DD298856A5 - TWO-DIMENSIONAL MICROMECHANICAL MOTION DEVICE - Google Patents

TWO-DIMENSIONAL MICROMECHANICAL MOTION DEVICE Download PDF

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DD298856A5
DD298856A5 DD33887590A DD33887590A DD298856A5 DD 298856 A5 DD298856 A5 DD 298856A5 DD 33887590 A DD33887590 A DD 33887590A DD 33887590 A DD33887590 A DD 33887590A DD 298856 A5 DD298856 A5 DD 298856A5
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DD
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rotary plate
electrode
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electrodes
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DD33887590A
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Inventor
Reimar Hantke
Peter Kirst
Joachim Markert
Manfred Rauch
Joerg Riegler
Original Assignee
Technische Universitaet Chemnitz,De
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung. Sie beinhaltet eine mikromechanische Bewegungseinrichtung, die es gestattet, eine zweidimensionale gesteuerte Ablenkung und/oder Aussendung und/oder Aufnahme und Aussendung von physikalischen Groeszen vorzunehmen. Hauptanwendungsgebiete sind die Informationstechnik, die Geraetetechnik, die Medizintechnik, die Mesztechnik usw. Aufgabe der Erfindung ist es, mit nur einem mechanisch bewegten Teil eine direkte 2dimensionale Bewegungsrichtungsaenderung zu erzielen. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe mit einer Anordnung geloest, die aus Elektrodenplatte (4) und Reflexionsplatte besteht, wobei die Elektrodenplatte (4) oberseitig eine Erhoehung (6) in Form einer Spitze besitzt, um die symmetrisch Ansteuerelektroden (5 a-5 d) angeordnet sind und die Reflexionsplatte aus Rahmen * Drehplatte (2) und Federelementen (3) besteht, wobei die Drehplatte (2) unterseitig eine Elektrode besitzt und ueber mindestens 2 Federelemente * die eine Auslenkung in 2 Bewegungsrichtungen ermoeglichen und vorzugsweise in Well- oder Maeanderform ausgebildet sind, mit dem Rahmen (1) der Reflexionsplatte verbunden ist. Fig. 1{Mikromechanik; Weg- oder Winkelauslenkung; 2dimensional; Bewegungsrichtungsaenderung; Elektrodenplatte; stufenfoermige Ansteuerelektroden; Federelemente; Drehplatte; Spitze}The invention relates to a two-dimensional micromechanical movement device. It contains a micromechanical movement device which makes it possible to carry out a two-dimensionally controlled diversion and / or emission and / or recording and transmission of physical quantities. The main application areas are information technology, instrumentation, medical technology, metrology, etc. The object of the invention is to achieve a direct 2-dimensional change of direction of movement with only one mechanically moving part. According to the invention, the object is achieved with an arrangement consisting of electrode plate (4) and reflection plate, wherein the electrode plate (4) on the upper side has a raised portion (6) in the form of a tip around which symmetrical drive electrodes (5 a-5 d) are arranged and the reflection plate consists of frame * rotary plate (2) and spring elements (3), wherein the rotary plate (2) has an electrode on the underside and at least 2 spring elements * which allow a deflection in 2 directions of movement and are preferably formed in corrugated or Maeanderform, is connected to the frame (1) of the reflection plate. Fig. 1 {micromechanics; Path or angular deflection; 2-dimensional; Bewegungsrichtungsaenderung; Electrode plate; incremental drive electrodes; Spring elements; Rotating plate; Top}

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Anwendung betrifft eine mikromechanische Einrichtung, die es gestattet, eine direkte zweidimensionale gesteuerte Ablenkung und/oder Aufnahme und Absendung und/oder Absendung von physikalischen Größen mit sehr kleinen Weg- oder Winkelauslenkungen vorzunehmen. Hauptanwendungsgebiete sind unter anderem die Informationstechnik, die Gerätetechnik, die Medizintechnik sowie die Meßtechnik. Da die Auslenkung in jeder Koordinatenrichtung sowohl stetig, als auch diskrst erfolgen kann, sind durch das Anlegen entsprechender Steuerspannungen Signalpositionierungen (Auslenkungen, Zeichendarstellungen, Abtastungen etc.) ebenso möglich, wie diskrete Schaltfunktionen. Ein weiteres mögliches Einsatzgebiet ist die Realisierung von Anzeige- und Signalelementen. Die auf der Erfindung basierenden mikromechanischen Strukturen können aktorisch oder sensorisch eingesetzt werden.The application relates to a micromechanical device which makes it possible to carry out a direct two-dimensionally controlled diversion and / or recording and sending and / or sending of physical quantities with very small path or angle deflections. Main areas of application include information technology, instrumentation, medical technology and metrology. Since the deflection in each coordinate direction can take place both steadily and discretely, signal positioning (deflections, character representations, scans, etc.) as well as discrete switching functions are possible by applying corresponding control voltages. Another possible application is the realization of display and signal elements. The micromechanical structures based on the invention can be used in an actuator or sensor.

Charakteristik der bekannton technischen LösungenCharacteristic of the bekannton technical solutions

Anordnungen zur zweidimensionalen Ablenkung eines Lichtstrahls sind in nur wenigen Variationen bekannt. Sie bestehen jedoch meist aus einer Vielzahl von Einzelelementen, dazu einer großen Anzahl bewegter Teile und besitzen große Abmessungen. So werden zur zweidimensionalen Ablenkung eines Lichstrahl zwei bewegliche Spiegel verwendet, die einzeln durch elektromagnetische bzw. mechanische Beeinflussung positioniert werden (DE-OS 312449 A1, DE-AS 2557814, DE-OS 2542233, DE-AS 2531069, DE-OS 2643580, DE-OS 2643581). Drehbar gelagerte Spiegel werden in den genannten Lösungen durch zwei elektromagnetische Systeme beeinflußt.Arrangements for the two-dimensional deflection of a light beam are known in only a few variations. However, they usually consist of a large number of individual elements, plus a large number of moving parts and have large dimensions. Thus, two movable mirrors are used for two-dimensional deflection of a light beam, which are individually positioned by electromagnetic or mechanical influence (DE-OS 312449 A1, DE-AS 2557814, DE-OS 2542233, DE-AS 2531069, DE-OS 2643580, DE -OS 2643581). Rotatable mirrors are influenced in the solutions mentioned by two electromagnetic systems.

In der Patentschrift DE-AS 2321211 ist ein Strahlablenker vorgestellt, der mit piezoelektrisch angetriebenen schwenkbaren Spiegeln ausgerüstet ist (EP 0154870).In the patent DE-AS 2321211 a Strahlablenker is presented which is equipped with piezoelectrically driven pivoting mirrors (EP 0154870).

Einige Anordnungen (DE-OS 2346090, DE-OS 2643588) verwenden zur Ablenkung in einer Koordinatenrichtung Polygonspiegel, die mit einer bestimmten konstanten Drehzahl die Horizontal- oder Vertikalaustastung realisieren.Some arrangements (DE-OS 2346090, DE-OS 2643588) use for deflection in a coordinate direction polygonal mirrors, realize the horizontal or vertical blanking with a certain constant speed.

In der DE-OS 2550390 wird eine Lösung vorgeschlagen, die eine Lichtstrahlablenkung unter Verwendung von Lichtleitfasern gestattet. Einzelne Lichtleitfasern werden elektromagnetisch bzw. mechanisch in einer oder zwei Koordinatenrichtungen ausgelenkt. Mit einer solchen Anordnung kann sowohl aktorisch als auch sensorisch gearbeitet werden.In DE-OS 2550390 a solution is proposed which allows a light beam deflection using optical fibers. Individual optical fibers are deflected electromagnetically or mechanically in one or two coordinate directions. With such an arrangement can be worked both actoric and sensory.

Die in DE-OS 3232953 A1 beschriebenen Lichtablenkvorrichtung für die Auslenkung in x-y-Richtung mittels Spiegeln besitzt eine kardanische Aufhängung und wird elektromagnetisch angetrieben. Der Aufbau ist mit relativ großen Massen behaftet und in traditioneller Technik ausgeführt.The light deflection device described in DE-OS 3232953 A 1 for the deflection in the xy direction by means of mirrors has a gimbal suspension and is driven electromagnetically. The structure is associated with relatively large masses and executed in traditional technology.

Die Patentschrift EP 0190650 zeigt eine mechanische 3-Punktaufhängung, wobei durch Translation von zwei Aufhängungen eine x-y-Auslenkung realisiert wird.The patent EP 0190650 shows a mechanical 3-point suspension, wherein by translation of two suspensions, an x-y deflection is realized.

Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung elektro-mechanischer Systeme, die durch die vorhandenen Massen aber trage sind, wobei übertragbare Frequenzen bis 250Hz gebräuchlich sind (DD 246383, DD 259468).Another possibility is the use of electro-mechanical systems, which are wearing through the existing masses but, with transferable frequencies up to 250Hz are common (DD 246383, DD 259468).

In EP 0040302 wird eine Vorrichtung zur optischen Strahlablenkung beschrieben, die aus einkristallinem Silizium geätzt wurde und aus, für die Strahlablenkung in jiner Koordinatenebene, mindestens 2 Bauteilen besteht, wobei das Grundteil mit einer Vertiefung vorsehen ist, auf dessen Grund linienförmig mehrere Erhöhungen vorhanden sind, und sich parallel zu diesen Erhöhungen 2 Flächenelektroden befinden sowie eine Drehplatte, in der über 2 Torsionsbänder eine Drehplatte angeordnet ist.In EP 0040302 an apparatus for optical beam deflection is described, which was etched from monocrystalline silicon and, for the beam deflection in Jin coordinate plane, at least 2 components, the base is provided with a recess on the bottom line-shaped increases several increases, and are located parallel to these elevations 2 surface electrodes and a rotary plate in which over 2 torsion bands a rotary plate is arranged.

Diese Drehplatte besitzt eine polierte Oberfläche und erzeugt bei Beaufschlagung der Flächenelektroden mit einer elektrischen Spannung ein Kippmoment in einer Ebene. Eine zweidimensionale Strahlablenkung mit dieser Anordnung ist bei Verwendung von zwei Drehplatten möglich, wenn diese um 90° versetzt zueinander angeordnet sind, wobei ein zusätzlicher Spiegel zur Übertragung der Signale oberhalb und zwischen beiden DrehplaUen angeordnet ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß durch die geometrische Trennung der beHen Drehplatten, von denen eine für die Horizontal- und die andere für die Vertikalauslenkung benötigt wird, sowie durch den zusätzlichen Umlenkspiegel, der die beiden Drehplatten untereinander optisch koppelt, eine große Anzahl von mechanisch bewegten Teilen vorhanden ist und das es durch diese zweifache Umlenkung des einfallenden Strahls leicht zu Positionierfehlern des auftretenden Strahls kommt, wobei der Aufwand für die elektrische Ansteuerung der Flächenelektroden kompliziert und aufwendig ist.This rotary plate has a polished surface and generates a tilting moment in a plane when the surface electrodes are subjected to an electrical voltage. A two-dimensional beam deflection with this arrangement is possible when using two rotary plates, when they are arranged offset by 90 ° to each other, with an additional mirror for transmitting the signals is arranged above and between the two DrehplaUen. A disadvantage of this solution is that a large number of mechanical due to the geometric separation of BEHEN rotary plates, one of which is required for the horizontal and the other for the vertical deflection, and by the additional deflection mirror which optically couples the two rotary plates Moving parts is present and it is easily due to this double deflection of the incident beam to positioning errors of the occurring beam, the cost of the electrical control of the surface electrodes is complicated and expensive.

In der Patentschrift EP 0050970 (Optomechanical scanning mechanism) werden zur Lichtstrahlbeeinflussung in einkristallines Silizium geätzte Strukturen verwendet, die elektrostatisch angeregt werden. Das Spiegelelement und die für die Bewegung notwendigen Torsionsfederelemente bilden zusammen mit dem Rahmen eine stofflich-konstruktive Einheit. Um eine Lichtstrahlbeeinflussung in zwei Koordinatenrichtungen zu erreichen, müssen zwei um 90" verdrehte Spiegelelemente über einen dritten Spiegel, der sich in der Mitte über den beiden Drehspiegeln befindet, miteinander verkoppelt werden. Die beiden, um 90" versetzten Einzelelemente können dabei eine stoffliche Einheit bilden. Durch die geometrische Trennung von Horizontal- und Vertikalspiegel und die Verkopplung über einen Umlenkspiegel, der konstruktiv in einer bestimmten und damit fehlerbehafteten Entfernung von der Spiegelebene angeordnet ist, kommt es zu einem Positionierfehler des austretenden Lichstrahls, sowie zur Tonnenverzeichnung.Patent EP 0050970 (Optomechanical scanning mechanism) uses etched structures which are electrostatically excited to influence the light beam in monocrystalline silicon. The mirror element and the torsion spring elements necessary for the movement form together with the frame a material-constructive unit. In order to achieve a light beam influence in two coordinate directions, two 90 ° twisted mirror elements have to be coupled to each other via a third mirror, which is located in the middle above the two rotating mirrors The two 90 ° offset individual elements can form a material unit , Due to the geometric separation of horizontal and vertical mirrors and the coupling via a deflection mirror, which is structurally arranged in a certain and thus faulty distance from the mirror plane, there is a positioning error of the exiting Lichstrahls, as well as barrel distortion.

