[发明专利]一种MEMS振镜及光学系统

说明书

本申请公开了一种MEMS振镜及光学系统，其中，所述MEMS振镜将激励线圈、信号输入端和信号输出端均设置在边缘结构上，所述激励线圈根据接收的激励信号，通过机械耦合和机械放大效应，实现间接的微镜驱动，避免了激励线圈在工作过程中产生的热量给微镜扫描工作时的温度稳定性造成不良影响的情况出现，避免了快速扫描时激励线圈的疲劳失效的问题，提升了微镜的工作寿命；同样由于激励线圈没有直接设置在微镜表面上，降低了微镜扫描时的总体重量，提升了微镜的扫描频率，实现了微镜的高频率工作。

技术领域

本申请涉及微机电系统技术领域，更具体地说，涉及一种MEMS振镜及光学系统。

背景技术

在微加工技术基础上兴起的微机电系统(Miciro-Electro-Mechanical System，MEMS)在汽车、手机等领域得到了非常广泛的应用，目前全球MEMS芯片的产值已经超过百亿美元。光学微机电系统是MEMS的一个重要方向，光学MEMS器件在光信息技术和光通信技术中有很多应用。MEMS振镜，作为一种重要的光学微机电系统器件，由于其体积小，成本低，扫描频率快，可以精确驱动和控制等优点，在投影显示、光通信、3D扫描等诸多领域有广阔的应用前景。

按照微镜的扫描运动形态来对MEMS振镜的扫描驱动方式分类时，MEMS振镜的扫描驱动方式一般分为准静态扫描和谐振扫描。当MEMS振镜的扫描驱动方式为准静态扫描时，由于驱动力的频率与MEMS振镜的固有频率相差较大，MEMS振镜处于受迫运动的模式。而当MEMS振镜的扫描驱动方式为谐振扫描时，驱动力的频率和MEMS振镜的固有频率相等，此时MEMS振镜的扫描转角最大，能耗最低。因此谐振扫描的MEMS振镜具有低能耗和大转角的优点。

现有技术中谐振扫描驱动形式的MEMS振镜的结构示意图参考图1，图1所示的MEMS振镜由转轴2、微镜4和边框1等结构构成，转轴2延伸方向两侧的边框1上分别设置有信号输入端6和信号输出端5，微镜4的一侧表面设置有激励线圈3，激励线圈3分别与信号输入端6和信号输出端5连接。在工作过程中，激励线圈3中通入激励信号，通入激励信号的激励线圈3在工作磁场(磁场方向平行于纸面)的作用下，产生驱动力驱动微镜4在垂直纸面的方向上转动，从而实现MEMS振镜的驱动。

但是图1所示的MEMS振镜中，由于激励线圈3设置于微镜4表面，这不仅会增加微镜4的重量，降低微镜4谐振工作的频率，而且激励线圈3在工作过程中产生的热量也会给微镜4扫描工作时的温度稳定性造成不良影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供了一种MEMS振镜及光学系统，以实现提升MEMS振镜谐振工作的频率，并且提高微镜工作时的温度稳定性的目的。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种MEMS振镜，包括：边缘结构、转轴和微镜；其中，

所述转轴连接所述边缘结构与所述微镜；

所述边缘结构上设置有信号输入端、信号输出端以及连接所述信号输入端和信号输出端的激励线圈；所述信号输入端，用于接收激励信号；所述激励信号通过所述激励线圈向所述信号输出端传输，所述激励线圈用于根据所述激励信号驱动所述微镜转动。

可选的，所述边缘结构包括：微镜边框和不动衬底；

所述转轴连接所述不动衬底和所述微镜；

所述微镜边框设置于所述转轴上，位于所述微镜与所述不动衬底之间；

所述激励线圈设置于所述边框表面。

可选的，所述激励信号用于在通过所述激励线圈时产生激励磁场；

所述激励线圈根据所述激励信号驱动所述微镜转动具体用于，所述激励磁场在工作磁场的控制下，控制所述微镜边框转动，以使所述微镜边框驱动所述转轴转动。