TWI481900B - 振動鏡元件 - Google Patents

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TWI481900B
TWI481900B TW098136842A TW98136842A TWI481900B TW I481900 B TWI481900 B TW I481900B TW 098136842 A TW098136842 A TW 098136842A TW 98136842 A TW98136842 A TW 98136842A TW I481900 B TWI481900 B TW I481900B
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Isaku Kanno
Manabu Murayama
Hitoshi Fujii
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Funai Electric Co
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    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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Description

振動鏡元件
本發明係關於振動鏡元件，尤其關於包含有驅動部之振動鏡元件。
包含有驅動部之振動鏡元件為周知者，已揭示於例如日本特許第3956933號公報、日本特開2007-312465號公報、日本特開2007-10823號公報、日本特許第3767577號公報、日本特開2004-361889號公報、日本特開2006-293116號公報及日本特許第4092283號公報中。
上述日本特許第3956933號公報揭示一種振動體(vibrator)(振動鏡元件)，包含：反射鏡部；分別具有連接到反射鏡部的兩側之第一端部，而以可振動的方式支持該反射鏡部之一對第一彈簧部；分別連接到該一對第一彈簧部的第二端部且各分岐成兩部份之一對第二彈簧部；以及配置在該一對第二彈簧部的四個分岐部份的上部之以壓電體(piezoelectric substance)製成之驅動源。該振動體之該一對第一彈簧部係可扭轉振動，該一對第二彈簧部則可撓曲振動及扭轉振動。因此，來自驅動源之振動轉變為該一對第二彈簧部的撓曲振動且該一對第二彈簧部的撓曲振動轉變為該一對第一彈簧部的扭轉振動，使得該反射鏡部可改變光的反射方向。配置在第二彈簧部的四個分岐部份的上部之驅動源係形成為在背向第一彈簧部及反射鏡部的方向延伸。此外，第一彈簧部與第二彈簧部係一體形成，且第一彈簧部的斷面慣性矩(geometrical moment of inertia)做成比第二彈簧部的斷面慣性矩大，因此可想像得到第一彈簧部的寬度係做成比上部配置有驅動源之第二彈簧部的寬度大。
上述日本特開2007-312465號公報揭示一種光學掃描裝置，包含：鏡子；設有支持部(各支持部的第一端部分別連接到該鏡子的兩側以支持該鏡子)，且形成為在該鏡子的外周側圍繞該鏡子之長方形的可動框；以及配置在該可動框的四個邊的每一邊的上部之壓電元件。在此光學掃描裝置中，將壓電元件配置在可動框的四個邊的每一邊上，所以不用使支持部扭轉就可使可動框移位。
上述日本特開2007-10823號公報揭示一種驅動鏡，包含：鏡部；分別具有連接到該鏡部的兩側之第一端部，以支持該鏡部之樑；成對成對配置且從上下方向將樑保持在中間以使樑轉動之四個臂部；以及分別設在四個臂部上之壓電膜。
上述日本特許第3767577號公報揭示一種掃描裝置，包含：偏光器(鏡部)；兩端部固定成讓中間部彎成弓形的狀態而且該偏光器固定於其大致中央部之彈性體；以及固定在該彈性體的一端部上之由壓電元件所構成之驅動手段。
上述日本特開2004-361889號公報揭示一種掃描鏡，包含：轉動鏡；以及三個將彈性構件及壓電構件相貼合而製成的懸臂。在此掃描鏡中，三個懸臂的自由端分別配置在轉動鏡的周邊部的上方。此掃描鏡係形成為藉由施加電壓給各懸臂以使懸臂的自由端垂直移動且按壓轉動鏡的周邊部，而使轉動鏡傾斜。
上述日本特開2006-293116號公報揭示一種光學掃描裝置(振動鏡元件)，包含：鏡部；設有扭轉樑部之基板，各扭轉樑部的第一端部分別連接到鏡部的兩側以支持該鏡部；以及配置於該基板的一部份上之壓電體。在此光學掃描裝置中，整個基板藉由來自壓電體的振動而振動，使得扭轉樑部扭轉振動。以此方式，使鏡部傾斜。
上述日本特許第4092283號公報揭示一種二維光學掃描器(振動鏡元件)，包含：鏡部；以可搖擺的方式從兩側支持該鏡部之一對扭轉桿；支持該一對扭轉桿的端部，且圍繞該鏡部而形成之可動框；對稱設置而將扭轉桿保持於其間以另外在該一對扭轉桿的附近支持該鏡部之前端驅動部；以及對稱配置在前端驅動部的附近而將扭轉桿保持於其間之壓電單態振動板(piezoelectric uinmorphic diaphragm)。此二維光學掃描器係形成為：當配置於一扭轉桿側之前端驅動部向上移動時，配置於另一扭轉桿側之前端驅動部就向下移動，藉此而使鏡部及扭轉桿傾斜。壓電單態振動板係對稱配置而將一對扭轉桿保持於其間，因此該二維光學掃描器總共設有四個壓電單態振動板。
然而，在上述日本特許第3956933號公報揭示的振動體(振動鏡元件)中，第一彈簧部的寬度係做成比上部配置有驅動源之第二彈簧部的寬度大，因此有第一彈簧部不易變形之缺點。因此，可想像得到會有：當第二彈簧部的撓曲振動轉變為第一彈簧部的扭轉振動時，第一彈簧部的扭轉振動就可能變小而使得反射鏡部的傾斜及振動變小之問題。此外，配置在第二彈簧部的上部之驅動源係形成為在背向第一彈簧部及反射鏡部的方向延伸，所以有：從平面圖看，驅動源、第一彈簧部及反射鏡部所佔據的區域，會在驅動源的延伸方向形成得很細長之問題。因此，可想像得到會有：將振動體組裝入裝置時，形成得很細長的區域就可能成為裝置設計上的限制而難以做到裝置的小型化。再者，還會有：因為設置四個以壓電體製成的驅動源，所以用來使驅動源與外部裝置電性連接的構造會變得無益地複雜之問題。
上述日本特開2007-312465號公報揭示的光學掃描裝置係形成為不用使支持部扭轉，所以可想像得到會有：鏡子的傾斜及振動可能會因為在支持部的共振受到抑制而變小之問題。再者，因為壓電元件係分別配置在該可動框的四個邊上，所以還有用來使壓電元件與外部裝置電性連接的構造會變得無益地複雜之問題。
在上述日本特開2007-10823號公報揭示的驅動鏡中，樑的寬度可想像得到會做成與設有壓電膜之四個臂部的寬度大致相同，所以可想像得到會有樑可能會難以變形之問題。因此，可想像得到會有：樑的扭轉振動可能會變小而使得鏡部的傾斜及振動無益地變小之問題。
上述日本特許第3767577號公報揭示的掃描裝置及上述日本特開2004-361889號公報揭示的掃描鏡中，壓電元件(壓電構件)係直接設在彈性體(懸臂)上，所以可想像得到彈性體(懸臂)可能會有難以產生共振之問題。因此，可想像得到會有：因為彈性體(懸臂)之難以產生共振而難以使偏光器(轉動鏡)的振動變大之問題。
在上述日本特開2006-293116號公報揭示的光學掃描裝置中，必須使整個基板振動，所以可想像得到會有難以使鏡部的振動變大之問題。
上述日本特許第4092283號公報揭示的二維光學掃描器包含四個壓電單態振動板，所以會有：用來使壓電單態振動板與外部裝置電性連接的構造會變得無益地複雜之問題。
