1、(10)申请公布号 CN 102422521 A(43)申请公布日 2012.04.18CN102422521A*CN102422521A*(21)申请号 201080020675.2(22)申请日 2010.04.212009-114317 2009.05.11 JP2009-205316 2009.09.04 JPH02N 2/00(2006.01)B81B 3/00(2006.01)G02B 26/08(2006.01)G02B 26/10(2006.01)H02N 1/00(2006.01)(71)申请人三美电机株式会社地址日本国东京都(72)发明人山田司 江原正人(74)专利代理机构
2、隆天国际知识产权代理有限公司 72003代理人宋晓宝 郭晓东(54) 发明名称致动器及使用致动器的光扫描装置(57) 摘要一种驱动驱动对象物使其围绕转动轴倾斜运动的致动器,其特征在于,包括:一对支撑梁,沿所述转动轴从两侧支撑所述驱动对象物;一对可动框,以从与所述转动轴正交的方向的两侧夹住所述驱动对象物及所述一对支撑梁的方式配置;驱动源,对所述可动框付与弯曲振动;以及一对连接部,用包括多个梁的梁结构将所述一对可动框与所述支撑梁的尖端部连接,并将所述弯曲振动转换为扭曲振动向所述支撑梁传递。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2011.11.10(86)PCT申请的申请数据PCT/JP
3、2010/057096 2010.04.21(87)PCT申请的公布数据WO2010/131557 JA 2010.11.18(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 18 页 附图 24 页CN 102422533 A 1/2页21.一种驱动驱动对象物使其围绕转动轴倾斜运动的致动器,其特征在于,包括:一对支撑梁,沿所述转动轴从两侧支撑所述驱动对象物;一对可动框,以从与所述转动轴正交的方向的两侧夹住所述驱动对象物及所述一对支撑梁的方式配置;驱动源,对所述可动框付与弯曲振动;以及一对连接部,用包括多个梁的梁结构将所述一对可动框与所述
4、支撑梁的尖端部连接,并将所述弯曲振动转换为扭曲振动向所述支撑梁传递。2.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述支撑梁的所述尖端部比所述可动框的所述转动轴方向的宽度还延伸到外侧,所述连接部具有从所述尖端部在与所述转动轴正交的方向上向两侧延长的梁、以及将所述梁的尖端与所述可动框沿所述转动轴方向延伸连接的锚形的所述梁结构。3.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,具有一对驱动梁,以从与所述转动轴正交的方向的两侧夹住所述可动框的方式连接在所述可动框上,所述一对驱动梁具有所述驱动源。4.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,所述驱动源是通过施加电压而伸缩的压电元件,在所述一对驱动梁的所述压电元
5、件上,施加在互相不同的方向位移的电压。5.根据权利要求4所述的致动器,其特征在于,所述一对可动框还具有所述压电元件,在被连接的同侧的所述驱动梁与所述可动框的所述压电元件上,施加在互相为反方向上位移的电压。6.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,所述一对支撑梁的两条支撑梁沿所述转动轴平行延伸而构成一侧的所述支撑梁,所述连接部将所述两条支撑梁各自连接到所述一对可动框的近的一个上。7.根据权利要求6所述的致动器,其特征在于,所述一对可动框还具有所述压电元件,在被连接的同侧的所述驱动梁与所述可动框的所述压电元件上,施加在同方向上位移的电压。8.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,将在所述驱动对
