[实用新型]微机电系统MEMS镜器件和便携式电子装置

说明书

本公开的各实施例涉及微机电系统MEMS镜器件和便携式电子装置。微机电镜器件包括半导体材料的支撑框架和半导体材料板。板被连接到支撑框架，以能够围绕至少一个旋转轴线被定向。反射层被布置在板的第一区域上。压电致动结构在板的、相邻于反射层的第二区域上延伸。压电致动结构被配置为施加力来诸如修改板的曲率。本实用新型的实施例提供了MEMS镜器件的改进，例如消除或减少镜结构中的板的变形并且改进板的平面度。

技术领域

本公开涉及使用MEMS(微机电系统)技术制造的、具有平面度误差补偿的微机电镜器件。

背景技术

MEMS镜器件被用于便携式装置，诸如例如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、用于光学应用的PDA。具体地，这样的便携式装置中的MEMS镜器件被用于以期望的方式来引导由光源生成的光辐射束，例如用于从远处透射图像。由于它们的小尺寸，这些器件允许遵守在面积和厚度方面对空间占用的严格要求。

例如，MEMS镜器件被用于小型化投影仪(所谓的“微型投影仪(picoprojector)”)，小型化投影仪能够从远处投射图像并且生成所需的光图案。

MEMS镜器件通常包括在腔体上被弹性支撑并且由半导体材料本体形成的镜结构，以便可移动，例如在相对主延伸平面外倾斜或旋转移动，从而以所需的方式来引导入射光束。

通常，光束沿两个轴的偏转是期望的，这可以通过使用两个单轴型MEMS镜器件，或者通过使用单个双轴型MEMS镜器件来实现。由于压电致动系统与静电和电磁致动系统相比在操作电压和功耗方面的优势，镜器件的旋转由致动系统来控制，致动系统可以是压电类型。

镜结构通常包括半导体材料的薄板，薄板借助弹性元件而被连接到支撑框架和致动系统，以能够围绕期望的旋转轴线振荡。例如铝或金的反射层被布置在板上并且形成镜。

已知镜结构中的常见问题与板的变形有关，由于容纳镜的主表面相对于厚度的大尺寸，变形可能是相当大的。变形可能由制造过程产生的残余应力和环境因素(诸如温度变化)引起，并且导致反射光束的方向误差，并且最终导致投影图像失真。

根据第2020/0192199号美国专利公开(对应于所公开的第EP3,666,727号欧洲专利申请)中提出的发明，板在与容纳镜的面相对的面上设置有加强筋网。筋通过抵消材料的残余应力和内部应变来加强结构，并且实现减少板的整体变形的效果。投影图像整体被改进。

然而，在局部，另一方面，筋的作用是不可调制的，可能导致应变和变形的显著集中，但是相对于没有加强件的板的情况不那么明显。投影图像可能仍然包含优选避免的局部伪影和失真。

因此，本领域需要提供允许克服或至少减轻现有技术的所述限制的MEMS镜器件。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型旨在提供一种微机电系统MEMS镜器件。

根据本公开的一个或多个方面，提供了一种微机电系统MEMS镜器件，包括：由半导体材料构成的支撑框架；由半导体材料构成的板，板被连接到支撑框架，以能够围绕至少一个旋转轴线被定向；在板的第一区域上的反射层；以及压电致动结构，在板的、相邻于反射层的第二区域上延伸并且被配置为施加改变板的曲率的力。

在一个或多个实施例中，压电致动结构包括压电补偿致动器，压电补偿致动器在板的、围绕反射层的至少一部分的第二区域上延伸。

在一个或多个实施例中，压电补偿致动器具有环形形状并且围绕反射层无缝地延伸。

在一个或多个实施例中，压电补偿致动器包括围绕反射层布置的多个压电材料致动器带。

在一个或多个实施例中，压电补偿致动器具有环形形状，并且围绕反射层无缝地延伸；并且其中压电致动结构包括多个压电补偿致动器，多个压电补偿致动器在板的第二区域上延伸并且能够彼此独立地操作。