本發明係為了解決以上所述之問題而完成者，本發明之一個目的在提供可實現振動鏡元件的小型化及構造的簡單化，同時使鏡部的振動變大之振動鏡元件。
根據本發明的一個態樣(aspect)之振動鏡元件，包含：使光反射之鏡部；分別具有連接至該鏡部的兩側之第一端部，以可振動的方式支持該鏡部之一對第一樑部；分別連接至該一對第一樑部的第二端部之一對第二樑部；以及分別與該一對第二樑部的第一端部及第二端部連接，用來使該鏡部振動之一對驅動部，其中，從平面圖看，該鏡部係配置於該一對第二樑部及該一對驅動部所包圍的區域，而且該一對第一樑部的寬度及該一對第二樑部的寬度係做成小於該一對驅動部的寬度。
在根據此態樣之振動鏡元件中，如上所述，鏡部係配置於一對第二樑部及一對驅動部所包圍的區域，因而驅動部可形成為在鏡部所設置側延伸，所以可抑制在驅動部的延伸方向之細長化。因此，可使振動鏡元件小型化。此外，振動鏡元件設有一對驅動部，所以與振動鏡元件設有至少三個驅動部的情形相比較，可簡化使驅動部與外部裝置電性連接之構造。再者，驅動部並非直接設在第一及第二樑部上，所以可容易地使第一樑部共振。因此，可使鏡部的振動變大。另外，一對第一樑部的寬度及一對第二樑部的寬度係做成小於一對驅動部的寬度，因而一對第一樑部及一對第二樑部可容易地變形，所以此一構成也可使鏡部的振動變大。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對驅動部的兩端部最好分別用作為自由端，且該一對第二樑部最好分別做成可藉由該一對驅動部的變形而傾斜，該一對第一樑部最好形成為藉由該一對第二樑部的傾斜而使該鏡部傾斜。根據這樣的構成，就可藉由一對驅動部的變形，經由一對第一樑部及一對第二樑部而使鏡部傾斜，所以可藉由使鏡部的傾斜方向交替地變化而使鏡部振動。
在此情況下，該第一樑部最好分別形成為可藉由該一對第二樑部的傾斜而扭轉變形，且該鏡部最好藉由該一對第二樑部的傾斜及該一對第一樑部的扭轉變形而傾斜。根據這樣的構成，則不僅可藉由一對第二樑部的傾斜而且可藉由一對第一樑部的扭轉變形而使鏡部傾斜，所以可使鏡部的傾斜與振動更加變大。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對驅動部的端部中的至少一個最好延伸到比該第二樑部的端部與該驅動部間的連接部還向外側突出。根據這樣的構成，相較於驅動部的端部沒有延伸到比第二樑部的端部與驅動部間的連接部還向外側突出之情況，會有驅動部之向外側突出的部份所提供的驅動力作用，所以可使鏡部的傾斜更加變大。如後述，本發明之發明人已藉由模擬而證實：可藉由使一對驅動部的端部中的至少一個形成為延伸到比第二樑部的端部與驅動部間的連接部還向外側突出而使鏡部的傾斜更加變大。
在此情況下，該一對驅動部的至少一個驅動部的兩端部，最好分別延伸到比該第二樑部的該端部與該一對驅動部間的連接部還向外側突出，且向外側突出相同的長度。根據這樣的構成，就可使驅動部之向外側突出的部份所提供的驅動力成分在兩個端部都相同，所以可更確實地控制鏡部的傾斜。
在如前述形成為一對驅動部的端部的至少一個係延伸到向外側突出之振動鏡元件中，該一對驅動部的兩端部之中，與該一對第二樑部中的一個第二樑部連接的端部，最好分別延伸到比該第二樑部的該端部與該一對驅動部間的連接部還向外側突出，且向外側突出相同的長度。根據這樣的構成，就可使在一對驅動部的相同側之端部之向外側突出的部份所提供的驅動力成分相同，所以可更確實地控制鏡部的傾斜。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對第二樑部，從平面圖看，最好分別在該一對第二樑部的中央部與該一對第一樑部的該第二端部垂直連接，而且該一對驅動部，從平面圖看，最好分別與該一對第二樑部的該第一端部及該第二端部垂直連接。根據這樣的構成，就可使整個振動鏡元件所佔的平面面積減小，所以可使振動鏡元件更加小型化。
根據前述態樣之振動鏡元件，最好再包括：分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近，用來構成該一對驅動部振動時的固定端以及固定該一對驅動部之一對固定部。根據這樣的構成，就可使一對驅動部以固定端設定在該一對驅動部的長邊方向中央部之方式振動，所以可使一對驅動部以該一對驅動部的兩端部的變形量相同之方式振動。因此，可抑制由於一對驅動部的兩端部的變形量不同而經由一對第二樑部使得一對第一樑部的任一方的變形量大於另一方的變形量之情形，因而可抑制第一樑部之破損。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，從平面圖看，最好有一對凹部分別在該一對驅動部之與該鏡部的周圍對應之部份，沿著該鏡部的周圍而形成。根據這樣的構成，就可使驅動部與鏡部相鄰接而配置，所以可使整個振動鏡元件所佔的平面面積更為減小。因此，可使振動鏡元件更加小型化。
在此情況下，該振動鏡元件最好再包括：分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近之與該第二樑部的端部及該一對驅動部間的連接部不同側，用來構成該一對驅動部振動時的固定端以及固定該一對驅動部之一對固定部，且該一對凹部最好分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近之該連接部的那一側。根據這樣的構成，一對凹部就會分別位在構成一對驅動部的固定端之一對固定部的附近，所以可抑制該一對驅動部在該一對凹部的位置變形之情形。因此，可防止應力施加於該一對驅動部中寬度較窄的部份之該一對凹部。
在設有該凹部之前述振動鏡元件中，該一對驅動部之該凹部以外的部份之寬度，最好沿著該一對驅動部的長邊方向都做成相同。根據這樣的構成，就可容易地使驅動部沿著長邊方向均勻地變形，所以可容易地控制鏡部的振動。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對第一樑部的寬度及該一對第二樑部的寬度最好做成不大於該一對驅動部的寬度的一半。根據這樣的構成，就可更容易地使一對第一樑部及一對第二樑部變形，所以可使鏡部的振動更加變大。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該鏡部、該一對第一樑部及該一對第二樑部最好係一體形成。根據這樣的構成，就不用另外將鏡部、一對第一樑部及一對第二樑部間的連接部份接合在一起，所以可容易地形成該鏡部、該一對第一樑部及該一對第二樑部，而且可抑制各連接部份因該一對驅動部的變形而分離之情形。
在此情況下，該一對驅動部最好包含：與該鏡部、該一對第一樑部及該一對第二樑部一體形成之一對可動部；以及分別形成於該一對可動部的表面上之一對驅動元件。根據這樣的構成，就不用另外將一對第二樑部與一對驅動部間的連接部份接合在一起，所以可抑制該一對第二樑部與該一對驅動部間的連接部份因該一對驅動部的變形而分離之情形。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對驅動部最好包含：與該一對第二樑部連接之一對可動部、以及形成於該一對可動部的整個表面上之一對驅動元件。根據這樣的構成，就可增加一對驅動部的驅動力，所以可使鏡部的振動更加變大。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對驅動部最好分別形成為藉由施加電壓加以驅動，該鏡部及該一對第一樑部最好形成為會在預定的共振頻率共振，該一對驅動部最好形成為：分別受到具有與該預定的共振頻率相同的頻率且具有相反的相位之電壓的施加，會朝相反的方向變形。根據這樣的構成，就可在鏡部及一對第一樑部的共振頻率與一對驅動部的頻率相互一致時使該一對驅動部朝向電性上相反的方向變形，所以可使鏡部做更大的振動。