6、象物与所述支撑梁的连接部位产生的角、在所述支撑梁与所述连接部的连接部位产生的角、及在所述连接部与所述可动框的连接部位产生的角圆角化。9.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,将在所述可动框与所述驱动梁的连接部位产生的角圆角化。10.根据权利要求3所述的致动器,其特征在于,所述压电元件通过共振驱动产生振动。11.根据权利要求10所述的致动器,其特征在于,所述驱动对象物与所述可动框在向相同方向倾斜的共振模式下进行所述共振驱动。12.一种驱动驱动对象物使其围绕转动轴倾斜运动的致动器,其特征在于,包括:权 利 要 求 书CN 102422521 ACN 102422533 A 2/2页3一对支撑梁,
7、沿所述转动轴从两侧支撑所述驱动对象物;连接部,包括与所述支撑梁连接并沿与所述转动轴垂直的方向延伸的支撑梁侧连接部、及与所述支撑梁侧连接部连接并沿与所述转动轴平行向所述驱动对象物侧延长的驱动梁侧连接部;以及驱动梁,与所述驱动梁侧连接部连接,以从与所述转动轴垂直的方向的两侧夹住所述驱动对象物的方式配置,通过在所述转动轴的两侧在上下反方向翘曲变形从而对所述驱动梁侧连接部付与倾斜运动力。13.根据权利要求12所述的致动器,其特征在于,所述支撑梁具有沿所述转动轴分开成两个的结构,所述支撑梁侧连接部沿远离所述转动轴的方向延长。14.根据权利要求12所述的致动器,其特征在于,所述支撑梁侧连接部与所述驱动梁侧
8、连接部连接的位置,在与所述转动轴垂直的方向上,在与所述驱动对象物的端部相同或比所述端部还外侧。15.根据权利要求1所述的致动器,其特征在于,所述驱动对象物是反射镜。16.一种光扫描装置,其特征在于,包括:根据权利要求1所述的致动器;以及向所述致动器反射光的光源,其中,通过驱动所述致动器的反射镜使其倾斜运动,从而使由所述反射镜反射的所述光进行扫描。17.一种具有多个根据权利要求1所述的致动器,在屏幕上显示出影像的光扫描装置,其特征在于,包括:发射光的光源;通过反射镜将来自所述光源的所述光反射,驱动所述反射镜使其围绕第1转动轴倾斜运动的第1致动器;以及通过反射镜将来自所述第1致动器的所述光反射,驱
9、动所述反射镜使其围绕第2转动轴倾斜运动的第2致动器,其中,使来自所述第2致动器的所述光在所述屏幕上进行扫描并形成影像。权 利 要 求 书CN 102422521 ACN 102422533 A 1/18页4致动器及使用致动器的光扫描装置技术领域0001 本发明是关于致动器及光扫描装置,特别是关于驱动驱动对象物使其围绕转动轴倾斜运动的致动器及使用致动器的光扫描装置。背景技术0002 过去,知道一种通过使具有在硅板(silicon plate)上形成反射镜部的振动体的至少一部分振动,而使入射到反射镜部的光的反射方向变换进行光扫描的光扫描装置,其中振动体具有与反射镜部连接的产生扭曲振动的第1弹力部及
10、与第1弹力部连接产生弯曲振动和扭曲振动的多个第2弹力部,将第2弹力部的另一端全部与固定框部连接固定,并在第2弹力上安装使自身振动的驱动源(例如参见专利文献1)。0003 在专利文献1中记载的光扫描装置中,各第2弹力部具有与第1弹力部相同的弹性系数,但具有比第1弹力部更容易弹性变形的剖面形状。另外,驱动源的位移为相对构成第2弹力部的板材的板厚方向的弯曲振动,在第2弹力部的与第1弹力部连接的部分该弯曲振动作为扭曲振动向第1弹力部传递,用于使反射镜部振动的所需的负荷分散到第1弹力部和第2弹力部。0004 现有技术文献如下:0005 专利文献1:(日本)特开2004-191953号公报发明内容0006
11、 本发明想要解决的课题如下:0007 然而,在专利文献1所记载的结构中,由于第2弹力部与固定框体连接,因此存在当反射镜部倾斜时,在第1弹力部和第2弹力部上集中全部的扭曲和弯曲的应力的问题。例如当以小型致动器为前提,当假定反射镜以在30kHz的情况下12deg.倾斜时,在第1弹力部及第2弹力部产生的内部应力估计可达1.31.5GPa。0008 另一方面,硅的由扭曲模式的动态断裂应力大约为2GPa。如果考虑由于深挖反应离子蚀刻(D-RIE:deep reactive ion etching)的加工变质层的影响及反复应力的施加,则可想到产品化后的硅的实质断裂应力大约为1.5GPa。因此,在专利文献1
