可移动装置的制作方法

1.本文中所述的实施例涉及一种可移动装置。


背景技术：

2.近年来，随着应用了半导体制造技术的微加工技术的发展，通过硅和玻璃的微制造生产的微机电系统(mems)的发展已经取得了进展。
3.例如，已知的mems装置的一个实例包括通过在晶片上形成设有反射表面和弹性梁的可移动单元而获得的可移动装置，其中通过在弹性梁上叠置薄压电材料而构造的驱动梁被配置成驱动(旋转)该可移动单元(例如参见ptl1)。
4.已知的是，二维光学偏转装置和使用该二维光学偏转装置的图像显示装置是用这种可移动装置实现的。


技术实现要素：

5.技术问题
6.为了提高机械驱动灵敏性并利用光偏转器(这种可移动装置的一个实例)获得大扫描角度，能想到增大用作包含在曲折结构中的振动梁的梁单元的长度。但是，在增大用作振动梁的梁单元的长度时，存在整个致动器的自然共振频率降低的问题。因此，机械强度降低，并且容易发生抖动。
7.本公开是鉴于上述问题做出的，本公开的目的是提供一种能够减轻自然共振频率的降低并能够获得大扫描角度的可移动装置。
8.问题的解决方案
9.根据本公开的一个方面的可移动装置包括：
10.包括被配置成反射光的反射镜的可移动单元；
11.包括第一端和第二端的支撑部，所述第一端连接至所述可移动单元，并且所述支撑部被配置成可摆动地支撑所述可移动单元；以及
12.连接至所述支撑部的第二端的固定单元，
13.其中所述支撑部包括：
14.多个梁单元；以及
15.至少一个连接所述多个梁单元的相邻梁单元的连接单元，
16.其中在所述支撑部在预定或给定的位置被分成两部分，并且这两部分包括较靠近所述固定单元的第一部分和较靠近所述可移动单元的第二部分的情况下，
17.在所述多个梁单元中，所述第一部分中的梁单元与所述第二部分中的梁单元相比具有更高的刚度，并且
18.所述第二部分中的梁单元比所述第一部分中的梁单元长。
19.本发明的有益效果
20.利用根据所公开的技术的可移动装置，能减轻自然共振频率的降低，并且能获得
大扫描角度。
附图说明
21.图1是示出光学扫描系统的示意图；
22.图2是光学扫描系统的硬件配置图；
23.图3是控制装置的功能框图；
24.图4是光学扫描系统的处理的一个实例的流程图；
25.图5是设有抬头显示装置的汽车的示意图；
26.图6是抬头显示装置的示意图；
27.图7是设有光学写入装置的成像装置的示意图；
28.图8是光学写入装置的示意图；
29.图9是设有lidar装置的汽车的示意图；
30.图10是lidar装置的示意图；
31.图11是激光头灯的构造的示意图；
32.图12是示出头戴式显示器的一个实例的示意图；
33.图13是示出头戴式显示器的一部分构造的一个实例的示意图；
34.图14是封装好的可移动装置的示意图；
35.图15是单轴光偏转器的平面图；
36.图16是沿着图15的点划线15a-15b截取的横截面图；
37.图17是两端支撑型光偏转器的平面图；
38.图18是根据第一实施例的光偏转器的平面图；
39.图19是根据第一实施例的光偏转器的横截面图；
40.图20是根据第一实施例的光偏转器的特性图；
41.图21是根据第一实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
42.图22是根据第一实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
43.图23是根据第一实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
44.图24是根据第一实施例的一种变化的包括单个支撑部的光偏转器的平面图；
45.图25是根据第一实施例的一种变化的包括三个支撑部的光偏转器的平面图；
46.图26是根据第一实施例的一种变化的包括四个支撑部的光偏转器的平面图；
47.图27是根据第一实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
48.图28是根据第一实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
49.图29是沿着图28的点划线28a-28b截取的横截面图；
50.图30是沿着图28的点划线28c-28d截取的横截面图；
51.图31是根据第一实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
52.图32是根据第一实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
53.图33是根据第二实施例的光偏转器的平面图；
54.图34是沿着图33的点划线18a-18b截取的横截面图；
55.图35是根据第二实施例的光偏转器的特性图；
56.图36是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
57.图37是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
58.图38是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
59.图39是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
60.图40是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
61.图41是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
62.图42是根据第二实施例的一种变化的包括单个支撑部的光偏转器的平面图；
63.图43是根据第二实施例的一种变化的包括三个支撑部的光偏转器的平面图；
64.图44是根据第二实施例的一种变化的包括四个支撑部的光偏转器的平面图；
65.图45是根据第二实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
66.图46是根据第二实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
67.图47是沿着图46的点划线31a-31b截取的横截面图；
68.图48是沿着图46的点划线31c-31d截取的横截面图；
69.图49是根据第二实施例的一种变化实施例的在角部具有不同曲率半径的连接单元的示意图；
70.图50是根据第二实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
71.图51是根据第二实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
72.图52是根据第三实施例的光偏转器的平面图；
73.图53是沿着图52的点划线4a-4b截取的横截面图；
74.图54是根据第三实施例的光偏转器的特性图；
75.图55是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
76.图56是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
77.图57是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
78.图58是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
79.图59是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
80.图60是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
81.图61是根据第三实施例的一种变化的包括三个支撑部的光偏转器的平面图；
82.图62是根据第三实施例的一种变化的包括四个支撑部的光偏转器的平面图；
83.图63是根据第三实施例的一种变化的光偏转器的平面图；
84.图64是根据第三实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；
85.图65是沿着图64的点划线16a-16b截取的横截面图；
86.图66是沿着图64的点划线16c-16d截取的横截面图；
87.图67是根据第三实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图；以及
88.图68是根据第三实施例的一种变化实施例的光偏转器的平面图。
具体实施方式
89.在下文中将详细说明本公开的实施例。
90.《光学扫描系统》
91.首先，参照图1至图4详细说明包括此实施例的可移动装置的光学扫描系统。
92.图1是示出光学扫描系统的一个实例的示意图。如图1所示，光学扫描系统10是用
于通过按照控制装置11的控制使可移动装置13的反射面14偏转从光源装置12发射的光而对扫描表面15进行光学扫描的系统。
93.光学扫描系统10包括控制装置11、光源装置12、以及包括反射面14的可移动装置13。
94.控制装置11是一个电路单元，该电路单元例如包括中央处理单元(cpu)、现场可编程门阵列(fpga)等。例如，可移动装置13包括反射面14，并且是能够移动反射面14的微机电系统(mems)装置。例如，光源装置12是发射激光的激光装置。例如，扫描表面15是屏幕。
95.控制装置11根据获得的光学扫描信息产生针对光源装置12和可移动装置13的控制指令，并且根据所述控制指令向光源装置12和可移动装置13输出驱动信号。
96.光源装置12根据接收到的驱动信号发光。可移动装置13根据接收到的驱动信号在单个轴向方向或两个轴向方向上移动反射面14。
97.因此，例如，利用控制装置11根据图像信息(即，光学扫描信息的一个实例)进行的控制，使可移动装置13的反射面14在两个轴向方向上在预定范围内往复移动，并且使从光源装置12发射的待入射到反射面14上的光偏转，并围绕给定的单个轴线进行光学扫描，使得任何给定的图像能够被投影到扫描表面15上。在后文中会说明此实施例的可移动装置的细节和控制装置的控制的细节。
98.下面将参照图2说明光学扫描系统10的一个实例的硬件配置。图2是光学扫描系统10的一个实例的硬件配置图。如图2所示，光学扫描系统10包括彼此电连接的控制装置11、光源装置12和可移动装置13。其中，控制装置11包括cpu 20、随机存取存储器(ram)21、只读存储器(rom)22、fpga 23、外部接口24、光源装置驱动器25和可移动装置驱动器26。
99.cpu 20是通过将程序和数据从存储装置(例如rom 22等)读取到ram 21中并进行处理来实施控制装置11的总体控制和功能的算术处理装置。
100.ram 21是临时存储程序和数据的易失性存储装置。
101.rom 22是即使在电源关闭时也能存留程序和数据的非易失性存储装置，并且它存储着cpu 20为了控制光学扫描系统10的功能而执行的处理程序和数据。
102.fpga 23是用于根据cpu 20的处理输出适合于光源装置驱动器25和可移动装置驱动器26的控制信号的电路。
103.例如，外部接口24是用于与外部设备、网络等通信的接口。外部设备的例子包括主机设备(例如pc(个人计算机))和存储设备(例如usb存储器、sd卡、cd、dvd、hdd、ssd等)。网络的例子包括汽车的can(控制器区域网)、lan(局域网)、互联网等。外部接口24可被配置成能够与外部设备连接或通信，并且可为每个外部设备提供专用的外部接口24。
104.光源装置驱动器25是根据接收到的控制信号向光源装置12输出驱动信号(例如驱动电压)的电路。
105.可移动装置驱动器26是根据接收到的控制信号向可移动装置13输出驱动信号(例如驱动电压)的电路。
106.在控制装置11中，cpu 20经由外部接口24从外部设备或网络获得光学扫描信息。控制装置11可被配置成使得cpu 20获得光学扫描信息。例如，该光学扫描信息可存储在控制装置11中的rom 22和fpga 23中。或者，可在控制装置11中设置存储装置(例如ssd)，并且所述光学扫描信息可被配置成存储在该存储装置中。
107.在这种情况下，所述光学扫描信息是指示如何对扫描表面15进行光学扫描的信息。例如，在通过光学扫描显示图像的情况下，所述光学扫描信息是图像数据。例如，在通过光学扫描进行光学写入的情况下，所述光学扫描信息是指示写入顺序和写入位置的写入数据。例如，在通过光学扫描进行物体识别的情况下，所述光学扫描信息是指示为了识别物体而发光的发光定时和发光范围的发光数据。
108.控制装置11可利用cpu 20的指令和图2所示的硬件配置来实现在下文中说明的功能配置。
109.下面将参照图3说明光学扫描系统10的控制装置11的功能配置。图3是光学扫描系统10的控制装置11的一个实例的功能框图。
110.如图3所示，控制装置11包括作为功能部件的控制单元30和驱动信号输出单元31。
111.例如，控制单元30由cpu 20、fpga 23等实现。控制单元30从外部设备获得光学扫描信息，将该光学扫描信息转换成控制信号，并将转换后的控制信号输出到驱动信号输出单元31。例如，控制单元30从外部设备等获得图像数据作为光学扫描信息，通过执行预定的处理从图像数据产生控制信号，并将产生的控制信号输出到驱动信号输出单元31。驱动信号输出单元31由光源装置驱动器25、可移动装置驱动器26等实现。驱动信号输出单元31根据接收到的控制信号向光源装置12或可移动装置13输出驱动信号。
112.驱动信号是用于控制光源装置12或可移动装置13的驱动的信号。例如，在光源装置12中，驱动信号是用于控制光源的发光定时和发光强度的驱动电压。例如，在可移动装置13中，驱动信号是用于控制可移动装置13的反射面14的移动的定时和可移动范围的驱动电压。
113.下面将参照图4说明光学扫描系统10对扫描表面15进行光学扫描的处理。图4是光学扫描系统的处理的一个实例的流程图。
114.在步骤s11中，控制单元30从外部设备等获得光学扫描信息。
115.在步骤s12中，控制单元30根据获得的光学扫描信息产生控制信号，并将产生的控制信号输出到驱动信号输出单元31。
116.在步骤s13中，驱动信号输出单元31根据接收到的控制信号向光源装置12和可移动装置13输出驱动信号。
117.在步骤14中，光源装置12根据接收到的驱动信号发光。此外，可移动装置13根据接收到的驱动信号移动反射面14。随着光源装置12和可移动装置13的操作，使光在任何给定方向上偏转，并进行光学扫描。
118.在此实施例的光学扫描系统10中，控制装置11具有控制光源装置12和可移动装置13这两者的功能，但是也可单独设置用于光源装置12的控制装置和用于可移动装置13的控制装置。
