CN102405432A - 光学反射元件 - Google Patents

Abstract

光学反射元件包括框状的支承体、曲折形状的第1振动器及第2振动器和反射镜部。将反射镜部与第1振动器相连结的连结位置和支承体与第1振动器相连结的连结位置连接起来的线段，以及将反射镜部与第2振动器相连结的连结位置和支承体与第2振动器相连结的连结位置连接起来的线段，与反射镜部中心轴线交叉。并且，第1振动器和第2振动器的转弯部的至少任意1个的外周自与反射镜部中心轴线平行且沿反射镜部的第1边的第1端部轴线偏离。或者第1振动器和第2振动器的转弯部的至少任意1个的外周自与反射镜部中心轴线平行且沿与反射镜部的第1边平行的第2边的第2端部轴线(T2)偏离。满足这2个条件中的至少任意一个。

Description

光学反射元件

技术领域

本发明涉及一种用在平视显示器、头载显示器等图像投影装置中的光学反射元件。

背景技术

图13是以往的光学反射元件的立体图。该光学反射元件包括反射镜部1、一对振动器3和框体4。各振动器3与反射镜部2的端部相连结。框体4包围振动器3和反射镜部2的外周。将反射镜部2与振动器3相连结的连结位置5、和框体4与振动器3相连结的连结位置6连接起来的直线与通过反射镜部2的中心的反射镜部中心轴线S131平行。

各振动器3由折返连结的多个振动板3A～3D、3E～3H构成。在振动板3A～3H中分别配置有由下部电极层、压电体层和上部电极层构成的驱动元件。通过对这些驱动元件施加电压，能够使振动器3进行驱动而使反射镜部2进行转动运动。并且，使光入射到转动的反射镜部2，从而能够在屏幕上扫描该光的反射光。

此外，设置与振动器3正交且隔着框体4相对的一对振动器，从而能够利用这4个振动器的振动沿垂直方向和水平方向激励反射镜部2。采用该结构，能够在墙壁、屏幕等上投影图像。

在这些振动器中还设有由下部电极层、压电体层和上部电极层构成的监测元件。在将利用该监测元件检测到的电信号经由回授电路输入到驱动元件的上部电极中时，理论上能够始终以共振频率驱动光学反射元件。利用这种自激驱动方式能够维持大振幅。例如在专利文献1中公开了这种光学反射元件1。

近年来，在光学反射元件中，要求实现高效率和较大的反射镜振幅角。这是为了使用光学反射元件进行大画面投影。为此，较大的反射镜振幅角是必不可少的。另一方面，为了提高分辨率，需要使驱动频率高频化。但是，在高频振动时，振幅角减小，因此不利于大画面投影。也就是说，若想要提高分辨率，则很难进行大画面投影。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-040240号公报

发明内容

本发明提供一种能够提高由振动器产生的能量传递效率，实现较大的反射镜振幅角的光学反射元件。

本发明的光学反射元件包括框状的支承体、第1振动器、第2振动器和反射镜部。第1振动器和第2振动器的各第1端与支承体的内侧相连结。反射镜部是具有第1边、与第1边平行的第2边、与第1边垂直的第3边、和与第3边平行的第4边的矩形形状。反射镜部在第1边与第3边之间的端部与第1振动器的第2端相连结，在第1边与第4边之间的端部与第2振动器的第2端相连结，反射镜部配置在第1振动器与第2振动器之间。反射镜部具有被第1边、第2边、第3边和第4边包围而成的反射面。反射镜部具有沿第1振动器、第2振动器和反射镜部并列的方向通过反射镜部的中心的反射镜部中心轴线。第1振动器和第2振动器具有使反射镜部振动的驱动部，并且是使3个以上的振动板以在2个以上的转弯部折返的方式连结而成的曲折(meander)形状。转弯部与反射镜部中心轴线平行。将反射镜部与第1振动器相连结的连结位置、和支承体与第1振动器相连结的连结位置连接起来的线段与反射镜部中心轴线交叉，将反射镜部与第2振动器相连结的连结位置、和支承体与第2振动器相连结的连结位置连接起来的线段与反射镜部中心轴线交叉。转弯部的至少任意1个的至少一部分位于第1端部轴线的外侧，该第1端部轴线与反射镜部中心轴线平行且通过反射镜部的上述第1边，或者转弯部的至少任意1个的整体位于第1端部轴线的内侧。或者，振动器的转弯部的至少任意1个的至少一部分位于第2端部轴线的外侧，该第2端部轴线与反射镜部中心轴线平行且通过反射镜部的第2边，或者振动器的转弯部的至少任意1个的整体位于第2端部轴线的内侧。满足这些条件中的至少任意一个。采用该结构，能够实现虽然小型但却能以高效率增大反射镜的振幅角的光学反射元件。

附图说明

图1是本发明的实施方式1中的光学反射元件的立体图。

图2是图1所示的光学反射元件的剖视图。

图3是图1所示的光学反射元件的俯视图。

图4是图1所示的光学反射元件的主要部分放大俯视图。

图5是用于与图1所示的光学反射元件进行比较的另一光学反射元件的俯视图。

图6是用于与图1所示的光学反射元件进行比较的又一光学反射元件的俯视图。

图7是图1所示的光学反射元件的动作时的反射镜部的剖视图。

图8是本发明的实施方式2中的光学反射元件的反射镜部的反射面的相反侧的立体图。

图9是本发明的实施方式2中的光学反射元件的俯视图。

图10是本发明的实施方式2中的另一光学反射元件的俯视图。

图11是本发明的实施方式3中的光学反射元件的立体图。

图12是本发明的实施方式4中的光学反射元件的立体图。

图13是以往的光学反射元件的立体图。

具体实施方式

实施方式1

下面，使用图1至图5说明本发明的实施方式1中的光学反射元件。图1是本发明的实施方式1中的光学反射元件的立体图，图2是图1所示的光学反射元件的2-2线剖视图。图3是图1所示的光学反射元件的、省略了端子的俯视图，图4是图1所示的光学反射元件的主要部分放大俯视图。如图1至图3所示，本实施方式中的光学反射元件10包括框状的支承体14、作为第1振动器的振动器12、作为第2振动器的振动器13、和反射镜部11。

振动器12、13的各第1端在连结位置23A、23B与支承体14的内侧相连结。如图3所示，反射镜部11是具有第1边111、与第1边111平行的第2边112、与第1边111垂直的第3边113、和与第3边113平行的第4边114的矩形形状。反射镜部11在第1边111与第3边113之间的端部与振动器12的第2端相连结。即，反射镜部11在连结位置22A与振动器12相连结。另外，反射镜部11在第1边111与第4边114之间的端部与振动器13的第2端相连结。即，反射镜部11在连结位置22B与振动器13相连结。反射镜部11如上所述地配置在振动器12、13之间。

如图2和图3所示，反射镜部11具有被第1边111、第2边112、第3边113和第4边114包围而成的反射面11R。另外，如图1和图3所示，反射镜部11具有沿振动器12、13和反射镜部11并列的方向通过反射镜部11的中心的反射镜部中心轴线S1(2-2线)。

如图1和图3所示，振动器12、13是使3个以上的振动板以利用2个以上的转弯部折返的方式连结而成的曲折形状。图1和图3表示振动器12包括振动板12A～12C和转弯部24A、25A，振动器13包括振动板13A～13C和转弯部24B、25B的例子。转弯部24A～25B与反射镜部中心轴线S1平行。即，振动器12由与反射镜部中心轴线S1垂直且在同一平面上以折返180度的方式连结而成的振动板12A～12C和转弯部24A、25A构成。同样，振动器13由与反射镜部中心轴线S1垂直且在同一平面上以折返180度的方式连结而成的振动板13A～13C和转弯部24B、25B构成。

另外，如图2所示，构成振动器12、13的振动板12A～12C、13A～13C分别包括：作为驱动部的驱动元件15，其施加驱动信号，使反射镜部11振动；监测元件16，其用于检测振动器12、13的振动。驱动元件15包括：基材17；下部电极层18，其形成在基材17上；压电体层19，其层叠在下部电极层18上；作为上部电极层的驱动电极20，其层叠在压电体层19上。同样，监测元件16包括基材17、下部电极层18、压电体层19、和层叠在压电体层19上的作为上部电极层的监测电极21。

另外，如图1所示，在支承体14上的靠振动器12的一侧形成有端子41A、42A，在支承体14上的靠振动器13的一侧形成有端子41B、42B。如图2所示，这些端子形成在绝缘膜43之上，该绝缘膜43设在驱动电极20上。端子41A、41B经由连结位置23A、23B的表面与监测电极21相连接。另外，端子42A、42B经由通孔电极(未图示)与形成在绝缘膜43之下的驱动电极20相连接，上述通孔电极形成于绝缘膜43。