Eine direkte zweidimensionale Strahlbeeinflussung ist bei keiner der genannten Anordnungen möglich. Durch den Einsatz von 3 Spiegelelementen zur Umlenkung ist der technologische Aufwand zur Herstellung dieser Einrichtungen groß. Eine genaue und schnelle Positionierung des Lichtstrahls ist, bedingt durch das Eigenschwingungsverhalten der Anordnungen, nicht realisierbar.A direct two-dimensional beam influencing is not possible in any of the aforementioned arrangements. Through the use of 3 mirror elements for the deflection of the technological effort to produce these facilities is great. An accurate and fast positioning of the light beam is, due to the natural vibration behavior of the arrangements, not feasible.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung ist es, ei. ie Einrichtung zu schaffen, die zur zweidimensionalen direkten Bewegungsrichtungsänderung von auf diese Einrichtung auftreffende physikalische Größen eine möglichst geringe Anzahl von mechanisch bewegten Einzelteilen benötigt, kostengünstig in hohen Stückzahlen hergestellt werden kann sowie universell einsetzbar ist.The aim of the invention is to ei. The device to provide the required for the two-dimensional direct change of direction of impinging on this device physical quantities a minimum number of mechanically moving parts needed, can be inexpensively manufactured in large quantities and is universally applicable.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zu schaffen, die mit nur einem mechanisch bewegten Teil eine direkte zweidimensionale Bewegungsrichtungsänderung von auf diese Einrichtung auftreffenden physikalischen Größen ermöglicht sowie Eigenschwingungen größtenteils selbst kompensiert.The object of the invention is to provide a device which, with only one mechanically moving part, enables a direct two-dimensional change in the direction of movement of physical quantities impinging on this device as well as self-oscillations largely compensated for itself.

Die zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung v>. ird aus einkristallinem Silizium, Glas, Keramik oder Kunststoff oder aus einer Kombination von diesen, nach Technologien der Mikromechanik hergestellt. Die Einzelteile der erfindungsgemäßen Lösung werden nach der Fertigung justiert und durch elektrostatisches Bonden oder geeignete Klebe- bzw. Fügeverfahren untereinander verbunden.The two-dimensional micromechanical movement device v>. It is made of monocrystalline silicon, glass, ceramic or plastic or a combination of these, according to micromechanical technologies. The individual parts of the solution according to the invention are adjusted after production and connected to one another by electrostatic bonding or suitable bonding or joining processes.

Erfindungsgemäß besteht die zweidimensional mikromechanische Bewegungseinrichtung aus einer Elektrodenplatte, die oberseitig eine Erhöhung, die in Form einer Spitze ausgebildet ist, besitzt, um die symmetrisch 2 oder 4 Ansteuerelektroden angeordnet sind und jede Ansteuerelektrode aus mindestens 2 Einzelelektroden besteht, wobei die Einzelelektroden jeder Ansteuerelektrode auf einem unterschiedlichen Niveau liegen können, das stufenförmig von der Eloktrodenplatte zur Erhöhung steigend angeordnet ist und die Einzelelektroden als ganzes, einzeln oder benachbarte Einzelelektroden einer Ansteuerelektrode gleichzeitig ansteuerbar -ilnd und einer Reflexionsplatte, die aus Rahmen, Federelementen und Drehplatte besteht, wobei die Drehplatte unterseitig eine Elektrode besitzt und über mindestens zwei Federelemente mit dem Rahmen verbunden ist. Die Unterseite der Drehplatte kann als einp elektrode ausgeführt oder entsprechend der Anzahl der Anste jerelektroden strukturiertAccording to the invention, the two-dimensional micromechanical movement device consists of an electrode plate having on the upper side an elevation, which is in the form of a tip, around which symmetrically 2 or 4 drive electrodes are arranged and each drive electrode consists of at least 2 individual electrodes, wherein the individual electrodes of each drive electrode on a may be different levels, which is arranged stepwise rising from the Eloktrodenplatte to increase and the individual electrodes as a whole, individually or adjacent individual electrodes of a drive electrode simultaneously -and and a reflection plate, which consists of frame, spring elements and rotary plate, wherein the rotary plate underside an electrode has and is connected via at least two spring elements with the frame. The underside of the rotary plate can be executed as einp electrode or structured according to the number of Anste jerelektroden

Auf der Unterseite der Drehplatte ist in ihrem Drehpunkt eine Vertiefung vorgesehen, die ein Gege'ilager zu der auf der Elektrodenplatte angeordneten Erhöhung bildet. Damit ist es möglich, eine unbeabsichtigte Bewegung in der Ebene, beispielsweise ein Verrutschen und damit eine unbeabsichtigte Verlagerung des Drehpunktes dsr Drehplatte zu verhindern. Es wäre ebenfalls möglich, auf der Unterseite der Drehplatte die Erhöhung sowie das Gegenlager auf der Elektrodenplatte anzuordnen.On the underside of the rotary plate, a depression is provided in its pivot point, which forms a Gege'ilager arranged on the electrode plate increase. This makes it possible to prevent inadvertent movement in the plane, for example, slippage and thus inadvertent displacement of the fulcrum dsr rotary plate. It would also be possible to arrange on the underside of the rotary plate, the elevation and the anvil on the electrode plate.

Elektrodenplatte sowie Reflexionsplatte stellen strukturierte monolithische und beschichtete Körper dar, wobei Beschichtungen im Sinne der Verbesserung der optischen Eigenschaften oder der elektrischen Eigenschaften im Sinne der Beeinflussung der Dielektrizitätskonstante (Elektretschicht) und der Isolation zu verstehen sind.Electrode plate and reflection plate represent structured monolithic and coated body, wherein coatings in the sense of improving the optical properties or electrical properties in the sense of influencing the dielectric constant (electret layer) and the insulation are to be understood.

Durch die stufenförmige Gestaltung der Ansteuerelektroden sowie durch die separate Ansteuerbarkeit der Einzelelektroden ist es möglich, den Anteil der elektrostatischen Kraft, der in der Nähe des durch die Erhöhung geschaffenen Drehpunkts wirkt, zu erhöhen.Due to the stepped design of the drive electrodes and the separate controllability of the individual electrodes, it is possible to increase the proportion of the electrostatic force which acts in the vicinity of the pivot point created by the elevation.

Es ist vorteilhaft, die Unterseite der Drehplatte stufenförmig verjüngt zum Rand der Drehplatte hin auszubilden. Dadurch ist es möglich, den Auslenkwinkel der Drehplatte zu erhöhen sowie das Massenträgheitsmoment der Drehplatte zu verringern. In dieser Variante können die stufenförmigen Ansteuerelektroden auch auf der Unterseite der Drehplatte angeordnet werden. Für die Empfindlichkeit der Anordnung sind ebenfalls die Anzahl, Art und Ausführung der Federelemente maßgebend, mit der die Drehplatte am Rahmen befestigt ist. Wird die Drehplatte mittels einer geraden Anzahl von Federelementen, beispielsweise 2 oder 4, bezüglich des Flächenschwerpunktes aufgehängt und erfolgt die Abstützung der Drehplatte durch die Erhöhung mittig der Drehplatte, so besitzen die Federelemente vorzugsweise die gleiche Federsteifigkeit.It is advantageous to form the underside of the rotary plate in a stepwise tapered manner toward the edge of the rotary plate. This makes it possible to increase the deflection angle of the rotary plate and to reduce the moment of inertia of the rotary plate. In this variant, the step-shaped drive electrodes can also be arranged on the underside of the rotary plate. For the sensitivity of the arrangement are also the number, type and design of the spring elements prevailing, with the rotary plate is attached to the frame. If the rotary plate by means of an even number of spring elements, such as 2 or 4, suspended with respect to the centroid and the support of the rotary plate by increasing the center of the rotary plate, the spring elements preferably have the same spring stiffness.

Erfolgt die Abstützung der Drehplatte außermittig bezüglich des Flächenschwerpunkts durch die Erhöhung, so ist es günstig, Federelemente mit unterschiedlicher Federsteifigkeit zu verwenden, wobei bei einer Verwendung von drei Federelementen, die zwei Federelemente, die weiter weg vom Drehpunkt angeordnet sind, die gleiche Federsteifigkeit besitzen und vorzugsweise als Well- oder Mäanderfeder ausgebildet sind, während das andere Federelement als Blattfeder ausgebildet ist. In dieser Variante sind die beiden Ansteuerelektroden parallel zueinander vor der Erhöhung angeordnet.If the support of the rotary plate eccentrically with respect to the center of gravity by the increase, it is advantageous to use spring elements with different spring stiffness, wherein in a use of three spring elements, the two spring elements, which are located further away from the pivot point, have the same spring stiffness and are preferably formed as a corrugated or meander, while the other spring element is formed as a leaf spring. In this variant, the two drive electrodes are arranged parallel to each other before the increase.

Es hat sich als günstig erwiesen, wellfederförmig bzw. mäanderförmig strukturierte Fedorelemente zu verwenden, da bei diesen die Forderung nach einer geringen Beweglichkeit in der Ebene am besten erfüllt wird, wobei bedingt durch die Herstellungstechnologie der Artenvielfalt Grenzen gesetzt sind.It has proven to be beneficial to use corrugated spring-shaped or meander-shaped Fedorelemente, since in these the demand for a low mobility in the plane is best met, which are limited due to the manufacturing technology of biodiversity limits.

An die Ansteuerelektrodön und die Drehplatte werden Ansteuerspannungen gelegt. Die elektrostatische Vermittlung erzeugt über jeder Ansteuerelektrode eine nach bekannten physikalischen Gesetzmäßigkeiten zu berechnende Kraft, die auf die Drehplatte wirkt. Die Überlagerung der Teilkräfte erzeugt, in Abhängigkeit von der Ansteuerspannung, in der über den Ansteuerelektroden befindlichen Drehplatte ein resultierendes Moment, welches durch die vorhandene Spitze und die dem elektrischen Moment entgegenwirkenden mechanischen Momente, die durch Federnlemente erzeugt werden, eine Verkippung der Drehplatte. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Anordnung wurden von der Struktur und Dicke der Federelemente sowie der Drehplatte einerseits und dem Abstand zwischen Ansteuerelektroden und Drehplatte andererseits bestimmt. Um Dicke und Abstand den geforderten Parametern anzupassen, ist es günstig, die Ansteuerelektroden stufenförmig zu strukturieren und damit der gegenüber dem Rahmen abgedünnten Drehplatte sowie der Federelemente einen Abstand zu den Ansteuerelektroden im nichtausgelenkten Zustand zu geben. Dem Ziel der Erhöhung der elektrostatischen Kraft können auch zusätzliche Beschichtungen von Drehplatte und/oder Ansteuerelektroden dienen, wobei die Dielektrizitätskonstante beeinflußt wird. Eine weitere Möglichkeit zur Reduzierung der notwendigen Ansteuerspannung besteht in der Nutzung der sowohl abstoßenden als auch anziehenden Wirkung elektrischer Ladungen bei der Ansteuerung mehrerer Ansteuerelektroden. Es ist ebenfalls möglich, die Einzelelektroden einer Ansteuerelektrode mit unterschiedlichen Spannungen zu beaufschlagen, wobei sich diese Ansteuerung hinsichtlich der Feinauslenkung sowie der Dämpfung der Anordnung als vorteilhaft erweist.Drive voltages are applied to the drive electrodes and the rotary plate. The electrostatic switch generates over each drive electrode a force to be calculated according to known physical laws acting on the rotary plate. The superimposition of the partial forces generated, depending on the drive voltage, in the rotary plate located above the drive electrodes a resulting moment, which by the existing tip and the electrical torque counteracting mechanical moments, which are generated by Federnlemente, a tilting of the rotary plate. The mechanical and electrical properties of the arrangement were determined by the structure and thickness of the spring elements and the rotary plate on the one hand and the distance between the drive electrodes and rotary plate on the other. In order to adapt the thickness and spacing to the required parameters, it is advantageous to structure the drive electrodes in a stepped manner and thus to give a distance to the drive electrodes in the undeflected state to the rotating plate thinned out with respect to the frame and the spring elements. The objective of increasing the electrostatic force may also be provided by additional coatings of rotary plate and / or drive electrodes, the dielectric constant being affected. Another way to reduce the necessary drive voltage is the use of both repulsive and attractive effect of electrical charges in the control of multiple drive electrodes. It is also possible to apply different voltages to the individual electrodes of a drive electrode, with this drive proving to be advantageous with regard to the fine deflection and the damping of the arrangement.

Zur universellen Ersetzbarkeit der erfindungsgemäßen Lösung ist es vorteilhaft, an der Oberseite der Drehplatte, möglichst nahe am Drehpunkt oder gegenüber des Gegenlagers im Drehpunkt, mindestens ein Funktionselement anzuordnen. Als Funktionselemente wären beispielsweise ein oder mehrere integrierte Schaltungen, optoelektrisch^ oder akustische Sensorelemente, Spiegelelemente oder eine Kombination dieser Elemente untereinander möglich.For universal replaceability of the solution according to the invention, it is advantageous to arrange at least one functional element on the upper side of the rotary plate, as close as possible to the pivot point or opposite the counterbearing in the pivot point. As functional elements, for example, one or more integrated circuits, optoelectrically or acoustic sensor elements, mirror elements or a combination of these elements with each other would be possible.

Wird beispielsweise die Oberseite der Drehplatte oder ein Teil davon ganz oder teilweise poliert oder verspiegelt, so ist es möglich, einen auf diese Fläche auftreffenden Lichtstrahl zweidimensional zu beeinflussen bzw. abzulenken. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehrere Elemente auf der Oberfläche der Drehplatte unterzubringen oder als Funktionselemente Sender und/oder Empfänger einzusetzen.If, for example, the upper side of the rotary plate or a part thereof is completely or partially polished or mirrored, then it is possible to influence or deflect a light beam incident on this surface in two dimensions. Furthermore, it is possible to accommodate several elements on the surface of the turntable or use as functional elements transmitter and / or receiver.

Die Erfindung weist gegenüber bekannten Lösungen eine Verringerung der Anzahl der notwendigen Bauelemente, die Möglichkeit der direkten zweidimensionalen Bewegungsrichtungsänderung an einer Drehplatte und damit eine Verbesserung der Zuverlässigkeit, der Genauigkeit, der Baugröße sowie der Fertigungs-, Montage- und Justierprozesse auf.The invention has over known solutions, a reduction in the number of necessary components, the possibility of direct two-dimensional movement direction change on a rotary plate and thus an improvement in reliability, accuracy, size and manufacturing, assembly and adjustment processes.

