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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegenden Offenbarungen beziehen sich auf einen piezoelektrischen Aktuator und auf eine optische Abtastvorrichtung mit einem piezoelektrischen Aktuator.
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2. Beschreibung des verwandten Gebiets
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Piezoelektrische Aktuatoren, die die Eigenschaften von piezoelektrischem Material nutzen, das beim Anlegen einer Spannung eine Verformung zeigt, sind im Stand der Technik bekannt.
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Wie z. B. im Patentdokument 1 offenbart ist, weisen herkömmliche Aktuatoren piezoelektrisches Material auf, das auf einem Substrat vorgesehen ist. Eine Piezoelektrische Vorrichtung enthält piezoelektrisches Material und ein Paar Elektroden, zwischen denen das Piezoelektrische Material angeordnet ist. An das Paar von Elektroden wird eine Ansteuerspannung angelegt, um das Piezoelektrische Material zu verformen.
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Verschiedene aktuelle elektronische Vorrichtungen sind erforderlich, um einen niedrigen Stromverbrauch zu erzielen. Eine Reduzierung des Stromverbrauchs ist z. B. ebenfalls in elektronischen Vorrichtungen mit piezoelektrischen Aktuatoren erforderlich. Im Ergebnis ist ebenfalls eine Reduzierung der Ansteuerspannung piezoelektrischer Aktuatoren erforderlich.
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Dementsprechend gibt es einen Bedarf an der Schaffung eines piezoelektrischen Aktuators und einer optischen Abtastvorrichtung, für die die Ansteuerspannung reduziert werden kann.
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[Dokumente des Standes der Technik]
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[Patentdokument]
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- [Patentdokument 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2011-217447
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen piezoelektrischen Aktuator und eine optische Abtastvorrichtung zu schaffen, die eines oder mehrere durch die Beschränkungen und Nachteile des Standes der Technik verursachte Probleme im Wesentlichen vermeiden.
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Ein piezoelektrischer Aktuator enthält mehrere piezoelektrische Schichten, mehrere Elektroden, zwischen denen jeweils eine der piezoelektrischen Schichten so angeordnet ist, dass sich die Elektroden und die piezoelektrischen Schichten miteinander abwechseln, und ein Substrat, auf dem die mehreren piezoelektrischen Schichten und die mehreren Elektroden ausgebildet sind.
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Eine optische Abtastvorrichtung, um ein Spiegelhalteteil, das einen Spiegel hält, in Drehschwingungen um eine Drehachse durch Verdrehung von Drehträgern, die das Spiegelhalteteil an seinen beiden Enden an der Drehachse halten, zu versetzen, enthält: zwei erste Ansteuerträger, die auf den jeweiligen Seiten des Spiegels und des Spiegelhalteteils angeordnet sind, Verbindungsträger, die dafür konfiguriert sind, eine Seite jedes der ersten Ansteuerträger mit den Drehträgern zu verbinden, einen beweglichen Rahmen, der dafür konfiguriert ist, den Spiegel, das Spiegelhalteteil, die Drehträger, die ersten Ansteuerträger und die Verbindungsträger zu umgeben, und erste Ansteuereinheiten, die jeweils an den ersten Ansteuerträgern angeordnet sind, wobei jede der ersten Ansteuereinheiten mehrere piezoelektrische Schichten, mehrere Elektroden, zwischen denen jeweils eine der piezoelektrischen Schichten so angeordnet ist, dass sich die Elektroden und die piezoelektrischen Schichten miteinander abwechseln, und ein Substrat, auf dem die mehreren piezoelektrischen Schichten und die mehreren Elektroden ausgebildet sind.
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Gemäß wenigstens einer Ausführungsform wird die Ansteuerspannung verringert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Aufgaben und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen:
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1 eine Zeichnung ist, die die Konfiguration eines piezoelektrischen Aktuators gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
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2 eine Zeichnung ist, die den piezoelektrischen Aktuator darstellt, der zum Bewerten dielektrischer Eigenschaften verwendet wird;
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3 eine Zeichnung ist, die dielektrische Eigenschaften darstellt, die beobachtet werden, wenn die Dicke von LNO-Dünnfilmen des piezoelektrischen Aktuators geändert wird;
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4 eine Zeichnung ist, die die Beziehung zwischen der Ansteuerspannung und dem Versatz darstellt;
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5 eine Zeichnung ist, die die an einen piezoelektrischen Aktuator angelegte Ansteuerspannung darstellt;
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6 eine Zeichnung ist, die eine optische Abtastvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
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7 eine Zeichnung ist, die eine Vorrichtung zur Steuerung der optischen Abtastung gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
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8 eine Zeichnung ist, die die Konfiguration eines piezoelektrischen Aktuators gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
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9 eine Zeichnung ist, die eine optische Abtastvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform darstellt;
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10 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 9 ist;
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11 eine vergrößerte Ansicht eines Teils von 9 ist; und
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12A bis 12F Zeichnungen sind, die die Signalformen der Ausgabe eines piezoelektrischen Sensors darstellen, der einen Winkel in Bezug auf eine vertikale Achse detektiert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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[Erste Ausführungsform]
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine erste Ausführungsform beschrieben. 1 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines piezoelektrischen Aktuators in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform darstellt.
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Ein piezoelektrischer Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine untere Elektrode 20, die auf einem Substrat 11 ausgebildet ist, und ein piezoelektrisches Material 12, das auf der unteren Elektrode 20 ausgebildet ist. Ferner enthält der piezoelektrische Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform eine mittlere Elektrode 30, die auf dem piezoelektrischen Material 12 ausgebildet ist, ein piezoelektrisches Material 13, das auf der mittleren Elektrode 30 ausgebildet ist, und eine obere Elektrode 40, die auf dem piezoelektrischen Material 13 ausgebildet ist.
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Der piezoelektrische Aktuator 10 ist so konfiguriert, dass die mittlere Elektrode 30 mit der Masse gekoppelt ist und dass die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 ein Ansteuersignal zum Ansteuern des piezoelektrischen Aktuators 10 empfangen. Die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 werden als Antwort auf die Spannung des Ansteuersignals, während diese ihnen zugeführt wird, verlagert oder versetzt.