119.在上述光学扫描系统10中，控制装置11包括用于光源装置12和可移动装置13的控制单元30的功能和驱动信号输出单元31的功能，但是这些功能可在独立的装置中提供。例如，具有驱动信号输出单元31的驱动信号输出装置可与具有控制单元30的控制装置11分开设置。在光学扫描系统10中，用于偏转光的光学偏转系统可由控制装置11和具有反射面14的可移动装置13构成。
120.《图像投影装置》
121.下面将参照图5和图6详细说明包括此实施例的可移动装置的图像投影装置。
122.图5是设有抬头显示装置500的汽车400的示意图。抬头显示装置500是图像投影装置的一个实例。图6是抬头显示装置500的示意图。
123.图像投影装置是用于通过光学扫描投影图像的装置，例如是抬头显示装置。
124.例如，如图5所示，抬头显示装置500布置在汽车400的挡风玻璃(例如挡风玻璃401)附近。从抬头显示装置500发出的投影光被挡风玻璃401反射并传播到观察者(即，用户、驾驶员402)。因此，驾驶员402能看到由抬头显示装置500作为虚像投影的图像等。例如，可在挡风玻璃的内表面上设置叠像镜，以使用户能够利用由叠像镜发出的投影光在视觉上识别虚像。
125.如图6所示，在抬头显示装置500中，红色、绿色和蓝色激光源501r、501g、501b发射激光。发射的激光穿过入射光学系统，并被包括反射面14的可移动装置13偏转，该入射光学系统包括为各个激光源提供的准直透镜502、503、504、两个分色镜505、506和光量调节单元507。然后，被偏转的激光穿过包括自由曲面镜509、中间屏幕510和投影镜511的投影光学系统，从而被投影到屏幕上。在抬头显示装置500中，激光源501r、501g、501b、准直透镜502、503、504和分色镜505、506被光学外壳整合为光源单元530。
126.抬头显示装置500将显示在中间屏幕510上的中间图像投影到汽车400的挡风玻璃401上，使得驾驶员402能够在视觉上将中间图像识别为虚像。
127.从激光源501r、501g、501b发射的相应颜色的激光分别被准直透镜502、503、504变成基本平行的光线，并被用作组合单元的两个分色镜505、506组合。组合的激光的光量被光量调节单元507调节，然后，利用包括反射面14的可移动装置13以二维方式移动组合的激光来产生投影光l，以进行扫描。自由曲面镜509反射投影光l以校正投影光l的畸变，校正后的投影光l被聚集在中间屏幕510上，由此显现中间图像。中间屏幕510由微透镜阵列构成，该微透镜阵列中的微透镜是二维地排列的，入射在中间屏幕510上的投影光l被以微透镜为单位放大。
128.可移动装置13在两个轴向方向上往复移动反射面14，从而以二维方式使入射在反射面14上的投影光l进行扫描。与激光源501r、501g、501b的发光定时同步地进行可移动装置13的驱动控制。
129.在上文中说明了作为图像投影装置的一个实例的抬头显示装置500，但是图像投影装置可以是通过使用具有反射面14的可移动装置13进行光学扫描来投影图像的装置。例如，也可按类似的方式将图像投影装置实现为放置在桌子等结构上的投影仪，以向显示屏上投影图像，或者实现为安装在附着至观察者的头部等部位的安装构件上的头戴式显示装置，以向安装构件的透明反射屏幕上投影图像，或者向作为屏幕的眼睛视网膜上投影图像，等等。
130.图像投影装置不仅可以安装在车辆和安装构件上，而且可以安装在移动物体上，例如飞机、船舶、可移动的机器人等，还可以安装在不可移动的物体上，例如工作机器人，例如用于对操纵目标进行操纵而不离开原位的机械手。
131.应说明的是，抬头显示装置500是“抬头显示器”的一个实例。汽车400是“车辆”的一个实例。
132.《光学写入装置》
133.下面将参照图7和图8详细说明包括此实施例的可移动装置13的光学写入装置。
134.图7是设有光学写入装置600的成像装置的示意图。图8是光学写入装置的示意图。
135.如图7所示，光学写入装置600作为成像装置的一个组成构件。成像装置例如可以是具有采用激光的打印机功能的激光打印机650。在成像装置中，光学写入装置600利用一个或多个激光束扫描作为扫描表面15的感光鼓，以通过光学方式将图像写入感光鼓。
136.如图8所示，在光学写入装置600中，从光源装置12(例如激光装置)发射的激光穿过成像光学系统601(例如准直透镜等)，然后激光被包括反射面14的可移动装置13在单个轴向方向或两个轴向方向上偏转。随后，被可移动装置13偏转的激光穿过包括第一透镜602a、第二透镜602b和反射镜单元602c的扫描光学系统602，从而发射到扫描表面15(例如感光鼓和感光纸)上，以进行光学写入。扫描光学系统602在扫描表面15上形成光斑形状的光束。光源装置12和包括反射面14的可移动装置13在控制装置11的控制下被驱动。
137.通过这种方式，光学写入装置600可用作具有激光打印机功能的成像装置的一个组成构件。光学写入装置600还可用作诸如激光标记装置等成像装置的组成构件，通过控制扫描光学系统，该激光标记装置不仅在单个轴向方向上偏转激光，而且在两个轴向方向上偏转激光，以利用激光扫描和加热热介质，从而在热介质上打印。
138.与旋转多面镜相比，用于光学写入装置的具有反射面14的可移动装置13消耗的驱动功率较少，因此有利于节省光学写入装置的功耗。此外，与旋转多面镜相比，由可移动装置13的振动引起的风噪声较小，因此可移动装置13有利于提高光学写入装置的静音性。此外，与旋转多面镜相比，光学写入装置占据的空间小得多，并且由可移动装置13产生的热量可忽略不计，因此，很容易减小光学写入装置的尺寸。因此，用于光学写入装置的具有反射面14的可移动装置13有利于减小成像装置的尺寸。
139.《物体识别装置》
140.下面将参照图9和图10详细说明包括本实施例的可移动装置的物体识别装置。
141.图9是设有lidar(激光成像检测和测距)装置的汽车的示意图。lidar装置是物体识别装置的一个实例。图10是lidar装置的示意图。
142.物体识别装置是用于识别目标方向上的物体的装置，例如是lidar装置。
143.如图9所示，lidar装置700例如安装在汽车701上，以通过在目标方向上进行光学扫描并接收由存在于目标方向上的目标物体702反射的光来识别目标物体702。
144.如图10所示，从光源装置12发射的激光穿过包括准直透镜703和平面镜704的入射光学系统。准直透镜703用于将发散光线变成基本平行的光线。然后，利用包括反射面14的可移动装置13使激光在单个轴向方向或两个轴向方向上进行扫描。然后，激光穿过投影激光器705(即，投影光学系统等)，并且用穿过投影激光器705的激光照射lidar装置700前面的目标物体702。控制装置11控制并驱动光源装置12和可移动装置13。由目标物体702反射的反射光被光学检测器709以光学方式检测。具体而言，反射光穿过准直透镜706(即，入射光检测和接收光学系统等)，从而被图像采集装置707接收，并且图像采集装置707向信号处理电路708输出检测信号。信号处理电路708对接收的检测信号进行预定处理(例如二值化、噪声处理等)，并将结果输出至距离测量电路710。
145.距离测量电路710根据光源装置12发射激光的时间点与光学检测器709接收激光的时间点之间的时间差或者根据由图像采集装置707接收的图像的每个像素中的相位差识
别目标物体702的存在，并且还计算关于距目标物体702的距离的距离信息。
146.与多面镜相比，包括反射面14的可移动装置13更不易损坏，并且尺寸小。因此，包括反射面14的可移动装置13能提供具有高耐用性的紧凑雷达装置。这样的lidar装置例如安装在车辆、飞机、船只、机器人等上面，并且该lidar装置能通过对预定范围进行光学扫描来识别障碍物的存在和距障碍物的距离。
147.物体识别装置在上文中是以lidar装置700为例说明的，因此不限于在上文中说明的实施例。物体识别装置可以是通过使控制装置11控制具有反射面14的可移动装置13并使光学检测器接收反射光来进行光学扫描从而识别目标物体702的装置。
148.例如，在下列装置中也可类似地使用物体识别装置：(i)通过根据对手或脸进行光学扫描而获得的距离信息计算物体信息(例如形状)并参考记录来识别目标物体的生物特征认证装置、(ii)通过在目标范围内进行光学扫描来识别入侵物体的安全传感器、(iii)根据通过进行光学扫描而获得的距离信息计算并识别物体信息(例如形状)并将该物体信息作为三维数据输出的三维扫描仪，等等。
149.《激光头灯》
150.下面将参照图11说明包括此实施例的可移动装置的汽车的激光头灯50。图11是用于说明激光头灯50的构造的一个实例的示意图。
151.激光头灯50包括控制装置11、光源装置12b、包括反射面14的可移动装置13、反射镜51和透明板52。
152.光源装置12b是发射蓝色激光的光源。从光源装置12b发射的光入射到可移动装置13上，并被反射面14反射。可移动装置13根据由控制装置11给出的信号在xy方向上移动反射面，并使从光源装置12b发射的蓝色激光在xy方向上进行二维扫描。
153.来自可移动装置13的扫描光被反射镜51反射，并入射到透明板52上。透明板52的前表面或后表面覆有黄色荧光物质。在由反射镜51反射的蓝色激光穿过透明板52上的黄色荧光物质涂层时，蓝色激光变成在被规定为头灯颜色的合法范围内的白光。结果，汽车前方的区域被穿过透明板52的白光照亮。
154.在来自可移动装置13的扫描光穿过透明板52的荧光物质时，该扫描光被散射。这减轻了对汽车前方的照明目标的眩光。
155.在可移动装置13用于汽车的头灯的情况下，光源装置12b和荧光物质的颜色分别不限于蓝色和黄色。例如，光源装置12可配置成发射近紫外光，并且透明板52可覆有光的三原色(即，蓝、绿和红)的荧光物质的均匀混合物。即使在这种情况下，穿过透明板52的光也能被转换成白光，并且汽车前方的区域能被白光照亮。
156.《头戴式显示器》
157.下面将参照图12和图13说明包括此实施例的可移动装置的头戴式显示器60。在此，头戴式显示器60是可戴在人的头部上的头戴式显示器，并且例如可构造成类似于眼镜的形状。头戴式显示器在下文中被简称为hmd。
158.图12是示出hmd 60的一个实例的示意图。在图12中，hmd 60由基本对称地设置在左右两侧的一对前部60a和一对镜腿部60b构成。前部60a例如可由导光板61构成。在镜腿部60b中可设有光学系统、控制装置等。
159.图13是hmd 60的一部分构造的一个实例的示意图。虽然图13示出了用于左眼的构
造，但是hmd 60也具有用于右眼的相同构造。
160.hmd 60包括控制装置11、光源单元530、光量调节单元507、包括反射面14的可移动装置13、导光板61和半反射镜62。
161.如上文所述，光源单元530是通过使用光学外壳将激光源501r、501g、501b、准直透镜502、503、504和分色镜505、506整合而获得的。在光源单元530中，从激光源501r、501g、501b发射的三种颜色的激光被作为组合单元的分色镜505、506组合。光源单元530发射组合的平行光线。
162.来自光源单元530的光的光量由光量调节单元507调节，然后，光入射在可移动装置13上。可移动装置13根据由控制装置11给出的信号在xy方向上移动反射面14，以使从光源单元530发射的光进行二维扫描。与激光源501r、501g、501b的发光定时同步地驱动和控制可移动装置13，以产生形成彩色图像的扫描光。
163.从可移动装置13发射的扫描光进入导光板61。导光板61通过在内壁表面上反射扫描光来将扫描光导引至半反射镜62。导光板61由对扫描光的波长透明的树脂等材料制成。
164.半反射镜62将来自导光板61的光反射至hmd 60的背面，以向hmd 60的佩戴者63的眼睛方向发射光。半反射镜62例如具有自由曲面形状。通过在半反射镜62处的反射，在佩戴者63的视网膜上形成扫描光的图像。或者，通过半反射镜62处的反射和眼球中的晶状体的透镜效应，在佩戴者63的视网膜上形成图像。通过半反射镜62处的反射，图像的空间畸变得到了校正。佩戴者63能看到通过在xy方向上进行的光扫描形成的图像。
165.利用半反射镜62，佩戴者63能看到由来自外部的光形成的图像和由扫描光以叠加的方式形成的图像。或者，可设置反射镜来代替半反射镜62，以阻隔来自外部的光，从而hmd 60被配置成使佩戴者仅能看到由扫描光形成的图像。
166.《封装》
167.下面将参照图14说明此实施例的可移动装置的封装。
168.图14是封装好的可移动装置的示意图。
169.如图14所示，可移动装置13被附接至设置在封装构件801内的附接构件802，并且被密封并遮盖封装构件801的一部分的透明构件803封装。此外，使用诸如氮气等惰性气体对封装进行密封。这减轻了可移动装置13因氧化而发生的劣化，并且提高了抵抗环境变化(例如温度变化)的耐久性。
170.下面将参照附图说明在上述光学偏转系统、光学扫描系统、图像投影装置、光学写入装置、物体识别装置、激光头灯和头戴式显示器中使用的此实施例的可移动装置的细节。在附图中，相同的组成元件可能以相同的附图标记表示，并且可能省略了相关的重复说明。
171.在实施例的说明中，以第一轴线作为旋转中心进行的光学扫描被称为副扫描，以第二轴线作为旋转中心进行的光学扫描被称为主扫描。在实施例中，“旋转”、“摆动”和“移动”被假定为同义词。此外，在由箭头指示的方向之中，x方向是平行于第一轴线的方向，y方向是平行于第二轴线的方向，z方向是垂直于xy平面的方向。z方向是“叠置方向”的一个例子。
172.《第一实施例》
173.首先说明单轴光偏转器(即，可移动装置)。图15是能够围绕第一轴线摆动的两端支撑型光偏转器900的平面图。如图15所示，例如，光偏转器900包括圆形的反射镜单元901、
形成在反射镜单元901的基板的 z表面上的镜反射面902等。例如，反射镜单元901由硅层制成。反射镜单元901例如可由氧化材料、无机材料或有机材料制成。反射镜单元901例如可由多种材料或相同材料构成的多层制成。镜反射面902例如由包含铝、金、银等的金属薄膜或多层膜制成。在反射镜单元901的基板的-z表面上可形成有用于加强反射镜单元的肋结构。所述肋例如由硅支撑层和氧化硅层制成，并且减少由移动引起的反射镜单元901和镜反射面902的畸变失真。
174.包括反射镜单元901和镜反射面902的可移动单元903由构成一对致动器的支撑部904a、904b可旋转地支撑。具体而言，支撑部904a、904b之中的每一个的一个端部(第一端)经由可移动单元连接单元905连接至可移动单元903。支撑部904a、904b之中的每一个的与所述端部相反的另一个端部(第二端)连接至固定单元908。
175.在图15中，固定单元908被形成为框架形状，但是固定单元908不一定必须形成为框架形状。固定单元908可具有用于向可移动单元903施加变形的致动器，或者可连接至用于移动固定单元908的致动器。支撑部904a、904b设有沿y方向延伸的多个梁单元915。相邻的梁单元915通过交替地布置在 y侧和-y侧的连接单元916连接，以形成曲折结构。
