具有通过压电致动而可倾斜的结构的微机电设备制造技术

本公开的各实施例涉及具有通过压电致动而可倾斜的结构的微机电设备。一种微机电设备，包括固定结构，该固定结构限定具有可倾斜结构的腔，该可倾斜结构被弹性地悬挂在该腔中。压电驱动的致动结构，被插入在可倾斜结构和固定结构之间，其被偏置以用于使可倾斜结构围绕第一旋转轴旋转，该第一旋转轴属于可倾斜结构所在的水平平面。致动结构包括一对驱动臂，该一对驱动臂承载压电材料的相应区域，并且通过相应的弹性解耦元件，在第一旋转轴的相对侧上弹性地耦合到该可倾斜结构。弹性解耦元件关于离开水平平面的运动表现出刚性，并且关于绕第一旋转轴的扭转表现出顺应性。

Micro electromechanical equipment with tilting structure actuated by piezoelectricity

【技术实现步骤摘要】
具有通过压电致动而可倾斜的结构的微机电设备相关申请的交叉引用本申请要求于2018年12月14日提交的意大利专利申请号102018000011112的优先权，并且要求于2019年03月28日提交的欧洲专利申请号19165958.0的优先权权益，其内容在法律允许的最大程度上通过整体引用并入于此。
本解决方案涉及一种由MEMS(微机电系统)技术制成的微机电设备，该微机电设备具有通过压电致动而可倾斜的结构，微机电设备具有改进的机械和电特性。特别地，在不暗示任何一般性损失的情况下，在下文中，将参考微机电反射镜设备，在该微机电反射镜设备中可倾斜结构承载适当的反射表面。
技术介绍
以已知的方式，微机电反射镜设备在便携式装置(诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑和PDA)中被使用，以用于光学应用，特别是为了利用期望的图案引导由光源生成的光辐射的束，以在远处投影图像。由于减小的尺寸，这些设备允许满足在面积和厚度方面关于空间占用的严格要求。例如，微机电反射镜设备在小型化的投影仪装置(所谓的微型投影仪)中被使用，该小型化的投影仪装置能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电设备，包括：/n固定结构，限定腔；/n可倾斜结构，弹性地悬挂在所述腔中，并且具有在水平平面中的主延伸；以及/n压电驱动的致动结构，所述压电驱动的致动结构被偏置，以用于引起所述可倾斜结构围绕至少第一旋转轴的旋转，所述第一旋转轴平行于所述水平平面的第一水平轴，所述致动结构被插入在所述可倾斜结构和所述固定结构之间；/n其中所述压电驱动的致动结构包括至少第一对驱动臂，所述第一对驱动臂包括压电材料的相应区域，并且所述第一对驱动臂通过相应的第一解耦弹性元件，在所述第一旋转轴的相对侧上被弹性地耦合到所述可倾斜结构，所述相应的第一解耦弹性元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第...

【技术特征摘要】
20190328 EP 19165958.0;20181214 IT 1020180000111121.一种微机电设备，包括：
固定结构，限定腔；
可倾斜结构，弹性地悬挂在所述腔中，并且具有在水平平面中的主延伸；以及
压电驱动的致动结构，所述压电驱动的致动结构被偏置，以用于引起所述可倾斜结构围绕至少第一旋转轴的旋转，所述第一旋转轴平行于所述水平平面的第一水平轴，所述致动结构被插入在所述可倾斜结构和所述固定结构之间；
其中所述压电驱动的致动结构包括至少第一对驱动臂，所述第一对驱动臂包括压电材料的相应区域，并且所述第一对驱动臂通过相应的第一解耦弹性元件，在所述第一旋转轴的相对侧上被弹性地耦合到所述可倾斜结构，所述相应的第一解耦弹性元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一解耦弹性元件在所述第一旋转轴附近被耦合到所述可倾斜结构。


3.根据权利要求2所述的设备，其中沿着与所述第一水平轴正交的所述水平平面的第二水平轴，所述第一解耦弹性元件至所述可倾斜结构的耦合点与所述第一旋转轴之间的距离小于所述耦合点与所述可倾斜结构的边缘端之间的相应距离。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一解耦弹性元件是折叠类型的。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述可倾斜结构通过弹性悬挂元件，在所述第一旋转轴处被弹性地耦合到所述固定结构，所述弹性悬挂元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的；所述弹性悬挂元件沿着所述第一旋转轴，在所述可倾斜结构的相对侧的中心部分和所述固定结构之间延伸。


6.根据权利要求5所述的设备，其中所述固定结构在所述水平平面中形成框架，所述框架界定并且围绕所述腔，并且包括在所述可倾斜结构的相对侧上的第一支撑元件和第二支撑元件，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件在所述腔内，沿着所述第一旋转轴从所述框架开始纵向地延伸；并且其中所述弹性悬挂元件在所述可倾斜结构与所述第一支撑元件和所述第二支撑元件中的相应的一个支撑元件之间延伸。


7.根据权利要求6所述的设备，还包括：
第一杠杆机构，被耦合在所述第一支撑元件和所述第一对驱动臂中的第一驱动臂之间；
其中所述第一杠杆机构包括杠杆臂，所述杠杆臂具有沿着所述第一水平轴的纵向延伸，并且具有耦合到所述第一驱动臂的第一端，以及通过扭转弹性元件耦合到耦合元件的第二端，所述耦合元件与所述第一支撑元件一体；以及
第一对压电电阻器，形成在所述耦合元件处，以限定压电电阻传感器，所述压电电阻传感器被配置为检测所述可倾斜结构的位移。


8.根据权利要求7所述的设备，还包括：
第二杠杆机构，被耦合在所述第一支撑元件和所述第一对驱动臂中的第二驱动臂之间，所述第二杠杆机构与所述第一杠杆机构相对于所述第一水平轴对称地布置；
其中所述第二杠杆机构包括相应的杠杆臂，所述相应的杠杆臂具有沿所述第一水平轴的纵向延伸，并且具有耦合到所述第二驱动臂的相应的第一端，以及通过相应的扭转弹性元件耦合到相应的耦合元件的相应的第二端，所述相应的耦合元件在相对于所述第一杠杆机构的所述耦合元件的相对侧上与所述第一支撑元件一体；以及
第二对压电电阻器，形成在所述相应的耦合元件处，以与所述第一对压电电阻器一起限定所述压电电阻传感器。


9.根据权利要求8所述的设备，还包括：
导电路径，被提供在所述第一支撑元件处，并且被配置为根据惠斯通电桥连接方案将所述第一对压电电阻器和所述第二对压电电阻器连接在一起，并且进一步被配置为将所述压电电阻器连接到相关联的电接触垫；并且
其中所述第一对压电电阻器构成所述惠斯通电桥的第一半...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·博尼，R·卡尔米纳蒂，M·默利，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT