[发明专利]利用压电致动的振荡结构、系统以及制造方法

说明书

公开了利用压电致动的振荡结构、系统以及制造方法。该振荡结构(30)包括：第一扭转弹性元件(56)和第二扭转弹性元件(58)，该第一扭转弹性元件和该第二扭转弹性元件被限制到固定的支撑体(40)的对应部分并且限定旋转轴(O)；移动元件(55，57，60)，该移动元件被设置在该第一与第二扭转弹性元件(56，58)之间并连接到该第一和第二扭转弹性元件，由于该第一和第二可变形元件的扭转，该移动元件可围绕该旋转轴(O)旋转；以及第一控制区域(66)，该第一控制区域耦合到该移动元件(55，57，60)并且容纳第一压电致动器(70)，该第一压电致动器被配置成用于在使用中引起该第一控制区域(66)的局部变形，该局部变形生成该第一和第二扭转弹性元件(56，58)的扭转。

技术领域

本发明涉及一种利用压电致动的振荡结构，涉及一种包括该振荡结构的系统，并且涉及一种用于制造该振荡结构的方法。

背景技术

微机械反射镜结构(或反射器)已知的至少部分地由半导体材料制成并且采用MEMS(微机电系统)技术获得。

MEMS反射器被设计为用于采用周期性或准周期性的方式接收光束并改变其传播方向。出于此目的，MEMS反射器包括由反射镜形成的移动元件，这些移动元件在空间中的位置通过适当的振荡控制信号进行电气控制。

更详细地，在包括对应的反射镜的通用MEMS反射器中，控制反射镜的位置对于使得能够扫描具有光束的空间的部分尤其重要，该光束被照射在反射镜上。具体地，在谐振MEMS反射器的情况下，其中，在使用中，使该反射镜以基本上周期性的方式围绕静止位置进行振荡，控制反射镜的位置是决定性的，振荡周期尽可能的接近反射镜的谐振频率，以便在每次振荡期间使由反射镜覆盖的角距离最大化，并且因此使经扫描的空间的部分的范围最大化。

例如，专利申请US2011/0109951描述了一种用于控制谐振式MEMS反射器的反射镜的位置的电路，该反射镜被设置成用于在静电式致动器的作用下相对于旋转轴翻转。具体地，根据专利申请US2011/0109951所述的MEMS反射器包括：由半导体材料制成的固定的支撑体以及通过扭转弹簧被限制到固定的支撑体的反射镜。静电式致动器通常需要高于150V的高操作电压或者在100mA的区域中的电流，由此限制最终设备的能量效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少能量消耗同时优化机电效率的振荡结构。根据本公开，还提供了一种包括该振荡结构的系统以及一种用于制造该振荡结构的方法。

因此，根据本发明，如在所附权利要求中所限定的那样提供了一种利用压电致动的振荡结构、一种包括该振荡结构的系统以及一种用于制造该振荡结构的方法。

附图说明

为了更好地理解本发明，现在仅通过非限制性示例的方式、参照附图描述本发明的优选实施例，其中：

-图1示出了MEMS反射器的电子驱动电路的框图；

-图2在俯视平面图中示出了根据本公开的一方面的振荡结构；

-图3在俯视平面图中示出了根据本公开的另一方面的振荡结构；

-图4至图10在侧视横截面视图中示出了用于制造图2的振荡结构的步骤；

-图11A和图11B分别在俯视平面图和侧视横截面视图中示出了根据本公开的另一方面的振荡结构；

-图12和图13在侧视横截面视图中示出了用于获得图11A和图11B的振荡结构的中间制造步骤；

-图14A和图14B分别在俯视平面图和侧视横截面视图中示出了根据本公开的另一方面的振荡结构；

-图15至图17在侧视横截面视图中示出了用于获得图14A和图14B的振荡结构的中间制造步骤；以及