本发明专利技术涉及一种具有板(3)和磁体弓形件的磁性致动器，板绕至少一个第一旋转轴线(4)可旋转地被支承，磁体弓形件设置在板(3)下方，其中，板(3)具有主延伸平面，旋转轴线(4)平行于主延伸平面，板(3)平行于主延伸平面具有至少一个导体回线(10，10a，10b)，磁体弓形件具有U形的、传导磁通的轨(1)和硬磁体(2)，硬磁体的磁化垂直于U形开口，磁体弓形件和板(3)相互对齐，使得磁体弓形件的开口指向板(3)的主延伸平面，U形的、传导磁通的轨(1)具有平行于第一旋转轴线(4)的主延伸方向，板(3)通过对至少一个导体回线(10，10a，10b)的通电能绕至少一个旋转轴线(4)偏转。本发明专利技术此外涉及一种具有这样的磁性致动器的微镜以及一种具有至少一个这样的微镜的双镜系统。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有一绕至少一个旋转方向可旋转地被支承的板的磁性致动器。
技术介绍
存在各种附件用于磁性地驱动微镜。磁性驱动装置相对于静电式驱动装置的重要优点在于，通过磁性的洛伦兹力在技术上可达到的转矩高于借助静电力可实现的转矩。在专利文献EP 778657B1中建议一种万向节式悬挂的镜，该镜绕两个旋转轴线、即一个内部和一个外部的旋转轴线可旋转地被支承。这些旋转轴线相互垂直。在两个万向节式悬挂的振动体上为内轴线和外轴线各设有一个线圈。磁场在整个芯片上近似均匀并且具有相对两个旋转轴线的、分别为45°的角度。为了生成磁场，建议两种结构。在第一变型中微镜以45°角度布设在两个硬磁体(永磁体)之间。在第二变型中使用四个具有相反极性的磁体。可供各个轴线使用的有效磁场通过45°角度以因子减小。产生磁场的这两个变型意味着体积非常大的构造。在文献WO 2005/078509A2中同样建议一种万向节式悬挂的镜，该镜绕两个轴线可旋转地被支承。然而在该装置中为绕两个轴线的驱动设有仅一个线圈。在该线圈上不仅给出低频的准静态的信号而且给出高频的谐振信号。谐振信号通过所谓的“摇摆模式(rocking mode)”激励出内轴线的旋转。不同极性的永磁体和用于在45°方向上产生磁场的磁通传导层的相对复杂的构造在文献WO 2010/065340A2中公开。垂直于各个轴线的有效磁场同样以因子减小。在文献DE 102008042346A1中和在EP 1858141 A2中建议一些结构，以便产生垂直于准静态轴线的磁场分量或者说力矩，使得在施加高频交变场时激发出围绕垂直于准静态轴线的轴线4b的谐振运动。在一个通过洛伦兹力驱动的微镜的该实施方式中实现单向的磁场，这些磁场在芯片表面的平面中延伸。从优选方向的偏离是不完美的实施方案。技术上的努力集中在减小这些不完美的实施方式。为了实现具有尽可能高的单向性的高磁场，所使用的磁体-磁通导体结构体积比较大。在出版文献“Silicon scanning mirror of two DOF with compensation current routing”；Si-Hong Ahn and Yong-Kweon Kim；J.Micromech.Microeng.14(2004)1455-1461中建议一种径向对称的磁场，以便实现双轴的微扫描器。该径向对称的场通过一个磁体实现，该磁体的磁化方向垂直于芯片平面。该构造由此比较简单，这在制造成本方面是个优点。磁力线的喷泉形的走向含有在芯片平面中延伸的径向分量。仅仅这些分量在技术上是可利用的，而其它分量一部分不可利用，一部分甚至导致不希望的横向力。在该出版文献中证明可利用的磁场强度为0.1T。在出版文献“Electromagnetic Two-Dimensional Scanner Using Radial Magnetic Field；Chang-Hyeon Ji，Member，IEEE，Moongoo Choi，Sang-Cheon Kim，Ki-Chang Song，Jong-Uk Bu，Member，IEEE，and Hyo-Jin Nam；JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS，VOL.16，NO.4，AUGUST 2007”中通过两个磁体的结构提高了磁场。中间的圆柱形的磁体在此被一个极性相反的环形磁体包围，该圆柱形的磁体的磁化方向垂直于芯片表面。两个磁体固定在盘形的铁板上，由此磁通量的一部分被引回。通过该结构将可利用的磁场提高直到0.5T。但是该构造与在基于单向磁场工作的扫描器中相似地是费劲的。在求取微镜的制造价格时要考虑封装。在组装期间磁体的装配在此被当成是非常耗费成本的。尤其是不同极性的磁体的装配由于相互排斥而导致在装配期间的较高的耗费。如果使用具有一个磁化方向的硬磁体，例如在磁轭的情况下，磁化可以在装配之后进行，这将显著地减小耗费和由此降低成本。
