CN103827725A

CN103827725A - 光学反射元件

Info

Publication number: CN103827725A
Application number: CN201280047344.7A
Authority: CN
Inventors: 水原健介; 黑塚章; 中园晋辅; 平冈聪一郎; 山本雄大; 堀江寿彰; 小牧一树
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: WO2013046612A1; US20140226194A1; JPWO2013046612A1; US9091856B2; CN103827725B

Abstract

本发明提供一种光学反射元件，其具备：反射镜；与反射镜连接的框体；通过振动使反射镜以旋转轴为中心旋转的驱动梁。框体通过将反射镜置于其间且相互位于相反侧的两个连接部与反射镜连接。框体的刚性比反射镜的刚性高。旋转轴与连结第一连接部和第二连接部的线段正交。该光学反射元件能够抑制反射镜的动态挠曲。

Description

光学反射元件

技术领域

本发明涉及在使用了激光的光学反射投射装置等中使用的光学反射元件。

背景技术

使从激光器等光源射出的光束进行扫描的车载用雷达或投影型的显示装置正在被实用化。以往，这种光学反射元件具备：外框体；通过槽而与该外框体分离的内框体；设置在该槽内而将内框体支承于外框体的外支承轴；通过槽而与内框体分离的反射镜；设置在该槽内而将反射镜支承于内框体的内支承轴；具有与外框体连接的一端和与外支承轴连接的另一端的外压电振动板；具有与内框体连接的一端和与内支承轴连接的另一端的内压电振动板。反射镜以外支承轴和内支承轴为中心进行摆动运动，由此使入射到反射镜上的光的反射光在屏幕上进行二维扫描，从而在屏幕上显示图像。

与该光学反射元件类似的光学反射元件例如记载于专利文献1。

为了使用该扫描型光学反射装置来实现高析像度的图像，要求反射镜的大型化、高速化，但伴随于此，会产生驱动时的反射镜的动态挠曲。因动态挠曲，使得反射镜成为凹面镜或凸面镜，由反射镜反射的激光变宽，从而导致无法准确地显示图像或者显示出焦点模糊的图像。

动态挠曲的产生要因是作用于反射镜的惯性力。因此，伴随着与旋转轴相距的距离增加而惯性力增加，从而动态挠曲也增加。反射镜具备成为摆动运动的中心的支承轴，根据反射镜的支承方法的不同而动态挠曲的分布有所变化。即，动态挠曲的分布由惯性力和支承方法的平衡来决定。

在专利文献2中，记载了在反射镜的中央部与周缘部之间设有用于抑制动态挠曲从周缘部向中央部的传递的贯通孔的结构。反射镜的周缘部在与传递用于进行摆动运动的驱动力的扭杆连接的连接位置处，因应力集中而产生比周围大的动态挠曲。在专利文献2中，抑制了该因应力集中而产生的动态挠曲向中央部传递的现象。

然而，若为了抑制周缘部的动态挠曲向中央部传递而使周缘部与中央部的连结部小型化，则会在连结部周边集中用于驱动的转矩，从而导致中央部的动态挠曲。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-148459号公报

专利文献2：日本专利第3926552号公报

发明内容

光学反射元件具备：反射镜；与反射镜连接的框体；通过振动使反射镜以旋转轴为中心旋转的驱动梁。框体通过将反射镜置于其间且相互位于相反侧的两个连接部与反射镜连接。框体的刚性比反射镜的刚性高。旋转轴与连结第一连接部和第二连接部的线段正交。

该光学反射元件能够抑制反射镜的动态挠曲。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的光学反射元件的俯视图。

