微机电结构以及微型投影仪设备制造技术

本公开的实施例涉及微机电结构以及微型投影仪设备。一种微机电结构，包括：半导体材料的体部，该体部具有固定框架，该固定框架在内部限定腔；可移动块，该可移动块弹性地悬挂在腔中，并且利用围绕第一旋转轴线的第一谐振运动、以及围绕与第一旋转轴线正交的第二旋转轴线的第二谐振运动而可移动。以悬臂方式在腔中延伸的第一对和第二对支撑元件刚性地耦合到框架，并且可压电变形以引起可移动块围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线的旋转。第一对和第二对弹性耦合元件弹性地耦合在可移动块与第一对和第二对支撑元件之间。由于第一对和第二对弹性耦合元件，可移动块的第一和第二旋转运动彼此解耦合并且彼此不干扰。

【技术实现步骤摘要】
微机电结构以及微型投影仪设备
本公开涉及一种使用微机电系统(MEMS)技术来构造的利用压电致动的双轴线谐振微机电反射镜结构。
技术介绍
微机电结构，其在下文中被称为“MEMS结构”，包括承载反射表面的可移动块(mobilemass)。该反射表面可以被称为“反射镜”(mirror)表面，并且是从诸如硅的半导体材料的体部开始被制成，并且被弹性地支撑在腔的上方，以便是正确地可定向的。这些MEMS反射镜结构例如被用在小型化的投影仪设备(例如，微型投影仪设备)中，用于以期望的图案引导由光源(例如，激光源)生成的光辐射束，以便将图像投影到一定距离处。微型投影仪设备可以被用在便携式电子装置中，诸如智能手机、平板电脑、平板手机、笔记本电脑或PDA(个人数字助理)。通常，光束沿两个轴线的偏离被需要以生成图像，这可以通过利用单轴线类型的两个MEMS反射镜结构、或通过利用双轴线类型的单个MEMS反射镜结构来获得。在双轴线类型的MEMS结构的情况下，可移动块被驱动，以便围绕第一旋转轴线和第二旋转轴线旋转，第一旋转轴线与第二旋转轴线彼此正交。特别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微机电结构，其特征在于，包括：/n固定框架，在内部限定腔；/n可移动块，被弹性地悬挂在所述腔中，并且利用围绕第一旋转轴线的第一谐振旋转模式、以及利用围绕第二旋转轴线的第二谐振旋转模式而可移动，所述第二旋转轴线正交于所述第一旋转轴线；/n第一对支撑元件，以悬臂的方式在所述腔中延伸、并且被刚性地耦合到所述固定框架，并且所述第一对支撑元件通过压电效应而可弹性变形，以引起所述可移动块围绕所述第一旋转轴线的旋转；/n第二对支撑元件，以悬臂的方式在所述腔中延伸、并且被刚性地耦合到所述固定框架，并且所述第二对支撑元件通过压电效应而可弹性变形，以引起所述可移动块围绕所述第二旋转轴线的旋转；/n第一对弹...

【技术特征摘要】
20190322 IT 1020190000041991.一种微机电结构，其特征在于，包括：
固定框架，在内部限定腔；
可移动块，被弹性地悬挂在所述腔中，并且利用围绕第一旋转轴线的第一谐振旋转模式、以及利用围绕第二旋转轴线的第二谐振旋转模式而可移动，所述第二旋转轴线正交于所述第一旋转轴线；
第一对支撑元件，以悬臂的方式在所述腔中延伸、并且被刚性地耦合到所述固定框架，并且所述第一对支撑元件通过压电效应而可弹性变形，以引起所述可移动块围绕所述第一旋转轴线的旋转；
第二对支撑元件，以悬臂的方式在所述腔中延伸、并且被刚性地耦合到所述固定框架，并且所述第二对支撑元件通过压电效应而可弹性变形，以引起所述可移动块围绕所述第二旋转轴线的旋转；
第一对弹性耦合元件，被弹性地耦合在所述可移动块与所述第一对支撑元件之间；以及
第二对弹性耦合元件，被弹性地耦合在所述可移动块与所述第二对支撑元件之间；
其中由于所述第一对弹性耦合元件和所述第二对弹性耦合元件，所述可移动块的所述第一谐振旋转模式和所述第二谐振旋转模式彼此解耦合、并且彼此不干扰。


2.根据权利要求1所述的微机电结构，其特征在于，其中所述第一对弹性耦合元件顺从于围绕所述第二旋转轴线的旋转，并且相对于围绕所述第一旋转轴线的旋转是刚性的；并且其中所述第二对弹性耦合元件顺从于围绕所述第一旋转轴线的所述旋转，并且相对于围绕所述第二旋转轴线的所述旋转是刚性的。


