光学扫描装置的制造方法
【专利说明】光学扫描装置
[0001]本发明是申请号为201110433559.X、发明名称为〃光学扫描装置〃、申请日为2011年12月21日的发明申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及光学扫描装置，特别是涉及由扭转梁从轴向两侧支撑镜支撑部，并通过该扭转梁的扭转使上述镜支撑部绕轴摆动而进行驱动的光学扫描装置。
【背景技术】
[0003]—直以来，已知有如下光学扫描装置，该光学扫描装置具备使入射光反射的可动板、可转动地轴支撑该可动板的扭梁、和使扭转方向的驱动力作用于该扭梁的驱动部，至少在可动板和扭梁的连接部分附近形成了肋(例如，参照专利文献I)。
[0004]在该专利文献I所记载的光学扫描装置中，目的在于不增加可动板的重量而抑制反射面的动态偏斜。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2010 - 128116号公报
[0007]另外，近年出现了要求光学扫描装置的高析像度的趋势。为了实现高析像度，必须提高共振频率，为此必须提高扭转梁(扭梁)的刚性。
[0008]在此，若为了提高刚性而增加扭转梁的宽度，则出现根据离扭转中心轴的距离而扭转梁的变形状态不同，产生位移的非线性的问题。
[0009]在专利文献I中，由于完全没有考虑这种非线性振动的问题，因此在提高了共振频率时，就出现了位移的非线性问题。另外，在专利文献I所记载的结构中，虽然通过提高刚性得到了防止镜变形的效果，但却不能切断由振动造成的应力，在提高共振频率时，出现了不能防止镜变形的问题。
【发明内容】
[0010]于是，本发明的目的在于提供一种光学扫描装置，即便在用较高的共振频率进行驱动的情况下，也能够减少非线性共振的发生，并且减少产生的应力，防止镜变形。
[0011]为了达到上述目的，本发明的一个实施方式的光学扫描装置，由扭转梁30从轴向两侧支撑镜支撑部20，并通过该扭转梁30的扭转使上述镜支撑部20绕轴摆动而进行驱动，其特征在于，在上述扭转梁30上设有大致平行于上述轴向的狭缝31。
[0012]另外，上述狭缝31也可以在上述扭转梁30的中央只设置一条。
[0013]另外，也可以在上述镜支撑部20与上述扭转梁30的连结部的背面设置肋21、21A ?21D、22、22A ?22D。
[0014]另外，也可以是上述肋21、21A?21D比支撑于上述镜支撑部20的镜10的端部更向上述扭转梁30侧突出。
[0015]另外，也可以是上述狭缝31的上述镜支撑部20侧的端部到达比上述肋21、21A?21D、22、22A?22D的外侧端部更靠内侧，上述肋21、21A?21D的一部分从上述狭缝31露出。
[0016]另外，也可以是上述肋21、21A?21D具有:从上述连结部沿着上述镜支撑部的外周延伸而形成的圆弧状的壁面23、23A?23D ；以及以连结该圆弧状的壁面23、23A?23D的端部的方式形成在上述镜支撑部20的背面的弦状的壁面24、24A?24D。
[0017]另外，也可以是上述肋21、2IA?2ID还具有连结上述轴向两侧的上述弦状的壁面24、24A?24D彼此的纵穿部分25、25A?25D。
[0018]另外，还可以是上述肋21、21A?21D还具有在与上述轴向正交的方向上通过上述镜支撑部20的中心而延伸的横穿部分26、26A?26D。
[0019]另外，还可以具有:包围上述镜支撑部20及上述扭转梁30的可动框60 对第一驱动梁50，该第一驱动梁50的一端分别连结并支撑在该可动框60的在与上述轴向正交的方向上相对的内侧壁上，并通过上下驱动而产生使上述镜支撑部20向第一方向摆动的驱动力；以及连结梁40，该连结梁40连结该第一驱动梁50的另一端和上述扭转梁30，并向上述扭转梁30传递上述驱动力，该第一驱动梁50的平面形状如下，在连结上述可动框60和上述连结梁40的侧边的靠近上述可动框60且没有到达上述可动框60的位置上，具有向内侧凹陷的弯曲形状部分53。
[0020]另外，还可以是上述第一驱动梁50的平面形状具有在上述侧边的靠近上述连结梁40侧的位置上凹陷得最深的缩颈形状部分54。
[0021]另外，还可以具有第二驱动梁70，该第二驱动梁70从外侧连结在上述可动框60上，并经由上述可动框60使上述镜支撑部20向第二方向摆动，在上述可动框60与上述第二驱动梁70的连结部80的背面，具有在上述第二方向上与上述第一方向交叉的串扰防止肋 81、82、83。
[0022]另外，还可以是上述可动框60在上述连结部上80具有向与上述第一方向及上述第二方向不同的方向延伸的外壁，具有由该外壁和上述串扰防止肋81、82、83构成的三角形的凹陷84的部分。
[0023]另外，还可以是上述第一驱动梁50通过共振产生驱动力，上述第二驱动梁70通过非共振产生驱动力。
[0024]本发明具有如下有益效果。
[0025]根据本发明，能够减少非线性共振的发生，同时能够防止镜变形。
【附图说明】
[0026]图1是表示本发明的实施方式I的光学扫描装置的一例的结构的立体图。图1(A)是表示实施方式I的光学扫描装置的一例的结构的上面立体图，图1 (B)是表示实施方式I的光学扫描装置的一例的结构的底面立体图。
[0027]图2是将图1 (A)的A部以及B部放大的图。图2 (A)是将图1 (A)的A部放大的图。图2 (B)是将图1(A)的B部放大的图。
[0028]图3是表示用于说明本实施方式的光学扫描装置的狭缝结构的比较例的图。图3(A)是表示比较例的光学扫描装置的可动框60内的结构的图。图3(B)是将比较例的光学扫描装置的扭转梁130放大而表示的立体图。图3(C)是比较例的光学扫描装置的扭转梁130的剖视图。
[0029]图4是表示线性共振和非线性共振的频率/位移特性的图。图4(A)是表示线性共振的频率/位移特性的一例的图。图4(B)是表示非线性共振的频率/位移特性的一例的图。图4(C)是表示非线性共振剧烈发生时的频率/位移特性的一例的图。
