CN108535861B - 反射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种镜面积大、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置，尤其是包括作为车载LiDAR而言优选的规格的经小型化的反射装置。反射装置包括摆动部，所述摆动部具有：支撑于支撑框架上的镜部、及将所述镜部与所述支撑框架结合的铰链部。所述镜部相对于所述支撑框架摆动，且所述铰链部的拉伸强度为1500MPa以上。所述镜部的质量M与所述摆动部的共振频率f0满足以下的关系式(1)，0.49*f0+6.23≤M≤68.6*f0+46.8…(1)。

Description

反射装置
技术领域
本发明涉及一种反射装置。更详细而言，涉及一种镜面积大、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置。
背景技术
在反射装置中，作为对自测定位置至对象物为止的距离进行测定的光扫描装置，提出有所谓的测距传感器。测距传感器采用所谓的飞行时间(Time Of Flight，TOF)方式并利用经脉冲调制的光源，输出发光及受光的时序的位相差信息，并对输出的位相差信息信号进行运算处理，由此取得距离数据。
关于作为测定范围经广角化的反射装置的光扫描装置，存在采用电动机并使所述电动机驱动而进行光扫描的测距传感器。例如，提出有采用多面镜(polygon mirror)作为激光光反射用构件且将其与电动机组合的测距传感器。另外，已知有采用驱动电动机并利用所述驱动电动机使测距传感器所包括的光学***整体的构成旋转的测距传感器。
另一方面，作为使用光的遥感(remote sensing)技术，提出有所谓的“LiDAR”(激光雷达(Light Detection and Ranging))。LiDAR对相对于以脉冲状发光的激光照射的散射光进行测定，由此可对直至位于远距离的对象物为止的距离、及对象物的性质进行分析。研究有将所述LiDAR作为光扫描装置而应用于先进驾驶辅助***(Advanced Driver-Assistance Systems，ADAS)、自动驾驶等中。
在先进驾驶辅助***(ADAS)、自动驾驶等中，至少需要相机、激光、LiDAR。主要而言，相机与激光是为了掌握汽车周围的信息而使用，LiDAR是作为雷达(radar)的备用(backup)而使用。在先进驾驶辅助***(ADAS)、汽车自动驾驶等中，为了汽车自身进行安全且准确的决定，重要的是进行对象物的正确的检测与对象物的分类的性能。因此，需要作为镜部的面积大、且测定范围经广角化的反射装置的光扫描装置。
且说，提出有不使镜部的尺寸(size)变小，能够对应于高共振频率的振动镜元件(例如，专利文献1)。所述振动镜元件通过设置，将一对第1驱动部彼此连结，并且在一对第1驱动部之间的部分连结有镜部的连结部，而将镜部直接连结于连结部。因此，和将连结部与镜部经由细长形状的扭梁部而间接地连结的情况相比，可提高镜部与连结部的连接部分的刚性。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-142517号公报
发明内容
[发明要解决的课题]
但是，通过采用电动机而可使测定范围广角化的反射装置，因采用电动机而有反射装置整体的外形变大的问题。另外，在欲使反射装置的镜面积大的情况下，反射装置整体也会变大。尤其是，为了采用光扫描装置来作为车载LiDAR，而需要较现有的作为反射装置的光扫描装置而言经小型化的装置，且优选为能够进行广角扫描。进而，即便为作为经小型化的反射装置的光扫描装置，也优选镜面积在装置整体中所占的比例大的装置。
专利文献1中记载的振动镜元件采用将镜部直接连结于连结部的构成，只不过是提高了镜部与连结部的连接部分的刚性，因此有难以将镜部的面积保持得大，且难以实现高共振频率的问题。
因此，本发明的目的在于提供一种镜面积大、且能够进行广角扫描并且经小型化的反射装置。另外，本发明的目的在于提供一种作为测距传感器而言优选的金属镜(METAL镜)、尤其是包括作为车载LiDAR而言优选的规格的经小型化的反射装置。
[解决问题的技术手段]
本案发明人等利用具有规定的拉伸强度的材料形成反射装置所包括的包含镜部与铰链部的摆动部，并着眼于镜部的质量M与摆动部的共振频率f0的关系，由此发现可提供一种镜面积大、且能够实现广角扫描的经小型化的反射装置，从而完成了本发明。具体而言，本发明是由以下的技术事项构成。
本发明的反射装置包括：摆动部，所述摆动部具有支撑于支撑框架上的镜部、及将所述镜部与所述支撑框架结合的铰链部，所述镜部相对于所述支撑框架摆动，且所述铰链部的拉伸强度为1500MPa以上，所述镜部的质量M与所述摆动部的共振频率f0满足以下的关系式(1)，
0.49*f0+6.23≤M≤68.6*f0+46.8…(1)。
在一实施方式中，在所述镜部的与反射面不同的面上形成有厚度减少部，所述镜部的质量M与所述摆动部的共振频率f0满足以下的关系式(2)，
0.49*f0+6.23≤M≤43.68*f0-3.12…(2)。
在一实施方式中，所述镜部包含金属部、及与所述金属部接合的反射部，且在所述反射部的表面形成有反射层。
在一实施方式中，所述反射部的面积S1与所述金属部的面积S2满足以下的关系式(3)，
S1≥S2…(3)。
在一实施方式中，所述铰链部是由金属形成。
在一实施方式中，所述金属部具有用于将电磁驱动用磁铁固定于所述镜部的固定部，且在所述固定部的周围具有厚度减少部。
在一实施方式中，在所述支撑框架上搭载有压电元件。
在一实施方式中，所述铰链部的拉伸强度为3500MPa以下。
在一实施方式中，所述铰链部的与摆动轴平行的长度的尺寸为28mm以下。
在一实施方式中，所述摆动部以相对于所述镜部的中心对称的方式形成。
[发明的效果]
根据本发明，可提供一种镜面积大、且能够进行广角扫描的反射装置。
附图说明
图1A是表示实施方式1的反射装置的概要的立体图(表面侧)。
图1B是表示实施方式1的反射装置的概要的立体图(背面侧)。
图2是表示实施方式1的反射装置的反射面(镜面)的平面图。
图3A是表示包括线圈的实施方式1的反射装置的概要的立体图。
图3B是表示实施方式1的反射装置的A-A剖面结构的剖面图。
图4是表示实施方式1的反射装置的反射(光扫描)的状态的模式图。
图5是表示设计实施方式1的反射装置时所需的参数的模式图。
图6是表示实施方式1的反射装置的摆动部40的规格的模式图。
图7是表示实施方式1的反射装置的、共振频率f0(kHz)与镜部的质量M(mg)的关系的曲线图。
图8A是表示实施方式2的反射装置的概要的立体图(表面侧)。
图8B是表示实施方式2的反射装置的概要的立体图(背面侧)。
图8C是实施方式2的反射装置的镜部的背面侧的扩大图。
图9是表示实施方式2的反射装置的B-B剖面结构的剖面图。
图10是表示实施方式2的反射装置的、共振频率f0(kHz)与镜部的质量M(mg)的关系的曲线图。
图11A是表示实施方式3的反射装置的概要的立体图(表面侧)。
图11B是表示实施方式3的反射装置的概要的立体图(背面侧)。
图12是实施方式3的反射装置的镜部的表面侧的平面图。
图13是实施方式4的反射装置的镜部的表面侧的平面图。
图14是实施方式5的反射装置的镜部的表面侧的平面图。
图15是实施方式6的反射装置的镜部的表面侧的平面图。
[符号的说明]
1～6：反射装置；
10：镜部；
12：镜部表面；
14：镜部背面；
16：凹部(厚度减少部)；
18：玻璃基板/反射构件/反射部；
20：支撑框架；
30：铰链部；
40：摆动部；
50：电磁驱动用磁铁；
60：线圈；
100：摆动轴；
140：电磁驱动用磁铁支承凹部/磁铁支承面；
142：开口部；
142a～142d：开口部(厚度减少部)；
144a、144b：开口部(厚度减少部)；
146a、146b：开口部(厚度减少部)；
148：开口部(厚度减少部)；
182：反射膜(铝薄膜)；
a：铰链部的宽度的一半；
b：铰链部的厚度的一半；
D：镜部的长度；
Lm：镜部的宽度；
Lf：铰链部的长度；
tm：镜部的厚度；
