一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜制造技术

本发明专利技术公开了一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜，包括双框架万向节(1)，双框架万向节(1)上设有十字连接架(6)，十字连接架(6)的顶部设有镜面(3)，十字连接架的(6)的底面上设有多个磁性体(4)，磁性体(4)下方设有相对应的通电螺线管(5)；本发明专利技术可以提供更大的驱动力来灵活调节镜面的扫描角度，且具有承载可靠性佳的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜


[0001]本专利技术涉及激光雷达
，特别涉及一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜。

技术介绍

[0002]基于微机电系统(Micro
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Electro
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MechanicalSystem，MEMS)的微镜技术具有响应速度快，扫描精度高、稳定性强、工作寿命长、可批量化制备等优势，被广泛应用于激光雷达领域。MEMS激光雷达分为共轴扫描和非共轴扫描两种方式，共轴扫描是指激光发射光路和回波光路共用MEMS扫描镜；非共轴是指发射光路和回波光路分开，不共用MEMS扫描镜。使用共轴扫描的情况下，接收透镜的视场角较小，所受环境光或其他干扰也较少，适合远距离测量，而镜面直径越大，同轴探测光路接受的能量越多，探测距离越远。由于大直径微镜本身具有较大的转动惯量，其要求更大的驱动能力和驱动空间来达到大扫描角度；电磁驱动方式以其较大驱动力和较低的驱动电压，满足大直径微镜的驱动要求。目前电磁式二维MEMS微镜一般采用闭合线圈
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磁铁式结构，当线圈接入交流信号后，与磁铁产生的静态磁场产生洛伦兹力，使线圈发生转动。进而带动微镜发生偏转。但使用MEMS工艺在镜面或外框架上集成线圈的工艺复杂且难度较大，且通电线圈产生的热量累积会对镜面本身的本征频率和振动状态造成较大影响，甚至长期的高温环境会导致器件的失效。考虑到扫描质量，大直径微镜一般要求较厚的镜面来满足动态形变的要求，因此大直径微镜的质量一般较大，较大的直径和质量使得微镜的惯性量增加，因此对于大直径微镜，尤其是非谐振态的大直径微镜的驱动能力更高的要求。一般来说，驱动线圈与磁体距离越近，产生的驱动力越大，但是大直径微镜在偏转相同时，相比于小直径微镜需要更大的转动空间。因此在装配时，线圈与磁体的相对距离较远，限制了线圈的驱动能力的同时，由于磁场方向在非驱动方向产生更多分量，也降低了微镜偏转的与驱动电流的线性度。车规级MEMS微镜需要大直径MEMS微镜来增强回波信号，传统的闭合线圈
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磁体式电磁驱动微镜对于大直径MEMS微镜来说，存在上述制约性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于，提供一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜。本专利技术可以提供更大的驱动力来灵活调节镜面的扫描角度，。
[0004]本专利技术的技术方案：一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜，包括双框架万向节，双框架万向节上设有十字连接架，十字连接架的顶部设有镜面，十字连接架的的底面上设有多个磁性体，磁性体下方设有相对应的通电螺线管。
[0005]上述的一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜中，所述双框架万向节包括基底，基底的中部设有转动连接的外框架，外框架中部设有转动连接的内框架，内框架中部与十字连接架相连，且内框架的转动面与外框架的转动面相垂直。
[0006]前述的一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜中，所述磁性体的数量至少为两个。
[0007]前述的一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜中，所述磁性体的数量为四个，且以十
字连接架中部为中心方形均匀分布。
[0008]前述的一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜中，所述磁性体与镜面之间采用键合、胶粘或填充方式连接。
[0009]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0010]1、本专利技术双框架万向节上设有十字连接架，十字连接架的顶部设有镜面，十字连接架的的底面上设有多个磁性体，磁性体下方设有相对应的通电螺线管；对通电螺线管进行通电，所产生的磁场驱动处于场内的磁性体发生运动，进而通过十字连接架推动镜面，通过通电螺线管的磁力大小来调节对磁性体的力进而实现镜面角度的调节，相可以提供更大的驱动力和驱动空间。此外，通过设置通电螺线管的偏置电压，可以时刻产生支撑镜面的磁场，以磁力支撑的方式可以有效增强镜面处的防冲击和抗振动能力，使用便捷性和可靠性佳
[0011]2、本专利技术磁性体的数量为四个，且以十字连接架的中部为中心方形均匀分布，呈X
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Y方向均匀分布，每个方向上有两个同一时刻在z方向上呈相反运动方向的磁性体来完成该方向上的驱动，
[0012]3、本专利技术避免了通电线圈发热产生的不良影响，采用不发热的磁性体作为驱动部分，有效增强了器件的稳定性和可靠性。
[0013]4、本专利技术摒弃了传统的磁铁提供磁场的方式，采用通电螺线管产生磁场的方式，使器件可以在强磁场环境下工作，扩大了器件的使用范围。
附图说明
[0014]图1是本专利技术结构示意图；
[0015]图2是本专利技术底面的结构示意图。
[0016]附图中的标记为1
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双框架万向节；3
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镜面；4
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磁性体；5
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通电螺线管；6
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十字连接架；10
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内框架；11
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基底；12
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外框架。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。
[0018]实施例：一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜，如附图1和附图2所示，包括双框架万向节1，双框架万向节1上设有十字连接架6，十字连接架6的顶部设有镜面3，十字连接架的6的底面上设有多个磁性体4，磁性体4下方设有相对应的通电螺线管5，通过调节通电螺线管5内的电流可以调节通电螺线管5所产生的磁场方向和大小，；所述双框架万向节1包括基底11，基底11的中部设有转动连接的外框架12，外框架12中部设有转动连接的内框架10，内框架10中部与十字连接架6相连，且内框架10的转动面与外框架12的转动面相垂直，从而实现十字连接架6在两个相垂直竖直面上的灵活转动；所述磁性体4的数量为四个，且以承重杆2为中心方形均匀分布；所述磁性体4与镜面3之间键合、胶粘或填充方式连接，固定可靠性佳。
[0019]工作原理：对通电螺线管进行通电，所产生的磁场驱动处于场内的磁性体发生运动，进而通过十字连接架推动镜面，通过通电螺线管的磁场方向和大小来调节磁性体的位
移进而实现镜面角度的调节，相比传统微镜利用扭转梁来主动进行转动的方式，可以提供更大的驱动力和驱动空间。此外，通过设置通电螺线管的偏置电压，可以时刻产生支撑镜面的磁场，以磁力支撑的方式可以有效增强镜面处的防冲击和抗振动能力，使用便捷性和可靠性佳；空间。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁驱动式的大直径MEMS微镜，其特征在于：包括双框架万向节(1)，双框架万向节(1)上设有十字连接架(6)，十字连接架(6)的顶部设有镜面(3)，十字连接架的(6)的底面上设有多个磁性体(4)，磁性体(4)下方设有相对应的通电螺线管(5)。2.根据权利要求1所述的电磁驱动式的大直径MEMS微镜，其特征在于：所述双框架万向节(1)包括基底(11)，基底(11)的中部设有转动连接的外框架(12)，外框架(12)中部设有转动连接的内框架(10)，内框架(10)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜新泉，奚庆新，
申请(专利权)人：苏州璇光半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：