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Die untere Elektrode 20 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Film, der drei Schichten umfasst. Die untere Elektrode 20 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine erste Schicht 21, eine zweite Schicht 22 und eine dritte Schicht 23. In der unteren Elektrode 20 der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Schicht 21 und die dritte Schicht 23 LNO-Schichten (LaNiO3-Schichten), von denen jede eine Dicke von 30 nm aufweisen kann. Die zweite Schicht 22 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Pt-Dünnfilm, der eine Dicke von 150 nm aufweisen kann.
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Ähnlich ist die mittlere Elektrode 30 der vorliegenden Ausführungsform ein Film, der drei Schichten umfasst. Die mittlere Elektrode 30 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine erste Schicht 31, eine zweite Schicht 32 und eine dritte Schicht 33. In der mittleren Elektrode 30 der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Schicht 31 und die dritte Schicht 33 LNO-Schichten (LaNiO3-Schichten), von denen jede eine Dicke von 80 nm aufweisen kann. Die zweite Schicht 32 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Pt-Dünnfilm, der eine Dicke von 150 nm aufweisen kann. Wie oben angemerkt wurde, weisen die erste Schicht 31 und die dritte Schicht 33 der mittleren Elektrode 30 der vorliegenden Ausführungsform eine Filmdicke von 80 nm auf, was kein einschränkendes Beispiel ist. Die Filmdicken der ersten Schicht 31 und der dritten Schicht 33 können 30 nm oder mehr betragen. Diese Dicke von 30 nm ist erforderlich, um einen LNO-Dünnfilm gleichmäßig aufwachsen zu lassen.
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Die obere Elektrode 40 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Film, der zwei Schichten um fasst. Die obere Elektrode 40 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine erste Schicht 41 und eine zweite Schicht 42. In der oberen Elektrode 40 der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Schicht 41 eine LNO-Schicht (LaNiO3-Schicht), die eine Dicke von 80 nm aufweisen kann. Die zweite Schicht 42 ist ein Pt-Dünnfilm, der eine Dicke von 100 nm aufweisen kann.
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Die spezifische Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform, in der die ersten Schichten 21, 31 und 41 und die dritten Schichten 23 und 33 LNO-Dünnfilme (LaNiO3-Dünnfilme) sind und die zweiten Schichten 22, 32 und 42 Pt-Dünnfilme sind, ist kein einschränkendes Beispiel. Es reicht, dass die ersten Schichten 21, 31 und 41 und die dritten Schichten 23 und 33 ein Dünnfilm sind, der eine Perowskitstruktur und die (110)-Orientierung enthält. Für diese Schichten kann SRO (Sr2RuO4) verwendet werden. Die zweiten Schichten 22, 32 und 42 können ein Metall der Platingruppe sein, das nicht Pt ist, und können ein aus Ir, Os oder dergleichen hergestellter Dünnfilm sein.
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Die piezoelektrischen Materialien 12 und 13 der vorliegenden Ausführungsform sind PZT-Dünnfilme (Blei-Zirkonat-Titanat-Dünnfilme). Das piezoelektrische Material 12 und das piezoelektrische Material 13 werden unter Verwendung des Sol-Gel-Prozesses auf der unteren Elektrode 20 bzw. auf der mittleren Elektrode 30 ausgebildet. Das Substrat 11 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Siliciumsubstrat.
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Um das piezoelektrische Material 12 und das piezoelektrische Material 13, die auf der unteren Elektrode 20 bzw. auf der mittleren Elektrode 30 ausgebildet werden, zu kristallisieren, werden die untere Elektrode 20 und die mittlere Elektrode 30 in der vorliegenden Ausführungsform durch Zerstäuben (Sputtern) in der Weise ausgebildet, dass die Kristallorientierung in der vertikalen Richtung in der LNO-Oberfläche durch Erhöhen der Temperatur des Substrats 11 auf mehr als 500 Grad Celsius vorrangig in der (110)-Orientierung orientiert wird. Die untere Elektrode 20 und die mittlere Elektrode 30 der vorliegenden Ausführungsform werden in dem obenerwähnten Zustand ausgebildet, um die PZT-Dünnfilme zu kristallisieren, um zufriedenstellende piezoelektrische Eigenschaften zu erzielen, wodurch eine Ansteuerspannung verringert werden kann.
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Die dritte Schicht 23 der unteren Elektrode 20 und die dritte Schicht 33 der mittleren Elektrode 30 ermöglichen in der vorliegenden Ausführungsform die Kristallisation des darauf ausgebildeten piezoelektrischen Materials 12 und piezoelektrischen Materials 13. Die erste Schicht 31 der mittleren Elektrode 30 und die erste Schicht 41 der oberen Elektrode 40 dienen in der vorliegenden Ausführungsform zur Unterdrückung der Oxidation des darunter ausgebildeten piezoelektrischen Materials 12 und des darunter ausgebildeten piezoelektrischen Materials 13.
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Im Folgenden wird eine Beschreibung der dielektrischen Eigenschaften des piezoelektrischen Aktuators 10 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Ausführungsform gegeben. 2 ist eine Zeichnung, die den piezoelektrischen Aktuator darstellt, der zur Bewertung der dielektrischen Eigenschaften verwendet wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform werden die dielektrischen Eigenschaften dadurch bewertet, dass die Elektroden des piezoelektrischen Aktuators 10, wie in 2 dargestellt, verbunden werden. In dem in 2 dargestellten piezoelektrischen Aktuator 10 sind auf der unteren Elektrode 20, auf der mittleren Elektrode 30 und auf der oberen Elektrode 40 in dieser Reihenfolge die Verbindungs-Elektroden 25, 35 und 45 entsprechend ausgebildet. In dem in 2 dargestellten Beispiel ist eine Wechselstromversorgung 50 zwischen die Elektrode 35 und einen Verbindungspunkt zwischen der Elektrode 25 und der Elektrode 45 geschaltet. Die Wechselstromversorgung 50 legt eine Ansteuerspannung an den piezoelektrischen Aktuator 10 an.