AusführungsbelsplelAusführungsbelsplel

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Dazu gehören folgende ZeichnungenThe invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. These include the following drawings

pig. 1: erfinderische Lösung mit 4 mäanderförmigen Federelementen in der Draufsicht p ig. 1: inventive solution with 4 meander-shaped spring elements in plan view

rig. 2: Schnitt A-A der erfindungsgemäßen Lösungrig. 2: Section A-A of the solution according to the invention

Fig.3: stufenförmige Anordnung der Einzelelektroden auf der Elektrodenplatte3 shows a stepped arrangement of the individual electrodes on the electrode plate

Fig.4: erfindungsgemäße Lösung im Schnitt mit stufenförmig abgesetzter DrehplatteFigure 4: Solution according to the invention in section with stepwise stepped turntable

Fig. 5: Elektrodenplatte mit gestuften Einzelelektroden in der DraufsichtFig. 5: electrode plate with stepped individual electrodes in plan view

Fig. 6: erfindungsgemäße Lösung mit 4 wellfederförmigen Federelementen in der DraufsichtFig. 6: inventive solution with 4 wave spring-shaped spring elements in plan view

Fig.7: Wellfederelement in x-y-RichtungFig.7: Wellfederelement in x-y direction

Fig.8: Wellfederelement in x-z-RichtungFig.8: Wellfederelement in the x-z direction

Fig. 9: erfindungsgemäße Lösung mit 3 Federelementen.Fig. 9: inventive solution with 3 spring elements.

Im ersten Ausführungsbeispiel wird die Grundausführung der erfindungsgemäßen Lösung beschrieben. Sie besteht generei: aus den beiden Einzelteilen Reflexionsplatte und Elektrodenplatte 4, wobei die Reflexionspiatte aus Rahmen 1, Drehplatte 2 und 4 Federelementen 3, die vorzugsweise als flache Mäanderfedern ausgeführt sind, besteht. Diese Bestandteile bilden eine stoffliche Einheit. Die in Fig. 1 dargestellte Reflexionsplatte ist an der Oberfläche mit einer Isolierschicht versehen und darüber metallisiert. Die Metallisierung auf der Unterseite der Drehplatte 2 dient als Elektrode. Die auf der Oberseite, insbesondere im Bereich der Drehplatte 2 vorhandene Metallisierung dient entweder zur Verbesserung der optischen Reflexionseigenschaften, kann aber auch in strukturierter Form zur elektrischen Kontaktierung eines oder mehrerer optoelektronischer Sender und/oder Empfänger dienen, die auf der Oberfläche angeordnet sind. Auf der Unterseite der Drehplatte 2 befindet sich eine kleine Vertiefung, die im montierten Zustand der Teile aus Fig. 1 und Fig. 2 in Verbindung mit der Erhöhung 6 die Zentrierung der Drehplatte 2 realisiert und den Drehpunkt darstellt, in diesem Ausführungsbeispiel werden 4 separat elektrisch ansteuerbare Ansteuerelektroden 5a, 5b, 5c, 5d verwendet, die als Flächenelektroden ausgeführt sind und auf einem Niveau liegen. In Fig. 2 ist die erfindungsgemäße Lösung im Schnitt dargestellt. Sie besteht aus einer Elektrodenplatte 4 mit der Erhöhung 6 in Form einer Spitze und den gegenüber d6r Drehplatte 2 angeordneten Ansteuerelektroden &a-5d, deren geometrische Position auch in Fig. 1 angezeigt ist. Die Federelemente 3 halten die Drehplatte 2 in Nullage, gestatten aber gleichzeitig deren Auslenkung in z-Richtung bei Beaufschlagung der Ansteuerelektroden 5 a-5 d mit unterschiedlichen Ladungen. Die Drehplatte 2 wird bei der Ansteuerung auf konstanter positiver oder negativer elektrischer Ladung gehalten. Durch die Zuführung von, im Verhältnis zur Drehplate 2 gleichen oder entgegengesetzten Ladungen an die Ansteuerelektroden 5a, 5b, 5c, 5d lassen sich gesteuerte Auslenkungen der Flächennormale der Drehplatte 2 erzielen. Es ist somit möglich, einen an der Oberfläche der Drehplatte 2 reflektierten oder erzeugten Lichtstrahl über ein, entsprechend der maximalen Auslenkwinkel begrenztes Projektionsfeld zu führen oder im umgekehrten Fall dieses abzutasten. Die folgende Tabelle zeigt die Ablenkung der Flächennormale bei Beaufschlagung der Ansteuorelektroden 5a-5d mit Ladungen. Eine Auslenkung in Richtung der Ansteuerelektrode 5a ist gleichbedeutend mit einer Ablenkung in positiver x-Richtung, 5b entspricht +y, 5c -x und 5d -y. 0 bedeutet, die Ansteuerelektrode läuft leer mit.In the first embodiment, the basic version of the solution according to the invention will be described. It consists generei: from the two items reflection plate and electrode plate 4, wherein the reflection plate of frame 1, rotary plate 2 and 4 spring elements 3, which are preferably designed as flat meandering springs consists. These components form a material unit. The reflection plate shown in Fig. 1 is provided on the surface with an insulating layer and metallized over it. The metallization on the underside of the rotary plate 2 serves as an electrode. The metallization present on the upper side, in particular in the region of the rotary plate 2, serves either to improve the optical reflection properties, but can also serve in structured form for the electrical contacting of one or more optoelectronic transmitters and / or receivers which are arranged on the surface. On the underside of the rotary plate 2 is a small recess, which realizes the centering of the rotary plate 2 in the assembled state of the parts of Fig. 1 and Fig. 2 in conjunction with the increase 6 and represents the fulcrum, in this embodiment, 4 separately electrically used controllable driving electrodes 5a, 5b, 5c, 5d, which are designed as surface electrodes and are at a level. In Fig. 2 the solution according to the invention is shown in section. It consists of an electrode plate 4 with the elevation 6 in the form of a tip and arranged opposite to the rotary plate 2 drive electrodes & a-5d, whose geometric position is also indicated in Fig. 1. The spring elements 3 hold the rotary plate 2 in neutral position, but at the same time allow their deflection in the z-direction upon application of the drive electrodes 5 a-5 d with different charges. The rotary plate 2 is held at the control of a constant positive or negative electrical charge. By supplying, in relation to the rotary plate 2 same or opposite charges to the drive electrodes 5a, 5b, 5c, 5d controlled deflections of the surface normal of the rotary plate 2 can be achieved. It is thus possible to guide a light beam reflected or generated on the surface of the rotary plate 2 over a projection field limited according to the maximum deflection angle or, in the opposite case, to scan it. The following table shows the deflection of the surface normal upon application of the drive electrodes 5a-5d with charges. A deflection in the direction of the drive electrode 5a is equivalent to a deflection in the positive x-direction, 5b corresponds to + y, 5c -x and 5d -y. 0 means that the drive electrode runs empty.

