[实用新型]微机电装置和微型投影仪设备

说明书

本公开的各实施例涉及微机电装置和微型投影仪设备。一种微机电装置由具有腔的固定结构形成。可倾斜结构被弹性地悬挂在腔上方并且在可倾斜平面中具有主延伸部，并且能够绕平行于可倾斜平面的旋转轴线旋转。压电致动结构包括第一驱动臂和第二驱动臂，第一驱动臂和第二驱动臂承载相应的压电材料区并且在旋转轴线的相对侧延伸。第一驱动臂和第二驱动臂被刚性地耦合至固定结构并且被弹性地耦合至可倾斜结构。在操作期间，止动结构限制可倾斜结构相对于致动结构沿着垂直于旋转轴线的平面方向的运动。止动结构具有被形成在第一驱动臂与可倾斜结构之间的第一平面止动元件以及被形成在第二驱动臂与可倾斜结构之间的第二平面止动元件。根据本公开的实施例的微机电装置和微型投影仪设备的优点在于，对冲击具有高鲁棒性。

技术领域

本公开涉及一种具有防冲击的可倾斜结构的微机电装置。

背景技术

特别地，在下文中，将在不失一般性的情况下参考(使用MEMS(微机电系统)技术制造的)微机电镜装置，其中可倾斜结构具有反射表面。

众所周知，微机电镜装置用于便携式设备中，诸如智能电话、平板电脑、笔记本电脑、PDA和其他具有光学功能的设备，特别地在小型化投影仪(所谓的微型投影仪)中和在增强现实设备中用于以期望的模态(modality)引导由光源生成的光束，以便在远处投影图像。实际上，由于小的尺寸，微机电装置能够在面积和厚度这两个方面都满足关于成本和体积的严格要求。

微机电镜装置通常包括镜结构，该镜结构由半导体材料主体制造并且被弹性地支撑在腔上方，以能够例如以朝向对应的主延伸平面外的倾斜或旋转运动而运动，以用于以期望的方式引导入射光束。

通常，在所考虑的应用中，沿着两个轴线的光束偏转被提供，并且可以通过两个单轴微机电镜装置或通过单个双轴微机电镜装置被获得。

在下文中，为了更好地理解，将参考如图1中所图示的、具有两个单轴微机电镜装置的第一设计，并且如对于本领域技术人员而言将是明显的，以下内容也适用于双轴镜结构。

详细地，图1示意性地示出了微型投影仪1，该微型投影仪1包括光源2(通常是激光源)，该光源2生成由镜系统3朝向屏幕4偏转的光束。

特别地，镜系统3包括单轴类型的第一镜装置3A以及也是单轴类型的第二镜装置3B，该第一镜装置3A被驱动以便以谐振运动(resonant movement)绕轴线A旋转，以用于生成快速的水平扫描，该第二镜装置 3B被驱动以便以线性运动或准静态运动(即，以比谐振运动的频率低得多的频率)绕第二轴线B旋转，以用于生成慢的竖直扫描。

实际上，第一镜装置3A形成水平镜装置，并且第二镜装置3B形成竖直镜装置；第一镜装置和第二镜装置协作以便在屏幕4上生成在图1 中由5示意性指定的扫描方案。

竖直镜装置的旋转由致动系统控制，该致动系统可以是静电类型的、电磁类型的或压电类型的。

静电致动系统通常需要高的操作电压，而电磁致动系统通常涉及高功耗。

因此，压电类型的致动系统被广泛使用。

例如，在美国专利申请公开第20110292479号(通过引用并入)中所描述的镜装置中，承载镜表面的悬挂框架经由弹簧元件被连接至固定结构，这些弹簧元件具有由并排布置的多个相互平行的臂部形成的蛇形形状。每个臂部承载压电带，并且相邻的压电带被相反极性的电压偏压。由于压电材料的特性，偏压会导致相邻臂部在相反方向上(向上和向下) 变形，并且随后导致悬挂框架在第一方向上绕水平轴线B旋转。通过施加相反的偏压，获得了框架在与第一方向相反的第二方向上的旋转。因此，可以通过将交流电双极电压施加至臂部来获得竖直扫描。