[发明专利]活动结构及使用该活动结构的微镜器件

说明书

技术领域

本发明涉及围绕转动轴来摆动用铰接单元枢轴安装的活动板的活动结构，和利用所述活动结构扫描光的光扫描用微镜器件。

背景技术

以往，存在这样的一些光学仪器(例如条形码阅读器或投影仪)：在其上搭载微镜器件，以便通过摆动设置有镜子的活动板并将入射到镜子的光束反射到期望的方向，来扫描光束。这样的微镜器件是搭载了用所谓的微细加工技术形成的微型活动结构的器件，并且活动板用由周围的框架单元支持的一对梁状铰接单元保持。活动板承受诸如磁力或静电力之类的驱动力，在利用铰接单元作为转动轴，并且扭转铰接单元的情况下摆动。

顺便提及，在上述活动结构中，如图4中所示，活动板的振动模式有5种，即“扭转模式”、“面内平移模式”、“面内转动模式”、“面外平移模式”和“面外转动模式”。为了精确地扫描光束，必须精确地控制活动板的姿态，从而要求提高活动板的摆动动作的灵敏度和稳定性。为了提高活动板的摆动动作的灵敏度，必须设计铰接单元，以将“扭转模式”下的共振频率设定成低于一定水平，因而考虑了能够降低铰接单元的扭转刚度的各种形状。

例如，专利文献1公开了一种将铰接单元的横截面形状形成为“X形”的技术。另外，专利文献2公开了一种用隔开一定距离彼此面对地倾斜布置的一对支架构成铰接单元的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2002-321196A

专利文献2：JP 2003-15064A

发明内容

发明要解决的问题

为了提高上述活动板的摆动动作的稳定性，有效的是提高“面内平移模式”、“面内转动模式”、“面外平移模式”和“面外转动模式”下的共振频率，从而，必须充分提高铰接单元的抗张刚度和抗弯刚度。但是，在上面的专利文献2中所示的技术中，尽管能够抑制扭转刚度，不过另一方面，抗张刚度和抗弯刚度同时降低，以致不能提高活动板的摆动动作的稳定性。另外，在专利文献1中示出的铰接单元并不适合于以批量生产的前提为基础的光学仪器(例如条形码阅读器或投影仪)，因为复杂的制造工艺和加工精度上的问题，难以获得设计目标刚度特性。

考虑到上述问题，构想出本发明，本发明提供一种活动结构，通过用简单的工艺制造具有期望的刚度特性的铰接单元，所述活动结构使得能够以低廉的费用提高光学仪器等的图像质量。

解决问题的手段

为了实现上述目的，权利要求1的发明涉及一种活动结构，所述活动结构包括：活动板；梁状铰接单元，其可摆动地枢轴安装所述活动板；以及框架单元，其支持所述铰接单元，其中所述铰接单元的每一个具有梯状物形状，所述梯状物形状具有一对支架和跨接在所述一对支架之间的过梁，以及在平面视图中所述一对支架被布置成相互不平行。

权利要求2的发明涉及在权利要求1中所述的活动结构，其中在平面视图中所述一对支架不具有被布置成相互平行的边。

权利要求3的发明涉及在权利要求1或2中所述的活动结构，其中在厚度方向上，所述一对支架和所述过梁的顶面和底面分别形成在与所述活动板的顶面和底面相同的水平面上。

权利要求4的发明涉及在权利要求1-3之一中所述的活动结构，其中所述过梁被布置成不垂直于所述支架。

权利要求5的发明涉及在权利要求1-4之一中所述的活动结构，其中所述铰接单元的每一个具有与所述活动板结合的第一端部，和与所述框架单元结合的第二端部，在所述第一端部与所述活动板的结合角处以及在所述第二端部与框架单元的结合角处形成有倒角。

权利要求6的发明涉及在权利要求1-5之一中所述的活动结构，其中在所述支架与所述过梁的结合角处形成有倒角。

权利要求7的发明涉及在权利要求1-6之一中所述的活动结构，其中所述铰接单元的每一个具有一组过梁，所述过梁在所述一对支架之间相互交叉并结合。

权利要求8的发明涉及在权利要求7中所述的活动结构，其中所述铰接单元的每一个具有多组过梁，所述多组过梁的每一组以彼此不同的角度交叉。

权利要求9的发明涉及在权利要求1-6之一中所述的活动结构，其中以曲线的形式形成所述一对支架。

权利要求10的发明涉及在权利要求9中所述的活动结构，其中所述曲线是悬链线。

权利要求11的发明涉及一种包括权利要求1-10之一所述的活动结构的微镜器件，其特征在于所述活动板具有用于反射光的镜面，以及在所述活动板的一部分和所述框架单元与所述活动板的所述部分相对的一部分上，设置有用于可摆动地驱动所述活动板的电极。