Ladung der Ansteuerelektroden AblenkrichtungCharge of the drive electrodes deflection direction

a b c d χ ya b c d χ y

In dieser Tabelle sind einige statische Zustände aufgenommen. Beliebige Ablenkrichtungen sind durch Ansteuerung mit { ewichteten Ladungen auf den Ansteuerelektroden 5a-5d möglich. Diese gewichteten Ladungen können durch entsprechende Gleichspannungssignale erzeugt werden. Eine Verbesserung der Ansprechempfindlichkeit der Auslenkung kann durch Nutzung der leerlaufenden Anstouerelektroden erreicht werden, indem diese die gleichen Ladungen erhalten, wie die Gegenelektrode an der Unterseite der Drehplatte 2, diese sind in der Tabelle mit „- " gekennzeichnet. Damit wird vom Gesamtsystem sowohl die Anziehung als auch die Abstoßung elektrischer Ladungen realisiert und durch unterschiedliche Kraftwirkung über die gesamte Drehplatte 2 eine Verdrehung in z-Richtung um die Erhöhung 6 erreicht. Der erreichbare Auslenkwinkel der Drehplatte 2 wird durch den Spalt s, der sich zwischen der Drehplattenunterseite und den Ansteuerelektroden ausbildet, und der wirksamen Drehplattenlänge über der jeweiligen Ansteuereloktrode bestimmt. Aus der parallelen Anordnung der elektrisch wirksamen Elektroden ergibt sich, in Verbindung mit dem entgegenwirkenden mechanischen System, das notwendige elektrische Mindestmoment Melmirv welches eine Auslenkung der Drehplatte 2 aus der Nullage bewirkt. Dieses Mindestmoment wird durch eine Mindestspannung Umt„ charakterisiertSome static states are included in this table. Any deflection directions are possible by driving with {imaged charges on the drive electrodes 5a-5d. These weighted charges can be generated by appropriate DC signals. An improvement of the sensitivity of the deflection can be achieved by using the open-circuit Anstouerelektroden by these receive the same charges as the counter electrode on the underside of the rotary plate 2, these are in the table with "-" marked realized as well as the repulsion of electrical charges and achieved by different force across the entire rotary plate 2 a rotation in the z direction about the increase 6. The achievable deflection angle of the rotary plate 2 is formed by the gap s, which forms between the rotary plate underside and the drive electrodes, From the parallel arrangement of the electrically active electrodes results, in conjunction with the counteracting mechanical system, the necessary minimum electrical moment Mel mirv which a deflection of the rotary plate 2 from de r Nullage causes. This minimum torque is characterized by a minimum voltage U m t "

Für die Ausgangslage gilt für eine Ansteuerelektrode: For the starting position applies to a drive electrode:

U2 mi„ab(a/2 + r) U 2 m i "ab (a / 2 + r) "

MeIn,;,, = — CMeI n ,; ,, = - C

wobei: a Länge der Ansteuerelektrodewhere: a length of the drive electrode

b Breite der Ansteuerelektrodeb Width of the drive electrode

r Abstand zwischen Erhöhung 6 und Ansteuerelektroder distance between increase 6 and drive electrode

s Spaltzwischen Drehplattenunterseite und Ansteuerelektrodes gap between bottom plate and drive electrode

C Dielektizitätskonstante und KorrekturfaktorC Dielectic constant and correction factor

Im zweiten Ausführungsbeispiel wird eine Variante der Ansteuerelektroden in stufenförmiger Ausführung gemäß Fig. 5 beschrieben.In the second embodiment, a variant of the drive electrodes in a stepped embodiment according to FIG. 5 will be described.

Die Ansteuerelektroden 5a-5d werden gemäß Tabelle im ersten Ausführungsbeispiel angesteuert. Um das Überschwingen zu unterdrücken, wird kurz vor Erreichen der Nennspannung die der jeweils angesteuerten Ansteuerelektrode gegenüberliegende Ansteuerelektrodez. B. 5a und 5 c oder 5 b und 5d kurzzeitig so aufgeladen, daß zum Beispiel dem von der Ansteuerelektrode 5 a ausgehenden elektrischen Moment an der Ansteuerelektrode 5c ein Moment dämpfend entgegenwirkt. Der gleiche Effekt ist auch zu erreichen, wenn die Ansteuerelektroden 5a-5d mit dem gewünschten Auslenkverhalten optimal angepaßten Ansteuerspannungsverlauf beaufschlagt werden. Um die Auslenkung über die Ansteuerelektroden 5a-5d besser zu beeinflussen, können die Ansteurelektroden 5a-5d, wie in Fig.5 für dia Ansteuerelektrode 5b gezeigt, in Einzelelektroden 5b 1, 5b2,5b3 unterteilt ausgeführt sein. Für die anderen Ansteuerelektroden 5a, 5c, 5d gilt analoges. Je nach einzelner oder kombinierter Ladungsbeaufschlagung wird ein von der Ladungsmenge und dem Ladungsort abhängiges Drehmoment auf die Drehplatte 2 wirken. Die Einzelelektroden jeder Ansteuerelektrode können dabei auf einem einheitlichen Stufenniveau liegen und auf die gestufte oder ebene Drehplattenelektrode wirken oder selbst auf je einem unterschiedlichen Stufenniveau, z. B. Einzelelektroden 5b 1,5b 2,5b3, liegen oder über mehrere benachbarte Stufen, z.B. Einzelelektrode 5b3, wirken. Bei gleicher Mindestspannung und gleichem maximalen Auslenkwinkel ist eine Erhöhung der wirksamen elektrischen Momente durch stufenförmige Anordnung der Einzolelektroden 5a1-5a3,5b1-5b3,5c1-5c3,5d 1-5d3 möglich. Die Stufung b jwirkt effektiv eine Annäherung der Elektroden. Dies nutzend, kann, im Verhältnis zu einer Anordnung gemäß Fig. 2, bei ansonsten gleicher Geometrie:The drive electrodes 5a-5d are driven according to the table in the first embodiment. In order to suppress the overshoot, shortly before reaching the rated voltage of the respective controlled drive electrode opposite Ansteuerelektrodez. B. 5a and 5c or 5b and 5d charged for a short time so that, for example, counteracts the moment of the drive electrode 5 a outgoing electrical torque to the drive electrode 5c a moment. The same effect can also be achieved if the drive electrodes 5a-5d are subjected to the desired deflection characteristic optimally adapted to the desired deflection behavior. In order to better influence the deflection via the drive electrodes 5a-5d, the drive electrodes 5a-5d, as shown in FIG. 5 for the drive electrode 5b, can be implemented as divided into individual electrodes 5b 1, 5b2, 5b3. The same applies to the other drive electrodes 5a, 5c, 5d. Depending on the individual or combined charge application, a torque dependent on the charge quantity and the charge location will act on the rotary plate 2. The individual electrodes of each drive electrode can be at a uniform stage level and act on the stepped or flat rotary plate electrode or even at a different stage level, z. Single electrodes 5b, 1.5b, 2.5b3, or over several adjacent stages, e.g. Single electrode 5b3, act. With the same minimum voltage and the same maximum deflection angle, an increase of the effective electrical moments is possible by a stepwise arrangement of the Einzolelektroden 5a1-5a3,5b1-5b3,5c1-5c3,5d 1-5d3. The step b effectively effects an approach of the electrodes. Using this, can, in relation to an arrangement according to FIG. 2, with otherwise the same geometry:

- die Ansteuerspannung vermindert werden, wobei der maximale Auslenkwinkel und das wirksame Moment gleich bleiben,the drive voltage is reduced, the maximum deflection angle and the effective moment remain the same,

- die Auslenkung erhöht werden, da sich bei gleicher Ansteuerspannung das wirksame Moment vergrößert, der maximale Auslenkwinkel jedoch erhalten bleibt.- The deflection can be increased because at the same drive voltage, the effective torque increases, the maximum deflection angle is maintained.

