可动反射元件和二维扫描装置制造方法及图纸

致动器部(140)的一对构件分别配置于可动框(120)的X轴方向上的两侧，利用压电元件的伸缩进行变形而使可动框(120)以X轴为中心相对于固定框(110)摆动。致动器部(150)的一对构件分别配置于镜面部(130)的Y轴方向上的两侧，利用压电元件的伸缩进行变形而使镜面部(130)以Y轴为中心相对于可动框(120)摆动。致动器部(140)的沿着Y轴方向延伸的部分的长度大于从固定框(110)的与致动器部(140)连接的内边到可动框(120)的沿着Y轴方向延伸的外边的中点为止的距离。

Movable reflector and two-dimensional scanning device

A pair of components of the actuator part (140) are respectively arranged on two sides of the X axis of the movable frame (120), and the deformation of the movable frame (120) is centered on the X axis relative to the fixed frame (110) by using the expansion and contraction of the piezoelectric element. A pair of components of the actuator part (150) are respectively arranged on both sides of the Y axis of the mirror face (130), and the deformation of the mirror face (130) is centered on the Y axis and swing with the movable frame (120). The length of the part extending along the Y axis of the actuator part (140) is larger than the distance from the inner edge connected to the actuator part (140) of the fixed frame (110) to the middle point of the outer side of the movable frame (120) extending along the Y axis.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可动反射元件和二维扫描装置
本专利技术涉及可动反射元件和二维扫描装置。
技术介绍
作为对光束、指向性电波的朝向进行控制的元件，使用能够使反射面倾斜的可动反射元件。特别是，能够使反射面以两轴的自由度倾斜的可动反射元件被组装到对光束等进行二维扫描的二维扫描装置中来进行使用。使用可动反射元件在二维方向上对光束进行扫描的二维扫描装置例如组装于用于投影图像的投影仪。此外，使用可动反射元件在二维方向上对指向性电波进行扫描的二维扫描装置例如组装于车载雷达。最近，提出了能够使用半导体制造工艺来制造的MEMS(MicroElectroMechanicalSystems)元件形式的可动反射元件。例如，专利文献1所公开的可动反射元件包括从固定框的内边延伸到可动框的旋转轴的外侧致动器和从可动框延伸到反射镜的旋转轴(与可动框的旋转轴正交的旋转轴)的内侧致动器。一边用外侧致动器使可动框沿着一个旋转轴以低频率(水平扫描频率)摆动，一边用内侧致动器使反射镜沿着另一个旋转轴以高频率(垂直扫描频率)摆动。使用该可动反射元件，能够在水平方向和垂直方向上对反射镜所反射出的光进行二维扫描。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4092283号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在进行二维扫描的可动反射元件中，根据组装可动反射元件的装置，垂直扫描频率与水平扫描频率的比率会达到10分之1左右。为了用低电压以这种比率驱动外侧致动器和内侧致动器，期望使外侧致动器的频率与内侧致动器的频率的比率为10分之1左右。为了使频率的比率为10分之1左右，需要使外部致动器比内侧致动器长得多。然而，在上述专利文献1所公开的可动反射元件中，外侧致动器的长度被限制为在固定框的内边和配设有旋转轴的可动框的外边的中点之间的距离。在该限制下，难以使外部致动器的频率和内部致动器的频率的比率低至期望值。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种能够实现小型化和频率比率的最佳化的可动反射元件和二维扫描装置。用于解决问题的方案为了达到上述目的，本专利技术的第1方案的可动反射元件包括：平板状的固定框；平板状的可动框，其与所述固定框之间空出间隙地配置于所述固定框的框内；平板状的镜面部，其与所述可动框之间空出间隙地配置于所述可动框的框内，具有反射面；第1致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述固定框和所述可动框，在从所述固定框的内边沿着第1方向延伸的部分形成有沿着所述第1方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述可动框的与所述第1方向交叉的第2方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述可动框以第1旋转轴为中心相对于所述固定框摆动；以及第2致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述可动框和所述镜面部，在从所述可动框的内边沿着所述第2方向延伸的部分形成有沿着所述第2方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述镜面部的所述第1方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述镜面部以与所述第1旋转轴交叉的第2旋转轴为中心相对于所述可动框摆动；所述第1致动器部的沿着所述第1方向延伸的部分的长度大于从所述固定框的与所述第1致动器部连接的内边到所述可动框的沿着所述第1方向延伸的外边的中点为止的距离。