12、中记载的结构中,存在由于加工条件或形状以及其偏差等的影响,由连续动作而断裂的可能性大的问题。0009 另外,在专利文献1中记载的结构中,如果要回避断裂,只有通过将第1弹力部及第2弹力部在转动轴方向上延长,而减小单位长度的扭曲量的对策。在专利文献1中记载的结构中,由于需要将盈应力过于集中的第1弹力部制作的更长更粗,因此存在难以小型化的问题。0010 因此,有鉴于此,本发明的目的在于提供一种能够应对小型化的要求,并防止倾斜运动驱动时的应力集中从而进行稳定动作的致动器及使用致动器的光扫描装置。0011 用于解决上述课题的手段如下:0012 为解决上述课题,本发明的制动器是一种驱动驱动对象物使其围绕转
13、动轴倾斜运说 明 书CN 102422521 ACN 102422533 A 2/18页5动的致动器,其特征在于,包括:一对支撑梁,沿所述转动轴从两侧支撑所述驱动对象物;一对可动框,以从与所述转动轴正交的方向的两侧夹住所述驱动对象物及所述一对支撑梁的方式配置;驱动源,对所述可动框付与弯曲振动;以及一对连接部,用包括多个梁的梁结构将所述一对可动框与所述支撑梁的尖端部连接,并将所述弯曲振动转换为扭曲振动向所述支撑梁传递。0013 另外,为解决上述课题,本发明的致动器是一种驱动驱动对象物使其围绕转动轴倾斜运动的致动器,其特征在于,包括:一对支撑梁,沿所述转动轴从两侧支撑所述驱动对象物;连接部,包括与
14、所述支撑梁连接并沿与所述转动轴垂直的方向延伸的支撑梁侧连接部、及与所述支撑梁侧连接部连接并沿与所述转动轴平行向所述驱动对象物侧延伸的驱动梁侧连接部;以及驱动梁,与所述驱动梁侧连接部连接,以从与所述转动轴垂直的方向的两侧夹住所述驱动对象物的方式配置,通过在所述转动轴的两侧在上下反方向翘曲变形而对所述驱动梁侧连接部付与倾斜运动力。0014 本发明的效果如下:0015 根据本发明,能够适当地分散驱动时产生的内部应力,不向特定的部位施加应力负担,并稳定地驱动驱动对象物。附图说明0016 图1是表示本发明实施例1的致动器的剖面结构的图。0017 图2A是用于说明驱动实施例1的致动器的方法的图。0018
15、图2B是用于说明驱动实施例1的致动器的方法的图。0019 图2C是用于说明驱动实施例1的致动器的方法的图。0020 图3是表示实施例1的致动器的表面的立体图。0021 图4是表示驱动实施例1的致动器的状态的立体图。0022 图5是表示两轴驱动实施例1的致动器时的驱动源的立体图。0023 图6是表示实施例1的致动器的非共振驱动状态的立体图。0024 图7是表示实施例1的致动器的共振驱动部的立体图。0025 图8是以实施例1的致动器的连接部为中心的部分放大图。0026 图9是表示实施例1的致动器的共振振动时的状态的立体图。0027 图10是实施例1的致动器的共振驱动时的反射镜的周边放大图。0028
16、 图11是将实施例1的致动器的反射镜与支撑梁连接部的部分进一步放大表示的图。0029 图12A是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0030 图12B是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0031 图13A是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0032 图13B是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0033 图14A是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0034 图14B是用于对将连接部位的角圆角化的致动器的结构进行说明的图。0035 图15A是表示实施例1的致动器的共振驱动部的驱动源的电极配置的例子的图
17、。0036 图15B是表示实施例1的致动器的共振驱动部的驱动源的电极配置的例子的图。说 明 书CN 102422521 ACN 102422533 A 3/18页60037 图15C是表示实施例1的致动器的共振驱动部的驱动源的电极配置的例子的图。0038 图16是图15A、图15B、图15C的各电极配置中的共振驱动部的倾角灵敏度及最大内部应力的比较图。0039 图17是表示本发明的实施例2的致动器的结构的立体图。0040 图18是表示实施例2的致动器的放大立体图。0041 图19是表示实施例2的致动器的共振驱动时的状态的图。0042 图20是表示实施例2的致动器的共振驱动时的状态的放大立体图。
