专利名称：具有混合致动器的微镜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种关于两个垂直轴可旋转的光学微镜阵列，利用混合旋转致动器机 制，包括用于一轴的角度垂直梳齿驱动器和用于另一轴的传统平行板静电电极。
背景技术：
静电致动的光学微电机(MEMS )装置的主要问题是实现相对高的旋转角和更低的 致动电压，特别是在开关轴，即"钢琴"或Y轴。现有的双轴MEMS装置，例如以Miller 等人的名义于2005年8月23日公开的美国专利号.6,934,439和以Mala等人的名义于 2006年8月22日公开的美国专利号7,095,546中公开的两套平行板静电电极，用于倾斜 (Y-轴)和滚动(X-轴)运动，该两组平行板静电电极需要复杂的电极和供给构造，例 如，是以Miller等人名义于2005年11月22日公开的美国专利号6,968,101和2006年3 月7日公开的美国专利号7,010,188中公开的，提供了限制的倾斜角(Y轴)范围和控 制。平行板(PP)静电电极受引入不稳定性影响，这限制了可用角度范围；因此，用于
钢琴倾斜和滚动的平行板电极不能为下 一个产生装置提供足够的范围。垂直梳齿驱动器是一种能够利用基本的静电操作原理获得相对高的致动器功率的
MEMS致动器，并且可利用半导体行业开发的标准材料和可升级的方法制造。垂直梳齿
驱动器可被有利地用来在包括光扫描，光开关，自由空间光通信，光定相阵列，光学滤
波器，外腔激光器，自适应光学和其他应用的不同的光学应用中控制高速，高分辨率的微镜。典型的垂直梳齿驱动器的致动原理是静电，其中，可移动的梳齿(或转子)和固定 的梳齿(或定子)之间施加电势差。当在它们之间施加电压时，电场产生的力矩导致可 移动梳齿围绕支撑铰链向固定梳齿旋转，直到静电力矩被铰链弹簧的恢复机械力矩平 衡。不同类型的垂直梳齿驱动装置被例如在Behin等人的美国专利号6,612,029中更详
细地描述，通过参考将该文件结并入本申请中。现有的垂直梳齿驱动器和平行板静电电极致动器比起来相对有效，并且可被设计成 在与平行板电极相关的致动方向上避免引入现象。但是，垂直梳齿驱动器的主要问题是 对于致动器的稳定性所需要的次微米梳齿指针对准精度。 —种类型的梳齿致动器是交错的垂直梳齿(SVC)驱动器，其中在不同层制造转子 和定子梳齿。典型的现有技术的方法流程包括通过蚀刻一绝缘体硅(SOI)晶片产生移 动梳齿组件，并通过蚀刻另一SOI晶片产生固定梳齿组件，然后将这两个蚀刻的晶片组 装在一起形成垂直梳齿驱动器。这种方法的不同方案在美国专利号6,925,710和 7,079,299中描述。但是，形成两个梳齿组件的两个晶片间的严格对准要求可能大大地复 杂化装置工艺过程并降低装置的产量。以Moffat名义于2007年4月11日申请的美国专 利申请号11/733,821中已经开发了自对准掩模方法来克服这种缺陷，虽然这种自对准 SVC方法相对复杂，此专利申请通过参考合并入本申请中。另一类型的梳齿致动器是角度垂直梳齿(AVC)，其中在同一层制造转子和定子梳 齿，并且转子梳齿相对于之后的定子梳齿有预倾斜或偏置，优选在装置释放过程中。AVC 的主要优点是梳齿能自动自对准，因为它们在同 一装置层中制造。 [10]不幸的是，在二维万象支架布置中，关于Y-轴倾斜的镜子影响X-电极的几何结构； 因此，如果垂直梳齿驱动器被用来提供X和Y倾斜，则在Y-轴倾斜的窄的指针空间(将 是自对准梳齿加工中所说的情况)将导致X定子/转子干涉，该干涉可造成侧向折断。 [11]本发明的一个方面是提供一种关于两个正交轴(X和Y)可枢轴转动的微镜，该微 镜具有利用在开关轴(Y)的梳齿获得相对大的倾斜角和/或减少所需电压的致动器阵列 结构，同时通过相对容易的制造的平行板静电致动器实现关于X轴的旋转，其中，梳齿 从镜辊分离因为它们被布置在X-轴铰链的内部。
