專利名稱：振動鏡部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及振動鏡部件，具體來說，本發(fā)明涉及包括驅(qū)動部分的振動鏡部件。
背景技術(shù)：
包括驅(qū)動部分的振動鏡部件是眾所周知的，例如日本專利特開號2005-333048和
10-174462(1998)、日本專利號4092283、日本專利特開號2007-312465和2006-293116、日
本專利號3956933以及日本專利特開號2007-10823中的每一個(gè)所揭示的。 前述日本專利特開號2005-333048揭示了一種包括驅(qū)動臂和驅(qū)動電極的致動器，
該驅(qū)動臂在兩個(gè)端部由支承部分支承并形成為在平面圖中其寬度從兩個(gè)端部朝向中央部
分減小，該驅(qū)動電極設(shè)有壓電層并分別形成在驅(qū)動臂的兩個(gè)端部的下表面上。在這種致動
器中，驅(qū)動電極在驅(qū)動臂的兩個(gè)端部上設(shè)置成在驅(qū)動臂的寬度從兩個(gè)端部朝向中央部分減
小的同時(shí)又確保驅(qū)動電極的面積，從而使得驅(qū)動臂可易于沿垂向撓曲，藉此可加大驅(qū)動區(qū)域。 前述日本專利特開第10-174462號揭示了一種壓電轉(zhuǎn)換式振動器，其形狀制成等 腰三角形，從而其寬度從固定于靜止構(gòu)件的固定端朝向安裝有重塊且形成為厚度不變的前 部自由端減小。這種壓電轉(zhuǎn)換式振動器形成為可在壓電轉(zhuǎn)換式振動器的整個(gè)表面上均勻地 產(chǎn)生作用在固定端上的最大彎曲應(yīng)力，藉此，在壓電轉(zhuǎn)換式振動器中產(chǎn)生的電壓與其從固 定端朝向自由端寬度不變的情況相比基本上翻上一倍。日本專利特開號10-174462描述壓 電轉(zhuǎn)換式振動器的未變形形狀被形成為其寬度從固定端朝向自由端減小。
日本專利號4092283、日本專利特開號2007-312465和2006-293116、日本專利號 3956933以及日本專利特開號2007-10823揭示了一種驅(qū)動單元或類似裝置，其包括鏡面部 分、連接于鏡面部分的梁部分以及與梁部分連接并在平面圖中寬度不變的驅(qū)動部分。
當(dāng)將根據(jù)前述日本專利特開號2005-333048的致動器應(yīng)用于鏡部件時(shí)，可想到的 是，振動鏡部件可形成為將鏡面部分布置在驅(qū)動臂的中央部分上，而使驅(qū)動臂垂向撓曲以 改變在鏡面部分上反射光線的位置。然而，當(dāng)將根據(jù)前述日本專利特開號2005-333048的 致動器應(yīng)用于振動鏡部件時(shí)，可想到的是，驅(qū)動臂和鏡面部分由于驅(qū)動電極直接設(shè)置在驅(qū) 動臂的下表面上而無法共振。因此，可想到的是，會不利地減小鏡面部分的傾斜角。
前述日本專利特開號10-174462描述了壓電轉(zhuǎn)換式振動器未變形的形狀。因此， 當(dāng)將根據(jù)前述日本專利特開號10-174462的壓電轉(zhuǎn)換式振動器應(yīng)用于振動鏡部件時(shí)，可想 到的是，振動鏡部件形成為鏡面部分布置成代替設(shè)置在壓電轉(zhuǎn)換式振動器的前端部上的重 塊，而通過對壓電轉(zhuǎn)換式振動器施加電壓來使其變形。于是，可通過壓電轉(zhuǎn)換式振動器的變 形來使鏡面部分傾斜。然而，當(dāng)將根據(jù)前述日本專利特開號10-174462的壓電轉(zhuǎn)換式振動 器應(yīng)用于振動鏡部件時(shí)，可想到的是，用于將鏡面部分直接設(shè)置在壓電轉(zhuǎn)換式振動器的前 端部上那么就無法共振。因此，可想到的是，會不利地減小鏡面部分的傾斜角。
在前述日本專利號4092283、日本專利特開號2007-312465和2006-293116、日本 專利號3956933以及日本專利特開號2007-10823中描述的驅(qū)動單元或類似裝置中，可想到 的是，在平面圖中寬度不變的驅(qū)動部分主要僅沿垂向可變形。因此，在驅(qū)動部分上不引起扭 轉(zhuǎn)變形，于是會不利地減小鏡面部分的傾斜角。

發(fā)明內(nèi)容
已提出本發(fā)明來解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能加大鏡面部分的
傾斜角的振動鏡部件。 —種振動鏡部件，它包括反射光線的鏡面部分；可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分，其連接于 鏡面部分用于以能振動的方式支承鏡面部分；以及驅(qū)動部分，其具有與梁部分連接的連接 部分以通過可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分來驅(qū)動鏡面部分，且使在平面圖中驅(qū)動部分的連接部分的 寬度小于驅(qū)動部分除了連接部分之外的部分的寬度。 在根據(jù)本發(fā)明的振動鏡部件中，如上所述，使驅(qū)動部分的連接部分的寬度小于驅(qū) 動部分除了連接部分之外的部分的寬度，從而在驅(qū)動部分變形且梁部分連接于連接部分 時(shí)，驅(qū)動部分寬度小的連接部分易于通過沿正交于縱向的方向的撓曲來扭轉(zhuǎn)變形，籍此可 增大連接部分的扭轉(zhuǎn)變形量。于是，連接于驅(qū)動部分的連接部分的梁部分可大幅地傾斜和 扭轉(zhuǎn)變形，籍此可加大連接于梁部分的鏡面部分的傾斜角。此外，鏡面部分不直接設(shè)置在驅(qū) 動部分上且驅(qū)動部分也不直接設(shè)置在梁部分上，籍此可使鏡面部分發(fā)生共振。于是，可進(jìn)一 步加大鏡面部分的傾斜角。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，驅(qū)動部分的連接部分較佳的是形成在驅(qū)動部分 的端部上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動部分的端部上從基準(zhǔn)部分的變形量增加到超出除了端部之 外的部分上的變形量，籍此可通過在端部上設(shè)置連接部分來進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜 角。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，梁部分較佳的是在連接部分上從正交于驅(qū)動部 分的縱向的方向與驅(qū)動部分連接，并且驅(qū)動部分與連接部分相反的側(cè)表面較佳的是形成為 沿平行于驅(qū)動部分的縱向的方向延伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動部分靠近連接部分的側(cè)表面沿著 驅(qū)動部分的縱向傾斜，以使驅(qū)動部分的連接部分的寬度小于驅(qū)動部分除了連接部分之外的 部分的寬度。于是，連接部分可扭轉(zhuǎn)變形成與梁部分相反地?fù)锨?，籍此可進(jìn)一步加大鏡面部 分的傾斜角。 在該情況下，驅(qū)動部分靠近連接部分的側(cè)表面較佳的是形成為在平面圖中朝向梁 部分側(cè)突伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，連接部分可扭轉(zhuǎn)變形成進(jìn)一步與梁部分相反地?fù)锨?，籍此可進(jìn)一 步加大鏡面部分的傾斜角。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，梁部分較佳的是包括成對第一梁部分和成對第 二梁部分，成對第一梁部分的第一端部分別與鏡面部分的兩側(cè)連接，成對第二成對梁部分 分別與成對第一梁部分的第二端部連接；驅(qū)動部分較佳的是包括第一驅(qū)動部分和第二驅(qū)動 部分，第一驅(qū)動部分具有分別與成對第二梁部分的第一端部連接的成對第一連接部分，第 二驅(qū)動部分具有分別與成對第二梁部分的第二端部連接的成對第二連接部分；并且，較佳 的是使第一驅(qū)動部分的成對第一連接部分的寬度分別小于第一驅(qū)動除了成對第一連接部 分之外的部分的寬度，且較佳的是使第二驅(qū)動部分的成對第二連接部分的寬度分別小于第二驅(qū)動部分除了成對第二連接部分之外的部分的寬度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可借助于第一驅(qū)動部 分和第二驅(qū)動部分的變形通過成對第二梁部分和成對第一梁部分來傾斜鏡面部分，藉此， 可通過交替地改變傾斜鏡面部分的方向來使鏡面部分振動。此外，寬度小的第一和第二驅(qū) 動部分的成對第一連接部分和成對第二連接部分分別易于通過正交于縱向的方向的撓曲 而扭轉(zhuǎn)變形，籍此，在第一和第二驅(qū)動部分變形且成對第二梁部分分別連接于成對第一梁 部分時(shí)，成對第一連接部分和成對第二連接部分的扭轉(zhuǎn)變形量可增加。于是，分別連接于第 一和第二驅(qū)動部分的成對第一部分和成對第二連接部分的成對第二梁部分可大幅傾斜和 扭轉(zhuǎn)變形，籍此可加大連接于與成對第二梁部分連接的成對第一梁部分的鏡面部分的傾斜 角。 在這種情況下，第一驅(qū)動部分的成對第一連接部分較佳的是分別形成在第一驅(qū)動