3.根据权利要求1所述的微机电结构，其特征在于，还包括：
在水平平面中的主延伸部；
其中所述第一对支撑元件在所述可移动块的相对于所述水平平面的第二水平轴线的相对侧上沿着所述水平平面的第一水平轴线延伸，所述第二水平轴线正交于所述第一水平轴线；
其中所述第二对支撑元件在所述可移动块的相对于所述第一水平轴线的相对侧上沿着所述第二水平轴线延伸；
其中所述第一对支撑元件和所述第二对支撑元件中的每个支撑元件包括第一支撑部分和第二支撑部分，所述第一支撑部分和所述第二支撑部分具有被耦合到所述固定框架的第一端、以及通过连接部分而被连接的第二端，所述连接部分被耦合到所述第一对弹性耦合元件和所述第二对弹性耦合元件中的相应的一个弹性耦合元件；并且
其中所述第一对支撑元件和所述第二对支撑元件的所述第一支撑部分和所述第二支撑部分在所述第一支撑部分和所述第二支撑部分的顶部处承载相应的致动电极，所述相应的致动电极被偏置以通过压电效应引起变形。


4.根据权利要求2所述的微机电结构，其特征在于，还包括：
在水平平面中的主延伸部；
其中所述第一对支撑元件在所述可移动块的相对于所述水平平面的第二水平轴线的相对侧上沿着所述水平平面的第一水平轴线延伸，所述第二水平轴线正交于所述第一水平轴线；
其中所述第二对支撑元件在所述可移动块的相对于所述第一水平轴线的相对侧上沿着所述第二水平轴线延伸；
其中所述第一对支撑元件和所述第二对支撑元件中的每个支撑元件包括第一支撑部分和第二支撑部分，所述第一支撑部分和所述第二支撑部分具有被耦合到所述固定框架的第一端、以及通过连接部分而被连接的第二端，所述连接部分被耦合到所述第一对弹性耦合元件和所述第二对弹性耦合元件中的相应的一个弹性耦合元件；并且
其中所述第一对支撑元件和所述第二对支撑元件的所述第一支撑部分和所述第二支撑部分在所述第一支撑部分和所述第二支撑部分的顶部处承载相应的致动电极，所述相应的致动电极被偏置以通过压电效应引起变形。


5.根据权利要求4所述的微机电结构，其特征在于，
其中所述第一对支撑元件中的第一支撑元件的所述致动电极被配置成以第一交流偏置电压被偏置，并且所述第一对支撑元件中的第二支撑元件的所述致动电极被配置成以第二交流偏置电压被偏置，所述第二交流偏置电压相对于所述第一交流偏置电压相位相反，以引起所述可移动块围绕所述第一旋转轴线以第一谐振频率的所述旋转；并且
其中所述第二对支撑元件中的第三支撑元件的所述致动电极被配置成以第三交流偏置电压被偏置，并且所述第二对支撑元件中的第四支撑元件的所述致动电极被配置成以第四交流偏置电压被偏置，所述第四交流偏置电压相对于所述第三交流偏置电压相位相反，以引起所述可移动块围绕所述第二旋转轴线以第二谐振频率的所述旋转。


6.根据权利要求5所述的微机电结构，其特征在于，
其中所述第一支撑元件、所述第二支撑元件、所述第三支撑元件和所述第四支撑元件在顶部处还承载相应的调整电极，所述相应的调整电极被偏置以通过压电效应引起变形；
其中所述第一支撑元件和所述第二支撑元件的所述调整电极被配置成以第一直流偏置电压被偏置，来变化所述第二谐振频率以用于所述可移动块围绕所述第二旋转轴线的旋转；并且
其中所述第三支撑元件和所述第四支撑元件的所述调整电极被配置成以第二直流偏置电压被偏置，来变化所述第一谐振频率以用于所述可移动块围绕所述第一旋转轴线的旋转，以便获得所述第一谐振频率与所述第二谐振频率之间的期望的频率差。


7.根据权利要求6所述的微机电结构，其特征在于，其中所述第一支撑元件、所述第二支撑元件、所述第三支撑元件和所述第四支撑元件各自在顶部处承载压电材料的区域，所述第一支撑元件、所述第二支撑元件、所述第三支撑元件和所述第四支撑元件的相应的致动电极和相应的调整电极被布置在所述压电材料的所述区域上。


8.根据权利要求6所述的微机电结构，其特征在于，还包括：
电接触焊盘，由所述固定框架承载，所述电接触焊盘通过相应的电连接路径而被电连接到所述致动电极和所述调整电极；并且
其中所述电连接路径延伸到相对于所述第一支撑元件、所述第二支撑元件、所述第三支撑元件和所述第四支撑元件的外部。


9.根据权利要求7所述的微机电结构，其特征在于，还包括：
电接触焊盘，由所述固定框架承载，所述电接触焊盘通过相应的电连接路径而被电连接到所述致动电极和所述调整电极；并且
其中所述电连...

【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：新型
国别省市：意大利;IT