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3 ist eine Zeichnung, die dielektrische Eigenschaften darstellt, die beobachtet werden, wenn die Dicke der LNO-Dünnfilme des piezoelektrischen Aktuators geändert wird. In der vorliegenden Ausführungsform sind Änderungen der Sättigungspolarisation Pm, der remanenten Polarisation Pr und des elektrischen Koerzitivfelds Ec des piezoelektrischen Aktuators 10 klein, wenn die Dicke der LNO-Dünnfilme in einem Bereich von 30 nm bis 100 nm liegt, was als Indikator für stabile dielektrische Eigenschaften angesehen wird.
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In Anbetracht des Obigen wird die Dicke der LNO-Dünnfilme in der vorliegenden Ausführungsform gleich 30 nm eingestellt, was das untere Ende eines Bereichs von 30 nm bis 100 nm ist. Dies reicht aus, damit die Filmdicke der LNO-Dünnfilme der vorliegenden Ausführungsform innerhalb eines Bereichs zwischen 30 nm und 100 nm liegt.
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Im Folgenden wird eine Beschreibung des Versatzes und der an den piezoelektrischen Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform angelegten Ansteuerspannung gegeben. 4 ist eine Zeichnung, die die Beziehung zwischen der Ansteuerspannung und der Verlagerung darstellt.
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4 zeigt die Beziehung zwischen einer Ansteuerspannung und einer Amplitude des Ausschlags (d. h. einer Verlagerung) eines Auslegers, der einen herkömmlichen Aktuator mit einer einzelnen piezoelektrischen Schicht nutzt, und die Beziehung zwischen einer Ansteuerspannung und einer Amplitude der Schwingung (d. h. der Verlagerung) eines Auslegers, der den piezoelektrischen Aktuator 10 nutzt.
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In 4 repräsentiert eine Strichlinie die Beziehung zwischen einer Ansteuerspannung und einer Amplitude der Schwingung eines Auslegers, der den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator nutzt, und repräsentiert eine durchgezogene Linie die Beziehung zwischen einer Ansteuerspannung und einer Amplitude der Schwingung eines Auslegers, der den piezoelektrischen Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform nutzt. Die in 4 dargestellte Ansteuerspannung ist eine Wechselspannung von 250 Hz. Die Amplitude der Schwingung wurde unter Verwendung eines Doppler-Schwingungsmessgeräts oder dergleichen gemessen.
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Wie in 4 dargestellt ist, kann der Ausleger, der den piezoelektrischen Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform verwendet, unter Verwendung von etwa der halben Ansteuerspannung, die an den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator angelegt wird, etwa dieselbe Amplitude der Schwingung wie der Ausleger, der den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator nutzt, bereitstellen. Genauer kann der Ausleger, der den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator nutzt, eine Ansteuerspannung von näherungsweise 45 V benötigen, um eine Schwingungsamplitude von 4 μm zu erzielen. Andererseits erzeugt der Ausleger, der den piezoelektrischen Aktuator 10 verwendet, unter Verwendung einer Ansteuerspannung von etwa 20 V eine Schwingungsamplitude von 4 μm. Somit erzielt die Verwendung des piezoelektrischen Aktuators 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Verringerung der Ansteuerspannung.
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5 ist eine Zeichnung, die die an einen piezoelektrischen Aktuator angelegte Ansteuerspannung darstellt. In 5 repräsentieren die gestrichelten Schwingungen, die an den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator angelegte Ansteuerspannung, wobei durchgezogene Schwingungen, die an den piezoelektrischen Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform angelegte Ansteuerspannung repräsentieren.
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In 5 ist die Amplitude der an den piezoelektrischen Aktuator 10 angelegten Ansteuerspannung V1 und die Amplitude der an den herkömmlichen piezoelektrischen Aktuator angelegten Ansteuerspannung ist V2. In diesem Fall ist V1 näherungsweise gleich V2/2.
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Auf diese Weise dient die Verwendung des piezoelektrischen Aktuators 10 der vorliegenden Ausführungsform dazu, die Ansteuerspannung im Vergleich zu dem herkömmlichen Aktuator mit einer einzelnen piezoelektrischen Schicht um etwa die Hälfte zu verringern.
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Die vorliegende Ausführungsform ist auf ein Beispiel gerichtet, in dem die Anzahl der in dem piezoelektrischen Aktuator 10 vorgesehenen piezoelektrischen Materialschichten zwei ist. Dieses Beispiel ist nicht einschränkend. Der piezoelektrische Aktuator 10 der vorliegenden Ausführungsform kann vier piezoelektrische Materialschichten oder sechs piezoelektrische Materialschichten aufweisen.
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[Zweite Ausführungsform]
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform ist auf eine optische Abtastvorrichtung gerichtet, die den piezoelektrischen Aktuator 10 der ersten Ausführungsform nutzt. Elemente mit denselben oder ähnlichen Funktionskonfigurationen wie in der ersten Ausführungsform sind in der zweiten Ausführungsform mit denselben oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen.
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6 ist eine Zeichnung, die eine optische Abtastvorrichtung in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform darstellt.
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Eine optische Abtastvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform enthält einen Spiegel 110, ein Spiegelhalteteil 120, Drehträger 130A und 130B, Verbindungsträger 140A und 140B, erste Ansteuerträger 150A und 150B, einen beweglichen Rahmen 160, zweite Ansteuerträger 170A und 170B und einen festen Rahmen 180. Die ersten Ansteuerträger 150A und 150B der vorliegenden Ausführungsform sind mit Ansteuereinheiten 151A bzw. 151B versehen. Die zweiten Ansteuerträger 170A und 170B sind mit Ansteuereinheiten 171A bzw. 171B versehen.
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Das Spiegelhalteteil 120 der vorliegenden Ausführungsform weist darin ausgebildete Schlitze 122 auf, die entlang des Umfangs des Spiegels 110 verlaufen. Die Schlitze 122 dienen zur Verringerung des Gewichts des Spiegelhalteteils 120 und zum Aufnehmen mechanischer Spannungen, während eine Verdrehung von den Drehträgern 130A und 130B auf den Spiegel 110 übertragen wird.
