微镜器件及光扫描装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。且配置于固定框上。且配置于固定框上。

【技术实现步骤摘要】
微镜器件及光扫描装置


[0001]本专利技术的技术涉及一种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。
[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。
[0005]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。
[0006]专利文献1：日本特开2017
‑
132281号公报
[0007]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

[0008]本专利技术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。
[0009]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；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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]本专利技术的光扫描装置具备：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。
[0015]专利技术效果
[0016]根据本专利技术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。
附图说明
[0017]图1是光扫描装置的示意图。
[0018]图2是表示驱动控制部的硬件结构的一例的框图。
[0019]图3是微镜器件的外观立体图。
[0020]图4是从光入射侧观察了微镜器件的俯视图。
[0021]图5是沿图4的A
‑
A线切割的剖视图。
[0022]图6是表示反射镜部绕第1轴转动的状态的剖视图。
[0023]图7是表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例的图。
[0024]图8是概略地表示压电传感器的结构的剖视图。
[0025]图9是表示压电传感器的平面形状的一例的俯视图。
[0026]图10是从背面侧观察了固定框与第2连接部的边界的局部放大图。
[0027]图11是表示角度检测信号的生成处理的一例的图。
[0028]图12是表示与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
[0029]图13是表示与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
[0030]图14是表示参数的具体设定值的图。
[0031]图15是表示第1比较例所涉及的微镜器件的结构的俯视图。
[0032]图16是表示第1比较例所涉及的压电传感器的平面形状的俯视图。
[0033]图17是表示第2比较例所涉及的微镜器件的结构的俯视图。
[0034]图18是表示第2比较例所涉及的压电传感器的平面形状的俯视图。
[0035]图19是表示第2比较例所涉及的压电传感器的平面形状的俯视图。
[0036]图20是表示第1角度检测信号及第2角度检测信号的检测结果的图。
具体实施方式
[0037]按照附图对本专利技术的技术所涉及的实施方式的一例进行说明。
[0038]图1概略地表示一实施方式所涉及的光扫描装置10。光扫描装置10具有微镜器件(以下，称为MMD(Micro Mirror Device)。)2、光源3及驱动控制部4。光扫描装置10按照驱动控制部4的控制，通过MMD2反射从光源3照射出的光束LB，由此对被扫描面5进行光扫描。被扫描面5例如为屏幕。
[0039]MMD2为能够使反射镜部20(参考图3)绕第1轴a1及与第1轴a1正交的第2轴a2摆动的压电型双轴驱动方式的微镜器件。以下，将与第1轴a1平行的方向称为X方向，将与第2轴a2平行的方向称为Y方向，将与第1轴a1及第2轴a2正交的方向称为Z方向。
[0040]光源3是作为光束LB例如发射激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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；一对第1支承部，它们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，它们与所述第1支承部连接，并且隔着所述第1轴对置；一对第2支承部，它们在位于所述平面内且与所述第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；驱动部，其配置成包围所述可动框；固定框，其配置成包围所述驱动部；一对连接部，它们与所述固定框相比厚度薄，并且沿所述第1轴或所述第2轴延伸而连接所述驱动部与所述固定框；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，并且所述上部电极的形状及位置以所述第1轴及所述第2轴为中心呈线对称的关系，当设所述连接部的延伸方向为第1方向，设与所述第1方向正交且位于所述平面内的方向为第2方向，设所述固定框与所述连接部的边界的在所述第2方向上的长度为H时，四个所述压电传感器各自的至少一部分处于从所述第1轴及所述第2轴中的与所述第1方向平行的轴向所述第2方向H/2以内的范围内，且配置于所述固定框上。2.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，四个所述压电传感器用于通过将从以所述第1轴或所述第2轴为中心呈线对...

【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：