微镜器件及光扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术的微镜器件具有第1支承部(21)，第1支承部(21)在位于包含反射镜部(20)静止时的反射面的平面内的第1轴(a1)上与反射镜部(20)连接，且将反射镜部(20)支承为能够绕第1轴(a1)摆动。第1支承部(21)由沿第1轴(a1)延伸的主轴(21A)及隔着第1轴(a1)对称地配置于主轴(21a)的两侧且沿第1轴(a1)延伸的多个副轴(60A、60B、60C)构成，第1支承部(21)具备折叠结构，该折叠结构具有通过多个副轴(60A、60B、60C)连接而形成的三个以上的折叠部(61、62、63)，当设折叠部(61、62、63)内侧的曲率半径从离第1轴(a1)近的一侧起依次为R1、R2、R3……

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微镜器件及光扫描装置


[0001]本专利技术的技术涉及微镜器件及光扫描装置。

技术介绍

[0002]作为使用硅(Si)的细微加工技术来制作的微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems：MEMS)器件之一已知有微镜器件(也被称为微型扫描仪。)。该微镜器件为小型且低耗电量，因此可期待对激光显示器、激光投影仪、光学相干断层扫描仪等的广泛应用。
[0003]微镜器件的驱动方式有多种方式，但利用了压电体变形的压电驱动方式与其他方式相比所产生的扭矩高且获得高扫描角而被认为很有前途。尤其，当如激光显示器需要大的扫描角时，通过以谐振驱动来驱动压电驱动方式的微镜器件，获得更高的扫描角。
[0004]激光显示器中所使用的常规的微镜器件具备反射镜部及压电方式的致动器(例如，参考日本特开2017
‑
132281号公报)。反射镜部绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动自如。致动器根据从外部供给的驱动电压，使反射镜部绕第1轴及第2轴摆动。上述扫描角与反射镜部的偏转角的最大值(以下，称为最大偏转角。)对应。
[0005]作为激光显示器的性能指标，可举出分辨率及视场角。分辨率及视场角中，微镜器件的反射镜部的摆动频率与最大偏转角相关联。例如，在利萨茹扫描型激光显示器中，通过使反射镜部以不同的两种频率来同时绕第1轴及第2轴摆动而进行二维光扫描。
[0006]在如上所述的双轴驱动型微镜器件中，采用万向节结构的情况居多。万向节结构的微镜器件例如具有反射镜部、第1支承部、可动框及第2支承部。第1支承部将反射镜部支承为能够绕第1轴摆动。可动框与第1支承部连接。第2支承部与可动框连接，将反射镜部及可动框支承为能够绕第2轴摆动。
[0007]在此，为了提高反射镜部绕第1轴的最大偏转角，需要缓和在摆动时施加于第1支承部的内部应力，并且使内部应力不能达到Si的极限应力。已知为了缓和施加于第1支承部的内部应力，而在可动框中设置折叠结构。
[0008]例如，日本特开2016
‑
206235号公报中示出了在与第1支承部对应的扭力梁的与反射镜部相反的一侧的端部连接具有折叠结构的连结部的内容(参考日本特开2017
‑
132281号公报的图3)。折叠结构通过在连结部形成第1狭缝及第2狭缝来构成。第1狭缝及第2狭缝沿与反射镜平面平行且与扭力梁正交的方向以直线状延伸。