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Der Spiegel 110 ist in der optischen Abtastvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform an der Oberfläche des Spiegelhalteteils 120 gehalten, die mit einem Ende jedes der Drehträger 130A und 130B, die sich auf seinen beiden Seiten befinden, verbunden ist. Die Drehträger 130A und 130B bilden eine Schwingachse und verlaufen entlang der axialen Richtung, um das Spiegelhalteteil 120 an beiden Enden der Achse zu halten. Die Drehträger 130A und 130B verdrehen sich, um den an dem Spiegelhalteteil 120 gehaltenen Spiegel 110 in Schwingung zu versetzen und dadurch das auf den Spiegel 110 einfallende und durch ihn reflektierte Licht abzutasten. Die Drehträger 130A und 130B sind mit den Verbindungsträgern 140A bzw. 140B verbunden und durch sie gehalten und sind somit schließlich mit den ersten Ansteuerträgern 150A und 150B verbunden.
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Die ersten Ansteuerträger 150A und 150B, die Verbindungsträger 140A und 140B, die Drehträger 130A und 130B, das Spiegelhalteteil 120 und der Spiegel 110 sind von dem beweglichen Rahmen 160 umgeben. Ein Ende jedes der ersten Ansteuerträger 150A und 150B ist durch den beweglichen Rahmen 160 gehalten. Das andere Ende des ersten Ansteuerträgers 150A verläuft auf seiner Innenseite und ist mit den Verbindungsträgern 140A und 140B verbunden. Außerdem verläuft das andere Ende des ersten Ansteuerträgers 150B auf seiner Innenseite und ist mit den Verbindungsträgern 140A und 140B verbunden.
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Die ersten Ansteuerträger 150A und 150B bilden ein Paar und sind in der Richtung senkrecht zu der Richtung, in der die ersten Drehträger 130A und 130B verlaufen, auf beiden Seiten des Spiegels 110 und des Spiegelhalteteils 120 angeordnet.
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Die Ansteuereinheiten 151A und 151B sind auf den Oberflächen der ersten Ansteuerträger 150A bzw. 150B ausgebildet. Die Ansteuereinheiten 151A und 151B enthalten jeweils die untere Elektrode 20, das piezoelektrische Material 12, die mittlere Elektrode 30, das piezoelektrische Material 13 und die obere Elektrode 40, die auf den Oberflächen der ersten Ansteuerträger 150A bzw. 150B ausgebildet sind. In den Ansteuereinheiten 151A und 151B zeigen die piezoelektrischen Materialien als Antwort auf die Polarität der zwischen der mittleren Elektrode 30 und sowohl der unteren Elektrode 20 als auch der oberen Elektrode 40 angelegten Ansteuerspannung Dehnungen und Kontraktionen. An die ersten Ansteuerträger 150A bzw. 150B können Ansteuerspannungen mit unterschiedlichen Polaritäten angelegt werden. In diesem Fall oszillieren die ersten Ansteuerträger 150A und 150B, um sich in entgegengesetzten vertikalen Richtungen auf der rechten und auf der linken Seite des Spiegels 110 zu bewegen, so dass der Spiegel 110 drehend um die durch die Drehträger 130A und 130B bereitgestellte Schwing- oder Drehachse schwingt. Die Richtung, in der der Spiegel 110 sich um die Achse der Drehträger 130A und 130B drehend schwingt, ist im Folgenden als eine horizontale Richtung bezeichnet. Für die durch die ersten Ansteuerträger 150A und 150E ausgeübte horizontale Ansteuerung kann eine resonante Oszillation verwendet werden, wodurch ein schnelles Schwingen des Spiegels 110 erzielt wird.
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Ein Ende jedes der zweiten Ansteuerträger 170A und 170B ist mit einer Außenseite des beweglichen Rahmens 160 verbunden. Die zweiten Ansteuerträger 170A und 170B bilden ein Paar und sind auf der rechten Seite bzw. auf der linken Seite des beweglichen Rahmens 160 angeordnet. Der zweite Ansteuerträger 170A enthält Träger, die jeweils parallel zu dem ersten Ansteuerträger 150A verlaufen. Jeder der Träger ist an seinem einen Ende mit einem angrenzenden der Träger verbunden, so dass die in Reihe geschalteten Träger in Zickzackform angeordnet sind. Das andere Ende des zweiten Ansteuerträgers 170A ist mit einer Innenseite des festen Rahmens 180 verbunden. Ähnlich enthält der zweite Ansteuerträger 170A ebenfalls Träger, die jeweils parallel zu dem ersten Ansteuerträger 150B verlaufen. Jeder der Träger ist an seinem einen Ende mit einem angrenzenden der Träger verbunden, so dass die in Reihe geschalteten Träger in Zickzackform angeordnet sind. Das andere Ende des zweiten Ansteuerträgers 170B ist mit einer Innenseite des festen Rahmens 180 verbunden.
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Die Ansteuereinheiten 171A und 171B sind auf den Oberflächen der zweiten Ansteuerträger 170A bzw. 170B in Rechteckformen ausgebildet, die kein gekrümmtes Teil aufweisen. Die Ansteuereinheit 171A enthält die untere Elektrode 20, das piezoelektrische Material 12, die mittlere Elektrode 30, das piezoelektrische Material 13 und die obere Elektrode 40, die auf der Oberfläche des zweiten Ansteuerträgers 170A ausgebildet sind. Die Ansteuereinheit 171B enthält die untere Elektrode 20, das piezoelektrische Material 12, die mittlere Elektrode 30, das piezoelektrische Material 13 und die obere Elektrode 40, die auf der Oberfläche des zweiten Ansteuerträgers 170B ausgebildet sind.
