致动器、防护罩、制造方法、光偏转器、扫描仪及投影仪技术

公开了致动器、防护罩、制造方法、光偏转器、扫描仪及投影仪。一种致动器，具有框架元件、一对横梁元件、由所述框架元件通过所述横梁元件旋转支撑的可移动元件、用于使所述可移动元件相对于所述框架元件并围绕作为旋转轴的所述横梁元件旋转的驱动器、以及在所述横梁元件旋转轴线上设置的阻尼元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种致动器、致动器防护罩、致动器制造方法、包含致动器的光偏转器、二维光扫描仪、以及包含光扫描仪的图像投影仪。
技术介绍
微机械技术(MEMQ制造的致动器在节约能源、微型化、高速操作等方面有很大提升。由硅晶片制成的致动器的驱动器能通过半导体微制造技术大规模且低成本地生产。图1是这样的致动器的示例。在图1中致动器30包括矩形框架元件31、一对作为旋转轴线的横梁元件(扭力杆)32，和可移动元件33。所述一对横梁元件连接于框架元件 31，而可移动元件33由框架元件31通过横梁元件32支撑。例如镜面33a设置在可移动元件33上。在致动器30上，可移动元件33通过横梁元件的扭力转动，如图2、3所示。该致动器30可使用谐振小能量产生大幅度、高速的旋转振荡。此外，日本专利申请No. 2003-181800中公开的致动器30包括由折回部分3 和直线部分34b组成的弯折横梁元件34、以及在该弯折横梁元件上形成的压电膜，如图4、5所示。通过在相反方向上可选地弯折横梁元件32的相邻直线部分34b，该具有低弹性刚度的致动器可大大倾斜(incline)。也就是说，通过在框架元件31上安装弯折横梁元件，该致动器30可具有弹性系统，该弹性系统相当于在框架元件31大小没变的情况下由长直线扭力形成的弹性系统。因此，可降低横梁元件的弹性刚度并且在低速操作下降低弹性系统的谐振频率。甚至不使用谐振，该致动器也可由小驱动力产生很大的旋转。另外，日本专利申请No. 2010-148265公开了另一致动器，例如，该机构包括弯折振荡器上的驱动器元件，来提高对驱动器元件的能量提供效率。另外，日本专利申请No. 2004-304856公开了一致动器，例如，该机构包括可移动元件，弯折横梁元件、以及梳状元件，其中该弯折横梁元件相对于框架元件摇摆支撑可移动元件，并且该梳状元件被固定在当可移动元件移动时与弯折横梁元件啮合的位置处。该类致动器，作为一种由易碎材料的硅制成的MEMS设备，当受到与旋转轴线垂直方向的力时容易出现故障。此外，将该类致动器作为利用光束二维扫描物体成像的光扫描仪，优选弹性系统的低刚度以便降低副扫描方向上的谐振频率，甚至由于支撑弹性系统的谐振频率相对于期望的振荡频率过高而造成不产生谐振时，仍能通过小能量驱动致动器。然而，由于低弹性刚度，该致动器的机械强度降低从而很可能受到损坏或出现故障。并且，上面文献中公开的弯折横梁元件在有限空间内获得低弹性刚度，但受到碰撞时产生问题，即与直线横梁元件相比较，它可能发生很大移动，从而容易出现故障。例如，图6示出了可移动元件33绕着旋转轴线0正常旋转。可移动元件33被设计成当旋转时可移动元件33的移动区域被限制且致动器30不容易发生故障。同时，在图7和8中，由于对可移动元件33产生预想不到的力使其偏离旋转轴线 0，横梁元件32 (弯折横梁元件34)发生变形和扭曲。存在移动元件33碰到在致动器30附近布置的电路元件等并且致动器30可能发生故障的可能性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种致动器，当受到碰撞时，该致动器能防止故障或损坏，同时提供该致动器的防护罩、致动器制造方法、包含致动器的光偏转器、二维光扫描仪、以及包含光偏转器的图像投影仪。根据本专利技术的一方面，一种致动器包括框架元件；一对横梁元件；可移动元件， 由所述框架元件通过所述横梁元件旋转地支撑；驱动器，用于使所述可移动元件相对于所述框架元件并围绕作为旋转轴的所述横梁元件旋转；以及在所述横梁元件的旋转轴线上设置的阻尼元件。