部分的兩個(gè)端部上，且第二驅(qū)動部分的成對第二連接部分較佳的是分別形成在第二驅(qū)動部
分的兩個(gè)端部上。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在第一和第二驅(qū)動部分的端部上從基準(zhǔn)部分的撓曲量分別
增加到超過在除了兩個(gè)端部之外的部分上，籍此可通過在分別在第一和第二驅(qū)動部分的兩
個(gè)端部上設(shè)置成對第一連接部分和成對第二連接部分來進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜角。 在前述的設(shè)有包括成對第一梁部分和成對第二梁部分的梁部分以及包括第一驅(qū)
動部分和第二驅(qū)動部分的驅(qū)動部分的振動鏡部件中，成對第一梁部分較佳的是形成為在穿
過鏡面部分的直線上分別朝向鏡面部分的一側(cè)和朝向鏡面部分的另一側(cè)延伸；并且第一驅(qū)
動部分與連接部分相反的側(cè)表面和第二驅(qū)動部分與連接部分相反的側(cè)表面較佳的是形成
為分別沿平行于穿過鏡面部分的中心的直線的方向延伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，與成對第一梁部分
不布置在穿過鏡面部分中心的直線上且第一驅(qū)動部分與連接部分相反的側(cè)表面和第二驅(qū)
動部分與連接部分相反的側(cè)表面形成為沿彼此平行的方向延伸的情況相比，可進(jìn)一步加大
鏡面部分的傾斜角，籍此可更加可靠地控制鏡面部分的傾斜。 根據(jù)前述方面的振動鏡部件較佳的是還包括設(shè)置在驅(qū)動部分沿縱向的中央部分
附近的固定部分，用于構(gòu)成在驅(qū)動部分的振動中的固定端，并且驅(qū)動部分較佳的是形成為
在平面圖中其寬度從驅(qū)動部分在固定部分附近的部分朝向驅(qū)動部分的連接部分逐漸地減
小。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可加大驅(qū)動部分的固定端上的寬度，籍此可以固定的狀態(tài)穩(wěn)定地驅(qū)動驅(qū)動
部分。此外，固定部分設(shè)置在驅(qū)動部分沿縱向的中央部分附近，從而在連接部分設(shè)置在兩個(gè)
端部上時(shí)可使固定部分與兩個(gè)連接部分之間的距離彼此相同，籍此可使兩個(gè)連接部分上的
變形量彼此相同。于是，可防止施加于梁部分的變形量由于在驅(qū)動部分的兩個(gè)端部上的變
形量的不同而彼此不同，籍此可防止梁部分的斷裂。此外，驅(qū)動部分的寬度逐漸減小，從而
可防止驅(qū)動部分寬度變化的部分施加由于寬度的顯著變化而導(dǎo)致的應(yīng)力。 在這種情況下，驅(qū)動部分較佳的是形成為在平面圖中其寬度從驅(qū)動部分在固定部
分附近的部分朝向驅(qū)動部分的連接部分連續(xù)地減小。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步防止驅(qū)動部分
寬度變化的部分施加應(yīng)力。 在前述的、驅(qū)動部分形成為其寬度連續(xù)減小的振動鏡部件中，驅(qū)動部分靠近連接 部分的側(cè)表面較佳的是形成為在平面圖中以相對于驅(qū)動部分的縱向傾斜的狀態(tài)直線地延 伸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動部分的寬度恒定地變化，籍此可進(jìn)一步防止驅(qū)動部分寬度變化的部分 施加應(yīng)力。 在前述的、驅(qū)動部分形成為其寬度逐漸減小的振動鏡部件中，驅(qū)動部分較佳的是形成為在平面圖中其寬度從驅(qū)動部分在固定部分附近的部分朝向驅(qū)動部分的連接部分階 梯狀地減小。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，梁部分可易于變形，籍此可進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜角。
在前述的、驅(qū)動部分形成為其寬度階梯狀地減小的振動鏡部件中，驅(qū)動部分靠近 連接部分的側(cè)表面較佳的是形成為在平面圖中具有臺階。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，端部可扭轉(zhuǎn)變形成 為與在臺階上的梁部分相反地?fù)锨?，籍此梁部分可更易于變形。于是，可進(jìn)一步加大鏡面部 分的傾斜角。 在前述的、驅(qū)動部分形成為其寬度逐漸減小的振動鏡部件中，使梁部分的寬度較 佳的是小于至少是驅(qū)動部分在固定部分附近的部分的寬度。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，梁部分可易于變 形，籍此可加大鏡面部分的振動。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，驅(qū)動部分較佳的是形成為在平面圖中相對于穿 過驅(qū)動部分沿縱向的中央部分并沿驅(qū)動部分的短邊方向延伸的直線對稱。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可 以可靠地使兩個(gè)端部上的變形量彼此相同，籍此可進(jìn)一步防止施加于梁部分的變形量由于 驅(qū)動部分的兩個(gè)端部上的變形量不同而彼此不同。于是，可進(jìn)一步防止梁部分的斷裂。
在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，驅(qū)動部分的連接部分較佳的是形成為自由端， 并且連接于驅(qū)動部分的連接部分的梁部分較佳的是通過驅(qū)動部分的彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形 來傾斜和扭轉(zhuǎn)變形。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，驅(qū)動部分與梁部分連接的部分用作自由端，籍此可進(jìn)一步 增加連接部分的變形量。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，鏡面部分和梁部分較佳的是一體地形成。根據(jù) 該結(jié)構(gòu)，鏡面部分的連接部分和梁部分可以不另行彼此連結(jié)，籍此可易于形成鏡面部分和 梁部分，并且可防止連接部分由于驅(qū)動部分的變形而脫開。 在這種情況下，驅(qū)動部分較佳的是包括與鏡面部分和梁部分一體地形成的可動部 分以及形成在可動部分的表面上的驅(qū)動元件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，梁部分與驅(qū)動部分的連接部分 可以不另行彼此連結(jié)，籍此可防止梁部分與驅(qū)動部分的連接部分由于驅(qū)動部分的變形而脫 開。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，驅(qū)動部分較佳的是包括與梁部分連接的可動部 分以及形成在可動部分的整個(gè)表面上的驅(qū)動元件。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可加大驅(qū)動部分的驅(qū)動力， 籍此可進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜角。 