7绕扭转支撑梁1-5振动。
[0028]所述可动镜面结构1-7可根据具体需要设计成各种形状与厚度，如圆形、椭圆形、方形、多边形等或其组合形状;可动镜面结构的中心设置有反射层1-8，用于实现对入射光线的高效率反射，具体镀层根据反射光线的波长选择。
[0029]为了增大梳齿结构的驱动力，可动镜面结构1-7优选为圆形和多边形组合而成;所述反射层1-8呈圆形，反射层1-8材料优选为金膜，反射层1-8与第二和第一焊盘l-3a、l-3b
一起制作。
[0030]所述第一扭转支承梁l-5a、l_5b用于支撑可动镜面结构1-7，第一扭转支承梁的根数、形状、尺寸根据微扭转镜所需刚度、模态频率与振型设计。在此，第一扭转支承梁1-5优选为矩形直梁，用于支撑镜面结构1-7。
[0031]对于每一个梳齿结构而言，所述静梳齿与动梳齿平行交错布置，其中，所述静梳齿自静梳齿锚点向隔离沟槽内延伸而成，所述动梳齿自可动镜面结构向隔离沟槽内延伸而成。另外，为了保证可动镜面结构1-7关于扭转支撑梁的对称性，保持可动镜面结构1-7两侧的动梳齿的梳齿厚度相同，两侧静梳齿1-1 b、1-6b厚度不同。如此以来，微扭转镜梳齿间电容最大值位置与微扭转镜的机械结构平衡位置便有一定偏差，给微扭转镜的梁支承锚点Ι-Α 和静梳齿锚点 1-2 上的第二和第一焊盘 l-3a、l-3b 施加驱动信号后，起振方向不再是随机的；同时微扭转镜往复振动过程中，往不同方向振动，梳齿对间的电容值变化也会有微小偏差，从而也可以给通过实时检测梳齿间电容提供微扭转镜振动方向信息，以实现微扭转镜闭环控制。
[0032]实施例2
[0033]参阅图4，本实施例提出的一种基于SOI制作的单侧不等高梳齿驱动的二维微扭转镜，由器件层Ι-a、中间的埋氧层Ι-b、基底层Ι-c三层组成。基底层Ι-c制作背腔结构，给可动镜面结构1-7与可动框架6-4提供活动空间；埋氧层Ι-b用于器件层Ι-a和基底层Ι-c的电隔离。器件层Ι-a用于制作可动镜面结构1-7及其上的反射层1-8、可动镜面结构1-7的第一扭转支承梁l_5a和l-5b、可动镜面结构的第一梳齿结构、支承可动镜面结构第一扭转支撑梁的可动框架6-4、可动框架的第二扭转支撑梁6-8a和6-8b、驱动可动框架6-4的第二梳齿结构、静梳齿销点I _2。
[0034]其中，位于第一扭转支承梁l-5a、l_5b—侧的第一动梳齿1-1a和第一静梳齿1-1b不等高；另一侧的第二动梳齿l_6a和第二静梳齿l-6b等高;位于第二扭转支承梁6-8a、6-8b一侧的第三动梳齿6-la和第三静梳齿6-lb不等高；另一侧的第四动梳齿6-lla和第四静梳齿6-llb等高。从而分别实现可动镜面结构1-7与可动框架6-4的驱动梳齿对电容最大值的位置偏离其结构平衡位置，让两者各自的起振方向确定，并可以通过电容检测提供方向信息以实现闭环控制。
[0035]可动镜面结构1-7由第一扭转支承梁固定到可动框架结构6-4上，通过第一隔离沟槽l-9a、l-9b实现可动镜面结构1-7与可动框架6-4上的第二和第一动梳齿l-6a、l-la与其对应第二和第一静梳齿l-6b、l-lb的电隔离;可动框架6-4由第二扭转支撑梁6-8a、6-8b支撑，第二扭转支撑梁6_8a、6_8b分别固定于其对应固定销点6-6a、6_6b上，通过固定销点6-6a、6-6b周围的第二隔离沟槽6-14a、6_14b与固定销点6-6a、6_6b实现电隔离;第一扭转支撑梁与第二扭转支撑梁正交，可动镜面结构、可动框架、静梳齿锚点三者之间两两绝缘，通过给焊盘l-3a、l-3b、l-3c给三者施加交变的驱动信号，即可实现二维扫描。
[0036]在此，可动镜面结构1-7优选为圆形，其上的反射层1-8也呈圆形，反射层材料优选为金膜，与焊盘l_3a、l-3b、l_3c—起制作。可动框架6-4优选为椭圆环形，第一扭转支承梁l-5a、l-5b及第二扭转支撑梁6-8a、6-8b优选为矩形直梁，分别用于支撑可动镜面结构1-7和可动框架6-4。
【主权项】