θMech：机械偏转角。
具体实施方式
以下，基于附图对将本发明具体化的实施方式进行说明。
<实施方式1>
图1A与图1B是表示实施方式1的反射装置1的概要的立体图。图1A是表示反射装置1的表面侧的立体图。如图1A所示，反射装置1包括：镜部10，支撑于板状的支撑框架20的内部；以及铰链部30，将镜部10与支撑框架20结合。镜部10与铰链部30构成摆动部40。铰链部30自镜部10的左右侧面的中央部延伸并与支撑框架20的内部结合。摆动部40以相对于镜部10的中心对称的方式形成，以使镜部10可平衡良好地摆动。即，摆动部40若以相对于镜部10的中心而保持对称性的方式形成，则并无特别限定，相对于所述镜部10的中心可为点对称，也可为线对称。另外，铰链部30的形状只要为将镜部10与支撑框架20结合并可使镜部10摆动的形状即可，可为直线形状、弯曲(meander)形状等。
支撑框架20是由金属构成。支撑框架20中可采用的金属，优选为作为所谓的金属框架(metal frame)而使用的金属疲劳特性优异的金属。作为支撑框架20中可采用的金属，可采用拉伸强度大的高强度不锈钢、特殊金属等。再者，支撑框架20可与通常的金属框架同样地使用压制加工或蚀刻等制成规定的形状而获得。
摆动部40通过铰链部30扭转，而相对于支撑框架20摆动。摆动部40在支撑框架20的内部以摆动轴100为中心并以规定角度摆动。铰链部30优选为由拉伸强度为1500MPa以上的金属形成。若铰链部30的拉伸强度为1500MPa以上，则可避免因铰链部30扭转而产生的应力的影响。若铰链部30的拉伸强度为3500MPa以下，则铰链部30的扭转的疲劳耐性提高。再者，拉伸强度是利用由JIS Z2241规定的金属材料拉伸试验方法测定。作为构成摆动部40的金属，除了特殊金属以外，还可例示SUS301、SUS631、SUS632。
图1B是表示反射装置1的背面侧的立体图。如图1B所示，反射装置1包括电磁驱动用磁铁50，位在镜部10的背面。电磁驱动用磁铁50与对向设置的线圈60产生作用，而产生使摆动部40摆动的驱动力。镜部10的背面14与电磁驱动用磁铁50以摆动部40摆动也不会落下的方式经固定化。例如，镜部10的背面14与电磁驱动用磁铁50也可由环氧系接着剂、硅酮系树脂、丙烯酸系树脂、紫外线(Ultra Violet，UV)硬化树脂等硬化性接着剂进行接着。
电磁驱动用磁铁50若可产生使摆动部40的铰链部30大幅扭转所需的磁场，则并无特别限制。例如，作为电磁驱动用磁石50，可使用磁通密度高、且具有非常强的磁力的钕磁铁(neodymium magnet)、铝镍钴磁铁(alnico magnet)、铁氧体磁铁(ferrite magnet)。
图2是表示反射装置1的包括反射面(镜面)的镜部10的平面图。如图2所示，镜部10作为反射面(镜面)而发挥功能。镜部10对由激光光产生部(未图示)产生的激光光进行反射。而且，镜部10具有对其整体或一部分利用镜面研磨处理等进行加工而成的表面，以作为反射面(镜面)而发挥功能。另外，镜部10也可包括：包含铝薄膜、金薄膜、银薄膜、电介质等的反射膜、层叠所述反射膜而成的反射层、包含铝、金、银、电介质的反射层，以作为反射面(镜面)而发挥功能。
图3A与图3B是表示反射装置1的驱动原理的概念图。图3A是表示反射装置1的概要的立体图，反射装置1包括：支撑于支撑框架20的内部的镜部10、位在镜部10的背面14的电磁驱动用磁铁50、及与所述电磁驱动用磁铁50对向的线圈60。若由虚线A-A切割图3A所示的反射装置1，则获得反射装置1的剖面结构。
图3B是表示反射装置1的A-A剖面结构的剖面图。如图3B所示，反射装置1在镜部10的背面包括电磁驱动用磁铁50，且在与所述电磁驱动用磁铁50对向的位置包括线圈60。电磁驱动用磁铁50在箭头方向上产生磁场M1。通过对线圈60流通交流电流i，而在线圈60中在箭头方向上产生磁场M2。而且，在电磁驱动用磁铁50与线圈60之间产生吸引力与排斥力。利用所述吸引力与排斥力而镜部10振动。
