CN115774331A - 微镜器件及光扫描装置 - Google Patents

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CN115774331A CN202211052724.1A CN202211052724A CN115774331A CN 115774331 A CN115774331 A CN 115774331A CN 202211052724 A CN202211052724 A CN 202211052724A CN 115774331 A CN115774331 A CN 115774331A
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Abstract

本发明涉及微镜器件及光扫描装置，其能够降低二维驱动时的耗电量。微镜器件具备反射镜部、将反射镜部支承为能够围绕第1轴摆动的第1支承部、隔着第1轴对置的一对可动框、将可动部支承为能够围绕第2轴摆动的第2支承部、配置成包围可动部且在第2轴上在与第2支承部之间存在空隙的驱动部、连结第2支承部与驱动部的连结部及固定框，在反射镜部围绕第1轴转动而转动角度的绝对值大于0度的状态下，当在与第1轴正交且包含第2轴的平面上，将在第2支承部的表面上包含第2支承部的各端点的直线与第2轴的交点和静止时的第2支承部的反射镜部侧的端部之间的距离设为A，将第2支承部在第2轴方向上的总长度设为L时，满足A/L≤2/3的关系。

Description

微镜器件及光扫描装置
技术领域
本发明的技术涉及一种微镜器件及光扫描装置。
背景技术
作为使用硅(Si)的细微加工技术来制作的微机电系统(Micro ElectroMechanical Systems：MEMS)器件之一已知有微镜器件(也被称为微型扫描仪。)。该微镜器件为小型且低耗电量，因此可期待对激光显示器、激光投影仪、光学相干断层扫描仪等的广泛应用。
微镜器件的驱动方式有多种方式，但利用了压电体变形的压电驱动方式与其他方式相比所产生的扭矩高且获得高扫描角而被认为很有前途。尤其，当如激光显示器需要大的扫描角时，通过对压电驱动方式的微镜器件进行共振驱动，获得更高的扫描角。
激光显示器中所使用的常规的微镜器件具备反射镜部及压电方式的致动器(例如，参考专利文献1、2)。反射镜部围绕彼此正交的第1轴及第2轴摆动自如。致动器根据从外部供给的驱动电压，使反射镜部围绕第1轴及第2轴摆动。上述扫描角与反射镜部的偏转角对应。
作为激光显示器的性能指标，可举出分辨率及视场角。分辨率及视场角中，微镜器件的反射镜部的摆动频率与偏转角相关联。例如，在利萨茹扫描方式的激光显示器中，通过使反射镜部以不同的两种频率来同时围绕第1轴及第2轴摆动而进行二维光扫描。反射镜部的偏转角越大，光的扫描面积越大，且能够以更短的光程长度来显示更大的图像。
专利文献1：日本特开2017-132281号公报
专利文献2：国际公开第2009/041342号
在常规微镜器件中，作为驱动部的致动器在第2轴上与固定框直接连接。在该情况下，当反射镜部围绕第1轴摆动时，致动器的移动受到较大限制，因此为了驱动致动器而需要较大的能量。由此，在驱动时会导致Q值的降低，其结果，耗电量变大。
发明内容
本发明的技术的目的在于提供一种能够降低二维驱动时的耗电量的微镜器件及光扫描装置。
为了实现上述目的，本发明的微镜器件具备：反射镜部，形成有反射入射光的反射面；第1支承部，在位于反射镜部静止时包含反射面的平面内的第1轴上与反射镜部连接，且将反射镜部支承为能够围绕第1轴摆动；一对可动框，与第1支承部连接，并且隔着第1轴对置；第2支承部，在反射镜部静止时包含反射面的平面内在与第1轴正交的第2轴上与可动框连接，且将包含反射镜部、第1支承部及可动框的可动部支承为能够围绕第2轴摆动；驱动部，配置成包围可动部，在第2轴上在与第2支承部之间存在空隙；连结部，连结第2支承部与驱动部；及固定框，与驱动部连接，且配置成包围驱动部，在反射镜部围绕第1轴转动而转动角度的绝对值大于0度的状态下，当在与第1轴正交且包含第2轴的平面上，将在第2支承部的表面上包含第2支承部的各端点的直线与第2轴的交点和静止时的第2支承部的反射镜部侧的端部之间的距离设为A，将第2支承部在第2轴方向上的总长度设为L时，满足A/L≤2/3的关系。
