[發明專利]具有改善特性的壓電致動雙軸線諧振微機電反射鏡結構

在審

• 申請號: 202010201701.7
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111717884A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: N·博尼;R·卡爾米納蒂;M·默利
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: B81B7/02
• 分類號: B81B7/02;G02B26/08;G03B21/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 董莘

1.一種微機電結構，包括：

固定框架，在內部限定腔；

可移動塊，被彈性地懸掛在所述腔中，并且利用圍繞第一旋轉軸線的第一諧振旋轉模式、以及利用圍繞第二旋轉軸線的第二諧振旋轉模式而可移動，所述第二旋轉軸線正交于所述第一旋轉軸線；

第一對支撐元件，以懸臂的方式在所述腔中延伸、并且被剛性地耦合到所述固定框架，并且所述第一對支撐元件通過壓電效應而可彈性變形，以引起所述可移動塊圍繞所述第一旋轉軸線的旋轉；

第二對支撐元件，以懸臂的方式在所述腔中延伸、并且被剛性地耦合到所述固定框架，并且所述第二對支撐元件通過壓電效應而可彈性變形，以引起所述可移動塊圍繞所述第二旋轉軸線的旋轉；

第一對彈性耦合元件，被彈性地耦合在所述可移動塊與所述第一對支撐元件之間；以及

第二對彈性耦合元件，被彈性地耦合在所述可移動塊與所述第二對支撐元件之間；

其中由于所述第一對彈性耦合元件和所述第二對彈性耦合元件，所述可移動塊的所述第一諧振旋轉模式和所述第二諧振旋轉模式彼此解耦合、并且彼此不干擾。

2.根據權利要求1所述的微機電結構，其中所述第一對彈性耦合元件順從于圍繞所述第二旋轉軸線的旋轉，并且相對于圍繞所述第一旋轉軸線的旋轉是剛性的；并且其中所述第二對彈性耦合元件順從于圍繞所述第一旋轉軸線的所述旋轉，并且相對于圍繞所述第二旋轉軸線的所述旋轉是剛性的。

3.根據權利要求1所述的微機電結構，還包括：

在水平平面中的主延伸部；

其中所述第一對支撐元件在所述可移動塊的相對于所述水平平面的第二水平軸線的相對側上，沿著所述水平平面的第一水平軸線延伸，所述第二水平軸線正交于所述第一水平軸線；

其中所述第二對支撐元件在所述可移動塊的相對于所述第一水平軸線的相對側上，沿著所述第二水平軸線延伸；

其中所述第一對支撐元件和所述第二對支撐元件中的每個支撐元件包括第一支撐部分和第二支撐部分，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分具有被耦合到所述固定框架的第一端、以及通過連接部分而被連接的第二端，所述連接部分被耦合到所述第一對彈性耦合元件和所述第二對彈性耦合元件中的相應的一個彈性耦合元件；并且

其中所述第一對支撐元件和所述第二對支撐元件的所述第一支撐部分和所述第二支撐部分在所述第一支撐部分和所述第二支撐部分的頂部處承載相應的致動電極，所述相應的致動電極被偏置以通過壓電效應引起變形。

4.根據權利要求2所述的微機電結構，還包括：

在水平平面中的主延伸部；

其中所述第一對支撐元件在所述可移動塊的相對于所述水平平面的第二水平軸線的相對側上，沿著所述水平平面的第一水平軸線延伸，所述第二水平軸線正交于所述第一水平軸線；

其中所述第二對支撐元件在所述可移動塊的相對于所述第一水平軸線的相對側上，沿著所述第二水平軸線延伸；

其中所述第一對支撐元件和所述第二對支撐元件中的每個支撐元件包括第一支撐部分和第二支撐部分，所述第一支撐部分和所述第二支撐部分具有被耦合到所述固定框架的第一端、以及通過連接部分而被連接的第二端，所述連接部分被耦合到所述第一對彈性耦合元件和所述第二對彈性耦合元件中的相應的一個彈性耦合元件；并且

其中所述第一對支撐元件和所述第二對支撐元件的所述第一支撐部分和所述第二支撐部分在所述第一支撐部分和所述第二支撐部分的頂部處承載相應的致動電極，所述相應的致動電極被偏置以通過壓電效應引起變形。

5.根據權利要求4所述的微機電結構，

其中所述第一對支撐元件中的第一支撐元件的所述致動電極被配置成以第一交流偏置電壓被偏置，并且所述第一對支撐元件中的第二支撐元件的所述致動電極被配置成以第二交流偏置電壓被偏置，所述第二交流偏置電壓相對于所述第一交流偏置電壓相位相反，以引起所述可移動塊圍繞所述第一旋轉軸線以第一諧振頻率的所述旋轉；并且

其中所述第二對支撐元件中的第三支撐元件的所述致動電極被配置成以第三交流偏置電壓被偏置，并且所述第二對支撐元件中的第四支撐元件的所述致動電極被配置成以第四交流偏置電壓被偏置，所述第四交流偏置電壓相對于所述第三交流偏置電壓相位相反，以引起所述可移動塊圍繞所述第二旋轉軸線以第二諧振頻率的所述旋轉。