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An angrenzende rechteckige Einheiten der Ansteuereinheiten 171A und 171B an den zweiten Ansteuerträgern 170A und 170B werden Ansteuerspannungen mit unterschiedlichen Polaritäten angelegt, so dass angrenzende rechteckige Träger in entgegengesetzte vertikale Richtungen gebogen werden, wodurch die summierten vertikalen Bewegungen der einzelnen rechteckigen Träger auf den beweglichen Rahmen 160 übertragen werden. Durch diese Bewegungen versetzen die zweiten Ansteuerträger 170A und 170B den Spiegel 110 in der vertikalen Richtung senkrecht zu der horizontalen Richtung in Schwingung. Für die durch die zweiten Ansteuerträger 170A und 170B ausgeübte vertikale Ansteuerung kann eine resonante Oszillation verwendet werden.
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Die Ansteuereinheit 171B enthält in dieser Reihenfolge von links nach rechts in Richtung des beweglichen Rahmens 160 die Ansteuereinheiten 171DL, 171CL, 171BL und 171AL. Die Ansteuereinheit 171A auf der rechten Seite enthält in dieser Reihenfolge von links nach rechts von dem beweglichen Rahmen 160 die Ansteuereinheiten 171AR, 171BR, 171CR und 171DR. In diesem Fall werden die Ansteuereinheiten 171Ax und die Ansteuereinheiten 171Cx (d. h. insgesamt vier Einheiten) durch eine einzelne gemeinsame Signalform angesteuert und werden die Ansteuereinheiten 171Bx und die Ansteuereinheiten 171Dx (d. h. insgesamt vier Einheiten) durch eine einzelne gemeinsame Signalform angesteuert, die eine andere Phase als die erstere Signalform aufweist, wodurch eine vertikale Schwingbewegung erzielt wird. Die Ansteuereinheiten 171Ax, 171Bx, 171Cx und 171Dx der vorliegenden Ausführungsform enthalten jeweils ähnlich den Ansteuereinheiten 171A und 171B das piezoelektrische Material 12, das piezoelektrische Material 13, die untere Elektrode 20, die mittlere Elektrode 30 und die obere Elektrode 40.
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In der optischen Abtastvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform wird, wie oben beschrieben, der piezoelektrische Aktuator 10 der ersten Ausführungsform mit zwei piezoelektrischen Materialschichten als die Ansteuereinheiten 151A, 151B, 171A und 171B verwendet. Bei dieser Anordnung kann die vorliegende Ausführungsform die an die Ansteuereinheiten 151A, 151B, 171A und 171B angelegte Ansteuerspannung um die Hälfte verringern.
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In der optischen Abtastvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist am Verbindungsträger 140B ein piezoelektrischer Sensor 191 vorgesehen, um einen Winkel des Spiegels 110 in horizontaler Richtung zu detektieren, wenn der Spiegel 110 in der horizontalen Richtung drehend schwingt.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann der piezoelektrische Sensor 191 den Winkel des Spiegels 110 in der horizontalen Richtung detektieren, so dass die Ansteuerspannung auf der Grundlage der detektierten Ergebnisse gesteuert werden kann. In der optischen Abtastvorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Ansteuerdraht vorgesehen, um eine Ansteuerspannung des piezoelektrischen Sensors zum Ansteuern des piezoelektrischen Sensors 191 zuzuführen, und es ist ein Sensordraht vorgesehen, der von dem piezoelektrischen Sensor 191 ausgeht. Der Ansteuerdraht und der Sensordraht sind in einem Satz von Anschlüssen TA oder TB verbunden. Die Sätze von Anschlüssen TA und TB sind zum Verbinden der optischen Abtastvorrichtung 100 mit einer Vorrichtung 200 zur Steuerung der optischen Abtastung verwendet, die später beschrieben wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann sich der piezoelektrische Sensor 195 zum Detektieren eines Winkels des Spiegels 110 in der vertikalen Richtung, wenn der Spiegel 110 in der vertikalen Richtung schwingt, an einem der rechteckigen Träger des zweiten Ansteuerträgers 170A befinden.
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Anhand von 7 wird nun die Vorrichtung 200 zur Steuerung der optischen Abtastung der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 7 ist eine Zeichnung, die die Vorrichtung zur Steuerung der optischen Abtastung in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform darstellt.
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Die Vorrichtung 200 zur Steuerung der optischen Abtastung der vorliegenden Ausführungsform enthält die optische Abtastvorrichtung 100, einen Eingangsteil-IC (integrierte Eingangsteilschaltung) 400, eine LD (Laserdiode) 440 und eine Spiegelansteuer-IC 500.
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Der Eingangsteil-IC 400 (Front-End-IC) der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet ihm zugeführte Videosignale und sendet die verarbeiteten Signale an die LD 440. Ferner führt der Eingangsteil-IC 400 der vorliegenden Ausführungsform der optischen Abtastvorrichtung 100 ein Signal zum Steuern der Schwingung des Spiegels 110 zu.
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Der Eingangsteil-IC 400 der vorliegenden Ausführungsform enthält eine Videosignal-Verarbeitungseinheit 410, einen LD-Treiber 420 und eine Spiegelsteuereinheit 430. Die Videosignal-Verarbeitungseinheit 410 trennt die Synchronisationssignale, das Luminanzsignal und die Chrominanzsignale, die in den zugeführten Videosignalen enthalten sind, voneinander. Die Videosignal-Verarbeitungseinheit 410 führt das Luminanzsignal und die Chrominanzsignale dem LD-Treiber 420 zu und führt die Synchronisationssignale der Spiegelsteuereinheit 430 zu.
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Der LD-Treiber 420 steuert die LD 440 auf der Grundlage der von der Videosignal-Verarbeitungseinheit 410 zugeführten Signale.
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Die Spiegelsteuereinheit 430 steuert auf der Grundlage der Synchronisationssignale und der von dem Spiegeltreiber-IC 500 ausgegebenen Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 die Schwingung des Spiegels 110. Genauer verwendet die Spiegelsteuereinheit 430 die Spiegeltreiber-IC 500, um Ansteuerspannungen (d. h. Ansteuersignale) zum Ansteuern der Ansteuereinheiten 151A und 151B der optischen Abtastvorrichtung 100 zu erzeugen.
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Der Spiegeltreiber-IC 500 der vorliegenden Ausführungsform enthält Phasenumkehreinheiten 510 und 511 und eine Rauschentfernungseinheit 600.