在根據(jù)前述方面的振動鏡部件中，驅(qū)動部分較佳的是包括第一驅(qū)動部分和第二驅(qū) 動部分，第一驅(qū)動部分與梁部分的第一端連接并通過施加電壓來驅(qū)動，第二驅(qū)動部分與梁 部分的第二端連接并通過施加電壓來驅(qū)動；鏡面部分和梁部分較佳的是形成為在規(guī)定的共 振頻率下共振；并且第一驅(qū)動部分和第二驅(qū)動部分較佳的是形成為分別通過施加頻率與規(guī) 定的共振頻率相同且相位彼此反向的電壓來沿相反方向變形。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第一和第二驅(qū) 動部分可沿電學(xué)上相反的方向變形，且鏡面部分和梁部分的共振頻率與第一和第二驅(qū)動部 分的頻率彼此相同，籍此可進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜角。 根據(jù)前述方面的振動鏡部件還包括外梁部分，其連接于驅(qū)動部分并可扭轉(zhuǎn)變形； 以及外驅(qū)動部分，其具有與外梁部分連接的外連接部分以驅(qū)動鏡面部分。根據(jù)本結(jié)構(gòu)，鏡面 部分可二維傾斜。 在結(jié)合附圖考慮本發(fā)明的以下詳細(xì)描述時(shí)，本發(fā)明的以上和其它目的、特征、方面 以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的立體圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖； 圖3是沿著圖2中線1000-1000剖取的振動鏡部件的剖視圖； 圖4是沿著圖2中線2000-2000剖取的振動鏡部件的剖視圖； 圖5是沿著圖2中線3000-2000剖取的振動鏡部件的剖視圖； 圖6是示出圖3至35中所示振動鏡部件的壓電元件周圍的部分的放大剖視圖； 圖7是說明一種驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件的方法的示意圖； 圖8是在從圖7中G方向看時(shí)的用于說明驅(qū)動振動鏡部件的方法的示意圖； 圖9是在從圖7中H方向看時(shí)的用于說明驅(qū)動振動鏡部件的方法的示意圖； 圖10是用于說明驅(qū)動根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件的方法的示意圖； 圖11是在從圖10中G方向看時(shí)的用于說明驅(qū)動振動鏡部件的方法的示意圖； 圖12是在從圖10中H方向看時(shí)的用于說明驅(qū)動振動鏡部件的方法的示意圖； 圖13是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)例2的振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖； 圖14是示出根據(jù)本發(fā)明比較例1的振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖； 圖15是說明根據(jù)本發(fā)明比較例1的振動鏡部件的驅(qū)動狀態(tài)的示意圖； 圖16是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)例1和2中每個(gè)實(shí)例的振動鏡部件的驅(qū)動狀態(tài)的示意
圖； 圖17是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第一改型振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖； 以及 圖18是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二改型振動鏡部件的整體結(jié)構(gòu)的平面圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。 首先，參照附圖1至6描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件10的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件10由基板20以及布置在基板20上的壓電元件 30和40構(gòu)成，如圖1和2所示?；?0包括反射光線的鏡面部分21、具有相同形狀的扭 桿22和23、具有相同形狀的桿件24和25、形成在XI方向側(cè)的可動部分26以及形狀與可 動部分26的形狀相同但形成在X2方向側(cè)的另一可動部分27。扭桿22和桿件24形成在鏡 面部分21的Yl方向側(cè)，而扭桿23和桿件25則形成在鏡面部分21的Y2方向側(cè)?；?0 還包括在可動部分26的XI方向側(cè)上的固定部分28以及在可動部分27的X2方向側(cè)上的 固定部分29。換言之，鏡面部分21、扭桿22和23、桿件24和25、可動部分26和27以及固 定部分28和29 —體地形成?；?0沿Z方向的厚度tl約60 ii m，如圖3至5所示。扭桿 22和23分別是本發(fā)明中"第一梁部分"和"梁部分"的實(shí)例，而桿件24和26分別是本發(fā)明 中"第二梁部分"和"梁部分"的實(shí)例。 如圖2所示，基板20的鏡面部分21在平面圖中呈約1. 0mm直徑的圓形。鏡面部 分21在穿過鏡面部分21的中心且沿Y方向延伸的直線的Yl方向側(cè)上與扭桿22在Y2方 向側(cè)上的端部22a連接，鏡面部分21還在該直線的Y2方向側(cè)上與扭桿23在Yl方向側(cè)上
9的端部23a連接。扭桿22和23形成為分別在穿過鏡面部分21的中心并沿Y方向延伸的 直線上延伸。扭桿22和23可使鏡面部分21沿A和B方向(參見圖1)傾斜，并支承鏡面 部分21使其能被振動。扭桿22和23形成為可扭轉(zhuǎn)變形并可與鏡面部分21發(fā)生共振。這 樣，鏡面部分21就形成為可通過共振而傾斜超過桿件24和25的傾斜角。結(jié)果，鏡面部分21 就形成為當(dāng)對鏡面部分21施加激光束或類似物時(shí)，反射光線的反射角隨著鏡面部分21的 傾斜角而變化。扭桿22和23的沿Y方向的長度Ll約為1. 9mm，而沿X方向的寬度Wl約為 150 ii m。扭桿23和23沿Y方向的長度Ll可簡單地就是至少約1. 4mm且不超過約1. 9mm， 而扭桿22和23沿X方向的寬度Wl可簡單地就是至少約100 ii m且不超過約250 y m。
桿件24在平面圖中在桿件24沿X方向的中央部分24a上與扭桿22在Yl方向側(cè) 的端部22a垂直地連接。桿件25在平面圖中在桿件25沿X方向的中央部分25a上與扭桿 23在Y2方向側(cè)的端部23b垂直地連接。桿件24和25沿X方向的長度L2約1. 9mm，如圖 3所示，且沿Y方向的寬度W2約100 ii m，如圖2所示。桿件24和25沿X方向的長度L2可 簡單地就是至少約1. 5mm且不超過約2. 2mm，而桿件24和25沿Y方向的寬度W2可簡單地 就是至少約100 ii m且不超過約250 ii m。桿件24和25形成為可通過可動部分26和27 (下 文描述的驅(qū)動部分50和60)的變形而可沿X方向傾斜并且可扭轉(zhuǎn)變形。
如圖2所示，可動部分26和27形成為沿縱向Y方向延伸。如圖4所示，可動部分 26和27 (參見圖2)沿Y方向的長度L3分別為約5. 0mm?？蓜硬糠?6和27沿Y方向的長 度L3可簡單地就是至少約4. Omm且不超過約6. Omm。 根據(jù)本實(shí)施例，桿件24在XI方向側(cè)的端部24b以及桿件25在XI方向側(cè)的端部 25b在平面圖中分別與可動部分26在方向Yl和Y2方向側(cè)的端部26a和26b垂直地連接， 如圖2所示。桿件24在X2方向側(cè)的端部24c以及桿件25在X2方向側(cè)的端部25c在平面 圖中分別與可動部分27在方向Yl和Y2方向側(cè)的端部27a和26b垂直地連接。于是，桿件 24連接于可動部分26在Yl方向側(cè)的端部26a和可動部分27在Yl方向側(cè)的端部27a，而桿 件25連接于可動部分26在Y2方向側(cè)的端部26b和可動部分27在Y2方向側(cè)的端部27b。 桿件24和25分別連接成與可動部分26和27的縱向相交(方向X)。 根據(jù)本實(shí)施例，可動部分26在XI方向側(cè)的側(cè)表面部分26c形成為平行于穿過鏡 面部分21的中心且沿Y方向延伸的直線而沿Y方向直線地延伸。