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第1致动器部包括：第1臂部，其形成有所述压电元件，该第1臂部的一端连接于所述固定框的内边，并在所述固定框和所述可动框之间的间隙中从所述一端沿着所述第1方向呈直线状延伸到超过所述可动框的外边的中点的位置；第2臂部，其一端与所述第1臂部的另一端连接，并沿着所述第2方向延伸；以及第3臂部，其一端与所述第2臂部的另一端连接，从所述第2臂部的另一端折回后沿着所述第1臂部延伸，且另一端与所述可动框的外边的中点连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第2致动器部包括：第4臂部，其形成有所述压电元件，该第4臂部的一端连接于所述可动框的内边，并在所述可动框和所述镜面部之间的间隙中从所述一端沿着所述第2方向呈直线状延伸到超过所述镜面部的外边的中点的位置；第5臂部，其一端与所述第4臂部的另一端连接，并沿着所述第1方向延伸；以及第6臂部，其一端与所述第5臂部的另一端连接，从所述第5臂部的另一端折回后沿着所述第4臂部延伸，且另一端与所述镜面部的沿着所述第2方向延伸的外边的中点连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第1致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，所述第2致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，在以所述镜面部为中心的旋转方向上，所述第1臂部的从一端向另一端去的朝向和所述第4臂部的从一端向另一端去的朝向相同。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第1致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，所述第2致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，在以所述镜面部为中心的旋转方向上，所述第1臂部的从一端向另一端去的朝向和所述第4臂部的从一端向另一端去的朝向相反。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第2致动器部具有第7臂部，该第7臂部形成有所述压电元件，所述第7臂部的一端连接于所述可动框的内边，在所述可动框和所述镜面部之间的间隙中从所述一端沿着所述第2方向呈直线状延伸到超过所述镜面部的外边的中点的位置，且另一端连接于所述镜面部的角部。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第1致动器部具有第8臂部，该第8臂部形成有所述压电元件，所述第8臂部的一端连接于所述固定框的内边，在所述固定框和所述可动框之间的间隙中从所述一端沿着所述第1方向呈直线状延伸到超过所述可动框的外边的中点的位置，所述第8臂部的另一端不折回，避开所述可动框的外边的中点地与所述可动框连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第1致动器部具有第9臂部，该第9臂部从所述第8臂部的另一端起在所述固定框和所述可动框之间的间隙中沿着所述第2方向延伸，超过所述可动框的沿着所述第2方向延伸的外边的中点而与所述可动框的角部连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第2致动器部具有第10臂部，该第10臂部形成有所述压电元件，一端连接于所述可动框的内边，在所述可动框和所述镜面部之间的间隙中从所述一端沿着所述第2方向呈直线状延伸到超过所述镜面部的外边的中点的位置，所述第10臂部的另一端不折回，避开所述镜面部的沿着所述第2方向延伸的外边的中点地与所述镜面部连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，所述第2致动器部具有第11臂部，该第11臂部从所述第10臂部的另一端沿着所述第1方向延伸，超过所述镜面部的沿着所述第1方向延伸的外边的中点而与所述镜面部的角部连接。本专利技术的可动反射元件可以采用如下方案，在所述可动框的沿着所述第2方向延伸的两条外边设有凹部，所述第1致动器部包括：第12臂部，其形成有所述压电元件，一端连接于所述固定框的内边，并在所述固定框和所述可动框之间的间隙中从所述一端沿着所述第1方向呈直线状延伸到超过所述可动框的外边的中点的位置；第13臂部，其从所述第12臂部的另一端沿着所述第2方向延伸到所述可动框的外边的中点；以及第14臂部，其一端与所述第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可动反射元件，其包括：平板状的固定框；平板状的可动框，其与所述固定框之间空出间隙地配置于所述固定框的框内；平板状的镜面部，其与所述可动框之间空出间隙地配置于所述可动框的框内，具有反射面；第1致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述固定框和所述可动框，在从所