本发明专利技术公开了一种反射镜驱动装置以及反射镜驱动方法。反射镜驱动装置的方面包括：反射镜部分、一对内部致动器部分、一对外部致动器部分、固定及支撑部分、内部致动器驱动电压供给部分以及外部致动器驱动电压供给部分。从内部致动器驱动电压供给部分和外部致动器驱动电压供给部分中的一个驱动电压供给部分向与这一个驱动电压供给部分相对应的内部致动器部分或外部致动器提供驱动电压，该驱动电压的频率用于引起反射镜部分在与相应致动器部分的谐振驱动相关的反射镜部分的旋转方向上振荡。与谐振驱动同时，从另一个驱动电压供给部分向对应的致动器部分提供用于在不激发谐振驱动的情况下使反射镜部分倾斜的驱动电压。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开的主题涉及，更具体地涉及适用于在光扫描中使用的光偏转器的反射镜装置的结构以及该反射镜装置的驱动控制技术。
技术介绍
光扫描装置中配置的用来扫描光束的偏转器的示例包括多角镜以及电流计镜。但是，这些示例的配置都具有反射镜被电磁电机旋转的结构，这就造成了尺寸缩小方面的限制。并且，为了获取具有更高分辨率的图像或者实现高速打印，反射镜的旋转必须更快，这就造成了轴承耐用性的问题、或者由于通风损失而造成的生热或噪声的问题。近来，已经提出来一种振荡镜(oscillation mirror) (MEMS (微型机电系统))(日本专利申请公开No. 2008-257226和日本专利No. 4092283)。震荡镜利用了硅微型加工 (MEMS)，并且通过在硅基板上整体形成精密镜以及配置成支撑该精密镜的梁来获得该震荡镜。由于震荡镜被配置成利用谐振来往复震荡，所以震荡镜可降低噪声，哪怕是在高速操作下。并且，由于用于使镜部件旋转的驱动力较小，所以可以抑制功耗。而且，MEMS扫描器具有可利用MEMS加工技术从半导体基板整体制造可动部件和驱动部件的优点。用于MEMS扫描器的驱动系统的示例包括利用压电体的变形的驱动系统。该驱动系统具有扭矩大而电压低的优点。日本专利申请公开No. 2008-257226公开了其中反射镜部件经由扭转铰接件(hinge)连接至压电单晶悬臂梁(piezoelectric unimorphcantilever)的结构。通过在扭转扭杆的方向上驱动该压电单晶悬臂梁，反射镜部件被旋转地驱动，从而实现一维扫描。在此，通过使驱动源的频率与可动镜的谐振频率一致，能以较低的电压获取大的镜旋转角度。用于以相对较高的频率执行谐振扫描的部件可并入可动框，并且可动框可经由铰接件连接至另一致动器(actuator)。因此,通过围绕与谐振扫描的旋转轴垂直的轴来旋转驱动可动框能执行二维驱动。该技术可用于显示器等(日本专利No. 4092283)。
技术实现思路
在本说明书中，为了便于解释，由利用谐振的往复振荡而造成的扫描被称为“A扫描”，而朝着与谐振扫描垂直的方向的移动(扫描)被称为“B扫描”(参见图12)。并且，通过使上述B扫描的旋转轴与A扫描的旋转轴一致，A扫描的扫描中心可移动至目标地点(任意位置)。用于按照这样的方式将A扫描的扫描中心移动至目标地点的移动被称为“C扫描”(参见图13)。在日本专利No. 4092283中，用于执行针对扫描中心的移动的C扫描或者二维扫描的B扫描的致动器、以及用于执行高速扫描的另一致动器被布置成彼此分开。在这种情况下，必须提供采用可动框等的复杂的结构。因此，制造工艺复杂，这就造成了产率的下降。在日本专利申请公开No. 2008-257226中描述的一维扫描的配置中，可以通过除用于谐振激励的交流(AC)电压之外还将偏置偏压(DC电压)叠加至同一致动器来执行二维扫描以及扫描中心移动。但是，由于在利用通过将用于谐振激励的电压叠加在偏置偏压上而获得的DC-AC的叠加电压执行扫描中心移动或二维扫描时向压电膜施加了高压，所以大大降低了压电膜的耐用性。此外，这可能造成压电膜的去极化。尤其是，当压电体减薄至大约I至4 的厚度以使压电膜的位移更大时，所产生的电场变得更大。因此，薄的压电膜更容易造成上述压电膜耐用性的下降和/或压电膜的去极化。鉴于上述情况而做出了本专利技术公开的主题。本专利技术公开的主题可提供一种可在没有复杂可动框结构的情况下制造的、耐用性极佳的反射镜驱动装置，以及一种与该反射镜驱动装置有关的反射镜驱动方法。