压电致动器以及光扫描装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201310451340.1

申请日:

2013.09.26

公开号:

CN103700762A

公开日:

2014.04.02

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01L 41/09申请日:20130926|||公开

IPC分类号:

H01L41/09; B81B3/00; G02B26/10

主分类号:

H01L41/09

申请人:

三美电机株式会社

发明人:

阿贺寿典; 杉山亚优

地址:

日本东京都

优先权:

2012.09.27 JP 2012-213500; 2013.08.26 JP 2013-174661

专利代理机构:

北京银龙知识产权代理有限公司 11243

代理人:

许静;郭凤麟

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内容摘要

本发明提供可以降低驱动电压的压电致动器以及光扫描装置。具有多层压电体、以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式而形成的多个电极、在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极的基板。

权利要求书

权利要求书
1.  一种压电致动器,其特征在于,具有:
多层压电体;
以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式形成的多个电极;
基板,在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极。

2.  根据权利要求1所述的压电致动器,其特征在于,
所述多个电极分别是由多层形成的膜。

3.  根据权利要求1或2所述的压电致动器,其特征在于,
所述多层压电体至少具有第一压电体和第二压电体,
所述多个电极包括:
在所述基板上形成的下部电极;
在所述下部电极上形成的所述第一压电体的上部形成的中间电极;
在所述中间电极上形成的所述第二压电体的上部形成的上部电极。

4.  根据权利要求3所述的压电致动器,其特征在于,
所述下部电极和所述中间电极分别是由3层形成的膜,
所述上部电极是由2层形成的膜。

5.  根据权利要求4所述的压电致动器,其特征在于,
在所述下部电极以及所述中间电极中,在所述基板侧形成的第一层是钙钛矿结构,且包括(110)取向的薄膜,
在所述第一层上形成的第二层是由白金族组成的薄膜,
在所述第二层上形成的第三层是钙钛矿结构,且包括(110)取向的薄膜。

6.  根据权利要求1~5中的任意一项所述的压电致动器,其特征在于,
所述多个电极中,与大地连接的电极和所述基板连接。

7.  根据权利要求3~6中的任意一项所述的压电致动器,其特征在于,
具备:配线,其将与大地连接的所述上部电极和所述下部电极与所述基板连接。

8.  一种光扫描装置,其通过扭转梁从轴方向两侧来支承用于支承反射镜的反射镜支承部,通过所述扭转梁的扭转使所述反射镜支承部在轴四周方向摇 动,所述光扫描装置的特征在于,具有:
以夹持所述反射镜以及所述反射镜支承部的方式成对设置的第1驱动梁;
将所述第1驱动梁的一侧和所述扭转梁连结的连结梁;
包围所述反射镜以及所述反射镜支承部、所述扭转梁、所述第1驱动梁和所述连结梁的可动框,
所述第1驱动梁具有的第1驱动源具有:
多层压电体;
以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式而形成的多个电极;
基板,在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极。

9.  根据权利要求8所述的光扫描装置,其特征在于,
具有:第2驱动梁,其以夹持所述可动框的方式成对设置,一端与所述可动框连结,并使所述反射镜以及所述反射镜支承部在与所述轴四周正交的方向摇动,
所述第2驱动梁具有的第2驱动源具有:
多层压电体;
以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式形成的多个电极;
基板,在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极。

10.  根据权利要求8~9中的任意一项所述的光扫描装置,其特征在于,
所述多个电极中,与大地连接的电极和所述基板连接。

11.  根据权利要求8~10中的任意一项所述的光扫描装置,其特征在于,
所述多层压电体至少具有第一压电体和第二压电体,
所述多个电极包括:
在所述基板上形成的下部电极;
在所述下部电极上形成的所述第一压电体的上部形成的中间电极;
在所述中间电极上形成的所述第二压电体的上部形成的上部电极,
所述上部电极以及所述下部电极与大地连接,
具备将所述上部电极以及所述下部电极与所述基板连接的配线。