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Die Phasenumkehreinheiten 510 und 511 invertieren die Phasen der von der Spiegelsteuereinheit 430 zugeführten Ansteuersignale. Genauer kehrt die Phasenumkehreinheit 510 die Phase des der Ansteuereinheit 151A zugeführten Ansteuersignals um, um das phaseninvertierte Signal zu erzeugen, das als das Ansteuersignal der Ansteuereinheit 151B zugeführt wird. Die Phasenumkehreinheit 511 kehrt die Phase des der Ansteuereinheit 171A zugeführten Ansteuersignals um, um das phaseninvertierte Signal zu erzeugen, das als das Ansteuersignal der Ansteuereinheit 171B zugeführt wird.
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Die Rauschentfernungseinheit 600 der vorliegenden Ausführungsform reduziert in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenes Rauschen. Das in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltene Rauschen wird durch Übersprechen mit den den Ansteuereinheiten 151A, 151B, 171A und 171B zugeführten Ansteuersignalen wegen der Länge und Entfernung der Ansteuerdrähte erzeugt.
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Die Rauschentfernungseinheit 600 entfernt Rauschen, das von den den Ansteuereinheiten 151A und 151B zugeführten Ansteuersignalen empfangen wird. Die Vorrichtung 200 zur Steuerung der optischen Abtastung der vorliegenden Ausführungsform kann mit einer Rauschentfernungseinheit versehen sein, die Rauschen entfernt, das von den den Ansteuereinheiten 171A und 171B zugeführten Ansteuersignalen empfangen wird. Die Rauschentfernungseinheit für die Ansteuereinheiten 171A und 171B kann dieselbe Konfiguration wie die Rauschentfernungseinheit 600 aufweisen.
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Die Rauschentfernungseinheit 600 der vorliegenden Ausführungsform enthält Verstärkungs- und Phaseneinstelleinheiten 520 und 530, eine Addiererschaltung 540, einen Puffer 550 und eine Subtraktionsschaltung 560.
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Die Verstärkungs- und die Phaseneinstelleinheiten 520 und 530 erzeugen aus den den Ansteuereinheiten 151A bzw. 151B zugeführten Ansteuersignalen Signale, die äquivalent den in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenen Rauschanteilen sind. In der folgenden Beschreibung wird das der Ansteuereinheit 151A zugeführte Ansteuersignal als ein Ansteuersignal 1 bezeichnet und das der Ansteuereinheit 151B zugeführte Ansteuersignal wird als ein Ansteuersignal 2 bezeichnet.
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Die Verstärkungs- und Phaseneinstelleinheit 520 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt ein Signal, das äquivalent dem in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenen Rauschen ist, wenn das Ansteuersignal 1 an die Ansteuereinheit 151A angelegt wird. Die Verstärkungs- und Phaseneinstelleinheit 530 der vorliegenden Ausführungsform erzeugt ein Signal, das äquivalent dem in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenen Rauschen ist, wenn das Ansteuersignal 2 an die Ansteuereinheit 151B angelegt wird.
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Die Addierschaltung 540 erhält die Summe der Ausgaben der Verstärkungs- und Phaseneinstelleinheiten 520 und 530, wobei die erhaltene Summe daraufhin invertiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Ausgaben der Verstärkungs- und Phaseneinstelleinheiten 520 und 530 miteinander addiert und die resultierende Summe wird invertiert. Bei dieser Anordnung wird ein Signal erzeugt, das äquivalent den in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenen Rauschanteilen ist, wenn die Ansteuersignale 1 und 2 den Ansteuereinheiten 151A bzw. 151B gleichzeitig zugeführt werden.
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Der Puffer 550 verstärkt die Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191. In der vorliegenden Ausführungsform ist in der optischen Abtastvorrichtung 100 nur ein piezoelektrischer Sensor, d. h. der piezoelektrische Sensor 191, vorgesehen. Der piezoelektrische Sensor 191 gibt als Antwort auf die Verlagerung des Verbindungsträgers 140B, die sich als Antwort auf den Winkel des Spiegels 110 in der horizontalen Richtung von dem Drehträger 130B fortpflanzt, einen elektrischen Strom aus.
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Die Subtraktionsschaltung 560 subtrahiert die Ausgabe der Addierschaltung 540 von der Ausgabe des Puffers 550. Die Ausgabe des Puffers 550 der vorliegenden Ausführungsform ist ein Signal, das sowohl Rauschen als auch die Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthält. Die Ausgabe der Addierschaltung 540 ist ein Signal, das äquivalent dem in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 enthaltenen Rauschen ist. Somit dient das Subtrahieren der Ausgabe der Addierschaltung 540 von der Ausgabe des Puffers 550 dazu, das Rauschen aus der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 191 zu entfernen. Die Ausgabe der Subtraktionsschaltung 560 wird als Ausgabe der Rauschentfernungseinheit 600 der Spiegelsteuereinheit 430 des Eingangteil-ICs 400 zugeführt. Die Spiegelsteuereinheit 430 erzeugt auf der Grundlage der Ausgabe der Rauschentfernungseinheit 600 Ansteuersteuersignale.
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Die wie oben beschriebene Steuerung der Ansteuersignale in der vorliegenden Ausführungsform stellt sicher, dass die Schwingung des Spiegels 110 richtig gesteuert wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform kann der piezoelektrische Sensor 191 außerdem die untere Elektrode 20, das piezoelektrische Material 12, die mittlere Elektrode 30, das piezoelektrische Material 13 und die obere Elektrode 40 enthalten.
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In der wie oben beschriebenen Vorrichtung 200 zur Steuerung der optischen Abtastung der vorliegenden Ausführungsform wird der piezoelektrische Aktuator 10 der ersten Ausführungsform als die Ansteuereinheiten 151A, 151B, 171A und 171B verwendet, wodurch ermöglicht wird, eine Verringerung der dem Spiegel 110 zugeführten Ansteuerspannung vorzunehmen. Ferner weist der piezoelektrische Sensor 191 der vorliegenden Ausführungsform die Konfiguration des piezoelektrischen Aktuators 10 der ersten Ausführungsform auf, wodurch die Sensorausgabe erhöht werden kann. Darüber hinaus stellt die Beseitigung des Rauschens aus der Sensorausgabe in der vorliegenden Ausführungsform die Lieferung einer hochgenauen Sensorausgabe sicher.