在根據前述態樣之振動鏡元件中，該一對第一樑部最好形成為在通過該鏡部的中心之直線上分別朝向該鏡部的一側及朝向該鏡部的另一側延伸，且該一對驅動部最好形成為分別在與該一對第一樑部的延伸方向平行的方向延伸。根據這樣的構成，就可使鏡部振動得比該一對第一樑部並非配置在通過鏡部的中心之直線上的情況還大。此外，一對驅動部形成為分別在與一對第一樑部的延伸方向平行的方向延伸，因而一對驅動部的驅動力可經由一對第一樑部而均勻地施加到鏡部，所以可更確實地控制鏡部的傾斜。
根據前述態樣之振動鏡元件最好再包含：分別具有與該一對驅動部連接的第一端部之一對第一外側樑部；分別與該一對第一外側樑部的第二端部連接之一對第二外側樑部；以及分別與該一對第二外側樑部的第一端部及第二端部連接以使該鏡部振動之一對外側驅動部。根據這樣的構成，就可使鏡部做二維振動。
本發明之前述及其他目的、特點、態樣以及優點，可從以下配合附圖之詳細說明得到更清楚的瞭解。
以下，參照圖式說明本發明之一實施形態。
首先，參照第1至第5圖說明根據本發明之一實施形態之振動鏡元件10的構成。
如第1及第2圖所示，根據本發明之一實施形態之振動鏡元件10係由基板20及配置於基板20上之壓電元件30及40所構成。基板20包含：使光反射之鏡部21、具有相同形狀之扭轉桿22及23、具有相同形狀之桿24及25、形成在X1方向側之可動部26、以及具有與可動部26相同的形狀且形成在X2方向側之可動部27。扭轉桿22及桿24係形成在鏡部21的Y1方向側，扭轉桿23及桿25則形成在鏡部21的Y2方向側。基板20在可動部26的X1方向側及可動部27的X2方向側，還分別包含有固定部28及29。換言之，鏡部21、扭轉桿22及23、桿24及25、可動部26及27以及固定部28及29係一體形成。如第3及第4圖所示，基板20在Z方向具有約60μm之厚度t1。扭轉桿22及23分別為本發明中之“第一樑部”的例子，桿24及25分別為本發明中之“第二樑部”的例子。
如第2圖所示，基板20之鏡部21具有從平面圖看直徑約1.0mm之圓形形狀。鏡部21係在通過鏡部21的中心且在Y方向延伸之直線的Y1方向側與扭轉桿22之Y2方向側的端部22a連接，且在該直線的Y2方向側與扭轉桿23之Y1方向側的端部23a連接。扭轉桿22及23分別形成為在通過鏡部21的中心且在Y方向延伸之直線上延伸。鏡部21係由扭轉桿22及23使之在A方向及B方向(見第1圖)傾斜且由扭轉桿22及23予以支持成可振動。扭轉桿22及23係形成為可扭轉變形及可與鏡部21一起共振。因此，鏡部21形成為可藉由共振而傾斜到超出桿24及25的傾斜角度。於是，就形成為當雷射光等照射到鏡部21時，反射光的反射角度會隨著鏡部21的傾斜角度而改變之構成。扭轉桿22及23分別在Y方向具有約1.5mm的長度L1以及在X方向具有約150μm之寬度W1。扭轉桿22及23之在Y方向的長度L1可為至少約1.3mm且不大於約1.7mm，扭轉桿22及23之在X方向的寬度W1可為至少約100μm且不大於約250μm。端部22a及23a分別為本發明中之“第一樑部的第一端部”之例子。
從平面圖看，桿24係在其X方向的中央部24a與扭轉桿22之Y1方向側的端部22b垂直連接。從平面圖看，桿25係在其X方向的中央部25a與扭轉桿23之Y2方向側的端部23b垂直連接。桿24及25分別在X方向具有與鏡部21之直徑大致相同之約1.0mm的長度L2以及在Y方向具有約100μm的寬度W2。桿24及25之在X方向的長度L2可為至少約1.0mm且不大於約1.5mm，桿24及25之在Y方向的寬度W2可為至少約100μm且不大於約250μm。桿24及25係形成為可藉由可動部26及27(後述之驅動部50及60)的變形而在X方向傾斜。端部22b及23b分別為本發明中之“第一樑部的第二端部”之例子。
根據本實施形態，桿24之在X1方向側的端部24b及桿25之在X1方向側的端部25b，從平面圖看，係分別與可動部26之Y1及Y2方向側的連接部26a及26b垂直連接。桿24之在X2方向側的端部24c及桿25之在X2方向側的端部25c，從平面圖看，係分別與可動部27之Y1及Y2方向側的連接部27a及27b垂直連接。因此，桿24係分別連接至可動部26及27的Y1方向側，桿25係分別連接至可動部26及27的Y2方向側。從平面圖看，鏡部21以及扭轉桿22及23係配置於由桿24及25以及可動部26及27所形成之區域R中。
可動部26及27分別在Y方向(亦即其長邊方向)具有約6.0mm的長度L3，而且除了後述的凹部50f及60f之外，在X方向具有約500μm之寬度W3。換言之，可動部26及27係分別形成為與通過鏡部21且在Y方向延伸的直線平行而延伸，以及形成為除了凹部50f及60f之外具有大致相同的寬度W3。另一方面，桿24及25間之Y方向的間隔L4，亦即鏡部21以及扭轉桿22及23之Y方向的總長度，係為約4.0mm。換言之，桿24及25間之Y方向的間隔L4係做成小於可動部26及27(後述驅動部50及60)之Y方向的長度L3。可動部26及27之在Y方向的長度L3可為至少約6.0mm且不大於約6.5mm，可動部26及27之在X方向的寬度W3可為至少約500μm且不大於約900μm。
根據本實施形態，扭轉桿22及23之寬度W1以及桿24及25之寬度W2係分別做成不大於可動部26及27之寬度W3的一半。
根據本實施形態，可動部26之Y1方向側的端部26c以及可動部27之Y1方向側的端部27c，係分別位在比連接部26a及27a還要往Y1方向外移的位置，可動部26之Y2方向側的端部26d以及可動部27之Y2方向側的端部27d，係分別位在比連接部26b及27b還要往Y2方向外移的位置。因此，可動部26的端部26c及26d以及可動部27的端部27c及27d係分別形成為朝向外側(與配置著鏡部21以及扭轉桿22及23的那一側相反的一側)突出。
可動部26的端部26c與連接部26a間的距離以及可動部27的端部27c與連接部27a間的距離分別為L5=(L3-L4)/2(=約1.0mm)。可動部26的端部26d與連接部26b間的距離、以及可動部27的端部27d與連接部27b間的距離也分別為L5=(L3-L4)/2(=約1.0mm)。換言之，可動部26的端部26c與連接部26a間的距離L5、可動部27的端部27c與連接部27a間的距離L5、可動部26的端部26d與連接部26b間的距離L5以及可動部27的端部27d與連接部27b間的距離L5係做成大致相同。
在可動部26的中央部26e之與連接部26a及26b側相反側之X1方向側，形成有在X1方向突出之固定部28。在可動部27的中央部27e之與連接部27a及27b側相反側之X2方向側，形成有在X2方向突出之固定部29。固定部28及29係分別位在鏡部21的X1方向側及X2方向側，且分別形成為固定部28及29的中心位在從鏡部21的中心向X方向延伸之直線上。此外，可動部26及27的中央部26e及27e亦位在從鏡部21的中心向X方向延伸之直線上。
固定部28及29係分別利用紫外線硬化接著劑等而固定至未圖示的基座，且形成為在可動部26及27(驅動部50及60)變形成凹形狀或凸形狀而振動時具有作為固定部的機能，並且分別設在驅動部50及60之後述的中央部50c及60c的附近。