述固定框的内边沿着第1方向延伸的部分形成有沿着所述第1方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述可动框的与所述第1方向交叉的第2方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述可动框以第1旋转轴为中心相对于所述固定框摆动；以及第2致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述可动框和所述镜面部，在从所述可动框的内边沿着所述第2方向延伸的部分形成有沿着所述第2方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述镜面部的所述第1方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述镜面部以与所述第1旋转轴交叉的第2旋转轴为中心相对于所述可动框摆动；所述第1致动器部的沿着所述第1方向延伸的部分的长度大于从所述固定框的与所述第1致动器部连接的内边到所述可动框的沿着所述第1方向延伸的外边的中点为止的距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.09 JP 2015-1162701.一种可动反射元件，其包括：平板状的固定框；平板状的可动框，其与所述固定框之间空出间隙地配置于所述固定框的框内；平板状的镜面部，其与所述可动框之间空出间隙地配置于所述可动框的框内，具有反射面；第1致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述固定框和所述可动框，在从所述固定框的内边沿着第1方向延伸的部分形成有沿着所述第1方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述可动框的与所述第1方向交叉的第2方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述可动框以第1旋转轴为中心相对于所述固定框摆动；以及第2致动器部，其是具有挠性的线状的一对构件，该一对构件连结所述可动框和所述镜面部，在从所述可动框的内边沿着所述第2方向延伸的部分形成有沿着所述第2方向伸缩的压电元件，所述一对构件分别配置于所述镜面部的所述第1方向上的两侧，利用所述压电元件的伸缩发生变形而使所述镜面部以与所述第1旋转轴交叉的第2旋转轴为中心相对于所述可动框摆动；所述第1致动器部的沿着所述第1方向延伸的部分的长度大于从所述固定框的与所述第1致动器部连接的内边到所述可动框的沿着所述第1方向延伸的外边的中点为止的距离。2.根据权利要求1所述的可动反射元件，其中，所述第1致动器部包括：第1臂部，其形成有所述压电元件，该第1臂部的一端连接于所述固定框的内边，并在所述固定框和所述可动框之间的间隙中从所述一端沿着所述第1方向呈直线状延伸到超过所述可动框的外边的中点的位置；第2臂部，其一端与所述第1臂部的另一端连接，并沿着所述第2方向延伸；以及第3臂部，其一端与所述第2臂部的另一端连接，从所述第2臂部的另一端折回后沿着所述第1臂部延伸，且另一端与所述可动框的外边的中点连接。3.根据权利要求2所述的可动反射元件，其中，所述第2致动器部包括：第4臂部，其形成有所述压电元件，该第4臂部的一端连接于所述可动框的内边，并在所述可动框和所述镜面部之间的间隙中从所述一端沿着所述第2方向呈直线状延伸到超过所述镜面部的外边的中点的位置；第5臂部，其一端与所述第4臂部的另一端连接，并沿着所述第1方向延伸；以及第6臂部，其一端与所述第5臂部的另一端连接，从所述第5臂部的另一端折回后沿着所述第4臂部延伸，且另一端与所述镜面部的沿着所述第2方向延伸的外边的中点连接。4.根据权利要求3所述的可动反射元件，其中，所述第1致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，所述第2致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，在以所述镜面部为中心的旋转方向上，所述第1臂部的从一端向另一端去的朝向和所述第4臂部的从一端向另一端去的朝向相同。5.根据权利要求3所述的可动反射元件，其中，所述第1致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，所述第2致动器部的一对构件彼此配置成以所述镜面部为中心呈180度旋转对称，在以所述镜面部为中心的旋转方向上，所述第1臂部的从一端向另一端去的朝向和所述第4臂部的从一端向另一端去的朝向相反。6.根据权利要求2所述的可动反射元件，其中，所述第2致动器部具有第7臂部，该第7臂部形成有所述压电元件，所述第7臂部的一端连接于所述可动框的内边，在所述可动框和所述镜面部之间的间隙中从所述一端沿着所述第2方向呈直线状延伸到超过所述镜面部的外边的中点的位置，且另一端连接于所述镜面部的角部。7.根据权利要求1所述的可动反射元件，其中，所述第1致动器部具有第8臂部，该第8臂部形成有所述压电元件，所述第8臂部的一端连接于所述固定框的内边，在所述固定框和所述可动框之间的间隙中从所述一端沿着所述第1方向呈直线状延伸到超过所述可动框的外边的中点的位置，所述第8臂部的另一端不折回，避开所述可动框的外边的中点地与所述可动框连接。8.根据权利要求7所述的可动反射元件，其中，所述第1致动器部具有第9臂部，该第9臂部从所述第8臂部的另一端起在所述固定框和所述可动框之间的间隙中沿着所述第2方向延伸，超过所述可动框的沿着所述第2方向延伸的外边...

【专利技术属性】
技术研发人员：绪方健治，坂本真弥，池田义文，黑木省吾，冈田和广，江良聪，
申请(专利权)人：第一精工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP