光學(xué)反射元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)反射元件，具有：反射鏡部、一對(duì)接合部、一對(duì)振動(dòng)部、多個(gè)驅(qū)動(dòng)部、和固定部。接合部分別具有與反射鏡部的對(duì)置的各個(gè)位置連接的第1端、和該第1端的相反側(cè)的第2端，在第1軸方向上延伸。振動(dòng)部分別具有與接合部的一方的第2端連接的中央部。多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分別設(shè)置在一對(duì)振動(dòng)部的各自上，使反射鏡部轉(zhuǎn)動(dòng)。在固定部連結(jié)一對(duì)振動(dòng)部的各兩端。定義為與接合部的第1軸正交的方向的長度的梁寬，大于一對(duì)振動(dòng)部各自的梁寬。
【專利說明】光學(xué)反射元件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用在前導(dǎo)顯示器、頭戴顯示器等的圖像投影裝置中的光學(xué)反射元件。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，開發(fā)了使用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems,微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)，掃描激光來在屏幕等投影圖像的光學(xué)反射元件。為了將圖像投影，需要使用該光學(xué)反射元件二維地掃描激光。作為驅(qū)動(dòng)光學(xué)反射元件的原理，例如使用壓電致動(dòng)器。
[0003]圖10是現(xiàn)有的光學(xué)反射元件I的立體圖。光學(xué)反射元件I具有:反射鏡部9、支承反射鏡部9的固定部3、一對(duì)振動(dòng)梁4、和使反射鏡部9轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的壓電體層10。振動(dòng)梁4分別與反射鏡部9和固定部3連結(jié)，使得反射鏡部9能相對(duì)于固定部3可以轉(zhuǎn)動(dòng)。在壓電體層10通電時(shí)，壓電體層10伸縮。通過該伸縮讓振動(dòng)梁4扭轉(zhuǎn)變形，從而反射鏡部9轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]另外，各振動(dòng)梁4具有:從反射鏡部9延伸出的扭力桿6、驅(qū)動(dòng)部件7、和一對(duì)彈性部件8。驅(qū)動(dòng)部件7連接在扭力桿6的與反射鏡部9相反側(cè)的端。一對(duì)彈性部件8設(shè)置得比驅(qū)動(dòng)部件7更靠近反射鏡部9，相互介由反射鏡部9的轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸而對(duì)置。另外，彈性部件8的第I端與驅(qū)動(dòng)部件7連接，第2端與固定部3的一部分連接。另外，作為與本申請(qǐng)相關(guān)的壓電致動(dòng)器的公開，例如能舉出專利文獻(xiàn)I。
[0005]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)I JP特許第4285568號(hào)公報(bào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明的概要
[0009]本發(fā)明是能實(shí)現(xiàn)大的位移量和高頻驅(qū)動(dòng)的小型的光學(xué)反射元件。本發(fā)明的光學(xué)反射元件具有:反射鏡部、一對(duì)接合部、一對(duì)振動(dòng)部、多個(gè)驅(qū)動(dòng)部、和固定部。接合部分別具有在反射鏡部的對(duì)置的位置的各自上連接的第I端、和該第I端的相反側(cè)的第2端，并且在第I軸方向上延伸。振動(dòng)部分別具有與接合部的一方的第2端連接的中央部。多個(gè)驅(qū)動(dòng)部分別設(shè)置在一對(duì)振動(dòng)部的各自上，使反射鏡部轉(zhuǎn)動(dòng)。在固定部連結(jié)一對(duì)振動(dòng)部的各兩端。定義為與接合部的第I軸正交的方向的長度的梁寬大于一對(duì)振動(dòng)部各自的梁寬。
[0010]通過該構(gòu)成，由于能減少加在接合部的應(yīng)力，提高機(jī)械強(qiáng)度。因此能以大的轉(zhuǎn)動(dòng)角(位移量)且高頻驅(qū)動(dòng)反射鏡部。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式I的光學(xué)反射元件的俯視圖。
[0012]圖2是圖1所示的光學(xué)反射元件的2-2線的截面圖。
[0013]圖3是表示圖1所示的光學(xué)反射元件的諧振頻率與機(jī)械偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系的圖。
[0014]圖4是圖1所示的光學(xué)反射元件中的電極膜的配置圖。
[0015]圖5是圖1所示的光學(xué)反射元件的5-5線的截面圖。
[0016]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2的光學(xué)反射元件的振動(dòng)部的部分放大圖。
[0017]圖7A是本發(fā)明的實(shí)施方式2中的光學(xué)反射元件的其它振動(dòng)部的部分放大圖。
[0018]圖7B是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的光學(xué)反射元件的再其它振動(dòng)部的部分放大圖。
[0019]圖7C是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的光學(xué)反射元件的另外的振動(dòng)部的部分放大圖。
[0020]圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的光學(xué)反射元件的俯視圖。
[0021]圖9是圖8所示的光學(xué)反射元件的振動(dòng)部的放大圖。
[0022]圖10是現(xiàn)有的光學(xué)反射元件的立體圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]在本實(shí)施方式的說明之前，先簡單說明現(xiàn)有的光學(xué)反射元件1中的課題。為了提高投影圖像的分辨率，需要在維持反射鏡部9的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的同時(shí)提高驅(qū)動(dòng)頻率，來提高光束(光點(diǎn))的掃描速度。此時(shí)，由于在扭力桿6應(yīng)力集中，因此例如需要使扭力桿6較長來分散應(yīng)力。其結(jié)果，光學(xué)反射元件1變大，掃描速度降低。
[0024]以下參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)反射元件。
[0025](實(shí)施方式1)
[0026]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的光學(xué)反射元件11的俯視圖。光學(xué)反射元件11具有:反射鏡部12、一對(duì)接合部13A、13B、一對(duì)振動(dòng)部14、15、多個(gè)驅(qū)動(dòng)部24々、248、24(:、240、和固定部16。接合部13A、13B在沿第1軸17A的方向上延伸，夾著反射鏡部12而對(duì)置。SP，接合部13A、13B的第1端在反射鏡部12的對(duì)置的位置與反射鏡部12連接并支承反射鏡部12。振動(dòng)部14、15配置為在中央部夾著接合部13A、13B，與它們的第2端連接。振動(dòng)部14、15沿與第1軸17A正交的第2軸17B延伸?？驙畹墓潭ú?6與振動(dòng)部14、15的兩端連結(jié)，支承振動(dòng)部14、15。另外，固定部16只要支承振動(dòng)部14、15即可，可以由2個(gè)以上的部件構(gòu)成，也可以不是框狀。
[0027]驅(qū)動(dòng)部24A、24B夾著振動(dòng)部14的中央部而彼此設(shè)置在相反側(cè)，驅(qū)動(dòng)部24C、24D夾著振動(dòng)部15的中央部而彼此設(shè)置在相反側(cè)。驅(qū)動(dòng)部24A?24D以第1軸17A為中心軸使反射鏡部12轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)部24A?24D具有在第2軸17B方向上延伸的直線形狀、或彎曲的形狀。
[0028]接下來，參考圖2來說明驅(qū)動(dòng)部24A?24D的構(gòu)成。圖2是圖1中的2_2線的截面圖。構(gòu)成振動(dòng)部14、15的驅(qū)動(dòng)部24A、24C，作為最下層具有遍布光學(xué)反射元件11的整體而一體形成的硅基板18，在硅基板18上形成絕緣膜19。在絕緣膜19之上設(shè)置下部電極膜20，在下部電極膜20之上形成壓電膜21，在壓電膜21之上形成上部電極膜22。如此，壓電體層23由絕緣膜19、下部電極膜20、壓電膜21、和上部電極膜22構(gòu)成。
[0029]下部電極膜20、上部電極膜22由鉬、金、鈦、鎢等的金屬膜形成，壓電膜21由鋯鈦酸鉛(Pb(Zivx，Tix)03)等的壓電材料形成。它們能通過蒸鍍、溶膠凝膠、CVD、濺射法等形成為薄膜。另外，驅(qū)動(dòng)部24B、24D也同樣構(gòu)成。即，驅(qū)動(dòng)部24A?24D將下部電極膜20、壓電膜21和上部電極膜22依次疊膜而形成。
[0030]在下部電極膜20與上部電極膜22間施加給定的電壓，由此通過逆壓電效應(yīng)使壓電膜21在壓電膜21的平面方向上伸縮動(dòng)作。由此，包含壓電膜21的驅(qū)動(dòng)部24A?24D在厚度方向出現(xiàn)彎曲位移。
[0031]通過使賦予驅(qū)動(dòng)部24A的電壓相對(duì)于賦予夾著接合部13A對(duì)置的驅(qū)動(dòng)部24B的電壓為相反相位，驅(qū)動(dòng)部24A、24B向相反方向彎曲。其結(jié)果，在被驅(qū)動(dòng)部24A、24B所夾的接合部13A產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)位移。
[0032]在接合部13B也與接合部13A相同，通過對(duì)驅(qū)動(dòng)部24C、24D施加相位為相反方向的電壓而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)位移。通過使施加給驅(qū)動(dòng)部24A和驅(qū)動(dòng)部24C的電壓的相位為相同相位，使施加給驅(qū)動(dòng)部24B、24D的電壓的相位為相同相位，接合部13A、13B以相同相位引起扭轉(zhuǎn)位移。其結(jié)果，反射鏡部12繞著第1軸17A轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0033]通過利用繞著第1軸17A引起轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作的固有振動(dòng)模式，能使反射鏡部12較大地位移。由此,通過對(duì)驅(qū)動(dòng)部24A?24D施加與諧振頻率同步的驅(qū)動(dòng)頻率，能以第1軸17A為中心軸使反射鏡部12較大地位移。
[0034]在如此使反射鏡部12位移時(shí)，在接合部13A、13B出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)位移，由此產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。伴隨反射鏡部12的位移量增大，加在接合部13A、13B的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力也增加。若該扭轉(zhuǎn)應(yīng)力超過接合部13A、13B的機(jī)械強(qiáng)度，在接合部13A、13B就會(huì)出現(xiàn)裂紋破壞等，不能再使反射鏡部12位移動(dòng)作。
[0035]一般，為了增大反射鏡部12的位移量，例如使接合部13A、13B的長度在第1軸17A方向上延伸來減少加在接合部13A、13B的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。但是，若使接合部13A、13B在第1軸17A方向上延伸，光學(xué)反射元件11就會(huì)變大，如前述那樣，掃描速度即諧振頻率就會(huì)降低。
[0036]與此相對(duì)，在光學(xué)反射元件11中，接合部13A、13B的梁寬W1大于振動(dòng)部14、15的梁寬W2。將梁寬W1定義為接合部13A、13B的與第1軸17A正交的方向的長度。另一方面，將梁寬W2定義為振動(dòng)部14、15的沿第1軸17A的方向的長度。
[0037]根據(jù)該尺寸關(guān)系，在接合部13A、13B,與扭轉(zhuǎn)位移相比，在驅(qū)動(dòng)部24A?24D出現(xiàn)的彎曲位移成為支配性地位。即，與加在接合部13A、13B的中央部的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力相比，加在接合部13A、13B各自的整體的彎曲應(yīng)力成為支配性地位。由于如此將應(yīng)力分散在接合部13A、13B整體，因此能不超過構(gòu)成接合部13A、13B的材料的機(jī)械強(qiáng)度地確保反射鏡部12的位移量。
[0038]另外，由于使接合部13A、13B的梁寬較寬，轉(zhuǎn)動(dòng)體即反射鏡部12和接合部13A、13B的合計(jì)質(zhì)量增加。其結(jié)果，反射鏡部12的上下振動(dòng)模式的諧振頻率降低。另一方面，與第1軸17A平行的接合部13A、13B的從端部到反射鏡部12的第2軸17B方向的端部為止的距離相對(duì)較短。為此，繞著反射鏡部12的第1軸17A的慣性矩相對(duì)較小。其結(jié)果，繞著第1軸17A轉(zhuǎn)動(dòng)的振動(dòng)模式的諧振頻率增加。通過調(diào)整該兩者的平衡，能使振動(dòng)模式的諧振頻率增加。
[0039]圖3表示相對(duì)于振動(dòng)部14、15的梁寬W2使接合部13A、13B的梁寬W1增減情況下的諧振頻率與反射鏡部12的機(jī)械偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系。橫軸表示諧振頻率，縱軸表示機(jī)械偏轉(zhuǎn)角。在使接合部13A、13B的梁寬W1相對(duì)于振動(dòng)部14、15的梁寬W2的170 μ m窄50 μ m時(shí)，諧振頻率和機(jī)械偏轉(zhuǎn)角降低。另一方面，在使接合部13A、13B的梁寬W1相對(duì)于振動(dòng)部14、15的梁寬W2的170 μ m寬100 μ m的情況下，諧振頻率和機(jī)械偏轉(zhuǎn)角都增加，能擺脫此消彼長的關(guān)系。如此，通過相對(duì)于振動(dòng)部14、15的梁寬W2使接合部13A、13B的梁寬Wl較大，能同時(shí)增大諧振頻率和機(jī)械偏轉(zhuǎn)角。
[0040]接下來，參考圖4來說明光學(xué)反射元件11中的優(yōu)選的結(jié)構(gòu)。圖4是光學(xué)反射元件11中的上部電極膜22的配置圖。
[0041]如前述那樣，在驅(qū)動(dòng)部24A?24D設(shè)置用于在振動(dòng)部14、15引起彎曲位移的壓電體層23。由此，也可以利用壓電體層23來同時(shí)具有監(jiān)控振動(dòng)部14、15的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的功能。即，由于壓電膜21具有壓電效應(yīng)，因此伴隨著驅(qū)動(dòng)部24A?24D的彎曲位移而產(chǎn)生電荷。另夕卜，由于產(chǎn)生與彎曲位移量相應(yīng)的電荷量，因此通過監(jiān)控該電荷，能精度良好地監(jiān)控振動(dòng)部14、15的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
[0042]其中，需要不阻礙振動(dòng)部14、15的驅(qū)動(dòng)地探測驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，且在易于在壓電膜21產(chǎn)生應(yīng)變的部位配置電極膜。由于驅(qū)動(dòng)部24A?24D出現(xiàn)彎曲位移，因此在固定部16的周邊應(yīng)變易于集中。由此，如圖4所示那樣，期望至少在固定部16與振動(dòng)部14、15的邊界線上設(shè)置上部電極膜22。即，優(yōu)選在固定部16與振動(dòng)部14、15的邊界形成構(gòu)成監(jiān)控部的上部電極膜22。
[0043]接下來參考圖5來說明光學(xué)反射元件11的另外的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。圖5是圖1所示的光學(xué)反射元件的5-5線的截面圖,表示接合部13A的截面。
[0044]如此，期望使接合部13A、13B的梁寬Wl大于接合部13A、13B的梁厚t。將梁厚t定義為與由第I軸17A和第2軸17B構(gòu)成的平面正交的方向的長度。在接合部13A、13B的梁寬Wl為梁厚t以下的情況下，加在接合部13A、13B的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力易于集中在接合部13A、13B的側(cè)壁部，得不到加寬梁寬Wl來在平面方向上使應(yīng)力分散的效果。另外，在使用硅基板18的情況下，在硅的加工中較多使用Bosch工藝。但是，在使用Bosch工藝時(shí)，在側(cè)壁產(chǎn)生被稱作毛邊(scallop)的凹凸形狀。若應(yīng)力集中在該凹凸部，機(jī)械強(qiáng)度就會(huì)降低。根據(jù)以上，期望使接合部13A、13B的梁寬Wl大于梁厚t。
[0045](實(shí)施方式2)
[0046]圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2中的光學(xué)反射元件31的振動(dòng)部32的部分放大圖。光學(xué)反射元件31具有:反射鏡部34、接合部33、振動(dòng)部32、和固定部35。光學(xué)反射元件31在振動(dòng)部32有曲率這一點(diǎn)上和實(shí)施方式I中的光學(xué)反射兀件11不同。這以外的基本的構(gòu)成都與光學(xué)反射元件11相同。即，雖未圖示，但接合部33在反射鏡部34的對(duì)置的位置設(shè)有一對(duì)，振動(dòng)部32設(shè)有一對(duì)，在各自的中央部與接合部33連接。振動(dòng)部32的兩端與固定部35連接。使定義為與接合部33的第I軸17A正交的方向的長度的梁寬，大于振動(dòng)部32的梁寬。
[0047]振動(dòng)部32在與接合部33連接的中央部和固定部35之間具有一對(duì)梁部32A，梁部32A具有彎曲形狀。另外，將振動(dòng)部32的梁寬定義為梁部32A的彎曲形狀的外周與內(nèi)周間的長度。
[0048]在振動(dòng)部32上設(shè)置具有壓電膜的驅(qū)動(dòng)部(未圖示)。對(duì)該壓電膜施加電壓，從而通過逆壓電效應(yīng)使壓電膜在壓電膜的平面方向上伸縮，振動(dòng)部32在厚度方向上引起彎曲位移。通過振動(dòng)部32的彎曲位移，在接合部33與振動(dòng)部32的連接部位附近產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。但是，由于振動(dòng)部32的梁部32A具有彎曲形狀，能使接合部33與振動(dòng)部32的連接部位近旁的應(yīng)力分散。其結(jié)果，能使機(jī)械強(qiáng)度提升，使反射鏡部34的偏轉(zhuǎn)角較大。
[0049]接下來，參考圖7A?圖7C來說明彎曲的梁部32A的與圖6不同的形狀。圖7A?圖7C是表示本實(shí)施方式中的其它振動(dòng)部32的部分放大圖。
[0050]在圖7A?圖7C所示的振動(dòng)部32中，梁部32A由更靠近固定部35的第I彎曲部36、和更靠近與接合部33連接的中央部的第2彎曲部37構(gòu)成。
[0051]在具有直線形狀的實(shí)施方式I的振動(dòng)部14、15中，在振動(dòng)部14、15與固定部16的連接部位，伴隨振動(dòng)部14、15的彎曲位移的應(yīng)力易于集中。與此相對(duì)，通過使振動(dòng)部32與固定部35的連接部位的第I彎曲部36為具有圖7A?圖7C那樣的曲率半徑的形狀，能將固定部35與第I彎曲部36的接合部位應(yīng)力分散。
[0052]另外，也可以如圖7B所示那樣，構(gòu)成為第I彎曲部36的曲率半徑與第2彎曲部37的曲率半徑不同。在此，將第I彎曲部36的曲率半徑設(shè)為r，將第2彎曲部37的曲率半徑設(shè)為R。
[0053]為了效率良好地使接合部33產(chǎn)生大的扭轉(zhuǎn)位移，設(shè)置為使相對(duì)于接合部33的驅(qū)動(dòng)部的正交分量的比例，在盡可能靠近接合部33的部位較多。即，在第I彎曲部36的曲率半徑r等于或大于第2彎曲部37的曲率半徑R的情況下，相對(duì)于接合部33的驅(qū)動(dòng)部的正交分量大多構(gòu)成在從接合部33離開的第I彎曲部36上。為此，在接合部33引起扭轉(zhuǎn)位移的驅(qū)動(dòng)效率會(huì)降低。
[0054]為此，優(yōu)選使第I彎曲部36的曲率半徑r小于第2彎曲部37的曲率半徑R，以使得相對(duì)于接合部33的驅(qū)動(dòng)部的正交分量大多占據(jù)在靠近接合部33的第2彎曲部37上。另夕卜，關(guān)于第I彎曲部36、第2彎曲部37的曲率半徑的大小關(guān)系，也能適用在圖7A所示的振動(dòng)部32中。
[0055]另外，比起設(shè)置在第I彎曲部36上，優(yōu)選將構(gòu)成驅(qū)動(dòng)部38的壓電體層23 (圖2參考)設(shè)置在至少第2彎曲部37上。通過該配置能使接合部33的扭轉(zhuǎn)位移高效地變大。
[0056]另外，若第I彎曲部36的曲率半徑r較大，與曲率半徑r相伴元件在第I軸17A方向上會(huì)擴(kuò)大。在此，如圖7B所示那樣，優(yōu)選使第I彎曲部36為在沿第I軸17A的方向上向反射鏡部34凸的形狀，使第2彎曲部37為在第I軸17A方向上向固定部35凸的形狀。即，優(yōu)選第I彎曲部36和第2彎曲部37的彎曲方向不同，向相反方向突出。通過該形狀，由于能在靠近反射鏡部34的位置設(shè)置與固定部35的連接位置，能在使固定部35與第I彎曲部36的接合部位應(yīng)力分散的同時(shí)使光學(xué)反射元件31與第I彎曲部36的曲率半徑r的幅度相應(yīng)地小型化。
[0057]另外，也可以如圖7C所示那樣，構(gòu)成為使第2彎曲部37在更靠近第I彎曲部36一側(cè)和更靠近接合部33 —側(cè)曲率半徑不同。通過振動(dòng)部32的彎曲位移，在接合部33與振動(dòng)部32的連接部位附近產(chǎn)生彎曲應(yīng)力。為了分散該應(yīng)力，需要使連接部位附近的曲率半徑較大。加在第2彎曲部37內(nèi)的靠近第I彎曲部36—側(cè)的應(yīng)力比較小。為此，若第2彎曲部37的曲率半徑恒定，光學(xué)反射元件31就會(huì)變大。為此，通過使第2彎曲部37的靠近第I彎曲部36 —側(cè)的曲率半徑小于靠近接合部33 —側(cè)的曲率半徑，能在確保光學(xué)反射元件31的機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)小型化。
[0058]另外，也可以在第I彎曲部36上設(shè)置與驅(qū)動(dòng)用不同的壓電膜39，來同時(shí)具有監(jiān)控振動(dòng)部32的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的功能。壓電膜39作為形成在固定部35與振動(dòng)部32的邊界的監(jiān)控部發(fā)揮功能。
[0059]壓電膜39由于具有壓電效應(yīng)，因此伴隨振動(dòng)部32的彎曲位移而產(chǎn)生電荷。另外，由于產(chǎn)生與彎曲位移量相應(yīng)的電荷量，因此通過監(jiān)控該電荷，能精度良好地監(jiān)控振動(dòng)部32的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。但是，需要不阻礙振動(dòng)部32的驅(qū)動(dòng)地探測驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，且在易于產(chǎn)生應(yīng)變的部位配置壓電膜39。由于振動(dòng)部32引起彎曲位移，因此在固定部35與第1彎曲部36的邊界線周邊應(yīng)變易于集中。為此，期望至少在固定部35與第1彎曲部36的邊界線上設(shè)置壓電膜39。
[0060](實(shí)施方式3)
[0061]圖8是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的光學(xué)反射元件41的俯視圖。光學(xué)反射元件41具有:固定部42、一對(duì)第1振動(dòng)部43A、43B、可動(dòng)框44、一對(duì)第2振動(dòng)部45A、45B、一對(duì)接合部46A、46B、和反射鏡部47。
[0062]第1振動(dòng)部43A、43B的第1端對(duì)置地與固定部42的內(nèi)側(cè)連接，第2端與可動(dòng)框44連接。s卩，第1振動(dòng)部43A、43B支承可動(dòng)框44。在可動(dòng)框44的內(nèi)側(cè)的在沿第2軸17B的方向上對(duì)置的兩邊，連接第2振動(dòng)部45A、45B。接合部46A、46B的第1端連接在能轉(zhuǎn)動(dòng)的反射鏡部47的對(duì)置的位置，第1端的相反側(cè)的第2端與第2振動(dòng)部45A、45B的中央部連接。第1振動(dòng)部43A、43B使可動(dòng)框44繞著第2軸17B轉(zhuǎn)動(dòng)，第2振動(dòng)部45A、45B使反射鏡部47繞著與第2軸17B正交的第1軸17A轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0063]與圖2所示的實(shí)施方式1、2相同，第1振動(dòng)部43A、43B具有作為最下層而一體形成的硅基板18，在硅基板18上形成絕緣膜19。在絕緣膜19之上設(shè)置下部電極膜20，在下部電極膜20之上形成壓電膜21，在壓電膜21之上形成上部電極膜22。下部電極膜20、壓電膜21、上部電極膜22作為驅(qū)動(dòng)部發(fā)揮功能。
[0064]圖9是第1振動(dòng)部43A的部分放大圖。第1振動(dòng)部43A具有平行而設(shè)并相鄰的多個(gè)連結(jié)部48、和將連結(jié)部48中的2個(gè)相連的折返部49，由多個(gè)連結(jié)部48和多個(gè)折返部49形成蜿蜒形狀。在對(duì)第1振動(dòng)部43A的下部電極膜20與上部電極膜22間施加給定的電壓時(shí)，對(duì)壓電膜21施加給定的電場，通過逆壓電效應(yīng)，壓電膜21在壓電膜21的平面方向上進(jìn)行伸縮動(dòng)作。此時(shí)，在壓電膜21產(chǎn)生的平面方向的伸縮動(dòng)作作為第1振動(dòng)部43A的厚度方向的力矩發(fā)揮作用，由此第1振動(dòng)部43A在厚度方向上撓曲振動(dòng)。此時(shí),對(duì)于第1振動(dòng)部43A的連結(jié)部48，對(duì)相鄰的連結(jié)部48分別施加相反相位的電壓，由此連結(jié)部48的撓曲重疊，可動(dòng)框44繞著第2軸17B轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0065]通過作為第2振動(dòng)部45A、45B使用實(shí)施方式1中說明的振動(dòng)部14、15或?qū)嵤┓绞?中說明的振動(dòng)部32，能使反射鏡部47同時(shí)繞著第1軸17A以及第2軸17B以大的位移轉(zhuǎn)動(dòng)。為此，能對(duì)反射鏡部47照射例如激光來在二維平面上投影鮮明的圖像等。
[0066]產(chǎn)業(yè)上的利用可能性
[0067]本發(fā)明的光學(xué)反射元件能在屏幕投影鮮明的圖像，能利用在小型放映機(jī)或頭戴顯示器中。
[0068]標(biāo)號(hào)的說明