附图说明本专利技术的特征、实施例和优点，将参照附图在以下详细描述。图1是传统的致动器的结构示例的示意性立体图；图2是当以一方向旋转时图1中的可移动元件的立体图；图3是当以另一方向旋转时图1中的可移动元件的立体图；图4是另一传统致动器的立体图，该致动器包括连接可移动元件和框架元件的弯折横梁元件；图5示出了图4中的弯折横梁元件的另一示例；图6示出了当可移动元件如设计那样沿着旋转轴线旋转时的正常状态下的弯折横梁元件；图7示出了当可移动元件偶然旋转离开轴线时变形的弯折横梁元件；图8示出了当可移动元件偶然旋转离开轴线时另一变形的弯折横梁元件；图9是根据本专利技术第一实施例的致动器的立体图，示出了可移动元件的前面；图10是图9中的致动器的立体图，示出了可移动元件的后面；图11是根据本专利技术第二实施例的包括弯折横梁元件的致动器的立体图；图12是图11中的弯折横梁元件的另一示例的立体图；图13是示出了施加的电压的驱动频率和角度幅值之间的关系的图表；图14是根据本专利技术第二实施例的致动器的示例的立体图，该致动器在偏离旋转轴线的位置处包括将弯折横梁元件连接到可移动元件的第一连接轴和将弯折横梁元件连接到框架元件的第二连接轴；图15示出了在图14中的致动器的旋转轴线上非连续布置的用来横跨直线部分的阻尼元件；图16是根据本专利技术第三实施例的致动器的立体图，该致动器包括在图11中的弯折横梁元件上连续形成的阻尼元件；图17是包括在图12中的弯折横梁元件上连续形成的阻尼元件的致动器的立体图18示出了在图14中的致动器的旋转轴线上连续布置的用来横跨直线部分的阻尼元件；图19是根据本专利技术第四实施例的致动器的立体图，其中压电膜形成在致动器横梁元件的直线部分上；图20示出了当横梁元件移动时施加了电压的图19中的致动器；图21是根据第五实施例的致动器的立体图，该致动器包括在图19中的致动器的平板部分的四个角处的碰撞减弱元件；图22是根据第六实施例的致动器的前面的立体图；图23示出了图22中的致动器的后面；图M是根据第七实施例的致动器的立体图，该致动器在后面包括用于容置排放单元的排出针脚的凹部；图25示出了如何根据本专利技术的一个实施例的致动器制造方法在横梁元件上形成阻尼元件的示例；图沈示出了相互分离的模具和致动器；图27示出了图沈中的模具与框架元件装配；图观示出了相互分离的模具和致动器的另一示例；图四示出了图观中的模具与框架元件装配；图30示出了如何将阻尼材料附接在横梁元件上；图31示出了用于旋转轴线模式识别的、弯折横梁元件的旋转轴线上形成的位置标记；图32示出了在弯折横梁元件的旋转轴线上的间隙中布置的棒状元件；图33是在两者之间提供了阻尼元件的棒状元件和弯折横梁元件的部分放大视图；图34示出了装在图19中的致动器上的致动器防护罩；图35是图34中的防护罩的放大立体图；图36是图35中的致动器和防护罩的剖视图；图37是在弯折横梁元件的旋转轴线的横向方向上的装有防护罩的致动器的放大横截面图，示出了在壁中保持的弯折横梁元件；图38是图37的壁中保持的弯折横梁元件的另一个放大横截面图；图39是图37的壁中保持的弯折横梁元件的另一个放大横截面图；图40是装有防护罩的致动器的平面图，示出了阻尼元件的位置的另一例子；图41是致动器阻尼元件的位置的另一例子的平面图；图42是装有防护罩的致动器的后面的立体图；图43是包含根据本专利技术的致动器的光偏转器致动器的例子的立体图，该光偏转器包括具有反射表面的平板部分；图44是二维光扫描仪的平面视图，其中内部嵌套有根据本专利技术的致动器；图45是致动器的平面视图，其中利用在弯折横梁元件上的布线形成位置标记；图46是图45布线的一部分的放大视图；图47是图像投影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：北泽智文，赤沼悟一，藤井光美，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：