18、0043 图21A是表示实施例2的致动器的电极配置的例子的图。0044 图21B是表示实施例2的致动器的电极配置的例子的图。0045 图21C是表示实施例2的致动器的电极配置的例子的图。0046 图22是表示图21A、图21B、图21C的各电极配置中的倾角灵敏度及最大内部应力的图。0047 图23A是表示实施例1的致动器的共振驱动时的状态的侧面图。0048 图23B是表示实施例2的致动器的共振驱动时的状态的侧面图。0049 图24A是表示实施例3的致动器的表面的结构的立体图。0050 图24B是表示实施例3的致动器的里面的结构的立体图。0051 图25A是用于说明实施例3的致动器的参数设定的图
19、。0052 图25B是用于说明实施例3的致动器的参数设定的图。0053 图25C是用于说明实施例3的致动器的参数设定的图。0054 图26A是表示实施例4的致动器的表面的结构的立体图。0055 图26B是表示实施例4的致动器的里面的结构的立体图。0056 图27A是用于说明进行实施例4的致动器的最佳设计的方法的图。0057 图27B是用于说明进行实施例4的致动器的最佳设计的方法的图。0058 图27C是用于说明进行实施例4的致动器的最佳设计的方法的图。0059 图28A是用于说明支撑梁侧连接部的长度B持有最小值的理由的图。0060 图28B是用于说明支撑梁侧连接部的长度B持有最小值的理由的图。
20、0061 图28C是用于说明支撑梁侧连接部的长度B持有最小值的理由的图。0062 图29是表示实施例4的致动器的倾角灵敏度的特性的图。0063 图30是表示实施例5的投影仪的全体结构的图。具体实施方式0064 对于本发明的实施方式,参见附图进行说明。0065 实施例10066 图1是表示本发明实施例1的致动器的剖面结构的图。在图1中,实施例1的致动器具有半导体晶片10及驱动源20。实施例1的致动器例如可利用MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技术,通过对半导体晶片进行加工制作出。在图1中,对使用该样半导体晶片10构成致动器的例子进行说明。0067 半导体
21、晶片10具有硅基板11、SiO212、14及Si活性层13。半导体晶片10可使用例如SOI(Silicon On Insulator)基板。SOI基板是在硅基板11之间形成有绝缘膜的说 明 书CN 102422521 ACN 102422533 A 4/18页7SiO212的基板,当利用深挖反应离子蚀刻等对硅基板11进行削切时,由于在削切终点的底面上形成有SiO2,因此能够容易地进行深挖蚀刻加工。0068 用SiO212、Si活性层13及SiO214形成梁15。用梁15的一部分支撑驱动对象物,传递驱动力进行动作。硅基板11的一部分例如被用作外侧的固定框。0069 在此需要说明的是,半导体晶片1
22、0可使用例如全体厚度为300500m的半导体晶片10。例如当半导体晶片10为350m时,Si活性层13可为30m,SiO212、14可为0.5m,梁15可为总计大约31m,可构成为半导体晶片10的大约1/10的厚度。0070 在本实施例的致动器中,驱动源20是产生驱动力的动力源。在本实施例中的致动器中,作为驱动源20可使用各种各样的方式,但在实施例1中以使用压电元件21作为驱动源20的情况为例进行说明。压电元件21是将在压电体22上施加的电压转换成力的被动元件。在本实施例的致动器中,压电元件21通过施加电压其长度进行伸缩而驱动被安装的梁15。压电体22可适用各种压电体22,但可使用例如PZT薄
23、膜(锆钛酸铅)。当梁15为大约30m时,压电元件21例如可以大约为2m的厚度形成。0071 压电元件21具有上部电极23及下部电极24.上部电极23及下部电极24是用于对压电体22施加电压的电极,通过在上部电极23及下部电极24上施加电压,压电体22伸缩并驱动梁15。0072 图2A-图2C是用于对压电元件21使梁15产生弯曲振动并对实施例1的致动器进行驱动的方法进行说明的图。图2A是模式地表示由硅构成的梁结构15及压电元件21的部分的侧面图。如图2A所示,在由Si活性层13等构成的梁15上,薄膜装地安装有压电元件21。0073 图2B是表示压电元件21收缩变形状态的图。如图2B所示,当压电元