根据图3可清楚得知，使将连结位置22A与连结位置23A连接起来的线段、和将连结位置22B与连结位置23B连接起来的线段与反射镜部中心轴线S1交叉地配置各连结位置。并且，转弯部24A、24B的至少一部分位于第1端部轴线T1的外侧，该第1端部轴线T1与反射镜部中心轴线S1平行且通过反射镜部11的第1边111。另外，转弯部25A、25B的至少一部分位于第2端部轴线T2的外侧，该第2端部轴线T2与反射镜部中心轴线S1平行且通过反射镜部11的第2边112。

接下来，对构成光学反射元件10的构件的组成进行说明。基材17由硅片、金属、玻璃、陶瓷基板或树脂等材料构成。从获得容易性的观点出发，优选金属、水晶、玻璃、石英、陶瓷材料或树脂等。此外，为了实现目标的元件尺寸、振动频率和机械性强度，选择具有最佳的特性的材料，从而易于设计元件构造。

另外，当在基材17中使用了硅等导电性材料的情况下，在基材17与下部电极层18之间形成绝缘层，将下部电极层18与构成基材17的导电性材料电绝缘。此时，作为绝缘层，最好使用二氧化硅。

压电体层19由压电体材料构成。特别是，最好为锆钛酸铅(PZT)等具有高压电常数的压电体材料。

下部电极层18、驱动电极20和监测电极21采用蒸镀金属、溶胶-凝胶、CVD、溅射法等薄膜形成方法制作。另外，在利用铂形成下部电极层18时，能够提高压电体层19的结晶性，因此，优选利用铂形成下部电极层18。另外，驱动电极20和监测电极21例如由金、钛/金等形成。在为钛/金的情况下，为了提高与PZT薄膜等压电体层19的密合力，形成金膜的下层的钛膜，除了钛以外，还可以采用铬等金属。由此，能够获得良好的驱动电极20及监测电极21与压电体层19的密合性。另外，由于钛、铬等膜与金膜形成牢固的扩散层，因此能够形成高密合强度的振动器12、13。

另外，通过对压电体层19的表面进行镜面研磨，能够形成作为反射镜部11的最上表面的反射面11R。但是，如图2所示，也可以形成金、铝等的光反射特性优异的金属薄膜115。另外，也可以在金属薄膜115上形成保护膜。另外，在图2中，反射镜部11也在基材17之上设有下部电极层18和压电体层19，但也可以仅由基材17形成。在该情况下，也可以通过对基材的表面进行镜面研磨而形成反射面11R，但也可以在该反射面上形成金属薄膜115。

接下来，说明本发明的实施方式1中的光学反射元件的动作。如图2所示，在振动器12、13的振动板12A～12C、13A～13C上形成有驱动元件15。这里，使振动器12、13的下部电极层18为接地状态。并且，自端子42A、42B将驱动振动器12、13的电信号(交流电压)输入到驱动电极20中。

此时，将具有振动器12、13的固有的振动频率的电信号输入到驱动电极20中，使振动器12、13进行共振驱动。由此，始终以共振频率驱动振动器12、13，因此能够高效地驱动振动器12、13，增大位移，能够增大偏转角。该电信号分别借助电阻器等阻抗元件合成而供给到端子42A、42B中。另外，作为阻抗元件，除了电阻器以外，也可以是电容器、线圈等电抗元件或阻抗元件与电抗元件的组合。

另外，配置在振动器12、13上的监测电极21将振动器12、13的位移检测为电信号。该电信号被引出到端子41A、41B。借助滤波器(未图示)将被引出的电信号取出，经由放大器(未图示)再次输入到驱动电极20中。

这样，通过将自监测电极21输出的电信号反馈给驱动电极20，能够对光学反射元件10进行自激驱动。

另外，如图4所示，驱动元件15的宽度在振动板12A～12C、13A～13C的第偶数条和第奇数条是不同的。也就是说，相邻的驱动元件宽度15A、15B不同。因此，当对驱动电极20施加振动器12、13的共振频率的交流电压(电信号)时，驱动元件15的宽度较宽地形成的振动板12A、12C、13A、13C沿其厚度方向发生挠曲振动。并且，与振动板12A、12C、13A、13C相邻的振动板12B、13B利用共振的原理而反向发生挠曲振动。另外，电压实际上几乎不会施加在驱动元件15的宽度较窄地形成的振动板12B、13B上。因此，振动板12B、13B与振动板12A、12C、13A、13C反相位地位移。因而，振动板12A～12C、13A～13C交替反相位地振动，位移以未图示的振动轴线为中心积累，能够使反射镜部11以该振动轴线为中心大幅地进行反复旋转振动。