176.具体而言，支撑部904a、904b具有曲折结构(波纹管结构)，在该曲折结构中，沿y方向延伸的梁单元915通过连接单元916连接，使得梁单元915折回。在各个梁单元915的 z表面上交替地设有压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b。固定单元908设有电接触电极端子909。设有电线(未示出)以将电接触电极端子909与压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b连接。电压信号被输入至电接触电极端子909，以经由电线将电压信号施加至压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b，使得包括反射镜单元901的可移动单元903能够围绕第一轴线(即，图1的x轴)旋转。
177.在光偏转器900中，梁单元915在y方向上的长度被形成为彼此基本相同，并且梁单元915的 y端部和-y端部在x轴方向上对准。
178.图16是沿着图15的点划线15a-15b截取的横截面图。具有曲折结构的支撑部904a的梁单元915和可移动单元连接单元905的基板由弹性硅层930制成。此外，梁单元915和可移动单元连接单元905的基板具有刚性，并且可由能够通过半导体工艺加工的任何材料制成，例如无机材料、有机材料、金属玻璃等。或者，梁单元915和可移动单元连接单元905的基板可具有包括由多种材料制成的多个层的多层结构。
179.构成压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b的压电驱动单元是通过在弹性硅层930的 z表面上依次叠置下电极931、压电层932和上电极933而形成的。下电极931和上电极933例如由金(au)或铂(pt)制成。压电层932例如由pzt(锆钛酸铅)(即，一种压电材料)制成。但是，压电层932也可由其它压电材料制成，并且不限于任何特定类型。压电驱动单元可具有包括多个叠置的压电层并包括中间电极的结构。压电驱动单元是电连接至外部控制装置的压电致动器，并且被配置成通过施加电压来驱动。压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b之中的压电驱动单元可覆有由氧化硅等制成的绝缘膜(未示出)，并且在绝缘膜的 z表面上可形成有电线。
180.可移动单元连接单元905包括硅层930、叠置在硅层930的-z表面上的层间膜941和支撑层942。层间膜941由绝缘膜(例如氧化硅)形成。支撑层942由单晶硅制成，但是支撑层942不限于硅，只要支撑层942能够支撑硅层390并将硅层930保持固定就位即可。在可移动
单元903、连接单元916和可移动单元连接单元905的 z表面上可形成有绝缘膜和电线(未示出)。
181.在具有如图15所示的结构的单轴光偏转器中，向压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b中的压电驱动单元施加电压，使得可移动单元903能够围绕第一轴线旋转。
182.为了改善具有如图15所示的结构的单轴光偏转器中的反射镜的偏转角，能想到增加用作构成曲折结构的振动梁的梁单元915的长度。但是，在增大用作振动梁的梁单元915的长度时，整个致动器的自然共振频率降低。因此，机械强度降低，并且易于发生抖动。
183.因此，需要一种能够减轻自然共振频率的降低并且能够获得大扫描角度的光偏转器。
184.下面将说明双轴光偏转器。图17是光偏转器950的平面图，该光偏转器是双端支撑型的，并且能够围绕第一轴线和第二轴线摆动。在双轴光偏转器中，在以机械共振频率振动的共振振动下，通常驱动光偏转器950围绕一个轴线摆动，而在非共振振动下，通常驱动光偏转器950围绕另一个轴线摆动。
185.在如图17所示的光偏转器950中，包括反射镜单元901和镜反射面902的可移动单元953由构成一对致动器的支撑部904a、904b支撑。可移动单元953的一端连接至反射镜单元901，可移动单元953的另一端连接至可移动单元梁957a、957b。光偏转器950包括支撑反射镜单元901的扭转梁956a、956b，从而反射镜单元901在第二轴向方向上介于扭转梁956a、956b之间。可移动单元梁957a、957b的两端以框架形状连接至可移动单元953的内侧，从而扭转梁956a、956b介于可移动单元梁957a、957b之间。
186.例如，在扭转梁956a、956b的扭转共振频率被设定为大约20khz的情况下，共振频率附近的驱动信号被输入到设置在连接至扭转梁956a、956b的可移动单元梁957a、957b的 z表面上的压电驱动单元。结果，可移动单元梁957a、957b振动，以在扭转梁956a、956b中引起机械共振的扭转，使得可移动单元953能够围绕第二轴线(即，图1的y轴)振动。此外，通过将这种围绕第二轴线的振动与利用曲折结构的支撑部904a、904b实现的可移动单元953围绕第一轴线的摆动相结合，可进行李萨如扫描和光栅扫描。
187.还希望如图17所示的双轴光偏转器950能够减轻自然共振频率的降低并获得大扫描角度。
188.(光偏转器)
189.下面将说明第一实施例的光偏转器100(即，可移动装置)。图18是光偏转器100的平面图，该光偏转器100是双端支撑型的，并且能够使可移动单元103围绕第一轴线(旋转轴线)(即，图18的x轴)摆动。此实施例的光偏转器100是如图18所示的单轴光偏转器。
190.如图18所示，例如，光偏转器100包括圆形的反射镜单元101、形成在反射镜单元101的基板的 z表面上的镜反射面102等。例如，反射镜单元101由硅层制成。反射镜单元101例如可由氧化材料、无机材料或有机材料制成。反射镜单元101例如可由多种材料或相同材料构成的多层制成。镜反射面102例如由包含铝、金、银等的金属薄膜或多层膜制成。在反射镜单元101的基板的-z表面上可形成有用于加强反射镜单元的肋结构。所述肋例如由硅支撑层和氧化硅层制成，并且减少由移动引起的反射镜单元101和镜反射面102的畸变失真。
191.基本上为圆形并包括反射镜单元101和镜反射面102的可移动单元103由构成一对致动器的支撑部104a、104b可旋转地支撑。具体而言，支撑部104a、104b之中的每一个的一
个端部(第一端)经由可移动单元连接单元105连接至可移动单元103。支撑部104a、104b之中的每一个的与所述端部相反的另一个端部(第二端)连接至固定单元108。
192.在图15中，固定单元108被形成为框架形状，但是固定单元108不一定必须形成为框架形状。支撑部104a、104b设有多个梁单元115。相邻的梁单元115通过交替地布置在 y侧和-y侧的连接单元116连接，以形成曲折结构。应说明的是，反射镜单元101和可移动单元103可被形成为椭圆形或多边形。
193.支撑部104a、104b中的梁单元115被形成为弧形，其中心与大致圆形的可移动单元103的中心重合，并且这些支撑部被形成为在y方向上具有相同的宽度。
194.具体而言，如图18所示，连接多个梁单元115的 y端部的线l1被形成为与第一轴线平行，连接多个梁单元115的-y端部的线l2被形成为与第一轴线平行。此外，连接将梁单元115连接在一起的连接单元116的 y端部的线l3被形成为与第一轴线平行，连接将梁单元115连接在一起的连接单元116的-y端部的线l4被形成为与第一轴线平行。
195.在支撑部104a、104b中，多个梁单元115之中的梁单元115越靠近可移动单元103，该梁单元115的曲率半径就越小。例如，在支撑部104a中，最靠近固定单元108且最远离可移动单元103的梁单元115的曲率半径r12大于最靠近可移动单元103的梁单元115的曲率半径r11。由于梁单元115在y方向上的宽度相同，因此具有小曲率半径r11且最靠近可移动单元103的梁单元115的长度大于具有大曲率半径r12且最靠近固定单元108的梁单元115的长度。
196.较长的梁单元115更容易移动，而较短的梁单元115具有更高的刚度，并且不太容易移动。在本公开中，使用了术语“刚度”。术语“刚度”指对由施加到梁单元上的特定力引起的运动的抵抗程度。换句话说，在施加一定的力时，与刚度较小的梁单元相比，刚度较大的梁单元更不容易移动。
197.因此，在此实施例的光偏转器100中，支撑部104a、104b的多个梁单元115之中的梁单元115距可移动单元103越远，该梁单元115就越短，因而其刚度就越大。具体而言，若支撑部104a、104b在预定或给定位置被分成两个部分，则较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115长，并且较靠近固定单元108的梁单元115的刚度比较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度高。
198.在图18中，可移动单元103由设置在可移动单元103的 x侧和-x侧的两个支撑部104a、104b支撑，但是如在后文中参照图24所述，可移动单元103也可由单个支撑部支撑，以围绕第一轴线旋转。
199.通过上述方式，支撑部104a、104b构成曲折结构，在该曲折结构中，弧形形状的梁单元115通过连接单元116连接，从而梁单元115折回。在各个梁单元115的 z表面上交替地设有压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b。固定单元108设有电接触电极端子109。设有电线(未示出)以将电接触电极端子109与压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b连接。电压信号被输入至电接触电极端子109，以经由电线将电压信号施加至压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b中的压电驱动单元，使得包括反射镜单元101的可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
200.图19是沿着图18的点划线18a-18b截取的横截面图。具有曲折结构的支撑部104a的梁单元115的基板由弹性硅层130制成。此外，梁单元115的基板具有刚性，并且可由能够
通过半导体工艺加工的任何材料制成，例如无机材料、有机材料、金属玻璃等。或者，梁单元115的基板可具有包括由多种材料制成的多个层的多层结构。
201.构成压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b的压电驱动单元是通过在弹性硅层133的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。下电极131和上电极133例如由金(au)或铂(pt)制成。压电层132例如由pzt(锆钛酸铅)(即，一种压电材料)制成。但是，压电层132也可由其它压电材料制成，并且不限于任何特定类型。压电驱动单元可具有包括多个叠置的压电层并包括中间电极的结构。压电驱动单元是电连接至外部控制装置的压电致动器，并且被配置成通过施加电压来驱动。压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b之中的压电驱动单元可覆有由氧化硅等制成的绝缘膜(未示出)，并且在绝缘膜的 z表面上可形成有电线。
202.可移动单元连接单元105依次包括硅层130、叠置在硅层130的-z表面上的层间膜和硅支撑层。层间膜由绝缘膜(例如氧化硅)形成。支撑层由单晶硅制成，但是支撑层不限于硅，只要支撑层能够支撑硅层130并将硅层130保持固定就位即可。在可移动单元103、连接单元116和可移动单元连接单元105的 z表面上可形成有绝缘膜和电线(未示出)。
203.在具有如图18所示的结构的单轴光偏转器中，向压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b中的压电驱动单元施加电压，使得可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
204.在此实施例中，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115短，并具有更高的刚度。因此，构成致动器的支撑部104a、104b的整个长度增加，并且较靠近固定单元108的梁单元115的刚度较高。因此，能获得大扫描角度，同时提高了抵抗共振的机械强度。应说明的是，与在较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度高于较靠近固定单元108的梁单元115的刚度的情况相比，在较靠近固定单元108的梁单元115的刚度高于较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度的情况下，抵抗共振的机械强度更高。
205.图20示出了在如图15所示的光偏转器中和如图18所示的此实施例的光偏转器中第一模式的共振频率与反射镜的偏转角度(即，可移动单元103的摆动角度)之间的关系。第一模式的共振频率是共振频率中最低的共振频率。反射镜的偏转角度与反射镜的扫描角度对应。如图20所示，在如图18所示的此实施例的光偏转器中，第一模式的共振频率和反射镜的偏转角度均高于如图15所示的光偏转器中的相应数值。
206.如图18所示，在此实施例的光偏转器100中，连接多个梁单元115的 y端部的线l1被形成为与第一轴线平行，并且连接多个梁单元115的-y端部的线l2被形成为与第一轴线平行。通过这种方式，第一轴线与对旋转力矩有贡献的梁单元115的端部之间的宽度是恒定的，从而旋转力能被高效地传递至可移动单元103。具体而言，除非第一轴线与梁单元115的端部之间的宽度是恒定的，否则在各个梁单元115中，对偏转角度有贡献的振动会变得异相，并且在偏转角度增大时，这些异相的振动导致非线性振动，由此导致旋转不稳定。因此，为了围绕第一轴线稳定地旋转可移动单元103，第一轴线与梁单元115的端部之间的宽度优选是恒定的。
207.图21是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100a的平面图。图21的光偏转器100a包括分开的固定单元108。
208.图22是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100b的平面图。如图22所示，支撑部104a、104b可被形成为使得较靠近可移动单元103的梁单元115的y方向上
的端部之间的宽度较大，并且较靠近固定单元108的梁单元115的y方向上的端部之间的宽度较小。在这种情况下，在支撑部104a、104b中，较靠近可移动单元103的梁单元115的长度可比较靠近固定单元108的梁单元115的长度增加得更多。
