[發明專利]具有雙軸致動的微機械結構及對應的MEMS設備

有效

• 申請號: 201610472949.0
• 申請日: 2016-06-24
• 公開（公告）號: CN106809796B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: R·卡爾米納蒂
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B81B3/00
• 分類號: B81B3/00;B81B7/02;G02B26/10;G03B21/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;楊立

1.一種具有雙軸致動的微機械結構，包括：

框架，所述框架包括內部限定的窗，并且由第一彈性元件彈性地連接到相對于基底固定的錨固結構；

致動結構，所述致動結構可操作地耦合到所述框架并且被配置為生成所述框架相對于針對所述框架的第一致動軸線的第一致動移動；

移動質量，所述移動質量被布置在所述窗內并且被扭轉型的第二彈性元件彈性地耦合到所述框架，所述移動質量被配置為使得所述移動質量在所述第一致動移動中被剛性地耦合到所述框架，并且針對所述移動質量進一步限定扭轉型的第二致動軸線；以及

質量分布，與所述移動質量關聯，并且至少相對于所述第二致動軸線是非對稱的，并且被配置為通過慣性效應生成作為所述第一致動移動的函數的所述移動質量圍繞所述第二致動軸線的旋轉的第二致動移動，

其中所述質量分布包括僅單個附加質量部分，

所述單個附加質量部分具有在所述移動質量被分成的四個象限中的三個象限上延伸的不完整圓環的形狀，或者

所述單個附加質量部分具有沿著所述第二致動軸線的一側布置的半圓形形狀，并且具有與所述第二致動軸線相距一定距離的質心，其中所述單個附加質量部分的直徑與所述第二致動軸線重合，并且關于第一致動軸線對稱。

2.根據權利要求1所述的微機械結構，其中所述質量分布被配置為在所述微機械結構的運動等式中生成質量矩陣，所述質量矩陣具有在所述框架的所述第一致動移動與所述移動質量的所述旋轉之間的慣性耦合的項。

3.根據權利要求1所述的微機械結構，其中所述質量分布限定以與所述第二致動軸線一定距離被布置的至少一個質心，響應于所述第一致動移動而在所述質心處引發慣性力，以生成用于將所述移動質量圍繞所述第二致動軸線旋轉的扭轉矩。

4.根據權利要求1所述的微機械結構，其中扭轉型的所述第一彈性元件和所述第一致動軸線限定旋轉軸線，所述第一致動移動是所述框架圍繞所述第一致動軸線的旋轉。

5.根據權利要求4所述的微機械結構，其中所述第一致動軸線和所述第二致動軸線限定與所述框架的主表面平行的水平面；其中所述移動質量在所述水平面中具有幾何中心。

6.根據權利要求5所述的微機械結構，其中所述移動質量在所述水平面上具有圓形。

7.根據權利要求4所述的微機械結構，其中所述移動質量包括以相對于垂直軸線與所述基底一定距離被布置的、在表面層中形成的主體部分，所述垂直軸線與所述第一致動軸線和所述第二致動軸線定義三個笛卡爾軸線的集合；并且所述質量分布包括在所述基底的方向上相對于所述垂直軸線在所述表面層之下布置的、在結構層中形成的至少一個附加質量部分。

8.根據權利要求4所述的微機械結構，其中所述移動質量包括以相對于垂直軸線與所述基底一定距離被布置的、在表面層中形成的主體部分，所述垂直軸線與所述第一致動軸線和所述第二致動軸線定義三個笛卡爾軸線的集合；并且所述質量分布包括在所述表面層中形成的并且耦合到所述主體部分的至少一個附加質量部分。

9.根據權利要求1所述的微機械結構，其中所述第一致動移動是諧振移動，并且所述致動結構基于從以下項中所選的操作原理而進行操作：靜電；電磁；以及壓電。

10.根據權利要求6所述的微機械結構，其中所述第一致動移動是諧振移動，并且所述致動結構基于從靜電和壓電中選擇的操作原理來操作。

11.根據權利要求8所述的微機械結構，其中所述第一致動移動是諧振移動，并且所述致動結構基于從靜電和壓電中選擇的操作原理來操作。