发明内容
因此，本发明涉及一种MEMS微镜装置，包括 [13]基板；镜面平台，被可枢轴转动的安装在所述基板上，用于关于纵向第一轴和横向第二轴 旋转；第一铰链，能够使所述镜面平台关于所述第一轴旋转； [16]第二铰链，能够使所述镜面平台关于所述第二轴旋转；第一静电板电极，安装在所述第一轴一侧的所述基板上；第二静电板电极，被安装在所述第一静电板电极上的所述镜面平台的下面，
用于吸引所述第一静电板电极并且关于所述第一轴旋转所述镜面平台；定子梳齿致动器，从所述基板向所述镜面平台纵向延伸；以及转子梳齿致动器，用于和所述定子梳齿致动器相交错，从所述镜面平台延
伸，用于关于所述第二轴旋转所述镜面平台。
下面将参考其中表示本发明优选实施例的附图更详细地描述本发明，其中图la是依据本发明的微镜结构的轴测图；图lb是图la的微镜结构的内部平台和外部面板的轴测图；图lc是图la的微镜结构的基板的轴测图；图2是反射面相交错的多个图la的微镜结构的俯视图；图3是图la的微镜结构的内部平台的俯视图；图4是图la的微镜结构的内部平台从下面看的轴测图；图5是依据本发明的第一角度垂直梳齿驱动器实施例的图la的微镜结构的
内部平台和外部面板的轴测图；图6是图5的微镜结构的内部平台和外部面板的俯视图；图7a是依据本发明的第二角度垂直梳齿驱动器实施例的图la的微镜结构的
内部平台和外部面板的轴测图；图7b是图7a的微镜结构的内部平台和外部面板的俯视图；图8a-8d示出才艮据本发明的第 一种制造方法；图9a-9e示出才艮据本发明的第二种制造方法；图IO是依据本发明的交错垂直梳齿驱动器实施例的微镜结构的轴测图；图11是图IO的微镜结构的基板的轴测图；图12是图10的微镜结构的内部平台的俯视图；以及图13是图10的賴t镜结构的内部平台的轴测图。
具体实施例参考图la至lc,本发明涉及一种微镜结构1,用于在基板2上将反射面3同时倾 斜于第一横向开关(Y或倾斜)轴和第二正交纵向滚动轴(X)。微镜结构1利用一个混 合致动器，所述混合致动器包括关于开关轴(Y)旋转反射面3以获得相对大的倾斜角 并减少所需电压的垂直梳齿驱动器(如所示的AVC或SVC)和关于滚动轴(X)旋转 反射面3的平行板静电致动器。内框架结构，例如平台4，是关于Y-轴可枢轴转动的，并且在AVC的情况下，包 括在其相对端的双材料悬臂梁5a和5b,该双材料悬臂梁5a和5b分别带有平行于X轴 延伸的转子梳齿6a和6b。分别从悬臂梁5a和5b延伸的矩形骨架框架7a和7b分别包 围和密封转子梳齿6a和6b。关于X和Y轴可枢轴转动的外部面板8包围内部平台4, 并包括反射面3，翼部9a,尾部10,以及反射面3与尾部IO之间延伸的矩形框架臂18, 且矩形框架臂18在与翼部9a相对的外部面板8的另一侧。镜面部3涂覆有用于反射光 束的反射涂层，例如金，同时尾部IO提供用于平衡的偏置重量。通过常规的平行板静电致动器来实现关于X轴的滚动旋转，所述平行板静电致动 器包括安装在基板2上的用来吸引外部面板8的翼部9a下面的起匹配电极作用的X-电 极9b。由于具有转子梳齿6a和6b的内部平台4被装置在X-铰链内部(图3 ),滚动旋 转不影响梳齿驱动器的对准，从而只关于Y轴倾斜。参考图lc,基板2，可以是玻璃或硅，包括在凸起的基座部分13两側的凹槽12a 和12b以提供外部面板8关于Y轴的宽范围角度运动。凸起的基座13包括沿着其一侧 延伸的X-电极9b，在X和Y轴的交处中间的基座或锚柱14，镜结构1绕该点转动，以 及包括在其每个端部的定子锚16a和16b。