209.在这种情况下，如图22所示，支撑部104a的形状优选使得连接 y侧连接单元116的端部的延长线l11与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l12之间的交点位于第一轴线上。虽然未示出，但是支撑部104b优选为扇形，其中连接 y侧连接单元116的端部的延长线与连接-y侧连接单元116的端部的延长线之间的交点位于第一轴线上。在支撑部104a、104b被形成为使得连接 y侧连接单元116的端部的延长线与连接-y侧连接单元116的端部的延长线之间的交点位于第一轴线上的情况下，可移动单元103能够以稳定的方式围绕第一轴线摆动。
210.图23是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100c的平面图。如图23所示，光偏转器100c可被形成为使得固定单元108与支撑部104a、104b之间的间隙减小。
211.图24是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100d的平面图。如图24所示，光偏转器100d可包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的单个支撑部104a。
212.图25是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100e的平面图。如图25所示，光偏转器100e可包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的三个支撑部，即，支撑部104c、104d、104e。图26是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100f的平面图。如图26所示，光偏转器100f可包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的四个支撑部，即，支撑部104f、104g、104h、104i。在分别如图25和图26所示的光偏转器100e、100f中，光的偏转方向不限于单个轴线。光可在多个轴向方向上偏转。
213.图27是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器150的平面图。如图27所示，光偏转器150是双轴光偏转器。
214.在如图27所示的光偏转器150中，包括反射镜单元101和镜反射面102的可移动单元153由构成一对致动器的支撑部104a、104b支撑。可移动单元153的一端连接至反射镜单元101，可移动单元153的另一端连接至可移动单元梁157a、157b。光偏转器150包括支撑反射镜单元101的扭转梁156a、156b，从而反射镜单元101在第二轴向方向上介于扭转梁156a、156b之间。可移动单元梁157a、157b的两端以框架形状连接至可移动单元153的内侧。
215.在此实施例中，可移动单元153的支撑方式使得可移动单元153能被可移动单元梁157a、157b共振地驱动。例如，在扭转梁156a、156b的扭转共振频率被设定为大约20khz的情况下，共振频率附近的驱动信号被输入到设置在连接至扭转梁156a、156b的可移动单元梁157a、157b的 z表面上的压电驱动单元。结果，可移动单元梁157a、157b振动，以在扭转梁156a、156b中引起机械共振的扭转，从而可移动单元梁157a、157b能够使反射镜单元101围绕第二轴线旋转。
216.在该双轴光偏转器中，由于支撑部104a、104b产生的振动的共振频率高并且偏转角大，因此能够减轻与可移动单元梁157a、157b产生的振动的振动混合。
217.在以上说明中，压电层132设置在构成致动器的支撑部104a、104b上，以实现压电
驱动。或者，在此实施例中，支撑部104a、104b可在电磁场的作用下变形以实现电磁驱动，或者可在支撑部104a、104b中形成梳状电极。可在构成梁的支撑部104a、104b上形成线圈或磁体阵列。可通过共振驱动或非共振驱动来驱动支撑部104a、104b。
218.《第一实施例的变化实施例》
219.下面将说明根据第一实施例的变化实施例的光偏转器(即，可移动装置)。在第一实施例的变化实施例中，在支撑部的梁单元中，不仅长度发生了改变，而且厚度和宽度也发生了改变。
220.图28是根据第一实施例的光偏转器100的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图28所示，此实施例的光偏转器的平面形状与图18所示的光偏转器的平面形状相同。设置在可移动单元103的x方向上的两侧的支撑部204a、204b之中的每一个均包括较靠近可移动单元103的梁单元215a和较靠近固定单元108的梁单元215b。梁单元215b比梁单元215a厚。
221.图29是沿着图28的点划线28a-28b截取的横截面图。如图29所示，较靠近固定单元108的两个梁单元215b是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。在硅层130的-z表面上依次叠置氧化硅层231和硅层232，并且叠置的硅层232的厚度例如是30微米至40微米。较靠近可移动单元103的两个梁单元215a是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的，但是梁单元215a不包括-z表面上的氧化硅层231和硅层232。因此，梁单元215b比梁单元215a短且厚。与第一实施例相比，梁单元215b具有比梁单元215a更高的刚度。虽然图28示出了具有依次叠置的两层(即，氧化硅层231和硅层232)的结构，但是也可在硅层130的-z表面上形成单层。
222.图30是沿着图28的点划线28c-28d截取的横截面图。如图30所示，连接两个梁单元215b的连接单元216b是通过在硅层130的-z表面上依次叠置氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234而形成的。与此相反，在连接两个梁单元215a的连接单元216a中，在硅层130的-z表面上未设置任何材料。通过这种方式，在固定单元108侧，在连接构成曲折结构的梁单元的连接单元的后表面上形成硅支撑层234等，并且已知这对于减少自然模式的不必要振动和提高每个梁单元的偏转效率是有效的。因此，较靠近固定单元108的连接单元216b的厚度大于较靠近可移动单元103的连接单元216a的厚度，由此能进一步增强本公开的效果。
223.虽然图30示出了在连接单元的后表面上依次形成有多个层(即，氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234)的结构，但是也可在连接单元的后表面上形成单个层。在这种情况下，当存在许多梁单元时，形成在连接单元的后表面上的层的厚度可朝着固定单元108相对增大，而朝着可移动单元103相对减小。
224.图31是根据第一实施例的光偏转器100的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图31所示，在x方向上从可移动单元103的两侧支撑可移动单元103的支撑部214a、214b中的梁单元225的宽度从可移动单元103到固定单元108是增大的。当梁单元225的宽度增大时，梁单元225的刚度提高。具体而言，从可移动单元103到固定单元108，支撑部214a、214b中的梁单元225的长度逐渐减小，并且支撑部214a、214b中的梁单元225的宽度逐渐增大。换句话说，在支撑部214a、214b中，较靠近可移动单元103的梁单元225的长度比较靠近固定单元108的梁单元225的长度大，并且较靠近固定单元108的梁单元225的刚度比较靠近可移动
单元103的梁单元225的刚度高。因此，能进一步增强本公开的效果。
225.图32是根据第一实施例的光偏转器100的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图32所示，连接较靠近固定单元108的梁单元115的连接单元316b被形成为比连接较靠近可移动单元103的梁单元115的连接单元316a宽。通过这种方式，在连接构成曲折结构的梁单元的连接单元中，较靠近固定单元108的连接单元316b的宽度大于较靠近可移动单元103的连接单元316a的宽度，从而能进一步增强本公开的效果。
226.《第二实施例》
227.下面将说明第二实施例的光偏转器100-2(即，可移动装置)。光偏转器100-2的构造类似于第一实施例的光偏转器100的构造，不同之处是梁单元115以与第一实施例不同的形状形成，如下文所述。在第二实施例中，与第一实施例对应的组成元件以与第一实施例相同的附图标记表示，并且适当地省略了相应的重复说明。图33是光偏转器100-2的平面图，该光偏转器100-2是双端支撑型的，并且能够使可移动单元103围绕第一轴线(旋转轴线)(即，图33的x轴)摆动。光偏转器100-2是如图33所示的单轴光偏转器。
228.支撑部104a、104b中的梁单元115被形成为弧形，该弧形的中心与大致圆形的可移动单元103的中心重合，并且，从可移动单元103到固定单元108，梁单元115的长度是逐渐增大的。因此，在平面图中(即，沿z方向看)，梁单元115的形状是从可移动单元103的中心向固定单元108凸出的弧形。因此，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。具体而言，若支撑部104a、104b在预定或给定位置被分成两部分，则较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。
229.在图33中，可移动单元103由设置在可移动单元103的 x侧和-x侧的两个支撑部104a、104b支撑，但是如在后文中参照图42所述，可移动单元103也可由单个支撑部支撑，以围绕第一轴线旋转。
230.通过上述方式，支撑部104a、104b构成曲折结构，在该曲折结构中，弧形形状的梁单元115通过连接单元116连接，从而梁单元115折回。在各个梁单元115的 z表面上交替地设有压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b。固定单元108设有电接触电极端子109。设有电线(未示出)以将电接触电极端子109与压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b连接。电压信号被输入至电接触电极端子109，以经由电线将电压信号施加至压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b，使得包括反射镜单元101的可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
231.图34是沿着图33的点划线18a-18b截取的横截面图。具有曲折结构的支撑部104a的梁单元115的基板由弹性硅层130制成。此外，梁单元115的基板具有刚性，并且可由能够通过半导体工艺加工的任何材料制成，例如无机材料、有机材料、金属玻璃等。或者，梁单元115的基板可具有包括由多种材料制成的多个层的多层结构。
232.构成压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b的压电驱动单元是通过在弹性硅层133的 z表面上叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。下电极131和上电极133例如由金(au)或铂(pt)制成。压电层132例如由pzt(锆钛酸铅)(即，一种压电材料)制成。但是，压电层132也可由其它压电材料制成，并且不限于任何特定类型。压电驱动单元可
具有包括多个叠置的压电层并包括中间电极的结构。压电驱动单元是电连接至外部控制装置的压电致动器，并且被配置成通过施加电压来驱动。压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b之中的压电驱动单元的 z侧可覆有由氧化硅等制成的绝缘膜(未示出)，并且在绝缘膜的 z表面上可形成有电线。
233.可移动单元连接单元105包括硅层130、叠置在硅层130的-z表面上的层间膜和硅支撑层。层间膜由绝缘膜(例如氧化硅)形成。支撑层由单晶硅制成，但是支撑层不限于硅，只要支撑层能够支撑硅层130并将硅层130保持固定就位即可。在可移动单元103、连接单元116和可移动单元连接单元105的 z表面上可形成有绝缘膜和电线(未示出)。
234.在具有如图33所示的结构的单轴光偏转器中，向压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b中的压电驱动单元施加电压，使得可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
235.在此实施例中，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。因此，构成致动器的支撑部104a、104b的整个长度增加，并且较靠近可移动单元103的梁单元115的重量较轻。因此，能获得大扫描角度，同时提高了抵抗共振的机械强度。
236.图35示出了在如图15所示的光偏转器中和如图33所示的此实施例的光偏转器中第一模式的共振频率与反射镜的偏转角度(即，可移动单元103的摆动角度)之间的关系。第一模式的共振频率是共振频率中最低的共振频率。反射镜的偏转角度与反射镜的扫描角度对应。如图35所示，在如图33所示的此实施例的光偏转器中，第一模式的共振频率和反射镜的偏转角度均高于如图15所示的光偏转器中的相应数值。
237.图36是根据第二实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器100-2a的平面图。图36的光偏转器100-2a包括分开的固定单元108。图37是根据第一实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器100-2b的平面图。如图37所示，光偏转器100-2b可被形成为使得固定单元108与支撑部104a、104b之间的间隙减小。
238.图38是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100-2c的平面图。如图38所示，支撑部104a优选为扇形，其中连接 y侧连接单元116的端部的延长线l1a与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l2a之间的交点位于第一轴线上。同样，支撑部104b优选为扇形，其中连接 y侧连接单元116的端部的延长线l1b与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l2b之间的交点位于第一轴线上。在支撑部104a、104b被形成为使得连接 y侧连接单元116的端部的延长线与连接-y侧连接单元116的端部的延长线之间的交点位于第一轴线上的情况下，可移动单元103能够稳定地围绕第一轴线摆动。
239.图39是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100-2d的平面图。如图38所示，光偏转器100-2d被形成为使得在支撑部104a、104b中，将一侧的连接单元116的端部连接起来的延长线l1与将另一侧的连接单元116的端部连接起来的延长线l2之间的交点与可移动单元103的中心重合。因此，可移动单元103能以更稳定的方式围绕第一轴线摆动。
240.图40是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100-2e的平面图。图41是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100-2f的平面图。如图40所示，在此实施例中，可移动单元103被形成为大致矩形形状，并且梁单元115被形成为沿y方向延伸的直线形状。图41是根据第一实施例的光偏转器100的一种变化的光偏转器100-2f
的平面图。如图41所示，梁单元115的一些部分被形成为沿y方向延伸的直线形状，梁单元115的其它部分被形成为弧形形状，该弧形的中心与可移动单元103的中心重合。即使采用这样的结构，较靠近固定单元108的梁单元115也比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115也比较靠近固定单元108的梁单元115轻。因此，构成致动器的支撑部104a、104b的整个长度增加，并且较靠近可移动单元103的梁单元115的重量较轻。因此，能获得大扫描角度，同时提高了抵抗共振的机械强度。
241.图42是根据第二实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器100-2g的平面图。如图42所示，光偏转器100-2g可包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的单个支撑部104a。
242.图43是根据第二实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器的平面图。如图43所示，该光偏转器包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的三个支撑部，即，支撑部104c、104d、104e。图44是根据第二实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器的平面图。如图44所示，该光偏转器可包括设置在固定单元108与可移动单元103之间的用于支撑可移动单元103的四个支撑部，即，支撑部104f、104g、104h、104i。在如图43和图44所示的光偏转器中，光的偏转方向不限于单个轴线。光可在多个轴向方向上偏转。
243.图45是根据第二实施例的光偏转器100-2的一种变化的光偏转器150-2的平面图。如图45所示，光偏转器150-2是双轴光偏转器。
244.在如图45所示的光偏转器150-2中，包括反射镜单元101和镜反射面102的可移动单元153由构成一对致动器的支撑部104a、104b支撑。可移动单元153的一端连接至反射镜单元101，可移动单元153的另一端连接至可移动单元梁157a、157b。光偏转器150-2包括支撑反射镜单元101的扭转梁156a、156b，从而反射镜单元101在第二轴向方向上介于扭转梁156a、156b之间。可移动单元梁157a、157b的两端以框架形状连接至可移动单元153的内侧。
245.在如图45所示的光偏转器150-2中，可移动单元153的支撑方式使得可移动单元153能被可移动单元梁157a、157b共振地驱动。例如，在扭转梁156a、156b的扭转共振频率被设定为大约20khz的情况下，共振频率附近的驱动信号被输入到设置在连接至扭转梁156a、156b的可移动单元梁157a、157b的 z表面上的压电驱动单元。结果，可移动单元梁157a、157b振动，以在扭转梁156a、156b中引起机械共振的扭转，从而可移动单元梁157a、157b能够使反射镜单元101围绕第二轴线旋转。此外，通过将这种围绕第二轴线的振动与利用曲折结构的支撑部104a、104b实现的可移动单元103围绕第一轴线的摆动相结合，可进行李萨如扫描和光栅扫描。
246.利用这种双轴光偏转器，即使由支撑部104a、104b产生的振动传播到可移动单元梁157a、157b，在支撑部104a、104b中，较靠近可移动单元153的梁单元115也比较靠近固定单元108的梁单元115更短并且更不容易变形。因此，支撑部104a、104b中的梁单元115的振动对可移动单元梁157a、157b的影响较小。
247.在以上说明中，压电层132设置在构成致动器的支撑部104a、104b上，以实现压电驱动。或者，在如图45所示的光偏转器150-2中，支撑部104a、104b可在电磁场的作用下变形以实现电磁驱动，或者可在支撑部104a、104b中形成梳状电极。可在构成梁的支撑部104a、104b上形成线圈或磁体阵列。可通过共振驱动或非共振驱动来驱动支撑部104a、104b。
248.《第二实施例的变化实施例》
249.下面将说明根据第二实施例的变化实施例的光偏转器(即，可移动装置)。在第二实施例的变化实施例中，在支撑部的梁单元中，不仅长度发生了改变，而且厚度和宽度也发生了改变。
250.图46是根据第二实施例的光偏转器100-2的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图46所示，此实施例的光偏转器的平面形状与图33所示的光偏转器的平面形状相同。设置在可移动单元103的x方向上的两侧的支撑部204a、204b之中的每一个均包括较靠近可移动单元103的梁单元215a和较靠近固定单元108的梁单元215b。梁单元215b比梁单元215a厚。
251.图47是沿着图46的点划线31a-31b截取的横截面图。如图47所示，较靠近固定单元108的两个梁单元215b是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。在硅层130的-z表面上依次叠置氧化硅层231和硅层232，并且叠置的硅层232的厚度例如是30微米至40微米。较靠近可移动单元103的两个梁单元215a是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的，但是梁单元215a不包括-z表面上的氧化硅层231和硅层232。因此，与第一实施例相比，梁单元215a比梁单元215b轻。虽然图47示出了具有依次叠置的两层(即，氧化硅层231和硅层232)的结构，但是也可在硅层130的-z表面上形成单层。
252.图48是沿着图46的点划线31c-31d截取的横截面图。如图48所示，连接两个梁单元215b的连接单元216b是通过在硅层130的-z表面上依次叠置氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234而形成的。与此相反，在连接两个梁单元215a的连接单元216a中，在硅层130的-z表面上未设置任何材料。通过这种方式，在固定单元108侧，在连接构成曲折结构的梁单元的连接单元的后表面上形成硅支撑层234等，并且已知这对于减少不必要的自然模式的振动和提高每个梁单元的偏转效率是有效的。因此，较靠近固定单元108的硅支撑层234等的厚度大于较靠近可移动单元103的硅支撑层234等的厚度，从而能进一步增强本公开的效果。
253.虽然图48示出了在连接单元的后表面上依次形成有多个层(即，氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234)的结构，但是也可在连接单元的后表面上形成单个层。在这种情况下，当存在许多梁单元时，形成在连接单元的后表面上的层的厚度可朝着固定单元108相对增大，而朝着可移动单元103相对减小。
254.图49是根据第二实施例的一种变化实施例的在角部具有不同曲率半径的连接单元的一个实例的示意图。如图49所示，较靠近可移动单元103的连接单元216a的角部217a的曲率半径可被形成为大于较靠近固定单元108的连接单元216b的角部217b的曲率半径。随着角部曲率半径的增大，用于形成角部的切口的尺寸也增大，因此重量能减轻。
255.图50是根据第二实施例的光偏转器100-2的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图50所示，在x方向上从可移动单元103的两侧支撑可移动单元103的支撑部214a、214b中的梁单元225的宽度从可移动单元103到固定单元108是增大的。在梁单元225的宽度增大时，重量增大。具体而言，从可移动单元103到固定单元108，支撑部214a、214b中的梁单元225的长度逐渐增大，并且支撑部214a、214b中的梁单元225的宽度逐渐增大。因此，在支撑部214a、214b中，较靠近固定单元108的梁单元225的重量比较靠近可移动单元103的梁单
元225的重量大，并且能进一步增强本公开的效果。
256.图51是根据第二实施例的光偏转器100-2的一个变化实施例的光偏转器的平面图。如图51所示，连接较靠近固定单元108的梁单元115的连接单元316b可被形成为比连接较靠近可移动单元103的梁单元115的连接单元316a宽。通过这种方式，在连接构成曲折结构的梁单元的连接单元中，较靠近固定单元108的连接单元316b的宽度大于较靠近可移动单元103的连接单元316a的宽度。因此，能进一步增强本公开的效果。
257.《第三实施例》
258.下面将说明第三实施例的光偏转器100-3(即，可移动装置)。光偏转器100-3的构造类似于第一和第二实施例的光偏转器100的构造，不同之处是梁单元115以与第一和第二实施例不同的形状形成，如下文所述。在第三实施例中，与第一和第二实施例对应的组成元件以与第一和第二实施例相同的附图标记表示，并且适当地省略了相应的重复说明。此外，在必要时，在第三实施例中会参照在第一和第二实施例中所参照的附图。
259.在说明第三实施例的光偏转器100-3之前，下面说明与第三实施例相关的技术。近年来，随着微加工技术的发展，mems(微机电系统)装置的发展取得了进展。例如，已知的mems装置的一个例子包括在ptl 1中说明的可移动装置。用这种可移动装置实现了二维光偏转装置和图像显示装置。为了提高机械驱动灵敏性并利用光偏转器(可移动装置的一个实例)获得大扫描角度，能想到增大用作构成曲折结构的振动梁的梁单元的长度。但是，在用作振动梁的梁单元的长度增加时，存在的一个问题是整个致动器的自然共振频率降低，因而机械强度降低并且易发生振动，存在的另一个问题是难以减小可移动装置的尺寸。
260.首先说明单轴光偏转器(即，可移动装置)。图15是光偏转器900的平面图，该光偏转器是双端支撑型的，并且能够围绕第一轴线摆动。如图15所示，例如，光偏转器900包括圆形的反射镜单元901、形成在反射镜单元901的基板的 z表面上的镜反射面902等。例如，反射镜单元901由硅层制成。反射镜单元901例如可由氧化材料、无机材料或有机材料制成。反射镜单元901例如可由多种材料或相同材料构成的多层制成。镜反射面902例如由包含铝、金、银等的金属薄膜或多层膜制成。在反射镜单元901的基板的-z表面上可形成有用于加强反射镜单元的肋结构。所述肋例如由硅支撑层和氧化硅层制成，并且减少由移动引起的反射镜单元901和镜反射面902的畸变失真。
261.包括反射镜单元901和镜反射面902的可移动单元903由构成一对致动器的支撑部904a、904b可旋转地支撑。具体而言，支撑部904a、904b之中的每一个的一个端部(第一端)经由可移动单元连接单元905连接至可移动单元903。支撑部904a、904b之中的每一个的与所述端部相反的另一个端部(第二端)连接至固定单元908。
262.在图15中，固定单元908被形成为框架形状，但是固定单元908不一定必须形成为框架形状。固定单元908可具有用于向固定单元908施加变形的致动器，或者可连接至用于移动固定单元908的致动器。支撑部904a、904b设有沿y方向延伸的多个梁单元915。相邻的梁单元915通过交替地布置在 y侧和-y侧的连接单元916连接，以形成曲折结构。
263.具体而言，支撑部904a、904b具有曲折结构(波纹管结构)，在该曲折结构中，沿y方向延伸的梁单元915通过连接单元916连接，使得梁单元915折回。在各个梁单元915的 z表面上交替地设有压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b。固定单元908设有电接触电极端子909。设有电线(未示出)以将电接触电极端子909与压电驱动单元组925a和压电驱动
单元组925b连接。电压信号被输入至电接触电极端子909，以经由电线将电压信号施加至压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b，使得包括反射镜单元901的可移动单元903能够围绕第一轴线(即，图1的x轴)旋转。
264.在光偏转器900中，梁单元915在y方向上的长度被形成为彼此基本相同，并且梁单元915的 y端部和-y端部在x轴方向上对准。
265.图16是沿着图15的点划线1a-1b截取的横截面图。具有曲折结构的支撑部904a的梁单元915和可移动单元连接单元905的基板由弹性硅层930制成。此外，梁单元915和可移动单元连接单元905的基板具有刚性，并且可由能够通过半导体工艺加工的任何材料制成，例如无机材料、有机材料、金属玻璃等。或者，梁单元915和可移动单元连接单元905的基板可具有包括由多种材料制成的多个层的多层结构。
266.构成压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b的压电驱动单元是通过在弹性硅层930的 z表面上依次叠置下电极931、压电层932和上电极933而形成的。下电极931和上电极933例如由金(au)或铂(pt)制成。压电层932例如由pzt(锆钛酸铅)(即，一种压电材料)制成。但是，压电层932也可由其它压电材料制成，并且不限于任何特定类型。压电驱动单元可具有包括多个叠置的压电层并包括中间电极的结构。压电驱动单元是电连接至外部控制装置的压电致动器，并且被配置成通过施加电压来驱动。压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b之中的压电驱动单元可覆有由氧化硅等制成的绝缘膜(未示出)，并且在绝缘膜的 z表面上可形成有电线。