采用该结构，能够使反射镜部11以反射镜部11的中心为不动点地转动。因此，能够在使光照射在反射镜部11上时，使光沿一方向扫描。

接下来，说明本实施方式中的结构及其效果。反射镜部11借助以夹着反射镜部11相对的方式连结的振动器12、13支承于支承体14。这样，反射镜部11的两端被固定。在反射镜部11仅与振动器12相连结的情况下，反射镜部11不仅转动运动，而且在光学反射元件10的面内方向左右振动。添加了这种不需要的振动。但是，由于反射镜部11在两端被固定，因此能够抑制上述不需要的振动。

另外，在光学振动元件10中，将反射镜部11与振动器12相连结的连结位置22A配置在第3边113与第1端部轴线T1A交叉的点上。另外，将反射镜部11与振动器13相连结的连结位置22B配置在第4边114与第1端部轴线T1A交叉的点上。因此，与将连结位置配置在第3边113或第4边114与反射镜部中心轴线S1交叉的点上的情况相比，能够以较小的驱动力使反射镜部11振动。这是因为能够使反射镜部11以第1边111为中心以到达第2边112的距离为半径进行转动。这样，能够高效率地驱动。

另外，如上所述，反射镜部11以振动轴线为中心进行振动。此时，在使振动轴线靠近反射镜部中心轴线S1时，能够获得光学反射元件10的质量平衡，能够提高由振动器12、13产生的能量传递效率。即，能量传递效率依赖于振动轴线的相对于反射镜部中心轴线S1的位置，在反射镜部中心轴线S1与振动轴线两者一致的情况下，能量传递效率最大。结果，能够以恒定的驱动力稳定地增大振幅度，能够在光学反射元件10中实现较大的反射镜振幅角。

在考虑反射镜部11进行转动运动的情况下的反射镜部11的惯性矩时，在振动轴线与反射镜部中心轴线S1一致的情况下，该惯性矩的值最小，随着振动轴线自反射镜部11的中心偏离，该值增加。惯性矩的值越大，越需要更大的驱动力，因此，为了实现大位移驱动，最好振动轴线与反射镜部中心轴线S1一致。

在光学反射元件10中，将反射镜部11与振动器12相连结的连结位置22A、和支承体14与振动器12相连结的连结位置23A连接起来的线段，与反射镜部中心轴线S1交叉。另外，将反射镜部11与振动器13相连结的连结位置22B、和支承体14与振动器13相连结的连结位置23B连接起来的线段，与反射镜部中心轴线S1交叉。即，连结位置22A和连结位置23A夹着反射镜部中心轴线S1彼此位于相反侧，连结位置22B和连结位置23B夹着反射镜部中心轴线S1彼此位于相反侧。采用该结构，能够使振动轴线靠近反射镜部中心轴线S1。

另外，连接上述连结位置间的线段的中点最好位于反射镜部中心部轴线S1上。由此，能够提高振动器12、13的对称性，使振动轴线进一步靠近反射镜部中心轴线S1。此外，为了实现高效率驱动，沿通过反射镜部11的端部的第1端部轴线T1连接反射镜部11和振动器12、13更好。

为了使振动轴线靠近反射镜部中心轴线S1，也可以改变将振动板连接起来的转弯部的位置。在改变转弯部的位置时，振动板的重心位置改变。因此，能够使振动轴线靠近反射镜部中心轴线S1。结果，在光学反射元件10中，转弯部24A、24B的至少一部分位于第1端部轴线T1的外侧，转弯部25A、25B的至少一部分位于第2端部轴线T2的外侧。另外，根据结构的不同，有时转弯部的至少任意1个的整体位于第1端部轴线T1的内侧，或转弯部的至少任意1个的整体位于第2端部轴线T2的内侧。

采用上述任意一种结构，均能调整转弯部24A～25B的位置，从而调整振动器12、13的长度，由此能够使振动轴线更加靠近反射镜部中心轴线S1。

另外，在靠近支承体14的转弯部进行转弯部的位置变更是有效的。约束振动器12、13的力在靠近反射镜部11的一侧和靠近支承体14的一侧是不同的。在反射镜部11侧，振动器12、13靠近自由端，因此约束振动器12、13的力较弱。另一方面，由于支承体14为框状，所以在支承体14侧约束振动器12、13的力较强。因此，在构成振动器12、13的振动板12A～12C、13A～13C的长度相同的情况下，越是靠近支承体14的振动板12C、13C，其振动轴线越偏离反射镜部中心轴线S1。因而，在靠近支承体14的一侧改变转弯部的位置的做法容易调整振动轴线。如图3所示，在振动器12、13仅具有2个转弯部的情况下，优选调整转弯部24A、24B的位置。