技术实现思路
所建议的结构的目的是，使悬挂在至少一个弹簧上的板绕至少一个旋转轴线从一个平面中旋转出来。在该板上可以例如设置微镜。力的产生通过洛伦兹力实现。一方面，为了实现用于这些结构的驱动的足够力，可利用的磁场应当尽可能高。可利用的磁场应当在此尽可能地贴近在整个印制导体上方。为了产生相同的力，较小的磁场必须通过较高的电流、更多的印制导体或者印制导体至旋转轴线的更大距离来补偿，这本身隐含了不同缺点。过高的电流会导致过度的加热，至旋转轴线的过大距离与较大的结构形式是相同的，过大数量的匝提高了内电阻。另一方面，首先装配成本应当低，因为装配成本占整个价值创造的份额高。因为在插装过程期间磁体的操纵是非常费劲且易受干扰的，所以一定需要的是，仅使用一个磁体，该磁体能够在制造工艺结束时被磁化。问题的重点是准静态地工作的系统的开发。因为在准静态的偏转时所需的力视系统的品质而定在谐振偏转的数量级之上多个数量级，所以该实现方式根据经验明显更困难。原则上也应当能够通过所建议的磁体驱动装置谐振地激励该结构。包括磁体在内的整个结构应当具有尽可能小的结构大小。包括磁通导体在内的磁体单元的高度应当位于几个毫米的数量级中。该结构的结构大小和简单度应当能够实现成批的、尤其是在晶片复合体中的制造。根据本专利技术为此建议一种具有绕至少一个旋转轴线可旋转地被支承的板的磁性致动器和一种设置在板下方的磁体结构。该磁体结构在此包括一由磁通传导材料制成的U形轨和一硬磁体，该硬磁体位于该轨中并且该硬磁体的磁化方向垂直于轨开口。磁体结构的主延伸方向位于轨的纵向上。该磁体结构在这里被称为磁体弓形件。该板具有主延伸平面。该旋转轴线平行于主延伸平面。板平行于主延伸平面具有至少一个导体回线。磁体结构以轨开口向着板定向，两个主延伸方向相互重合。板通过导体回线的通电而可绕至少一个旋转轴线偏转。有利地，在根据本专利技术的结构中，在同时简单且由此成本有利的构造中通过高的磁场强度实现高的驱动转矩。除了使用仅一个具有磁化方向的磁体之外，在这里磁通传导材料的U形轨的制造可容易地且成本有利地大批量实现。本专利技术优选地涉及实现单轴的镜。微镜应当用在移动电话中，在移动电话中存在对磁场敏感的元件例如磁通量闸门罗盘。因此要尽可能在很大程度上减小漏磁场。与已知的设计方案相比，通过带有磁通导体的硬磁体的U形的屏蔽至少在三侧上将磁场降低到非临界的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
2010.12.08 DE 102010062591.41.磁性致动器，具有一板(3)和一磁体弓形件，所述板绕至少一个
第一旋转轴线(4)可旋转地被支承，所述磁体弓形件设置在所述板(3)
下方，
其中，所述板(3)具有一主延伸平面，
其中，所述旋转轴线(4)平行于所述主延伸平面，
其中，所述板(3)平行于所述主延伸平面具有至少一个导体回线(10，
10a，10b)，
其中，所述磁体弓形件具有一U形的、传导磁通的轨(1)和一硬磁体
(2)，该硬磁体的磁化垂直于U形开口，
其中，所述磁体弓形件和所述板(3)相互对齐，使得所述磁体弓形件
的开口指向所述板(3)的主延伸平面，
其中，所述U形的、传导磁通的轨(1)具有一平行于所述第一旋转轴
线(4)的主延伸方向，
其中，所述板(3)通过对所述至少一个导体回线(10，10a，10b)的
通电能绕所述至少一个旋转轴线(4)偏转。
2.根据权利要求1所述的磁性致动器，其特征在于，所述板(3)平
行于所述主延伸平面具有两个导体回线(10a，10b)，其中，所述板(3)
通过所述旋转轴线(4)分开地具有两个在所述主延伸平面中的面区域，一
个导体回线(10a)设置在其中一个面区域中并且另一个导体回线(10b)
设置在另一个面区域中。
3.根据权利要求2所述的磁性致动器，其特征在于，通过使两个导体
回线在相反的方向上通电，在所述可旋转地被支承的板(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·平特，J·穆霍，F·沙茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。