摆动部40的共振是以如下方式产生：对线圈60施加与由镜部10与铰链部30构成的摆动部40所具有的共振频率相同的频率的交流电压。如此，反射装置1利用摆动部40的共振使构成摆动部40的铰链部30扭转，由此可广角度地反射激光光而进行光扫描。反射装置1可利用共振而使摆动部40相对于支撑框架20大幅扭转，因此，为高效率且可获得大的光扫描角度。再者，使摆动部40共振的方式并无特别限定，可采用在支撑框架20上搭载压电元件的压电驱动方式等，也可采用电磁驱动方式等。
图4是表示反射装置1的光扫描的状态的模式图。由激光光产生部(未图示)产生的激光光L，由设置于镜部10的表面的镜面(反射面)反射。镜部10通过构成摆动部40的铰链部30扭转，而以摆动轴100为旋转轴摆动。通过镜部10摆动，镜面(反射面)也摆动。伴随着镜部10所具有的镜面(反射面)摆动，反射激光光L的角度也发生变化。伴随着镜部10摆动，光扫描角度θ发生变化。
(反射装置1的结构设计)
本发明的反射装置1：由镜部10与铰链部30构成的摆动部40。以下，在反射装置1中，为了将镜部10的镜面积设为最大且能够进行广角扫描，而对如何设计镜部10与铰链部30的若干方案进行说明。
图5是表示设计反射装置1所包括的镜部10与铰链部30时所需要的尺寸参数的模式图。如图5所示，摆动部40包括：镜部10与铰链部30。决定铰链部30的形状、大小的参数为：铰链部30的长度Lf(mm)、铰链部30的宽度2a(mm)、铰链部30的厚度2b(mm)。铰链部30的长度Lf(mm)为自镜部10的端部至支撑框架20的端部为止的距离。
决定镜部10的形状、大小等的参数分为：用于决定镜面(反射面)的镜面积的参数、与对镜部10进行加工时所需的参数。用于决定镜面积的参数为：镜部10的宽度Lm(mm)、镜部10的长度D(mm)。即，镜部10的宽度Lm(mm)×镜部10的长度D(mm)决定镜部10的镜面(反射面)的镜面积。
再者，关于图5所示的镜部10，镜部10的长度D(mm)以比镜部10的宽度Lm(mm)长的方式设定，但并不限定于此，可根据反射装置1的规格而适宜变更。即，在镜部10中，镜部10的宽度Lm(mm)与镜部10的长度D(mm)可相同。另外，镜部10的宽度Lm(mm)也可以比镜部10的长度D(mm)长的方式设定。
对镜部10进行加工时所需的参数为：镜部10的厚度tm(mm)、以及厚度减少率OP(％)，其中，厚度减少率OP(％)是为了使镜部10的作为与反射面不同的面的背面轻量化，而通过形成成为厚度减少部的凹部16或开口部142而算出。在将镜部10的结构设为在作为镜部的反射面的表面12贴附反射构件(玻璃基板)的结构的情况下，反射构件(玻璃基板)的厚度(mm)、在镜部10的表面12上贴附反射构件(玻璃基板)时使用的接着剂的厚度(mm)也为必需的参数。
再者，就镜部10的机械强度及轻量化的观点而言，厚度减少率OP(％)优选为20％～80％。若厚度减少率OP(％)为20％以上，则可实现镜部10的轻量化的效果，并且可缩短铰链部30的长度，因此优选；若厚度减少率OP(％)为80％以下，则可保持镜部10的机械强度，因此优选。
关于镜部10的结构，在镜部10的作为与反射面不同的面的背面14上并未形成成为厚度减少部的凹部16或开口部142的情况下，无需设置厚度减少部。另外，在并未将镜部10的结构设为在镜部10的表面12贴附反射构件18(玻璃基板)的结构的情况下，无需设置所述反射构件18(玻璃基板)的厚度(mm)、及所述接着剂的厚度(mm)。
如图5所示，设定包含镜部10与铰链部30的摆动部40的共振频率f0(Hz)，并且，将因共振频率而摆动部40相对于支撑框架20摆动时产生的角度，设定为机械偏转角θMech(deg.)。
实施方式1的反射装置1为镜面积大、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置，尤其是，具备对于车载LiDAR而言优选的规格。就此种技术性观点而言，关于所述各参数，与现有的反射装置相比，分别设定对经进一步小型化的反射装置的结构进行决定所需的、参数的最大值(MAX)与最小值(MIN)。