说明书

说明书压电致动器以及光扫描装置
技术领域
本发明涉及压电致动器和具有压电致动器的光扫描装置。
背景技术
至今已知一种利用了由于施加电压压电体变形的现象的压电致动器。
现有的压电致动器的结构为,如专利文献1所记载的那样,压电体设置在基板上。压电元件设置有压电体和以夹持压电体的方式设置的一对电极。该压电元件通过将驱动电压施加到一对电极上而使压电体位移。
[专利文献1]日本特开2011-217447号公报
发明内容
近年来,大多的电子设备追求节能化。例如在搭载压电致动器的电子设备中,也同样追求耗电量的降低。作为其中的一环,例如追求压电致动器的驱动电压的下降。
本申请是鉴于所述情况而用于解决所述问题而提出的,目的在于提供可降低驱动电压的压电致动器以及光扫描装置。
本发明为了达到上述目的而采用以下结构。
本发明的压电致动器具有多层压电体(12,13);以夹持所述多层压电体(12,13)的各个压电体的方式形成的多个电极(20,30,40);以及基板(11),在其上部形成所述多层压电体(12,13)和所述多个电极(20,30,40)。
本发明的光扫描装置(100)通过扭转梁(130A,130B)从轴方向两侧来支承用于支承反射镜(110)的反射镜支承部(120),通过所述扭转梁(130A,130B)的扭转使所述反射镜支承部(120)在轴四周方向摇动,所述光扫描装置具有:
以夹持所述反射镜(110)以及所述反射镜支承部(120)的方式成对设置的第1驱动梁(150A,150B);
将所述第1驱动梁(150A,150B)的一侧与所述扭转梁连结的连结梁 (140A,140B);
包围所述反射镜(110)以及所述反射镜支承部(120)、所述扭转梁(130A,130B)、所述第1驱动梁(150A,150B)、所述连结梁(140A,140B)的可动框(160),
具有所述第1驱动梁(150A,150B)的第1驱动源(151A,151B)具有:
多层压电体(12,13);
以夹持所述多层压电体(12,13)的各个压电体的方式而形成的多个电极(20,30,40);
基板(11),在其上部形成所述多层的压电体(12,13)和所述多个电极(20,30,40)。
另外,所述括号内的参照符号是为了便于理解而加上的,只是一个例子,不限定图示的方式。
根据本发明可以降低驱动电压。
附图说明
图1是说明第一实施方式的压电致动器的结构的图。
图2是说明评价介质特性时的压电致动器的图。
图3是表示压电致动器中LNO薄膜的膜厚度发生变化时的介质特性的图。
图4是表示驱动电压和变化的关系的图。
图5是说明施加到压电致动器的驱动电压的图。
图6是说明第二实施方式的光扫描装置的图。
图7是说明第二实施方式的光扫描控制装置的图。
图8是说明第三实施方式的压电致动器的结构的图。
图9是说明第三实施方式的光扫描装置的图。
图10是局部91的扩大图。
图11是局部92的扩大图。
图12是表示检测垂直方向的倾斜情况的压电传感器的输出波形的图。
符号说明
10、10A 压电致动器
11 基板
12、13 压电体
20 下部电极
30 中间电极
40 上部电极
100、100A 光扫描装置
110 反射镜
200 光扫描控制装置
具体实施方式
(第一实施方式)
以下参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图1是说明第一实施方式的压电致动器的结构的图。
本实施方式的压电致动器10在基板11上形成下部电极20,在下部电极20上形成压电体12。并且本实施方式的压电致动器10在压电体12上形成中间电极30,在中间电极30上形成压电体13,在压电体13上形成上部电极40。
在本实施方式的压电致动器10中,例如中间电极30与大地连接,对上部电极40和下部电极20提供使压电致动器10进行驱动的驱动信号。上部电极40和下部电极20在被提供了驱动信号后,根据驱动信号的电压进行位移。
本实施方式的下部电极20是由3层形成的膜。本实施方式的下部电极20由第一层21、第二层22、第三层23形成。本实施方式的下部电极20中,第一层21和第三层23是LNO(LaNi03)薄膜,膜厚度例如分别是30nm。本实施方式的第二层22是Pt薄膜,膜厚度例如是150nm。
本实施方式的中间电极30也同样是由3层形成的膜。本实施方式的中间电极30由第一层31、第二层32、第三层33形成。本实施方式的中间电极30中,第一层31和第三层33是LNO(LaNi03)薄膜,膜厚度例如分别是80nm。本实施方式的第二层32是Pt薄膜,膜厚度例如是150nm。另外,本实施方式的中间电极30的第一层31和第三层33的膜厚度为80nm,但是不限于此。第一层31和第三层33的膜厚度可以是30nm以上。30nm是为了使LNO薄膜均匀成膜而必需的厚度。
本实施方式的上部电极40是由2层形成的膜。本实施方式的上部电极40 由第一层41、第二层42形成。本实施方式的上部电极40中,第一层41是LNO(LiNa03)薄膜,膜厚度例如是80nm。第二层42是Pt薄膜,膜厚度例如是100nm。
另外,本实施方式中,说明了第一层21、31、41以及第三层23、33为LNO(LiNa03)薄膜,第二层22、32、42为Pt薄膜,但不限于此。第一层21、31、41以及第三层23、33是钙钛矿结构以及包括了(110)取向的薄膜即可,例如可以使用SRO(Sr2Ru04)等。另外,第二层22、32、42可以是Pt之外的白金族,可以作为例如使用了Ir、Os的薄膜。
本实施方式的压电体12、13是PZT(锆钛酸铅)薄膜。利用溶胶凝胶法分别在下部电极20上形成压电体12,在中间电极30上形成压电体13。另外,本实施方式的基板11是使用了硅的基板。
本实施方式中,下部电极20和中间电极30使在各自的上层形成的压电体12、13结晶化,因此使基板11的温度在500度以上,使LNO的面内垂直方向的结晶方位进行(110)优先取向地通过溅射而成膜。本实施方式中,通过在该条件下形成下部电极20和中间电极30可以使PZT薄膜结晶化而得到良好的压电特性,还可以降低驱动电压。
本实施方式中,下部电极20的第三层23和中间电极30的第三层33使得位于各自的上层的压电体12、13结晶化。另外,本实施方式中,中间电极30的第一层31和上部电极40的第一层41抑制位于各自的下层的压电体12、13的氧化。
接着,说明本实施方式的压电致动器10的介质特性。图2是说明评价介质特性时的压电致动器的图。
本实施方式中,如图2所示,连接压电致动器10的各个电极并评价介质特性。在图2所示的压电致动器10中,在下部电极20、中间电极30、上部电极40上分别形成有连接用的电极25、35、45。图2的例子中,在电极25和电极35之间的连接点与电极45之间连接有AC电源50。AC电源50将驱动电压提供给压电致动器10。
图3是表示在压电致动器中LNO薄膜的膜厚度发生了变化时的介质特性的图。本实施方式中,可以说在LNO薄膜的膜厚度为30nm以上100nm以内 的范围中,压电致动器10的饱和极化值Pm、剩余极化值Pr、矫顽电场Ec的值的变化变小,介质特性稳定。
因此,在本实施方式中,在30nm以上100nm以下的范围内,取LNO薄膜的膜厚度为最薄的30nm。另外,本实施方式的LNO薄膜的膜厚度在30nm以上100nm以下的范围内即可。
接着说明本实施方式的压电致动器10上施加的驱动电压和位移。图4是表示驱动电压和变化的关系的图。
图4表示现有的压电体由单层的致动器生成的悬臂的驱动电压和振动量(位移)之间的关系以及由压电致动器10生成的悬臂的驱动电压和量(位移)之间的关系。
图4中,虚线表示由现有的压电致动器生成的悬臂的驱动电压和振动量之间的关系,实线表示由本实施方式的压电致动器10生成的悬臂的驱动电压和振动量之间的关系。另外,图4的驱动电压是250Hz的交流电压,振动量是通过多普勒振动计等进行测量而得的值。
由图4可知,在由本实施方式的压电致动器10所生成的悬臂中,与现有的压电致动器所生成的悬臂相比,可以由大约一半的驱动电压得到同量的振动量。具体地说,例如得到4um的振动量时,在由现有的压电致动器所生成的悬臂中,需要约45V的驱动电压。对此,在由压电致动器10所生成的悬臂中,可以由约20V的驱动电压得到4um的振动量。因此,在本实施方式的压电致动器10中可以降低驱动电压。
图5是说明施加到压电致动器的驱动电压的图。图5中,点线的波形表示施加到现有的压电致动器的驱动电压,实线的波形表示施加到本实施方式的压电致动器10的驱动电压。
图5中,将施加到压电致动器10的驱动电压的振幅值设为V1,将施加到现有的压电致动器的驱动电压的振幅值设为V2时,振幅值V1为V2/2左右。
因此,本实施方式的压电致动器10与现有的压电体为单层的致动器相比,可以将驱动电压下降到大约一半左右。
另外,本实施方式的压电致动器10的压电体为2层,但是不限于此。本实施方式的压电致动器10中,压电体可以为4层也可以为6层。
(第二实施方式)
以下参照附图说明本发明的第二实施方式。本实施方式的第二实施方式是使用了第一实施方式的压电致动器10的光扫描装置。本发明的第二实施方式中,对于具有与第一实施方式相同功能的结构赋予与第一实施方式的说明中使用的符号相同的符号,省略其说明。
图6是说明第二实施方式的光扫描装置的图。
本实施方式的光扫描装置100具备:反射镜110;反射镜支承部120;扭转梁130A、130B;连结梁140A、140B;第1驱动梁150A、150B;可动框160;第2驱动梁170A、170B和固定框180。另外,本实施方式的第1驱动梁150A、150B分别具备驱动源151A、151B。第2驱动梁170A、170B分别具备驱动源171A、171B。
本实施方式的反射镜支承部120中,沿着反射镜110的圆周形成狭缝122。通过该狭缝122可以持续使反射镜支承部120轻量化以及持续缓和应力,并将扭转梁130A、130B的扭转传达给反射镜110。
在本实施方式的光扫描装置100中,在反射镜支承部120的表面支承反射镜110,反射镜支承部120与位于两侧的扭转梁130A、130B的端部连结。扭转梁130A、130B构成摇动轴,在轴方向延伸并从轴方向两侧支承反射镜支承部120。通过扭转梁130A、130B扭转,反射镜支承部120所支承的反射镜110摇动,进行使照射到反射镜110的光的反射光扫描的动作。扭转梁130A、130B分别与连结梁140A、140B进行连结支承,与第1驱动梁150A、150B连结。
第1驱动梁150A、150B、连结梁140A、140B、扭转梁130A、130B、反射镜支承部120以及反射镜110被可动框160包围。第1驱动梁150A、150B的一侧分别由可动框160支承。第1驱动梁150A的另一侧在内周侧延伸并与连结梁140A、140B连接。第1驱动梁150B的另一侧也同样在内周侧延伸并与连结梁140A、140B连接。
第1驱动梁150A、150B在与扭转梁130A、130B成正交的方向以夹持反射镜110以及反射镜支承部120的方式成对设置。
第1驱动梁150A、150B的表面分别形成驱动源151A、151B。驱动源151A、151B由在第1驱动梁150A、150B的表面上所形成的下部电极20、压电体12、 中间电极30、压电体13、上部电极40构成。驱动源151A、151B,根据施加到下部电极20以及上部电极40和中间电极30的驱动电压的极性而伸长或缩小。因此,如果在第1驱动梁150A和第1驱动梁150B交替施加不同相位的驱动电压,则在反射镜110的左侧和右侧,第1驱动梁150A和第1驱动梁150B在上下相对侧交替振动,将扭转梁130A、130B作为摇动轴或者旋转轴,使得反射镜110可以沿轴四周摇动。以后将反射镜110沿扭转梁130A、130B的轴四周进行摇动的方向称为水平方向。例如在第1驱动梁150A、150B进行的水平驱动中可以使用共振振动而高速地摇动驱动反射镜110。
另外,可动框160的外部连结有第2驱动梁170A、170B的一端。第2驱动梁170A、170B以从左右两侧夹持可动框160的方式成对设置。第2驱动梁170A的与第1驱动梁150A平行延伸的梁在端部与相邻的梁连结,作为整体具有锯齿状的形状。并且,第2驱动梁170A的另一端与固定框180的内侧连结。第2驱动梁170B也同样,与第1驱动梁150B平行延伸的梁在端部与相邻的梁连结,作为整体具有锯齿状的形状。并且,第2驱动梁170B的另外一端与固定框180的内侧连接。
在第2驱动梁170A、170B的表面按每个不包括曲线部的矩形单位分别形成驱动源171A、171B。驱动源171A由在第2驱动梁170A的表面上形成的下部电极20、压电体12、中间电极30、压电体13、上部电极40构成。驱动源171B由在第2驱动梁170B的表面上形成的下部电极20、压电体12、中间电极30、压电体13、上部电极40构成。
在第2驱动梁170A、170B中,通过在按照矩形单位而相邻的驱动源171A、171B之间施加不同极性的驱动电压,使得相邻的矩形梁向上下相反的方向后仰,将各个矩形梁的上下移动的累计传达给可动框160。第2驱动梁170A、170B通过该动作使得反射镜110向与水平方向正交的方向即垂直方向摇动。例如可以在第2驱动梁170A、170B的垂直驱动中使用非共振振动。
例如将驱动源171B作为包括从左侧朝向可动框160排列的驱动源171DL、171CL、171BL、171AL的驱动源,将右侧的驱动源171A作为从可动框160向右侧排列的驱动源171AR、171BR、171CR、171DR的驱动源时,通过以相同波形对驱动源171Ax和驱动源171Cx(4个)进行驱动,以与前者 相位不同的相同波形对驱动源171Bx和驱动源171Dx(4个)进行驱动,可以向垂直方向进行摇动。另外,本实施方式的驱动源171Ax、171Bx、171Cx、171Dx也和驱动源171A、171B同样具有多层的压电体12、13和下部电极20、中间电极30、上部电极40。
本实施方式的光扫描装置100中,如上所述将驱动源151A、151B、171A、171B作为在第一实施方式所说明的压电体为两层的压电致动器10。本实施方式中,根据该结构,可以使提供给驱动源151A、151B、171A、171B的驱动电压减半。
另外,在本实施方式的光扫描装置100中,在连结梁140B中设置有压电传感器191,用于检测反射镜110在水平方向摇动的状态下的反射镜110的水平方向的倾斜情况。
在本实施方式中,可以使用压电传感器191检测反射镜110的水平方向的倾斜情况,根据检测出的结果来控制驱动电压。在本实施方式的光扫描装置100中,形成提供使压电传感器191驱动的压电传感器用驱动电压的驱动配线和从压电传感器191引出的传感器配线。驱动配线和传感器配线与端子群TA或者TB连接。端子群TA,TB是连接光扫描装置100和后述的光扫描装置200的端子。
另外,在本实施方式中,检测反射镜110在垂直方向摇动的状态下的反射镜110的垂直方向的倾斜情况的压电传感器195可以设置在第2驱动梁170A具有的一个矩形梁上。
接着参照图7说明本实施方式的光扫描控制装置200。图7是说明第二实施方式的光扫描控制装置的图。
本实施方式的光扫描控制装置200具有光扫描装置100、前端IC(Integrated Circuit:集成电路)400、LD(Laser Diode:激光二极管)440、反射镜驱动器IC500。
本实施方式的前端IC400对所输入的视频信号实施信号处理,提供给LD440。另外,本实施方式的前端IC400将控制反射镜110的摇动的信号提供给光扫描装置100。
本实施方式的前端IC400具有视频信号处理部410、LD驱动器420、反射 镜控制部430。视频信号处理部410进行将所输入的视频信号中包括的同步信号、亮度信号以及色度信号分离的处理。视频信号处理部410将亮度信号以及色度信号提供给LD驱动器420,将同步信号提供给反射镜控制部430。
LD驱动器420根据从视频信号处理部410输出的信号来控制LD440。
反射镜控制部430根据反射镜驱动器IC500输出的压电传感器191的输出和同步信号来控制反射镜110的摇动。更具体地说反射镜控制部430经由反射镜驱动器IC500来输出光扫描装置100的驱动源151A、B的驱动电压(以下称为驱动信号)。
本实施方式的反射镜驱动器IC500具有相位反相部510、511和噪音消除部600。
相位反相部510、511使反射镜控制部430输出的驱动信号的相位反相。具体地说相位反相部510使提供给驱动源151A的驱动信号的相位反相后,作为提供给驱动源151B的驱动信号。另外,相位反相部511使提供给驱动源171A的驱动信号的相位反相后,作为提供给驱动源171B的驱动信号。
本实施方式的噪音消除部600降低重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分。重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分是由于驱动配线的长度和配线的间隔而微妙产生的串扰成分,是从提供给驱动源151A、151B、171A、171B的驱动信号接收到的成分。
另外,噪音消除部600消除从提供给驱动源151A、151B的驱动信号接收到的成分。虽然没有图示,但是在本实施方式的光扫描控制装置200中,具有消除从提供给驱动源171A、171B的驱动信号接收到的噪音成分的噪音消除部。与驱动源171A、171B对应的噪音消除部的结构与噪音消除部600相同。
本实施方式的噪音消除部600具有增益/相位调整部520、530、加法电路540、缓冲器550、减法电路560。
增益/相位调整部520、530根据分别提供给驱动源151A、151B的驱动信号生成与重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分相同的成分。以下的说明中,将提供给驱动源151A的驱动信号作为驱动信号1,将提供给驱动源151B的驱动信号作为驱动信号2。
本实施方式的增益/相位调整部520生成与在驱动源151A上施加驱动信号 1时重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分相同的成分。本实施方式的增益/相位调整部530生成与在驱动源151B上施加驱动信号2时重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分相同的成分。
加法电路540加上增益/相位调整部520、530的输出,并使加法结果反相。本实施方式中,通过加上增益/相位调整部520、530的输出后反相,分别将驱动信号1和驱动信号2同时提供给驱动源151A、151B时,生成与重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分相同的成分。
缓冲器550放大压电传感器191的输出。另外,本实施方式中,设置在光扫描装置100的压电传感器只有压电传感器191。压电传感器191根据反射镜110的水平方向的倾斜情况,输出从扭转梁130B传输的与连结梁140B的位移相对应的电流值。
减法电路560从缓冲器550的输出减去加法电路540的输出。本实施方式的缓冲器550的输出是在压电传感器191的输出上重叠了噪音后的信号。另外,加法电路540的输出是与重叠在传感器191的输出上的噪音成分相同的成分。因此,通过从缓冲器550的输出减去加法电路540的输出,可以从压电传感器191的输出消除噪音成分。减法电路560的输出作为噪音消除部600的输出而提供给前端IC400的反射镜控制部430。反射镜控制部430根据噪音消除部600的输出来输出驱动信号。
本实施方式中,可以通过这样控制驱动信号来控制反射镜110的摇动。
另外,本实施方式中,压电传感器191也可以为具有下部电极20、压电体12、中间电极30、压电体13和上部电极40的结构。
如上所述,在本实施方式的光扫描控制装置200中,通过将光扫描装置100的驱动源151A、151B、171A、171B作为在第一实施方式中说明的压电致动器10的结构,可以降低提供给光扫描装置100的驱动电压。另外,本实施方式中,通过例如将压电传感器191也作为第一实施方式的压电致动器10的结构,可以增加传感器输出。进而本实施方式中,由于从传感器输出消除噪音成分,因此可以得到高精度的传感器输出。
(第三实施方式)
以下参照附图说明本发明的第三实施方式。本实施方式的第三实施方式与 第一以及第二实施方式不同的点在于,在压电致动器中将上部电极以及下部电极与基板连接。在以下的第三实施方式的说明中,对于和第一实施方式的不同点进行说明,对具有与第一实施方式相同的功能结构的结构赋予与第一实施方式的说明中所使用的符号相同的符号,并省略其说明。
图8是说明第三实施方式的压电致动器的结构的图。本实施方式的压电致动器10A中,上部电极40和下部电极20与大地连接,将使压电致动器10A驱动的驱动信号提供给中间电极30。中间电极30在被提供驱动信号后,根据驱动信号的电压进行位移。
另外,本实施方式的压电致动器10A中,上部电极40以及下部电极20通过配线60与基板11连接。在本实施方式的上部电极40上形成连接用的电极61,在下部电极20上形成连接用的电极62。另外,在本实施方式的基板63上形成连接用的电极63。本实施方式的上部电极40以及下部电极20和基板11通过配线60与设置在它们上的电极61、62以及63进行连接。
以下参照图9来说明使用了本实施方式的压电致动器10A的光扫描装置。图9是说明第三实施方式的光扫描装置的图。
本实施方式中,着眼于因将驱动信号提供给驱动源171A、171B的驱动配线而产生的噪音成分,经由基板11而重叠在压电传感器195的输出上这点,对于应该降低噪音的驱动源171A、171B应用了压电致动器10A。
即,本实施方式的驱动源171A、171B通过配线60将在第2驱动梁170A、170B的表面上形成的下部电极20以及上部电极40与基板11相连接。
本实施方式的光扫描装置100A中,通过对驱动源171A、171B应用本实施方式的压电致动器10A来降低重叠在用于检测垂直方向的倾斜情况的压电传感器195的输出上的噪音。另外,本实施方式的噪音成分例如是由于提供驱动信号的驱动配线的长度、配线的间隔而微妙地产生的串扰成分等。
以下,参照作为图9所示的局部91和局部92的放大图的图10和图11来说明本实施方式的配线60。
图10是局部91的放大图。
图10表示将驱动源171B中包含的驱动源171BL和驱动源171CL的上部电极40以及下部电极20与基板11连接的配线60BC。
驱动源171BL具有上部电极40B和下部电极20B。上部电极40B经由接触孔61B与配线60BC连接。下部电极20B经由接触孔62B与配线60BC连接。另外,将上部电极40B和下部电极20B连接的配线60BC通过接触孔63BC与基板11连接。
驱动源171CL具有上部电极40C和下部电极20C。上部电极40C经由接触孔61C与配线60BC连接。下部电极20C经由接触孔62C与配线60BC连接。另外,将上部电极40C和下部电极20C连接的配线60BC通过接触孔63BC与基板11连接。
因此,驱动源171BL和驱动源171CL中分别具有的上部电极40以及下部电极20通过配线60BC与基板11连接,上部电极40以及下部电极20与基板11成为相同电位。
图11是局部92的放大图。
图11中表示将驱动源171AL和驱动源171BL各自的上部电极40以及下部电极20与基板11连接的配线60AB。另外,图11中表示将驱动源171B中包含的驱动源171CL和驱动源171DL各自的上部电极40以及下部电极20与基板11连接的配线60CD。
驱动源171AL具有上部电极40A和下部电极20A。上部电极40A经由接触孔61a与配线60AB连接。下部电极20A经由接触孔62a与配线60AB连接。另外,将上部电极40A和下部电极20A连接的配线60AB通过接触孔63AB和基板11连接。
另外,在驱动源171BL中,上部电极40B经由接触孔61b与配线60AB连接,下部电极20B经由接触孔62b与配线60AB连接。
因此,在驱动源171AL和驱动源171BL中,各自所具有的上部电极40以及下部电极20通过配线60AB与基板11连接,上部电极40以及下部电极20与基板11成为相同电位。
驱动源171DL具有上部电极40D和下部电极20D。上部电极40D经由接触孔61d与配线60CD连接。下部电极20D经由接触孔62d与配线60CD连接。另外,将上部电极40D和下部电极20D连接的配线60CD通过接触孔63CD与基板11连接。
另外,驱动源171CL中,上部电极40C经由接触孔61c与配线60CD连接,下部电极20C经由接触孔62c与配线60CD连接。
因此,在驱动源171CL和驱动源171DL中,各自具有的上部电极40以及下部电极20通过配线60CD与基板11连接,上部电极40以及下部电极20与基板11成为相同电位。
另外,本实施方式中,驱动源171BL的上部电极40B经由多个接触孔61B、61b与基板11连接,下部电极20B经由多个接触孔62B、62b与基板11连接。本实施方式的驱动源171CL的上部电极40C经由多个接触孔61C、61c与基板11连接,下部电极20C经由多个接触孔62C、62c与基板11连接。
本实施方式中,如上所述,在1个压电致动器10A中,通过设置多个上部电极40以及下部电极20和基板11的连接部,可以抑制连接部中发生电阻漂移。
图12是表示用于检测垂直方向的倾斜情况的压电传感器的输出波形的图。
图12(A-1)、(A-2)表示驱动电压的峰值之间的电位差为10Vp-p时的压电传感器195的输出波形。图12(B-1)、(B-2)表示驱动电压的峰值之间的电位差为20Vp-p时的压电传感器195的输出波形。图12(C-1)、(C-2)表示驱动电压的峰值之间的电位差为40Vp-p时的压电传感器195的输出波形。
图12(A-1)、(B-1)、(C-1)表示没有应用压电致动器10A的情况,图12(A-2)、(B-2)、(C-2)表示应用了压电致动器10A的情况。
压电传感器195的输出波形如图12(A-1)、(B-1)、(C-1)所示,随着驱动电压增大而产生畸变。
与此相对,应用了压电致动器10A时的输出波形如图12(A-2)、(B-2)、(C-2)所示,不产生畸变。
因此,可知本实施方式的光扫描装置100A中,重叠在压电传感器195的输出上的噪音成分降低。
另外,本实施方式中,说明了压电致动器10A的上部电极40以及下部电极20与基板11连接的情况,但不限于此。例如可以将中间电极30作为大地与基板11连接,将驱动信号提供给上部电极40以及下部电极20。
以上,根据各实施方式对本发明进行了说明,但是本发明不仅限于所述实施方式所示的要素。关于这些点,可以在不损害本发明的主旨的范围内进行变更,可以根据该应用方式适当地进行决定。

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1、(10)申请公布号 CN 103700762 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103700762 A (21)申请号 201310451340.1 (22)申请日 2013.09.26 2012-213500 2012.09.27 JP 2013-174661 2013.08.26 JP H01L 41/09(2006.01) B81B 3/00(2006.01) G02B 26/10(2006.01) (71)申请人 三美电机株式会社 地址 日本东京都 (72)发明人 阿贺寿典 杉山亚优 (74)专利代理机构 北京银龙知识产权代理有限 公司 11243 代理人 许静 郭凤。

2、麟 (54) 发明名称 压电致动器以及光扫描装置 (57) 摘要 本发明提供可以降低驱动电压的压电致动器 以及光扫描装置。具有多层压电体、 以夹持所述 多层压电体的各个压电体的方式而形成的多个电 极、 在其上部形成所述多层压电体和所述多个电 极的基板。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 10 页 (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9页 附图10页 (10)申请公布号 CN 103700762 A CN 103700762 A 1/2 页 2 1. 一种压电致动器, 其特征在于, 具有 : 多层压。

3、电体 ; 以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式形成的多个电极 ; 基板, 在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极。 2. 根据权利要求 1 所述的压电致动器, 其特征在于, 所述多个电极分别是由多层形成的膜。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的压电致动器, 其特征在于, 所述多层压电体至少具有第一压电体和第二压电体, 所述多个电极包括 : 在所述基板上形成的下部电极 ; 在所述下部电极上形成的所述第一压电体的上部形成的中间电极 ; 在所述中间电极上形成的所述第二压电体的上部形成的上部电极。 4. 根据权利要求 3 所述的压电致动器, 其特征在于, 所述下部电极和所述中间电极分别是由 3。

4、 层形成的膜, 所述上部电极是由 2 层形成的膜。 5. 根据权利要求 4 所述的压电致动器, 其特征在于, 在所述下部电极以及所述中间电极中, 在所述基板侧形成的第一层是钙钛矿结构, 且 包括 (110) 取向的薄膜, 在所述第一层上形成的第二层是由白金族组成的薄膜, 在所述第二层上形成的第三层是钙钛矿结构, 且包括 (110) 取向的薄膜。 6. 根据权利要求 1 5 中的任意一项所述的压电致动器, 其特征在于, 所述多个电极中, 与大地连接的电极和所述基板连接。 7. 根据权利要求 3 6 中的任意一项所述的压电致动器, 其特征在于, 具备 : 配线, 其将与大地连接的所述上部电极和所述。