如第3及第4圖所示，在基板20的可動部26及27(見第4圖)的大致整個上表面上，形成有壓電元件30及40(見第4圖)。可動部26及壓電元件30構成驅動部50，可動部27及壓電元件40構成驅動部60(見第4圖)。詳言之，如第5圖所示，基板20的可動部26及27的上表面上形成有在Z方向具有約120nm的厚度t2之下部電極70。下部電極70不僅僅只是形成於可動部26及27的上表面上，而是形成於基板20的整個表面上。因此，壓電元件30及40可在基板20的任意位置連接到下部電極70。如第1圖所示，下部電極70係藉由固定部29的上表面上的端子80而與外部裝置電性連接。
在位於可動部26及27的上表面上之下部電極70的部份的大致整個上表面上，分別形成有在Z方向具有約3μm的厚度t3之壓電體50a及60a。壓電體50a及60a係以鈦酸鋯酸鉛(lead zirconate titanate)(PZT)製成，且經過厚度方向(Z方向)的極化，在接受電壓施加時會在Y方向(第3圖)伸縮。
在壓電體50a及60a的大致整個上表面上分別形成有在Z方向具有約500nm的厚度t4之上部電極50b及60b。下部電極70、壓電體50a及上部電極50b構成在振動鏡元件10的X1方向(見第4圖)側之壓電元件30，可動部26及壓電元件30構成驅動部50。另一方面，下部電極70、壓電體60a及上部電極60b構成在振動鏡元件10的X2方向(見第4圖)側之壓電元件40，可動部27及壓電元件40構成驅動部60。如第2圖所示，與可動部26及27一樣，驅動部50及60在Y方向(亦即其長邊方向)具有約6.0mm的長度L3，在X方向具有約500μm之寬度W3。驅動部50及60之在Y方向的長度L3可為至少約6.0mm且不大於約6.5mm，驅動部50及60之在X方向的寬度W3可為至少約500μm且不大於約900μm。如第1圖所示，上部電極50b及60b係分別藉由端子90而與外部裝置電性連接。
根據本實施形態，驅動部50及60係分別形成為：當電壓施加於上部電極50b及60b(見第5圖)以及下部電極70(見第5圖)時，能夠以固定部28及29附近之中央部50c及60c作為固定端且以Y1方向側之端部50d及60d以及Y2方向側之端部50e及60e作為自由端而在Z方向變形為凹形狀或凸形狀之構成。詳言之，當用來使壓電體50a及60a收縮之電壓施加至上部電極50b及60b以及下部電極70時，配置在可動部26及27的上表面之壓電體50a及60a就變形而使作為自由端的端部50d、50e、60d及60e向上彎。因此，驅動部50及60變形成作為固定端之中央部50c及60c位在作為自由端的端部50d、50e、60d及60e的下方之凹形狀。
另一方面，當用來使壓電體50a及60a伸展之電壓施加至上部電極50b及60b以及下部電極70時，配置在可動部26及27的上表面之壓電體50a及60a就變形而使作為自由端的端部50d、50e、60d及60e向下彎。因此，驅動部50及60變形成作為固定端之中央部50c及60c位在作為自由端的端部50d、50e、60d及60e的上方之凸形狀。
施加至上部電極50b及60b以及下部電極70之電壓，主要為具有正弦波之波形者。因此，驅動部50及60會重複做：從並未變形的狀態變形成凹形狀，然後回到未變形的狀態，再變形成凸形狀之振動運動。施加到驅動部50的上部電極50b以及下部電極70之電壓V1的相位與施加到驅動部60的上部電極60b以及下部電極70之電壓V2的相位係相反。正弦波之電壓V1及V2的頻率與鏡部21、扭轉桿22及23以及驅動部50及60的共振頻率則大致一致。因此，鏡部21以及扭轉桿22及23會共振而使鏡部21能以比桿24及25的傾斜角度大之角度在A方向及B方向振動。
根據本實施形態，與可動部26及27一樣，驅動部50及60之在Y1方向的端部50d及60d分別位在比連接部26a及27a還要往Y1方向外移之位置，驅動部50及60之在Y2方向的端部50e及60e分別位在比連接部26b及27b還要往Y2方向外移之位置。因此，驅動部50及60之端部50d、50e、60d及60e係分別形成為朝向外側(與配置著鏡部21以及扭轉桿22及23的那一側相反的一側)突出。
在驅動部50之中央部的X2方向側以及驅動部60之中央部的X1方向側，分別形成有與鏡部21的周圍對應而形成之凹部50f及60f。凹部50f及60f係為了使鏡部21與驅動部50及60不會相接觸而形成，且對應於凹部50f及60f的部份之鏡部21與驅動部50及60間的間隔L6為約100μm。
以下，參照第5至11圖說明根據本發明之一實施形態的振動鏡元件10的驅動動作。
如第5圖所示，當用來使壓電體50a伸展之電壓V1(約8V)施加至上部電極50b及下部電極70，且用來使壓電體60a收縮之電壓V2(約8V)施加至上部電極60b及下部電極70時，驅動部50就變形成作為固定端之中央部50c位在作為自由端的端部50d及50e的上方之凸形狀，驅動部60則變形成作為固定端之中央部60c位在作為自由端的端部60d及60e的下方之凹形狀，如第6及第7圖所示。
因此，如第8圖所示，位在驅動部50的下部之可動部26的連接部26a及26b會位於相較於位在驅動部60的下部之可動部27的連接部27a及27b而言在下方的位置，所以桿24及25分別從可動部27側往可動部26側(X1方向)向下傾斜。隨著桿24及25之傾斜，扭轉桿22及23會從可動部27側往可動部26側(X1方向)向下傾斜，如第6圖所示。此外，鏡部21以及扭轉桿22及23的共振頻率與正弦波之電壓V1及V2的頻率大致一致，所以鏡部21以及扭轉桿22及23會共振(共振頻率：約12kHz)，而有力量作用於扭轉桿22及23使之以比桿24及25的傾斜角度大之角度往A方向扭轉。因此，會使得鏡部21在A方向傾斜最多約10°。
另一方面，如第5圖所示，當用來使壓電體50a收縮之電壓V1(約8V)施加至上部電極50b及下部電極70，且用來使壓電體60a伸展之電壓V2(約8V)施加至上部電極60b及下部電極70時，驅動部50就變形成作為固定端之中央部50c位在作為自由端的端部50d及50e的下方之凹形狀，驅動部60則變形成作為固定端之中央部60c位在作為自由端的端部60d及60e的上方之凸形狀，如第9及第10圖所示。
因此，如第11圖所示，位在驅動部50的下部之可動部26的連接部26a及26b會位於相較於位在驅動部60的下部之可動部27的連接部27a及27b而言在上方的位置，所以桿24及25分別從可動部26側往可動部27側(X2方向)向下傾斜。隨著桿24及25之傾斜，扭轉桿22及23會從可動部26側往可動部27側(X2方向)向下傾斜，如第9圖所示。此外，鏡部21以及扭轉桿22及23的共振頻率與正弦波之電壓V1及V2的頻率大致一致，所以鏡部21以及扭轉桿22及23會共振(共振頻率：約12kHz)，而有力量作用於扭轉桿22及23使之以比桿24及25的傾斜角度大之角度往B方向扭轉。因此，會使得鏡部21在B方向傾斜最多約10°。
施加至上部電極50b及60b以及下部電極70之電壓主要為具有正弦波之波形者，所以會使得驅動部50及60重複做：從並未變形的狀態變形成凹形狀，然後回到未變形的狀態，再變形成凸形狀之振動運動。於是，正弦波之電壓V1(約8V)施加到驅動部50的上部電極50b以及下部電極70，具有與電壓V1的相位相反的相位之正弦波之電壓V2(約8V)施加到驅動部60的上部電極60b以及下部電極70，所以由扭轉桿22及23以可振動方式加以支持之鏡部21會在驅動部50及60、桿24及25以及扭轉桿22及23的變形作用下以在A方向及B方向最大約10°的傾斜角度重複進行振動運動。因此，振動鏡元件10就可使照射到鏡部21之雷射光等的反射光做一維的掃描。
