FR3046788B1 - Dispositif mems et son procede de gestion - Google Patents
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Abstract
Dispositif MEMS (100) comportant un substrat (101), avec un dispositif de micro-miroir (112) ayant un micro-miroir (102) pivotant (α), une première butée (103, 104), un dispositif actionneur qui applique une intensité (I) pour pivoter le dispositif (112), un dispositif de mesure de l'intensité (I) appliquée et mesurant la relation entre la position de pivotement et l'intensité (I). Un dispositif de reconnaissance pour reconnaître la position de butée du dispositif (112) pivoté de son angle maximum (αmax) et touchant une première butée (103, 104) si le dispositif de mesure a mesuré que pour une variation de l'intensité (I) du courant appliqué il n'y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif (112).
Description
Domaine de l’invention
La présente invention se rapporte à un dispositif MEMS et à un procédé de gestion d’un tel dispositif MEMS.
Etat de la technique
Dans un système de projecteur adaptatif de véhicule, on utilise des micro-miroirs et des actionneurs MEMS correspondants pour la distribution horizontale de la lumière. Selon le document WO 2012/089387 Al, à titre d’exemple, on connaît un micro-miroir à entraînement magnétique. Le micro-miroir monté pivotant à l’aide de ressorts est pivoté à l’aide de deux boucles de chemins conducteurs alimentées en sens opposé et qui sont déviées par un champ magnétique externe. Le débattement du miroir est limité par des structures de butée.
Pour commander exactement le micro-miroir il faut connaître, de façon précise, la relation entre le courant d’entraînement appliqué aux boucles conductrices et l’angle de rotation correspondant. Cette relation peut, toutefois, varier au cours du temps pour différentes raisons, par exemple, à cause d’une désaimantation partielle des aimants générant le champ magnétique externe.
Exposé et avantages de l’invention
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et a ainsi pour objet un dispositif MEMS comportant un substrat, un dispositif de micro-miroir installé sur le substrat ayant au moins un micro-miroir pivotant d’un angle de pivotement à partir d’une position de repos autour d’un axe, au moins une première butée sur le substrat, un dispositif actionneur qui applique une intensité de courant pour pivoter le dispositif de micro-miroir, un dispositif de mesure pour mesurer l’intensité du courant appliqué par le dispositif d’actionneur et mesurer la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué, un dispositif reconnaissant la position de butée du dispositif de micro-miroir dans laquelle le dispositif de micro-miroir pivoté de son angle de pivotement maximum et touche au moins une première butée lorsque le dispositif de mesure a mesuré que pour une variation de l’intensité du courant appliqué, il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro miroir et/ou une variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir pour une variation de l’intensité du courant appliqué qui varie d’au moins une valeur prédéfinie et un dispositif de calcul qui calcule la relation entre l’angle de pivotement et l’intensité du courant appliqué à l’aide de la relation mesurée par le dispositif de mesure entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et de l’intensité du courant appliqué, de la position de butée détectée par le dispositif de reconnaissance et de l’angle de pivotement maximum, connu en position de butée.
