光掃描裝置及光掃描控制裝置的制造方法
【專利說明】光掃描裝置及光掃描控制裝置
[0001 ]本發(fā)明是申請?zhí)枮?01210380505.6、發(fā)明名稱為“光掃描裝置及光掃描控制裝置”、申請日為2012年9月29日的發(fā)明申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及利用扭轉(zhuǎn)梁從軸向兩側(cè)支撐用于支撐反射鏡的反射鏡支撐部，利用上述扭轉(zhuǎn)梁的扭轉(zhuǎn)使上述反射鏡支撐部在繞軸方向及與上述繞軸正交的方向上擺動的光掃描裝置及光掃描控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，已知有使用在壓電元件的上表面形成上部電極、在下表面形成下部電極的促動器使反射入射光的反射鏡部繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而使反射光進行掃描的光掃描裝置。在該促動器中，通過在上部電極與下部電極上施加驅(qū)動電壓，使反射鏡部相對于反射面垂直及水平地擺動。
[0004]在這種促動器中，設(shè)有檢測在驅(qū)動反射鏡部并擺動的狀態(tài)下在壓電元件上產(chǎn)生的電壓的檢測用壓電傳感器，根據(jù)該壓電傳感器的輸出，檢測反射鏡部的傾斜，控制促動器的動作。
[0005]然而，壓電傳感器在驅(qū)動反射鏡部并擺動的狀態(tài)下產(chǎn)生的電壓是微弱的電壓，存在含有干擾的場合。因此，以往，為了檢測未施加驅(qū)動電壓的狀態(tài)的壓電傳感器的輸出，下了各種功夫。
[0006]例如，在專利文獻I中，公開了在檢測未施加驅(qū)動電壓的壓電傳感器的產(chǎn)生電壓的場合，避免由與驅(qū)動電壓的電壓差引起的接地電位的干擾的干涉的技術(shù)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008]專利文獻I:日本特開2009-169195號公報
[0009]在現(xiàn)有的檢測用的壓電傳感器中，由于輸出是微弱的，因此容易受到來自其他信號的干擾(串線)，由于該串線，反射鏡的傾斜的檢測精度下降。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明是鑒于上述情況并為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供能減少傳感器配線的干擾，高精度地檢測反射鏡部的傾斜的光掃描裝置及光掃描控制裝置。
[0011]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用以下那樣的結(jié)構(gòu)。
[0012]本發(fā)明是一種光掃描裝置100，其利用扭轉(zhuǎn)梁130A、130B從軸向兩側(cè)支撐反射鏡支撐部120，該反射鏡支撐部120支撐反射鏡110，通過上述扭轉(zhuǎn)梁130A、130B的扭轉(zhuǎn)，使上述反射鏡支撐部120在繞軸方向上擺動，該光掃描裝置100具有:
[0013]以夾著上述反射鏡110及上述反射鏡支撐部120的方式成對設(shè)置的第一驅(qū)動梁150A、150B;
[0014]將上述第一驅(qū)動梁150A、150B的一側(cè)與上述扭轉(zhuǎn)梁130A、130B連結(jié)的連結(jié)梁140A、140B;以及
[0015]第一壓電傳感器191，其形成在上述連結(jié)梁140A、140B上，當在上述第一驅(qū)動梁150A、150B上施加驅(qū)動電壓而使上述反射鏡擺動時，檢測由上述扭轉(zhuǎn)梁130A、130B的繞軸的擺動引起的上述連結(jié)梁140A、140B的位移，
[0016]上述第一壓電傳感器191將上述電極配線202向夾著上述反射鏡110及上述反射鏡支撐部120的一方的上述第一驅(qū)動梁150B引出，將下部電極配線201向夾著上述反射鏡110及上述反射鏡支撐部120的另一方的上述第一驅(qū)動梁150A引出。
[0017]另外，上述參照符號是為了容易地理解而添加的，只是一個例子，不限定于圖示的方式。
[0018]本發(fā)明的效果如下。
[0019]根據(jù)本發(fā)明，能夠減少傳感器配線的干擾，高精度地檢測反射鏡的傾斜。
【附圖說明】
[0020]圖1是說明第一實施方式的光掃描裝置的圖。
[0021]圖2是放大了圖1的部分A的圖。
[0022]圖3是放大了圖1的部分B的圖。
[0023]圖4是說明第二實施方式的光掃描裝置的圖。
[0024]圖5是對第二實施方式的保護圖案進行說明的圖。
[0025]圖6是放大了圖4的部分Al的圖。
[0026]圖7是放大了圖4的部分BI的圖。
[0027]圖8是說明第三實施方式的光掃描裝置的圖。
[0028]圖9是放大了圖8的部分B2的圖。
[0029]圖10是說明第四實施方式的光掃描裝置的圖。
[0030]圖11是說明增益、相位調(diào)整部的圖。
[0031]圖12是說明第四實施方式的干擾去除部的電路結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖13是說明第四實施方式的干擾去除部的順序的圖。
[0033]圖14是表示干擾去除前的壓電傳感器的輸出波形的圖。
[0034]圖15是說明干擾同等成分的圖。
[0035]圖16是表示干擾去除后的壓電傳感器的輸出波形的圖。
[0036]圖17是說明第四實施方式的干擾去除部的電路結(jié)構(gòu)的其他例的圖。
[0037]圖18是說明第五實施方式的光掃描裝置的圖。
[0038]圖19是說明第五實施方式的干擾去除的處理的流程圖。
[0039]圖20是放大了第五實施方式的光掃描裝置的反射鏡部分的圖。
[0040]圖21是表不第五實施方式的壓電傳感器的輸出的例子的圖。
[0041]圖22是表示在第五實施方式中壓電傳感器的輸出信號的差信號的例子的圖。
[0042]圖23是說明第七實施方式的光掃描裝置的圖。
[0043]圖24是說明第七實施方式的光掃描模塊的第一圖。
[0044]圖25是說明第七實施方式的光掃描模塊的第二圖。
[0045]圖26是說明光學傳感器的圖。
[0046]圖27是說明光學傳感器的配置位置的圖。
[0047]圖28是對反射鏡的垂直方向的傾斜的測定進行說明的圖。
[0048]圖29是表示實測值與光學傳感器的輸出的比較結(jié)果的第一圖。
[0049]圖30是表示實測值與光學傳感器的輸出的比較結(jié)果的第二圖。
[0050]圖31是表示實測值與光學傳感器的輸出的比較結(jié)果的第三圖。
[0051]圖中:100、10(^、1008、1000—光掃描裝置，300、30(^、3008—光掃描控制裝置，10C—光掃描模塊，110—反射鏡，120—反射鏡支撐部，130—扭轉(zhuǎn)梁，140—連結(jié)梁，150A、150B—第一驅(qū)動梁，151A、151B、171A、171B—驅(qū)動源，160—可動框，170A、170B—第二驅(qū)動梁，180—固定框，191、195、196—壓電傳感器，201、202、207六、2078、208六、2088—傳感器配線，203、204、205、206、21(^、21(?—驅(qū)動配線，220、22(^、221、221八一保護圖案，700—光學傳感器。
【具體實施方式】
[0052](第一實施方式)
[0053]下面，參照附圖對本發(fā)明的第一實施方式進行說明。圖1是說明第一實施方式的光掃描裝置的圖。
[0054]本實施方式的光掃描裝置100具備反射鏡110、反射鏡支撐部120、扭轉(zhuǎn)梁130A、1308、連結(jié)梁14(^、1408、第一驅(qū)動梁15(^、15(?、可動框160、第二驅(qū)動梁17(^、17(?、固定框180。另外，本實施方式的第一驅(qū)動梁150A、150B分別具備驅(qū)動源151A、151B。第二驅(qū)動梁170A、170B分別具備驅(qū)動源171A、171B。
[0055]在本實施方式的反射鏡支撐部120上沿反射鏡110的圓周形成有狹縫122。利用該狹縫122，能夠使反射鏡支撐部120輕量化，并且能夠向反射鏡110傳遞由扭轉(zhuǎn)梁130A、130B產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)。
[0056]在本實施方式的光掃描裝置100中，在反射鏡支撐部120的表面支撐有反射鏡110，反射鏡支撐部120連結(jié)在位于兩側(cè)的扭轉(zhuǎn)梁130A、130B的端部。扭轉(zhuǎn)梁130A、130B構(gòu)成擺動軸，在軸向上延伸并從軸向兩側(cè)支撐反射鏡支撐部120 ο通過扭轉(zhuǎn)梁130A、130B扭轉(zhuǎn)，支撐在反射鏡支撐部120上的反射鏡110擺動，進行使照射在反射鏡110上的光的反射光掃描的動作。扭轉(zhuǎn)梁130A、130B分別連結(jié)支撐在連結(jié)梁140A、140B上，并連結(jié)在第一驅(qū)動梁150A、150B上。
[0057]第一驅(qū)動梁150A、150B、連結(jié)梁140A、140B、扭轉(zhuǎn)梁130A、130B、反射鏡支撐部120及反射鏡110被可動框160包圍。第一驅(qū)動梁150A、150B將各自的一側(cè)支撐在可動框160上。第一驅(qū)動梁150A的另一側(cè)在內(nèi)周側(cè)延伸并與連結(jié)梁140A、140B連結(jié)。第一驅(qū)動梁150B的另一側(cè)與同樣地向內(nèi)周側(cè)延伸并與連結(jié)梁140A、140B連結(jié)。
[0058]第一驅(qū)動梁150A、150B在與扭轉(zhuǎn)梁130A、130B正交的方向上以夾住反射鏡110及反射鏡支撐部120的方式成對設(shè)置。
[0059]在第一驅(qū)動梁150A、150B的表面分別形成有驅(qū)動源151A、151B。驅(qū)動源151A、151B由形成在第一驅(qū)動梁150A、150B的表面上的壓電元件的薄膜的上表面的上部電極、形成在壓電元件的下表面的下部電極構(gòu)成。在驅(qū)動源151A、151B中，根據(jù)施加在上部電極與下部電極上的驅(qū)動電壓的極性伸長或縮小。因此，只要交替地在第一驅(qū)動梁150A與第一驅(qū)動梁150B中施加不同的相位的驅(qū)動電壓，在反射鏡110的左側(cè)與右側(cè)，第一驅(qū)動梁150A與第一驅(qū)動梁150B在上下相反側(cè)交替地振動，能夠使反射鏡110以扭轉(zhuǎn)梁130A、130B為擺動軸或旋轉(zhuǎn)軸繞軸擺動。以后將反射鏡110繞扭轉(zhuǎn)梁130A、130B的軸擺動的方向稱為水平方向。例如，可以在利用第一驅(qū)動梁150A、150B的水平驅(qū)動中使用共振振動，從而高速地對反射鏡110進行擺動驅(qū)動。
[0060]另外，在可動框160的外部連結(jié)有第二驅(qū)動梁170A、170B的一端。第二驅(qū)動梁170A、170B以從左右兩側(cè)夾著可動框160的方式成對設(shè)置。第二驅(qū)動梁170A的與第一驅(qū)動梁150A平行地延伸的梁與鄰接梁在端部連結(jié)，整體具有曲折狀的形狀。并且，第二驅(qū)動梁170A的另一端連結(jié)在固定框180的內(nèi)側(cè)。第二驅(qū)動梁170B也同樣地，與第一驅(qū)動梁150B平行地延伸的梁與鄰接的梁在端部連結(jié)，整體具有曲折狀的形狀。并且，第二驅(qū)動梁170B的另一端連結(jié)在固定框180的內(nèi)側(cè)。
[0061]在第二驅(qū)動梁170A、170B的表面，分別在每個不包括曲線部的矩形單位上形成驅(qū)動源171A、171B。驅(qū)動源171A由形成在第二驅(qū)動梁170A的表面上的壓電元件的薄膜的上表面的上部電極、形成在壓電元件的下表面的下部電極構(gòu)成。驅(qū)動源171B由形成在第二驅(qū)動梁170B的表面上的壓電元件的薄膜的上表面的上部電極與形成在壓電元件的下表面的下部電極構(gòu)成。
[0062]在第二驅(qū)動梁170