图6是表示反射装置1的包含镜部10与铰链部30的摆动部40的规格的模式图。作为镜部10的规格，自8mm～12mm的范围选择镜部10的宽度Lm、并自3mm～5mm的范围选择镜部10的长度D，从而设定为Lm：10.0(mm)×D：4.0(mm)。进而，将摆动部40的共振频率f0的最小值(MIN)设为1000(Hz)，将共振频率f0的最大值(MAX)设为3000(Hz)。所述共振频率f0的范围，是将反射装置1设为对于车载LiDAR而言优选的规格的观点来设定的范围。另外，关于反射装置1的机械偏转角θMech(deg.)，25～35(deg.)为对于车载LiDAR而言优选的规格，且能够以进行广角扫描的方式设定为35(deg.)。
(镜部10与铰链部30的结构设计)
使用决定反射装置1的结构所需的参数，并使各参数的值变化，从而算出镜部10的质量M(mg)与摆动部40的共振频率f0(kHz)的关系。
此处，铰链部30的长度Lf(mm)越短，越可将反射装置1小型化，因此，将铰链部30的长度Lf(mm)最小时的镜部10的质量M与摆动部40的共振频率f0设为最优解。再者，在本发明的反射装置中，所谓铰链部30的长度Lf(mm)，并不依据铰链部30的形状，而定义为镜部10与支撑框架20之间的距离。
图7是表示实施方式1的反射装置1的、摆动部40的共振频率f0(kHz)与镜部的质量M(mg)的关系的曲线图。如图7所示，以铰链部30的长度为最小的方式使各参数变化而设计反射装置1，结果是，可明确得知：若镜部10的质量M(mg)与摆动部40的共振频率f0(Hz)满足以下的关系式(1)，则提供可将镜部10的面积形成得广、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置1。进而，还可明确得知：在实施方式1的反射装置1中，可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
0.49*f0+6.23≤M≤68.6*f0+46.8…(1)
在关系式(1)中，右边的“68.6*f0+46.8”表示：决定镜部10的质量M(mg)的上限值的边界线。在关系式(1)中，左边的“0.49*f0+6.23”表示：决定镜部10的质量M(mg)的下限值的边界线。由对镜部10的质量M(mg)的上限值进行决定的边界线与对下限值进行决定的边界线包围的区域为：实施方式1的反射装置1所包括的镜部10的规格。
若镜部10的质量M(mg)为决定上限值的边界线以下的区域，则可使反射装置整体小型化，因此优选；若镜部10的质量M(mg)为决定下限值的边界线以上的区域，则可达成能够进行广角扫描的摆动部40的机械偏转角θMech(deg.)，因此优选。
如此判明，实施方式1的反射装置1通过使用结构设计所需的参数进行设计，而将铰链部30的长度设为最小值，进而可使镜部10的镜面积变大，且成为能够进行广角扫描的经小型化的反射装置。进而判明，实施方式1的反射装置1通过进行最优化，而成为包括对于车载LiDAR而言优选的规格的经小型化的反射装置。
(反射装置的制造方法)
其次，对实施方式1的反射装置1的制造方法进行说明。以成为支撑框架20的外框形状的方式对金属进行冲压。在支撑框架20的表面的与包含镜部10与铰链部30的摆动部40对应的位置形成抗蚀剂。将所述抗蚀剂作为掩模并利用蚀刻进行加工。将包含共通的金属的支撑框架20所含的摆动部40，以具有规定的形状、厚度的方式利用蚀刻加工而一体地形成，其中，摆动部40包含镜部10及铰链部30。再者，后述的实施方式2～实施方式6的反射装置，也是同样地进行制造。于在镜部10的背面形成成为厚度减少部的凹部或开口部的情况下，也对背面进行蚀刻加工。
<实施方式2>
图8A～图8C是表示实施方式2的反射装置2的概要的立体图。图8A是表示反射装置2的表面侧的立体图。如图8A所示，反射装置2的基本的结构与实施方式1的反射装置1相同。
图8B是表示实施方式2的反射装置2的背面侧的立体图。如图8B所示，反射装置2在镜部10的背面包括电磁驱动用磁铁50。电磁驱动用磁铁50固定于设置于镜部10的背面的成为厚度减少部的凹部16中。图8C是镜部10的背面14的扩大图。如图8C所示，关于镜部10的背面14，镜部10的外缘作为外框而残留，其内部的厚度减少而形成凹部16。