镜面部3可以与来自相邻镜面平台的反向延伸的镜面部相交错，如图2中所示，并 且如同2007年1月23日授权的Miller等人的专利号7,167,613的美国专利所公布的那 样，在此通过参考将其合并入本申请中。特别参考图3，通过在尾部10与矩形框架7a之间延伸的第一扭转铰链21和在反 射面3与矩形框架7b之间延伸的第二扭转铰链22,外部面板8和内部平台4枢轴旋转 地互相连接，从而限定纵向X-轴。第一和第二扭转铰链21和22可以是具有沿着X-轴 延伸的两端，或者说是在其每一侧上具有平行于X-轴延伸的一端的蜿蜒梁，如图3中 所示。连同转子梳齿6a和6b —起，梳齿驱动器包括分别安装在定子锚16a和16b上的两 組纵向伸展的固定(定子)梳齿26a和26b，定子梳齿26a和26b与转子梳齿6a和6b
交叉指接。矩形帽27形成于内部平台4中间以粘接到锚柱14的顶端。第三和第四扭转 铰链28和29，最佳如图3和4所示，从矩形帽27的相对侧延伸到内部平台4以支撑内 部平台4,从而限定横向Y-轴。第三和第四扭转铰链28和29可以是具有沿着Y-轴延伸 的两端，或者说是在其每一侧上具有平行于Y-轴延伸的一端的蜿蜒梁，如图3和4所示。 [45]移动(转子)梳齿6a和6b位于第一和第二扭转铰链21和22之间，从而移动梳齿 6a和6b的指针和外部面板8 —起通过第三和第四扭转铰链28和29关于Y-轴(钢琴) 自由旋转，但是在外部面板8通过第一和第二扭转铰链21和22关于纵向X轴旋转时， 转子梳齿6a和6b与外部面板8不相关并保持静止。 Y-轴扭转铰链28和29优选为长度小于镜面平台3或尾部10的宽度的蜿蜒的扭转 弹簧，从而多个镜面平台3可以紧密的组装，之间仅留很小的气隙，并且这些镜面平台 被固定到中心柱14，该中心柱14又被固定到基板2 。本实施例中有角度垂直梳齿驱动器的主要优点是转子和定子的梳齿6a, 6b， 26a和 26b的梳齿指针可在同一层中加工，提供自对准，然后，通过例如硅-氧化硅的预应力双 材料的悬臂梁5a和5b,在制造期间释放，移动的转子梳齿6a和6b可被以锐角相对于 基板2倾斜，从而提供角度垂直梳齿驱动器。在施加电压时，转子和定子梳齿6a, 6b, 26a和26b的转子和定子指针必须彼此垂 直偏置以在垂直方向产生静电力。如果转子和定子在同一平面，则垂直方向没有力，因 此没有用于镜倾斜的力矩。因此，根据本发明，通过在释放期间弯曲悬臂梁5a和5b以 预倾斜转子梳齿6a和6b，可以容易地在一层中实现角度垂直偏置(预倾斜)。由于可获 得的空间有限，实际上不能在一层中制造所有梳齿指针，然后在垂直方向线性地偏置转 子或定子梳齿6a， 6b, 26a和26b。因此，才艮据图8a-9e,悬臂梁部5a和5b具有双材料结构，该双材料结构包括主结 构层31和预应力层32,主结构层可以邻近或不邻近内部平台4,例如，薄硅层，预应 力层例如是在上面的结构层31下面的热生长的氧化硅层。预应力层32 (图4)具有残 余压缩应力，典型大约是300Mpa。氧化硅是优选，因为其可以在非常高的温度加工， 例如1000。C,因此其是相对没有缺陷的，确保在装置的操作温度状态下，即0。C-70。C, 应力的稳定性。可替换的，预应力层32可以包括沉积在结构层31下面的压缩多硅层，或在薄结构 层31顶部的拉伸多硅层32。象热氧化硅一样，多硅被认为是在操作温度下稳定的。 [51]如图5所示， 一旦释放，预应力层32内的应力导致悬臂梁5a和5b向上弯曲，并