优选驱动部具有压电元件。
优选驱动部具备：一对第1致动器，隔着第2轴对置，且具有压电元件；及一对第2致动器，配置成包围第1致动器，隔着第1轴对置，且具有压电元件。
优选第2致动器使反射镜部围绕第1轴摆动，第1致动器使可动部围绕第2轴摆动。
优选距离A及总长度L满足19/50≤A/L≤2/3的关系。
本发明的光扫描装置具备：上述中任一个微镜器件；及处理器，驱动驱动部，所述光扫描装置中，处理器通过对驱动部赋予驱动信号，使反射镜部分别围绕第1轴及第2轴摆动。
发明效果
根据本发明的技术，能够提供一种能够降低二维驱动时的耗电量的微镜器件及光扫描装置。
附图说明
图1是光扫描装置的示意图。
图2是表示驱动控制部的硬件结构的一例的框图。
图3是微镜器件的外观立体图。
图4是从光入射侧观察了微镜器件的俯视图。
图5是沿图4的A-A线切割的剖视图。
图6是表示反射镜部围绕第1轴转动的状态的剖视图。
图7是表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例的图。
图8是示意地表示反射镜部围绕第1轴转动时的第2支承部的位移的图。
图9是表示与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
图10是表示与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
图11是表示参数的具体设定值的图。
图12是变形例所涉及的微镜器件的俯视图。
图13是表示变形例所涉及的与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
图14是表示变形例所涉及的与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
图15是表示变形例所涉及的与微镜器件的构成要件的尺寸相关的参数的图。
图16是表示参数的具体设定值的图。
图17是表示对各样品的实验结果的图。
图18是表示耗电量相对于比率A/Lb1的依赖性的曲线图。
图19是表示共振频率的位移量相对于比率A/Lb1的依赖性的曲线图。
图20是表示模拟实验结果的图。
具体实施方式
按照附图对本发明的技术所涉及的实施方式的一例进行说明。
图1概略地表示一实施方式所涉及的光扫描装置10。光扫描装置10具有微镜器件(以下，称为MMD(Micro Mirror Device)。)2、光源3及驱动控制部4。光扫描装置10按照驱动控制部4的控制，通过MMD2反射从光源3照射出的光束L，由此对被扫描面5进行光扫描。被扫描面5例如为屏幕。
MMD2为能够使反射镜部20(参考图3)围绕第1轴a1及与第1轴a1正交的第2轴a2摆动的压电型双轴驱动方式的微镜器件。以下，将与第1轴a1平行的方向称为X方向，将与第2轴a2平行的方向称为Y方向，将与第1轴a1及第2轴a2正交的方向称为Z方向。
光源3为作为光束L例如发射激光束的激光装置。光源3优选在MMD2的反射镜部20静止的状态下对反射镜部20所具备的反射面20A(参考图3)垂直照射光束L。
驱动控制部4根据光扫描信息对光源3及MMD2输出驱动信号。光源3根据所输入的驱动信号产生光束L并照射到MMD2。MMD2根据所输入的驱动信号使反射镜部20围绕第1轴a1及第2轴a2摆动。
详细内容将在后面叙述，但驱动控制部4通过使反射镜部20分别围绕第1轴a1及第2轴a2共振，由反射镜部20反射的光束L以在被扫描面5上描绘利萨茹波形的方式进行扫描。该光扫描方式被称为利萨茹扫描方式。
光扫描装置10例如适用于利萨茹扫描方式的激光显示器。具体而言，光扫描装置10能够适用于AR(Augmented Reality：增强现实)眼镜或VR(Virtual Reality：虚拟现实)眼镜等激光扫描显示器。
图2表示驱动控制部4的硬件结构的一例。驱动控制部4具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)40、ROM(Read Only Memory：只读存储器)41、RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)42、光源驱动器43及MMD驱动器44。CPU40为从ROM41等存储装置将程序及数据读出到RAM42来执行处理，由此实现驱动控制部4整体的功能的运算装置。CPU40为本发明的技术所涉及的处理器的一例。
ROM41为非易失性存储装置，并且存储有CPU40用于执行处理的程序及前述的光扫描信息等数据。RAM42为暂时性地保持程序及数据的易失性存储装置。
光源驱动器43为按照CPU40的控制，对光源3输出驱动信号的电路。在光源驱动器43中，驱动信号为用于控制光源3的照射定时及照射强度的驱动电压。
MMD驱动器44为按照CPU40的控制，对MMD2输出驱动信号的电路。在MMD驱动器44中，驱动信号为用于控制使MMD2的反射镜部20摆动的定时、周期及偏转角的驱动电压。
CPU40根据光扫描信息控制光源驱动器43及MMD驱动器44。光扫描信息为包含对被扫描面5进行扫描的光束L的扫描图案及光源3的发光定时的信息。
接着，利用图3～图5对第1实施方式所涉及的MMD2的结构进行说明。图3是MMD2的外观立体图。图4是从光入射侧观察了MMD2的俯视图。图5是沿图4的A-A线切割的剖视图。
如图3所示，MMD2具有反射镜部20、一对第1支承部21、一对可动框22、一对第2支承部23、一对第1致动器24、一对第2致动器25、一对第1连接部26A、一对第2连接部26B及固定框27。MMD2是所谓的MEMS扫描仪。
反射镜部20具有反射入射光的反射面20A。反射面20A由设置于反射镜部20的一面的例如金(Au)或铝(Al)等金属薄膜形成。反射面20A的形状例如是以第1轴a1与第2轴a2的交点为中心的圆形。
第1轴a1及第2轴a2例如存在于在反射镜部20静止的静止时包含反射面20A的平面内。MMD2的平面形状为矩形，关于第1轴a1线对称，且关于第2轴a2线对称。
一对第1支承部21配置于隔着第2轴a2对置的位置，且为关于第2轴a2线对称的形状。并且，各第1支承部21为关于第1轴a1线对称的形状。第1支承部21在第1轴a1上与反射镜部20连接，并且将反射镜部20支承为能够围绕第1轴a1摆动。
一对可动框22配置于隔着第1轴a1对置的位置，且为关于第1轴a1线对称的形状。各可动框22为关于第2轴a2线对称的形状。并且，各可动框22沿反射镜部20的外周弯曲。可动框22的两端分别与第1支承部21连接。
第1支承部21与可动框22彼此连接，由此包围反射镜部20。另外，反射镜部20、第1支承部21及可动框22构成可动部60。
一对第2支承部23配置于隔着第1轴a1对置的位置，且为关于第1轴a1线对称的形状。各第2支承部23为关于第2轴a2线对称的形状。第2支承部23在第2轴a2上与可动框22连接，并且将具有反射镜部20的可动部60支承为能够围绕第2轴a2摆动。并且，第2支承部23的两端分别与第1致动器24连接。
一对第1致动器24配置于隔着第2轴a2对置的位置，且为关于第2轴a2线对称的形状。并且，第1致动器24为关于第1轴a1线对称的形状。第1致动器24沿可动框22及第1支承部21的外周而形成。第1致动器24为具备压电元件的压电驱动方式的致动器。
另外，在图3及图4中，看似第1致动器24在第1轴a1的附近分离，但第1致动器24通过未图示的配线隔着第1轴a1电连接。
第2支承部23与第1致动器24彼此连接，由此包围可动部60。
一对第2致动器25配置于隔着第1轴a1对置的位置，且为关于第1轴a1线对称的形状。并且，第2致动器25为关于第2轴a2线对称的形状。第2致动器25沿第1致动器24及第2支承部23的外周而形成。第2致动器25为具备压电元件的压电驱动方式的致动器。