图2A是实施方式1中的光学反射元件的可动板的表面图。

图2B是图2A所示的可动板的背面图。

图3是图1所示的光学反射元件的线3-3处的剖视图。

图4是表示实施方式1中的光学反射元件的驱动的立体图。

图5A是实施方式1中的光学反射元件的反射镜的侧视图。

图5B是实施方式1中的光学反射元件的反射镜的侧视图。

图5C是实施方式1中的光学反射元件的反射镜的侧视图。

图6A是实施方式1中的光学反射元件的反射镜的示意图。

图6B是表示图6A所示的反射镜的动态挠曲的图。

图7A是实施方式1中的光学反射元件的框体的示意图。

图7B是表示图7A所示的框体的动态挠曲的图。

图8A是实施方式1中的光学反射元件的反射镜和框体的示意图。

图8B是实施方式1中的光学反射元件的反射镜和框体的示意图。

图8C是实施方式1中的光学反射元件的反射镜和框体的示意图。

图8D是实施方式1中的光学反射元件的反射镜和框体的示意图。

图8E是实施方式1中的光学反射元件的反射镜和框体的示意图。

图9是实施方式1中的另一光学反射元件的俯视图。

图10是表示图9所示的光学反射元件的驱动梁的振动的图。

图11A是本发明的实施方式2中的光学反射元件的可动板的表面的放大图。

图11b是图11A所示的可动板的背面的放大图。

图11C是图11A所示的可动板的线11C-11C处的剖视图。

图12A是表示实施方式2中的光学反射元件的加强肋的图。

图12B是表示实施方式2中的光学反射元件的另一加强肋的图。

图12C是表示实施方式2中的光学反射元件的又一加强肋的图。

图12D是表示实施方式2中的光学反射元件的再一加强肋的图。

图13是本发明的实施方式3中的光学反射元件的俯视图。

图14A是实施方式3中的光学反射元件的可动板的表面图。

图14B是图14A所示的可动板的背面图。

图15A是实施方式3中的光学反射元件的框体的示意图。

图15B是表示图15A所示的框体的位置与动态挠曲的关系的图。

图15C是比较例的光学反射元件的框体的示意图。

图15D是表示图15C所示的框体的位置与动态挠曲的关系的图。

图15E是实施方式3中的光学反射元件的反射镜的示意图。

图15F是图15E所示的反射镜的位置与动态挠曲的关系图。

图16A是本发明的实施方式4中的光学反射元件的可动板的表面图。

图16B是图16A所示的可动板的背面图。

图17A是实施方式4中的光学反射元件的另一可动板的表面图。

图17B是图17A所示的可动板的背面图。

具体实施方式

(实施方式1)

图1是本发明的实施方式1中的光学反射元件18的俯视图。光学反射元件18具有长方形框状的支承体1和两个音叉振子6a、6b。驱动梁2a、2b的一端固定于支承体1。驱动梁11a、11b的一端分别固定于音叉振子6a、6b的振动中心9a、9b。在驱动梁11a、11b的另一端连接有可动板12，该可动板12包括对激光光线等光进行反射的反射镜13。音叉振子6a由臂3a、4a和将臂3a、4a连结的连结部5a构成。音叉振子6b由臂3b、4b和将臂3b、4b连结的连结部5b构成。音叉振子6a、6b将可动板12置于其间且相互配置在相反侧。振动中心9a、9b配置在可动板12的旋转轴14上。

图2A和图2B分别是可动板12的表面图和背面图。可动板12具有反射镜13和通过连接部15、16对反射镜13进行支承的框体17。框体17由驱动梁11a、11b支承。而且，将连接部15、16连结的线段L1与旋转轴14垂直。框体17的厚度比反射镜13的厚度大。反射镜13在连接部15、16处局部地与框体17连接，在旋转轴14处未与框体17连接而分离。也如图1所示，一对驱动梁2a、2b在旋转轴14处与框体17连接。

图3是图1所示的光学反射元件18的线3-3处的剖视图。光学反射元件18由硅等具有弹性、机械强度及高扬氏模量的弹性构件构成。

臂3a、3b、4a、4b由硅等基材20构成，在臂3a、3b、4a、4b的至少一面上形成有用于引起挠曲振动的压电促动器10。基材20由硅等具有弹性、机械强度及高扬氏模量的弹性构件构成。压电促动器10由层叠在基材20上的硅氧化膜21、层叠在硅氧化膜21上的下部电极层22、层叠在下部电极层22上的压电体层23、层叠在压电体层23上的上部电极层24形成。

在实施方式1中，下部电极层22由铂构成，上部电极层24由金构成，压电体层23由锆钛酸铅(Pb(Zr_x、Ti_1-x)O₃，x=0.525)等压电材料构成。这些层能够通过蒸镀、溶胶凝胶、CVD、溅射法等薄膜工艺一并形成，并能够通过使用了光刻技术的蚀刻技术准确地加工成微细的图案。