可動部分26在X2方向 側(cè)的側(cè)表面部分26d形成為從可動部分26的中央部分26e朝向端部26a和26b沿XI方向 連續(xù)且直線地傾斜?？蓜硬糠?6形成為Yl方向側(cè)和Y2方向側(cè)相對于中央部分26e是鏡 面對稱的。換言之，可動部分26形成為其寬度從中央部分26e朝向端部26a和26b逐漸地 減小。端部26a沿X方向的寬度與端部26b沿X方向的寬度相同，并且可動部分26形成為 其寬度沿X方向減到最小。中央部分26e沿X方向的寬度W3為約500 y m，如圖5所示，而 可動部分26的端部26a和26b (參見圖2)沿X方向的寬度W4為約150 y m，如圖3所示。 換言之，可動部分26的形狀做成中央部分26e朝向設(shè)置扭桿22和23以及桿件24和25的 X2方向側(cè)突伸。 根據(jù)本實(shí)施例，可動部分27在X2方向側(cè)的側(cè)表面部分27c形成為平行于穿過鏡 面部分21的中心且沿Y方向延伸的直線而沿Y方向直線地延伸?？蓜硬糠?7在X1方向 側(cè)的側(cè)表面部分27d形成為從可動部分27的中央部分27e朝向端部27a和27b沿X2方向 連續(xù)且直線地傾斜?？蓜硬糠?7形成為Yl方向側(cè)和Y2方向側(cè)相對于中央部分27e是鏡面對稱的。換言之，可動部分27形成為其寬度從中央部分27e朝向端部27a和27b逐漸地 減小。端部27a沿X方向的寬度與端部27b沿X方向的寬度相同，并且可動部分27形成為 其寬度沿X方向減到最小。中央部分27e沿X方向的寬度W3為約500 y m，如圖5所示，而 可動部分27的端部27a和27b(參見圖2)沿X方向的寬度W4為約150 y m，如圖3所示。 換言之，可動部分27的形狀做成中央部分26e朝向設(shè)置扭桿22和23以及桿件24和25的 XI方向側(cè)突伸。 可動部分26和27的中央部分26e和27e沿X方向的寬度W3可分別簡單地就是 至少約500 ii m且不超過約900 ii m，并且，可動部分26的端部26a和26b沿X方向的寬度 W4和可動部分27的端部27a和27b沿X方向的寬度可分別簡單地就是至少約150iim且不 超過約300 ii m。 使扭桿22和23的寬度Wl以及桿件24和25的寬度W2小于可動部分26和27的 中央部分26e和27e的寬度W3。 如圖2所示，沿XI方向突伸的固定部分28形成在可動部分26的中央部分26e在 XI方向側(cè)的側(cè)表面部分26c上。沿X2方向突伸的固定部分29形成在可動部分27的中央 部分27e在X2方向側(cè)的側(cè)表面部分27c上。固定部分28和29分別定位在鏡面部分21的 XI和X2方向側(cè)上，并形成為固定部分28和29的中心分別位于沿X方向從鏡面本身21的 中心延伸的線上。此外，可動部分26和27的中央部分26e和27e也定位在沿X方向從鏡 面部分21的中心延伸的線上。 固定部分28和29利用紫外線固化粘接劑或類似物分別固定于底座(未示出)， 形成為在可動部分26和27 (驅(qū)動部分50和60)凹入或凸出地變形而進(jìn)行振動時(shí)用作固定 端，且分別設(shè)置在驅(qū)動部分50和60的中央部分50e和60e的附近。 如圖3和5所示，壓電元件30和40分別基本上形成在基板20的可動部分26和 27的整個(gè)上表面上。可動部分26和壓電元件30形成驅(qū)動部分50，而可動部分27和壓電 元件40形成驅(qū)動部分60。更具體來說，具有約120nm的沿Z方向厚度t2的下電極70形 成在基板20的可動部分26和27的上表面上，如圖6所示。下電極70不僅形成在可動部 分26和27的上表面上，而且形成在基板20的整個(gè)表面上。于是，壓電元件30和40可布 線到基板20任意部分上的下電極70上。如圖1所示，下電極70通過固定部分29的上表 面上的端子80與外部裝置電氣連接。 具有沿Z方向的約3 ii m厚度t3的壓電體50a和60a分別形成在位于可動部分 26和27的上表面上的下電極70的基本上整個(gè)上表面上。壓電體50a和60a由鋯鈦酸鉛 (PZT)制成并沿厚度方向(Z方向)極化，以在對其施加電壓時(shí)沿Y方向(參見圖4)膨脹/ 收縮。 具有沿Z方向約500nm的厚度的上電極50b和60b分別基本上形成在壓電體50a 和60a的整個(gè)上表面上。下電極70、壓電體50a以及上電極50b形成在振動鏡部件10的 XI方向側(cè)上的壓電元件30(參見圖3)，而可動部分26和壓電元件30又形成驅(qū)動部分50。 另一方面，下電極70、壓電體60a以及上電極60b形成振動鏡部件10的X2方向側(cè)上的壓電 元件40(參見圖3)，而可動部分27和壓電元件40又形成驅(qū)動部分60。如圖1所示，上電 極50b和60b分別通過端子90與外部裝置電氣連接。驅(qū)動部分50是本發(fā)明中"第一驅(qū)動 部分"的實(shí)例，而驅(qū)動部分60是本發(fā)明中"第二驅(qū)動部分"的實(shí)例。
根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分50和60在平面圖中具有與可動部分26和27相同的形 狀，如圖2所示。也就是說，驅(qū)動部分50在XI方向側(cè)的側(cè)表面部分50c形成為沿Y方向直 線地延伸，而X2方向側(cè)的側(cè)表面50d形成為從中央部分50e朝向端部50f和50g沿XI方 向連續(xù)地傾斜。換言之，驅(qū)動部分50形成為其寬度從中央部分50e朝向端部50f和50g減 小。端部50f沿X方向的寬度與端部50g沿X方向的寬度相同，并在驅(qū)動部分50中減到最 小。側(cè)表面部分50c是本發(fā)明中"側(cè)表面"的實(shí)例。 驅(qū)動部分60在X2方向側(cè)的側(cè)表面部分60c形成為沿Y方向直線地延伸，而XI方 向側(cè)的側(cè)表面60d形成為從中央部分60e朝向端部60f和60g沿X2方向連續(xù)地傾斜。換言 之，驅(qū)動部分60形成為其寬度從中央部分60e朝向端部60f和60g減小。端部60f沿X方 向的寬度與端部60g沿X方向的寬度相同，并在驅(qū)動部分60中減到最小。側(cè)表面部分60c 是本發(fā)明中"側(cè)表面"的實(shí)例。 根據(jù)本實(shí)施例，桿件24連接于分別對應(yīng)于可動部分26和27在Yl方向側(cè)的端部 26a和27a的端部50f和60f ，而桿件25連接于分別對應(yīng)于可動部分26和27在Y2方向側(cè) 的端部26b和27b的端部50g和60g。端部50f和50g分別是本發(fā)明中"第一連接部分"和 "連接部分"的實(shí)例，而端部60f和60g分別是本發(fā)明中"第二連接部分"和"連接部分"的 實(shí)例。 由于固定部分28和29分別設(shè)置在驅(qū)動部分50和60的中央部分50e和60e的附 近(如下文所述)，中央部分50e和60e就形成為分別用作驅(qū)動部分50和60的固定端。驅(qū) 動部分50相對于穿過中央部分50e并沿Y方向延伸的直線(圖2中的線3000-3000)具有 基本上對稱的形狀，同時(shí)驅(qū)動部分60相對于穿過中央部分60e并沿Y方向延伸的直線(圖 2中的線3000-3000)具有基本上對稱的形狀。 根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分50和60形成為在對上電極50b和60b(參見圖6)和下 電極70(參見圖6)施加電壓時(shí)可沿Z方向可凹入和凸出地變形，且其固定端由固定部分 28和29附近的中央部分50e和60e形成，而自由端則由驅(qū)動部分50和60在Yl方向側(cè)的 端部50f和60f以及在Y2方向側(cè)的端部50g和60g形成。更具體來說，當(dāng)對上電極50b和 60b以及下電極70施加使壓電體50a和60a收縮的電壓時(shí)，布置在可動部分26和27上表 面上的壓電體50a和60a變形以使用作自由端的端部50f 、50g、60f以及60g向上翹曲。于 是，驅(qū)動部分50和60就凹入地變形，使用作固定端的中央部分50e和60e定位在用作自由 端的端部50f 、50g、60f以及60g下方。 另一方面，當(dāng)對上電極50b和60b以及下電極70施加使壓電體50a和60a膨脹的 電壓時(shí)，布置在可動部分26和27上表面上的壓電體50a和60a變形以使用作自由端的端 部50f、50g、60f以及60g向下翹曲。于是，驅(qū)動部分50和60就凸出地變形，使用作自由端 的中央部分50e和60e定位在用作自由端的端部50f 、50g、60f以及60g上方。