根據本實施形態，如上所述，將鏡部21配置於桿24及25以及驅動部50及60所包圍的區域R，因而驅動部50及60可形成為在鏡部21所設置側延伸之構成，所以可抑制在驅動部50及60的延伸方向(Y方向)之細長化。因此，可使振動鏡元件10小型化。此外，振動鏡元件10設有一對驅動部50及60，所以與振動鏡元件10設有至少三個驅動部的情形相比較，可簡化使驅動部50及60與外部裝置電性連接之構造。再者，驅動部50及60並非直接設在扭轉桿22及23以及桿24及25上，所以可容易地使扭轉桿22及23共振。因此，可使鏡部21的振動變大。
根據本實施形態，如上所述，將扭轉桿22及23的寬度W1以及桿24及25的寬度W2做成小於驅動部50及60(可動部26及27)的寬度W3，因而可容易地使扭轉桿22及23以及桿24及25變形，所以可使鏡部21的振動更加變大。
根據本實施形態，如上所述，使驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e用作為自由端以及使桿24及25可分別藉由驅動部50及60之變形而傾斜，且使扭轉桿22及23形成為藉由桿24及25之傾斜而使鏡部21傾斜，因而可藉由驅動部50及60的變形，經由桿24及25以及扭轉桿22及23而使鏡部21傾斜，所以可藉由使鏡部21的傾斜方向交替地變化而使鏡部21振動。
根據本實施形態，如上所述，使扭轉桿22及23分別形成為可藉由桿24及25的傾斜而扭轉變形，且使鏡部21藉由桿24及25的傾斜以及扭轉桿22及23的扭轉變形而傾斜，因而不僅可藉由桿24及25的傾斜而且可藉由扭轉桿22及23的扭轉變形使鏡部21傾斜，所以可使鏡部21的傾斜與振動更加變大。
根據本實施形態，如上所述，使驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e分別延伸到比桿24及25的端部24b、24c、25b及25c與驅動部50及60間的連接部(26a、26b、27a及27b)還向外側突出，因而相較於驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e沒有延伸到比連接部26a、26b、27a及27b還向外側突出之情況，會有驅動部50及60之向外側突出的部份所提供的驅動力作用，所以可使鏡部21的傾斜更加變大。
根據本實施形態，如上所述，使可動部26的端部26c與連接部26a間的距離L5、可動部27的端部27c與連接部27a間的距離L5、可動部26的端部26d與連接部26b間的距離L5、以及可動部27的端部27d與連接部27b間的距離L5都大致相同，因而可使驅動部50及60之向外側突出的端部所提供的驅動力成分在各個端部50d、50e、60d及60e都大致相同，所以可確實控制鏡部21的傾斜。
根據本實施形態，如上所述，使桿24及25分別在其中央部24a及25a與扭轉桿22及23的端部22b及23b垂直連接，且使驅動部50及60分別與桿24及25的端部24b、24c、25b及25c垂直連接，因而可使整個振動鏡元件10所佔的平面面積變小，所以可使振動鏡元件更加小型化。
根據本實施形態，如上所述，分別在驅動部50的X1方向側的中央部50c的附近以及驅動部60的X2方向側的中央部60c的附近，設置用來構成驅動部50及60振動時的固定端以及固定驅動部50及60之固定部28及29，因而可使驅動部50及60以中央部50c及60c作為固定端而振動，所以可使驅動部50及60以驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e的變形量都大致相同之方式振動。因此，可抑制由於端部50d及50e的變形量不同以及端部60d及60e的變形量不同而經由桿24及25使得扭轉桿22及扭轉桿23的任一方的變形量大於另一方的變形量之情形，所以可抑制扭轉桿22及23之破損。
根據本實施形態，如上所述，分別在驅動部50及60之與鏡部21的周圍對應之部份(中央部)，形成沿著鏡部21的周圍而形成之凹部50f及60f，因而可使驅動部50及60與鏡部21相鄰接而配置，所以可使整個振動鏡元件10所佔的平面面積更為減小。因此，可使振動鏡元件10更加小型化。
根據本實施形態，如上所述，使固定部28及29分別設在驅動部50的X1方向側的中央部50c的附近以及驅動部60的X2方向側的中央部60c的附近，且使凹部50f及60f分別設在驅動部50的中央部的X2方向側以及驅動部60的中央部的X1方向側，因而可使凹部50f及60f分別位在固定部28及29的附近，所以可抑制驅動部50及60在凹部50f及60f的位置變形之情形。因此，可抑制應力施加於驅動部50及60中寬度較窄的部份之凹部50f及60f。
根據本實施形態，如上所述，使驅動部50及60(可動部26及27)形成為除了凹部50f及60f以外的部份都具有大致相同的寬度W3，因而可使驅動部50及60容易沿著長邊方向(Y方向)大致均勻地變形，所以可容易地控制鏡部21的振動。
根據本實施形態，如上所述，使鏡部21、扭轉桿22及23、桿24及25、可動部26及27以及固定部28及29一體形成，就不用另外將鏡部21、扭轉桿22及23、桿24及25、可動部26及27以及固定部28及29間的連接部份接合在一起，所以可容易地形成鏡部21、扭轉桿22及23、桿24及25、可動部26及27以及固定部28及29，而且可抑制各連接部份因驅動部50及60的變形而分離之情形。
根據本實施形態，如上所述，將壓電元件30及40形成在可動部26及27的大致整個上表面上，因而可使驅動部50及60的驅動力增大，所以可使鏡部21的振動更加變大。
根據本實施形態，如上所述，使正弦波之電壓V1(約8V)施加到驅動部50的上部電極50b以及下部電極70，使具有與電壓V1(約8V)的相位相反的相位之正弦波之電壓V2(約8V)施加到驅動部60的上部電極60b以及下部電極70，以及使鏡部21以及扭轉桿22及23的共振頻率與正弦波之電壓V1及V2的頻率大致一致，因而可在鏡部21以及扭轉桿22及23的共振頻率與正弦波之電壓V1及V2的頻率相互一致時使驅動部50及60朝向電性上相反的方向變形，所以可使鏡部21做更大的振動。
根據本實施形態，如上所述，使扭轉桿22及23分別形成為在通過鏡部21的中心且在Y方向延伸之直線上延伸，因而可使鏡部21振動得比扭轉桿22及23並非配置在通過鏡部21的中心之直線上的情況還大。
根據本實施形態，如上所述，使可動部26及27分別形成為與通過鏡部21的中心且在Y方向延伸之直線平行而延伸，因而可使驅動部50及60的驅動力經由扭轉桿22及23而大致均勻地施加到鏡部21，所以可更確實地控制鏡部21的傾斜。
以下，參照第2、第5及第12至14圖來說明為了證實本發明之上述實施形態的效果而進行的模擬。
在模擬中，針對實施例1、實施例2、實施例3及實施例4進行驗證。實施例1對應於第2圖所示之根據本發明之實施形態之振動鏡元件10。在根據第12圖所示的實施例2之振動鏡元件11中，係將壓電元件130及140的長度L7設定為4.2mm，以使得驅動部150及160的長度L7與桿24及25間的距離L4及桿24及25的寬度W2之總長度(L4+W2+W2)相等。在根據第13圖所示的實施例3之振動鏡元件12中，係將桿224及225的長度L8設定為1.5mm。在根據第14圖所示的實施例4之振動鏡元件13中，係將桿324及325的長度L8設定為1.5mm以及將扭轉桿322及323的長度L9設定為2.65mm，藉以分別將驅動部350及360的端部350d、350e、360d及360e與桿324及325的端部324b、324c、325b及325c連接起來。實施例2至4的構成，除了改變參數之外，都做成與實施例1相同。
