CN106249402A - 一种电磁驱动一维微镜 - Google Patents

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    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
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Abstract

本发明公开了一种电磁驱动一维微镜，其特征在于，包括：基座和镜面，所述镜面通过扭转梁架设在基座上，并绕扭转梁任意角度旋转；所述镜面的一面为反射用反射面，另一面上设有用于产生输出力矩的电磁线圈。通过上述方式，本发明微镜整体结构紧凑，两块磁铁将镜面包裹，增加电磁线圈处的磁感应强度，增大驱动线圈产生的输出力矩；将反射面与驱动线圈放在不同的面上相较于将反射面与驱动线圈放在一面上，可以扩大镜面的有效尺寸，同时通过增加线圈的长度来增大驱动线圈的输出力矩，即实现大尺寸微镜的大角度偏转。

Description

一种电磁驱动一维微镜
技术领域
本发明涉及微电子机械领域，特别是涉及一种电磁驱动一维微镜。
背景技术
现有的几种MEMS微镜存在以下不足：
1.静电式MEMS扫描微镜：虽然其驱动方式简单，功率消耗相对较小，但是其驱动电压往往较高，且产生的驱动力较小，无法提供大尺寸镜面的微镜扭转所需要的力，目前的静电式的MEMS微镜的反射镜面都较小而且需要工作在谐振状态才能实现较大的转角。
2.电热性MEMS扫描镜：其驱动通过集成与金属氧化物中的多晶硅加热器来实现，在电流驱动下的偏转角度较大，但是由于热制动器的迟滞效应，微镜的响应速度往往比较慢，不适合广泛应用于激光扫描技术领域。
3.压电式MEMS扫描微镜：压电驱动是利用压电材料的逆压电效应，将输入的电信号转换成机械能（力和位移）输出，压电驱动具有驱动力大，响应速度快的优点，不过大多数压电材料与传统集成电路工艺不兼容，这也成为压电驱动作为微镜驱动方式的主要障碍。
4.目前的电磁式MEMS扫描微镜，都是将驱动线圈与反射面放在同一个面上，限制了反射面的有效尺寸，也限制了驱动线圈的长度从而减小了驱动力矩使微镜无法获得大的偏转角。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种电磁驱动一维微镜，能够在提供大的反射镜面的同时还能通过外部封装磁铁的设计，使得微镜获得大的偏转角。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电磁驱动一维微镜，包括：基座和镜面，所述镜面通过扭转梁架设在基座上，并绕扭转梁任意角度旋转；所述镜面的一面为反射用反射面，另一面上设有用于产生输出力矩的电磁线圈。
在本发明一个较佳实施例中，所述镜面外围设有磁铁封装结构，磁铁封装结构至少包括两组磁铁，磁铁形成的磁场系统将镜面包裹，为电磁线圈的力矩输出提供动力。
在本发明一个较佳实施例中，磁铁封装结构包括两组磁铁，分别设于镜面上下两侧。
在本发明一个较佳实施例中，所述磁铁为钕铁硼强磁铁。
在本发明一个较佳实施例中，所述扭转梁设于镜面两端，且与基座垂直设置。
在本发明一个较佳实施例中，所述镜面形状为矩形、圆形或者椭圆。
在本发明一个较佳实施例中，所述反射面上设有反射层，所述反射层为铝、金、介质膜材料或金属与介质膜的混合材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述驱动线圈为单驱动线圈或双驱动线圈，单驱动线圈的材料为镍或金，双驱动线圈的材料包括镍和金。
本发明的有益效果是：本发明的微镜整体结构紧凑，两块磁铁将镜面包裹，增加电磁线圈处的磁感应强度，增大驱动线圈产生的输出力矩；将反射面与驱动线圈放在不同的面上相较于将反射面与驱动线圈放在一面上，可以扩大镜面的有效尺寸，同时通过增加线圈的长度来增大驱动线圈的输出力矩，即实现大尺寸微镜的大角度偏转。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明电磁驱动一维微镜一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1所示电磁驱动一维微镜的剖视图；
图3是图1所示电磁驱动一维微镜在封装结构内的结构示意图；
图4是图3所示的俯视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例包括：
一种电磁驱动一维微镜，包括：基座1和镜面2，所述镜面2通过扭转梁3架设在基座1上，所述扭转梁3设于镜面2两端，且与基座1垂直设置。镜面2绕扭转梁3任意角度旋转。如图1和图2所示。
所述镜面2的一面为反射用反射面2-1，另一面上设有用于产生输出力矩的电磁线圈2-2。该结构的镜面不仅保证提供了较大的反射面2-1，增大了反射面的有效工作面积，而且增加了线圈的长度使产生的洛伦兹力增大，提高微镜的转角。
微镜的镜面2形状为矩形、圆形或者椭圆。整个微镜利用微加工工艺制备，电磁线圈采用了微加工电镀方式。微加工工艺的精确度高，效率高，可以确保加工出的产品的质量。
所述镜面2外围设有磁铁封装结构， 磁铁封装结构至少包括两组磁铁4，所述磁铁为钕铁硼强磁铁，如图3-4所示。
磁铁4形成的磁场系统将镜面包裹，为电磁线圈的力矩输出提供动力。
本发明的优选实施例中，磁铁封装结构包括两组磁铁4，采用三明治结构，磁铁4分别设于镜面2上下两侧。
该封装结构可以使电磁线圈上的磁感应强度达到最大，可以起到提供高磁感应强度并增大输出力矩的作用。
微镜的反射面2-1上需要针对不同的入射光波长要求，沉积不同材料以及不同厚度的反射层。反射层为铝、金、介质膜材料或金属与介质膜的混合材料。
所述驱动线圈2-2为单驱动线圈或双驱动线圈，单驱动线圈的线圈材料为镍或金等，双驱动线圈2-2的线圈材料包括镍和金混合搭配。
本发明的微镜整体结构紧凑，两块磁铁将镜面包裹，增加电磁线圈处的磁感应强度，增大驱动线圈产生的输出力矩；将反射面2-1与驱动线圈2-2放在不同的面上相较于将反射面与驱动线圈放在一面上，可以扩大镜面的有效尺寸，同时通过增加线圈的长度来增大驱动线圈的输出力矩，即实现大尺寸微镜的大角度偏转。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电磁驱动一维微镜，其特征在于，包括：基座和镜面，所述镜面通过扭转梁架设在基座上，并绕扭转梁任意角度旋转；所述镜面的一面为反射用反射面，另一面上设有用于产生输出力矩的电磁线圈。
2.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述镜面外围设有磁铁封装结构，磁铁封装结构至少包括两组磁铁，磁铁形成的磁场系统将镜面包裹，为电磁线圈的力矩输出提供动力。
3.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，磁铁封装结构包括两组磁铁，分别设于镜面上下两侧。
4.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述磁铁为钕铁硼强磁铁。
5.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述扭转梁设于镜面两端，且与基座垂直设置。
6.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述镜面形状为矩形、圆形或者椭圆。
7.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述反射面上设有反射层，所述反射层为铝、金、介质膜材料或金属与介质膜的混合材料。
8.根据权利要求1所述的电磁驱动一维微镜，其特征在于，所述驱动线圈为单驱动线圈或双驱动线圈，单驱动线圈的材料为镍或金，双驱动线圈的材料包括镍和金。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107346051A (zh) * 2017-07-19 2017-11-14 武汉长盈通光电技术有限公司 光纤光路耦合微机械系统
CN107355730A (zh) * 2017-07-17 2017-11-17 上海小糸车灯有限公司 车灯用mems智能照明系统、车灯总成及汽车
CN110764253A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 一种二维矢量扫描微镜
CN111367072A (zh) * 2020-04-24 2020-07-03 罕王微电子（辽宁）有限公司 一种电磁式微镜结构及制备方法
CN111830701A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 华为技术有限公司 电磁微镜及激光设备
CN115097593A (zh) * 2022-08-26 2022-09-23 北京瑞控信科技股份有限公司 一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995017698A1 (fr) * 1993-12-20 1995-06-29 The Nippon Signal Co., Ltd. Miroir plan pour galvanometre et son procede de production
US7085030B2 (en) * 2001-03-22 2006-08-01 Olympus Corporation Optical scanner driving apparatus and optical scanner driving method
CN101604069A (zh) * 2009-07-10 2009-12-16 中国科学院光电技术研究所 一种基于键合工艺的三层连续面型mems变形镜的制作工艺
CN101927976A (zh) * 2009-09-30 2010-12-29 浙江大立科技股份有限公司 微桥结构红外探测器以及制造方法
CN104570332A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Mems扫描振镜的磁场系统
CN205229557U (zh) * 2015-12-02 2016-05-11 天津滨海光热反射技术有限公司 一种太阳能增效聚光装置及其反射镜
CN105866942A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 常州创微电子机械科技有限公司 双金属线圈的电磁驱动微镜
CN206301074U (zh) * 2016-08-31 2017-07-04 常州创微电子机械科技有限公司 一种电磁驱动一维微镜