267.可移动单元连接单元905包括硅层930、叠置在硅层930的-z表面上的层间膜941和支撑层942。层间膜941由绝缘膜(例如氧化硅)形成。支撑层942由单晶硅制成，但是支撑层942不限于硅，只要支撑层942能够支撑硅层930并将硅层930保持固定就位即可。在可移动单元903、连接单元916和可移动单元连接单元905的 z表面上可形成有绝缘膜和电线(未示出)。
268.在具有如图15所示的结构的单轴光偏转器中，向压电驱动单元组925a和压电驱动单元组925b中的压电驱动单元施加电压，使得可移动单元903能够围绕第一轴线旋转。
269.为了改善具有如图15所示的结构的单轴光偏转器中的反射镜的偏转角，能想到增加用作构成曲折结构的振动梁的梁单元915的长度。但是，在增大用作振动梁的梁单元915的长度时，整个致动器的自然共振频率降低。因此，机械强度降低，并且易于发生抖动。
270.因此，需要一种能够减轻自然共振频率的降低并且能够获得大扫描角度的光偏转器。
271.下面将说明双轴光偏转器。图17是光偏转器950的平面图，该光偏转器是双端支撑型的，并且能够围绕第一轴线和第二轴线摆动。在双轴光偏转器中，在以机械共振频率振动的共振振动下，通常驱动光偏转器950围绕一个轴线摆动，而在非共振振动下，通常驱动光偏转器950围绕另一个轴线摆动。
272.在如图17所示的光偏转器950中，包括反射镜单元901和镜反射面902的可移动单元953由构成一对致动器的支撑部904a、904b支撑。可移动单元953的一端连接至反射镜单元901，可移动单元953的另一端连接至可移动单元梁957a、957b。光偏转器950包括支撑反射镜单元901的扭转梁956a、956b，从而反射镜单元901在第二轴向方向上介于扭转梁956a、956b之间。可移动单元梁957a、957b的两端以框架形状连接至可移动单元953的内侧，从而
扭转梁956a、956b介于可移动单元梁957a、957b之间。
273.例如，在扭转梁956a、956b的扭转共振频率被设定为大约20khz的情况下，共振频率附近的驱动信号被输入到设置在连接至扭转梁956a、956b的可移动单元梁957a、957b的 z表面上的压电驱动单元。结果，可移动单元梁957a、957b振动，以在扭转梁956a、956b中引起机械共振的扭转，使得可移动单元953能够围绕第二轴线(即，图1的y轴)振动。此外，通过将这种围绕第二轴线的振动与利用曲折结构的支撑部904a、904b实现的可移动单元953围绕第一轴线的摆动相结合，可进行李萨如扫描和光栅扫描。
274.还希望如图17所示的双轴光偏转器950能减轻自然共振频率的降低并获得大扫描角度。
275.(光偏转器)
276.下面将说明第三实施例的光偏转器100-3(即，可移动装置)。图52是光偏转器100-3的平面图，该光偏转器100-2是双端支撑型的，并且能够使可移动单元103围绕第一轴线(旋转轴线)(即，图52的x轴)摆动。此实施例的光偏转器100是如图52所示的单轴光偏转器。
277.如图52所示，例如，光偏转器100包括圆形的反射镜单元101、形成在反射镜单元101的基板的 z表面上的镜反射面102等。例如，反射镜单元101由硅层制成。反射镜单元101例如可由氧化材料、无机材料或有机材料制成。反射镜单元101例如可由多种材料或相同材料构成的多层制成。
278.镜反射面102例如由包含铝、金、银等的金属薄膜或多层膜制成。在反射镜单元101的基板的-z表面上可形成有用于加强反射镜单元的肋结构。所述肋例如由硅支撑层和氧化硅层制成，并且减少由移动引起的反射镜单元101和镜反射面102的畸变失真。
279.基本上为圆形并包括反射镜单元103和镜反射面101的可移动单元102由构成一对致动器的支撑部104a、104b可旋转地支撑。具体而言，支撑部104a、104b之中的每一个的一个端部(第一端)经由可移动单元连接单元105连接至可移动单元103。支撑部104a、104b之中的每一个的与所述端部相反的另一个端部(第二端)连接至固定单元108。
280.在图52中，固定单元108被形成为框架形状，但是固定单元108不一定必须形成为框架形状。支撑部104a、104b设有多个梁单元115。相邻的梁单元115通过交替地布置在 y侧和-y侧的连接单元116连接，以形成曲折结构。
281.应说明的是，反射镜单元101和可移动单元103可被形成为椭圆形或多边形。在支撑部104a、104b中，连接相邻梁单元115的连接单元116不必连接相邻梁单元115的纵向上的端部，而是可连接比相邻梁单元115的纵向上的端部更靠近中心部分的部分。
282.支撑部104a、104b包括：用作振动梁的多个梁单元115；以及连接相邻梁单元115的连接单元116。支撑部104a、104b有两个具有不同特性的梁单元组。这两个梁单元组是通过在预定或给定部分划分支撑部104a、104b而获得的。
283.具体而言，支撑部104a包括：第一梁单元组141a，它是较靠近固定单元108的梁单元组；以及第二梁单元组141b，它是较靠近可移动单元103的梁单元组。支撑部104b包括：第一梁单元组142a，它是较靠近固定单元108的梁单元组；以及第二梁单元组142b，它是较靠近可移动单元103的梁单元组。
284.第一梁单元组141a、142a中的梁单元115被形成为弧形形状，该弧形的中心与大致圆形的可移动单元103的中心重合，并且这些梁单元被形成为在y方向上具有相同的宽度。
285.具体而言，如图52所示，连接第一梁单元组141a、142a中的多个梁单元115的 y端部的线l1被形成为与第一轴线平行，连接第一梁单元组141a、142a中的多个梁单元115的-y端部的线l2被形成为与第一轴线平行。此外，连接将梁单元115连接在一起的连接单元116的 y端部的线l3被形成为与第一轴线平行，连接将梁单元115连接在一起的连接单元116的-y端部的线l4被形成为与第一轴线平行。
286.在第一梁单元组141a、142a中，梁单元115的曲率半径随着与可移动单元103的距离的减小而减小。例如，在第一梁单元组141a中，靠近固定单元108且远离可移动单元103的梁单元115的曲率半径r12大于靠近可移动单元103的梁单元115的曲率半径r11。
287.由于梁单元115在y方向上的宽度相同，因此具有小曲率半径r11且靠近可移动单元103的梁单元115的长度大于具有大曲率半径r12且靠近固定单元108的梁单元115的长度。在第一梁单元组141a、142a中有三个或更多梁单元115的情况下，具有较小曲率半径并且靠近可移动单元103的梁单元115的长度大于具有较大曲率半径并且靠近固定单元108的梁单元115的长度。
288.较长的梁单元115更容易移动，而较短的梁单元115具有更大的刚度，并且不太容易移动。在本公开中，术语“刚度”指对由施加到梁单元上的特定力引起的运动的抵抗程度。换句话说，在施加一定的力时，与刚度较小的梁单元相比，刚度较大的梁单元更不容易移动。
289.因此，在此实施例的光偏转器100中，随着与可移动单元103的距离的增大，第一梁单元组141a、142a中的梁单元115变得更短，因而具有更高的刚度。具体而言，若第一梁单元组141a、142a在预定或给定位置被分成两个，则较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115长，并且较靠近固定单元108的梁单元115与较靠近可移动单元103的梁单元115相比具有更高的刚度。
290.在第一梁单元组141a、142a在预定或给定位置被分成两个时，在较靠近可移动单元103的梁单元组中可有多个梁单元115，在较靠近固定单元108的梁单元组中可有多个梁单元115。在这种情况下，在第一梁单元组141a、142a中，较靠近可移动单元103的梁单元组中的多个梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元组中的多个梁单元115长，并且较靠近固定单元108的梁单元组中的多个梁单元115与较靠近可移动单元103的梁单元组中的多个梁单元115相比具有更高的刚度。
291.第二梁单元组141b、142b中的梁单元115被形成为弧形形状，该弧形的中心与大致圆形的可移动单元103的中心重合，并且，从可移动单元103到固定单元108，梁单元115的长度是逐渐增大的。因此，在平面图中(即，沿z方向看)，梁单元115的形状是从可移动单元103的中心向固定单元108凸出的弧形。
292.因此，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。
293.具体而言，若第二梁单元组141b、142b在预定或给定位置被分成两个，则较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。
294.在第二梁单元组141b、142b在预定或给定位置被分成两个时，在较靠近可移动单元103的梁单元组中可有多个梁单元115，在较靠近固定单元108的梁单元组中可有多个梁
单元115。在这种情况下，在第二梁单元组141b、142b中，较靠近固定单元108的梁单元组中的多个梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元组中的多个梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元组中的多个梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元组中的多个梁单元115轻。
295.第二梁单元组141b、142b优选是扇形的，其中连接 y侧连接单元116的端部的延长线l5与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l6之间的交点位于第一轴线上。在第二梁单元组141b、142b被形成为扇形时(其中连接 y侧连接单元116的端部的延长线与连接-y侧连接单元116的端部的延长线之间的交点位于第一轴线上)，可移动单元103可围绕第一轴线稳定地摆动。
296.第二梁单元组141b、142b可被形成为使得连接 y侧连接单元116的端部的延长线l5与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l6之间的交点与可移动单元103的中心重合。在这种情况下，可移动单元103能以更稳定的方式围绕第一轴线摆动。
297.若在可移动单元103的镜反射面102周围存在反射光的物体，则在该物体位置处反射的光导致相对于期望的反射光的杂散光，这会降低信噪比。具体而言，包含光偏转器100的模块的性能会降低。例如，若该模块是图像投影装置，则图像质量会降低，若该模块是光学检查装置，则检测精度会降低。
298.因此，优选在可移动单元103的镜反射面102周围设有间隙，在该间隙中仅存在与梁单元115连接的连接单元。具体而言，在第二梁单元组141b、142b中，沿着可移动单元103的最外周部分，在可移动单元103的最外周部分与最靠近可移动单元103的梁单元115的最内周部分之间，优选形成具有基本恒定的宽度的间隙。为了不仅避免杂散光而且减少生产工艺误差，在可移动单元103的最外周部分与梁单元115的最内周部分之间形成的间隙优选沿着可移动单元103的最外周部分具有基本恒定的宽度。在这种情况下，基本恒定的宽度意味着能容忍半导体工艺中的生产变动等误差。
299.在图52中，可移动单元103由设置在可移动单元103的 x侧和-x侧的两个支撑部104a、104b支撑，但是如后文所述，可移动单元103也可由单个支撑部支撑，以围绕第一轴线旋转，或者可由多个支撑部支撑，以围绕多个轴线旋转。
300.通过上述方式，支撑部104a、104b具有曲折结构，在该曲折结构中，梁单元115通过连接单元116连接，从而梁单元115折回。在各个梁单元115的 z表面上交替地设有压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b。固定单元108设有电接触电极端子109。设有电线(未示出)以将电接触电极端子109与压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b连接。电压信号被输入至电接触电极端子109，以经由电线将电压信号施加至压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b，使得包括反射镜单元101的可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
301.图53是沿着图52的点划线4a-4b截取的横截面图。具有曲折结构的支撑部104a、104b的梁单元115的基板由弹性硅层130制成。此外，梁单元115的基板具有刚性，并且可由能够通过半导体工艺加工的任何材料制成，例如无机材料、有机材料、金属玻璃等。或者，梁单元115的基板可具有包括由多种材料制成的多个层的多层结构。
302.构成压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b的压电驱动单元是通过在弹性硅层133的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。下电极131和上电极133例如由金(au)或铂(pt)制成。压电层132例如由pzt(锆钛酸铅)(即，一种压电材料)
制成。但是，压电层132也可由其它压电材料制成，并且不限于任何特定类型。
303.压电驱动单元可具有包括多个叠置的压电层并包括中间电极的结构。压电驱动单元是电连接至外部控制装置的压电致动器，并且被配置成通过施加电压来驱动。压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b之中的压电驱动单元的 z侧可覆有由氧化硅等制成的绝缘膜(未示出)，并且在绝缘膜的 z表面上可形成有电线。
304.在图52中，压电驱动单元设置在梁单元115的部分上，但是压电驱动单元不一定必须设置在梁单元115的部分上。如图15所示，压电驱动单元可设置在梁单元915的整个表面上。此外，压电驱动单元不一定必须设置在所有的梁单元115上。也就是说，压电驱动单元也仅设置在多个梁单元115中的一些梁单元上。
305.可移动单元连接单元105包括硅层130；以及在硅层130的-z表面上依次叠置的层间膜和硅支撑层。层间膜由绝缘膜(例如氧化硅)形成。支撑层由单晶硅制成，但是支撑层不限于硅，只要支撑层能够支撑硅层并将硅层保持固定就位即可。在可移动单元103、连接单元116和可移动单元连接单元105的 z表面上可形成有绝缘膜和电线(未示出)。
306.在具有如图52所示的结构的单轴光偏转器中，向压电驱动单元组125a和压电驱动单元组125b中的压电驱动单元施加电压，使得可移动单元103能够围绕第一轴线旋转。