- der Abstand zwischen den stufenförmigen Einzelelektroden und der Drehplatte 2 um einen solchen Betrag vergrößert werden, daß sich das gleiche Moment ergibt, mit gleicher Ansteuerspannung gearbeitet werden kann, der maximale Auslenkwinkel jedoch vergrößert wird.- The distance between the step-shaped individual electrodes and the rotary plate 2 are increased by such an amount that results in the same moment, can be operated with the same drive voltage, the maximum deflection angle is increased.

Eine stufenförmige Elektrodenanordnung läßt sich auch auf der Untersoite der Drehplatte 2 realisieren, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. Das hat den technologischen Vorteil, daß die gestufte Oberfläche komplett metallisiert wird und die Metallisierung der strukturierten Einzelelektroden 5a-5d in einer Ebene liegt. Eine Anordnung gemäß Fig.4 gestattet die gleichen Variationen wie die zu Fig.3 genannten. Darüber hinaus ist eine Anordnung nach Fig. 4 durch ein geringeres Massenträgheitsmoment der zu bewegenden Drohplatte 2 gekennzeichnet. Daraus folgt gegenüber einer Lösung mit einer konstanten Drehplattendicke, welche in Fig. 2 dargestellt ist, eine Verbesserung der dynamischen Eigenschaften der Gesamtanordnung, da die Eigenfrequenz durch einen höheren Wert charakterisiert ist. Die erfindungsgemäße Anordnung stellt ein sehr schwach gedämpftes mechanisches Feder-Massen-System mit ausgeprägtem Resonanzverhalten dar. Da zwar über sehr klein gehaltenen Trennspalten zwischen den beweglichen Teilen und dem Rahmen 1 die Luftdämpfung etwas erhöht, die Schwingneigung aber nur unwesentlich herabgesetzt werden kann, ist eine elektrische Dämpfung sinnvoll. Die dynamische Ansteuerung der Drehplatte 2 mit dem Ziel der zweidimensionalen Bewegung der Flächennormale der Drehplatte 2 hat an der Drehplatte 2 Querkräfte zur Folge, die von den in x-, y- und z-Richtung gleichermaßen frei beweglichen flachen Mäanderfedern nicht stärker kompensiert werden und somit diese ungewünschte Bewegung an der Drehplatte 2 zu berücksichtigen ist. Mit der in den Figuren 6,7 und 8 prinzipiell angegebenen Lösung ist für die Drehplatte 2 eine bessere Beweglichkeit in z-Richtung als in x- und y-Richtung gegeben. Diesvj unterschiedliche Beweglichkeit resultiert aus der Richtungsabhängigkeit der Federzahl für die verwendete Wellfeder, deren Beweglichkeit in z-Richtung größer als in x-y-Richtung ist. Damit werden Querkräfte stärker kompensiert und die Funktion der zweidimensionalen mikromechanischen Bewegungseinrichtung wird besser erfüllt.A stepped electrode arrangement can also be realized on the underside of the rotary plate 2, as shown in FIG. This has the technological advantage that the stepped surface is completely metallized and the metallization of the structured individual electrodes 5a-5d lies in one plane. An arrangement according to Figure 4 allows the same variations as those mentioned in Figure 3. In addition, an arrangement according to FIG. 4 is characterized by a lower mass moment of inertia of the threatening plate 2 to be moved. This results in an improvement of the dynamic properties of the overall arrangement compared to a solution with a constant plate thickness, which is shown in Fig. 2, since the natural frequency is characterized by a higher value. The arrangement according to the invention represents a very weakly damped mechanical spring-mass system with pronounced resonance behavior. Although the air damping increases somewhat over very small separation gaps between the moving parts and the frame 1, the tendency to oscillate can only be reduced insignificantly, this is a electrical damping makes sense. The dynamic actuation of the rotary plate 2 with the aim of the two-dimensional movement of the surface normal of the rotary plate 2 has transverse forces on the rotary plate 2, which are not compensated by the in x-, y- and z-direction equally freely movable flat meandering springs and thus more This unwanted movement on the rotary plate 2 is taken into account. With the solution given in principle in FIGS. 6, 7 and 8, there is better mobility in the z direction than in the x and y direction for the rotary plate 2. Diesvj different mobility results from the directional dependence of the spring number for the wave spring used, the mobility in the z-direction is greater than in the x-y direction. This transverse forces are compensated more and the function of the two-dimensional micromechanical movement device is better met.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist auch mit 2 gegenüberliegenden Federelementen 3 funktionsfähig, wobei hier die Aufhängung der Drehplatte bezüglich des Flächenschwerpunktes von besonderer Bedeutung ist. "s The arrangement according to the invention is also functional with two opposing spring elements 3, in which case the suspension of the rotary plate with respect to the centroid is of particular importance. " s

Das dritte Ausführungsbeispiel wird an Hand von Fig.9 näher erläutert. Diese Anordnung verfügt nur über 2 Ansteuerelektroden 5a, 5b, die parallel zueinander vor der Erhöhung 6 angordnet sind. Im Vergleich zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel kann mit dieser Anordnung nur ein eingeschränktes Positionierfeld überstrichen werden, da in einer Koordinatenrichtung nur in positiver Richtung eine Ablenkung erfolgen kann, d. h., die Ansteuerelektrodsn 5 a und 5 b sind nur auf Anziehung anzusteuern. Der Auflagepunkt der Erhöhung 6 befindet sich in dieser Anordnung außermittig unter der Drehplatte 2. Die Federn 3 sind für die Vertikalbewegung dar Drehplatte 2 zuständig und sollten als Wellfedern gemäß Fig.7 und Fig.8 ausgebildet sein, damit eine möglichst kleine Querbewegung auftritt Die Feder 3.1 ist als Blattfeder ausgebildet, die eine Dreh- und Vortikalbewegung der Drehplatte 2 um den Auflagepunkt zuläß·. Die Stufung der Ansteuerelektroden 5 a, 5b oder eine Stufung der Elektrode auf der Unterseite der Drehplatte 2 bringt in dieser Anordnung kaum Vorteile, da sie konzentrisch um den Auflagepunkt ausgebildet sein müßte. Diese Anordnung ist zwar hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt, bringt aber den Vorteil, nur über zwei Ansteuerelektroden 5a, 5 b zu verfügen und damit letztlich eine verminderte Ansteuerschaltung zu bedingen.The third embodiment will be explained in more detail with reference to FIG. This arrangement has only 2 drive electrodes 5a, 5b, which are angordnet parallel to each other before the increase 6. Compared to the first and second embodiments, only a limited positioning field can be covered with this arrangement, since in a coordinate direction only in the positive direction a deflection can take place, d. That is, the Ansteuerelektrodsn 5 a and 5 b are only on attraction to control. The support point of the elevation 6 is in this arrangement off-center under the rotary plate 2. The springs 3 are responsible for the vertical movement rotary plate 2 and should be formed as corrugated springs according to Fig.7 and Fig.8, so that the smallest possible transverse movement occurs The spring 3.1 is designed as a leaf spring, which allows a rotational and vortical movement of the rotary plate 2 about the support point ·. The gradation of the drive electrodes 5 a, 5 b or a gradation of the electrode on the underside of the rotary plate 2 brings in this arrangement little advantage, since it would have to be formed concentrically around the support point. Although this arrangement is limited in terms of its performance, but has the advantage of having only two drive electrodes 5a, 5 b and thus ultimately a reduced drive circuit to condition.

