本申请提供一种MEMS微镜及光学扫描装置。本申请的MEMS微镜可以应用于车载激光雷达等不同设备上，MEMS微镜包括有外框、线圈、悬臂梁和镜面单元等组成部分，其中镜面单元通过悬臂梁与外框相连，并可在线圈通电时的电磁力作用下相对外框转动，其中，部分或全部线圈的表层由石墨烯构成。本申请的MEMS微镜具有较高的工作可靠性。作可靠性。作可靠性。
【技术实现步骤摘要】
MEMS微镜及光学扫描装置
[0001]本申请涉及微机电领域，尤其涉及一种MEMS微镜及光学扫描装置。
技术介绍
[0002]随着科技的不断发展，微机电系统由于体积较小的优势，越来越多的应用在激光雷达等扫描和成像系统中。
[0003]目前，激光雷达等扫描系统中，通常采用微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)微镜实现检测光线的指向偏转以及扫描。MEMS微镜可以采用电磁等不同方式进行驱动。其中，MEMS电磁微镜中设置有外框和线圈，外框上设置有用于反射检测光线的反射镜片，线圈和反射镜片相对固定。线圈通电后，在磁场中会受到的电磁力作用，并驱动MEMS电磁微镜的反射镜片发生偏转，以改变检测光线的出射角度，扫描系统即可接收经物体反射的检测光线，并进行处理而生成扫描结果。由于MEMS电磁微镜的体积尺寸较小，所以线圈会设置于基板的表面。此时，线圈一般采用金作为线圈材料，以利用金较为稳定的化学性能来达到线圈表面的抗腐蚀性能。
[0004]然而，由于金的电阻率较高且密度较大，因而采用金做线圈材料，会使线圈的质量和发热量均较大，造成MEMS电磁微镜具有较高的功耗，且工作可靠性较低。
技术实现思路
[0005]本申请提供一种MEMS微镜及光学扫描装置，具有较高的工作可靠性。
[0006]第一方面，本申请提供一种MEMS微镜，包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元，镜面单元通过悬臂梁可移动的连接在基板上，线圈设置在镜面单元和悬臂梁中的至少一者上，且线圈处于磁场之中，线圈用于在通电时产生电磁力，以使镜面单元在电磁力作用下相对基板移动，至少部分线圈的表层由石墨烯构成。这样通过在至少部分线圈的表层由石墨烯构成，能够让石墨烯在线圈表层形成稳定致密的保护层，避免线圈受到外界环境的腐蚀，提高线圈的工作可靠性；而石墨烯本身也不会影响到线圈的导电和散热，使线圈自身具备较好的工作性能。
[0007]作为一种可选的实施方式，线圈包括第一线圈段，第一线圈段的表层由石墨烯构成。其中，第一线圈段可以仅占据线圈在自身长度方向上的一段或多段，也可以让整个线圈均为由石墨烯构成的第一线圈段。
[0008]作为一种可选的实施方式，线圈还可以包括第二线圈段，第二线圈段和第一线圈段相互连接，且第二线圈段为金属线圈。这样线圈可以具有表层由石墨烯构成的第一线圈段，而线圈的第二线圈段的表层则未由石墨烯构成，或者是第二线圈段由其它材料构成，从而减小线圈的生产和制造成本。
[0009]作为一种可选的实施方式，第二线圈段位于悬臂梁上。由于悬臂梁上的线圈不需要像线圈的主体部分那样密集排列，对于电阻率、质量和散热的要求均较低，因此在悬臂梁上的线圈为第二线圈段，能够降低线圈的整体制造成本。
[0010]作为一种可选的实施方式，第一线圈段均由石墨烯构成。这样，第一线圈段可以直接利用石墨烯的优异的导电性能实现线圈的通电，从而提供用于驱动镜面单元转动的电磁力。同时，因为石墨烯自身的密度小于其它常用的金属材料，因此由石墨烯构成的第一线圈段和常规的金属线圈段相比，具有较小的质量，能够减小驱动镜面单元所需的电磁力大小。
[0011]作为一种可选的实施方式，第一线圈段包括可导电的内芯和包裹内芯外表面的保护层，保护层为石墨烯层。由于石墨烯所具有的保护和隔离作用，构成内芯的材料不需要具有抗腐蚀性，这样内芯的材料可以较为多样，只需要让内芯具有较好的导电能力以及较轻的质量即可，从而可以让线圈产生较强的电磁力，提高MEMS微镜的工作性能和工作效率。
[0012]作为一种可选的实施方式，第一线圈段的部分外表面暴露在镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面并形成外露面，保护层覆盖外露面。这样保护层即可覆盖该外露面，从而避免内芯的外露面接触到外界环境并受到侵蚀。
[0013]作为一种可选的实施方式，第一线圈段的周向外表面均覆盖有保护层。这样，第一线圈段中内芯的周向外侧均被石墨烯构成的保护层所覆盖，因此石墨烯对于内芯的保护效果较好，让第一线圈段具有较好的防腐蚀效果。
[0014]作为一种可选的实施方式，内芯为金属内芯。这样可以让线圈具有较好的导电能力，减小线圈通电时的发热量，让MEMS微镜在工作时具有较小的发热量。
[0015]作为一种可选的实施方式，内芯的材料为铝、铜或金。
[0016]作为一种可选的实施方式，保护层包裹内芯的外表面的方式包括以下任意一种：气相沉积、直接贴合。
[0017]作为一种可选的实施方式，石墨烯层的厚度小于或等于10纳米。这样可以让保护层起到较好的保护作用，同时，避免保护层影响到第一线圈段中内芯的正常截面尺寸。