即，在镜部10的背面14中，利用半蚀刻(half-etching)加工设置阶差，并在经半蚀刻加工的镜部10的凹部16中，固定电磁驱动用磁铁50。并未经半蚀刻加工的部分成为所述外缘。再者，所述外缘的宽度并无特别限制，就减轻镜部10的质量的观点而言，可与铰链部30的宽度2a相同。
图9是表示实施方式2的反射装置2的B-B剖面结构的剖面图。如图9所示，实施方式2的反射装置2通过使镜部10的背面14的厚度减少而形成凹部16，因此，与实施方式1的并未进行厚度减少的镜部10的质量相比，可大幅减轻与凹部16相当的质量。
在实施方式2的反射装置2中，设定了决定镜部10与铰链部30的结构所需的参数。使用这些参数，并使各参数的值变化，而算出镜部10的质量M(mg)与摆动部40的共振频率f0(kHz)的关系。将铰链部30的长度Lf(mm)最小时的镜部10的质量M与摆动部40的共振频率f0设为最优解。
图10是表示实施方式2的反射装置2的、摆动部40的共振频率f0(kHz)与镜部的质量M(mg)的关系的曲线图。如图10所示，以铰链部30的长度为最小的方式使各参数变化而设计反射装置2，结果是，可明确得知：若镜部10的质量M(mg)与摆动部40的共振频率f0(kHz)满足以下的关系式(2)，则提供可将镜部10的面积形成得广、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置2。进而，还可明确得知：在实施方式2的反射装置2中，可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
0.49*f0+6.23≤M≤43.68*f0-3.12…(2)
在关系式(2)中，右边的“43.68*f0-3.12”表示：决定具有凹部16的镜部10的质量M(mg)的上限值的边界线。在关系式(2)中，左边的“0.49*f0+6.23”表示：决定具有凹部16的镜部10的质量M(mg)的下限值的边界线。
由对具有成为厚度减少部的凹部16的镜部10的质量M(mg)的上限值进行决定的边界线与对下限值进行决定的边界线包围的区域为：实施方式2的反射装置2所包括的镜部10的规格。如图10所示，在实施方式2的反射装置2中，镜部10的背面14的厚度减少而形成凹部16，因此，镜部10的质量的上限变得比实施方式1的反射装置1低。
若具有凹部16的镜部10的质量M(mg)为决定上限值的边界线以下的区域，则可使反射装置整体进一步小型化，因此优选；若镜部10的质量M(mg)为决定下限值的边界线以上的区域，则可达成能够进行广角扫描的摆动部40的机械偏转角θMech(deg.)，因此优选。
如此，实施方式2的反射装置2通过使镜部10的背面14的厚度减少而形成凹部16，因此，可大幅减轻镜部10的质量M。因可大幅减轻镜部10的质量M，因此，可进一步缩短反射装置2的铰链部30的长度。因此，作为反射装置2整体，可进而实现小型化。另外，反射装置2可设为尤其对于车载LiDAR而言优选的规格，且可设为经小型化的反射装置。
<实施方式3>
图11A与图11B是表示实施方式3的反射装置3的概要的立体图。图11A是表示反射装置3的表面侧的立体图。如图11A所示，反射装置3的基本的结构与实施方式1的反射装置1相同。
实施方式3的反射装置3所包括的镜部10，是在镜部10的表面12上包括反射部18。即，实施方式3的反射装置3的镜部10包含：存在于与支撑框架20为相同平面上的镜部10的表面12、与固定于镜部10的表面12上的反射部18。即，实施方式3的反射装置3所包括的镜部10具备：反射部18、与镜部10的表面12的金属部，并采用将这些构件接合的“2片镜部结构S”。
镜部10将构成镜部10的表面12的金属部与反射部18接合，并在反射部18的表面形成反射膜182作为反射层。作为反射部18，若为可固定于镜部10上的构件且为可在其表面形成反射膜182的构件，则并无特别限制。作为反射部18，可例示玻璃基板。