可动板12也由基材20形成。比反射镜13厚的框体17具备在基材20的下表面设置的硅氧化膜25和在硅氧化膜25的下表面设置的硅结构体26。对基材20、硅氧化膜25和硅结构体26成为一体的平板基板从其表面利用氟系气体进行蚀刻，由此对基材20进行加工，然后，从背面与表面同样地利用氟系气体进行蚀刻，由此能够形成厚度不同的硅结构体26。此外，以银为主成分的金属薄膜27通过蒸镀、溅射法等薄膜工艺而形成在反射镜13的表面。金属薄膜27构成为对激光光线等光进行反射。

接下来，对使用了压电促动器10的光学反射元件18的驱动方法进行说明。

图4是表示光学反射元件18的动作的立体图。音叉振子6a、6b以可动板12为中心在可动板12的旋转轴14上相互配置于相反侧。以使音叉振子6a、6b的臂3a、3b向相同方向挠曲，臂4a、4b向相同方向挠曲，且臂3a、3b向臂4a、4b的相反方向挠曲的方式对压电促动器10施加电压。利用音叉振子6a、6b的振动能量而能够使由驱动梁11a、11b和可动板12构成的扭转振子产生扭转振动。通过该扭转振动使可动板12反复旋转振动。

在实施方式1的通过在旋转轴14上延伸的驱动梁11a、11b的扭转振动而产生反射镜13的扭转振动的光学反射元件18中，能够同时抑制与旋转轴14平行的方向和垂直的方向这两方向上的反射镜13的动态挠曲。

首先，说明与旋转轴14垂直的方向上的动态挠曲抑制效果。图5A至图5C是反射镜13的从旋转轴14的方向观察到的侧视图。当反射镜13以旋转轴14为中心进行旋转运动时，在反射镜13的各部分如图5B所示那样作用有与这些部分距旋转轴14的距离成比例的大小的惯性力F1。在惯性力F1的作用下，反射镜13如图5C所示那样旋转且动态地挠曲。因此，在反射镜13那样的圆形的反射镜中，从旋转轴14离开最远而惯性力F1最大的反射镜13的两端通过连接部15、16与刚性比反射镜13高的框体17连接而被支承，由此能够抑制反射镜13的动态挠曲。而且，通过增大框体17的厚度而能够提高刚性。

接下来，说明抑制与旋转轴14平行的方向上的动态挠曲的效果。就与旋转轴14平行的方向上的反射镜13的各部分的动态挠曲而言，由于距旋转轴14的距离相等，因此惯性力F1在与旋转轴14平行的方向上相等，但由于距支承反射镜13的支承点的距离不同，因而产生与旋转轴14平行的方向上的反射镜13的各部分的动态挠曲。

图6A是反射镜13的示意图。将反射镜13的外缘上的连接部15的中心点定义为支承点28，将反射镜13的外缘上的连接部16的中心点定义为支承点29。反射镜13具有支承点28、29，将支承点28、29连结的线段与旋转轴14所成的角度为90度。图6B示出图6A所示的反射镜13的线L101上的动态挠曲的量的分布。在图6B中，反射镜13具有线L101上的端部b1、b2，线L101在交点b0处与将支承点28、29连结的线段M1相交。在线L101上，动态挠曲的量在交点b0处最小。在反射镜13的各部分中，与距交点b0的距离相应而距支承点28、29的距离增加，因此随着距交点b0的距离的增加而动态挠曲的量增加。

图7A是框体17的示意图。将框体17连接于驱动梁11a的连接部位的中心点定义为支承点37，将框体17连接于驱动梁11b的连接部位的中心点定义为支承点38。图7B示出图7A所示的框体17的线L102上的动态挠曲的量的分布。框体17具有线L102上的端部c1、c2，将端部c1、c2连结的线段具有中点c0。在线L102上，动态挠曲量在中点c0处最大，随着距中点c0的距离增加而减少。

图6B所示的动态挠曲的量的分布具有向下凸出的特性。图7B所示的动态挠曲的量的分布具有向上凸出的特性，且相对于图7A所示的分布颠倒。如图2A和图2B所示那样将框体17与反射镜13以局部重叠的方式连接，以使框体17的动态挠曲与反射镜13的动态挠曲抵消的方式选择反射镜13与框体17的重叠宽度的话，则能够抑制与旋转轴14平行的方向上的动态挠曲。