24、件21收缩时,梁结构15为向下凸向上方翘曲样子的形状。0074 图2C是表示压电元件21伸长变形状态的图。如图2C所示,当压电元件21伸长时,梁结构15为向上凸向下方翘曲样子的形状。0075 如图2B及图2C所示,压电元件21由极化的方向或者施加电压的极性或位相,向上翘曲或向下翘曲。本实施例的致动器中,例如可利用这种压电元件21的性质,将压电元件21作为驱动源20驱动驱动对象。0076 图3是表示实施例1的致动器的表面的立体图。在图3中,本实施例的致动器,其外侧的固定框由硅基板11构成,较之硅基板11还内侧的部分全部由与梁15为相同厚度的薄的部分构成。在致动器的中央配置有驱动对象物30。另外,
25、以从左右两侧夹住驱动对象物30的方式,形成作为梁15之上的一对驱动源20的压电元件21,构成驱动梁70。通过这样,在从两侧支撑驱动对象物30的梁15上安装驱动源20,成为驱动梁70而驱动驱动对象物30。另外,在驱动对象物30的两侧配置的一对驱动梁70的压电元件21上,施加在左右反方向位移的电压。通过施加这样的在反方向位移的电压,从而产生图2B及图2C中说明的向不同方向的位移,产生振动而驱动驱动对象物30。0077 在此需要说的是,由作为驱动源20的压电元件21产生的振动可为共振振动。通过利用共振,能够使驱动梁70产生大的弯曲振动,并能够高速且更大的驱动驱动对象物30。0078 图4是表示驱动实
26、施例1的致动器的状态的立体图。在图4中,表示出通过使驱说 明 书CN 102422521 ACN 102422533 A 5/18页8动梁70产生振动,驱动对象物30以围绕转动轴X倾斜的方式振动的状态。在图4中,以跟前的左侧下降、里头的右侧上升的方式倾斜运动。通过这样,在本实施例的致动器中,驱动驱动对象物30使其围绕转动轴倾斜运动。0079 在此需要说明的是,驱动对象物30可使用各种各样的驱动对象物30,也可用于例如微型投影仪或微型扫描仪。例如,在微型投影仪中,通过对反射镜照射激光,使来自反射镜的反射光进行扫描,从而进行绘画。这时,例如当被要求XGA(1024768像素)的屏幕分辨率时,要求在
27、水平方向以大约30kHz的高速在12deg的角度范围内进行扫描,在垂直方向以大约60Hz的低速在18deg的角度范围内进行扫描。在图4所示的围绕转动轴X的轴转动中,进行高速的大约30kHz的倾斜运动驱动。如上所述,在驱动对象物30的围绕转动轴X的倾斜运动中,由于使用共振驱动,因此能够实现如此高速的倾斜运动驱动。0080 图5是表示两轴驱动实施例1的致动器时的,进行围绕与X转动轴不同的轴转动的倾斜运动驱动的驱动源的立体图。由于进行两轴驱动的致动器大多是用于上述的微型投影仪或微型扫描仪的情况,因此举驱动对象物30为反射镜31的例子进行说明。0081 在图5中,在反射镜31的周围,示出了作为用于进行
28、大约60Hz的低速驱动的驱动源的非共振驱动源90。非共振驱动源90被构成为各个梁15沿与驱动梁70的延伸方向正交的方向延伸,在梁15的表面上形成作为驱动源20的压电元件21。在非共振驱动源90中,进行如图4所示的向与转动轴X正交的围绕轴的倾斜运动驱动。非共振驱动源90其邻接的梁的端部以在两端互相连接的方式连接,作为整体构成之字形的蜿蜒型梁。由此结构,通过在邻接的梁的驱动源20上施加在正负方向位移的电压,从而进行在梁的延伸方向上积蓄倾斜的动作,在非共振驱动源90的梁15的延伸方向上驱动反射镜31使其倾斜运动。0082 图6是表示在实施例1的致动器中通过非共振驱动源90进行非共振驱动的状态的立体图
