微镜器件及光扫描装置的制作方法

本发明的技术涉及一种微镜器件及光扫描装置。

背景技术：

1、作为使用硅(si)的细微加工技术来制作的微机电系统(micro electromechanical 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。

2、微镜器件的驱动方式有多种方式。例如，日本特开2003-117897号公报中公开有静电驱动方式的微镜器件。并且，日本特开平07-027989号公报中公开有电磁驱动方式的微镜器件。而且，日本特开2010-060688号公报中公开有压电驱动方式的微镜器件。

3、压电驱动方式与其他驱动方式相比，所产生的扭矩高，且获得高扫描角，从而得到重视。尤其，当如激光显示器需要大的扫描角时，通过以共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。

4、激光显示器中所使用的常规的微镜器件具备反射镜部、压电方式的第1致动器及第2致动器(例如，参考日本特开2010-060688号公报)。反射镜部围绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动自如。第1致动器根据从外部供给的驱动电压，使反射镜部围绕第1轴摆动。第2致动器根据从外部供给的驱动电压，使反射镜部围绕第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。

5、并且，已知有通过使反射镜部分别围绕第1轴及第2轴共振而进行二维光扫描(例如，参考日本特开2010-060688号公报)。这种二维光扫描被称为利萨茹扫描。

6、日本特开2010-060688号公报中所记载的微镜器件具有反射镜部、通过第1支承部与反射镜部连结的第1致动器、通过第2支承部与第1致动器连结的框体及通过第3支承部与框体连结的第2致动器。

7、在日本特开2010-060688号公报中所记载的微镜器件中，第1致动器以第1支承部为第1轴使反射镜部摆动，且第2致动器以第2支承部为第2轴使反射镜部摆动。因此，第1致动器仅使反射镜部摆动，相对于此，第2致动器使反射镜部、第1致动器及框体摆动。

8、在日本特开2010-060688号公报中所记载的微镜器件中，无法独立地确定基于第1致动器的围绕第1轴的最大偏转角及基于第2致动器的摆动部分(即，反射镜部、第1致动器及框体)的重量。例如，若欲加大围绕第1轴的最大偏转角，则为了提高基于第1致动器的围绕第1轴的扭矩，需要使第1致动器大型化。若使第1致动器大型化，则因第1致动器的重量增加而会导致围绕第2轴的共振频率降低。

技术实现思路

1、本发明的技术的目的在于提供一种能够不降低围绕第2轴的共振频率而加大围绕第1轴的最大偏转角的微镜器件及光扫描装置。

2、为了实现上述目的，本发明的微镜器件具备：反射镜部，具有反射入射光的反射面；第1支承部，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围绕第1轴摆动；一对可动框，与第1支承部连接，并且隔着第1轴对置；第2支承部，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围绕第2轴摆动；一对第1致动器，与第2支承部连接，且隔着第2轴对置，该第1致动器具有压电元件；一对第2致动器，配置成包围第1致动器，且隔着第1轴对置，该第2致动器具有压电元件；第1连接部，连接第1致动器与第2致动器；固定框，配置成包围第2致动器；及第2连接部，连接第2致动器与固定框，第2致动器使围绕第1轴的转矩作用于反射镜部，且第1致动器使围绕第2轴的转矩作用于可动框，由此使反射镜部分别围绕第1轴及第2轴摆动。

3、优选第1连接部在第1轴及第2轴中的任一者或两者的附近连接第1致动器与第2致动器，第2连接部在第1轴及第2轴中的任一者或两者的附近连接固定框与第2致动器，且包含在与第1连接部相同的轴上连接的第2a连接部，构成将第1连接部沿第1轴虚拟延长至第2致动器的与反射镜部相反的一侧的端部的虚拟延长部，当将反射镜部、第1支承部、可动框、第2支承部、第1致动器、第1连接部、虚拟延长部及第2a连接部设为第1结构部，将第2致动器及第2连接部设为第2结构部，将固定了第2连接部的固定框侧的端部时的第1结构部的共振模式中的反射镜部围绕第1轴摆动的第1共振模式的共振频率设为fm，将固定了第2连接部的固定框侧的第2结构部的共振模式中的第1轴位于振动的波节上且第2致动器相对于第1轴的面外方向的位移分布成为对称的第2共振模式的共振频率设为fa时，满足|fm-fa|/fm≤0.03的关系。