例如，将驱动梁11a、11b不经由框体17而直接连接反射镜13，反射镜13的厚度为100μm，反射镜13的直径为1.1mm的比较例的光学反射元件的反射镜13的动态挠曲量为590nm。相对于此，如图2A和图2B所示的光学反射元件18那样经由框体17将驱动梁11a、11b结合，反射镜13的厚度为100μm，框体17的厚度为200μm，连接部15、16的厚度也与框体17同样为200μm，反射镜13的直径为1.1mm，线段L1的方向上的框体17与反射镜的连接宽度h1为50μm，线段L1的方向上的框体17与反射镜13的连接宽度h2为50μm时的动态挠曲量为91nm。这样，实施方式1中的光学反射元件18相对于比较例而言能够抑制85％的动态挠曲的量。

在光学反射元件18中，由于在反射镜13上未产生动态挠曲，因此由反射镜13反射的光不会变宽，能够在屏幕上准确地显示出清晰的图像。

此外，在通过旋转轴14上的梁产生的扭转振动来实现反射镜13的扭转振动的光学反射元件18中，在旋转轴14上由梁支承的框体17通过连接部15、16与反射镜13连接。当构成为将连接部15、16连结的线段L1与旋转轴14所成的角为90度时，框体17和反射镜13的动态挠曲分布颠倒。即，若以使框体17和反射镜13的动态挠曲的分布相互颠倒的方式将框体17与反射镜13连接，则能够使动态挠曲抵消。图8A～图8E是以使框体17和反射镜13的动态挠曲分布相互抵消的方式连接的框体17和反射镜13的示意图。如图8A和图8B所示，连接部15、16连接于框体17的宽度与连接部15、16连接于反射镜13的宽度可以不同。而且，框体17可以不是与反射镜13的圆形的外缘相同的圆形，而是图8D所示的四边形或图8E所示的六边形。

当增大框体17的厚度时，框体17的刚性增加而更牢固地支承反射镜13，因此抑制动态挠曲的效果增加。然而，这种情况下，使反射镜13的动态挠曲抵消的效果减弱，框体17的挠曲成为反射镜13的挠曲，抑制动态挠曲的效果减小。而且，这种情况下，由框体17和反射镜13构成的可动板12的重量增加，因此会导致共振频率的下降、驱动效率的下降。因此，对于厚度100μm的以Si为基材的反射镜13而言，通过将框体17的宽度设为50μm并将厚度设为200μm，由此能够使框体17的动态挠曲抵消反射镜13的动态挠曲，能够以高驱动效率使可动板12振动。需要说明的是，根据基材20的组成、厚度等光学反射元件18的结构，来对能得到最具效果的抵消效果的框体的宽度、厚度进行调整。

通过增大反射镜13的厚度，能够简单地得到抑制反射镜13的动态挠曲的效果。然而，为了通过增厚反射镜13来得到与抑制框体17产生的动态挠曲的效果同等的效果，需要使反射镜13的厚度为500μm左右。这种情况下，会导致因反射镜13的重量增加引起的共振频率的下降、驱动效率的下降。因此，为了抑制动态挠曲而增厚反射镜13的话，会降低压电促动器10的性能。相对于此，在实施方式1的光学反射元件18中，不改变反射镜13的厚度就能够抑制动态挠曲，因此能够在维持共振频率和驱动效率的状态下有效地抑制动态挠曲。

另外，在实施方式1的光学反射元件18中，能够抑制反射镜13的面整体的动态挠曲。因此，在从旋转轴14离开最远的点为反射镜13的端部的情况下，若增大与旋转轴14垂直的方向上的反射镜13的宽度，则从旋转轴14到反射镜13的端部为止的距离增加，反射镜13的惯性力矩增加。因此，当向与旋转轴14垂直的方向增大反射镜13时，相较于向与旋转轴14平行的方向增大反射镜13的情况，会大幅导致共振频率的下降、驱动效率的下降。在实施方式1的光学反射元件18中，由于没有向与旋转轴14垂直的方向增大反射镜13，因此能够在维持共振频率、驱动效率的状态下有效地抑制反射镜13的面整体的动态挠曲。