307.如图52所示，在此实施例中，光偏转器100是相对于可移动单元103的中心以点对称的方式形成的。或者，例如，光偏转器100也可相对于垂直于第一轴线并穿过可移动单元103的中心的直线以线对称的方式形成。
308.在光偏转器100是以线对称的形式形成的情况下，可移动单元103两侧的曲折结构的固定端和可移动单元103两侧的可移动单元连接单元被布置成使得旋转轴线(即，第一轴线)不处于固定端之间以及可移动单元连接单元之间(即，固定端被布置成平行于旋转轴线，并且可移动单元连接单元被布置成平行于旋转轴线)，从而自然共振模式的旋转轴线不容易倾斜。因此，即使在偏转角度增大时，旋转轴线也不容易偏移。此外，以线对称形式形成的光偏转器100是优选的，因为能减少垂直于期望的旋转轴线的方向上的分量(即，串扰)。
309.但是，在光偏转器100是以线对称形式形成的情况下，即使在包括可移动单元103和曲折结构的整个结构沿z方向平移的自然模式中，可移动单元103的镜反射面102也可能倾斜。换句话说，镜反射面102倾向于响应于干扰振动而旋转，因此，意外的振动分量可能叠加在光学扫描上，并且光偏转器100可能被突然的冲击损坏。但是，若希望利用外部振动(例如利用发电装置)高效地移动可移动单元103，则上述特征是有利的。
310.与此相反，在光偏转器100是以点对称形式形成的情况下，可移动单元103两侧的曲折结构的固定端和可移动单元103两侧的可移动单元连接单元被布置成使得旋转轴线(即，第一轴线)位于固定端之间以及可移动单元连接单元之间(即，固定端被布置成横跨旋转轴线，并且可移动单元连接单元被布置成横跨旋转轴)，从而反射镜不会响应于干扰振动而旋转，并且能抵抗突然的冲击。另一方面，由于可移动单元连接单元不平行于旋转轴线，因此自然共振模式的旋转轴线可能容易倾斜。因此，随着偏转角度的增大，旋转轴线可能会相应地倾斜。
311.也就是说，由于点对称和线对称具有各自的优点和缺点，优选根据目的有选择性地使用点对称和线对称。例如，点对称对于改善对抗干扰的抗振性是优选的，线对称对于改善可移动单元103的镜反射面102的偏转角度是优选的。
312.这样，在此实施例中，在第一梁单元组141a、142a中，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115更短并且具有更高的刚度。在本实施例中，在第二梁单元组141b、142b中，较靠近固定单元108的梁单元115比较靠近可移动单元103的梁单元115长，并且较靠近可移动单元103的梁单元115比较靠近固定单元108的梁单元115轻。
313.因此，构成致动器的支撑部104a、104b的整个长度增加，并且较靠近可移动单元103的梁单元115的重量较轻。因此，能获得大扫描角度，同时提高了抵抗共振的机械强度。在第一梁单元组141a、142a中，越靠近固定单元108的梁单元115的刚度越高。因此，能获得大扫描角度，同时提高了抵抗共振的机械强度。应说明的是，与在较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度高于较靠近固定单元108的梁单元115的刚度的情况相比，在较靠近固定单元108的梁单元115的刚度高于较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度的情况下，抵抗共振的机械强度更高。
314.在下文中，假设采用支撑部仅由第二梁单元组141b、142b构成而没有第一梁单元组141a、142a的结构，以使得第二梁单元组141b、142b能够具有更多的梁单元115。即使在这种情况下，在第二梁单元组141b、142b中，较靠近可移动单元103的梁单元115也比较靠近固定单元108的梁单元115轻，因此，这种情况在获得大扫描角度方面也是有利的。但是，在这种情况下，随着到固定单元108的距离的减小，梁单元115的长度增大。相应地，支撑部在y方向上的长度增大，并且光偏转器的整体尺寸增大。此外，可移动单元103附近的无效区增大，并且面积效率降低。
315.与此相反，在此实施例中，在固定单元108与第二梁单元组141b、142b之间设有包括梁单元115的第一梁单元组141a、142a，梁单元115的长度随着到固定单元108的距离的减小而减小。因此，即使在第一梁单元组141a、142a中的梁单元115的数量增加时，可移动单元103附近的无效区也不会增大，并且整个光偏转器的尺寸能减小。换句话说，根据此实施例，光偏转器实现了大扫描角度，此外，能减小光偏转器的尺寸。
316.在此实施例中，第一梁单元组141a、142a和第二梁单元组141b、142b的梁单元的数量可适当地确定，并且不限于图52所示的实例。第一梁单元组141a、142a中的梁单元的数量比例和第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量比例可适当地确定，但是第一梁单元组141a、142a中的梁单元的数量比例和第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量比例优选相同，或者优选第一梁单元组141a、142a中的梁单元的数量比例高于第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量比例。具体而言，第一梁单元组141a、142a中的梁单元的数量优选等于或大于第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量。
317.这是因为，在第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量比例很高时，曲折长度(支撑部在y方向上的长度)会变得过大，这会过度增加较靠近可移动单元103的部分的重量。例如，在第二梁单元组141b、142b中的梁单元的数量比例被定义为1的情况下，第一梁单元组141a、142a中的梁单元的数量比例可以是1或2。
318.用于使较靠近固定单元108的梁单元115的刚度高于较靠近可移动单元103的梁单元115的刚度的方法的例子包括用于调节较靠近固定单元108的梁单元115和较靠近可移动单元103的梁单元115的物理特性(杨氏模量、泊松比、密度等)、宽度、长度、厚度等的方法。或者，可组合使用上述两种或多种物理特性。刚度随着宽度的增大、长度的减少和厚度的增大而提高。当在梁单元115上形成保护膜和类似材料时，可调整保护膜的物理特性(杨氏模
量、泊松比、密度等)、宽度、长度、厚度等。
319.在此实施例中，支撑部104a、104b优选具有曲折结构，因为这能高效地累积多个梁单元的位置位移。当使用曲折结构时，压电驱动是理想的，因为致动器能高效地布置在梁单元中。因此，能缓解整个光偏转器尺寸的增大。例如，在静电驱动中，梳状电极布置在梁单元的外周上，使得整个光偏转器的尺寸可能增大。在电磁驱动中，难以为多个梁单元进行布线，并且难以布置用于向梁单元施加磁场的磁体，因此，整个光偏转器的尺寸可能会增大。
320.图54示出了在如图15所示的光偏转器中和如图52所示的此实施例的光偏转器中第一模式的共振频率与反射镜的偏转角度(即，可移动单元103的摆动角度)之间的关系。第一模式的共振频率是共振频率中最低的共振频率。反射镜的偏转角度与反射镜的扫描角度对应。如图54所示，在如图52所示的此实施例的光偏转器中，第一模式的共振频率和反射镜的偏转角度均高于如图15所示的光偏转器中的相应数值。
321.如上文所述，在此实施例的光偏转器100中，连接第一梁单元组141a、142a中的多个梁单元115的 y端部的线l1被形成为与第一轴线平行，并且连接第一梁单元组141a、142a中的多个梁单元115的-y端部的线l2被形成为与第一轴线平行。
322.通过这种方式，第一轴线与第一梁单元组141a、142a中的对旋转力矩有贡献的梁单元115的端部之间的宽度是恒定的，从而旋转力能被高效地传递至可移动单元103。具体而言，除非第一轴线与第一梁单元组141a、142a中的梁单元115的端部之间的宽度是恒定的，否则在各个梁单元115中，对偏转角度有贡献的振动会变得异相，并且在偏转角度增大时，这些异相的振动导致非线性振动，由此导致旋转不稳定。因此，为了围绕第一轴线稳定地旋转可移动单元103，第一轴线与第一梁单元组141a、142a中的梁单元115的端部之间的宽度优选是恒定的。
323.图55是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3a的平面图。图55的光偏转器100-3a与如图52所示的框架形状的固定单元108的不同之处在于，光偏转器100-3a包括具有被适当分割的形状的固定单元108，该固定单元108的形状被分割成在垂直于可移动单元103的摆动轴线(第一轴线)的方向上形成光透射区域。采用这种构造，即使在由光偏转器100a导致的光扫描角度较大的情况下，扫描光也不太可能被框架遮挡。所述光透射区域可以是如图55所示的空间，或者可由透光的构件(例如玻璃)构成。
324.图56是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3b的平面图。如图56所示，光偏转器100-3b被形成为在固定单元108与可移动单元103之间具有较小间隙，并且在固定单元108与支撑部104a、104b之间具有较小间隙。例如，固定单元108与可移动单元103之间的间隙以及固定单元108与支撑部104a、104b之间的间隙是恒定的。
325.图57是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3c的平面图。如图57所示，第一梁单元组141a、142a被形成为使得较靠近可移动单元103的梁单元115的端部之间在y方向上的宽度较长，并且较靠近固定单元108的梁单元115的端部之间在y方向上的宽度较短。在这种情况下，在第一梁单元组141a、142a中，较靠近可移动单元103的梁单元115的长度相对于较靠近固定单元108的梁单元115的长度能更大地增加。
326.如图57所示，在第一梁单元组141a、142a中，连接 y侧连接单元116的端部的延长线l11与连接-y侧连接单元116的端部的延长线l12之间的交点位于第一轴线上。在第一梁单元组141a、142a被形成为使得延长线l11与延长线l12之间的交点位于第一轴线上时，可
移动单元103能够围绕第一轴线稳定地摆动。
327.图58是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3d的平面图。在如图58所示的光偏转器100-3d中，可移动单元103呈大致矩形形状，并且在第一梁单元组141a、142a和第二梁单元组141b、142b中，梁单元115被形成为沿y方向延伸的直线形状。采用这种构造，能够实现与采用图57的光偏转器100-3c所获得的效果类似的效果。
328.在图58所示的光偏转器100-3d中，在第二梁单元组141b、142b中，将一侧的连接单元116的端部连接起来的延长线l21与将另一侧的连接单元116的端部连接起来的延长线l22之间的交点可与可移动单元103的中心重合。因此，可移动单元103能以更稳定的方式围绕第一轴线摆动。
329.图59是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3e的平面图。如图59所示的光偏转器100-3e被形成为使得在第一梁单元组141a、142a和第二梁单元组141b、142b中，梁单元115是由多个直线段与弯曲段连接而成的，以整体上形成大致的弧形。或者，梁单元115的一些部分可被形成为沿y方向延伸的直线形状，而梁单元115的其它部分可被形成为弧形形状，该弧形的中心与可移动单元103的中心重合。因此，可移动单元103能以更稳定的方式围绕第一轴线摆动。
330.图60是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3f的平面图。在如图60所示的光偏转器100-3f中，可移动单元103由设置在固定单元108与可移动单元103之间的单个支撑部104a支撑。
331.图61是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3g的平面图。在图61所示的光偏转器100-3g中，可移动单元103由设置在固定单元108与可移动单元103之间的三个支撑部支撑，即，支撑部104c、104d、104e。例如，支撑部104c、104d和104e具有与支撑部104a、104b相同的结构。
332.图62是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器100-3h的平面图。在图62所示的光偏转器100-3h中，可移动单元103由设置在固定单元108与可移动单元103之间的四个支撑部支撑，即，支撑部104f、104g、104h、104i。例如，支撑部104f、104g、104h和104i具有与支撑部104a、104b相同的结构。
333.在图61所示的光偏转器100-3g和图62所示的光偏转器100-3h中，光的偏转方向不限于单个轴向方向。光可在多个轴向方向上偏转。
334.在上文中，分别参照图61和图62说明了包括位于固定单元108和可移动单元103之间的三个支撑部的光偏转器100-3g和包括位于固定单元108和可移动单元103之间的四个支撑部的光偏转器100-3h。但是，也可设置五个或更多支撑部。
335.图63是根据第三实施例的光偏转器100-3的一种变化的光偏转器150-3的平面图。如图63所示，光偏转器150-3是双轴光偏转器。在光偏转器150中，包括反射镜单元101和镜反射面102的可移动单元153由构成一对致动器的支撑部104a、104b支撑。
336.在图63中，彼此面对的可移动单元梁157a、157b(在它们之间布置有反射镜单元101)连接成以框架形状桥接可移动单元153的内部。扭转梁156a、156b分别从可移动单元梁157a、157b的大致中心处沿大致竖直的方向(即，x方向)延伸，以支撑反射镜单元101。
337.在如图63所示的光偏转器150-3中，可移动单元153的支撑方式使得可移动单元153能被可移动单元梁157a、157b共振地驱动。例如，在扭转梁156a、156b的扭转共振频率被
设定为大约20khz的情况下，共振频率附近的驱动信号被输入到设置在连接至扭转梁156a、156b的可移动单元梁157a、157b的 z表面上的压电驱动单元。
338.结果，可移动单元梁157a、157b振动，以在扭转梁156a、156b中引起机械共振的扭转，从而可移动单元梁157a、157b能够使反射镜单元101围绕第二轴线旋转。此外，通过将这种围绕第二轴线的振动与利用曲折结构的支撑部104a、104b实现的可移动单元103围绕第一轴线的摆动相结合，可进行李萨如扫描和光栅扫描。