根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分50形成為其寬度從中央部分50e朝向端部50f和50g連 續(xù)地減小。當(dāng)驅(qū)動部分50凹入地變形時(shí)，沿C方向的力施加在驅(qū)動部分50的端部50f和 50g(參見圖2)上，以沿C方向扭曲它們，如圖3所示。另一方面，當(dāng)驅(qū)動部分50凸出地變 形時(shí)，沿D方向的力施加在驅(qū)動部分50的端部50f和50g上，以沿D方向扭曲它們。
此外，根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分60形成為其寬度從中央部分60e朝向端部60f和 60g連續(xù)地減小，如圖2所示。當(dāng)驅(qū)動部分60凹入地變形時(shí)，沿E方向的力施加在驅(qū)動部分60的端部60f和60g(參見圖2)上，以沿E方向扭曲它們，如圖3所示。另一方面，當(dāng)驅(qū)動 部分60凸出地變形時(shí)，沿F方向的力施加在驅(qū)動部分60的端部60f和60g上，以沿F方向 扭曲它們。 施加于上電極50b和60b以及下電極70的電壓主要具有正弦波形。于是，驅(qū)動部 分50和60重復(fù)從未變形狀態(tài)凹入變形、再次返回到未變形狀態(tài)以及之后凸出變形的振動 運(yùn)動。施加于驅(qū)動裝置50的上電極50b和下電極70的電壓VI的相位與施加于驅(qū)動部分 60的上電極60b和下電極70的電壓V2彼此反向。此外，正弦電壓VI和V2的頻率與鏡面 部分21、扭桿22和23以及驅(qū)動部分50和60的共振頻率基本上彼此一致。于是，鏡面部分 21以及扭桿22和23就共振成鏡面部分21可沿A和B方向(參見圖1)以大于扭桿24和 25的傾斜角的角度振動。 現(xiàn)將參照附圖6至12描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件10的驅(qū)動操作。
當(dāng)對上電極50b和下電極70施加用于膨脹壓電體50a的電壓VI (約8V)，而對上 電極60b和下電極70施加用于收縮壓電體60a的電壓V2 (約8V)時(shí)，如圖6所示，驅(qū)動部 分50凸出地變形，以使用作固定端的中央部分50e位于用作自由端的端部50f和50g的上 方，且驅(qū)動部分60凹入地變形，以使用作固定端的中央部分60e位于用作自由端的端部60f 和60g的下方，如圖7和8中所示。 根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分50形成為其寬度從中央部分50e朝向端部50f和50g連 續(xù)地減小，而驅(qū)動部分60形成為其寬度從中央部分60e朝向端部60f和60g連續(xù)地減小， 藉此，驅(qū)動部分50的端部50f和50g可沿D方向進(jìn)一步扭曲而驅(qū)動部分60的端部60f和 60g可沿E方向進(jìn)一步扭曲，如圖9所示。 于是，位于驅(qū)動部分50的下部上的可動部分26的連接部分26a和26b與位于驅(qū)動 部分60的下部上的可動部分27的連接部分27a和27b相比向下定位，如圖7所示，藉此桿 件24和25分別從可動部分27側(cè)朝向可動部分26側(cè)(XI方向)向下傾斜。桿件24和25 傾斜之后，扭桿22和23從可動部分27側(cè)朝向可動部分26側(cè)(XI方向)向下傾斜。此外， 鏡面部分21與扭桿22和23的共振頻率以及正弦電壓VI和V2的頻率基本上彼此一致，從 而鏡面部分21以及扭桿22和23共振(共振頻率約21kHz)，藉此將力施加在扭桿22和 23上而使其沿A方向以大于桿件24和25的傾斜角的角度扭曲。于是，鏡面部分21沿方向 A最大傾斜約IO。。 另一方面，當(dāng)對上電極50b和下電極70施加用于收縮壓電體50a的電壓VI (約 8V)，并對上電極60b和下電極70施加用于膨脹壓電體60a的電壓V2 (約8V)時(shí)，如圖6所 示，驅(qū)動部分50凹入地變形，以使用作固定端的中央部分50e位于用作自由端的端部50f 和50g的下方，且驅(qū)動部分60凸出地變形，以使用作固定端的中央部分60e位于用作自由 端的端部60f和60g的上方，如圖10和11中所示。 根據(jù)本實(shí)施例，驅(qū)動部分50形成為其寬度從中央部分50e朝向端部50f和50g連 續(xù)地減小，而驅(qū)動部分60形成為其寬度從中央部分60e朝向端部60f和60g連續(xù)地減小， 藉此，驅(qū)動部分50的端部50f和50g可沿C方向進(jìn)一步扭曲而驅(qū)動部分60的端部60f和 60g可沿F方向進(jìn)一步扭曲，如圖12所示。 于是，位于驅(qū)動部分50的下部上的可動部分26的端部26a和26b與位于驅(qū)動部 分60的下部上的可動部分27的連接部分27a和27b相比向上定位，如圖IO所示，藉此桿件24和25分別從可動部分26側(cè)朝向可動部分27側(cè)(X2方向)向下傾斜并沿B方向扭轉(zhuǎn) 變形。桿件24和25傾斜之后，扭桿22和23從可動部分26側(cè)朝向可動部分27側(cè)(X2方 向)向下傾斜。此外，鏡面部分21與扭桿22和23的共振頻率以及正弦電壓VI和V2的頻 率基本上彼此一致，從而鏡面部分21以及扭桿22和23共振(共振頻率約21kHz)，藉此 將力施加在扭桿22和23上而使其沿B方向以大于桿件24和25的傾斜角的角度扭曲。于 是，鏡面部分21沿方向B最大傾斜約10° 。 施加于上電極50b和60b以及下電極70的電壓主要具有正弦波形，藉此驅(qū)動部分 50和60重復(fù)從未變形狀態(tài)凹入地變形、再次返回到未變形狀態(tài)以及之后凸出地變形的振 動運(yùn)動。因此，對驅(qū)動部分50的上電極50b和下電極70施加正弦電壓VI (約8V)，同時(shí)對 驅(qū)動部分60的上電極60b和下電極70施加相位與電壓VI反向的正弦電壓V2 (約8V)，籍 此由扭桿22和23以能振動的方式支承的鏡面部分21通過驅(qū)動部分50和60、桿件24和 25以及扭桿22和23以最大約10°的傾斜角沿A和B方向重復(fù)振動運(yùn)動。于是，振動鏡部 件10可對施加于鏡面部分21的激光束或類似物等的反射光線進(jìn)行一維掃描。
根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，使驅(qū)動部分50和60的端部50f 、50g、60f和60g的寬度 W4小于驅(qū)動部分50和60除了端部50f、50g、60f和60g之外的部分的寬度，從而寬度W4小 的驅(qū)動部分50和60的端部50f、50g、60f和60g易于通過沿正交于縱向的方向的撓曲來變 形，藉此，當(dāng)驅(qū)動部分50和60變形且桿件24和25連接于端部50f 、50g、60f和60g時(shí)，端 部50f、50g、60f和60g的扭轉(zhuǎn)變形量可增大。于是，連接于驅(qū)動部分50和60的桿件24和 25可大幅地傾斜和扭轉(zhuǎn)變形，藉此可加大扭桿22和23的傾斜角以及鏡面部分21的傾斜 角。此外，鏡面部分21不是直接布置在驅(qū)動部分50和60上，同時(shí)驅(qū)動部分50和60也不 是直接布置在桿件24和25上，藉此可使鏡面部分21共振。于是，可進(jìn)一步加大鏡面部分 21的傾斜角。此外，在驅(qū)動部分50和60的端部50f、50g、60f和60g上從基準(zhǔn)部分的扭轉(zhuǎn) 變形量增大到超過除了端部50f、50g、60f和60g之外的部分上的扭轉(zhuǎn)變形量，藉此，可通過 在端部50f、50g、60f和60g上設(shè)置連接部分而進(jìn)一步加大鏡面部分21的傾斜角。此外，鏡 面部分21可借助于驅(qū)動部分50和60的變形而通過桿件24和25以及扭桿22和23來傾 斜，藉此，可通過交替地改變鏡面部分21的傾斜方向來使鏡面部分21振動。