29、。如图6所示,对非共振驱动源90的各个梁15逐渐积蓄倾斜角,反射镜31被驱动而围绕转动轴Y倾斜运动。在图6中,示出了跟前的右侧下降、里头的左侧上升的倾斜运动动作的状态。0083 通过这样,本实施例的致动器通过组合共振驱动与非共振驱动,从而能够作为两轴驱动用的致动器使用。0084 图7是将实施例1的致动器的共振驱动部80抽出表示的立体图。在图7中,共振驱动部80包括反射镜31、支撑梁40、连接部50、可动框60、驱动梁70及驱动源20,这些部件全部成一体被连接。0085 反射镜31是由本实施例的致动器而被倾斜运动驱动的驱动对象物30。驱动对象物30虽然也可适用于其他驱动对象物,但以下为便于说明,
30、举将反射镜31作为驱动对象物30使用的例子进行说明。0086 支撑梁40是从两侧支撑反射镜31的一对梁。支撑梁40与反射镜31连接,相对反射镜31对称地沿着转动轴X在左右呈一对设置。如图1所说明的,支撑梁40由于是由例如大约30m的薄的Si活性层13所构成,因此作为具有弹性的弹性部件起作用。0087 可动框60是传递弯曲振动的媒介,同时也是通过支撑梁40对反光镜31以能够可动的方式进行支撑的可动支撑部件。可动框60以从两侧夹住反射镜31及支撑梁40,相对转动轴X呈线对称的一对的方式设置。在图7中,将反射镜31及支撑梁40以从跟前侧与里头侧的两侧夹住的方式包围。在图7中,尽管可动框60作为其整体
31、为四边形形状,但只说 明 书CN 102422521 ACN 102422533 A 6/18页9要能够传递弯曲振动且能够以夹住包围支撑梁40及反射镜31的方式支撑,其外形不限于此。0088 可动框60以从两侧被夹住的方式与作为共振振动驱动源的一对驱动梁70连接。可动框60从驱动梁70被传递来弯曲振动,可动框60成为传递该弯曲振动的媒介。驱动梁70可如图2A-图4所示产生弯曲振动,由于可动框60同样由薄的Si活性层13所构成,因此可起到具有弹性的弹性部件的作用,并传递由驱动梁70产生的弯曲振动。0089 可动框60通过连接部50与支撑梁40连接。由此,可动框60支撑支撑梁40并能够向支撑梁40
32、传递振动。另外,虽然可动框60与驱动梁70连接,但其未像固定框那样固定在固定体上,由于其处于可动状态,因此在可动状态下传递振动。0090 连接部50将支撑梁40的尖端部与可动框60连接,是将可动框60的弯曲振动转换为扭曲振动并向支撑梁40传递的部分。连接部50以从转动轴X方向的两侧夹住支撑梁40的方式呈一对构成。由于可动框60为以从与转动轴X正交的方向的两侧夹住支撑梁40的方式成对构成,因此一个连接部50将支撑梁40及在支撑梁40的两侧存在的可动框60的三个部件连接。0091 图8是以实施例1的致动器的共振驱动部80的连接部50为中心的部分放大图。在图8中,示出了以连接部50为中心,反射镜31
33、、支撑梁40、可动框60及驱动梁70之间的关系。0092 连接部50可由与支撑梁40及可动框60为相同部件而一体构成。由此,能够提高共振驱动部80的耐性,相比连接多个部件的情况可提高机械强度。另外,通过将支撑梁40及可动框60一体构成,能够消除振动传递的方式的不自然的不均匀等,还能够顺利地传递振动。由此,当支撑梁40及可动框60如上所述由图1所示的半导体晶片10的SiO212、14及Si活性层13构成时、连接部50也可由SiO212、14及Si活性层13构成。0093 连接部50可被构成为作为包括沿水平细长延伸的多个梁的梁结构。通过将连接部50构成为梁结构,连接部50成为相比宽度宽的形状更具弹
34、性的形状,能够将传递自可动框60的弯曲振动,并不将应力负担集中于特定部位而转换成扭曲振动。在图8中,支撑梁40的与反射镜31相反侧的尖端部与连接部50连接,此部位当进行反射镜31的倾斜运动驱动时施加扭曲应力的,施加最大应力负担的部位。在本实施例的致动器中,由于与支撑梁40的尖端部连接的连接部50是梁结构,因此不只是支撑梁40,连接部50也能够根据支撑梁40的扭曲应力而产生扭曲变形,能够使施加在支撑梁40的扭曲应力分散。另外,关于此点后面将详细说明。0094 连接部50可为向外侧突出的形状。通过将连接部50构成为梁结构,从而能够提高弹性并促进应力分散,通过加长支撑梁40,从而能够减低在支撑梁40
