[实用新型]MEMS设备

说明书

根据本公开的实施例涉及一种MEMS设备，包括：固定结构；悬置结构，由固定结构承载；支撑结构，将悬置结构耦合到固定结构，并且被配置为允许悬置结构相对于固定结构具有至少一个自由度；致动线圈，在悬置结构上延伸，致动线圈包括第一端匝、第二端匝、以及中间匝，中间匝被布置在第一端匝和第二端匝之间；以及虚设偏置结构，包括虚设偏置区域，虚设偏置区域与第一端匝相邻并且被电耦合到中间匝。

技术领域

本申请涉及具有通过电磁致动控制的可倾斜悬置结构的MEMS (微机电系统)设备。尤其是，以下将参考微反射镜设备，而不暗示任何一般性的损失。

背景技术

具有可倾斜结构并且承载反射性表面的MEMS设备是已知的，该可倾斜结构是使用半导体技术制造的。

例如，此类MEMS设备被使用在便携式电子设备中，诸如便携式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机(包括超薄笔记本计算机)、 PDA、平板计算机、移动电话、智能电话、以及光学设备，并且被使用在用于引导光的特定设备中，该光由光源根据期望的形式生成。

凭借MEMS设备的减小的尺寸，可以满足有关面积消耗(包括面积以及厚度二者)的严格要求。

例如，MEMS反射镜设备被使用在小型化投影仪模块中，并且被使用在诸如微型投影仪和飞行时间测距系统的设备中，该小型化投影仪模块能够在一定距离处投影图像或生成期望的光图案。

例如，与图像捕捉模块组合，这种投影仪模块使产生三维(3D) 相片或允许捕捉三维图像的视频相机成为可能。备选地，投影仪模块可以被使用在三维场景识别系统中，该三维场景识别系统测量由通过微型投影仪发射的单色射线或光束击中表面、并朝向接收器反射回所使用的时间(因此形成飞行时间测距系统)。另一种应用测量被反射的射线或光束(例如红外类型的)在检测器阵列上的位置，其中被反射的射线或光束的位置取决于反射表面的距离(因此，利用结构化光变形方法)。

大体上，MEMS反射镜设备包括反射镜元件，该反射镜元件被悬置在腔体之上并且由半导体本体制成，以便是可移动的，通常具有倾斜或旋转移动(例如能够滚动和俯仰)，以便以期望的方式引导入射光束。

例如，图1是微型投影仪9的示意性图示，包括光源1(诸如激光源)，光源1生成由三个单色光束形成的光束2，对于每个基色(例如，红、绿、蓝)一个单色光束。光束2穿过示意性示出的光学系统 3，由反射镜元件5朝向屏幕6偏转。在示出的示例中，反射镜元件5 是二维类型的，其被控制以绕着竖直轴线A以及水平轴线B转动。如在图2中示出的，反射镜元件5绕着竖直轴线A的旋转生成快速水平扫描。反射镜元件5绕着水平轴线B(垂直于竖直轴线A)的旋转生成通常是锯齿类型的慢速竖直扫描。

所获得的整体扫描方案在图2中示出，并且由7来表示。

在图1的系统的变型中，微型投影仪可以具有两个微反射镜，该两个微反射镜顺序布置在光束2的路径上，每个微反射镜绕着自身的轴线转动；即，一个微反射镜绕着水平轴线B转动，并且另一个微反射镜绕着竖直轴线A转动，以便生成与图2中的扫描方案相同的扫描方案。

作为替代，在图3的场景识别系统中，光源11生成光射线12，光射线12穿过聚焦光学系统13(示意性示出)，由反射镜元件15 朝向对象14偏转，并且由对象14朝向检测器16反射。此处，光射线12可以在可见光、不可见光的范围中，或者可以具有任何有用频率。

被连接到光源11、反射镜元件15、以及检测器16的控制器17 确定飞行时间以便重建场景。

备选地，场景可以经由结构化光变形方法重建。在这种情况中，由微反射镜15偏转的光束12被用于在两个方向上扫描对象。例如，微型投影仪可以在对象上投影小条纹；对象的凸起或凹陷区域(由于其深度)在由照相机检测的光射线中生成变形，该变形可以由适当的电子设备处理以检测深度信息。

图1和图3的反射镜元件5、15的旋转由致动系统控制，致动系统现有地是静电、电磁、或压电类型的。