5、下部电极与所述基板连接。 8. 一种光扫描装置, 其通过扭转梁从轴方向两侧来支承用于支承反射镜的反射镜支承 部, 通过所述扭转梁的扭转使所述反射镜支承部在轴四周方向摇动, 所述光扫描装置的特 征在于, 具有 : 以夹持所述反射镜以及所述反射镜支承部的方式成对设置的第 1 驱动梁 ; 将所述第 1 驱动梁的一侧和所述扭转梁连结的连结梁 ; 包围所述反射镜以及所述反射镜支承部、 所述扭转梁、 所述第 1 驱动梁和所述连结梁 的可动框, 所述第 1 驱动梁具有的第 1 驱动源具有 : 多层压电体 ; 以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式而形成的多个电极 ; 基板, 在其上部形成所述多层压电体和所述。

6、多个电极。 9. 根据权利要求 8 所述的光扫描装置, 其特征在于, 具有 : 第 2 驱动梁, 其以夹持所述可动框的方式成对设置, 一端与所述可动框连结, 并 使所述反射镜以及所述反射镜支承部在与所述轴四周正交的方向摇动, 所述第 2 驱动梁具有的第 2 驱动源具有 : 权 利 要 求 书 CN 103700762 A 2 2/2 页 3 多层压电体 ; 以夹持所述多层压电体的各个压电体的方式形成的多个电极 ; 基板, 在其上部形成所述多层压电体和所述多个电极。 10. 根据权利要求 8 9 中的任意一项所述的光扫描装置, 其特征在于, 所述多个电极中, 与大地连接的电极和所述基板连接。 1。

7、1. 根据权利要求 8 10 中的任意一项所述的光扫描装置, 其特征在于, 所述多层压电体至少具有第一压电体和第二压电体, 所述多个电极包括 : 在所述基板上形成的下部电极 ; 在所述下部电极上形成的所述第一压电体的上部形成的中间电极 ; 在所述中间电极上形成的所述第二压电体的上部形成的上部电极, 所述上部电极以及所述下部电极与大地连接, 具备将所述上部电极以及所述下部电极与所述基板连接的配线。 权 利 要 求 书 CN 103700762 A 3 1/9 页 4 压电致动器以及光扫描装置 技术领域 0001 本发明涉及压电致动器和具有压电致动器的光扫描装置。 背景技术 0002 至今已知一种。

8、利用了由于施加电压压电体变形的现象的压电致动器。 0003 现有的压电致动器的结构为, 如专利文献 1 所记载的那样, 压电体设置在基板上。 压电元件设置有压电体和以夹持压电体的方式设置的一对电极。 该压电元件通过将驱动电 压施加到一对电极上而使压电体位移。 0004 专利文献 1 日本特开 2011-217447 号公报 发明内容 0005 近年来, 大多的电子设备追求节能化。 例如在搭载压电致动器的电子设备中, 也同 样追求耗电量的降低。作为其中的一环, 例如追求压电致动器的驱动电压的下降。 0006 本申请是鉴于所述情况而用于解决所述问题而提出的, 目的在于提供可降低驱动 电压的压电致动。

9、器以及光扫描装置。 0007 本发明为了达到上述目的而采用以下结构。 0008 本发明的压电致动器具有多层压电体 (12, 13) ; 以夹持所述多层压电体 (12, 13) 的 各个压电体的方式形成的多个电极 (20, 30, 40) ; 以及基板 (11) , 在其上部形成所述多层压 电体 (12, 13) 和所述多个电极 (20, 30, 40) 。 0009 本发明的光扫描装置 (100) 通过扭转梁 (130A, 130B) 从轴方向两侧来支承用于支 承反射镜 (110) 的反射镜支承部 (120) , 通过所述扭转梁 (130A, 130B) 的扭转使所述反射镜 支承部 (120)。

10、 在轴四周方向摇动, 所述光扫描装置具有 : 0010 以夹持所述反射镜 (110) 以及所述反射镜支承部 (120) 的方式成对设置的第 1 驱 动梁 (150A, 150B) ; 0011 将所述第 1 驱动梁 (150A, 150B) 的一侧与所述扭转梁连结的连结梁 (140A, 140B) ; 0012 包围所述反射镜 (110) 以及所述反射镜支承部 (120) 、 所述扭转梁 (130A, 130B) 、 所述第 1 驱动梁 (150A, 150B) 、 所述连结梁 (140A, 140B) 的可动框 (160) , 0013 具有所述第 1 驱动梁 (150A, 150B) 的第。

11、 1 驱动源 (151A, 151B) 具有 : 0014 多层压电体 (12, 13) ; 0015 以夹持所述多层压电体 (12, 13) 的各个压电体的方式而形成的多个电极 (20, 30, 40) ; 0016 基板 (11) , 在其上部形成所述多层的压电体 (12, 13)和所述多个电极 (20, 30, 40) 。 0017 另外, 所述括号内的参照符号是为了便于理解而加上的, 只是一个例子, 不限定图 示的方式。 0018 根据本发明可以降低驱动电压。 说 明 书 CN 103700762 A 4 2/9 页 5 附图说明 0019 图 1 是说明第一实施方式的压电致动器的结构。

12、的图。 0020 图 2 是说明评价介质特性时的压电致动器的图。 0021 图 3 是表示压电致动器中 LNO 薄膜的膜厚度发生变化时的介质特性的图。 0022 图 4 是表示驱动电压和变化的关系的图。 0023 图 5 是说明施加到压电致动器的驱动电压的图。 0024 图 6 是说明第二实施方式的光扫描装置的图。 0025 图 7 是说明第二实施方式的光扫描控制装置的图。 0026 图 8 是说明第三实施方式的压电致动器的结构的图。 0027 图 9 是说明第三实施方式的光扫描装置的图。 0028 图 10 是局部 91 的扩大图。 0029 图 11 是局部 92 的扩大图。 0030 图。

13、 12 是表示检测垂直方向的倾斜情况的压电传感器的输出波形的图。 0031 符号说明 0032 10、 10A 压电致动器 0033 11 基板 0034 12、 13 压电体 0035 20 下部电极 0036 30 中间电极 0037 40 上部电极 0038 100、 100A 光扫描装置 0039 110 反射镜 0040 200 光扫描控制装置 具体实施方式 0041 (第一实施方式) 0042 以下参照附图对本发明的第一实施方式进行说明。图 1 是说明第一实施方式的压 电致动器的结构的图。 0043 本实施方式的压电致动器10在基板11上形成下部电极20, 在下部电极20上形成 压。

14、电体 12。并且本实施方式的压电致动器 10 在压电体 12 上形成中间电极 30, 在中间电极 30 上形成压电体 13, 在压电体 13 上形成上部电极 40。 0044 在本实施方式的压电致动器 10 中, 例如中间电极 30 与大地连接, 对上部电极 40 和下部电极 20 提供使压电致动器 10 进行驱动的驱动信号。上部电极 40 和下部电极 20 在 被提供了驱动信号后, 根据驱动信号的电压进行位移。 0045 本实施方式的下部电极 20 是由 3 层形成的膜。本实施方式的下部电极 20 由第一 层 21、 第二层 22、 第三层 23 形成。本实施方式的下部电极 20 中, 第一。

15、层 21 和第三层 23 是 LNO(LaNi03) 薄膜, 膜厚度例如分别是 30nm。本实施方式的第二层 22 是 Pt 薄膜, 膜厚度 例如是 150nm。 说 明 书 CN 103700762 A 5 3/9 页 6 0046 本实施方式的中间电极 30 也同样是由 3 层形成的膜。本实施方式的中间电极 30 由第一层 31、 第二层 32、 第三层 33 形成。本实施方式的中间电极 30 中, 第一层 31 和第三 层 33 是 LNO (LaNi03) 薄膜, 膜厚度例如分别是 80nm。本实施方式的第二层 32 是 Pt 薄膜, 膜厚度例如是 150nm。另外, 本实施方式的中间。

