[发明专利]一种MEMS微镜及MEMS光开关

说明书

本发明涉及一种MEMS微镜及MEMS光开关，该MEMS微镜包括：驱动镜面结构，驱动镜面结构位于衬底上，包括两个L型结构，两个L型结构的首尾相对排布，每个L型结构包括第二扭转梁、L型横板和第二梳齿状结构，L型横板的首端下方衬底上设置有第一驱动电极，且该首端通过第二扭转梁支撑旋转，L型横板的尾端上有第二梳齿状结构；微镜镜面层位于驱动镜面结构的上方，第一扭转梁通过衬底固定且用于支撑微镜镜面层的两侧，微镜镜面层上与第二梳齿状结构相对应的两侧分别有第一梳齿状结构，使得对第一驱动电极施加较小的驱动电压时，第一、第二梳齿状结构的正对面积有较大的改变，产生的静电吸引力作用与第一梳齿状结构，使得微镜镜面层转动。

技术领域

本发明涉及微机电技术领域，尤其涉及一种MEMS微镜及MEMS光开关。

背景技术

微机电系统(MEMS，Micro-Electro-Mechanical System)其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统，主要由传感器、动作器(执行器)和微能源三大部分组成。微机电系统涉及物理学、半导体、光学、电子工程、化学、材料工程、机械工程、医学、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，为智能系统、消费电子、可穿戴设备、智能家居、系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。

常见的MEMS微镜是MEMS产品中的一种，目前MEMS微镜多采用热驱动、电磁驱动、静电驱动等方式，其中，静电驱动的方式中多采用梳齿或平板电极的方式。

但是，静电驱动中，电极间的可动空间较大，在增大可动空间之后，驱动电压也会增大，增加器件的功耗。

因此，如何降低驱动电压，还可以使得MEMS微镜的扭转角增大，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的MEMS微镜及MEMS光开关。

一方面，本发明实施例提供了一种MEMS微镜，包括：衬底、两个第一驱动电极、驱动镜面结构、微镜镜面层和第一扭转梁；

所述驱动镜面结构位于所述衬底上，所述驱动镜面结构包括两个L型结构，所述两个L型结构的首尾相对排布，每个L型结构包括第二扭转梁、L型横板和第二梳齿状结构，所述第二扭转梁设置固定在所述衬底上，所述L型横板的首端所在位置处的所述衬底上设置有第一驱动电极，且，所述L型横板的首端通过所述第二扭转梁支撑旋转，所述L型横板的尾端上连接有所述第二梳齿状结构；

所述微镜镜面层位于所述驱动镜面结构的上方，所述第一扭转梁固定在所述衬底上，所述微镜镜面层的两侧通过所述第一扭转梁支撑，所述微镜镜面层上与所述第二梳齿状结构相对应的两侧分别形成有第一梳齿状结构；

在通过所述第一驱动电极施加驱动电压时，所述第一驱动电极对所述L型横板的首端产生驱动向下的力，从而使得所述第二扭转梁产生扭矩，所述第二梳齿状结构随所述第二扭转梁转动时插入所述第一梳齿状结构，且所述第二梳齿状结构与所述第一梳齿状结构之间的正对面积发生改变，产生对所述第一梳齿状结构向下的静电吸引力，从而驱动所述微镜镜面层转动。

优选地，所述L型横板的首端所在位置处的所述衬底上还设置有第一检测电极，所述第一检测电极用于在所述第一驱动电极施加驱动电压后，判断所述L型横板的第一转动角度是否满足第一预设转动角度，在不满足所述第一预设转动角度时，控制增大或减小所述第一驱动电极的驱动电压。

优选地，所述第二梳齿状结构所在位置处的衬底上设置有第二驱动电极和第二检测电极；

所述第二驱动电极用于对所述第二梳齿状结构产生驱动向下的力，所述第二梳齿状结构受力向下转动时，所述第一梳齿状结构随所述第二梳齿状结构向下转动而转动；