另外，在图3及图4中，看似第2致动器25在第2轴a2的附近分离，但第2致动器25通过未图示的配线隔着第2轴a2电连接。
一对第1连接部26A配置于隔着第2轴a2对置的位置，且为关于第2轴a2线对称的形状。并且，各第1连接部26A为关于第1轴a1线对称的形状。第1连接部26A沿第1轴a1配置，且在第1轴a1上连接第1致动器24与第2致动器25。
一对第2连接部26B配置于隔着第1轴a1对置的位置，且为关于第1轴a1线对称的形状。并且，各第2连接部26B为关于第2轴a2线对称的形状。第2连接部26B沿第2轴a2配置，且在第2轴a2上连接第2致动器25与固定框27。
第2致动器25与第2连接部26B彼此连接，由此包围可动部60及第1致动器24。第1致动器24及第2致动器25构成配置成包围可动部60的驱动部。
固定框27是外形为矩形的框状部件，且为分别关于第1轴a1及第2轴a2线对称的形状。固定框27包围第2致动器25及第2连接部26B的外周。即，固定框27配置成包围驱动部。
第1致动器24及第2致动器25分别为具有压电元件的压电致动器。一对第1致动器24通过使围绕第2轴a2的旋转扭矩作用于反射镜部20及可动框22，使可动部60围绕第2轴a2摆动。一对第2致动器25通过使围绕第1轴a1的旋转扭矩作用于反射镜部20、可动框22及第1致动器24，使反射镜部20围绕第1轴a1摆动。
如图4所示，第1支承部21由摆动轴21A及一对连结部21B构成。摆动轴21A为沿第1轴a1延伸的所谓的扭杆。摆动轴21A的一端与反射镜部20连接，另一端与连结部21B连接。
在第1轴a1上，在第1支承部21与驱动部之间存在空间间隔(以下，称为空隙。)G1。
一对连结部21B配置于隔着第1轴a1对置的位置，且为关于第1轴a1线对称的形状。连结部21B的一端与摆动轴21A连接，另一端与可动框22连接。连结部21B具有折叠结构。连结部21B因折叠结构而具有弹性，因此在反射镜部20围绕第1轴a1摆动时，缓和施加于摆动轴21A的内部应力。
第2支承部23由摆动轴23A及一对连结部23B构成。摆动轴23A为沿第2轴a2延伸的所谓的扭杆。摆动轴23A的一端与可动框22连接，另一端与连结部23B连接。
在第2轴a2上，在第2支承部23与驱动部之间存在空隙G2。
一对连结部23B配置于隔着第2轴a2对置的位置，且为关于第2轴a2线对称的形状。连结部23B的一端与摆动轴23A连接，另一端与第1致动器24连接。连结部23B具有折叠结构。连结部23B因折叠结构而具有弹性，因此在反射镜部20围绕第2轴a2摆动时，缓和施加于摆动轴23A的内部应力。
并且，在反射镜部20，在反射面20A的外侧沿反射面20A的外周形成有多个狭缝20B、20C。多个狭缝20B、20C配置于分别关于第1轴a1及第2轴a2线对称的位置。狭缝20B具有抑制因反射镜部20摆动而在反射面20A中所产生的变形的作用。
在图3及图4中，关于用于对第1致动器24及第2致动器25赋予驱动信号的配线及电极焊盘，省略了图示。电极焊盘在固定框27上设置有多个。
如图5所示，MMD2例如通过对SOI(Silicon On Insulator：硅晶绝缘体)基板30进行蚀刻处理而形成。SOI基板30为在由单晶硅构成的第1硅活性层31上设置有氧化硅层32且在氧化硅层32上设置有由单晶硅构成的第2硅活性层33的基板。
反射镜部20、第1支承部21、可动框22、第2支承部23、第1致动器24、第2致动器25、第1连接部26A及第2连接部26B由从SOI基板30通过蚀刻处理去除第1硅活性层31及氧化硅层32而残留的第2硅活性层33形成。第2硅活性层33作为具有弹性的弹性部而发挥作用。固定框27由第1硅活性层31、氧化硅层32及第2硅活性层33这三层形成。
第1致动器24包含形成于第2硅活性层33上的压电元件(未图示)。压电元件具有在第2硅活性层33上依次层叠有下部电极、压电膜及上部电极的层叠结构。第2致动器25为与第1致动器24相同的结构。
上部电极及下部电极例如由金(Au)或铂(Pt)等形成。压电膜例如由压电材料即PZT(锆钛酸铅)形成。上部电极及下部电极经由配线及电极焊盘与前述的驱动控制部4电连接。
从驱动控制部4对上部电极施加驱动电压。下部电极经由配线及电极焊盘与驱动控制部4连接，并且对其施加有基准电位(例如，接地电位)。
压电膜若沿极化方向被施加正或负的电压，则产生与施加电压成比例的变形(例如，伸缩)。即，压电膜发挥所谓的逆压电效应。压电膜通过从驱动控制部4对上部电极施加驱动电压而发挥逆压电效应，以使第1致动器24及第2致动器25位移。
图6示出了通过使一对第2致动器25中的一个压电膜伸长并且使另一个压电膜收缩而在第2致动器25中产生围绕第1轴a1的旋转扭矩的例子。如此，一对第2致动器25中的一个及另一个彼此向反向位移，由此反射镜部20围绕第1轴a1转动。
并且，图6是以一对第2致动器25的位移方向及反射镜部20的转动方向为彼此反向的逆相位的共振模式(以下，称为逆相位转动模式。)来驱动了第2致动器25的例子。相对于此，将一对第2致动器25的位移方向及反射镜部20的转动方向为相同的方向的同相位的共振模式称为同相位转动模式。在本实施方式中，以逆相位转动模式来驱动第2致动器25。
反射镜部20的围绕第1轴a1的偏转角θ由驱动控制部4赋予于第2致动器25的驱动信号(以下，称为第1驱动信号。)控制。第1驱动信号例如为正弦波的交流电压。第1驱动信号包含施加于一对第2致动器25中的一个的驱动电压波形V1A(t)及施加于另一个的驱动电压波形V1B(t)。驱动电压波形V1A(t)及驱动电压波形V1B(t)彼此为逆相位(即相位差180°)。
另外，反射镜部20的围绕第1轴a1的偏转角θ与反射面20A的法线N在YZ平面上相对于Z方向倾斜的角度对应。以下，将偏转角θ也称为转动角度θ。
与第2致动器25同样地，第1致动器24以逆相位的共振模式被驱动。反射镜部20的围绕第2轴a2的偏转角由驱动控制部4赋予于第1致动器24的驱动信号(以下，称为第2驱动信号。)控制。第2驱动信号例如为正弦波的交流电压。第2驱动信号包含施加于一对第2致动器25中的一个的驱动电压波形V2A(t)及施加于另一个的驱动电压波形V2B(t)。驱动电压波形V2A(t)及驱动电压波形V2B(t)彼此为逆相位(即相位差180°)。
图7表示第1驱动信号及第2驱动信号的一例。图7(A)表示第1驱动信号中所包含的驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)。图7(B)表示第2驱动信号中所包含的驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)。
驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)分别如下表示。
V1A(t)＝Voff1+V1sin(2πfd1t)
V1B(t)＝Voff1+V1sin(2πfd1t+α)
在此，V1为振幅电压。Voff1为偏压。fd1为驱动频率(以下，称为第1驱动频率。)。t为时间。α为驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)的相位差。在本实施方式中，例如设为α＝180°。
驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)施加于一对第2致动器25，由此反射镜部20以第1驱动频率fd1来围绕第1轴a1摆动。
驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)分别如下表示。
V2A(t)＝Voff2+V2sin(2πfd2t+φ)
V2B(t)＝Voff2+V2sin(2πfd2t+β+φ)
在此，V2为振幅电压。Voff2为偏压。fd2为驱动频率(以下，称为第2驱动频率。)。t为时间。β为驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)的相位差。在本实施方式中，例如设为β＝180°。并且，φ为驱动电压波形V1A(t)及V1B(t)与驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)的相位差。并且，在本实施方式中，例如设为Voff1＝Voff2＝0V。
驱动电压波形V2A(t)及V2B(t)施加于一对第1致动器24，由此包含反射镜部20的可动部60以第2驱动频率fd2来围绕第2轴a2摆动。
第1驱动频率fd1设定为与反射镜部20的围绕第1轴a1的共振频率一致。第2驱动频率fd2设定为与反射镜部20的围绕第2轴a2的共振频率一致。在本实施方式中，第1驱动频率fd1大于第2驱动频率fd2。
本申请人发现，在如上构成的MMD2中，在反射镜部20围绕第1轴a1转动而转动角度θ的绝对值大于0度的状态下，当第2支承部23的位移满足规定的条件时，耗电量降低至规定值以下。
图8示意地表示反射镜部20围绕第1轴a1转动时的第2支承部23的位移。图8(A)表示反射镜部20静止并且转动角度θ为0度的状态。图8(B)表示反射镜部20围绕第1轴a1转动而转动角度θ的绝对值大于0度的状态。
图8表示以与第1轴a1正交且包含第2轴a2的平面来切割了MMD2的剖视图。图8(B)所示的直线α及交点C包含于MMD2的截面。具体而言，直线α为在第2支承部23的表面上包含第2支承部23的各端点的直线。交点C为直线α与第2轴a2交叉的点。
将静止时的第2支承部23在第2轴a2方向上的总长度设为Lb1。并且，在第2轴a2方向上，将从静止时的第2支承部23的反射镜部20侧的端部至交点C的距离设为A。本申请人通过后述的实验发现，当距离A为总长度Lb1的2/3倍以下时(即A≤2/3×Lb1时)，耗电量降低至50mW以下。
在后述的实验中，关于MMD2，本申请人制作距离A不同的多个样品，在通过围绕第1轴a1的一维驱动来进行共振的状态下，使用电流探头测量了各样品的耗电量。
并且，若对常规微镜器件进行共振驱动，则产生反射镜部围绕第1轴及第2轴中的一个轴的摆动对反射镜部围绕另一个轴的摆动造成影响的轴间串扰。具体而言，根据围绕其中一个轴的转动角度的大小，围绕另一个轴的共振频率位移。由此，导致二维光扫描的稳定性显著降低。
例如，当欲通过扫描围绕其中一个轴的驱动频率而使驱动频率接近共振频率来加大反射镜部的偏转角时，围绕另一个轴的反射镜部的偏转角因由轴间串扰产生的共振频率的位移而大幅变化。此时，围绕另一个轴的反射镜部的偏转角的变化会引起围绕扫描了驱动频率的一侧的轴的共振频率的位移。即，因轴间串扰而出现一种反馈现象。
如此，当由轴间串扰引起的共振频率的位移量大时，即便扫描了驱动频率，因上述反馈现象而无法将驱动频率调整到共振频率，从而存在无法加大反射镜部的偏转角这一问题。
因此，通过驱动关于MMD2制作出的各样品，测量了由轴间串扰引起的共振频率的位移量。具体而言，测量了围绕第1轴a1一维驱动了各样品时的围绕第1轴a1的共振频率(以下，称为第1共振频率fr1。)及围绕第1轴a1及第2轴a2二维驱动了各样品时的围绕第1轴a1的共振频率(以下，称为第2共振频率fr2。)。然后，通过计算第1共振频率fr1与第2共振频率fr2之差来求出了由轴间串扰引起的共振频率的位移量Δfr。
图9及图10表示与实验中所使用的样品的各构成要件的宽度及长度等相关的参数。图11表示参数的具体设定值。
并且，将反射镜部20的直径设为1.5mm，将SOI基板30的厚度设为430μm，将第2硅活性层33的厚度设为60μm，将氧化硅层32的厚度设为40μm。并且，将固定框27的一边的长度设为5.2mm。
本申请人将图11所示的参数中的Xac2及Yac2设为变量。即，本申请人通过按每个样品改变Xac2及Yac2的长度来制作了距离A不同的多个样品。
[变形例]
并且，本申请人作为变形例，关于各构成要件的形状等与上述实施方式所涉及的MMD2不同的MMD2A制作了样品。