这样，转弯部24A、24B的至少任意1个的至少一部分位于第1端部轴线T1的外侧，或转弯部24A、24B的至少任意1个的整体位于第1端部轴线T1的内侧。或者转弯部25A、25B的至少任意1个的至少一部分位于第2端部轴线T2的外侧，或转弯部25A、25B的至少任意1个的整体位于第2端部轴线T2的内侧。满足这2个条件中的至少1个即可。即，满足转弯部24A、24B的至少任意1个的外周自第1端部轴线T1偏离，或转弯部25A、25B的至少任意1个的外周自第2端部轴线T2偏离的至少其中之一即可。

接下来，对图1至图4所示的光学反射元件10、和具有图5和图6所示的构造的光学反射元件的性能进行比较。图5和图6是用于与光学反射元件10进行比较的光学反射元件的俯视图。

在图5所示的光学反射元件中，振动器512和支承体514在反射镜部中心轴线S51上的连结位置523A处相连结，振动器513和支承体514在反射镜部中心轴线S51上的连结位置523B处相连结。另外，振动器512、513的转弯部的外周全部沿着第1端部轴线T51和第2端部轴线T52。其他结构与图3所示的结构相同。即，反射镜部511在沿第1端部轴线T51的位置与振动器512、513相连结。

另一方面，在图6所示的光学反射元件中，设于振动器612、613的转弯部624A、624B、625A、625B的外周全部沿着第1端部轴线T61和第2端部轴线T62。其他结构与图3所示的结构相同。即，反射镜部611在沿第1端部轴线T61的位置与振动器612、613相连结。

另外，采用硅作为基材17，采用PZT作为压电体层，将这3个光学反射元件制作成表1所示的形状。在图3所示的光学反射元件10中，详细而言，转弯部24A、24B的外周位于端部轴线T1的100μm的外侧，转弯部25A、25B的外周位于端部轴线T2的100μm的外侧。测量了当对这些No.1～No.3的光学反射元件施加使各共振频率的交流电压0.5V叠加于直流电压0.5V而得到的电压时的振动轴线偏离和振幅角θ。表1一并表示测量结果。另外，利用由反射镜部的宽度L正规化了的Δx/(L/2)评价了振动轴线偏差。这些值的关系如图7所示。图7是作为一例表示图1所示的光学反射元件10的动作时的反射镜部的截面。

表1

在表1中比较图5所示的构造的No.1的元件和图6所示的构造的No.2的元件，No.2的元件的振动轴线偏离量较小。即，振动轴线的位置较靠近反射镜部中心轴线。而且，振幅角也较大。这样，如图6所示，优选使反射镜部与振动体相连结的连结位置、和振动体与支承体相连结的连结位置夹着反射镜部中心轴线彼此位于相反侧。可确认到：采用该结构，能够实现高效率驱动的光学反射元件。

此外，在表1中比较图6所示的构造的No.2的元件和图3所示的构造的No.3的元件，No.3的元件的振动轴线偏离量较小。即，振动轴线的位置较靠近反射镜部中心轴线。而且，振幅角也较大。这样，如图3所示，优选转弯部24A、24B的至少一部分位于第1端部轴线T1的外侧，转弯部25A、25B的至少一部分位于第2端部轴线T2的外侧。可确认到：采用该结构，能够进一步实现高效率驱动的光学反射元件。

另外，如上所述，也可以使转弯部24A、24B的至少任意1个的整体位于第1端部轴线T1的内侧，或使转弯部25A、25B的至少任意1个的整体位于第2端部轴线T2的内侧。

另外，在本实施方式中，振动板12A～12C、13A～13C的数量只要是3个以上的奇数即可，除此以外没有特别限定。

另外，在图2中，与反射镜部11相对的振动器12、13均配置有驱动元件15。但是，在使振动器进行共振驱动的情况下，也可以仅在振动器12、13中的一方振动器中配置驱动元件15。例如在仅在振动器12中配置有驱动元件15的情况下，自振动器12经由反射镜部11向振动器13传播振动，也以同样方式使振动器13进行共振驱动。

另外，在图2中，振动器12、13均配置有监测元件16。但是，在使振动器进行共振驱动的情况下，也可以仅在振动器12、13中的一方振动器中配置驱动元件15。特别是如上所述在仅在振动器12中配置有驱动元件15的情况下，也可以仅在振动器13中配置监测元件16。

