[实用新型]一种垂直大位移MEMS微镜

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种垂直大位移MEMS微镜。

背景技术

微型化，高性能，低成本，大批量是当今器件制造的追求目标。微机电系统技术此时应运而生，被广大制造制造商广泛应用。使用微机电系统技术制造的器件主要可分成两大类，其一就是单纯微型化传统器件，如微型光学平台，其优点集中体现在可以拓展微型化的系统的使用范围；其二使用革新原理制造出传统方法无法制作的器件，如地磁传感器。

MEMS微镜作为微机电系统(MEMS)的杰出代表，其种类丰富，性能优良。MEMS微镜的大力发展当然也离不开市场对MEMS微镜的急切需求。现今，MEMS微镜的应用领域有微型投影扫描，医疗成像中的光学扫描探头，光通信中的光开关，光可变衰减器，微型光谱仪等等。

其中MEMS微镜的驱动结构常用的有四大类：静电驱动，电磁驱动，压电驱动和电热驱动。其中每一种驱动结构都有自己的优点，如静电驱动型驱动电压高，功耗低，但是转角小，比较适合光可变衰减器；电磁驱动型驱动电压低，扫描频率低，旋转角度大，适合微型投影仪；压电驱动型由于制作材料的性能有限，使得微镜的旋转角度小，使用范围有限；电热驱动型研究的最彻底，使用范围也最广泛，同时由于其驱动电压低，微镜的旋转角度大，扫描频率低的特点，适合大范围低频率如体内光学成像扫描。

但是现有MEMS微镜，由于其驱动臂的结构单一，使MEMS微镜中镜体与微镜边框之间的高度差几乎为零，这样在实际应用过程当中，就会大大限制了MEMS微镜中镜体的运动轨迹，对于MEMS微镜来说，镜体的运动轨迹变小，就直接意味着此类MEMS微镜的工作效果，进而影响到MEMS微镜的工作效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使镜体相对于微镜边框，处于垂直大位移的位置，能够扩大镜体运动轨迹的MEMS微镜。

本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种垂直大位移MEMS微镜，包括微镜边框、镜体和驱动臂，镜体边缘通过驱动臂与微镜边框相连接，驱动臂上设置有第一导电走线，所述驱动臂包括两根直梁和与之相对应的三个双层膜双层膜Bimorph结构连接件，双层膜Bimorph结构连接件上设置数个加热电阻，第一导电走线与加热电阻相连接；各根直梁之间、直梁与微镜边框之间、直梁与镜体边缘之间均通过双层膜Bimorph结构连接件进行连接，使镜体相对于微镜边框处于垂直大位移的位置。

作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括分别设置在镜体表面上和双层膜Bimorph结构连接件上的热敏电阻。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述热敏电阻为Pt或者多晶硅材料。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述设置在镜体表面上的热敏电阻采用蛇形分布的方式设置在镜体表面上。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述驱动臂上还设置与所述热敏电阻相连接的第二导电走线。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述第一导电走线、第二导电走线为Al材料。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述加热电阻为金属或者多晶硅材料。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述双层膜Bimorph结构连接件上的数个加热电阻通过串连或并连的方式相互连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案：所述直梁为Al或者SiO₂材料。

本实用新型所述一种垂直大位移MEMS微镜采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

（1）本实用新型设计的垂直大位移MEMS微镜中，镜体相对于微镜边框，处于垂直大位移的位置，能够扩大镜体运动轨迹，提高MEMS微镜的使用效率；

（2）本实用新型设计的垂直大位移MEMS微镜中，在镜体表面上设置热敏电阻，能够实时监测镜体表面的温度，有助于在实际应用过程当中，对镜体的移动轨迹进行控制；

（3）本实用新型设计的垂直大位移MEMS微镜中，在双层膜Bimorph结构连接件上设置热敏电阻，能够实时监测双层膜Bimorph结构连接件的温度，有助于在实际应用过程当中，对加热电阻的热功率进行控制；

（4）本实用新型设计的垂直大位移MEMS微镜中，针对加热电阻和热敏电阻，设置第一导电走线和第二导电走线分别进行连接，能够更加有效的保证各电子元器件的工作效率；

（5）本实用新型设计的垂直大位移MEMS微镜中，第一导电走线和第二导电走线为Al材料，加热电阻为金属或者多晶硅材料，热敏电阻为Pt或者多晶硅材料，这样能够有效保证本装置在使用过程中的稳定性以及精确度。