图12表示变形例所涉及的MMD2A的结构。在图12中，对发挥与上述实施方式所涉及的MMD2相同的作用的构成要件标注了相同的符号。另外，在MMD2A中，代替第1连接部26A及第2连接部26B，设置有连接部26。连接部26设置于第1轴a1上，将第1致动器24与第2致动器25连接，并且将第2致动器25与固定框27连接。
图13～图15表示与MMD2A的各构成要件的宽度及长度等相关的参数。图16表示参数的具体设定值。
并且，在变形例中，将反射镜部20的直径设为1.5mm，将SOI基板30的厚度设为350μm，将第2硅活性层33的厚度设为60μm，将氧化硅层32的厚度设为65μm。并且，将固定框27的一边的长度设为5.2mm。
[实验结果]
关于上述实施方式及变形例，在真空腔室内驱动各样品而测量了第1共振频率fr1及第2共振频率fr2。具体而言，驱动时一边对反射镜部20照射激光束，一边扫描驱动频率，并测量了反射光的扩展角度变得最大的驱动频率作为共振频率。并且，由反射光的扩展角度计算出反射镜部20的偏转角。
图17表示关于各样品的第1共振频率fr1及第2共振频率fr2的测量结果。样品编号1表示关于变形例所涉及的MMD2A制作出的样品。样品编号2～7表示关于实施方式所涉及的MMD2制作出的样品。样品编号2～7的Xac2及Yac2的长度不同。
第1共振频率fr1为反射镜部20围绕第1轴a1的偏转角为±1.25度时的一维驱动时的共振频率。第2共振频率fr2为反射镜部20围绕第1轴a1的偏转角为±1.25度且反射镜部20围绕第2轴a2的偏转角为±11.5度时的二维驱动时的共振频率。共振频率的位移量Δfr为从第2共振频率fr2减去第1共振频率fr1的值。
并且，关于各样品，使用激光多普勒测振仪测量了距离A。然后，使用所测量到的距离A，计算出距离A相对于第2支承部23的总长度Lb1的比率A/Lb1。
当考虑了对AR眼镜用激光显示器的应用时，关于二维驱动时反射镜部20围绕各轴的偏转角，只要围绕第1轴a1为±8.5度以上，且围绕第2轴a2为±5.65度以上，则能够确保优点。因此，关于各样品，判定偏转角是否在上述角度范围内，并且是否能够进行60秒以上稳定地二维驱动。“OK”表示能够进行60秒以上的稳定的二维驱动。“NG”表示无法进行60秒以上的稳定的二维驱动。
根据图17，可知只要比率A/Lb1为19/50以上(0.38以上)，则二维驱动稳定，从而在对常规激光显示器的应用的观点上获得优点。
耗电量为在通过围绕第1轴a1的一维驱动来进行共振的状态下使用电流探头测量的值。此时，反射镜部20围绕第1轴a1的偏转角为±17度。
图18是表示耗电量相对于比率A/Lb1的依赖性的曲线图。通常，在AR眼镜用激光显示器用途中希望耗电量较小。作为标准，若一维驱动时的耗电量为50mW以下，则能够确保作为AR眼镜用激光显示器用途的较大的优点。根据图18，可知只要比率A/Lb1为2/3以下，则耗电量降低至50mW以下，在对AR眼镜用激光显示器的应用的观点上获得优点。
并且，由因第2支承部23与驱动部之间存在空隙G2而围绕第1轴a1的驱动时的Q值的降低得到抑制也会引起该耗电量的降低。
图19是表示共振频率的位移量Δfr相对于比率A/Lb1的依赖性的曲线图。根据图19，可知比率A/Lb1越大，共振频率的位移量Δfr越小。另外，位移量Δfr小表示位移量Δfr的绝对值小。
即，从耗电量的观点出发，比率A/Lb1优选满足A/Lb1≤2/3的关系。而且，从耗电量及二维驱动的稳定性的观点出发，比率A/Lb1优选满足19/50≤A/Lb1≤2/3的关系。
图20表示模拟实验结果。图20(A)～(C)中的Xac2及Yac2的长度不同。交点C与第2支承部23的位移为零的点对应。可知根据Xac2及Yac2的长度，交点C的位置发生变化(即距离A发生变化)。并且，在模拟实验中，也确认到比率A/Lb1越小，耗电量越小。
