[發明專利]用于光的二維偏轉的微機械裝置和方法

有效

• 申請號: 201710799383.7
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107797274B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: M·哈塔斯;R·毛爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10;G02B26/08
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明實現用于光的二維偏轉的一種微機械裝置和一種方法。該裝置具有：反射鏡組件(12)，該反射鏡組件具有用于使照射到反射鏡面(13)上的光偏轉的反射鏡面(13)；其中，反射鏡組件(12)能夠圍繞第一軸線(D1)旋轉地布置在第一框架組件(14)內部并且固定在第一框架組件(14)上；其中，第一框架組件(14)能夠圍繞第二軸線(D2)旋轉地布置在致動結構(16)內部并且固定在致動結構(16)上；其中，致動結構(16)具有至少四個壓電致動組件(18?i)；其中，至少四個壓電致動組件(18?i)的位置不僅關于第一軸線(D1)而且關于第二軸線(D2)對稱地布置。

技術領域

本發明涉及用于光的二維偏轉的一種微機械裝置和一種方法。光的二維偏轉尤其理解為這種光偏轉，在該光偏轉時光的端點不僅可以掃描平面內部的一條線，而且可以掃描在平面中的二維面。關于整個光束、即從它的源頭直至它的端點而言，可以這樣描述光的二維偏轉：可二維偏轉的光束不僅可以在三維空間中展開一個平面，而且可以掃描三維空間角度。

背景技術

通過適合的微機械驅動結構可以圍繞兩個軸線偏轉的微反射鏡具有物理上不同的驅動方案的至少一個組合。例如對于第一軸線可以使用電磁驅動裝置，并且對于第二軸線可以使用壓電驅動裝置。

在WO 2012/089387 A1中描述了可電磁驅動的微反射鏡，該微反射鏡可以安裝在2D掃描器中。

發明內容

根據本發明，提出一種用于光的二維偏轉的微機械裝置和方法。

因此，設置用于光的二維偏轉的微機械裝置，所述微機械裝置具有：反射鏡組件，該反射鏡組件具有用于使照射到反射鏡面上的光偏轉的反射鏡面；其中，反射鏡組件、尤其是反射鏡面可圍繞第一軸線旋轉地布置在第一框架組件內部并且固定在第一框架組件上；其中，第一框架組件可圍繞第二軸線旋轉地布置在致動結構內部并且固定在致動結構上；其中，致動結構具有至少四個壓電致動組件；其中，所述至少四個壓電致動組件的位置不僅關于第一軸線而且關于第二軸線對稱地布置。

本發明還提供一種用于光的二維偏轉的方法，所述方法具有步驟：提供根據本發明的微機械裝置；將第一周期性電壓信號施加到所述至少四個壓電致動組件中的第一壓電致動組件上；將第二周期性電壓信號施加到所述至少四個壓電致動組件中的第二壓電致動組件上；其中，這樣施加第一和第二電壓信號，使得第二電壓信號的對應當前振幅要么等于第一電壓信號的對應當前振幅，要么等于第一電壓信號的對應當前振幅乘以-1。

換言之，第一電壓信號在借助于本方法運行微機械裝置的每個時間點要么等于第二電壓信號，要么等于第二電壓信號的負值。

以根據本發明的方式構造微機械裝置使得能夠實現在微機械裝置的反射鏡面上的旋轉脈沖與微機械裝置安置在其上的外部物體、例如殼體的去耦。當周期性地激勵可運動的部件時，從反射鏡面部分地傳遞到外部物體上的旋轉脈沖可能導致由于不期望的、出現在外部物體上的動能所引起的能量損失以及導致不期望的噪聲排放、例如哨音。因此，通過在這里能夠實現的去耦可以實現微機械裝置的電流消耗的降低。

此外，根據本發明的微機械裝置能夠以特別小的位置消耗構造，由此可以得到較高的可置入性以及在制造時較少的時間和材料耗費。根據本發明的裝置可以特別顯著地微型化，并因此例如可以容易地應用在高集成密度的器具中，尤其是移動器具如智能手機、數據眼鏡、微投影儀和/或其他這種類型的裝置中。

根據本發明的微機械裝置還可以以相對小的幾何復雜性構造，并因此相對于運行故障和損傷是穩固的。

此外，通過根據本發明的微機械裝置的有利的微型化可以同時在每個晶片上制造更多的裝置。

其他優點可由擴展方案以及對附圖的說明中得知。