[发明专利]微型扫描面镜

说明书

本发明提供一种微型扫描面镜，包括镜片、压电材料层、两个第一转轴元件以及多个第一驱动电极。第一轴方向通过镜片的中心。压电材料层沿着镜片的圆周方向设置，其中压电材料层具有多个第一驱动电极区域，未设有压电材料层的两个第一间隔区域分别形成于相邻的两个第一驱动电极区域之间。各第一转轴元件位于各第一间隔区域与对应的相邻的第一驱动电极区域之间，其中各第一转轴元件连接镜片与位于第一驱动电极区域中的压电材料层。第一驱动电极分别位于对应的第一驱动电极区域上。本发明的微型扫描面镜可在相同的驱动条件下获得更大的面镜转动角度，且具有良好的可靠度。

技术领域

本发明关于一种微机电系统(micro electronical mechanical systems,MEMS)元件，且特别是关于一种微型扫描面镜。

背景技术

以微机电技术制作的微型扫描面镜，依其驱动方式可概分为三大类:静电式致动、电磁式致动、以及压电式致动。

采用静电式致动技术的微型面镜为目前市场主流，但其存在有下述限制：首先是需高电压(例如高于150V)操作，且对碰撞或震动敏感。更具体而言，静电式致动技术的微型面镜的两个高压电极间隙通常只有数微米，一旦有碰撞或震动的外力导致结构些微位移，便会导致两个电极接触而短路或互相沾粘，进而使整个系统元件失去功能。

另一方面，采用电磁式致动技术的微型面镜则是通过操作电流来控制面镜旋转角度，因此其也存在有下述限制：首先是其具有大功耗，其次是其亦需将电流生热对整体结构的影响列入考量。此外，采用电磁式致动技术的微型面镜也需外部磁铁提供磁场，如此一来不仅组装较为复杂，亦限制其封装体积缩小的可能性。并且，目前采用电磁式致动技术的微型面镜仅能以单轴驱动，因此也仅能进行一个维度上的扫描，而不能进行在两个维度上的扫描。

而现有在研发中采用压电式致动技术的微型面镜，具有两种驱动方式。一种驱动方式是使用环架(gimble)架构，将微型面镜透过第一转轴(例如X轴)连接于环架上，环架垂直于第一转轴的方向上设置有第二转轴(例如Y轴)，第二转轴连接环架与晶片基板的固定端。另一种驱动方式是不使用环架，直接使用四组驱动部在晶片基板的固定端，两组驱动部连接微型面镜的第一转轴，另两组驱动部连接微型面镜的第二转轴。此种不采用环架的驱动方式能够以双轴驱动，直接透过不同的驱动部驱动转轴带动微型面镜绕第一转轴或第二转轴旋转。另一方面，采用环架的驱动方式是以单轴驱动方式设计，但可透过环架上布置有驱动电极而使环架本身产生扭转变形，进而带动面镜绕第一转轴或第二转轴旋转。

然而，现有采用压电式致动技术的微型面镜皆需牺牲部分连接驱动部与转轴处的驱动梁面积来设置感测部电极，导致面镜旋转角度未能最大化，或是驱动方式未能最佳化。并且，当采用压电式致动技术的微型面镜的转轴为单轴设计时，在相同扭转刚性条件下，抵抗外界震动效果也会较差。

“背景技术”段落只是用来帮助了解本发明内容，因此在“背景技术”段落所公开的内容可能包含一些没有构成本领域技术人员所知道的现有技术。在“背景技术”段落所公开的内容，不代表该内容或者本发明一个或多个实施例所要解决的问题，在本发明申请前已被本领域技术人员所知晓或认知。

发明内容

本发明提供一种微型扫描面镜，能够具有在相同的驱动条件下可获得更大的面镜转动角度，且具有良好的可靠度。

本发明的其他目的和优点可以从本发明所公开的技术特征中得到进一步的了解。