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，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，通过对压电驱动方式的微镜器件进行共振驱动，获得更高的扫描角。

3、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，参考专利文献1)。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。

4、双轴微镜器件在双轴驱动时为了实时检测绕各轴的反射镜部的角度而必须设置角度传感器。尤其在使用压电方式的致动器的微镜器件中作为角度传感器优选使用压电传感器。这是因为通过使用由与致动器相同的压电元件形成的压电传感器，能够实现微镜器件的制作工艺的简化、小型化等。压电传感器将因反射镜部摆动而产生的应力转换为电压信号后输出。

5、专利文献1：日本特开2017-132281号公报

6、在以往的微镜器件中，压电传感器配置于高应力被施加的部位即支承反射镜部的支承部(例如，扭杆)的附近及致动器的附近等。然而，当在这种部位配置了压电反射镜时，有时在从压电传感器输出的电压信号中包含较多的由来自周围的配线的干扰、绕除检测对象以外的其他轴的信号成分的重叠等引起的噪声成分。若在该电压信号中包含较多的噪声成分，则会导致反射镜部的角度检测精度降低。

技术实现思路

1、本发明的技术的目的在于提供一种能够提高反射镜部的角度检测精度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，其具有反射入射光的反射面；一对第1支承部，它们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，它们与第1支承部连接，并且隔着第1轴对置；一对第2支承部，它们在位于上述平面内且与第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；驱动部，其配置成包围可动框；固定框，其配置成包围驱动部；一对连接部，它们与固定框相比厚度薄，并且沿第1轴或第2轴延伸而连接驱动部与固定框；以及四个压电传感器，它们由上部电极、压电膜及下部电极构成，并且上部电极的形状及位置以第1轴及第2轴为中心呈线对称的关系，当设连接部的延伸方向为第1方向，设与第1方向正交且位于上述平面内的方向为第2方向，设固定框与连接部的边界的在第2方向上的长度为h时，四个压电传感器各自的至少一部分处于从第1轴及第2轴中的与第1方向平行的轴向第2方向h/2以内的范围内，且配置于固定框上。

3、优选四个压电传感器用于通过将从以第1轴或第2轴为中心呈线对称的关系的一对压电传感器的上部电极或下部电极获得的电压信号相加或相减，来生成反射镜部的角度检测信号。

4、优选四个压电传感器中的以第1轴或第2轴为中心呈线对称的关系的一对压电传感器的上部电极或下部电极经由金属配线连接。

5、优选驱动部具备：一对第1致动器，它们隔着第2轴对置，且具有压电元件；以及一对第2致动器，它们配置成包围第1致动器，隔着第1轴对置，且具有压电元件。

6、优选驱动部中，第2致动器使绕第1轴的转矩作用于反射镜部，第1致动器使绕第2轴的转矩作用于可动框，由此使反射镜部分别绕第1轴及第2轴摆动。

7、本发明的光扫描装置具备：上述任一个微镜器件；以及处理器，其对驱动部进行驱动，该光扫描装置中，处理器通过对驱动部施加驱动信号，来使反射镜部分别绕第1轴及第2轴摆动，通过将从四个压电传感器中的以第1轴或第2轴为中心呈线对称的关系的一对压电传感器的上部电极或下部电极获得的电压信号相加或相减，来生成反射镜部的角度检测信号。

8、发明效果

9、根据本发明的技术能够提供一种能够提高反射镜部的角度检测精度的微镜器件及光扫描装置。

技术特征：

1.一种微镜器件，其具备：

2.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，

3.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，

4.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，

5.根据权利要求4所述的微镜器件，其中，

6.一种光扫描装置，其具备：

技术总结
本发明提供一种能够提高反射镜部的角度检测精度的微镜器件及光扫描装置。微镜器件具备反射镜部、一对第1支承部、一对可动框、一对第2支承部、驱动部、固定框、与固定框相比厚度薄且沿第1轴或第2轴延伸而连接驱动部与固定框的一对连接部以及上部电极的形状及位置以第1轴及第2轴为中心呈线对称的关系的四个压电传感器。当设连接部的延伸方向为第1方向，设与第1方向正交且位于平面内的方向为第2方向，设固定框与连接部的边界的在第2方向上的长度为H时，四个压电传感器各自的至少一部分处于从第1轴及第2轴中的与第1方向平行的轴向第2方向H/2以内的范围内，且配置于固定框上。

技术研发人员：青岛圭佑
受保护的技术使用者：富士胶片株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15