[0018]作为一种可选的实施方式，内芯在外框的厚度方向上的尺寸大于或等于1微米。这样内芯的尺寸远大于石墨烯层的厚度，石墨烯层不会对内芯的尺寸和导电性能造成较大影响。
[0019]作为一种可选的实施方式，线圈的部分结构埋设在镜面单元和悬臂梁中的至少一者中，且第一线圈段的顶面凸出于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面。
[0020]作为一种可选的实施方式，第一线圈段埋设于镜面单元和悬臂梁中的至少一者中，第一线圈段的顶面和镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面齐平。此时，由于第一线圈段顶面和镜面单元的外表面齐平，因此镜面单元的外表面并无凸出的部分，从而形成较为平整的表面。
[0021]作为一种可选的实施方式，第一线圈段贴合设置于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的表面。此时，由石墨烯所构成的保护层会对第一线圈段形成较为全面、可靠的保护。
[0022]作为一种可选的实施方式，第一线圈段完全埋设于镜面单元和悬臂梁中的至少一者的内部。此时，第一线圈段周向上的各个表面均会被镜面单元的结构所包裹和保护，同时由于第一线圈段可以直接采用石墨烯构成，而不需要分为内芯和保护层等较为复杂的结构，第一线圈段的结构较为简单。
[0023]作为一种可选的实施方式，外框围成中空区域；悬臂梁的第一端和外框连接，悬臂梁的第二端和镜面单元连接，且镜面单元通过悬臂梁悬空设置在中空区域中。这样镜面单元可以自如的以悬臂梁为轴，相对于外框进行转动。
[0024]作为一种可选的实施方式，镜面单元包括反射镜，反射镜具有用于反射光线的镜面。
[0025]作为一种可选的实施方式，镜面单元还包括连接框架，悬臂梁的第二端连接至连接框架，反射镜设置于连接框架上，且位于连接框架所围成的空间内。这样反射镜可以相对于连接框架具有相对独立的结构，而线圈也仅需要设置在连接框架上，而反射镜上不需要设置线圈，以避免干扰到反射镜的正常反射。
[0026]作为一种可选的实施方式，连接框架和反射镜固定连接；或者，连接框架和反射镜之间通过内悬臂梁连接，且反射镜可相对于连接框架转动。这样，随着反射镜和连接框架之间连接方式的不同，MEMS微镜可以为一维微镜或者是二维微镜。
[0027]作为一种可选的实施方式，第一线圈段位于反射镜和连接框架的至少一者上。这样第一线圈段设置在镜面单元上，镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种MEMS微镜，其特征在于，包括外框、线圈、悬臂梁和镜面单元，所述镜面单元通过所述悬臂梁与所述外框相连，所述线圈位于所述悬臂梁和所述镜面单元上，且所述线圈处于磁场之中，所述线圈用于在通电时产生电磁力，以使所述镜面单元在所述电磁力作用下相对所述外框移动，其中，至少部分所述线圈的表层由石墨烯构成。2.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈包括第一线圈段，所述第一线圈段的表层由石墨烯构成。3.根据权利要求2所述的MEMS微镜，其特征在于，所述线圈还包括第二线圈段；所述第二线圈段和所述第一线圈段相互连接，且所述第二线圈段为金属线圈。4.根据权利要求3所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第二线圈段位于所述悬臂梁上。5.根据权利要求2-4任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段由石墨烯构成。6.根据权利要求2-4任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段包括可导电的内芯和包裹所述内芯外表面的保护层，所述保护层为石墨烯层。7.根据权利要求6所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一线圈段的部分外表面暴露在所述悬臂梁和所述镜面单元的至少一者表面并形成外露面，所述保护层覆盖所述外露面。8.根据权利要求6或7所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内芯为金属内芯。9.根据权利要求8所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内芯的材料为铝、铜或金。10.根据权利要求5-9任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述保护层包裹所述内芯的外表面的方式包括以下任意一种：气相沉积、相互...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，徐景辉，冯志宏，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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