以下，說明在第2、第12、第13及第14圖之各圖所示的實施例1、2、3及4中將施加至上部電極及下部電極的電壓設定為8V而進行模擬所得到之關於鏡部的傾斜角度與共振頻率之模擬結果。各鏡部的傾斜角度係設定為當鏡部往A方向傾斜即為負值，當鏡部往B方向傾斜即為正值。
在第2圖所示的實施例1的模擬中，鏡部的傾斜角度為-10.4°至+10.4°，共振頻率為12725Hz。在第12圖所示的實施例2的模擬中，鏡部的傾斜角度為-6.2°至+6.2°，共振頻率為13600Hz。在第13圖所示的實施例3的模擬中，鏡部的傾斜角度為-10.8°至+10.8°，共振頻率為10900Hz。在第14圖所示的實施例4的模擬中，鏡部的傾斜角度為-6.6°至+6.6°，共振頻率為13750Hz。
從上述模擬結果來比較實施例1及實施例2，可知：當如實施例1使壓電元件的長度增大時，鏡部的傾斜角度會減小。換言之，可知：藉由使根據本發明之實施形態的振動鏡元件10中之驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e分別形成為朝向外側(與配置著鏡部21以及扭轉桿22及23的那一側相反的一側)突出，可使鏡部21的傾斜角度變大。此可想成是因為驅動部之向外側突出的端部的驅動力主要係貢獻在鏡部及扭轉桿的傾斜而非共振上的緣故。
比較實施例1及實施例3，可知：當如實施例3使桿的長度增大時，鏡部的傾斜角度會變大，共振頻率會減小。當桿的長度增大時，桿就可容易地扭轉變形。因此，可做如下之解釋：雖然桿的扭轉變形量增大，會使得鏡部的傾斜角度變大，但桿的扭轉變形也會變緩慢，所以鏡部及扭轉桿的共振頻率會減小。比較實施例3及實施例4，可知：當如實施例4使驅動部的端部與桿的端部相連接時，鏡部的傾斜角度會減小，共振頻率會變大。此可想成是因為：當扭轉桿的長度變大時扭轉桿的重量會使驅動部變得難以變形，而且沒有從驅動部向外側突出的端部所以對於鏡部及扭轉桿的共振有貢獻之驅動部的部份的數目增加之緣故。
在根據本發明之振動鏡元件中，考量到使照射於鏡部之雷射光等的反射光做一維掃描時之掃描範圍的擴大以及掃描速度的提高，最好使鏡部的傾斜角度以及共振頻率都變大。換言之，與根據本發明之實施形態的振動鏡元件10對應之實施例1，可使鏡部的傾斜角度以及共振頻率都變大，故為最佳者。
如實施例3，桿可容易地變形時鏡部的傾斜角度會變大，由此可知桿的寬度最好不大於驅動部的寬度的一半。
本發明雖然已詳細說明及圖示如上，惟應清楚了解的是以上的說明及圖示都只是例示而已，不應將之視為限制，本發明之精神及範圍只受隨附的申請專利範圍的文字界定所限制。
例如，雖然在前述實施形態中，使振動鏡元件10的鏡部21只在A方向及B方向(一維地)傾斜，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可使振動鏡元件的鏡部做二維的傾斜。舉例來說，如第15圖所示，亦可將根據前述實施形態之振動鏡元件10的一對固定部28及29換為一對扭轉桿422及423，並使該一對扭轉桿422及423的端部分別與一對桿424及425的中央部垂直連接，來形成振動鏡元件14。該一對桿424及425的兩端部分別與一對驅動部450及460垂直連接，一對固定部428及429則固定至基座(未圖示)。如此，就可使鏡部21在A方向及B方向以及E方向及F方向做二維的傾斜及振動。
雖然在前述實施形態中，使扭轉桿22及23的端部22a及23a分別連接至桿24及25，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可使扭轉桿與桿交叉而相連接。
雖然在前述實施形態中，使桿24在其中央部24a與扭轉桿22的端部22b垂直連接，使桿25在其中央部25a與扭轉桿23的端部23b垂直連接，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可使桿在其中央部以外的位置與扭轉桿的端部垂直連接。此外，亦可使桿與扭轉桿的端部為非垂直連接。
雖然在前述實施形態中，壓電體50a及60a係以鈦酸鋯酸鉛(PZT)製成，但本發明並不限於此。根據本發明，壓電體亦可用鈦酸鋯酸鉛(PZT)以外之由包含鉛、鈦及/或鋯作為主成分之氧化物所構成之壓電材料、或其他壓電材料來製成。例如，壓電體亦可用氧化鋅(ZnO)、鈦酸鋯酸鑭鉛(lead lanthanum zirconate titanate；(Pb,La)(Zr,Ti)O3 )、鈮酸鉀(potassium niobate；KNbO3 )或鈮酸鈉(sodium niobate；NaNbO3 )等來製成。
雖然在前述實施形態中，將扭轉桿22及23形成為可扭轉變形，但本發明並不限於此。根據本發明，扭轉桿22及23亦可為不扭轉變形者。
雖然在前述實施形態中，使驅動部50及60的端部50d、50e、60d及60e分別延伸到比連接部26a、26b、27a及27b還向外側突出距離L5，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不使所有的驅動部的端部都延伸到比連接部還向外側突出，而是使驅動部的端部的任意個延伸到比連接部還向外側突出。此外，亦可使所有的驅動部的端部都不延伸到比連接部還向外側突出。再者，端部與連接部間的距離亦可互不相同。
雖然在前述實施形態中，鏡部21、扭轉桿22及23、桿24及25、可動部26及27以及固定部28及29係一體形成，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不將鏡部、扭轉桿、桿、可動部以及固定部一體形成，而是以接著等方式將形成為分離的構件之鏡部、扭轉桿、桿、可動部以及固定部相互接合。
雖然在前述實施形態中，將固定部28及29分別設在驅動部50的X1方向側的中央部50c的附近以及驅動部60的X2方向側的中央部60c的附近，以及將凹部50f及60f分別設在驅動部50的中央部的X2方向側以及驅動部60的中央部的X1方向側，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不將固定部及凹部分別設在附近。
雖然在前述實施形態中，將扭轉桿22及23之寬度W1以及桿24及25之寬度W2分別做成不大於驅動部50及60(可動部26及27)之寬度W3的一半，但本發明並不限於此。根據本發明，扭轉桿之寬度W1以及桿之寬度W2亦可只是單純地小於驅動部之寬度W3。
雖然在前述實施形態中，將壓電元件30及40形成在可動部26及27的大致整個上表面上，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不將壓電元件形成在可動部的大致整個上表面上，而是例如，如第12圖所示的實施例2般，只局部地形成在可動部的上表面上。
雖然在前述實施形態中，將扭轉桿22及23形成為在通過鏡部21的中心且在Y方向延伸之直線上延伸，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不將扭轉桿形成為在通過鏡部的中心且在Y方向延伸之直線上延伸。
雖然在前述實施形態中，將凹部50f及60f分別形成於驅動部50及60，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可不在驅動部形成凹部。
雖然在前述實施形態中，將鏡部21形成為從平面圖看具有圓形的形狀，但本發明並不限於此。根據本發明，亦可將鏡部形成為從平面圖看具有方形或長方形的形狀。