鉴于以上所述，本专利技术公开的主题的一个方面的反射镜驱动装置包括反射镜部分、一对内部致动器部分、一对外部致动器部分、固定及支撑部分、内部致动器驱动电压供给部分以及外部致动器驱动电压供给部分。所述一对内部致动器部分布置在反射镜部分两侧以将镜部分夹在中间并且耦接至反射镜部分。所述一对内部致动器部分可执行由压电体的变形而引起的弯曲位移。所述一对外部致动器部分布置在反射镜部分两侧，并且布置在相对于所述一对内部致动器部分与所述反射镜部分相距更远的位置处，并且耦接至内部致 动器部分。所述一对外部致动器部分可执行由压电体的变形而引起的弯曲位移。所述固定及支撑部分耦接至非外部致动器部分耦接至内部致动器部分的耦接部分的外部致动器部分的端部，并且所述固定及支撑部分利用该端部作为固定部分来支撑外部致动器部分。内部致动器驱动电压供给部分向内部致动器部分提供驱动电压以便激励内部致动器部分。外部致动器驱动电压供给部分向外部致动器部分提供驱动电压以便激励外部致动器部分。内部致动器部分的一端耦接至反射镜部分，内部致动器部分的另一端耦接至外部致动器部分。从内部致动器驱动电压供给部分和外部致动器驱动电压供给部分中的一个驱动电压供给部分向与这一个驱动电压供给部分相对应的内部致动器部分或外部致动器提供驱动电压，该驱动电压的频率用于引起反射镜部分在与相应致动器部分的谐振驱动相关的反射镜部分的旋转方向上振荡。与谐振驱动同时，从另一个驱动电压供给部分向内部致动器部分和外部致动器部分中的与执行谐振驱动的致动器部分不同的相应致动器部分提供用于在不激发谐振驱动的情况下使反射镜部分倾斜的驱动电压。本专利技术公开的主题的其它方面可由说明书的描述以及附图而变得清楚。根据本专利技术公开的主题，通过将内部致动器部分与外部致动器部分耦接来从反射镜部分两侧将反射镜部分夹在中间的简单结构，可执行由彼此组合的谐振驱动(用于A扫描的镜驱动)所导致的反射镜部分的移动以及由非谐振驱动(用于B扫描或C扫描的镜驱动)所导致的反射镜部分的移动所组成的反射镜驱动。并且，根据本专利技术公开的主题，分开提供了用于谐振驱动的致动器部分和用于非谐振驱动的致动器部分。并且，从彼此不同的驱动电压供给部分向用于谐振驱动的致动器部分和用于非谐振驱动的致动器部分单独地提供驱动电压。因此，提供给各个致动器部分的驱动电压可被抑制得低于将谐振驱动电压和偏置偏压叠加在同一致动器上的结构中的电压。并且，可改进致动器部分的耐用性。附图说明图I是根据本专利技术公开的主题的第一实施例的MEMS扫描器装置以及用于MEMS扫描器装置的驱动控制装置的示意图；图2是第一致动器(悬臂梁部分)的截面图；图3是包括图I所示的MEMS扫描器装置的支撑部件的配置的透视图；图4是图示了第一致动器所执行的谐振驱动(A扫描驱动)的状况的示图；图5是图示了第二致动器所执行的非谐振驱动(C扫描驱动)的状况的示图；图6是用于解释反射镜部分的操作的模式示图；图7A是图示了反射镜部分所反射的光的扫描范围的示图；图7B是图示了扫描中心的移动的状况的示图；图8是根据本专利技术公开的主题的第二实施例的MEMS扫描器装置以及用于MEMS扫描器装置的驱动控制装置的示意图；图9是包括图8所示的MEMS扫描器装置的支撑部件的配置的透视图；图10是图示了图8所示的第一致动器所执行的谐振驱动的状况的示图；图11是图示了当DC电压施加至图8所示的第二致动器时(在静态驱动时)的变形的状况的示图；图12是A扫描和B扫描的示意图；以及图13是移动A扫描的扫描中心的示例的示意图。具体实施例方式下文将参考附图来描述本专利技术所公开的主题的示例性实施例。[第一实施例]图I是根据本专利技术公开的主题的第一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反射镜驱动装置，包括：反射镜部分；一对内部致动器部分，其布置在反射镜部分两侧以将反射镜部分夹在中间并且其耦接至反射镜部分，所述一对内部致动器部分被配置成执行由压电体的变形而引起的弯曲位移；一对外部致动器部分，其布置在反射镜部分两侧，并且布置在相对于所述一对内部致动器部分与所述反射镜部分相距更远的位置处，并且耦接至内部致动器部分，所述一对外部致动器部分被配置成执行由压电体的变形而引起的弯曲位移；固定及支撑部分，其耦接至外部致动器部分中不同于外部致动器部分耦接至内部致动器部分的耦接部分的端部，所述固定及支撑部分被配置成通过在该端部固定外部致动器部分来支撑外部致动器部分；内部致动器驱动电压供给部分，其被配置成向内部致动器部分提供驱动电压以激励内部致动器部分；以及外部致动器驱动电压供给部分，其被配置成向外部致动器部分提供驱动电压以激励外部致动器部分，其中内部致动器部分的一端耦接至反射镜部分，内部致动器部分的另一端耦接至外部致动器部分，从内部致动器驱动电压供给部分和外部致动器驱动电压供给部分中的一个驱动电压供给部分向与这一个驱动电压供给部分相对应的内部致动器部分或外部致动器提供驱动电压，该驱动电压的频率用于引起反射镜部分在与相应致动器部分的谐振驱动相关的反射镜部分的旋转方向上振荡，以及与谐振驱动同时，从另一个驱动电压供给部分向内部致动器部分和外部致动器部分中的与执行谐振驱动的致动器部分不同的对应致动器部分提供用于在不激励谐振驱动的情况下使反射镜部分倾斜的驱动电压。...
【技术特征摘要】
2011.03.30 JP 2011-0744291.一种反射镜驱动装置，包括 反射镜部分； 一对内部致动器部分，其布置在反射镜部分两侧以将反射镜部分夹在中间并且其耦接至反射镜部分，所述一对内部致动器部分被配置成执行由压电体的变形而引起的弯曲位移； 一对外部致动器部分，其布置在反射镜部分两侧，并且布置在相对于所述一对内部致动器部分与所述反射镜部分相距更远的位置处，并且耦接至内部致动器部分，所述一对外部致动器部分被配置成执行由压电体的变形而引起的弯曲位移； 固定及支撑部分，其耦接至外部致动器部分中不同于外部致动器部分耦接至内部致动器部分的耦接部分的端部，所述固定及支撑部分被配置成通过在该端部固定外部致动器部分来支撑外部致动器部分； 内部致动器驱动电压供给部分，其被配置成向内部致动器部分提供驱动电压以激励内部致动器部分；以及 外部致动器驱动电压供给部分，其被配置成向外部致动器部分提供驱动电压以激励外部致动器部分，其中 内部致动器部分的一端耦接至反射镜部分，内部致动器部分的另一端耦接至外部致动器部分， 从内部致动器驱动电压供给部分和外部致动器驱动电压供给部分中的一个驱动电压供给部分向与这一个驱动电压供给部分相对应的内部致动器部分或外部致动器提供驱动电压，该驱动电压的频率用于引起反射镜部分在与相应致动器部分的谐振驱动相关的反射镜部分的旋转方向上振荡，以及 与谐振驱动同时，从另一个驱动电压供给部分向内部致动器部分和外部致动器部分中的与执行谐振驱动的致动器部分不同的对应致动器部分提供用于在不激励谐振驱动的情况下使反射镜部分倾斜的驱动电压。2.根据权利要求I所述的反射镜驱动装置，其中 每个外部致动器部分具有其中外部致动器部分与固定及支撑部分在耦接部分处固定的悬臂梁结构，以及 每个内部致动器部分具有其中内部致动器部分与外部致动器部分在耦接部分处固定的悬臂梁结构。3.根据权利要求I或2所述的反射镜驱动装置，其中 外部致动器部分和内部致动器部分中的每一个都是具有其中下电极、压电体和上电极按照这样的顺序层叠在振荡板上的结构的压电单晶类型的致动器。4.根据权利要求I或2所述的反射镜驱动装置，其中 执行驱动，以使得内部致动器部分的驱动所引起的反射镜部分的旋转运动的旋转轴变得平行于外部致动器部分的驱动所引起的反射镜部分的旋转运动的旋转轴。5.根据权利要求I或2所述的反射镜驱动装置，其中 执行驱动，以使得内部致动器部分的驱动所引起的反射镜部分的旋转运动的旋转轴变得垂直于外部致动器部分的驱动所引起的反射镜部分的旋转运动的旋转轴。6.根据权利要求I或2所述的反射镜驱动装置，其中在反射镜部分与内部致动器部分之间的每一个耦接部分以及内部致动器部分与外部致动器之间的每一个耦接部分中的至少一个耦接部分中采用促使该至少一个耦接部分变形的回折结构。7.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：直野崇幸，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：
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