在可动板12中，以将连接部15、16连结的线段L1相对于旋转轴14成为90度的方式将框体17与反射镜13连接，由此能够最有效地得到通过反射镜13和框体17的动态挠曲的分布颠倒而带来的消除反射镜13的动态挠曲的效果。然而，即使在将连接部15、16连结的线段L1相对于旋转轴14不为90度的情况下，只要在与旋转轴14正交的方向上设置连接部15、16，就能够得到抑制动态挠曲的效果。尤其是在连接部15、16相对于旋转轴14呈线对称地配置的情况下，能够更有效地得到本申请发明的动态挠曲抑制效果。

此效果在通过臂3a、3b、4a、4b来驱动反射镜13的驱动方法与可动板12的驱动方法不同的情况下也同样能够得到。

如上述那样，光学反射元件18具备：反射镜13；通过将反射镜13置于其间且相互位于相反侧的连接部15、16而与反射镜13连接的框体17；为了通过振动使反射镜13以旋转轴14为中心旋转，而将框体17置于其间且相互在相反侧与框体17结合的一对驱动梁11a、11b。框体17的刚性比反射镜13的刚性高。旋转轴14与将连接部15、16连结的线段L1正交。

反射镜13可以通过连接部15、16而与框体17一体形成。

反射镜13具有对光进行反射的表面和该表面的相反侧的背面。在反射镜13的背面可以设置加强肋40。一对驱动梁11a、11b与框体17连接。

图9示出实施方式1中的另一光学反射元件30的俯视图。在图9中，对与图1所示的光学反射元件18相同的部分标注同一参照编号。图9所示的光学反射元件30具备具有弯曲形状的驱动梁36来取代图1所示的光学反射元件18的具有直线形状的驱动梁2a、2b、11a、11b。图9所示的光学反射元件30具备：长方形框状的支承体34；支承于支承体34的一对驱动梁36；与驱动梁36各自的内端在旋转轴14上结合而被支承的可动板35。驱动梁36各自的内端在旋转轴14上与可动板35的框体17连接。一对驱动梁36的外端与支承体34的端边内侧的相互对置的部分分别连接。驱动梁36由以构成弯曲形状的方式交替连结的多个弯曲部31和多个振动板33形成。在多个振动板33上，每隔一个振动板33设置压电促动器32。可动板35与图1所示的光学反射元件18的可动板12同样由框体17和反射镜13构成。

接下来，说明光学反射元件30的组成。光学反射元件30具有由硅等具有弹性、机械强度及高扬氏模量的弹性构件构成的基材。而且，压电促动器32与图3所示的压电促动器10同样，具备：层叠在由硅构成的基材20上的硅氧化膜21；层叠在硅氧化膜21上的下部电极层22；层叠在下部电极层22上的压电体层23；层叠在压电体层23上的上部电极层24。

接下来，说明光学反射元件30的动作。图10是表示驱动梁36的振动的图。

对压电促动器32施加光学反射元件30的共振频率的交流电压。由此，设有压电促动器32的振动板33以向下凸出或向上凸出地弯曲的方式位移。

此时，相邻的振动板33基于共振的原理而与压电促动器32对称地变形。即，未设置压电促动器32的振动板33向与压电促动器32相差180度的方向位移。

这样，在具有弯曲形状的驱动梁36中，相邻的振动板33和压电促动器32向相差180度的方向位移，因此它们的位移绕着旋转轴14蓄积，从而能够得到可动板35的位移。

如上述那样，光学反射元件30具备：为了通过振动使反射镜13以旋转轴14为中心旋转，而将框体17置于其间且相互在相反侧与框体17结合的一对驱动梁36；在与旋转轴14不同的位置处与一对驱动梁36分别连接，且沿着框体17延伸的一对外框52；将一对外框52与框体17分别连结的一对连结部53a、53b。一对连结部53a、53b在旋转轴14处与框体17连接。

(实施方式2)

图11A和图11B分别是实施方式2中的光学反射元件的可动板12的表面图和背面图。图11C是图11A所示的可动板12的线11C-11C处的剖视图。实施方式2中的可动板12还具有在反射镜13的外周部设置的加强肋40。加强肋40通过与框体17同样的构件构成，厚度也相等。加强肋40与框体17的厚度也可以不同。

