[发明专利]微镜器件

说明书

微镜器件(1)具备以包围反射镜部(12)的方式配置的致动器(14)。致动器(14)具备压电元件(40)，压电元件(40)的上部电极(33)由以第1应力反转区域及第2应力反转区域分离的多个个别电极部(i1～i8)构成，该压电元件(40)包括由多个个别电极部(i1～i8)分别规定的多个压电部(41～48)，该第1应力反转区域中，在以使反射镜部绕第1轴产生倾斜振动的第1共振模式驱动时的最大位移状态下，在压电膜(32)的面内方向上产生的主应力中绝对值最大的主应力成分的正负反转，该第2应力反转区域中，在以使反射镜部绕第2轴产生倾斜振动的第2共振模式驱动时在压电膜(32)的面内方向上产生的主应力中绝对值最大的主应力成分的正负反转。

技术领域

本发明涉及一种微镜器件。

背景技术

作为使用硅(Si)的微加工技术制作的微机电系统(Micro Electro MechanicalSystems：MEMS)器件之一，已知一种微镜器件(还称为微扫描器。)。该微镜器件小型且功耗低，因此期待在使用激光的平视显示器、视网膜显示器等中的应用。

作为用于显示图像的光扫描方式，相对于迄今为止较为普遍的光栅扫描方式，通过对水平轴及垂直轴这两个轴均进行正弦驱动而描绘利萨茹波形来覆盖画面的利萨茹扫描方式备受关注。利萨茹扫描方式中，激光驱动器的算法虽复杂，但能够将反射镜小型化，并且能够抑制驱动功耗，同时实现宽视角。

微镜的驱动方式有多种，但利用压电体的变形的压电驱动方式与其他方式相比，所产生的扭矩更高，可获得高扫描角，因此被看好。

日本专利第6092713号公报及国际公开第2016/052547号中公开了一种压电方式的反射镜器件，其中，反射镜部经由扭力杆与一对半环状压电致动器连接，从而使反射镜部能够以扭力杆为轴旋转振动。日本专利第6092713号公报及国际公开第2016/052547号中公开了一种驱动反射镜的方法，其对应于使反射镜部振动时在半环状压电致动器中产生的应力分布来分割配置压电膜，并对分割配置的各压电膜分别施加适当的极性的驱动信号，由此有效地驱动反射镜。

然而，日本专利第6092713号公报及国际公开第2016/052547号中公开的反射镜器件只能在一个轴向上进行扫描，因此无法通过一个芯片来显示图像。

另一方面，日本专利第5151065号公报、日本专利第4984117号公报及日本特开2018-41085号公报中提出了一种压电驱动方式的光扫描仪，其能够作为微镜器件而进行二维扫描。

日本专利第5151065号公报中公开了一种光扫描仪，其具有如下结构：反射镜部经由沿着第1轴的第1连接部与可动框连接，可动框经由压电致动器与包围可动框的固定框连接。可动框与压电致动器通过沿着与第1轴正交的第2轴的第2连接部连接，进而压电致动器通过沿着第1轴的第3连接部与固定框连接。夹着反射镜部配置于轴上的两个第3连接部上分别连接有一对可动部，通过共四个可动部使反射镜部针对每个可动框绕两个轴振动，由此实现光的二维扫描动作。

日本专利第4984117号公报中公开了一种光扫描仪，其具备：反射镜部；第1致动器部，以包围反射镜部的方式配置且经由沿着第1轴延伸的第1扭力杆与反射镜部连接；内部可动框，配置于第1致动器部的外侧且在第1扭力杆的轴上与第1致动器部连接；及第2致动器部，以包围内部可动框的方式配置且经由第2扭力杆与内部可动框连接。第1致动器部对反射镜部施加绕第1轴的扭矩，第2致动器部对反射镜部施加绕第2轴的扭矩，由此实现光的二维扫描动作。

在日本特开2018-41085号公报中，反射镜部经由第1扭力杆与包围反射镜部的第1框架装置(可动框)连接，第1框架装置通过第2扭力杆与包围第1框架装置的致动器结构体连接。进而，公开了一种致动器结构体通过第3扭力杆与包围致动器结构体的第2框架装置连接的结构。致动器结构体上设置有与第1轴及第2轴对称的四个可动部，反射镜部通过该四个可动部以两个轴为中心转动来实现光的二维扫描动作。

发明内容