根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，桿件24和25從正交于驅(qū)動部分50和60的縱向的方 向上在端部50f 、50g、60f和60g上與驅(qū)動部分50和60連接，同時(shí)驅(qū)動部分50和60的側(cè) 表面部分50c和60c形成為沿Y方向延伸，藉此驅(qū)動部分50和60在端部50f 、50g、60f和 60g側(cè)的側(cè)表面沿驅(qū)動部分50和60的縱向(Y方向)傾斜，以使驅(qū)動部分50和60的端部 50f、50g、60f和60g的寬度W4小于驅(qū)動部分50和60除了端部50f、50g、60f和60g之外的 部分的寬度。于是，端部50f、50g、60f和60g可扭轉(zhuǎn)變形以與桿件24和25相反地?fù)锨?，?此可進(jìn)一步加大鏡面部分21的傾斜和共振。 根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，扭桿22和23形成為分別在穿過鏡面部分21的中心 且沿Y方向延伸的直線上延伸，籍此，與扭桿22和23不布置在穿過鏡面部分21中心的直 線上的情況相比，可更加大振動鏡面部分21的傾斜角。 根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，可動部分26和27形成為平行于穿過鏡面部分21的 中心且沿Y方向延伸的直線延伸，從而驅(qū)動部分50和60的驅(qū)動力可基本上均勻地通過扭 桿22和23施加于鏡面部分21，籍此可更可靠地控制鏡面部分21的傾斜。
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根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，驅(qū)動部分50和60形成為在平面圖中其寬度分別從在固 定部分28和29附近的中央部分50e和60e朝向端部50f、50g、60f和60g連續(xù)地減小，以 能增加驅(qū)動部分50和60的中央部分50e和60e的寬度W3，藉此可在固定的狀態(tài)下穩(wěn)定地 驅(qū)動驅(qū)動部分50和60。此外，可使中央部分50e與端部50f之間的距離以及中央部分50e 與端部50g之間的距離彼此相同，同時(shí)可使中央部分60e與端部60f之間的距離以及中央 部分60e與端部60g之間的距離彼此相同，藉此可使端部50f和50g的變形量彼此相同，同 時(shí)也可使端部60f和60g的變形量彼此相同。于是，就可防止施加于桿件24和25的變形 量由于驅(qū)動部分50和60的端部50f、50g、60f和60g上的變形量不同而彼此不同，藉此可 防止桿件24和25斷裂。 根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，可動部分26(27)在XI (X2)方向側(cè)的側(cè)表面部分 26c (27c)形成為從可動部分26(27)的中央部分26e (27e)朝向端部26a(27a)和26b (27b) 沿X1(X2)方向連續(xù)且直線地傾斜，使得驅(qū)動部分50(60)的寬度基本上恒定地變化，藉此可 進(jìn)一步防止驅(qū)動部分50(60)寬度變化的部分施加應(yīng)力。 根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，可動部分26的形狀做成中央部分26e朝向設(shè)置扭桿22 和23以及桿件24和25的X2方向側(cè)突伸，同時(shí)，可動部分27的形狀做成中央部分27e朝向 設(shè)置扭桿22和23以及桿件24和25的XI方向側(cè)突伸，從而驅(qū)動部分50和60的端部50f 、 50g、60f和60g可扭轉(zhuǎn)變形成朝向XI和X2方向側(cè)更多地?fù)锨?，藉此可進(jìn)一步加大鏡面部分 21的傾斜角。 根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，使得扭桿22和23的寬度Wl和桿件24和25的寬度 W2小于可動部分26和27的中央部分26e和27e的寬度W3，以使扭桿22和23以及桿件24 和25更加易于變形，籍此可進(jìn)一步加大鏡面部分21的傾斜角。 根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，在驅(qū)動部分50和60彎曲和扭轉(zhuǎn)變形成使連接于端部 50f、50g、60f和60g的桿件24和25傾斜和扭轉(zhuǎn)地變形時(shí)，驅(qū)動部分50和60與桿件24和 25連接的端部50f 、50g、60f和60g用作自由端，藉此可進(jìn)一步增大端部50f 、50g、60f和60g
的變形量。 根據(jù)本實(shí)施例，如上所述，驅(qū)動部分50相對于穿過中央部分50e且沿Y方向延伸 的直線(線3000-3000)具有基本上對稱的形狀，同時(shí)驅(qū)動部分60相對于穿過中央部分60e 并沿Y方向延伸的直線(線3000-3000)具有基本上對稱的形狀，從而可使端部50f、50g、 60f和60g上的變形量可靠地彼此相同，藉此可進(jìn)一步防止施加于桿件24和25的變形量由 于端部50f 、50g、60f和60g上的變形量的不同而彼此不同。于是，可進(jìn)一步防止桿件24和 25斷裂。 根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，鏡面部分21、扭桿22和23、桿件24和25、可動部分26 和27以及固定部分28和29 —體地形成，從而鏡面部分21、扭桿22和23、桿件24和25、可 動部分26和27以及固定部分28和29之間的連接部分可以不另行彼此連結(jié)，籍此可易于 形成鏡面部分21、扭桿22和23、桿件24和25、可動部分26和27以及固定部分28和29， 同時(shí)可防止相應(yīng)的連接部分由于驅(qū)動部分50和60的變形而脫開。 根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，壓電元件30和40分別基本上形成在可動部分26和 27的整個(gè)上表面上，從而可增加驅(qū)動部分50和60的驅(qū)動力，籍此可進(jìn)一步加大鏡面部分 21的振動。
根據(jù)本實(shí)施例，如上文所述，對驅(qū)動部分50的上電極50b和下電極70施加正弦電 壓VI (約8V)，同時(shí)對驅(qū)動部分60的上電極60b和下電極70施加相位與電壓VI (約8V)的 相位反向的正弦電壓V2(約8V)，并且鏡面部分21與扭桿22和23的共振頻率與正弦電壓 VI和V2的頻率基本上彼此一致，從而驅(qū)動部分50和60可在鏡面部分21與扭桿22和23 的共振頻率與正弦電壓V1和V2的頻率基本上彼此一致時(shí)以電學(xué)上相反的方向變形，籍此 可進(jìn)一步加大鏡面部分21的傾斜角。 現(xiàn)將參照圖2、6以及13至16來描述為了確認(rèn)前述本發(fā)明實(shí)施例的效果而進(jìn)行的 模擬試驗(yàn)。 在這些模擬試驗(yàn)中，對實(shí)例1、2及比較例1進(jìn)行檢查。實(shí)例1對應(yīng)于根據(jù)如圖2 所示的本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件10。在根據(jù)如圖13所示實(shí)例2的振動鏡部件11中，驅(qū) 動部分150和160沿Y方向的長度L4分別設(shè)定成6. Omm，而扭桿122和123沿Y方向的長 度L5分別設(shè)定為2. 4mm。此外，通過改變驅(qū)動部分150和160的側(cè)表面部分150d和160d 的傾斜度，驅(qū)動部分150和160的用作驅(qū)動部分150和160與桿件124和125之間的連接 部分的端部150f 、 150g、 160f和160g的沿X方向的寬度W5可分別設(shè)定成250 y m。
在根據(jù)如圖14所示的比較例1的振動鏡元件12中，使驅(qū)動部分250的中央部分 50e沿X方向的寬度W3和端部250f和250g沿X方向的寬度W3彼此相同(500iim)，同時(shí) 也使驅(qū)動部分260的中央部分60e沿X方向的寬度W3和端部260f和260g沿X方向的寬 度W3彼此相同(500 ii m)，從而驅(qū)動部分250和260在平面圖中具有沿Y方向延伸的矩形形 狀。使得實(shí)例2與比較例1的結(jié)構(gòu)除了參數(shù)變化之外與實(shí)例1的結(jié)構(gòu)相同。