另外，在图2和图4所示的结构中，监测元件16和驱动元件15形成在1条振动板上。因此，在较宽的驱动元件宽度15A的振动板上，监测元件16的宽度较窄，在较窄的驱动元件宽度15B的振动板上，监测元件16的宽度较宽。但是，在仅在振动器12中配置有驱动元件15，仅在振动器13中配置有监测元件16的情况下，可以宽幅地形成监测元件16。并且，监测元件16将形成有监测元件16的振动器13的压电体层的位移作为电信号进行检测。能够将该电信号经由反馈回路输入到振动器12的驱动元件15中。

由此，即使在振动器12、13的共振频率因设计误差、外部环境因素的影响而发生了变动的情况下，也能一边确认驱动一边施加期望的电信号，能够使光学反射元件10进行高精度的自激驱动。

实施方式2

图8是本发明的实施方式2中的光学反射元件的反射镜部的反射面的相反侧的立体图。图9是本发明的实施方式2中的光学反射元件的俯视图。

本实施方式与实施方式1的不同点在于：在图9所示那样的光学反射元件的反射镜部911的反射面911R的背面侧设有图8所示的那样的框状的配重26。在配重26中，与反射镜部中心轴线S91平行的一对框宽26A和框宽26B是不同的。即，配重26的内侧与外侧之间的框宽在第1边9111侧和第2边9112侧是不同的。振动器912、913由5条振动板形成，但这并不是本质上的不同。其他的基本结构与图3相同。

反射镜部911的振动轴线的位置利用由振动器912、913的位移产生的力矩、和反射镜部911的惯性矩的平衡来决定。另一方面，如上所述，在反射面911R的背面侧形成有框宽26A和框宽26B不同的配重26，从而能够调整反射镜部911的惯性矩。结果，能够使反射镜部911的振动轴线靠近反射镜部中心轴线S91，能够进一步实现高效率驱动的光学反射元件。另外，也可以在构成了没有配重26的光学反射元件后，在反射镜部911上添加配重26而调整振动轴线的位置。

另外，由于形成配重26，因此反射镜部911的质量增大，所以也可以不使光学反射元件的尺寸大型化地，将频率转换成低频侧。此外，由于配重26为框状，因此能够抑制反射镜部11的挠曲变形。

另外，在图9中，在与图3的结构实际相同的光学反射元件追加了配重26，但配重26在追加设于其他结构的光学反射元件上的情况下也能取得上述效果。即，能够相对于实施方式1的结构独立地提高驱动效率。

为了确认这种配重26的效果，对于图10所示的结构，调查了由配重26的有无产生的不同。图10是用于确认配重26的效果的、由本实施方式构成的光学反射元件的俯视图。在该结构中，支承体1014与振动器1012、1013相连结的连结位置1023A、1023B位于反射镜部中心轴线S101上。另外，振动器1012、1013的各转弯部的外周沿着端部轴线T101、T102。即，勉强选择若不有意调整振动轴线则振动轴线偏离容易变大的构造，调查了由反射镜部1011的背面的配重26的对称性的差异引发的不同。

另外，反射镜部1011的大小为1300μm×1000μm。振动器1012、1013的振动板的数量为5.5条，各振动板的长度为1300μm，宽度为130μm，厚度为100μm。另外，配重26的厚度26D为575μm。配重26的框宽26A、26B、26C如表2所示。制作了将这种配重附加设于反射镜部1011的No.4、No.5的光学反射元件，与实施方式1同样地使该光学反射元件共振振动，评价了振动轴线偏离和振幅角。其结果如表2所示。

表2

在No.4的光学反射元件中，形成在反射镜部911的背面上的框状的配重的框宽26A、26B、26C相同。另外，在No.5的光学反射元件中，将配重26的框宽26A和框宽26B改变成No.4的光学反射元件。但是，框宽26A和框宽26B的和没有变。这样，使框宽26A、26B相对于反射镜部中心轴线S101非对称化。

根据表2可清楚地确认到：在No.5的光学反射元件中，与No.4的光学反射元件相比，振动轴线偏离量减小，振幅角增大。

另外，即使支承体1014与振动器1012、1013相连结的连结位置1023A、1023B不在反射镜部中心轴线S101上，通过将配重26的框宽26A、26B的宽度设定为适当的值，也能获得同样的效果。另外，若配重26的厚度26D与支承体1014的厚度相同，则易于加工，因此最好使配重26的厚度26D与支承体1014的厚度相同。

另外，也可以在配重26的与反射镜部中心轴线S101平行的一对框部上，改变厚度26D而使质量非对称。采用这种结构，也能获得与框宽26A和框宽26B不同的情况相同的效果。或者可以在框宽26A、26B相同且厚度也相同的情况下，将与反射镜部中心轴线S101平行的一对框部形成为相对于反射镜部中心轴线S101非对称的距离。这样，即使改变从反射镜部中心轴线S101到一对框部的距离，也能获得与上述结构相同的效果。