[0069]11、31、41光學(xué)反射元件
[0070]12,34,47 反射鏡部
[0071]13A、13B、33、46A、46B 接合部
[0072]14、15、32 振動(dòng)部
[0073]16、35、42 固定部
[0074]17A 第 I 軸
[0075]17B 第 2 軸
[0076]18硅基板
[0077]19絕緣膜
[0078]20下部電極膜
[0079]21、39 壓電膜
[0080]22上部電極膜
[0081]23壓電體層
[0082]24A、24B、24C、24D、38 驅(qū)動(dòng)部
[0083]32A 梁部
[0084]36第I彎曲部
[0085]37第2彎曲部
[0086]43A、43B 第 I 振動(dòng)部
[0087]44可動(dòng)框
[0088]45A、45B 第 2 振動(dòng)部
[0089]48連結(jié)部
[0090]49折返部
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)反射兀件，具備: 反射鏡部; 一對(duì)接合部，具有在所述反射鏡部的對(duì)置的位置的各自上連接的第I端、和所述第I端的相反側(cè)的第2端，并且在第I軸方向上延伸； 一對(duì)振動(dòng)部，具有與所述接合部的一方的所述第2端連接的中央部； 多個(gè)驅(qū)動(dòng)部，設(shè)置在所述一對(duì)振動(dòng)部的各自上，并使所述反射鏡部轉(zhuǎn)動(dòng)；和 固定部，連結(jié)所述一對(duì)振動(dòng)部的各兩端， 定義為與所述接合部的所述第I軸正交的方向的長度的梁寬，大于所述一對(duì)振動(dòng)部的各自的梁寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述一對(duì)振動(dòng)部沿與所述第I軸正交的第2軸延伸， 將所述一對(duì)振動(dòng)部各自的所述梁寬定義為沿所述第I軸的方向的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述一對(duì)振動(dòng)部分別在與所述接合部連接的所述中央部和所述固定部之間具有一對(duì)梁部， 所述一對(duì)梁部各自具有彎曲形狀， 所述一對(duì)振動(dòng)部各自的所述梁寬，被定義為所述彎曲形狀的外周與內(nèi)周間的長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述梁部分別由更靠近所述固定部的第I彎曲部、和更靠近所述中央部的第2彎曲部構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述第I彎曲部的曲率半徑小于所述第2彎曲部的曲率半徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)反射兀件,其中， 所述第2彎曲部的曲率半徑在更靠近所述第I彎曲部一側(cè)和更靠近所述接合部一側(cè)是不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述第I彎曲部和所述第2彎曲部的彎曲方向不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述第I彎曲部的曲率半徑小于所述第2彎曲部的曲率半徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述第2彎曲部的曲率半徑在更靠近所述第I彎曲部一側(cè)和更靠近所述接合部一側(cè)是不同的。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部形成在所述第2彎曲部上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述驅(qū)動(dòng)部將下部電極膜、壓電膜和上部電極膜依次疊膜而形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)反射元件，其中， 在所述固定部與所述振動(dòng)部的邊界形成監(jiān)控部。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)反射元件，其中， 所述接合部的所述梁寬，大于用相對(duì)于所述第I軸及與所述第I軸正交的第2軸所構(gòu)成的平面正交的方向的長度定義的所述接合部的梁厚。
【文檔編號(hào)】B81B3/00GK104272167SQ201380023796
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】堀江壽彰, 平岡聰一郎, 中園晉輔, 小牧一樹 申請(qǐng)人:松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會(huì)社