[發明專利]微鏡器件及微鏡器件的驅動方法

有效

• 申請號: 201980069459.8
• 申請日: 2019-10-07
• 公開（公告）號: CN112912784B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 直野崇幸
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;B81B3/00;G02B26/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓香花;崔成哲

本發明的基于壓電驅動方式的微鏡器件以低電力化為目的，微鏡器件具備：反射鏡部(12)；環狀的第1致動器(14)；環狀的第2致動器(16)；第1連接部(21)，在第1軸上連接反射鏡部(12)和第1致動器(14)，并且將反射鏡部(12)支承為能夠繞第1軸轉動；第2連接部(22)，在與第1軸正交的第2軸上連接第1致動器(14)和第2致動器(16)，并且將第1致動器(14)支承為能夠繞第2軸轉動；第3連接部(23)，在第2軸上連接于第2致動器(16)的外周；及固定部(20)，連接有第3連接部(23)，并經由第3連接部(23)支承第2致動器(16)。

技術領域

本發明涉及一種微鏡器件及微鏡器件的驅動方法。

背景技術

作為使用硅(Si)的微加工技術制作的微機電系統(Micro Electro MechanicalSystems：MEMS)器件之一，已知一種微鏡器件(還稱為微掃描器。)。微鏡器件為驅動微鏡來進行光的二維掃描的光掃描器。該微鏡器件小型且功耗低，因此期待在使用激光的平視顯示器、視網膜顯示器等中的應用。

作為用于顯示圖像的光掃描方式，相對于迄今為止較為普遍的光柵掃描方式，通過對水平軸及垂直軸這兩個軸均進行正弦驅動而描繪利薩茹波形來覆蓋畫面的利薩茹掃描方式備受關注。根據利薩茹掃描方式，激光驅動器的算法雖復雜，但能夠將反射鏡小型化，并且能夠抑制驅動功耗，同時實現寬視角。

微鏡的驅動方式有多種，但其中，利用壓電體的變形的壓電驅動方式與其他方式相比，所產生的扭矩更高，可獲得高掃描角，因此被看好。例如，專利文獻1～3中提出了一種壓電驅動方式的光掃描器作為微鏡器件。

專利文獻1中公開了一種光掃描器，其具有如下結構：反射鏡部經由扭桿與可動框連接，可動框經由壓電致動器與固定部連接。通過使用壓電致動器使反射鏡部與可動框一并繞兩個軸振動，實現了光的二維掃描動作。

專利文獻2中公開了一種光掃描器，其具備：反射鏡部；內部可動框，設置成包圍反射鏡部；支承體，設置成包圍內部可動框；第1連結部，包括第1扭桿及第1壓電振動板，且連結反射鏡部和內部可動框；及第2連結部，包括第2扭桿及第2壓電振動板，且連接內部可動框和支承體。通過第1連結部及第2連結部作為壓電致動器分別對它們施加繞第1軸及第2軸的扭矩，實現了光的二維掃描動作。

專利文獻3中公開了如下結構：反射鏡部經由第1扭桿與包圍反射鏡部的第1框架裝置(可動框)連接，第1框架裝置通過第2扭桿與包圍第1框架裝置的致動器結構體連接，而且致動器結構體通過第3扭桿與包圍致動器的第2框架裝置連接。致動器結構體上設置有相對于第1軸及第2軸對稱的四個致動器裝置，通過驅動該四個致動器裝置使反射鏡部以兩個軸為中心轉動，從而實現了光的二維掃描動作。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第5151065號公報

專利文獻2：日本專利第4984117號公報

專利文獻3：日本特開2018-041085號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

專利文獻1～3的光掃描器均具備與反射鏡部連接的可動框。通過具備該可動框，可獲得如下振動絕緣的效果：不使其內側的振動能量泄漏到外側或不使外側的振動能量泄漏到內側。即，通過具備可動框，具有能夠減小掃描時兩個軸之間的串擾的優點。然而，可動框本身無法產生驅動力，因此與外側連接的壓電致動器將負責全部兩個軸的驅動，存在能量效率差的問題。其結果，未能充分享受使用壓電致動器時低功耗的優點。

本發明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種能夠實現進一步的低電力化的基于壓電驅動方式的微鏡器件及微鏡器件的驅動方法。

用于解決技術課題的手段