图11B是表示实施方式3的反射装置3的背面侧的立体图。如图11B所示，反射装置3在镜部10的背面14包括电磁驱动用磁铁50。在镜部10的背面，作为厚度减少部而设置有4个开口部142a、开口部142b、开口部142c、及开口部142d。所述4个开口部142a～142d是以在镜部10的背面14中残留磁铁支承面140的方式而形成，所述磁铁支承面140用于将电磁驱动用磁铁50固定于镜部10的背面。
如图11B所示，为了将电磁驱动用磁铁50与镜部10的背面14固定，磁铁支承面140成为圆形。即，在镜部10的背面形成磁铁支承面140，并将所述磁铁支承面140配置于中心而设置4个开口部142a～142d。
开口部142的形状若为可将电磁驱动用磁铁50固定于镜部10的背面14、且相对于摆动部40的摆动可保持充分的机械强度的形状，则并无特别限定。另外，开口部142的个数若为可将电磁驱动用磁铁50固定于镜部10的背面14、且相对于摆动部40的摆动可具有充分的机械强度的个数，则并无特别限定。4个开口部142a、开口部142b、开口部142c、及开口部142d可全部为相同的形状，也可为分别不同的形状。
实施方式3的反射装置3的镜部10在镜部10的表面12上包括反射部18，且反射部18的面积S1与构成镜部10的表面12的金属部的面积S2满足以下的关系式(3)。
S1≥S2…(3)
所述关系式(3)是表示反射部18的面积S大于与所述反射部18接合、且对所述反射部18进行支撑的镜部10的表面12即金属部的面积S2。对反射部18进行支撑的镜部10的表面12因厚度减少而与反射部18接合的面积变小。因此，反射部18的面积S1大于金属部的面积S2。
图12是实施方式3的反射装置3的镜部10的表面侧的平面图。如图12所示，镜部10采用包含镜部10的表面12与固定于所述表面12的反射部18(玻璃基板)的“2片镜部结构S”。镜部10的表面12的外框形状与反射部18(玻璃基板)的形状相同，且可在反射部18(玻璃基板)上设置反射膜182，因此可提高镜面积。
用于将构成镜部10的金属部的表面12与反射部18(玻璃基板)固定的手段并无特别限制。例如，也可以如下方式进行固定：在镜部10的表面12上涂布环氧系接着剂，并将反射部18(玻璃基板)载置于涂布有环氧系接着剂的表面12上后，将所述表面12与反射部18(玻璃基板)进行接着。
如此，实施方式3的反射装置3通过使镜部10的厚度减少而形成成为厚度减少部的4个开口部142a～142d，因此，可大幅减轻镜部10的质量M。因可大幅减轻镜部10的质量M，因此，可进一步缩短反射装置3的铰链部30的长度。因此，作为反射装置3整体，可实现小型化。如根据图12明确般，成为厚度减少部的4个开口部142a～142d以将镜部10作为中心而对称的方式形成。在实施方式3的反射装置3中，也明确可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
另外，实施方式3的反射装置3在镜部10的表面形成有反射部18(玻璃基板)，因此可大幅提高镜部10的平坦度，且可改善反射装置3的光学特性。结果，实施方式3的反射装置3可设为尤其对于车载LiDAR而言优选的规格，且可设为经小型化的反射装置。
<实施方式4>
图13是实施方式4的反射装置4的镜部10的表面侧的平面图。如图13所示，镜部10采用上述的“2片镜部构成S”。构成镜部10的金属部的表面12的外框形状与反射部18(玻璃基板)的形状相同。在实施方式4的反射装置4中，通过使镜部10的厚度减少而形成成为厚度减少部的2个开口部144a、开口部144b，因此，可大幅减轻镜部10的质量M。因可大幅减轻镜部10的质量M，因此，可进一步缩短反射装置4的铰链部30的长度。如根据图13明确般，成为厚度减少部的2个开口部144a、开口部144b以将镜部10作为中心而对称的方式形成。在实施方式4的反射装置4中，也明确可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
<实施方式5>
