation bezüglich des unbekannten optischen Aufzeich
nungsmediums vornimmt, wobei angenommen wird, daß das
unbekannte optische Aufzeichnungsmedium das erste opti
sche Aufzeichnungsmedium ist, und
wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um der Ansteuereinrichtung (7, 8, 12) des deformierbaren Spie gels (1) zu befehlen, das flexible Glied (2) an dem Sub strat (6) anhaften zu lassen, damit der deformierbare Spiegel (1) deformiert wird, wenn auf dem unbekannten optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information nicht richtig aufgrund des von dem unbekannten optischen Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahles wiederge geben wird.
wobei eine Einrichtung vorgesehen ist, um der Ansteuereinrichtung (7, 8, 12) des deformierbaren Spie gels (1) zu befehlen, das flexible Glied (2) an dem Sub strat (6) anhaften zu lassen, damit der deformierbare Spiegel (1) deformiert wird, wenn auf dem unbekannten optischen Aufzeichnungsmedium aufgezeichnete Information nicht richtig aufgrund des von dem unbekannten optischen Aufzeichnungsmedium reflektierten Lichtstrahles wiederge geben wird.
20. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Substratdicke dünner als die zweite Substratdicke
ist.
Applications Claiming Priority (1)
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