4、优选第1连接部在第1轴及第2轴中的任一者的附近连接第1致动器与第2致动器，第2连接部在第1轴及第2轴中的与配置有第1连接部的轴正交的轴的附近连接固定框与第2致动器，构成将第1连接部沿第1轴虚拟延长至第2致动器的与反射镜部相反的一侧的端部的虚拟延长部，当将反射镜部、第1支承部、可动框、第2支承部、第1致动器、第1连接部及虚拟延长部设为第1结构部，将第2致动器及第2连接部设为第2结构部，将固定了虚拟延长部的固定框侧的端部时的第1结构部的共振模式中的反射镜部围绕第1轴摆动的第1共振模式的共振频率设为fm，将固定了第2连接部的固定框侧的第2结构部的共振模式中的第1轴位于振动的波节上且第2致动器相对于第1轴的面外方向的位移分布成为对称的第2共振模式的共振频率设为fa时，满足0≤(fm-fa)/fm≤0.14的关系。

5、优选第1连接部在第1轴及第2轴中的任一者或两者的附近连接第1致动器与第2致动器，第2连接部在第1轴及第2轴中的任一者或两者的附近连接固定框与第2致动器，且包含在与第1连接部相同的轴上连接的第2a连接部，构成将第1连接部沿第1轴虚拟延长至第2致动器的与反射镜部相反的一侧的端部的虚拟延长部，当将反射镜部、第1支承部、可动框、第2支承部、第1致动器、第1连接部、虚拟延长部及第2a连接部设为第1结构部，将第2致动器及第2连接部设为第2结构部，将固定了第2连接部的固定框侧的端部时的第1结构部的共振模式中的反射镜部围绕第1轴摆动的第1共振模式的共振频率设为fm，将固定了第2连接部的固定框侧的第2结构部的共振模式中的第1轴位于振动的波节上且第2致动器相对于第1轴的面外方向的位移分布成为对称的第2共振模式的共振频率设为fa时，满足|fm-fa|/fm＞0.03的关系。

6、优选第1连接部在第1轴及第2轴中的任一者的附近连接第1致动器与第2致动器，第2连接部在第1轴及第2轴中的与配置有第1连接部的轴正交的轴的附近连接固定框与第2致动器，构成将第1连接部沿第1轴虚拟延长至第2致动器的与反射镜部相反的一侧的端部的虚拟延长部，当将反射镜部、第1支承部、可动框、第2支承部、第1致动器、第1连接部及虚拟延长部设为第1结构部，将第2致动器及第2连接部设为第2结构部，将固定了虚拟延长部的固定框侧的端部时的第1结构部的共振模式中的反射镜部围绕第1轴摆动的第1共振模式的共振频率设为fm，将固定了第2连接部的固定框侧的第2结构部的共振模式中的第1轴位于振动的波节上且第2致动器相对于第1轴的面外方向的位移分布成为对称的第2共振模式的共振频率设为fa时，满足(fm-fa)/fm＜0或(fm-fa)/fm＞0.14的关系。

7、优选第1致动器与反射镜部的厚度相等，且第2致动器与第1致动器相比厚度薄。

8、优选第1连接部沿第1支承部配置。

9、优选一对第1致动器分别为半环状。

10、优选一对第2致动器分别为半环状。

11、本发明的光扫描装置具备：上述任一个微镜器件；及处理器，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，使反射镜部分别围绕第1轴及第2轴共振。

12、发明效果

13、根据本发明的技术，能够提供一种能够不降低围绕第2轴的共振频率而加大围绕第1轴的最大偏转角的微镜器件及光扫描装置。