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[Dritte Ausführungsform]
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Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine dritte Ausführungsform beschrieben. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und von der zweiten Ausführungsform dadurch, dass die obere Elektrode und die untere Elektrode eines piezoelektrischen Aktuators mit dem Substrat elektrisch verbunden sind. In der Beschreibung der dritten Ausführungsform werden im Folgenden Unterschiede von der ersten Ausführungsform beschrieben. Dieselben oder ähnliche Elemente wie jene der ersten Ausführungsform sind mit denselben oder mit ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen.
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8 ist eine Zeichnung, die die Konfiguration eines piezoelektrischen Aktuators in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform darstellt. Der piezoelektrische Aktuator 10A der vorliegenden Ausführungsform weist die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20, die mit der Masse elektrisch verbunden sind, auf und weist die mittlere Elektrode 30, die ein Ansteuersignal zum Ansteuern des piezoelektrischen Aktuators 10A empfängt, auf. Die mittlere Elektrode 30 wird als Antwort auf die Spannung des Ansteuersignals, während diese ihr zugeführt wird, verlagert oder versetzt.
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In dem piezoelektrischen Aktuator 10A der vorliegenden Ausführungsform sind die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 über eine Verdrahtung 60 elektrisch mit dem Substrat 11 verbunden. Auf der oberen Elektrode 40 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verbindungs-Elektrode 61 ausgebildet. Auf der unteren Elektrode 20 ist eine Verbindungs-Elektrode 62 ausgebildet. Auf dem Substrat 11 der vorliegenden Ausführungsform ist eine Verbindungs-Elektrode 63 ausgebildet. Die obere Elektrode 40, die untere Elektrode 20 und das Substrat 11 der vorliegenden Ausführungsform sind durch die Elektroden 61, 62 und 63 und durch die Verdrahtung 60 miteinander verbunden.
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Im Folgenden wird anhand von 9 eine Beschreibung der optischen Abtastvorrichtung gegeben, die den piezoelektrischen Aktuator 10A der vorliegenden Ausführungsform verwendet. 9 ist eine Zeichnung, die eine optische Abtastvorrichtung in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform darstellt.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die Tatsache berücksichtigt, dass in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195 durch das Substrat 11 Rauschanteile enthalten sind, die durch die Ansteuerdrähte zum Zuführen von Ansteuersignalen zu den Ansteuereinheiten 171A und 171B erzeugt werden, was zu der Anordnung führt, in der der piezoelektrische Aktuator 10A als die Ansteuereinheiten 171A und 171B zur Rauschminderung genutzt wird.
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Das heißt, in Bezug auf die Ansteuereinheiten 171A und 171B der vorliegenden Ausführungsform sind die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20, die auf den Oberflächen der zweiten Ansteuerträger 170A und 170B ausgebildet sind, durch die Verdrahtung 60 mit dem Substrat 11 verbunden.
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In der optischen Abtastvorrichtung 100A der vorliegenden Ausführungsform wird der piezoelektrische Aktuator 10A der vorliegenden Ausführungsform als die Ansteuereinheiten 171A und 171B verwendet, wodurch das in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195 zum Detektieren eines vertikalen Winkels enthaltene Rauschen verringert wird. Das obenerwähnte Rauschen wird in der vorliegenden Ausführungsform durch Übersprechen wegen der Länge und Entfernung der Ansteuerdrähte zum Zuführen von Ansteuersignalen erzeugt.
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Im Folgenden wird anhand von 10 und 11, die vergrößerte Ansichten eines Teils 91 bzw. eines Teils 92 von 9 sind, eine Beschreibung der Verdrahtung 60 der vorliegenden Ausführungsform gegeben.
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10 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils 91.
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10 veranschaulicht eine Verdrahtung 60BC, die in den in der Ansteuereinheit 171B enthaltenen Ansteuereinheiten 171BL und 171CL die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 mit dem Substrat 11 verbindet.
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Die Ansteuereinheit 171BL weist eine obere Elektrode 40B und eine untere Elektrode 20B auf. Die obere Elektrode 40B ist durch ein Kontaktloch 61B mit der Verdrahtung 60BC verbunden. Die untere Elektrode 20B ist durch ein Kontaktloch 62B mit der Verdrahtung 60BC verbunden. Die Verdrahtung 60BC, mit der die obere Elektrode 40B und die untere Elektrode 20B verbunden sind, ist durch ein Kontaktloch 63BC mit dem Substrat 11 verbunden.
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Die Ansteuereinheit 171CL weist eine obere Elektrode 40C und eine untere Elektrode 20C auf. Die obere Elektrode 40C ist durch ein Kontaktloch 61C mit der Verdrahtung 60BC verbunden. Die untere Elektrode 20C ist durch ein Kontaktloch 62C mit der Verdrahtung 60BC verbunden. Die Verdrahtung 60BC, mit der die obere Elektrode 40C und die untere Elektrode 20C verbunden sind, ist durch das Kontaktloch 63BC mit dem Substrat 11 verbunden.
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Dementsprechend weisen die Ansteuereinheiten 171BL und 171CL ihre obere Elektrode 40 und ihre untere Elektrode 20 auf, die durch die Verdrahtung 60BC mit dem Substrat 11 verbunden sind, so dass das Potential der oberen Elektrode 40 und der unteren Elektrode 20 gleich dem Potential des Substrats 11 gesetzt wird.
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11 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils 92.
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11 veranschaulicht eine Verdrahtung 60AB, die in den Ansteuereinheiten 171AL und 171BL die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 mit dem Substrat 11 verbindet. 11 veranschaulicht eine Verdrahtung 60CD, die in den in der Ansteuereinheit 171B enthaltenen Ansteuereinheiten 171CL und 171DL die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 mit dem Substrat 11 verbindet.