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995017698A1 (fr) * 1993-12-20 1995-06-29 The Nippon Signal Co., Ltd. Miroir plan pour galvanometre et son procede de production
US7085030B2 (en) * 2001-03-22 2006-08-01 Olympus Corporation Optical scanner driving apparatus and optical scanner driving method
CN101604069A (zh) * 2009-07-10 2009-12-16 中国科学院光电技术研究所 一种基于键合工艺的三层连续面型mems变形镜的制作工艺
CN101927976A (zh) * 2009-09-30 2010-12-29 浙江大立科技股份有限公司 微桥结构红外探测器以及制造方法
CN104570332A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 Mems扫描振镜的磁场系统
CN205229557U (zh) * 2015-12-02 2016-05-11 天津滨海光热反射技术有限公司 一种太阳能增效聚光装置及其反射镜
CN105866942A (zh) * 2016-06-08 2016-08-17 常州创微电子机械科技有限公司 双金属线圈的电磁驱动微镜
CN206301074U (zh) * 2016-08-31 2017-07-04 常州创微电子机械科技有限公司 一种电磁驱动一维微镜

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107355730A (zh) * 2017-07-17 2017-11-17 上海小糸车灯有限公司 车灯用mems智能照明系统、车灯总成及汽车
CN107346051A (zh) * 2017-07-19 2017-11-14 武汉长盈通光电技术有限公司 光纤光路耦合微机械系统
CN110764253A (zh) * 2018-07-26 2020-02-07 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 一种二维矢量扫描微镜
CN110764253B (zh) * 2018-07-26 2022-04-08 中科融合感知智能研究院(苏州工业园区)有限公司 一种二维矢量扫描微镜
CN111830701A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 华为技术有限公司 电磁微镜及激光设备
CN111367072A (zh) * 2020-04-24 2020-07-03 罕王微电子（辽宁）有限公司 一种电磁式微镜结构及制备方法
CN115097593A (zh) * 2022-08-26 2022-09-23 北京瑞控信科技股份有限公司 一种一维高速动磁式柔性支撑快速反射镜

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