[发明专利]一种表面微机械加工的模拟微镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种微镜，具体来说，涉及一种表面微机械加工的模拟微镜。

背景技术

作为一种重要的光学MEMS器件，硅微机械（也就是MEMS）微镜在光纤通讯、投影显示、数据存储、精密测量、医疗成像等国防和民用领域都有着广泛的应用。一般来说，压电驱动的硅微镜工艺复杂性和难度较高，压电材料的生长方式通常与硅微加工技术不兼容；电磁驱动的微镜系统结构设计与加工制造都比较复杂，且需要考虑到电磁场的屏蔽；目前最著名的是TI公司的数字微镜。该镜采用静电驱动，具有固定的偏转角度。实际应用中常需要能连续改变角度的微镜，通常的结构难以实现，这也是目前需要研究和解决的问题。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种表面微机械加工的模拟微镜，该结构的模拟微镜可连续改变微镜面的旋转角度。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种表面微机械加工的模拟微镜，该模拟微镜包括微镜面、扭转梁、第一驱动梁、锚区、压焊区、衬底、隔离层和第二驱动梁，所述的锚区为四个，锚区位于衬底上方，且隔离层连接在锚区和衬底之间；每个锚区的顶面设有一个压焊区；第一驱动梁的两端连接在两个锚区上，第二驱动梁连接在其余两个锚区上，且第一驱动梁和第二驱动梁相互平行；第一驱动梁包括第一上驱动梁和第一下驱动梁，第一下驱动梁的顶面连接在第一上驱动梁的底面，且第一上驱动梁和第一下驱动梁的热膨胀系数不同；微镜面相对的两侧各通过一个扭转梁与第一驱动梁和第二驱动梁连接。

进一步，所述的第二驱动梁包括第二上驱动梁和第二下驱动梁，第二下驱动梁连接在第二上驱动梁的底面，且第二上驱动梁和第二下驱动梁的热膨胀系数不同。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1.模拟微镜可连续改变微镜面的旋转角度。现有技术中，模拟微镜的转动是固定的角度。而本发明的模拟微镜中，第一驱动梁中包括热膨胀系数不同的第一上驱动梁和第一下驱动梁。当在第一驱动梁中施加电流，第一驱动梁受热升温。由于第一上驱动梁和第一下驱动梁的热膨胀系数不同，第一驱动梁将在垂直方向产生位移，通过扭转梁带动微镜面的一侧发生倾斜。微镜面的倾斜角度取决于施加在第一驱动梁上的电流大小。因为电流的数值是可以连续调节的，所以微镜面的倾斜角度也是可以连续调节的。

2．微镜面两侧同时调节，增加模拟微镜旋转的灵敏度。在本发明的模拟微镜中，第二驱动梁也可以包括热膨胀系数不同的第二上驱动梁和第二下驱动梁。同样，对第二驱动梁8施加电流，可以调节微镜面1另一侧的倾斜角度。这样，同时调节第一驱动梁和第二驱动梁的中的电流，可以增强模拟微镜旋转的灵敏度。

3．驱动力大，微镜面旋转效果佳。在本发明的模拟微镜中，通过在压焊区之间施加电压，在驱动梁中通入电流，使得驱动梁发生变形，从而带动微镜面旋转。电压越大，驱动梁中通入的电流也就越大，微镜面的旋转角度也就越大。微镜面的旋转效果佳。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明中的第一驱动梁的纵向截面图。

图3是本发明中第二驱动梁的纵向截面图。

图中有：微镜面1、扭转梁2、第一驱动梁3、第一上驱动梁301、第一下驱动梁302、锚区4、压焊区5、衬底6、隔离层7、第二驱动梁8、第二上驱动梁801、第二下驱动梁802。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。

如图1和图2所示，本发明的一种表面微机械加工的模拟微镜，该模拟微镜包括微镜面1、扭转梁2、第一驱动梁3、锚区4、压焊区5、衬底6、隔离层7和第二驱动梁8。锚区4为四个，锚区4位于衬底6上方，且隔离层7连接在锚区4和衬底6之间。每个锚区4的顶面设有一个压焊区5。第一驱动梁3的两端连接在两个锚区4上，第二驱动梁8连接在其余两个锚区4上，且第一驱动梁3和第二驱动梁8相互平行。第一驱动梁3和第二驱动梁8处于悬空状态。第一驱动梁3包括第一上驱动梁301和第一下驱动梁302，第一下驱动梁302的顶面连接在第一上驱动梁301的底面。也就是说，第一驱动梁3采用上下布置的双层结构。第一上驱动梁301和第一下驱动梁302的热膨胀系数不同。微镜面1相对的两侧各通过一个扭转梁2与第一驱动梁3和第二驱动梁8连接。微镜面1处于悬空状态。如果扭转梁2发生扭转，那么微镜1面也随之旋转。