16、电极 30 的第一层 31 和第三层 33 的膜厚度 为 80nm, 但是不限于此。第一层 31 和第三层 33 的膜厚度可以是 30nm 以上。30nm 是为了 使 LNO 薄膜均匀成膜而必需的厚度。 0047 本实施方式的上部电极 40 是由 2 层形成的膜。本实施方式的上部电极 40 由第一 层 41、 第二层 42 形成。本实施方式的上部电极 40 中, 第一层 41 是 LNO(LiNa03) 薄膜, 膜 厚度例如是 80nm。第二层 42 是 Pt 薄膜, 膜厚度例如是 100nm。 0048 另外, 本实施方式中, 说明了第一层 21、 31、 41 以及第三层 23、 33 为。

17、 LNO(LiNa03) 薄膜, 第二层 22、 32、 42 为 Pt 薄膜, 但不限于此。第一层 21、 31、 41 以及第三层 23、 33 是钙 钛矿结构以及包括了 (110) 取向的薄膜即可, 例如可以使用 SRO(Sr2Ru04) 等。另外, 第二 层 22、 32、 42 可以是 Pt 之外的白金族, 可以作为例如使用了 Ir、 Os 的薄膜。 0049 本实施方式的压电体 12、 13 是 PZT(锆钛酸铅) 薄膜。利用溶胶凝胶法分别在下 部电极 20 上形成压电体 12, 在中间电极 30 上形成压电体 13。另外, 本实施方式的基板 11 是使用了硅的基板。 0050 本。

18、实施方式中, 下部电极 20 和中间电极 30 使在各自的上层形成的压电体 12、 13 结晶化, 因此使基板11的温度在500度以上, 使LNO的面内垂直方向的结晶方位进行 (110) 优先取向地通过溅射而成膜。本实施方式中, 通过在该条件下形成下部电极 20 和中间电极 30 可以使 PZT 薄膜结晶化而得到良好的压电特性, 还可以降低驱动电压。 0051 本实施方式中, 下部电极 20 的第三层 23 和中间电极 30 的第三层 33 使得位于各 自的上层的压电体 12、 13 结晶化。另外, 本实施方式中, 中间电极 30 的第一层 31 和上部电 极 40 的第一层 41 抑制位于各。

19、自的下层的压电体 12、 13 的氧化。 0052 接着, 说明本实施方式的压电致动器 10 的介质特性。图 2 是说明评价介质特性时 的压电致动器的图。 0053 本实施方式中, 如图 2 所示, 连接压电致动器 10 的各个电极并评价介质特性。在 图 2 所示的压电致动器 10 中, 在下部电极 20、 中间电极 30、 上部电极 40 上分别形成有连接 用的电极 25、 35、 45。图 2 的例子中, 在电极 25 和电极 35 之间的连接点与电极 45 之间连接 有 AC 电源 50。AC 电源 50 将驱动电压提供给压电致动器 10。 0054 图 3 是表示在压电致动器中 LNO。

20、 薄膜的膜厚度发生了变化时的介质特性的图。本 实施方式中, 可以说在 LNO 薄膜的膜厚度为 30nm 以上 100nm 以内的范围中, 压电致动器 10 的饱和极化值 Pm、 剩余极化值 Pr、 矫顽电场 Ec 的值的变化变小, 介质特性稳定。 0055 因此, 在本实施方式中, 在 30nm 以上 100nm 以下的范围内, 取 LNO 薄膜的膜厚度为 最薄的 30nm。另外, 本实施方式的 LNO 薄膜的膜厚度在 30nm 以上 100nm 以下的范围内即 可。 0056 接着说明本实施方式的压电致动器 10 上施加的驱动电压和位移。图 4 是表示驱 动电压和变化的关系的图。 0057 。

21、图4表示现有的压电体由单层的致动器生成的悬臂的驱动电压和振动量 (位移) 之 间的关系以及由压电致动器 10 生成的悬臂的驱动电压和量 (位移) 之间的关系。 说 明 书 CN 103700762 A 6 4/9 页 7 0058 图 4 中, 虚线表示由现有的压电致动器生成的悬臂的驱动电压和振动量之间的关 系, 实线表示由本实施方式的压电致动器 10 生成的悬臂的驱动电压和振动量之间的关系。 另外, 图4的驱动电压是250Hz的交流电压, 振动量是通过多普勒振动计等进行测量而得的 值。 0059 由图 4 可知, 在由本实施方式的压电致动器 10 所生成的悬臂中, 与现有的压电致 动器所生成。

22、的悬臂相比, 可以由大约一半的驱动电压得到同量的振动量。 具体地说, 例如得 到4um的振动量时, 在由现有的压电致动器所生成的悬臂中, 需要约45V的驱动电压。 对此, 在由压电致动器 10 所生成的悬臂中, 可以由约 20V 的驱动电压得到 4um 的振动量。因此, 在本实施方式的压电致动器 10 中可以降低驱动电压。 0060 图 5 是说明施加到压电致动器的驱动电压的图。图 5 中, 点线的波形表示施加到 现有的压电致动器的驱动电压, 实线的波形表示施加到本实施方式的压电致动器 10 的驱 动电压。 0061 图 5 中, 将施加到压电致动器 10 的驱动电压的振幅值设为 V1, 将施。

23、加到现有的压 电致动器的驱动电压的振幅值设为 V2 时, 振幅值 V1 为 V2/2 左右。 0062 因此, 本实施方式的压电致动器 10 与现有的压电体为单层的致动器相比, 可以将 驱动电压下降到大约一半左右。 0063 另外, 本实施方式的压电致动器 10 的压电体为 2 层, 但是不限于此。本实施方式 的压电致动器 10 中, 压电体可以为 4 层也可以为 6 层。 0064 (第二实施方式) 0065 以下参照附图说明本发明的第二实施方式。 本实施方式的第二实施方式是使用了 第一实施方式的压电致动器 10 的光扫描装置。本发明的第二实施方式中, 对于具有与第一 实施方式相同功能的结构。

24、赋予与第一实施方式的说明中使用的符号相同的符号, 省略其说 明。 0066 图 6 是说明第二实施方式的光扫描装置的图。 0067 本实施方式的光扫描装置100具备 : 反射镜110 ; 反射镜支承部120 ; 扭转梁130A、 130B ; 连结梁 140A、 140B ; 第 1 驱动梁 150A、 150B ; 可动框 160 ; 第 2 驱动梁 170A、 170B 和固 定框 180。另外, 本实施方式的第 1 驱动梁 150A、 150B 分别具备驱动源 151A、 151B。第 2 驱 动梁 170A、 170B 分别具备驱动源 171A、 171B。 0068 本实施方式的反射。

25、镜支承部120中, 沿着反射镜110的圆周形成狭缝122。 通过该 狭缝 122 可以持续使反射镜支承部 120 轻量化以及持续缓和应力, 并将扭转梁 130A、 130B 的扭转传达给反射镜 110。 0069 在本实施方式的光扫描装置 100 中, 在反射镜支承部 120 的表面支承反射镜 110, 反射镜支承部 120 与位于两侧的扭转梁 130A、 130B 的端部连结。扭转梁 130A、 130B 构成摇 动轴, 在轴方向延伸并从轴方向两侧支承反射镜支承部 120。通过扭转梁 130A、 130B 扭转, 反射镜支承部 120 所支承的反射镜 110 摇动, 进行使照射到反射镜 11。

26、0 的光的反射光扫描 的动作。扭转梁 130A、 130B 分别与连结梁 140A、 140B 进行连结支承, 与第 1 驱动梁 150A、 150B 连结。 0070 第 1 驱动梁 150A、 150B、 连结梁 140A、 140B、 扭转梁 130A、 130B、 反射镜支承部 120 以及反射镜110被可动框160包围。 第1驱动梁150A、 150B的一侧分别由可动框160支承。 说 明 书 CN 103700762 A 7 5/9 页 8 第 1 驱动梁 150A 的另一侧在内周侧延伸并与连结梁 140A、 140B 连接。第 1 驱动梁 150B 的 另一侧也同样在内周侧延伸并。