且转子6a和6b以锐角相对于基板2和/或外部面板8倾斜，。如图5所示的模拟，悬臂 梁5a和5b是这样的以致于不仅转子梳齿6a和6b倾斜，而且外部面板8相对Y-铰链和 锚柱14向上提起，所述Y-铰链即第三和第四扭转铰链28和29;这是有利的结构，因 为其提供了外部面板8的额外移动空间。如图6所示，矩形框架7a和7b分别连接到悬 臂梁5a和5b,从而转子梳齿6a和6b的指针的外端和矩形框架7a和7b —起弯曲。矩 形框架7a和7b同样经由第一和第二扭转铰链21和22连接到外部面板8，因此整个外 部面板8和转子梳齿6a和6b的端部一起提升。如图7a所示，可替换的，悬臂梁5a和5b可被如此设置以便只有转子指针6a和6b 相对基板2和/或外部面板8以锐角倾斜，保持外部面板8的其他部分，即正方形帽27 及扭转4交链28和29,和内部平台4在同一平面。如图7b所示，在图7a的实施例中， 转子梳齿6a和6b中的指针的外端是自由和无限制的，因此它们自己分别与悬臂梁5a 和5b倾斜。分别包围转子梳齿6a和6b的矩形框架7a和7b,独立于悬臂梁5a和5b而 从内部面板4延伸，因此不与转子指针6a和6b及悬臂梁5a和5b —起弯曲。 [53]当在内部平台4上的接地转子梳齿6a和6b与固定在基板2上的活的定子梳齿26a 和26b之间施加电势差时，转子和定子梳齿对6a和26a, 6b和26b之间的垂直方向的 静电力产生力矩，造成整个镜装置l,即内部平台4和外部面板8，关于第三和第四(Y -轴)铰链28和29倾斜。当在翼部9a和图案化在基板2上的X-电极9b间施加电势差时，由于翼部9a和 X -电极9b之间吸引的静电力导致外部面板8关于X-轴旋转。当外部面板8在滚动或 X -轴方向倾斜时，转子梳齿6a和6b是静止的，因为它们被布置在第一和第二 X -轴 铰链21和22的内部。分别如图8a-8d和9a-9e所示，本发明可以以绝缘体上双硅(DSOI)结构或单 SOI结构开始而实现。在DSOI情况下，图8a示出多层结构，该多层结构包括预应力绝 缘体31,例如是期望厚度(典型是2pm)的第一热氧化层，应力绝缘体31上生长的第 一结构层32，例如硅，其上形成有第二绝缘体33，例如氧化硅层，和第二结构层34。 提供具有释放层37的处理晶片36以在制造期间支撑多层结构。在图8b中，从背面开 始图案化第一结构层32和预应力层31以形成悬臂梁5a和5b。DS01结构然后被粘结在 已经图案化基板2上，基板2包括凹槽12a和12b及具有锚柱14和定子锚16a和16b 的凸起基座13 (参见图8c)。处理晶片36然后通过释放层37被移去。图8d示出下一 步骤，在暴露的Si层34中加工梳齿对6a， 6b, 26a和26b及扭转铰链21， 22， 28和 29,同时释放悬臂梁5a和5b,结果实现转子梳齿6a和6b的自組装，如前面所述。 [56]本设计也可以通过单SOI简单地实现，如图9a-9e所示。图9a示出第一步骤，其 中提供的单SOI结构包括在预应力绝缘层42，例如氧化硅层，和释放层43之间的结构 层41,例如硅层，该结构层41,应力层绝缘42和释放层43都由处理晶片44支撑。在 第二步骤中，如图9b所示，生长用于悬臂梁5a和5b的预应力层41,图案化在结构层 41上并从结构层41从被蚀刻。然后将SOI结构粘结到图案化的基板2,(参见图9c) 该基板2已经被形成为包括凹槽12a和12b及具有锚柱14和定子锚16a和16b的凸起 基座13。然后在暴露的结构层14上执行定时蚀刻以减薄包括悬臂梁5a和5b的部分处 的材料，例如硅，参见图9d。在减薄步骤之后，在暴露的Si层41中加工梳齿对6a， 6b， 26a和26b及扭转铰链21, 22, 28和29,同时释放悬臂梁5a和5b，结果实现转子梳齿 6a和6b的自组装，如前面所述。图10 - 13中示出了本发明的交错垂直梳齿驱动器的具体实施例，其中MEMS微镜 装置101同时关于基4反2上的第一横向开关(Y)轴和第二正交纵向滚动轴(X)来倾 斜反射面103a和103b。