实施方式3

图11是本发明的实施方式3中的光学反射元件的立体图。另外，对于结构与实施方式1相同的部分，省略对其说明，仅详细说明与实施方式1不同的部分。本实施方式与实施方式1的不同点在于对光学反射元件进行双轴驱动。

如图11所示，光学反射元件110包括反射镜部11、振动器12、13、支承体14、振动器27、28和支承体29。作为第1振动器的振动器12和作为第2振动器的振动器13隔着反射镜部11相对，并且在各自的第1端与反射镜部11相连结。框状的作为第1支承体的支承体14与振动器12、13各自的第2端相连结，包围振动器12、13和反射镜部11的外周。作为第3振动器的振动器27和作为第4振动器的振动器28隔着支承体14相对，并且在各自的第1端与支承体14相连结。框状的作为第2支承体的支承体29与振动器27、28各自的第2端相连结，包围振动器27、28和支承体14的外周。

反射镜部11、振动器12、13和支承体14如上述那样形成与实施方式1的光学反射元件10相同的构造。即，振动器12、13具备多个振动板12A～12C、13A～13C，各振动板以在转弯部折返的方式相连结。反射镜部11与振动器12、13相连结的连结位置22A、22B、和支承体14与振动器12、13相连结的连结位置23A、23B分别夹着通过反射镜部11的中心的反射镜部中心轴线S111而位于相反侧。即，将连结位置22A与连结位置23A连接起来的线段、和将连结位置22B与连结位置23B连接起来的线段，与反射镜部中心轴线S111交叉。此外，振动器12的转弯部的外周位于与反射镜部中心轴线S111平行且沿反射镜部11的第1边的第1端部轴线的外侧，振动器13的转弯部的外周位于与反射镜部中心轴线S111平行且沿反射镜部11的第2边的第2端部轴线的外侧。振动器12、13的结构、组成、连结位置和上部电极层的配置位置与实施方式1相同。

此外，振动器27具备多个振动板27A～27E，振动器28具备多个振动板28A～28E，各振动板以在转弯部折返的方式相连结。支承体14与振动器27、28相连结的连结位置30A、30B、和支承体29与振动器27、28相连结的连结位置31A、31B分别夹着通过反射镜部11的中心的反射镜部中心轴线S112而位于相反侧。即，将连结位置30A与连结位置31A连接起来的线段、和将连结位置30B与连结位置31B连接起来的线段，与反射镜部中心轴线S112交叉。另外，反射镜部中心轴线S112与反射镜部中心轴线S111正交。因而，在将支承体14当作反射镜部611时，支承体14、振动器27、28和支承体29的结构与图6的光学反射元件相同。

振动器12、13的振动轴线与振动器27、28的振动轴线为正交的关系。由此，能够沿水平方向和垂直方向扫描沿自反射镜部11反射的光。另外，振动器12、13的振动轴线和振动器27、28的振动轴线在反射镜部11的中心交叉。因而，反射镜部11的中心成为不动点。在将光入射到该不动部分时，入射光和反射光的光路长度恒定，能够投影高精度的图像。

省略说明本实施方式的与本发明的实施方式1相同的其他结构和效果。

另外，连结位置30A和连结位置31A未必一定要相对于反射镜部中心轴线S112位于相反侧，连结位置30B和连结位置31B未必一定要相对于反射镜部中心轴线S112位于相反侧。只要至少连结位置22A和连结位置23A相对于反射镜部中心轴线S111位于相反侧，且转弯部的外周位于第1端部轴线的外侧，并且连结位置22B和连结位置23B相对于反射镜部中心轴线S111位于相反侧，且转弯部的外周位于第2端部轴线的外侧，则能够获得与实施方式1相同的效果。但是，为了实现高效率驱动，最好使连结位置30A和连结位置31A、及连结位置30B和连结位置31B相对于反射镜部中心轴线S112位于相反侧。另外，更优选振动器27、28的转弯部的外周位于与反射镜部中心轴线S112平行且沿支持部14的不与振动器27、28相连接的相平行的两边的第1端部轴线、第2端部轴线的外侧，该结构未图示。由此，能够进一步高效率地驱动反射镜部11。