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Die Ansteuereinheit 171AL weist eine obere Elektrode 40A und eine untere Elektrode 20A auf. Die obere Elektrode 40A ist durch ein Kontaktloch 61a mit der Verdrahtung 60AB verbunden. Die untere Elektrode 20A ist durch ein Kontaktloch 62a mit der Verdrahtung 60AB verbunden. Die Verdrahtung 60AB, mit der die obere Elektrode 40A und die untere Elektrode 20A verbunden sind, ist durch ein Kontaktloch 63AB mit dem Substrat 11 verbunden.
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In der Ansteuereinheit 171BL ist die obere Elektrode 40B durch ein Kontaktloch 61b mit der Verdrahtung 60AB verbunden. Die untere Elektrode 20B ist durch ein Kontaktloch 62b mit der Verdrahtung 60AB verbunden.
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Dementsprechend weisen die Ansteuereinheiten 171AL und 171BL ihre obere Elektrode 40 und ihre untere Elektrode 20 auf, die durch die Verdrahtung 60AB mit dem Substrat 11 verbunden sind, so dass das Potential der oberen Elektrode 40 und der unteren Elektrode 20 gleich dem Potential des Substrats 11 gesetzt wird.
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Die Ansteuereinheit 171DL weist eine obere Elektrode 40D und eine untere Elektrode 20D auf. Die obere Elektrode 40D ist durch ein Kontaktloch 61d mit der Verdrahtung 60CD verbunden. Die untere Elektrode 20D ist durch ein Kontaktloch 62d mit der Verdrahtung 60CD verbunden. Die Verdrahtung 60CD, mit der die obere Elektrode 40D und die untere Elektrode 20D verbunden sind, ist durch ein Kontaktloch 63CD mit dem Substrat 11 verbunden.
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In der Ansteuereinheit 171CL ist die obere Elektrode 40C durch ein Kontaktloch 61c mit der Verdrahtung 60CD verbunden. Die untere Elektrode 20C ist durch ein Kontaktloch 62c mit der Verdrahtung 60CD verbunden.
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Dementsprechend weisen die Ansteuereinheiten 171CL und 171DL ihre obere Elektrode 40 und ihre untere Elektrode 20 auf, die durch die Verdrahtung 60CD mit dem Substrat 11 verbunden sind, so dass das Potential der oberen Elektrode 40 und der unteren Elektrode 20 gleich dem Potential des Substrats 11 gesetzt wird.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist die obere Elektrode 40B der Ansteuereinheit 171BL durch die Kontaktlöcher 61B und 61b mit dem Substrat 11 verbunden und die untere Elektrode 20B ist durch die Kontaktlöcher 62B und 62b mit dem Substrat 11 verbunden. Ferner ist die obere Elektrode 40C der Ansteuereinheit 171CL der vorliegenden Ausführungsform durch die Kontaktlöcher 61C und 61c mit dem Substrat 11 verbunden und die untere Elektrode 20C ist durch die Kontaktlöcher 62C und 62c mit dem Substrat 11 verbunden.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist sowohl die obere Elektrode 40 als auch die untere Elektrode 20 durch mehrere Verbindungspunkte mit dem Substrat 11 in dem piezoelektrischen Aktuator 10A verbunden, wodurch die Erzeugung eines ungleichmäßigen elektrischen Widerstands bei den Verbindungspunkten unterdrückt wird.
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12A bis 12F sind Zeichnungen, die die Signalformen der Ausgabe eines piezoelektrischen Sensors, der einen Winkel in Bezug auf die vertikale Achse detektiert, darstellen.
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Die 12A und 12D veranschaulichen die Signalformen der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195, die beobachtet werden, wenn die Spitze-Spitze-Potentialdifferenz einer Ansteuerspannung 10 Vp-p ist. 12B und 12E veranschaulichen die Signalformen der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195, die beobachtet werden, wenn die Spitze-Spitze-Potentialdifferenz einer Ansteuerspannung 20 Vp-p ist. Die 12C und 12F veranschaulichen die Signalformen der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195, die beobachtet werden, wenn die Spitze-Spitze-Potentialdifferenz einer Ansteuerspannung 40 Vp-p ist.
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Die 12A und 12B und 12C veranschaulichen Fälle, in denen der piezoelektrische Aktuator 10A nicht verwendet wird, und 12D, 12E und 12F veranschaulichen Fälle, in denen der piezoelektrische Aktuator 10A verwendet wird.
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Wie in den 12A, 12B und 12C dargestellt ist, weist die Signalform der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195 eine Verzerrung auf, die mit einer Zunahme der Ansteuerspannung zunimmt.
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Falls andererseits der piezoelektrische Aktuator 10A verwendet wird, tritt, wie in den 12D, 12E und 12F dargestellt ist, keine Verzerrung auf.
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Auf dieser Weise ist das in der Ausgabe des piezoelektrischen Sensors 195 enthaltene Rauschen in der optischen Abtastvorrichtung 100A der vorliegenden Erfindung verringert.
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Obwohl die vorliegende Ausführungsform anhand des Beispiels beschrieben worden ist, in dem die obere Elektrode 40 und die untere Elektrode 20 des piezoelektrischen Aktuators 10A mit dem Substrat 11 elektrisch verbunden sind, ist dies kein einschränkendes Beispiel. Zum Beispiel kann die mittlere Elektrode 30 mit dem Substrat 11, das als Masse dient, verbunden sein und es kann der oberen Elektrode 40 und der unteren Elektrode 20 ein Ansteuersignal zugeführt werden.
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Obwohl die Erfindung mit Bezug auf Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die Konfigurationen dieser Ausführungsformen beschränkt. Es können verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wobei diese in Übereinstimmung mit Anwendungen vorgenommen werden können.
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Die vorliegende Anmeldung beruht auf den
japanischen Prioritätsanmeldungen Nr. 2012-213500 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 27. September 2012, und Nr.
2013-174661 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 26. August 2013.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-217447 [0006]
- JP 2012-213500 [0112]
- JP 2013-174661 [0112]
