带有压电致动器的谐振双轴线MEMS反射器及包含其的投影MEMS系统的制作方法

文档序号:12593820阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种MEMS器件,包括:

-固定结构(10);

-活动结构(12),包括反射元件(90);

-第一可变形结构(22),被布置在所述固定结构和所述活动结构之间;以及

-第二可变形结构(24),被布置在所述固定结构和所述活动结构之间;

并且其中所述第一可变形结构和所述第二可变形结构中的每个包括相应数量主压电元件(40);并且其中所述第一可变形结构的所述主压电元件(40’)能够被电控制以引起所述第一可变形结构的实质上周期性的第一变形和所述活动结构关于第一轴线(A1)的随之发生的振荡;并且其中所述第二可变形结构的所述主压电元件(40”)能够被电控制以引起所述第二可变形结构的实质上周期性的第一变形和所述活动结构关于第二轴线(A2)的随之发生的振荡;

并且其中所述第一可变形结构还包括相应数量的次压电元件(42’),所述次压电元件能够被电控制以引起所述第一可变形结构的第二变形、并且改变所述活动结构关于所述第一轴线的第一谐振频率。

2.根据权利要求1所述的器件,其中所述第一可变形结构(22)包括相应的支撑结构(32),被固定至所述固定结构(10)并且被固定至所述活动结构(12);并且其中所述第一可变形结构的所述主压电元件(40)和所述次压电元件(42)被机械地耦合至相应的所述支撑结构。

3.根据权利要求2所述的器件,其中所述第一可变形结构(22)的所述支撑结构(32)具有相应的主体(36),所述主体具有沿着相应的伸长方向的伸长的形状。

4.根据权利要求3所述的器件,其中所述第一可变形结构(22)的所述主压电元件(40)被布置在相应的所述主体(36)的伸长的方向上。

5.根据权利要求4所述的器件,其中所述第一可变形结构(22)的所述主压电元件(40)和所述次压电元件(42)在相应的所述主体(36)的所述伸长的方向上被彼此散置。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的器件,其中所述第一可变形结构(22)的所述次压电元件(42)在横向于所述主体(36)的所述伸长的方向的方向上具有伸长的形状。

7.根据权利要求6所述的器件,其中所述支撑结构(32)形成多个第一横向元件(38)和多个第二横向元件(39),所述多个第一横向元件从所述主体(36)的第一侧延伸,所述多个第二横向元件从所述主体的第二侧延伸,所述第一侧和所述第二侧彼此相对;并且其中每个次压电元件(42)被机械地耦合至由所述第一横向元件中的一个横向元件和所述第二横向元件中的一个横向元件形成的对应的对,使得在所述第一可变形结构(22)的所述第二变形期间、所述对的所述横向元件弯曲。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的器件,其中所述支撑结构(32)具有L形状;并且其中所述L形状的长臂由所述主体(36)形成。

9.根据前述权利要求中任一项所述的器件,其中所述固定结构(10)至少一部分由半导体材料制成;并且其中所述第一可变形结构和第二可变形结构(22,24)中的每个包括相应的底部电极区域(78);并且其中所述第一可变形结构的所述主压电元件(40’)和所述次压电元件(42’)在所述第一可变形结构的所述底部电极区域的顶部上延伸;并且其中所述第二可变形结构的所述主压电元件(40”)在所述第二可变形结构的所述底部电极区域的顶部上延伸。

10.根据权利要求9所述的器件,其中所述第一可变形结构和第二可变形结构(22,24)中的每个包括相应的半导体区域(70)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的器件,其中所述第二可变形结构(24)包括相应数量的次压电元件(42”),所述相应数量的次压电元件能够被电控制以引起所述第二可变形结构的第二变形、并且改变所述活动结构(12)关于所述第二轴线(A2)的第二谐振频率。

12.根据权利要求11所述的器件,其中所述第二可变形结构(24)与所述第一可变形结构(22)相同,但是相对于所述第一可变形结构转动。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的器件,其中所述第二可变形结构(24)包括相应的支撑结构(32),所述支撑结构被固定至所述固定结构(10)并且被固定至所述活动结构(12);并且其中所述第二可变形结构的所述主压电元件(40”)和所述次压电元件(42”)被机械地耦合至相应的所述支撑结构。

14.根据权利要求13所述的器件,其中所述第二可变形结构(24)的所述支撑结构(32)具有相应的主体(36),所述主体具有相应的伸长方向上的伸长的形状;并且其中所述第二可变形结构的所述次压电元件(42”)具有横向于所述第二可变形结构的所述主体的所述伸长的方向的伸长的形状。

15.根据前述权利要求中任一项所述的器件,进一步包括:

-第三可变形结构(26)和第四可变形结构(28),其中每个都被布置在所述固定结构(10)和所述活动结构(12)之间并且包括若干相应的主压电元件(40”’,40””)和若干相应的次压电元件(42”’,42””);

并且其中第三可变形结构的所述主压电元件(40”’)能够被电控制以引起所述第三可变形结构的实质上周期性的第一变形和所述活动结构关于所述第一轴线(A1)的所述振荡;并且其中所述第四可变形结构的所述主压电元件(40””)能够被电控制以引起所述第四可变形结构的实质上周期性的第一变形和所述活动结构关于第二轴线(A2)的所述振荡;并且其中所述第三可变形结构的所述次压电元件(42”’)能够被电控制以引起所述第三可变形结构的第二变形、并且改变所述第一谐振频率;并且其中所述第四可变形结构的所述次压电元件(42””)能够被电控制以引起所述第四可变形结构的第二变形、并且改变所述第二谐振频率。

16.一种MEMS投影系统,包括:

-根据前述权利要求中任一项所述的MEMS器件(8);

-第一交流发电机(48),被配置成将第一交流电压施加至所述第一可变形结构(22)的主压电区域(40’);

-第二交流发电机(48),被配置成将第二交流电压施加至所述第二可变形结构(24)的主压电区域(40”),所述第二交流电压具有与所述第一交流电压的频率不同的频率;以及

-至少一个第一直流发电机(48),被配置成将第一直流电压施加至所述第一可变形结构的次压电区域(42’)。

17.一种MEMS投影系统,包括根据权利要求1至15中任一项所述的MEMS器件(8)、以及被配置成产生入射到所述反射元件(90)上的光束(OB1)的光源(4)。

18.一种便携式的电子装置(200),包括根据权利要求16或权利要求17所述的MEMS投影系统(1)。

19.根据权利要求18所述的装置,其中所述MEMS投影系统(1)是具有壳体(201)的独立的附件,所述壳体(201)可释放地被耦合至所述便携式的电子装置(200)的相应的壳体(203)。

20.根据权利要求18所述的装置,其中所述MEMS投影系统(1)以集成方式被形成在所述便携式的电子装置(200)的壳体(203)之内。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的装置,在组中选择所述装置,所述组包括:手机、智能电话、PDA、平板电脑、数字音频播放器、以及用于视频游戏的控制器。

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