1.一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:包括位于中间的可动镜面结构(1-7)和位于可动镜面结构(1-7)外周的静梳齿锚点(1-2)，所述可动镜面结构(1-7)在对称的两侧与静梳齿锚点(1-2)之间分别设置有第一隔离沟槽，用以分别容置第一梳齿结构和第二梳齿结构，在梳齿结构中，静梳齿和动梳齿构成一个梳齿对，在第一梳齿结构的梳齿对中，不等高梳齿对的数量为a，在第二梳齿结构的梳齿对中，不等高梳齿对的数量为b，且a在b，0^ad0^b^N，其中4为梳齿结构中梳齿对的数量。2.根据权利要求1所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:由静梳齿和动梳齿组成的不等高梳齿对，所述静梳齿和动梳齿的下端部平齐，上端部存在高度差。3.根据权利要求2所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:在多个不等高梳齿对中，动梳齿和静梳齿的高度差相同。4.根据权利要求2所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:所述静梳齿锚点在朝向第一隔离沟槽的一端分别设置有低于静梳齿锚点所在平面的台阶部，静梳齿自静梳齿锚点的台阶部自由端朝向第一隔离沟槽内延伸而成，所述动梳齿自可动镜面结构的端部朝向第一隔离沟槽内延伸而成。5.根据权利要求2所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:对于第一和第二梳齿结构而言，其梳齿对的数量相等，但是，不等高结构的数量不等，等高结构的数量不等。6.根据权利要求1或2所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:所述可动镜面结构两侧的静梳齿厚度不同，动梳齿厚度相同。7.根据权利要求1或2所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:在所述第一梳齿结构和第二梳齿结构的外围进一步设置两组相对布置的第三梳齿结构和第四梳齿结构，构成二维微扭转镜。8.根据权利要求7所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:所述可动镜面结构(1-7)通过第一扭转支撑梁(l-5a、l-5b)固定到可动框架(6-4)上，所述可动框架(6-4)通过第二扭转支撑梁(6-8a、6-8b)固定到固定锚点(l-4a、l-4b)上，实现可动框架结构与可动镜面结构的电容最大值位置偏离其机械平衡位置。9.根据权利要求8所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:所述可动镜面结构(1-7)与可动框架(6-4)和静梳齿锚点(1-2)，三者之间两两绝缘。10.根据权利要求8所述的一种单侧不等高梳齿驱动的微扭转镜，其特征在于:所述第一梳齿结构和第二梳齿结构的梳齿布置在以可动镜面结构的中心为圆心的同心圆的内层圆周上，所述第三梳齿结构和第四梳齿结构布置在以可动镜面结构的中心为圆心的同心圆的外层圆周上，且所述第一扭转支撑梁(l-5a、l-5b)和第二扭转支撑梁(6-8a、6-8b)正交。
【专利摘要】本发明公开了一种单侧不等高梳齿驱动微扭转镜，其器件层用于制作微扭转镜的可动镜面结构及其上的反射层、扭转支承梁及其固定锚点、动静梳齿对、静梳齿锚点及焊盘等结构；基底层用于制作背腔；埋氧层用于器件层和基底层的电隔离。为了克服其于SOI制作的等高梳齿驱动微扭转镜起振方向不可控，且通过电容检测无法识别方向的问题，本发明提出了通过改变梳齿的厚度，把扭转支承梁一侧的动梳齿和静梳齿制作成不等高梳齿对，另一侧保持为等高梳齿对，使扭转支承梁两侧梳齿对电容最大值位置偏离扫描镜的结构平衡位置，以实现制作出的微扭转镜起振方向确定，并且给通过电容检测提供方向信息，从而实现闭环控制。
【IPC分类】B81B5/00, G02B26/08
【公开号】CN105607249
【申请号】CN201510968367
【发明人】孙明, 宋秀敏
【申请人】西安励德微系统科技有限公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日