27、与连结梁 140A、 140B 连接。 0071 第 1 驱动梁 150A、 150B 在与扭转梁 130A、 130B 成正交的方向以夹持反射镜 110 以 及反射镜支承部 120 的方式成对设置。 0072 第 1 驱动梁 150A、 150B 的表面分别形成驱动源 151A、 151B。驱动源 151A、 151B 由 在第 1 驱动梁 150A、 150B 的表面上所形成的下部电极 20、 压电体 12、 中间电极 30、 压电体 13、 上部电极 40 构成。驱动源 151A、 151B, 根据施加到下部电极 20 以及上部电极 40 和中 间电极 30 的驱动电压的极性而伸长或缩小。

28、。因此, 如果在第 1 驱动梁 150A 和第 1 驱动梁 150B 交替施加不同相位的驱动电压, 则在反射镜 110 的左侧和右侧, 第 1 驱动梁 150A 和第 1驱动梁150B在上下相对侧交替振动, 将扭转梁130A、 130B作为摇动轴或者旋转轴, 使得反 射镜 110 可以沿轴四周摇动。以后将反射镜 110 沿扭转梁 130A、 130B 的轴四周进行摇动的 方向称为水平方向。例如在第 1 驱动梁 150A、 150B 进行的水平驱动中可以使用共振振动而 高速地摇动驱动反射镜 110。 0073 另外, 可动框 160 的外部连结有第 2 驱动梁 170A、 170B 的一端。第 。

29、2 驱动梁 170A、 170B以从左右两侧夹持可动框160的方式成对设置。 第2驱动梁170A的与第1驱动梁150A 平行延伸的梁在端部与相邻的梁连结, 作为整体具有锯齿状的形状。 并且, 第2驱动梁170A 的另一端与固定框 180 的内侧连结。第 2 驱动梁 170B 也同样, 与第 1 驱动梁 150B 平行延 伸的梁在端部与相邻的梁连结, 作为整体具有锯齿状的形状。并且, 第 2 驱动梁 170B 的另 外一端与固定框 180 的内侧连接。 0074 在第2驱动梁170A、 170B的表面按每个不包括曲线部的矩形单位分别形成驱动源 171A、 171B。驱动源 171A 由在第 2 。

30、驱动梁 170A 的表面上形成的下部电极 20、 压电体 12、 中 间电极 30、 压电体 13、 上部电极 40 构成。驱动源 171B 由在第 2 驱动梁 170B 的表面上形成 的下部电极 20、 压电体 12、 中间电极 30、 压电体 13、 上部电极 40 构成。 0075 在第 2 驱动梁 170A、 170B 中, 通过在按照矩形单位而相邻的驱动源 171A、 171B 之 间施加不同极性的驱动电压, 使得相邻的矩形梁向上下相反的方向后仰, 将各个矩形梁的 上下移动的累计传达给可动框 160。第 2 驱动梁 170A、 170B 通过该动作使得反射镜 110 向 与水平方向正。

31、交的方向即垂直方向摇动。例如可以在第 2 驱动梁 170A、 170B 的垂直驱动中 使用非共振振动。 0076 例如将驱动源 171B 作为包括从左侧朝向可动框 160 排列的驱动源 171DL、 171CL、 171BL、 171AL 的驱动源, 将右侧的驱动源 171A 作为从可动框 160 向右侧排列的驱动源 171AR、 171BR、 171CR、 171DR 的驱动源时, 通过以相同波形对驱动源 171Ax 和驱动源 171Cx (4 个) 进行驱动, 以与前者相位不同的相同波形对驱动源 171Bx 和驱动源 171Dx(4 个) 进 行驱动, 可以向垂直方向进行摇动。另外, 本实。

32、施方式的驱动源 171Ax、 171Bx、 171Cx、 171Dx 也和驱动源 171A、 171B 同样具有多层的压电体 12、 13 和下部电极 20、 中间电极 30、 上部电 极 40。 0077 本实施方式的光扫描装置 100 中, 如上所述将驱动源 151A、 151B、 171A、 171B 作为 在第一实施方式所说明的压电体为两层的压电致动器10。 本实施方式中, 根据该结构, 可以 使提供给驱动源 151A、 151B、 171A、 171B 的驱动电压减半。 0078 另外, 在本实施方式的光扫描装置 100 中, 在连结梁 140B 中设置有压电传感器 说 明 书 CN。

33、 103700762 A 8 6/9 页 9 191, 用于检测反射镜 110 在水平方向摇动的状态下的反射镜 110 的水平方向的倾斜情况。 0079 在本实施方式中, 可以使用压电传感器 191 检测反射镜 110 的水平方向的倾斜情 况, 根据检测出的结果来控制驱动电压。在本实施方式的光扫描装置 100 中, 形成提供使压 电传感器191驱动的压电传感器用驱动电压的驱动配线和从压电传感器191引出的传感器 配线。驱动配线和传感器配线与端子群 TA 或者 TB 连接。端子群 TA, TB 是连接光扫描装置 100 和后述的光扫描装置 200 的端子。 0080 另外, 在本实施方式中, 检。

34、测反射镜110在垂直方向摇动的状态下的反射镜110的 垂直方向的倾斜情况的压电传感器 195 可以设置在第 2 驱动梁 170A 具有的一个矩形梁上。 0081 接着参照图 7 说明本实施方式的光扫描控制装置 200。图 7 是说明第二实施方式 的光扫描控制装置的图。 0082 本实施方式的光扫描控制装置 200 具有光扫描装置 100、 前端 IC(Integrated Circuit : 集成电路) 400、 LD(Laser Diode : 激光二极管) 440、 反射镜驱动器 IC500。 0083 本实施方式的前端 IC400 对所输入的视频信号实施信号处理, 提供给 LD440。另。

35、 外, 本实施方式的前端 IC400 将控制反射镜 110 的摇动的信号提供给光扫描装置 100。 0084 本实施方式的前端 IC400 具有视频信号处理部 410、 LD 驱动器 420、 反射镜控制部 430。视频信号处理部 410 进行将所输入的视频信号中包括的同步信号、 亮度信号以及色度 信号分离的处理。视频信号处理部 410 将亮度信号以及色度信号提供给 LD 驱动器 420, 将 同步信号提供给反射镜控制部 430。 0085 LD 驱动器 420 根据从视频信号处理部 410 输出的信号来控制 LD440。 0086 反射镜控制部 430 根据反射镜驱动器 IC500 输出的压。

36、电传感器 191 的输出和同步 信号来控制反射镜 110 的摇动。更具体地说反射镜控制部 430 经由反射镜驱动器 IC500 来 输出光扫描装置 100 的驱动源 151A、 B 的驱动电压 (以下称为驱动信号) 。 0087 本实施方式的反射镜驱动器 IC500 具有相位反相部 510、 511 和噪音消除部 600。 0088 相位反相部 510、 511 使反射镜控制部 430 输出的驱动信号的相位反相。具体地说 相位反相部 510 使提供给驱动源 151A 的驱动信号的相位反相后, 作为提供给驱动源 151B 的驱动信号。另外, 相位反相部 511 使提供给驱动源 171A 的驱动信。

37、号的相位反相后, 作为 提供给驱动源 171B 的驱动信号。 0089 本实施方式的噪音消除部 600 降低重叠在压电传感器 191 的输出上的噪音成分。 重叠在压电传感器 191 的输出上的噪音成分是由于驱动配线的长度和配线的间隔而微妙 产生的串扰成分, 是从提供给驱动源 151A、 151B、 171A、 171B 的驱动信号接收到的成分。 0090 另外, 噪音消除部 600 消除从提供给驱动源 151A、 151B 的驱动信号接收到的成 分。虽然没有图示, 但是在本实施方式的光扫描控制装置 200 中, 具有消除从提供给驱动源 171A、 171B 的驱动信号接收到的噪音成分的噪音消除。

38、部。与驱动源 171A、 171B 对应的噪音 消除部的结构与噪音消除部 600 相同。 0091 本实施方式的噪音消除部 600 具有增益 / 相位调整部 520、 530、 加法电路 540、 缓 冲器 550、 减法电路 560。 0092 增益 / 相位调整部 520、 530 根据分别提供给驱动源 151A、 151B 的驱动信号生成与 重叠在压电传感器 191 的输出上的噪音成分相同的成分。以下的说明中, 将提供给驱动源 151A 的驱动信号作为驱动信号 1, 将提供给驱动源 151B 的驱动信号作为驱动信号 2。 说 明 书 CN 103700762 A 9 7/9 页 10 0。