微镜结构100利用一个混合致动器，所述混合致动器包括交错 垂直梳齿驱动器和平行板静电致动器，该垂直梳齿驱动器用来关于开关轴(Y)旋转反 射面103a， 103b以获得相对大的倾斜角并减少所需的电压，并且该平行板静电致动器 用来关于滚动轴(X)旋转反射面103a， 103b。内部矩形或正方形骨架框架结构104是关于Y-轴可枢轴转动的，并分别带有平行 于X轴由其延伸的转子梳齿106a和106b。矩形框架104包括从其相对端侧延伸出来并 分别包围和密封转子梳齿106a和106b的矩形骨架臂107a和107b。关于X和Y轴可枢 轴转动的外部面板8基本包围内部框架结构104 (至少在其三侧包围)，并包括反射面 103a和103b,以及翼部109a。镜面部103a和103b涂敷有反射涂层，例如金，以反射 光束。通过平行板静电致动器实现关于X轴的滚动旋转，该平行板致动器包括安装在基 板102上起匹配电极作用以吸引外部面板8的翼部109a的下面的X-电极109b。滚动 旋转不影响梳齿驱动器的对准，因为具有转子梳齿106a和106b的内部框架104布置在 X -铰链的内部(图12 ),即布置在扭转铰链121和122之间，因此只关于Y轴倾斜。 [60]参考图11，基板102，其可以是玻璃或硅，包括在凸起的基座部分113每一侧上的 凹槽112a和112b以提供外部面板108关于Y轴的宽范围的角度运动。凸起的基座113 包括在其一侧延伸的X -电极109b,在其中间的基座或锚柱114,镜结构101从该基座或锚柱114旋转，以及包括至少一组定子梳齿126。如果需要，可以提供第二组定子梳 齿。特别参考图12,外部面板108和内部框架结构104通过在第一镜面部103a和矩形 框架107a之间延伸的第一扭转铰链121及在第二反射面103b和矩形框架107b之间延 伸的第二扭转铰链122枢轴互相连接，从而限定纵向X -轴。第一和第二扭转铰链121 和122可以是具有沿着X-轴延伸的两端或在每一側上具有平行于X-轴延伸的一端的蜿 蜒的梁，如图中所示。连同转子梳齿106a和106b —起，梳齿驱动器包括至少一组安装在基板102上的纵 向延伸固定的(定子)梳齿126,定子梳齿126具有与转子梳齿106a和/106b的指针交 错的指针。固定梳齿126分别平行于转子梳齿106a和106b延伸，但是在平行平面内， 即转子梳齿106a和106b在包括外部面板108的第一平面内延伸，所述第一平面叠加在 包括在其内延伸的固定梳齿126的第二平面上。矩形帽127形成在内部框架结构104的 中间以粘接到锚柱114的顶端。第三和第四扭转铰链128和129,最好参见图12，从矩 形帽127的相对側延伸到内部框架结构104的侧面以支撑内部框架结构104,转子梳齿 106a和106b,和矩形框架207a和107b,从而限定横向Y-轴。如图所示，第三和第四 扭转铰链128和129可以是具有沿着Y-轴延伸的两端或在每一侧上具有平行于Y-轴延 伸的一端的直弹簧或蜿蜒的梁。当在镜101上的接地转子梳齿106b和固定到基板102上的活动定子梳齿126之间 施加电势差时，转子和定子梳齿对之间的垂直方向的静电力产生力矩，导致转子梳齿 106b以锐角相对于定子梳齿126旋转，并导致整个镜结构101关于Y -轴扭转铰链128 和129倾斜。Y -轴扭转铰链128和129优选定位在第一和第二反射面103a和103b之 间，并包括长度小于镜面平台103a的宽度的蜿蜒的扭转弹簧，从而反射面103a和103b 或相邻的镜可以紧密的组装，之间仅留很小的气隙。扭转铰链128和129的内端被固定 到帽127,该帽127安装在中间柱114上，该中间柱114又从基板102延伸。 [64]移动(转子)梳齿指针106a和106b在第一和第二扭转铰链121和122之间，从而 移动梳齿指针106a和106b和外部面板108 —起通过第三和第四扭转铰链128和129关 于Y-轴(钢琴)自由旋转，但是在外部面板108通过第一和第二扭转铰链121和122 关于纵向X轴旋转时，转子梳齿指针106a和106b与外部面板108不相关并保持静止。 [65]图10-14的实施例的设计通过基板上的双SOI加工来实现，并且只包括一个粘结 步骤。双SOI的层中的一层将形成固定在基板102上的定子指针126,并且第二层将形成镜103a和103b/转子指针106a和106b/铰链结构121, 122， 128和129。交错的梳齿 驱动器的制造技术在以Moffat等人的名义，申请于2007年4月11日的美国专利申请号 11/733,821中公开，在此通过参考将其合入本申请中。
权利要求
1、一种MEMS微镜装置，包括基板；镜面平台，被可枢轴转动的安装在所述基板上，用于关于纵向第一轴和横向第二轴旋转；第一铰链，能够使所述镜面平台关于所述第一轴旋转；第二铰链，能够使所述镜面平台关于所述第二轴旋转；第一静电板电极，安装在所述第一轴一侧的所述基板上；第二静电板电极，被安装在所述第一静电板电极上的所述镜面平台的下面，用于吸引所述第一静电板电极并且关于所述第一轴旋转所述镜面平台；定子梳齿致动器，从所述基板向所述镜面平台纵向延伸；以及转子梳齿致动器，用于和所述定子梳齿致动器相交错，从所述镜面平台延伸，用于关于所述第二轴旋转所述镜面平台。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述镜面平台包括内部框架结构和外部面板， 所述内部框架结构通过所述第二铰链关于所述第二轴可枢轴旋转，所述外部面板与所述 内部平台 一起关于所述第二轴可枢轴旋转，并通过所述第 一铰链相对于所述内部平台关 于所述第一轴可枢轴旋转。
3、 根据权利要求2所述的装置，还包括在所述第一和第二轴的交叉点处，从所述基板 向上延伸的镜锚柱，从而所述镜面平台可枢轴旋转的安装在所述镜锚柱上。
4、 根据权利要求3所述的装置，其中，所述第二铰链包括从所述内部框架结构向所述 锚柱延伸的第一和第二扭转梁，所述锚柱从所述基板穿过所述内部框架结构内的开口向 上延伸。
5、 根据权利要求4所述的装置，其中，所述镜面平台比所述第二铰链宽，从而能够将 多个镜面平台紧密地组装在一起。
6、 根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一铰链包括分别从所述内部框架结构的 相对端向所述外部面板的相对側延伸的第三和第四扭转梁，从而当所述第一和第二静电板电极被激励时，所述外部面板相对于所述内部框架结构关于所述第 一轴旋转。
7、 根据权利要求2所述的装置，其中所述转子梳齿致动器包括从所述内部框架结构的 相对端延伸的第 一和第二組转子梳齿指针。
8、 根据权利要求2所迷的装置，其中，所述第一铰链包括分别从所述内部框架结构的 相对端延伸的第三和第四扭转梁，从而当所述第一和第二静电板电极被激励时，所述外 部面板相对于所述内部框架结构关于所述第 一轴旋转。
9、 根据权利要求2所述的装置，其中，所述转子梳齿致动器包括第一和第二转子梳齿 致动器；其中，所述内部框架结构包括第一和第二悬臂梁，所迷第一和第二转子梳齿致 动器从所述悬臂梁延伸；并且其中所述第一和第二悬臂梁均包括用于弯曲所述第一和第 二悬臂梁的应力层并且所述第一和第二转子梳齿致动器由此向外延伸相对于所述基板 成锐角。