現(xiàn)將描述在如圖2、 12、 13和14中分別所示的實(shí)例1和2以及比較例中通過將施 加于上電極和下電極的電壓設(shè)定為8V而進(jìn)行的有關(guān)鏡面部分傾斜角和共振頻率的模擬試 驗(yàn)的結(jié)果。將每個(gè)鏡面部分的傾斜角設(shè)定成當(dāng)鏡面部分沿A方向傾斜時(shí)具有負(fù)值而在鏡面 部分沿B方向傾斜時(shí)具有正值。 在如圖2所示的實(shí)例1的模擬試驗(yàn)中，鏡面部分的傾斜角為-10.9°到+10.9° ， 共振頻率為21，950Hz。在如圖13所示的實(shí)例2的模擬試驗(yàn)中，鏡面部分的傾斜角 為-11.4°到+11.4° ，共振頻率為16，900Hz。在如圖14所示的比較例1的模擬試驗(yàn)中，鏡 面部分的傾斜角為-6.6°到+6.6° ，共振頻率為21，180Hz。 從上述模擬試驗(yàn)結(jié)果中來相互比較實(shí)例1和2，可以看到，當(dāng)驅(qū)動部分的面積如在 實(shí)例2中那樣增大時(shí)鏡面的傾斜角略微加大。這是可以想到的，因?yàn)轵?qū)動部分的驅(qū)動力取 決于驅(qū)動部分的面積。還可以看到，當(dāng)驅(qū)動部分的端部的寬度如實(shí)例2中那樣增大時(shí)，共振 頻率降低。這是可以想到的，因?yàn)槎瞬坑捎谄鋵挾仍黾佣y于扭轉(zhuǎn)變形。還可以看到，當(dāng)驅(qū) 動部分沿縱向的長度如實(shí)例2中那樣增大時(shí)，共振頻率降低。這也是可以想到的，因?yàn)轵?qū)動 部分中的振幅增大成使得驅(qū)動部分上的振動頻率降低。 相互比較實(shí)例1和比較例l，可以看到，當(dāng)驅(qū)動部分的寬度如實(shí)例1中那樣從中央 部分朝向兩個(gè)端部連續(xù)地減小時(shí)，鏡面部分的傾斜角加大。這是可以想到的，因?yàn)楫?dāng)驅(qū)動部 分呈如圖15所示的比較例1中的不變寬度的矩形的形式時(shí)，驅(qū)動部分的端部難于扭曲，于 是與驅(qū)動部分的端部連接的桿件的傾斜度就在很大程度上取決于驅(qū)動部分沿縱向的撓曲， 而當(dāng)驅(qū)動部分形成為如圖16中所示的實(shí)例1中那樣其寬度從中央部分朝向端部減小時(shí)，驅(qū) 動部分的端部就沿進(jìn)一步傾斜桿件的方向扭曲，于是與驅(qū)動部分的端部連接的桿件的傾斜度就取決于驅(qū)動部分沿縱向的撓曲以及端部的扭轉(zhuǎn)變形。 在根據(jù)本發(fā)明的振動鏡部件中，考慮到在施加在鏡面部分上的激光束或類似物的 反射光線進(jìn)行一維掃描時(shí)掃描范圍的擴(kuò)大和掃描速率的提高，較佳的是加大鏡面部分的傾 斜角和共振頻率兩者。換言之，對應(yīng)于能既加大鏡面部分的傾斜角又能提高共振頻率的根 據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的振動鏡部件10的實(shí)例1可被認(rèn)為是最優(yōu)的。 盡管已詳細(xì)描述和示出了本發(fā)明，但可清楚地認(rèn)識到，它們是以說明和舉例方式 給出的，不應(yīng)以限制的方式來理解它們，本發(fā)明的精神和范圍僅由所附權(quán)利要求書來限定。
例如，盡管在前述實(shí)施例中驅(qū)動部分50和60形成為其寬度從中央部分50e和60e 朝向端部50f(50g)和60f(60g)連續(xù)減小，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動部分 350和360的側(cè)表面部分350d和360d可階梯狀地變形，如同根據(jù)如圖17中所示的第一改 型的振動鏡部件13中那樣，以使驅(qū)動部分350和360的寬度從中央部分350e和260e朝向 端部350f(350g)和360f(360g)階梯狀地減小。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，連接部分可扭轉(zhuǎn)變形成與在 臺階上的端部350f(350g)和360f(360g)相反地?fù)锨肆翰糠?扭桿和桿件)可更易 于變形。于是，可進(jìn)一步加大鏡面部分的傾斜角。臺階的數(shù)量并沒有特別的限制。
盡管在前述實(shí)施例中振動鏡部件10的鏡面部分21僅沿A和B方向(呈一維方 式)傾斜，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，振動鏡部件的鏡面部分可替代成二維傾斜 的。如圖18所示，例如，振動鏡部件14可通過以一對扭桿422和423替代根據(jù)前述實(shí)施例 的振動鏡部件10的成對固定部分28和29來形成，并使成對扭桿422和423的端部分別與 成對桿件424和425的中央部分垂直地連接。成對桿件424和425的兩個(gè)端部分別與形狀 類似于驅(qū)動部分50和60的一對驅(qū)動部分450和460垂直地連接，并通過一對固定部分428 和429固定于底座(未示出)。于是，鏡面部分21可以沿A和B方向以及I和J方向二維 地傾斜和振動。 盡管在前述實(shí)施例中可動部分26(27)在方向X1(X2)側(cè)上的側(cè)表面部分26c (27c) 形成為沿Y方向線性延伸，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，可動部分與桿件相反的側(cè) 表面可替代地是傾斜的。 盡管在前述實(shí)施例中可動部分26(27)在X1(X2)方向側(cè)上的側(cè)表面26d(27c)形 成為沿X1(X2)方向從可動部分26(27)的中央部分26e(27e)朝向端部26a(27a)和26b連 續(xù)且直線地傾斜，但本發(fā)明并不局限于此。(27b)根據(jù)本發(fā)明，可動部分在桿件側(cè)的側(cè)表面 可以不是連續(xù)地從中央部分朝向端部傾斜的。 盡管在前述實(shí)施例中壓電體50a和60a可由鋯鈦酸鉛(PZT)制成，但本發(fā)明并不 局限于此。根據(jù)本發(fā)明，壓電體可替代地由除了PZT之外的壓電材料制成，其包括主要由 鉛、鈦和/或鋯的氧化物或另一壓電材料制成。例如，壓電體可由諸如氧化鋅(ZnO)、鈦酸鋯 酸鑭鉛((Pb，La) (Zr，Ti)0》、鈮酸鉀(KNb03)或鈮酸鈉(NaNb03)之類的壓電材料制成。
盡管在前述實(shí)施例中，驅(qū)動部分50和60以及桿件24和25在驅(qū)動部分50和60 的端部50f、50g、60f以及60g彼此連接，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動部分和 桿件也可以替代地在除了驅(qū)動部分的端部之外的位置彼此連接。盡管在前述實(shí)施例中本發(fā)明中的"梁部分"包括扭桿22和23以及桿件24和25，
但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，"梁部分"可替代地包括扭桿或是桿件。 盡管在前述實(shí)施例中驅(qū)動部分50和60分別由壓電元件30和40驅(qū)動，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，驅(qū)動部分也可替代地由除了壓電元件之外的驅(qū)動源來驅(qū)動。
盡管在前述實(shí)施例中鏡面部分21在平面圖中呈圓形，但本發(fā)明并不局限于此。根 據(jù)本發(fā)明，鏡面部分可替代地在平面圖中呈方形或矩形形狀。 盡管在前述實(shí)施例中鏡面部分21、扭桿22和23、桿件24和25、可動部分26和27 以及固定部分28和29—體地形成，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，鏡面部分、扭桿、 桿件、可動部分以及固定部分可以不一體地形成，而可替代地通過粘合或類似方法來將由 分開的構(gòu)件構(gòu)成的鏡面部分、扭桿、桿件、可動部分以及固定部分彼此連結(jié)。