接下来，说明实施方式2中的可动板12的动态挠曲抑制的效果。如图6B所示，与旋转轴14平行的方向上的动态挠曲的量随着从反射镜13的中央接近端部而增加。该增加的原因在于，随着接近反射镜13的端部，从反射镜13的支承点28、29离开而使反射镜13的动态挠曲增加。通过利用加强肋40对这样动态挠曲大的反射镜13的端部进行支承，由此能够提高反射镜13的刚性，能够减少反射镜13的面的与旋转轴14平行的方向上的动态挠曲量。

图12A至图12D是实施方式2中的具有不同形状的加强肋40的可动板12的背面图。加强肋40若设置在反射镜13的端部则更能获得效果，但是如图12A至图12D所示，即使加强肋40具有从反射镜13的端部离开的部分或者加强肋40从端部离开，只要形成为提高反射镜13的刚性的配置，就能够减少反射镜13的动态挠曲。

(实施方式3)

图13是本发明的实施方式3中的光学反射元件130的俯视图。在图13中，对与图9所示的实施方式1中的光学反射元件30相同的部分标注同一参照编号。图13所示的光学反射元件在图9所示的实施方式1中的光学反射元件30上还具备一对外框52和一对连结部53a、53b，且在与旋转轴14不同的位置处支承可动板12。

如图13所示，在光学反射元件130中，具有弯曲形状的一对驱动梁36的内端在与旋转轴14不同的位置处与一对外框52分别连接。

图14A和图14B分别是实施方式3中的可动板12的表面图和背面图。可动板12具有反射镜13和通过连接部15、16而与反射镜13连接来对反射镜13进行支承的框体51。框体51由与图9所示的实施方式1中的框体17具有同样形状且同样的材料构成。框体51与连结部53a、53b连接，连结部53a、53b与外框52连接。通过连结部53a、53b来分别支承框体51的一对外框52由一对驱动梁36支承。需要说明的是，连结部53a、53b的中心位于旋转轴14上。

接下来，说明本发明的实施方式3中的光学反射元件130的动态挠曲抑制的效果。

图15A是实施方式3中的框体51的示意图。图15B是表示图15A所示的框体51的位置与动态挠曲的关系的图。图15A所示的框体51与图9所示的实施方式1中的框体51同样，在旋转轴14上与连结部53a、53b连接而支承于驱动梁36。框体51具有沿着框体51延伸的线L301上的端部e1、e2，旋转轴14与框体51在交点e0处相交。图15B示出框体51的沿着线L301的各部分处的动态挠曲的量。如图15B所示，端部e1、e2处的动态挠曲的量的绝对值彼此相等。这是由于从旋转轴14到端部e1、e2的距离相等，因此向端部e1、e2施加的惯性力相等，而且，由于距连接部16的距离也相等，因此端部e1、e2的动态挠曲彼此相等。

图15C是比较例的框体51的示意图。图15D是表示图15C所示的框体51的位置与动态挠曲的关系的图。图15C所示的框体51在与旋转轴14不同的位置处与连结部53a、53b连接，且在与旋转轴14不同的位置处支承于驱动梁36。框体51具有沿着框体51延伸的线L302上的端部f1、f2，旋转轴14与框体51在交点f10处相交。连结部53a在支承点fs处与框体51连接。支承点fs从旋转轴14离开。如图15D所示，端部f1、f2处的动态挠曲的量的绝对值不同。这是由于端部f1、f2虽然距旋转轴14的距离彼此相等而使分别受到的惯性力相等，但是距连接部16的距离不同所引起的。

图15E是实施方式3中的反射镜13的示意图。反射镜13具有线L303上的端部g1、g2，线L303在交点g0处与旋转轴14相交。图15F示出图15E所示的反射镜13的动态挠曲的量。实施方式1～3中的光学反射元件构成为使反射镜13的挠曲与框体51(17)的挠曲抵消。如图15F所示，反射镜13的动态挠曲的量的绝对值在连接部15、16处相等，因此为了消除反射镜13的挠曲和框体51的挠曲，需要使框体51的动态挠曲的量的绝对值在连接部15、16处相等。

在实施方式3的光学反射元件130中，通过用于将框体51支承在旋转轴14上的一对外框52而将框体51支承在旋转轴14上。由此，框体51的动态挠曲量在连接部15、16处相等，即使在与旋转轴14不同的位置处将驱动梁36和外框52连接，也能够与实施方式1中的光学反射元件30同样地得到抑制动态挠曲的效果。