39、093 本实施方式的增益 / 相位调整部 520 生成与在驱动源 151A 上施加驱动信号 1 时 重叠在压电传感器 191 的输出上的噪音成分相同的成分。本实施方式的增益 / 相位调整部 530生成与在驱动源151B上施加驱动信号2时重叠在压电传感器191的输出上的噪音成分 相同的成分。 0094 加法电路 540 加上增益 / 相位调整部 520、 530 的输出, 并使加法结果反相。本实 施方式中, 通过加上增益 / 相位调整部 520、 530 的输出后反相, 分别将驱动信号 1 和驱动信 号 2 同时提供给驱动源 151A、 151B 时, 生成与重叠在压电传感器 191 的输出上的。

40、噪音成分 相同的成分。 0095 缓冲器 550 放大压电传感器 191 的输出。另外, 本实施方式中, 设置在光扫描装置 100 的压电传感器只有压电传感器 191。压电传感器 191 根据反射镜 110 的水平方向的倾 斜情况, 输出从扭转梁 130B 传输的与连结梁 140B 的位移相对应的电流值。 0096 减法电路 560 从缓冲器 550 的输出减去加法电路 540 的输出。本实施方式的缓冲 器 550 的输出是在压电传感器 191 的输出上重叠了噪音后的信号。另外, 加法电路 540 的 输出是与重叠在传感器 191 的输出上的噪音成分相同的成分。因此, 通过从缓冲器 550 的。

41、 输出减去加法电路540的输出, 可以从压电传感器191的输出消除噪音成分。 减法电路560 的输出作为噪音消除部 600 的输出而提供给前端 IC400 的反射镜控制部 430。反射镜控制 部 430 根据噪音消除部 600 的输出来输出驱动信号。 0097 本实施方式中, 可以通过这样控制驱动信号来控制反射镜 110 的摇动。 0098 另外, 本实施方式中, 压电传感器 191 也可以为具有下部电极 20、 压电体 12、 中间 电极 30、 压电体 13 和上部电极 40 的结构。 0099 如上所述, 在本实施方式的光扫描控制装置200中, 通过将光扫描装置100的驱动 源151A、。

42、 151B、 171A、 171B作为在第一实施方式中说明的压电致动器10的结构, 可以降低提 供给光扫描装置 100 的驱动电压。另外, 本实施方式中, 通过例如将压电传感器 191 也作为 第一实施方式的压电致动器 10 的结构, 可以增加传感器输出。进而本实施方式中, 由于从 传感器输出消除噪音成分, 因此可以得到高精度的传感器输出。 0100 (第三实施方式) 0101 以下参照附图说明本发明的第三实施方式。 本实施方式的第三实施方式与第一以 及第二实施方式不同的点在于, 在压电致动器中将上部电极以及下部电极与基板连接。在 以下的第三实施方式的说明中, 对于和第一实施方式的不同点进行说。

43、明, 对具有与第一实 施方式相同的功能结构的结构赋予与第一实施方式的说明中所使用的符号相同的符号, 并 省略其说明。 0102 图 8 是说明第三实施方式的压电致动器的结构的图。本实施方式的压电致动器 10A 中, 上部电极 40 和下部电极 20 与大地连接, 将使压电致动器 10A 驱动的驱动信号提供 给中间电极 30。中间电极 30 在被提供驱动信号后, 根据驱动信号的电压进行位移。 0103 另外, 本实施方式的压电致动器10A中, 上部电极40以及下部电极20通过配线60 与基板 11 连接。在本实施方式的上部电极 40 上形成连接用的电极 61, 在下部电极 20 上形 成连接用的。

44、电极 62。另外, 在本实施方式的基板 63 上形成连接用的电极 63。本实施方式 的上部电极 40 以及下部电极 20 和基板 11 通过配线 60 与设置在它们上的电极 61、 62 以及 63 进行连接。 说 明 书 CN 103700762 A 10 8/9 页 11 0104 以下参照图 9 来说明使用了本实施方式的压电致动器 10A 的光扫描装置。图 9 是 说明第三实施方式的光扫描装置的图。 0105 本实施方式中, 着眼于因将驱动信号提供给驱动源 171A、 171B 的驱动配线而产生 的噪音成分, 经由基板 11 而重叠在压电传感器 195 的输出上这点, 对于应该降低噪音的。

45、驱 动源 171A、 171B 应用了压电致动器 10A。 0106 即, 本实施方式的驱动源 171A、 171B 通过配线 60 将在第 2 驱动梁 170A、 170B 的表 面上形成的下部电极 20 以及上部电极 40 与基板 11 相连接。 0107 本实施方式的光扫描装置100A中, 通过对驱动源171A、 171B应用本实施方式的压 电致动器10A来降低重叠在用于检测垂直方向的倾斜情况的压电传感器195的输出上的噪 音。 另外, 本实施方式的噪音成分例如是由于提供驱动信号的驱动配线的长度、 配线的间隔 而微妙地产生的串扰成分等。 0108 以下, 参照作为图 9 所示的局部 91。

46、 和局部 92 的放大图的图 10 和图 11 来说明本 实施方式的配线 60。 0109 图 10 是局部 91 的放大图。 0110 图 10 表示将驱动源 171B 中包含的驱动源 171BL 和驱动源 171CL 的上部电极 40 以及下部电极 20 与基板 11 连接的配线 60BC。 0111 驱动源 171BL 具有上部电极 40B 和下部电极 20B。上部电极 40B 经由接触孔 61B 与配线 60BC 连接。下部电极 20B 经由接触孔 62B 与配线 60BC 连接。另外, 将上部电极 40B 和下部电极 20B 连接的配线 60BC 通过接触孔 63BC 与基板 11 。

47、连接。 0112 驱动源 171CL 具有上部电极 40C 和下部电极 20C。上部电极 40C 经由接触孔 61C 与配线 60BC 连接。下部电极 20C 经由接触孔 62C 与配线 60BC 连接。另外, 将上部电极 40C 和下部电极 20C 连接的配线 60BC 通过接触孔 63BC 与基板 11 连接。 0113 因此, 驱动源 171BL 和驱动源 171CL 中分别具有的上部电极 40 以及下部电极 20 通过配线 60BC 与基板 11 连接, 上部电极 40 以及下部电极 20 与基板 11 成为相同电位。 0114 图 11 是局部 92 的放大图。 0115 图11中表。

48、示将驱动源171AL和驱动源171BL各自的上部电极40以及下部电极20 与基板 11 连接的配线 60AB。另外, 图 11 中表示将驱动源 171B 中包含的驱动源 171CL 和驱 动源 171DL 各自的上部电极 40 以及下部电极 20 与基板 11 连接的配线 60CD。 0116 驱动源 171AL 具有上部电极 40A 和下部电极 20A。上部电极 40A 经由接触孔 61a 与配线 60AB 连接。下部电极 20A 经由接触孔 62a 与配线 60AB 连接。另外, 将上部电极 40A 和下部电极 20A 连接的配线 60AB 通过接触孔 63AB 和基板 11 连接。 01。

49、17 另外, 在驱动源 171BL 中, 上部电极 40B 经由接触孔 61b 与配线 60AB 连接, 下部电 极 20B 经由接触孔 62b 与配线 60AB 连接。 0118 因此, 在驱动源 171AL 和驱动源 171BL 中, 各自所具有的上部电极 40 以及下部电 极 20 通过配线 60AB 与基板 11 连接, 上部电极 40 以及下部电极 20 与基板 11 成为相同电 位。 0119 驱动源 171DL 具有上部电极 40D 和下部电极 20D。上部电极 40D 经由接触孔 61d 与配线 60CD 连接。下部电极 20D 经由接触孔 62d 与配线 60CD 连接。另外, 将上部电极 40D 和下部电极 20D 连接的配线 60CD 通过接触孔 63CD 与基板 11 。

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