盡管在前述實(shí)施例中使扭桿22和23的寬度W1以及桿件24和25的寬度W2小于 驅(qū)動部分50和60的中央部分26e和27e的寬度W3，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明， 扭桿22和23的寬度Wl以及桿件24和25的寬度W2可替代地超過可動部分50和60的中 央部分26e和27e的寬度W3。 盡管在前述實(shí)施例中壓電元件30和40基本上形成在可動部分26和27的整個(gè)上 表面上，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，壓電元件可替代地僅部分地形成在可動部分 的上表面上。 盡管在前述實(shí)施例中扭桿22和23形成為在穿過鏡面部分21的中心并沿Y方向 延伸的直線上延伸，但本發(fā)明并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明，扭桿可以不形成為在穿過鏡面部 分并沿Y方向延伸的直線上延伸。
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權(quán)利要求
一種振動鏡部件，它包括反射光線的鏡面部分；可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分，其連接于所述鏡面部分用于以能振動的方式支承所述鏡面部分；以及驅(qū)動部分，其具有與所述梁部分連接的連接部分以通過所述可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分來驅(qū)動所述鏡面部分，其中，使在平面圖中所述驅(qū)動部分的所述連接部分的寬度小于所述驅(qū)動部分除了所述連接部分之外的部分的寬度。
2. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于， 所述驅(qū)動部分的所述連接部分形成在所述驅(qū)動部分的端部上。
3. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于，所述梁部分在所述連接部分上從正交于所述驅(qū)動部分的縱向的方向與所述驅(qū)動部分 連接；并且所述驅(qū)動部分與所述連接部分相反的側(cè)表面形成為沿平行于所述驅(qū)動部分的縱向的 方向延伸。
4. 如權(quán)利要求3所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分靠近所述連接部分的側(cè)表面形成為在平面圖中朝向所述梁部分側(cè)突伸。
5. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于，所述梁部分包括成對第一梁部分和成對第二梁部分，所述成對第一梁部分的第一端部 分別與所述鏡面部分的兩側(cè)連接，所述成對第二成對梁部分分別與所述成對第一梁部分的 第二端部連接；所述驅(qū)動部分包括第一驅(qū)動部分和第二驅(qū)動部分，所述第一驅(qū)動部分具有分別與所述 成對第二梁部分的第一端部連接的成對第一連接部分，所述第二驅(qū)動部分具有分別與所述 成對第二梁部分的第二端部連接的成對第二連接部分；并且使所述第一驅(qū)動部分的所述成對第一連接部分的寬度分別小于所述第一驅(qū)動除了所 述成對第一連接部分之外的部分的寬度，且使所述第二驅(qū)動部分的所述成對第二連接部分 的寬度分別小于所述第二驅(qū)動部分除了所述成對第二連接部分之外的部分的寬度。
6. 如權(quán)利要求5所述的振動鏡部件，其特征在于，所述第一驅(qū)動部分的所述成對第一連接部分分別形成在所述第一驅(qū)動部分的兩個(gè)端 部上，而所述第二驅(qū)動部分的所述成對第二連接部分分別形成在所述第二驅(qū)動部分的兩個(gè) 端部上。
7. 如權(quán)利要求5所述的振動鏡部件，其特征在于，所述成對第一梁部分形成為在穿過所述鏡面部分的直線上分別朝向所述鏡面部分的 一側(cè)和朝向所述鏡面部分的另一側(cè)延伸；并且所述第一驅(qū)動部分與所述連接部分相反的側(cè)表面和所述第二驅(qū)動部分與所述連接部 分相反的側(cè)表面形成為分別沿平行于所述穿過所述鏡面部分的中心的直線的方向延伸。
8. 如權(quán)利要求1所述的振動鏡部件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述驅(qū)動部分沿縱向 的中央部分附近的固定部分，用于構(gòu)成在所述驅(qū)動部分的振動中的固定端，其中，所述驅(qū)動部分形成為在平面圖中其寬度從所述驅(qū)動部分在所述固定部分附近的部分朝向所述驅(qū)動部分的所述連接部分逐漸地減小。
9. 如權(quán)利要求8所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分形成為在平面圖中其寬度從所述驅(qū)動部分在所述固定部分附近的所述 部分朝向所述驅(qū)動部分的所述連接部分連續(xù)地減小。
10. 如權(quán)利要求9所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分靠近所述連接部分的側(cè)表面形成為在平面圖中以相對于所述驅(qū)動部分 的縱向傾斜的狀態(tài)直線地延伸。
11. 如權(quán)利要求8所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分形成為在平面圖中其寬度從所述驅(qū)動部分在所述固定部分附近的所述 部分朝向所述驅(qū)動部分的所述連接部分階梯狀地減小。
12. 如權(quán)利要求11所述的振動鏡部件，其特征在于， 所述驅(qū)動部分靠近所述連接部分的側(cè)表面形成為在平面圖中具有臺階。
13. 如權(quán)利要求8所述的振動鏡部件，其特征在于，使所述梁部分的寬度小于至少是所述驅(qū)動部分在所述固定部分附近的所述部分的寬度。
14. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分形成為在平面圖中相對于穿過所述驅(qū)動部分沿縱向的中央部分并沿所 述驅(qū)動部分的短邊方向延伸的直線對稱。
15. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于， 所述驅(qū)動部分的所述連接部分形成為自由端；并且連接于所述驅(qū)動部分的所述連接部分的所述梁部分通過所述驅(qū)動部分的彎曲變形和 扭轉(zhuǎn)變形來傾斜和扭轉(zhuǎn)變形。
16. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于， 所述鏡面部分和所述梁部分一體地形成。
17. 如權(quán)利要求16所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分包括與所述鏡面部分和所述梁部分一體地形成的可動部分以及形成在 所述可動部分的表面上的驅(qū)動元件。
18. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分包括與所述梁部分連接的可動部分以及形成在所述可動部分的整個(gè)表 面上的驅(qū)動元件。
19. 如權(quán)利要求l所述的振動鏡部件，其特征在于，所述驅(qū)動部分包括第一驅(qū)動部分和第二驅(qū)動部分，所述第一驅(qū)動部分與所述梁部分的 第一端連接并通過施加電壓來驅(qū)動，所述第二驅(qū)動部分與所述梁部分的第二端連接并通過 施加電壓來驅(qū)動；所述鏡面部分和所述梁部分形成為在規(guī)定的共振頻率下共振；并且 所述第一驅(qū)動部分和所述第二驅(qū)動部分形成為分別通過施加頻率與所述規(guī)定的共振 頻率相同且相位彼此反向的電壓來沿相反方向變形。
20. 如權(quán)利要求1所述的振動鏡部件，其特征在于，還包括 外梁部分，其連接于所述驅(qū)動部分并可扭轉(zhuǎn)變形；以及外驅(qū)動部分，其具有與所述外梁部分連接的外連接部分以驅(qū)動所述鏡面部分
全文摘要
本振動鏡部件包括反射光線的鏡面部分、與鏡面部分連接用于以能振動的方向支承鏡面部分的可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分、以及具有與梁部分連接的連接部分以通過可扭轉(zhuǎn)變形的梁部分來驅(qū)動鏡面部分的驅(qū)動部分。使在平面圖中驅(qū)動部分的連接部分的寬度小于驅(qū)動部分除了連接部分之外的部分的寬度。
文檔編號G02B26/10GK101750735SQ20091026159
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者井上尚樹, 小寺秀俊, 村山學(xué), 神野伊策 申請人:船井電機(jī)株式會社