10,11,12,13,14．．．振動鏡元件
20．．．基板
21．．．鏡部
22,23,322,323,422,423．．．扭轉桿
22a,22b,23a,23b,24b,24c,25b,25c,26c,26d,27c,27d,50d,50e,60d,60e,324b,324c,325b,325c,350d,350e,360d,360e．．．端部
24,25,224,225,324,325,424,425．．．桿
24a,25a,26e,27e,50c,60c．．．中央部
26,27．．．可動部
26a,26b,27a,27b．．．連接部
28,29,428,429．．．固定部
30,40,130,140．．．壓電元件
50,60,150,160,350,360,450,460．．．驅動部
50a,60a．．．壓電體
50b,60b．．．上部電極
50f,60f．．．凹部
70．．．下部電極
80,90．．．端子
第1圖係顯示根據本發明之一實施形態的振動鏡元件的整體構成之斜視圖。
第2圖係顯示根據本發明之一實施形態的振動鏡元件的整體構成之平面圖。
第3圖係顯示沿著第2圖中的1000-1000線之振動鏡元件的剖面圖。
第4圖係顯示沿著第2圖中的2000-2000線之振動鏡元件的剖面圖。
第5圖係顯示第3及第4圖中顯示的振動鏡元件的壓電元件附近的部份之放大剖面圖。
第6圖係用來說明根據本發明之一實施形態的振動鏡元件的驅動方法之圖。
第7圖係從第6圖中的C方向所見之用來說明振動鏡元件的驅動方法之圖。
第8圖係從第6圖中的D方向所見之用來說明振動鏡元件的驅動方法之圖。
第9圖係用來說明根據本發明之一實施形態的振動鏡元件的驅動方法之圖。
第10圖係從第9圖中的C方向所見之用來說明振動鏡元件的驅動方法之圖。
第11圖係從第9圖中的D方向所見之用來說明振動鏡元件的驅動方法之圖。
第12圖係顯示根據本發明之實施例2的振動鏡元件的整體構成之平面圖。
第13圖係顯示根據本發明之實施例3的振動鏡元件的整體構成之平面圖。
第14圖係顯示根據本發明之實施例4的振動鏡元件的整體構成之平面圖。
第15圖係顯示根據本發明之一實施形態的變形例之振動鏡元件的整體構成之平面圖。
10．．．振動鏡元件
20．．．基板
21．．．鏡部
22,23．．．扭轉桿
22a,22b,23a,23b,24b,24c,25b,25c,26c,26d,27c,27d,50d,50e,60d,60e．．．端部
24,25．．．桿
24a,25a,26e,27e,50c,60c．．．中央部
26,27．．．可動部
26a,26b,27a,27b．．．連接部
28,29．．．固定部
30,40．．．壓電元件
50,60．．．驅動部
50b,60b．．．上部電極
50f,60f．．．凹部

Claims (18)

  1. 一種振動鏡元件，包括：使光反射之鏡部；分別具有與該鏡部的兩側連接之第一端部，而以可振動的方式支持該鏡部之一對第一樑部；分別連接至該一對第一樑部的第二端部之一對第二樑部；以及分別與該一對第二樑部的第一端部及第二端部連接，用來使該鏡部振動之一對驅動部，其中從平面圖看，該鏡部係配置於該一對第二樑部及該一對驅動部所包圍的區域，而且該一對第一樑部的寬度及該一對第二樑部的寬度係做成小於該一對驅動部的寬度；其中該一對驅動部的兩端部，係分別用作為自由端，該一對第二樑部係分別做成可藉由該一對驅動部的變形而傾斜，該一對第一樑部則形成為藉由該一對第二樑部的傾斜而使該鏡部傾斜。
  2. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對第一樑部係分別形成為可藉由該一對第二樑部的傾斜而扭轉變形，該鏡部係藉由該一對第二樑部的傾斜及該一對第一樑部的扭轉變形而傾斜。
  3. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對驅動部的端部中的至少一個係延伸到比該 第二樑部的端部與該驅動部間的連接部還向外側突出。
  4. 如申請專利範圍第3項之振動鏡元件，其中該一對驅動部的至少一個驅動部的兩端部，係分別延伸到比該第二樑部的該端部與該一對驅動部間的連接部還向外側突出，且向外側突出相同的長度。
  5. 如申請專利範圍第3項之振動鏡元件，其中該一對驅動部的兩端部之中，與該一對第二樑部中的一個第二樑部連接的端部，係分別延伸到比該第二樑部的該端部與該一對驅動部間的連接部還向外側突出，且向外側突出相同的長度。
  6. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對第二樑部，從平面圖看，係分別在該一對第二樑部的中央部與該一對第一樑部的該第二端部垂直連接，而且該一對驅動部，從平面圖看，係分別與該一對第二樑部的該第一端部及該第二端部垂直連接。
  7. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，還包括：分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近，用來構成該一對驅動部振動時的固定端以及固定該一對驅動部之一對固定部。
  8. 如申請專利範圍第7項之振動鏡元件，其中該一對固定部係分別一體形成於該一對驅動部。
  9. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中從平面圖看，有一對凹部分別在該一對驅動部之與該鏡部的周圍對應之部份，沿著該鏡部的周圍而形成。
  10. 如申請專利範圍第9項之振動鏡元件，還包括：分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近之與該第二樑部的端部及該一對驅動部間的連接部不同側，用來構成該一對驅動部振動時的固定端以及固定該一對驅動部之一對固定部，其中該一對凹部係分別設在該一對驅動部的長邊方向中央部附近之該連接部的那一側。
  11. 如申請專利範圍第9項之振動鏡元件，其中該驅動部之該凹部以外的部份之寬度，係沿著該驅動部的長邊方向都做成相同。
  12. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對第一樑部的寬度及該一對第二樑部的寬度係做成不大於該一對驅動部的寬度的一半。
  13. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該鏡部、該一對第一樑部及該一對第二樑部係一體形成。
  14. 如申請專利範圍第13項之振動鏡元件，其中該一對驅動部包含：與該鏡部、該一對第一樑部及該一對第二樑部一體形成之一對可動部；以及分別形成於該一對可動部的各表面上之一對驅動元件。
  15. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對驅動部包含：與該一對第二樑部連接之一對可動部、以及形成於該一對可動部的整個表面上之一對驅動元件。
  16. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對驅動部係分別形成為藉由施加電壓加以驅動，該鏡部及該一對第一樑部係形成為會在預定的共振頻率共振，該一對驅動部係形成為：分別受到具有與該預定的共振頻率相同的頻率且各具有相反的相位之電壓的施加，會朝相反的方向變形。