10、 根据权利要求9所迷的装置，其中，所述内部框架结构包括分别从所述第一和第二 悬臂梁延伸，分别围绕所述第一和第二梳齿致动器的第一和第二骨架框架；并且其中所 述第一铰链包括从所述第一骨架框架向所述外部面板延伸的第 一扭转梁，和从所述第二 框架向所述外部面板延伸的第二扭转梁，从而所述悬臂梁的弯曲造成所述第一和第二骨 架框架相应地弯曲，因此相对于所迷内部框架结构提升所述外部面板。
11、 根据权利要求9所迷的装置，其中，所述内部框架结构包括由此延伸并围绕所述第 一和第二梳齿致动器的第 一和第二骨架框架；并且其中所述第一铰链包括从所迷第 一骨 架框架向所述外部面板延伸的第一扭转梁，和从所迷第二框架向所述外部面板延伸的第 二扭转梁，从而所述悬臂梁的弯曲造成所述第一和第二梳齿致动器相应地弯曲，因此相 对于所述内部框架结构以锐角提升所述第 一和第二梳齿致动器。
12、 根据权利要求2所述的装置，其中，所述定子梳齿致动器平行于所述基板在第一平 面内延伸；并且其中所述转子梳齿致动器平行于所迷基板在第二平面内延伸，所述第二 平面在静止的位置平行于所述第 一平面，而在激励的位置相对于所述定子梳齿致动器成 锐角。
13、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述外部面板包括设置在所述第一静电板电极 上的翼部，和沿着x-轴延伸的反射部。
14、 根据权利要求1所述的装置，还包括在所述第一和第二轴的交叉点处，从所述基板 向上延伸的镜锚柱，从而所述镜面平台可枢轴旋转的安装在所述镜锚柱上。
15、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一铰链包括第一和第二蜿埏扭转棒，所 述第 一和第二蜿蜒扭转棒的一端在所述第 一轴的一側，另 一端在所述第 一轴的相对侧。
16、 根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二铰链包括第一和第二蜿蜒扭转棒，所 述第一和第二蜿蜒扭转棒的一端在所述第二轴的一侧，另 一端在所述第二轴的相对侧。
17、 一种制造权利要求9所述微镜装置的方法，包括步骤a) 提供包括第一和第二结构层，以及第一和第二绝缘体层的绝缘体上双硅结构；b) 蚀刻所迷第一和第二绝缘体层，和所述第二结构层以便在所述第一结构层上形成所 述第一和第二悬臂梁；c) 在基板上安装所迷第一结构层；d) 蚀刻所述第一结构层以形成所述第一和第二铰链，所述转子梳齿致动器，和所述定 子梳齿致动器；以及e) 蚀刻所述第一和第二悬臂梁上的所述第一结构层，从而释放所述第一和第二悬臂梁 使得它们能够以锐角弯曲。
18、 一种制造权利要求9所述微镜装置的方法，包括步骤a) 提供包括结构层，以及第一和第二绝缘体层的绝缘体上硅结构；b) 蚀刻所述第一绝缘体层以在所迷第一结构层上限定第一和第二悬臂梁；c) 在所述基板上安装所述第一结构层；d) 蚀刻所述第一结构层以形成所述第一和第二铰链，所述转子梳齿致动器，和所述定 子梳齿致动器；以及e) 蚀刻所述第一和第二悬臂梁上的第一结构层，从而释放所述第一和第二悬臂梁使得 它们能够以锐角弯曲。
全文摘要
一种用于关于两个垂直轴旋转二维微电机械微镜装置的混合静电致动器，包括用于关于倾斜轴旋转微镜的垂直梳齿驱动器和用于关于滚动轴旋转微镜的平行板驱动器。梳齿驱动器的转子梳齿指针从微镜的只关于倾斜轴可旋转的子框架延伸，而平行板电极中的一个固定在包围子框架的主平台的下面。垂直梳齿驱动器旋转关于倾斜轴子框架和主平台，而平行板驱动器只旋转关于滚动轴主平台。
文档编号G02B26/08GK101196613SQ200710195158
公开日2008年6月11日 申请日期2007年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者阿卜杜·贾里尔·K.·穆伊杜 申请人:Jds尤尼弗思公司