[发明专利]可偏转微机械元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种可偏转微机械元件。就此而言，偏转可在沿轴线平移 中发生，但也可通过绕轴线枢转而发生。在平移式偏转时，具体地，相 应轴线垂直于微机械元件的平面排列。偏转也能以振动的方式发生。例 如静电驱动器概念这种本身公知的驱动器概念可用于这种偏转。

背景技术

对于最后提到的元件，又称作平移振荡器，平移振荡器悬挂在弹簧 处，并且在平移式偏转时不应该倾斜。直式弯曲弹簧或折叠式弯曲弹簧 可用于此弹簧。就此而言，抗横向力的刚度、对张力和扭矩的抵抗能力 应该高。与此相对比，希望使用沿偏转方向比较柔软的弹簧。

通常，这种具有悬挂装置的元件是由共同基材以平面技术制成。就 此而言，这些元件基本上是从一层进行二维蚀刻的。

众所周知，对直式弯曲弹簧而言，在他们内部有较大偏转情况下， 张力的影响显得更加重要。因此，弹簧常数随偏转增大而增大。因此， 这种弯曲弹簧具有渐变式弹簧特性。增加这种弯曲弹簧的长度从而减小 这种影响，但这增加了所需的结构尺寸。

替代地，这也可以通过折叠或通过形成所谓的蛇形弹簧来实现。然 而这种弹簧容易弯曲或扭曲。

关于悬挂装置的弹性效果，可利用某些参数来改进悬挂装置。然而， 只有费力选择出或设计出沿偏转方向足够柔软、但对横向力、沿其它轴 向的张力或扭矩的影响有抵抗能力的弹簧或弹簧系统，这才有可能。就 此而言，通过蚀刻制成这种元件的有用基材材料的厚度小，也具有劣化 效果。

就已知解决方案的悬挂装置而言，不同的弹簧元件均可特别地与在 平移中可偏转的微机械元件一起使用。它们例如是杆簧(四弹簧元件， 八弹簧元件，交叉弹簧元件等)、角弹簧(angular spring)、曲折形弹 簧或蛇形弹簧。

然而，所有这些已知的解决方案都存在缺点。这些缺点涉及构造及 制造的努力和/或花费较高，沿某些轴向或抗扭矩的刚度不足，以及不 希望存在的弹簧特性的非线性特性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可以振荡方式偏转并且即使在较大 偏转下对横向力和扭矩也不敏感的微机械元件。

根据本发明，这一目的由具有如权利要求1所述特征的元件来实现。 本发明的有利实施方式和进一步的改进能够通过利用从属权利要求中 指定的特征来获得。

关于根据本发明的元件，在待偏转的微机械元件处具有悬挂装置， 所述悬挂装置由至少一个弹簧系统形成。在弹簧系统中，连杆以枢转方 式连接到扭簧元件。所有扭簧元件沿共用轴线和/或沿多条互相平行排 列的轴线排列，并且至少一个扭簧元件固定在固定夹具中。

就此而言，扭簧元件也形成相互连接的连杆之间的接合件，并且可 利用已知技术容易并且简单地形成。

就此而言，扭簧元件能被加工成棒的形式，并且通过对某些横截面 的观测，可发现扭簧元件的弹性力效果受到影响。因此，也可以将沿着 扭簧元件纵轴线的不同横截面的几何形状和尺寸考虑进去。

连杆根据相同基底和相同材料的制造技术制成为扭簧元件。然而， 就连杆的横截面几何形状而言，它们以如下方式制成，即它们至少在轴 向上具有比扭簧元件高得多的对扭矩的机械抵抗能力。

当微机械元件处于无偏转状态下时，微机械元件、连杆以及扭簧元 件可设置于同一平面内。

可偏转微机械元件的悬挂装置可由两个以相同方式制造并且能互 相对称设置的弹簧系统形成。多于两个的弹簧系统应该分别以互相等角 距的方式设置，并且应该具有对应的角方向。

弹簧系统应该进一步制成关于与扭簧元件的轴线垂直排列的轴线 相对称。弹簧系统应该设置于扭簧元件的固定夹具之间的中心处。

扭簧元件的固定夹具应该具有尽可能大的连杆臂，并且应该因此可 观察到间距，该间距在相应的弹簧系统与微机械元件接合的区域内至少 是微机械元件的延伸范围的2/3大。然而，弹簧系统的这种固定夹具的 较大间距是优选的。

此外，本发明还能够进一步有利地改进，并且更具体地，由于将已 经连接到扭簧元件的连杆另外借助于加强元件连接，所以能够增加某些 轴向上的刚度。

连杆除了借助于扭簧元件连接外，它们还能用弯曲弹簧元件连接。 弯曲弹簧元件优选地直接地接合在微机械元件处。