需要说明的是，外框52的厚度可以与框体51相同。

(实施方式4)

图16A和图16B分别是本发明的实施方式4中的光学反射元件的可动板71的表面图和背面图。在图16A和图16B中，对与图9所示的实施方式3中的光学反射元件30相同的部分标注同一参照编号。实施方式4中的可动板71具有框体54和反射镜13。反射镜13通过与实施方式3中的连接部15、16处于相同位置的连接部55、56与框体54连接而被支承。框体54在与旋转轴14不同的位置处与驱动梁36连接而被支承。

在实施方式4的可动板71中，与实施方式3不同，为了使框体54的动态挠曲相对于旋转轴14对称地分布，而使连接部55和连接部56的厚度不同。就与和驱动梁36连接的位置相距的距离不同所引起的动态挠曲的差异而言，通过使框体54的厚度不同而使其刚性不同，由此能够使框体54的动态挠曲的分布相对于旋转轴14对称。

图17A和图17B分别是实施方式4中的光学反射元件的另一可动板72的表面图和背面图。在图17A和图17B中，对与图16A和图16B所示的可动板71相同的部分标注同一参照编号。图17A和图17B所示的可动板72具有在相同位置设置的连接部58、59来取代连接部55、56。反射镜13通过与实施方式3中的连接部15、16处于相同位置的连接部58、59与框体54连接而被支承。与旋转轴14垂直的方向上的连接部58的宽度即连接宽度H58与连接部59的宽度即连接宽度H59不同，因此，连接部58与反射镜13重叠而与反射镜13连接的部分的面积不同于连接部59与反射镜13重叠而与反射镜13连接的部分的面积。连接部58比连接部59更接近驱动梁36。连接部58的连接宽度H58比连接部59的连接宽度H59小。由此，能够控制框体62的挠曲向反射镜13传递的量，能够在框体62与反射镜13的连接部58、59处同时消除动态挠曲。

工业实用性

本发明的光学反射元件在反射镜不发生挠曲的情况下对光进行反射，因此能够适用于小型投影仪或头戴式显示器。

符号说明

11a、11b 驱动梁

13 反射镜

14 旋转轴

15 连接部(第一连接部)

16 连接部(第二连接部)

17 框体

36 驱动梁

40 加强肋

52 外框

53a、53b 连结部

55 连接部(第一连接部)

56 连接部(第二连接部)

58 连接部(第一连接部)

59 连接部(第二连接部)

Claims

1.一种光学反射元件，其具备：

反射镜；

通过将所述反射镜置于其间且相互位于相反侧的第一连接部和第二连接部而与所述反射镜连接的框体；

为了通过振动使所述反射镜以旋转轴为中心旋转，而将所述框体置于其间且相互在相反侧与所述框体结合的一对驱动梁，

所述框体的刚性比所述反射镜的刚性高，

所述旋转轴与连结所述第一连接部和所述第二连接部的线段正交。

2.根据权利要求1所述的光学反射元件，其中，

所述反射镜通过所述第一连接部和所述第二连接部而与所述框体一体形成。

3.根据权利要求1或2所述的光学反射元件，其中，

所述反射镜具有对光进行反射的表面和所述表面的相反侧的背面，

所述光学反射元件还具备在所述反射镜的所述背面设置的加强肋。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学反射元件，其中，

所述一对驱动梁与所述框体连接。

5.根据权利要求4所述的光学反射元件，其中，

所述一对驱动梁在所述旋转轴处与所述框体连接。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的光学反射元件，其中，

还具备：

设置在所述驱动梁与所述框体之间，在与所述旋转轴不同的位置处与所述一对驱动梁分别连接，且沿着所述框体延伸的一对外框；

设置在所述驱动梁与所述框体之间，并将所述一对外框与所述框体分别连结的一对连结部。

7.根据权利要求6所述的光学反射元件，其中，

所述一对连结部在所述旋转轴处与所述框体连接。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的光学反射元件，其中，

所述驱动梁在与所述旋转轴不同的位置处与所述框体连接，

所述第一连接部的刚性与所述第二连接部的刚性不同。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的光学反射元件，其中，

所述驱动梁在与所述旋转轴不同的位置处与所述框体连接，

在所述第一连接部处所述反射镜与所述框体连接的面积与在所述第二连接部处所述反射镜与所述框体连接的面积不同。