图14是实施方式5的反射装置5的镜部10的表面侧的平面图。如图14所示，镜部10与实施方式3同样地采用上述的“2片镜部构成S”。构成镜部10的金属部的外框形状与反射部18(玻璃基板)的形状并不相同。镜部10具有：将构成所述镜部10的金属部的上部与下部去掉而与铰链部30正交连结的左右2根构成镜部10的金属材料、与用于将电磁驱动用磁铁50固定于镜部10的圆形形状的固定部。
如此，在实施方式5的反射装置5中，通过使镜部10的一部分的厚度减少并去掉，从而形成设置于所述固定部的周围的成为厚度减少部的2个开口部146a、开口部146b，因此，可大幅减轻镜部10的质量M。因可大幅减轻镜部10的质量M，因此，可进一步缩短反射装置5的铰链部30的长度。如根据图14明确般，成为厚度减少部的2个开口部146a、开口部146b以将镜部10作为中心而对称的方式形成。在实施方式5的反射装置5中，也明确可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
<实施方式6>
图15是实施方式6的反射装置6的镜部的表面侧的平面图。如图15所示，与实施方式3同样地采用上述的“2片镜部构成S”。关于镜部10，构成所述镜部10的金属部仅为用于将电磁驱动用磁铁50固定于镜部10的圆形形状的固定部。如此，实施方式6的反射装置6中，通过将所述固定部的周围设为厚度减少部148，可大幅减轻镜部10的质量M。因可大幅减轻镜部10的质量M，因此，可进一步缩短反射装置6的铰链部30的长度。在实施方式6的反射装置6中，也明确可将铰链部30的与摆动轴100平行的长度的尺寸设为28mm以下。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述实施方式，并不脱离主旨的条件的变更等均为本发明的适用范围。
[产业上的可利用性]
本发明的反射装置为镜面积大、且能够进行广角扫描的经小型化的反射装置，因此可期待作为光扫描装置即测距传感器的利用。另外，本发明的反射装置为包括尤其对于车载LiDAR而言优选的规格的经小型化的反射装置，因此可在汽车关联产业、汽车电装关联产业中利用。

Claims (9)

1.一种反射装置，其特征在于包括：
摆动部，所述摆动部包括：
支撑于支撑框架上的镜部；以及
将所述镜部与所述支撑框架结合的铰链部，
其中，所述镜部相对于所述支撑框架摆动，且
所述铰链部的拉伸强度为1500MPa以上，
所述镜部的质量M与所述摆动部的共振频率f0满足以下的关系式(1)，
0.49*f0+6.23≦M≦68.6*f0+46.8…(1)，
其中，
所述质量M的单位是mg，所述共振频率f0的单位是kHz，
所述摆动部以相对于所述镜部的中心对称的方式形成，
所述铰链部自所述镜部的左右侧面的中央部延伸，并与所述支撑框架的内部结合。
2.根据权利要求1所述的反射装置，其特征在于：
在所述镜部的与反射面不同的面上形成有厚度减少部，
所述镜部的质量M与所述摆动部的共振频率f0满足以下的关系式(2)，
0.49*f0+6.23≦M≦43.68*f0-3.12…(2)。
3.根据权利要求1或2所述的反射装置，其特征在于：
所述镜部包含金属部、及与所述金属部接合的反射部，且
在所述反射部的表面形成有反射层。
4.根据权利要求3所述的反射装置，其特征在于：
所述反射部的面积S1与所述金属部的面积S2满足以下的关系式(3)，
S1≧S2…(3)。
5.根据权利要求1或2所述的反射装置，其特征在于：
所述铰链部是由金属形成。
6.根据权利要求3所述的反射装置，其特征在于：
所述金属部具有用于将电磁驱动用磁铁固定于所述镜部的固定部，且
在所述固定部的周围具有厚度减少部。
7.根据权利要求1或2所述的反射装置，其特征在于：
在所述支撑框架上搭载有压电元件。
8.根据权利要求1或2所述的反射装置，其特征在于：
所述铰链部的拉伸强度为3500MPa以下。
9.根据权利要求1或2所述的反射装置，其特征在于：
所述铰链部的与摆动轴平行的长度的尺寸为28mm以下。
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