实施方式4

图12是本发明的实施方式4中的光学反射元件的立体图。另外，对于具有与实施方式2、3相同的结构的部分，省略对其说明，仅详细说明与实施方式2、3的不同点。

本实施方式中的光学反射元件120具有如下结构，即，代替实施方式3中的反射镜部11、振动器12、13和支承体14，应用了在实施方式2中说明过的图10的反射镜部1011、振动器1012、1013、支承体1014和配重26。即，振动器1012、1013与支承体1014相连结的连结位置位于反射镜部中心轴线S121上，配重26如图8所示，与反射镜部中心轴线S122平行的一对配重的框宽26A、26B是非对称的。另外，振动器1012、1013中的振动板的数量与图9不同，但这并不是本质上的不同。

采用这种结构，能够与实施方式2同样地以高效率驱动反射镜部1011。另外，能够与实施方式3同样地对光学反射元件120进行双轴驱动。

另外，在光学反射元件120中，当代替反射镜部1011、振动器1012、1013和支承体1014地应用图9所示的反射镜部911、振动器912、913和支承体914时，能够更加高效率地驱动反射镜部911。另外，在图12中，振动器27、28具有与图11相同的形状，但也可以与实施方式3同样地通过改变振动器27、28的振动板的长度而调整转弯部的位置。

工业实用性

本发明的光学反射元件与以往相比能够增大反射镜部的振幅角，能够投影高精度的图像。能够在平视显示器、头戴显示器等图像投影装置中利用该光学反射元件。

附图标记说明

10、110、120、光学反射元件；11、511、611、911、1011、反射镜部；11R、911R、反射面；12、512、612、912、1012、振动器(第1振动器)；12A、12B、12C、13A、13B、13C、振动板；13、513、613、913、1013、振动器(第2振动器)；14、514、914、1014、支承体；15、驱动元件；15A、15B、驱动元件宽度；16、监测元件；17、基材；18、下部电极层；19、压电体层；20、驱动电极；21、监测电极；22A、22B、23A、23B、523A、523B、1023A、1023B、连结位置；24A、24B、25A、25B、624A、624B、625A、625B、转弯部；26、配重；26A、26B、26C、框宽；26D、厚度；27、振动器(第3振动器)；27A、27B、27C、27D、27E、28A、28B、28C、28D、28E、振动板；28、振动器(第4振动器)；29、支承体(第2支承体)；30A、30B、31A、31B、连结位置；41A、41B、42A、42B、端子；43、绝缘膜；111、9111、第1边；112、9112、第2边；113、第3边；114、第4边；115、金属薄膜。

Claims (2)

1.一种光学反射元件，该光学反射元件包括：

支承体，其为框状；

第1振动器，其第1端与所述支承体的内侧相连结；

第2振动器，其第1端与所述支承体的内侧相连结；

反射镜部，其是具有第1边、与所述第1边平行的第2边、与所述第1边垂直的第3边和与所述第3边平行的第4边的矩形形状，该反射镜部在所述第1边与所述第3边之间的端部与所述第1振动器的第2端相连结，在所述第1边与所述第4边之间的端部与所述第2振动器的第2端相连结，该反射镜部配置在所述第1振动器与所述第2振动器之间，具有被所述第1边、第2边、第3边和第4边包围而成的反射面，

所述反射镜部具有沿所述第1振动器、所述第2振动器和所述反射镜部并列的方向通过所述反射镜部的中心的反射镜部中心轴线；

所述第1振动器和所述第2振动器具有使所述反射镜部振动的驱动部，并且是使3个以上的振动板以在2个以上的转弯部折返的方式连结而成的曲折形状，所述转弯部与所述反射镜部中心轴线平行；

将所述反射镜部与所述第1振动器相连结的连结位置和所述支承体与所述第1振动器相连结的连结位置连接起来的线段，与所述反射镜部中心轴线交叉；

将所述反射镜部与所述第2振动器相连结的连结位置和所述支承体与所述第2振动器相连结的连结位置连接起来的线段，与所述反射镜部中心轴线交叉；

满足下述条件中的至少任意一个：所述转弯部的至少任意1个的至少一部分位于第1端部轴线的外侧，该第1端部轴线与所述反射镜部中心轴线平行且通过所述反射镜部的所述第1边；或者所述转弯部的至少任意1个的整体位于所述第1端部轴线的内侧；或者所述转弯部的至少任意1个的至少一部分位于第2端部轴线的外侧，该第2端部轴线与所述反射镜部中心轴线平行且通过所述反射镜部的所述第2边；或者所述转弯部的至少任意1个的整体位于所述第2端部轴线的内侧。

2.根据权利要求1所述的光学反射元件，其中，

所述反射镜部在所述反射面的背面侧具有框状的配重；

所述框状的配重的内侧与外侧之间的框宽在所述第1边侧和所述第2边侧是不同的。

Images