339.利用这种双轴光偏转器，即使由支撑部104a、104b产生的振动传播到可移动单元梁157a、157b，在支撑部104a、104b中，较靠近可移动单元153的梁单元115也比较靠近固定单元108的梁单元115更短并且更不容易变形。因此，支撑部104a、104b中的梁单元115的振动对可移动单元梁157a、157b的影响较小。
340.在以上说明中，压电层132设置在构成致动器的支撑部104a、104b上，以实现压电驱动。但是，也可采用通过电磁场使支撑部104a、104b变形的电磁驱动或者使用形成在支撑部104a、104b中的梳状电极的静电驱动。可在构成梁的支撑部104a、104b上形成线圈或磁体阵列。可通过共振驱动或非共振驱动来驱动支撑部104a、104b。
341.构成致动器的支撑部104a、104b的形状和构造不受限制。特定的传感器可与梁单元一起形成。对传感器没有特别的限制。这种传感器的实例包括用于根据变形输出信号的位移检测传感器(例如压电传感器、电阻型应变片等)、温度传感器等。
342.《第三实施例的变化实施例》
343.下面将说明根据第三实施例的变化实施例的光偏转器(即，可移动装置)。在第三实施例的变化实施例中，在支撑部的梁单元中，不仅长度发生了改变，而且厚度和宽度也发生了改变。在第三实施例的变化实施例中，与上述实施例对应的组成元件以相同的附图标记表示，并且适当地省略了相应的重复说明。
344.图64是根据第三实施例的光偏转器100-3的一个变化实施例200-3的光偏转器的平面图。光偏转器200-3的平面形状与如图52所示的光偏转器100-3的平面形状相同。
345.图65是沿着图64的点划线16a-16b截取的横截面图。如图65所示，设置在可移动单元103的x方向上的第一支撑部204a的第一梁单元组141a包括较靠近固定单元108的梁单元215a和较靠近可移动单元103的梁单元215b。较靠近固定单元108的梁单元215a比较靠近可移动单元103的梁单元215b厚。以上说明也适用于设置在可移动单元103的x方向上的第二支撑部204b的第一梁单元组142a。
346.设置在可移动单元103的x方向上的第一支撑部204a的第二梁单元组141b包括较靠近固定单元108的梁单元215c和较靠近可移动单元103的梁单元215d。较靠近固定单元108的梁单元215c和较靠近可移动单元103的梁单元215d具有与第一梁单元组141a的梁单元215b的厚度相同的厚度。以上说明也适用于设置在可移动单元103的x方向上的第二支撑部204b的第二梁单元组142b。
347.梁单元215a是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。在梁单元215a中，氧化硅层231和硅层232依次叠置在硅层130的-z表面上。例如，叠置的硅层232的厚度为30微米至40微米。
348.梁单元215b、215c和215d是通过在硅层130的 z表面上依次叠置下电极131、压电层132和上电极133而形成的。但是，在梁单元215b、215c和215d中，在-z表面上未设置氧化
硅层231和硅层232。通过这种方式，梁单元215a被构造成比梁单元215b、215c和215d更短且更厚。因此，与第三实施例相比，梁单元215a具有比梁单元215b、215c和215d更高的刚度。在图65中，叠置并形成两个层，即，氧化硅层231和硅层232。但是，也可以仅有一个层。
349.图66是沿着图64的点划线16c-16d截取的横截面图。如图66所示，连接梁单元215a和梁单元215b的连接单元216a的位于梁单元215a的纵向两端的部分比连接单元216a的其余部分厚。连接单元216a的位于梁单元215a的纵向两端的部分是通过在硅层130的-z表面上依次叠置氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234而形成的，但是在连接单元216a的其余部分中，在硅层130的-z表面上未设置任何层。在连接梁单元215c和梁单元215d的连接单元216b中，在硅层130的-z表面上没有设置任何层。
350.已知的是，以这种方式设置在连接构成曲折结构的梁单元的连接单元的后表面上的硅支撑层234等对于减少自然模式的不必要振动和提高每个梁单元的偏转效率是有效的。因此，较靠近固定单元108的连接单元216a的厚度可被配置成大于较靠近可移动单元103的连接单元216a的厚度，从而能进一步增强本公开的效果。
351.虽然图66示出了在连接单元的后表面上依次叠置有氧化硅层231、硅层232、氧化硅层233和硅支撑层234的多层结构，但是也可仅有单个层。在这种情况下，当存在许多梁单元时，形成在连接单元的后表面上的层的厚度可朝着固定单元108相对增大，而朝着可移动单元103相对减小。
352.图67是根据第三实施例的光偏转器100-3的一个变化实施例200-3a的光偏转器的平面图。在图67所示的光偏转器200-3a中，在可移动单元103的x方向上设置的第一支撑部214a的第一梁单元组141a中，从可移动单元103到固定单元108，梁单元225的宽度是逐渐增大的。以上说明也适用于设置在可移动单元103的x方向上的第二支撑部214b的第一梁单元组142a。
353.这样，在第一梁单元组141a、142a中，越靠近固定单元108的梁单元225的宽度越大，从而刚度越大。具体而言，从可移动单元103到固定单元108，第一梁单元组141a、142a中的梁单元225的长度逐渐减小，并且第一梁单元组141a、142a中的梁单元225的宽度逐渐增大。换句话说，在第一梁单元组141a、142a中，较靠近可移动单元103的梁单元225的长度比较靠近固定单元108的梁单元225的长度大，并且较靠近固定单元108的梁单元225的刚度比较靠近可移动单元103的梁单元225的刚度高。因此，能进一步增强本公开的效果。
354.图68是根据第三实施例的光偏转器100-3的一个变化实施例200-3b的光偏转器的平面图。在如图68所示的光偏转器200-3b中，在可移动单元103的x方向上设置的第一支撑部224a的第一梁单元组141a中，从可移动单元103到固定单元108，连接单元316a的宽度是增大的。以上说明也适用于设置在可移动单元103的x方向上的第二支撑部224b的第一梁单元组142a。在这种构造中，在连接构成第一梁单元组141a、142a之中的每一个内的曲折结构的梁单元115的连接单元316a中，较靠近固定单元108的梁单元225的宽度被配置成比较靠近可移动单元103的梁单元225的宽度大，从而固定单元108侧的刚度高于可移动单元103侧的刚度。因此，能进一步增强本公开的效果。
355.在上述实施例的可移动装置用于光学扫描系统时，能减小光学扫描系统的尺寸，并且光学扫描系统能实现很大的扫描角度。
356.在上述实施例的可移动装置用于图像投影装置时，能减小图像投影装置的尺寸，
并且图像投影装置能实现很大的可投影区域。
357.在上述实施例的可移动装置用于光学写入装置时，能减小光学写入装置的尺寸，并且光学写入装置能实现很大的可写区域。
358.在上述实施例的可移动装置用于物体识别装置时，能减小物体识别装置的尺寸，并且物体识别装置能实现很大的识别范围。
359.在上述实施例的可移动装置用于激光头灯时，能减小激光头灯的尺寸，并且激光头灯能实现很大的照明区域。
360.在上述实施例的可移动装置用于头戴式显示器时，能减小头戴式显示器的尺寸，并且头戴式显示器能实现很大的成像区域。
361.例如，在上述的每个实施例中，所述可移动单元包括反射镜单元。所述可移动单元也可具有衍射光栅、光电二极管、加热器(例如使用sin的加热器)、光源(例如表面发射激光器)等，而不是具有反射镜单元。
362.虽然在上文说明了本公开的示例性实施例，但是本公开不限于这样的具体实施例，并且，在权利要求所述的本公开的主旨的范围内，能够做出各种修改和变化。
363.附图标记列表
364.10
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光学扫描系统
365.11
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控制装置
366.12,12b
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光源装置
367.13
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可移动装置
368.14
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反射面
369.15
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扫描表面
370.25
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光源装置驱动器
371.26
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可移动装置驱动器
372.30
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控制单元
373.31
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驱动信号输出单元
374.50
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激光头灯
375.51
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反射镜
376.52
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透明板
377.60
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头戴式显示器
378.60a
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前部
379.60b
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镜腿部
380.61
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导光板
381.62
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半反射镜
382.63
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穿戴者
383.100
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光偏转器(可移动装置)
384.101
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反射镜单元
385.102
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镜反射面
386.103
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可移动单元
387.104a,104b 支撑部
388.105
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可移动单元连接单元
389.108
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固定单元
390.109
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电接触电极端子
391.115
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梁单元
392.116
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连接单元
393.125a,125b 压电驱动单元组
394.130
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硅层
395.131
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下电极
396.132
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压电层
397.133
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上电极
398.400
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
汽车(车辆的实例)
399.500
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
抬头显示装置(图像投影装置的实例、抬头显示器的实例)
400.600
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写入装置
401.650
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激光打印机
402.700
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
lidar装置(物体识别装置的实例)
403.702
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
目标物体
404.801
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封装构件
405.802
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附接构件
406.803
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
透明构件
407.引用列表
408.专利文献
409.[ptl 1]第2014-232176号未审查日本专利申请公告
[0410]
本技术以于2019年10月18日提交的第2019-190737号日本优先权申请、于2019年10月18日提交的第2019-190738号日本优先权申请、以及于2020年3月16日提交的第2020-045695号日本优先权申请为基础，并要求这些申请的优先权，这些申请的内容通过结合在此。