[发明专利]致动器、防护罩、制造方法、光偏转器、扫描仪及投影仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种致动器、致动器防护罩、致动器制造方法、包含致动器的光偏转器、二维光扫描仪、以及包含光扫描仪的图像投影仪。

背景技术

微机械技术(MEMS)制造的致动器在节约能源、微型化、高速操作等方面有很大提升。由硅晶片制成的致动器的驱动器能通过半导体微制造技术大规模且低成本地生产。

图1是这样的致动器的示例。在图1中致动器30包括矩形框架元件31、一对作为旋转轴线的横梁元件(扭力杆)32，和可移动元件33。所述一对横梁元件连接于框架元件31，而可移动元件33由框架元件31通过横梁元件32支撑。例如镜面33a设置在可移动元件33上。

在致动器30上，可移动元件33通过横梁元件的扭力转动，如图2、3所示。该致动器30可使用谐振小能量产生大幅度、高速的旋转振荡。

此外，日本专利申请No.2003-181800中公开的致动器30包括：由折回部分34a和直线部分34b组成的弯折横梁元件34、以及在该弯折横梁元件上形成的压电膜，如图4、5所示。通过在相反方向上可选地弯折横梁元件32的相邻直线部分34b，该具有低弹性刚度的致动器可大大倾斜(incline)。

也就是说，通过在框架元件31上安装弯折横梁元件，该致动器30可具有弹性系统，该弹性系统相当于在框架元件31大小没变的情况下由长直线扭力形成的弹性系统。因此，可降低横梁元件的弹性刚度并且在低速操作下降低弹性系统的谐振频率。甚至不使用谐振，该致动器也可由小驱动力产生很大的旋转。

另外，日本专利申请No.2010-148265公开了另一致动器，例如，该机构包括弯折振荡器上的驱动器元件，来提高对驱动器元件的能量提供效率。

另外，日本专利申请No.2004-304856公开了一致动器，例如，该机构包括可移动元件，弯折横梁元件、以及梳状元件，其中该弯折横梁元件相对于框架元件摇摆支撑可移动元件，并且该梳状元件被固定在当可移动元件移动时与弯折横梁元件啮合的位置处。

该类致动器，作为一种由易碎材料的硅制成的MEMS设备，当受到与旋转轴线垂直方向的力时容易出现故障。

此外，将该类致动器作为利用光束二维扫描物体成像的光扫描仪，优选弹性系统的低刚度以便降低副扫描方向上的谐振频率，甚至由于支撑弹性系统的谐振频率相对于期望的振荡频率过高而造成不产生谐振时，仍能通过小能量驱动致动器。然而，由于低弹性刚度，该致动器的机械强度降低从而很可能受到损坏或出现故障。

并且，上面文献中公开的弯折横梁元件在有限空间内获得低弹性刚度，但受到碰撞时产生问题，即与直线横梁元件相比较，它可能发生很大移动，从而容易出现故障。

例如，图6示出了可移动元件33绕着旋转轴线O正常旋转。可移动元件33被设计成当旋转时可移动元件33的移动区域被限制且致动器30不容易发生故障。

同时，在图7和8中，由于对可移动元件33产生预想不到的力使其偏离旋转轴线O，横梁元件32(弯折横梁元件34)发生变形和扭曲。存在移动元件33碰到在致动器30附近布置的电路元件等并且致动器30可能发生故障的可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种致动器，当受到碰撞时，该致动器能防止故障或损坏，同时提供该致动器的防护罩、致动器制造方法、包含致动器的光偏转器、二维光扫描仪、以及包含光偏转器的图像投影仪。

根据本发明的一方面，一种致动器包括：框架元件；一对横梁元件；可移动元件，由所述框架元件通过所述横梁元件旋转地支撑；驱动器，用于使所述可移动元件相对于所述框架元件并围绕作为旋转轴的所述横梁元件旋转；以及在所述横梁元件的旋转轴线上设置的阻尼元件。

附图说明

本发明的特征、实施例和优点，将参照附图在以下详细描述。

图1是传统的致动器的结构示例的示意性立体图；

图2是当以一方向旋转时图1中的可移动元件的立体图；

图3是当以另一方向旋转时图1中的可移动元件的立体图；

图4是另一传统致动器的立体图，该致动器包括连接可移动元件和框架元件的弯折横梁元件；

图5示出了图4中的弯折横梁元件的另一示例；

图6示出了当可移动元件如设计那样沿着旋转轴线旋转时的正常状态下的弯折横梁元件；

图7示出了当可移动元件偶然旋转离开轴线时变形的弯折横梁元件；

图8示出了当可移动元件偶然旋转离开轴线时另一变形的弯折横梁元件；