Claims (8)

1. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung, die aus einkristallinem Silizium, Glas, Keramik oder Kunststoff oder aus einer Kombination von diesen nach Technologien der Mikromechanik hergestellt wird, bestehend aus Elektrodenplatte, auf der sich Ansteuerelektroden befinden, und einer Reflexionspjatte, wobei die Elektrodenplatte und Reflexionsplatte durch elektrostatisches Bonden oder geeignete Klebverfahren verbunden sind und bei Beaufschlagung der Ansteuerelektroden mit einer elektrischen Spannung, die Drehplatten jeweils in einer Ebene ein Kippmoment erzeugen, gekennzeichnet dadurch, daß die Elektrodenplatte (4) oberseitig eine Erhöhung (6) in Form einer Spitze besitzt, um die symmetrisch 2 oder 4 Ansteuerelektroden (5a, 5b) oder (5a, 5b, 5c, 5d), die als Flächenelektroden ausgebildet sind, angeordnet sind, und daß die Reflexionsplatte aus Rahmen (1), Drehplatte (2) und Federelementen (3) besteht, wobei die Drehplatte (2) unterseitig mindestens eine Elektrode besitzt und über mindestens 2 Federelemente (3), die eine Auslenkung in 2 Bewegungsrichtungen ermöglichen und vorzugsweise in Well- oder Mäanderform ausgebildet sind, mit dem Rahmen (1) der Reflexionsplatte verbunden ist.1. A two-dimensional micromechanical movement device, which is made of monocrystalline silicon, glass, ceramic or plastic or a combination of these according to micromechanical technologies, consisting of electrode plate, on which are driving electrodes, and a reflection Pjatte, wherein the electrode plate and reflection plate by electrostatic Bonding or suitable bonding methods are connected and upon application of the drive electrodes with an electrical voltage, the rotary plates in each case produce a tilting moment in a plane, characterized in that the electrode plate (4) on the upper side has a rise (6) in the form of a tip to the symmetrical 2 or 4 drive electrodes (5a, 5b) or (5a, 5b, 5c, 5d), which are formed as surface electrodes, are arranged, and that the reflection plate of frame (1), rotary plate (2) and spring elements (3), wherein the rotary plate (2) has at least one electrode on the underside t and at least 2 spring elements (3), which allow a deflection in 2 directions of movement and are preferably formed in corrugated or meander shape, with the frame (1) of the reflection plate is connected. 2. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß jede Ansteuerelektrode (5a, 5b...5d) aus mindestens 2 Einzelelektroden (5a 1, 5a2...5an;5b1,5b2...5bn;...5d1,5d2..5dn) besteht, wobei die Einzelelektroden einer Aisteuerelektrode auf einem unterschiedlichen Niveau liegen können, das stufenförmig von der Elektrodenplatte (4) zur Erhöhung (6) steigend angeordnet ist und die Einzelelektroden als ganzes, einzeln oder benachbarte Einzelektroden einer Ansteuerelektrode gleichzeitig elektrisch ansteuerbar sind.2. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1, characterized in that each drive electrode (5a, 5b ... 5d) from at least 2 individual electrodes (5a 1, 5a2 ... 5an; 5b1, 5b2 ... 5bn; ... 5d1 , 5d2..5dn), wherein the individual electrodes of an Aisteuerelektrode can lie on a different level, which is arranged stepwise from the electrode plate (4) to increase (6) and the individual electrodes as a whole, individually or adjacent individual electrodes of a drive electrode simultaneously electrically are controllable. 3. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehplatte (2) unterseitig im Drehpunkt ein Gegenlager in Form einer Vertiefung besitzt, in die die Erhöhung (6) eingreift.3. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1, characterized in that the rotary plate (2) has at the bottom in the fulcrum an abutment in the form of a recess into which the elevation (6) engages. 4. Zweidimensionale mikromochan; jche Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehplatte (2) und die Federelemente (3) gegenüber dem Rahmen (1) der Reflexionsphtte abgesetzt sind.4. Two-dimensional mikromochan; Movement device according to claim 1 and 3, characterized in that the rotary plate (2) and the spring elements (3) relative to the frame (1) of the Reflexionphtte are discontinued. 5. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1,3 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Unterseite der Drehplatte (2) zum Rand der Drehplatte (2) hin stufenförmig verjüngt abgesetzt ist.5. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1,3 and 4, characterized in that the underside of the rotary plate (2) to the edge of the rotary plate (2) is stepped down stepped. 6. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß auf der Drehplatte (2) mindestens ein Funktionselement (7) angeordnet ist, wobei unter Funktionselement eine reflektierende Oberfläche, ein Sensorelement oder ein Aktorelement zu verstehen ist.6. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1 and 3 to 5, characterized in that on the rotary plate (2) at least one functional element (7) is arranged, wherein the functional element is a reflective surface, a sensor element or an actuator element to understand. 7. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Federelemente (3) die gleiche Federsteifigkeit besitzen.7. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1 and 3 to 6, characterized in that the spring elements (3) have the same spring stiffness. 8. Zweidimensionale mikromechanische Bewegungseinrichtung nach Anspruch 1 und 3 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Drehplatte (2) außermittig bezüglich des Flächenschwerpunktes durch die Erhöhung (6) abgestützt wird, die Ansteuerelektroden (5a, 5b) vorder ErhöRung (6) parallel angeordnet sind und die Federelemente (3) gegenüber dem Federelement (3.1) eine unterschiedliche Steifigkeit aufweisen, wobei vorzugsweise die 2 Federelemente (3) als Well- oder Mäanderfedern und das andere Federelement (3.1) als Blattfeder ausgebildet sind.8. Two-dimensional micromechanical movement device according to claim 1 and 3 to 7, characterized in that the rotary plate (2) is eccentrically supported with respect to the centroid by the increase (6), the drive electrodes (5a, 5b) front elevation (6) are arranged in parallel and the spring elements (3) relative to the spring element (3.1) have a different rigidity, wherein preferably the 2 spring elements (3) as corrugated or meandering springs and the other spring element (3.1) are designed as a leaf spring.
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