35、上施加的扭曲应力。其次,当支撑梁40被构成为比可动框60的转动轴X方向的宽度还长时,如果连接部50为也与支撑梁40一起向可动框60的外侧突出的梁构造的形状,则能够取得更长的构成连接部50的梁的长度,提高应力的吸收力。在图7中,连接部50在支撑梁40的两侧在与转动轴X正交的方向上拓宽并延伸,为与转动轴X平行的在可动框60的方向延长的锚形形状。由该结构,延长了连接部50的梁部分并提高了应力分散效率。0095 对由连接部50与支撑梁40之间的连接而产生的角55可进行圆角化加工处理。由此,能够使支撑梁40与连接部50之间的连接部位的应力进一步分散。同样,对在反射镜说 明 书CN 102422521 A
36、CN 102422533 A 7/18页1031与支撑梁40之间的连接部分产生的角45、在连接部50与可动框60之间的连接部分产生的角65以及在可动框60与驱动梁70之间的连接部分产生的角75也可进行圆角化加工处理,使得这些的应力也分散。另外,对于角45、55、65、75的圆角化处理后面将详细说明。0096 回到图7。驱动梁70是对可动框60付与弯曲振动的驱动力产生源。驱动梁70沿与转动轴X正交的方向延伸,以从两侧夹住可动框60的方式与可动框60连接呈一对设置。驱动梁70在其表面安装有驱动源20,其自身由驱动源20被变形而产生弯曲振动。驱动源20例如可使用压电元件21,但只要是能够产生弯曲振动
37、的元件也可也可使用其他元件。当使用压电元件21时,在一对驱动梁70的压电元件21上,在两侧施加在互相不同的方向上位移的电压。电压的施加如图1中所说明的,可从在压电体22上设置的上面电极23及下面电极24进行。0097 驱动梁70也可与可动框60一体形成。由此,当可动框60由构成如图1所示的半导体晶片10的梁15的厚度的薄的部分构成时,驱动梁70也可作为梁15构成。0098 通过这样,由于共振驱动部80是由半导体晶片10的大约30m的厚度的薄的部分构成,因此由具有弹性的部件构成。由于共振驱动部80的厚度为一定,因此该弹性可通过宽度、长度、形状等进行调整。在本实施例的致动器中,通过利用形状对半导体
38、晶片10的弹性进行调整,从而提供分散应力、无因应力而产生断裂的忧虑的致动器。0099 图9是表示在实施例1的致动器的共振驱动部80的共振振动时的变形状态的立体图。在图9中,一对驱动源20包括里头侧的压电元件25及跟前侧的压电元件26,各自施加不同极性或位相的电压。由此,一对驱动梁70中,里头侧的驱动梁71向上方翘曲,跟前侧的驱动梁72向下方翘曲变形,向可动框60付与弯曲振动。可动框60的弯曲振动在连接部50上向支撑部40传递,这时,弯曲振动被转换成扭曲振动,一对支撑梁40在左侧及右侧进行扭曲振动。接着,通过此扭曲振动,从两侧被支撑梁40支撑的反射镜31在里头侧及跟前侧进行倾斜运动振动,围绕转动
39、轴X被进行倾斜运动驱动。由此动作,反射镜31围绕转动轴X被进行倾斜运动驱动。0100 图10是表示实施例1的致动器的共振驱动部80的共振驱动时的变形状态的反射镜31的周边放大图。在图10中,反射镜31以右侧上升、左侧下降的方式倾斜运动,可动框60也与反射镜31一样向相同方向倾斜运动,反射镜31侧为比可动框60倾斜运动的倾角更大的状态。在图10中的动作为当通过对在一对驱动梁70上装设的一对驱动源20上施加极性或位相不同的电位而产生共振时,驱动梁70与可动框60的连接部附近上下大幅振动。由此动作,通过可动框60倾斜,另外可动框60自身弯曲,从而进行使连接部50附近进一步倾斜,连接部50扭曲并使反射
40、镜31进一步倾斜的动作。0101 在共振模式中具有多个模式,除了如图10所示的反射镜31与可动框60向相同方向倾斜的共振模式以外,还存在反射镜31与可动框60向反方向倾斜运动的共振模式。0102 然而,在本实施例的致动器中,如图10所示,优选为反射镜31与可动框60向相同方向倾斜运动的共振模式。由此,能够在可动框60的位移上加上反射镜31的位移,提高相对于施加电压的反射镜31的倾角灵敏度。另外,由于相对于反射镜31的倾角梁连接部50的扭曲量更小,因此能够减小内部应力,使断裂更难产生。0103 图11是将在图10的状态中的反射镜31与支撑梁40的连接部50的部分进一步放大表示的图。在图11中,即便与连接部50的连接部位附近的支撑梁40未大幅扭曲,通说 明 书CN 102422521 A
copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1