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术课题
[0010]在日本特开2016
‑
206235号公报中所记载的微镜器件中，为了缓和施加于扭力梁的应力，需要加长第1狭缝及第2狭缝的长度。日本特开2016
‑
206235号公报中所记载的微镜器件为单轴驱动型，因此第1狭缝及第2狭缝的长度不会对反射镜部的摆动造成影响。
[0011]然而，当将日本特开2016
‑
206235号公报中所记载的微镜器件适用于双轴驱动型
时，若加长第1狭缝及第2狭缝的长度，则绕设置于连结部外侧的第2轴的惯性力矩增加。若绕第2轴的惯性力矩增加，则绕第2轴的谐振频率降低。其结果，会导致基于光扫描的分辨率的降低。
[0012]并且，作为用于缓和施加于第1支承部的内部应力的简单的方法，可考虑使第1支承部延伸。然而，在该情况下，也因第1支承部的长度变长而绕第2轴的惯性力矩增加，从而会导致绕第2轴的谐振频率降低。
[0013]如此，在双轴驱动型的微镜器件中，希望不降低绕第2轴的谐振频率而缓和施加于第1支承部的内部应力，由此加大绕第1轴的最大偏转角。
[0014]本专利技术的技术的目的在于提供一种能够不降低绕第2轴的谐振频率而加大绕第1轴的最大偏转角的微镜器件及光扫描装置。
[0015]用于解决技术课题的手段
[0016]为了实现上述目的，本专利技术的微镜器件具备：反射镜部，其具有反射入射光的反射面；第1支承部，其在位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内的第1轴上与反射镜部连接，且将反射镜部支承为能够绕第1轴摆动；一对可动框，其与第1支承部连接，并且隔着第1轴对置；第2支承部，其在位于包含反射镜部静止时的反射面的平面内且与第1轴正交的第2轴上与可动框连接，且将反射镜部、第1支承部及可动框支承为能够绕第2轴摆动；以及一对第1致动器，其与第2支承部连接，并且隔着第2轴对置，第1致动器具有压电元件，该微镜器件中，
[0017]第1支承部由沿第1轴延伸的主轴及隔着第1轴对称地配置于主轴的两侧且沿第1轴延伸的多个副轴构成，第1支承部具备折叠结构，该折叠结构具有通过多个副轴连接而形成的三个以上的折叠部，当设折叠部内侧的曲率半径从离第1轴近的一侧起依次为R1、R2、R3……
时，
[0018]满足0.73≤R
k+1
/R
k
≤0.9(k＝1、2、
……
)。
[0019]优选主轴及多个副轴的厚度分别均匀。
[0020]优选第1致动器中，与延伸方向正交的方向上的宽度的至少一部分大于主轴沿第2轴的方向上的宽度。
[0021]优选可动框及第1致动器分别为U字形状。
[0022]优选第1致动器通过使绕第2轴的转矩作用于反射镜部及可动框，使反射镜部绕第2轴摆动。
[0023]优选具备：固定框，其被配置成包围第1致动器；连接部，其连接第1致动器与固定框；以及第2致动器，其与连接部连接，且配置于固定框的内侧，第2致动器具有压电元件，第2致动器通过使绕第1轴的转矩作用于反射镜部、可动框及第1致动器，使反射镜部绕第1轴摆动。
[0024]优选连接部沿第1轴配置。
[0025]一种光扫描装置，其具备：上述微镜器件；以及处理器，其驱动第1致动器及第2致动器，该光扫描装置中，处理器通过对第1致动器及第2致动器施加驱动信号，使反射镜部分别绕第1轴及第2轴谐振。
[0026]专利技术效果
[0027]根据本专利技术的技术，能够提供一种能够不降低绕第2轴的谐振频率而加大绕第1轴
的最大偏转角的微镜器件及光扫描装置。
附图说明
[0028]图1是光扫描装置的示意图。
[0029]图2是表示驱动控制部的硬件结构的一例的框图。
[0030]图3是微镜器件的外观立体图。
[0031]图4是从光入射侧观察了微镜器件的俯视图。
[0032]图5是沿图4的A
‑
A线切割的剖视图。
[0033]图6是沿图4的B
‑
B线切割的剖视图。
[0034]图7是表示第2致动器的驱动例的图。
[0035]图8是表示第1致动器的驱动例的图。
[0036]图9是表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例的图。
[0037]图10是表示第1支承部21及第2支承部23的结构的图。
[0038]图11是表示与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种微镜器件，其具备：反射镜部，其具有反射入射光的反射面；第1支承部，其在位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内的第1轴上与所述反射镜部连接，且将所述反射镜部支承为能够绕所述第1轴摆动；一对可动框，其与所述第1支承部连接，并且隔着所述第1轴对置；第2支承部，其在位于包含所述反射镜部静止时的所述反射面的平面内且与所述第1轴正交的第2轴上与所述可动框连接，且将所述反射镜部、所述第1支承部及所述可动框支承为能够绕所述第2轴摆动；以及一对第1致动器，其与所述第2支承部连接，并且隔着所述第2轴对置，所述第1致动器具有压电元件，所述微镜器件中，所述第1支承部由沿所述第1轴延伸的主轴及隔着所述第1轴对称地配置于所述主轴的两侧且沿所述第1轴延伸的多个副轴构成，所述第1支承部具备折叠结构，该折叠结构具有通过所述多个副轴连接而形成的三个以上的折叠部，当设所述折叠部内侧的曲率半径从离所述第1轴近的一侧起依次为R1、R2、R3……
时，满足0.73≤R
k+1
/R
k
≤0.9的关系，其中k＝1、2、
……
。2.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，所述主轴及所述多个副轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：青岛圭佑，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：