  17. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，其中該一對第一樑部係形成為在通過該鏡部的中心之直線上分別朝向該鏡部的一側及朝向該鏡部的另一側延伸，該一對驅動部係形成為分別向與該一對第一樑部的延伸方向平行的方向延伸。
  18. 如申請專利範圍第1項之振動鏡元件，還包括：分別具有與該一對驅動部連接的第一端部之一對第一外側樑部；分別與該一對第一外側樑部的第二端部連接之一對第二外側樑部；以及分別與該一對第二外側樑部的第一端部及第二端部連接，用來使該鏡部振動之一對外側驅動部。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5347473B2 (ja) * 2008-12-15 2013-11-20 船井電機株式会社 振動ミラー素子
JP4766353B2 (ja) * 2009-09-28 2011-09-07 独立行政法人産業技術総合研究所 光ビーム走査装置
CN102906891A (zh) * 2010-05-26 2013-01-30 日本碍子株式会社 压电元件的制造方法
JP5531867B2 (ja) * 2010-09-07 2014-06-25 船井電機株式会社 振動ミラー素子
TWI408413B (zh) * 2011-02-25 2013-09-11 Ind Tech Res Inst 二維掃描反射裝置
JP5990917B2 (ja) * 2012-02-03 2016-09-14 船井電機株式会社 Ｍｅｍｓデバイスおよびプロジェクタ機能を有する電子機器
US9778549B2 (en) 2012-05-07 2017-10-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Optical element
CN104272167B (zh) * 2012-05-07 2017-03-08 松下知识产权经营株式会社 光学反射元件
WO2015040956A1 (ja) * 2013-09-17 2015-03-26 株式会社村田製作所 光偏向器
DE102014211027A1 (de) * 2014-06-10 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
JP6460406B2 (ja) * 2015-06-09 2019-01-30 第一精工株式会社 可動反射素子及び二次元走査装置
CN108494284B (zh) * 2018-03-26 2020-09-18 徐明秀 一种微角度驱动装置的制备方法
CN108428786B (zh) * 2018-03-26 2020-10-02 浙江宝纺印染有限公司 一种微角度驱动装置的制备方法
US11221478B2 (en) * 2019-04-15 2022-01-11 Microsoft Technology Licensing, Llc MEMS scanner
CN110471045B (zh) * 2019-09-11 2021-08-17 深圳市镭神智能***有限公司 一种双轴振镜
JPWO2022102214A1 (zh) * 2020-11-11 2022-05-19

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070089973A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-26 Olympus Corporation Actuator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3956933B2 (ja) 2002-11-26 2007-08-08 ブラザー工業株式会社 光走査装置および画像形成装置
US7446911B2 (en) * 2002-11-26 2008-11-04 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus and image forming apparatus
US7031040B2 (en) * 2003-05-16 2006-04-18 Ricoh Company, Ltd. Optical scanning apparatus, optical writing apparatus, image forming apparatus, and method of driving vibration mirror
JP3767577B2 (ja) * 2003-05-29 2006-04-19 三菱電機株式会社 スキャン装置
JP3934578B2 (ja) * 2003-06-09 2007-06-20 ペンタックス株式会社 走査ミラー、ビーム走査型プローブ
JP4092283B2 (ja) 2003-11-17 2008-05-28 スタンレー電気株式会社 ２次元光スキャナ及び光学装置
JP4691704B2 (ja) 2005-04-13 2011-06-01 独立行政法人産業技術総合研究所 光走査装置
JP2007010823A (ja) 2005-06-29 2007-01-18 Konica Minolta Holdings Inc 駆動ミラー及び光走査光学装置並びに画像表示装置
JP5055832B2 (ja) 2006-05-16 2012-10-24 オムロン株式会社 駆動装置、光走査型装置及び物体情報検知装置
JP2008040353A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Seiko Epson Corp 光学デバイス、光スキャナおよび画像形成装置
KR100868758B1 (ko) 2007-01-15 2008-11-13 삼성전기주식회사 압저항 센서를 구비한 회전형 ｍｅｍｓ 디바이스
JP4928301B2 (ja) * 2007-02-20 2012-05-09 キヤノン株式会社 揺動体装置、その駆動方法、光偏向器、及び光偏向器を用いた画像表示装置
JP4910902B2 (ja) * 2007-06-21 2012-04-04 コニカミノルタオプト株式会社 マイクロスキャナ及びそれを備えた光走査装置。

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070089973A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-26 Olympus Corporation Actuator

Also Published As

Publication number Publication date
KR101623211B1 (ko) 2016-05-20
US8416484B2 (en) 2013-04-09
CN101750734A (zh) 2010-06-23
JP5157857B2 (ja) 2013-03-06
TW201022720A (en) 2010-06-16
KR20100065124A (ko) 2010-06-15
US20100142023A1 (en) 2010-06-10
CN101750734B (zh) 2013-09-11
JP2010134208A (ja) 2010-06-17

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