[0030]图5是用于说明实施方式I的光学扫描装置的扭转梁30的图。图5㈧是表示实施方式I的光学扫描装置的可动框60的内侧的结构的图。图5(B)是实施方式I的光学扫描装置的扭转梁30的放大图。图5(C)是表示实施方式I的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构的一例的图。
[0031]图6是表示实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。图6(A)是表示没有狭缝31的比较例的光学扫描装置的实施结果的图。图6(B)是表示形成了狭缝31的实施例1的光学扫描装置的实施结果的图。
[0032]图7是表示实施例1以及比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。图7(A)是表示实施例1的光学扫描装置的位移/频率特性的图。图7(B)是使由狭缝31分割的扭转梁30L、30R的矩形比变化时的位移/频率特性。图7(C)是表示比较例的光学扫描装置的位移/频率特性的图。
[0033]图8是关于在实施方式I的光学扫描装置中在扭转梁30上设置了狭缝31时的思考点的说明图。图8(A)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的表面侧的放大图。图8(B)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的背面侧的放大图。图8(C)是在扭转梁30上设置了短的狭缝131时的背面侧的应力分布图。
[0034]图9是表示实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的结构的一例的图。图9(A)是实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的表面侧的结构图。图9(B)是实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20和扭转梁30的连结部的背面侧的结构图。
[0035]图10是表示在实施方式I的光学扫描装置中扭转梁30的狭缝31的端部31E上的应力分布的图。
[0036]图11是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置中的镜的变形分布和应力分布的一例的图。图1l(A)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的变形分布的一例的图。图1l(B)是表示无镜变形防止结构的结构的光学扫描装置的镜10的应力分布的一例的图。
[0037]图12是实施方式I的光学扫描装置的镜变形防止结构的说明图。
[0038]图13是表示实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20的背面的肋结构的图。图13(A)是表示实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的立体图。图13(B)是表示实施方式I的光学扫描装置的镜支撑部20的肋结构的俯视图。
[0039]图14是表示实施方式I的光学扫描装置的镜变形量以及应力分布的一例的图。图14(A)是表示实施方式I的光学扫描装置的镜变形量的图。图14(B)是包括连结肋22的突出部而表不实施方式I的光学扫描装置的应力分布的图。图14(C)是表不镜10的面内的应力分布的图。
[0040]图15是表示本发明的实施例2的光学扫描装置的结构以及实施结果的图。图15(A)是实施例2的光学扫描装置的扭转梁30的截面结构图。图15(B)是实施例2的光学扫描装置的背面的平面结构图。图15(C)是连结肋22的突出量X与最大倾角时的镜平面度λ以及非线性系数β的关系图。
[0041]图16是表示在实施方式I的光学扫描装置中，在采用了背面无肋的可动框160时所发生的串扰的说明图。图16(A)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图16(B)是采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的背面侧的结构图。图16(C)是表示采用了背面无肋的可动框160的光学扫描装置的水平驱动状态的图。
[0042]图17是在采用了在背面设有肋的可动框60时所发生的串扰的说明图。图17(A)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图17(B)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的背面侧的结构的立体图。图17(C)是表示采用了在背面设有肋的可动框60的光学扫描装置的水平驱动状态的图。
[0043]图18是实施方式I的光学扫描装置的水平驱动时的向垂直驱动梁的串扰防止结构的说明图。图18(A)是表示实施方式I的光学扫描装置的表面侧的结构的立体图。图18(B)是实施方式I的光学扫描装置的背面侧的立体图。图18(C)是实施方式I的光学扫描装置的串扰防止结构的放大图。
[0044]图19是具有串扰防止肋81?83的实施方式I的光学扫描装置的水平驱动时的应力分布图。
[0045]图20是由类似于实施方式I的光学扫描装置但无频率变动防止结构的光学扫描装置的驱动所引起的频率变动的说明图。图20 (A)是无频率变动防止结构的光学扫描装置的平面结构图。图20(B)是图20(A)所示的无频率变动防止结构的光学扫描装置的可动框60以及共振驱动梁150的截面结构图。图20(C)是表示共振