另外，在上述实施方式中，能够对驱动控制部4的硬件结构进行各种变形。驱动控制部4的处理部可以由一个处理器构成，也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合构成。在处理器中包含CPU、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device：PLD)及专用电路等。众所周知，CPU为执行软件(程序)而作为各种处理部发挥作用的通用的处理器。PLD为FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等制造后能够变更电路结构的处理器。专用电路为ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等具有为了执行特定处理而专门设计的电路结构的处理器。
本说明书中所记载的所有的文献、专利申请及技术标准，通过参考而援用于此的每个文献、专利申请及技术标准与具体且个别记载时相同程度地通过参考编入于本说明书中。
符号说明
2、2A-微镜器件，3-光源，4-驱动控制部，5-被扫描面，10-光扫描装置，20-反射镜部，20A-反射面，20B、20C-狭缝，21-第1支承部，21A-摆动轴，21B-连结部，22-可动框，23-第2支承部，23A-摆动轴，23B-连结部，24-第1致动器，25-第2致动器，26-连接部，26A-第1连接部，26B-第2连接部，27-固定框，30-SOI基板，31-第1硅活性层，32-氧化硅层，33-第2硅活性层，40-CPU，41-ROM，42-RAM，43-光源驱动器，44-MMD驱动器，60-可动部，Δfr-位移量，α-直线，θ-转动角度，A-距离，C-交点，G1、G2-空隙，L-光束，N-法线，a1-第1轴，a2-第2轴。

Claims (6)

1.一种微镜器件，其具备：
反射镜部，形成有反射入射光的反射面；
第1支承部，在第1轴上与所述反射镜部连接，且以能够使所述反射镜部围绕所述第1轴摆动的方式支承所述反射镜部，所述第1轴位于所述反射镜部静止时包含所述反射面的平面内；
一对可动框，与所述第1支承部连接，并且隔着所述第1轴对置；
第2支承部，在第2轴上与所述可动框连接，且以能够使可动部围绕所述第2轴摆动的方式支承所述可动部，所述可动部包含所述反射镜部、所述第1支承部及所述可动框，所述第2轴在所述反射镜部静止时包含所述反射面的平面内、与所述第1轴正交；
驱动部，配置成包围所述可动部，在所述第2轴上在与所述第2支承部之间存在空隙；
连结部，连结所述第2支承部与所述驱动部；及
固定框，与所述驱动部连接，且配置成包围所述驱动部，
在所述反射镜部围绕所述第1轴转动而转动角度的绝对值大于0度的状态下，
当在与所述第1轴正交且包含所述第2轴的平面上，将在所述第2支承部的表面上包含所述第2支承部的各端点的直线与所述第2轴的交点和静止时的所述第2支承部的所述反射镜部侧的端部之间的距离设为A，将所述第2支承部在所述第2轴方向上的总长度设为L时，满足A/L≤2/3的关系。
2.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，
所述驱动部具有压电元件。
3.根据权利要求1所述的微镜器件，其中，
所述驱动部具备：
一对第1致动器，隔着所述第2轴对置，且具有压电元件；及
一对第2致动器，配置成包围所述第1致动器，隔着所述第1轴对置，且具有压电元件。
4.根据权利要求3所述的微镜器件，其中，
所述第2致动器使所述反射镜部围绕所述第1轴摆动，
所述第1致动器使所述可动部围绕所述第2轴摆动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的微镜器件，其中，
距离A及总长度L满足19/50≤A/L≤2/3的关系。
6.一种光扫描装置，其具备：
权利要求1至4中任一项所述的微镜器件；及
处理器，驱动所述驱动部，
所述光扫描装置中，
所述处理器通过对所述驱动部赋予驱动信号，使所述反射镜部分别围绕所述第1轴及所述第2轴摆动。
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