En d’autres termes, la présente invention développe un dispositif MEMS ayant un substrat et un dispositif de micro-miroir installé sur le substrat ; ce dispositif a au moins un micro-miroir tournant autour d’un axe entre une position de repos et un angle de pivotement. Le dispositif MEMS comporte en outre une première butée sur le substrat et un dispositif d’actionneur qui, lorsqu’on applique un courant fait pivoter le dispositif de micro-miroir ; il comporte également un dispositif de mesure pour mesurer l’intensité du courant appliqué par le dispositif d’actionneur et mesurer la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué. Un dispositif de reconnaissance reconnaît la position de butée du dispositif de micro-miroir dans laquelle le dispositif de micro-miroir est pivoté selon l’angle de pivotement maximum et touche au moins une première butée si le dispositif de mesure a mesuré que pour une variation de l’intensité du courant appliqué, il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et/ou une variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir pour une variation du courant appliqué qui ne change pas d’au moins une valeur prédéfinie ou d’un pourcentage prédéfini. Un dispositif de calcul forme la relation entre l’angle de pivotement et l’intensité du courant appliqué que l’on mesure à l’aide du dispositif de mesure. En fonction de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et de l’intensité du courant appliqué à l’aide de la relation mesurée par le dispositif de mesure entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué, de la position de butée reconnue par le dispositif de reconnaissance et de l’angle de pivotement maximum en position de butée. L’invention a également pour objet un procédé de gestion d’un dispositif MEMS consistant à pivoter le dispositif de micro-miroir par le dispositif d’actionneur en appliquant une intensité de courant, mesurer avec le dispositif de mesure l’intensité du courant appliqué par le dispositif d’actionneur, mesurer avec le dispositif de mesure, la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué, reconnaître avec le dispositif de reconnaissance la position de butée du dispositif de micro-miroir dès que l’on a mesuré que pour une variation de l’intensité du courant appliqué, il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et/ou une variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir pour laquelle une variation de l’intensité du courant appliqué a changé d’au moins une valeur prédéfinie et, calculer avec le dispositif de calcul, la relation entre l’angle de pivotement et l’intensité du courant appliqué à l’aide de la relation mesurée par le dispositif de mesure entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué, de la position de butée détectée par le dispositif de reconnaissance et d’un angle de pivotement maximum connu, en position de butée.
En d’autres termes, la présente invention développe un procédé de gestion d’un dispositif MEMS consistant à faire pivoter le dispositif de micro-miroir en appliquant un courant par le dispositif ac-tionneur. Le dispositif de mesure mesure alors l’intensité du courant appliqué par le dispositif actionneur. Le dispositif de mesure mesure également la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant appliqué. Le dispositif de reconnaissance reconnaît la position de butée du dispositif de micro-miroir dès que l’on a mesuré qu’une variation de l’intensité du courant appliqué ne se traduit plus par une variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir.
Le dispositif MEMS a ainsi l’avantage de ne pas avoir besoin de la connaissance précise du champ magnétique extérieur. Si la relation entre l’angle de pivotement et l’intensité du courant évolue dans le temps, comme cela peut être le cas pour la variation de l’aimantation d’aimants extérieurs, le dispositif de calcul peut recalculer la relation entre l’angle de pivotement et le courant appliqué. Cela garantit une précision élevée de la commande du dispositif de micro-miroir pour n’importe quel angle de pivotement pendant toute la durée de vie du dispositif MEMS. Le dispositif MEMS peut ainsi s’appliquer à des procédés très sensibles nécessitant le réglage précis de l’angle de pivotement. Le dispositif MEMS est notamment applicable à des projecteurs d’images laser ou des projecteurs de véhicule.
Selon un développement préférentiel du dispositif MEMS, le dispositif de micro-miroirs est relié au substrat par au moins deux éléments de ressort. Le premier élément de ressort porte un premier demi-pont de Wheatstone et le second élément de ressort porte un second demi-pont de Wheatstone. Le premier demi-pont de Wheatstone et le second demi-pont de Wheatstone sont reliés pour former un pont complet de Wheatstone. Le dispositif de mesure établit, par la mesure des tensions appliquées au pont complet de Wheatstone, la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et l’intensité du courant qui lui est appliqué. En mesurant la tension appliquée au pont complet de Wheatstone on peut déterminer la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir et le courant appliqué, par une détermination précise.
Selon un développement préférentiel du dispositif MEMS, le dispositif de micro-miroir comporte un dispositif de support.
Selon un développement préférentiel du dispositif MEMS, le dispositif de support s’appuie contre au moins une première butée si le dispositif de micro-miroir est pivoté de son angle de pivotement maximum.
Selon un développement préférentiel du dispositif MEMS, le dispositif de support a au moins une seconde butée et touche au moins une seconde butée qui touche une première butée lorsque le dispositif de micro-miroir est pivoté de son angle de pivotement maximum.
Selon un développement préférentiel, le dispositif MEMS a un dispositif de mesure angulaire qui mesure l’angle de pivotement maximum en position de butée.
Selon un développement préférentiel, le procédé de gestion du pivotement du dispositif de micro-miroir par le dispositif actionneur autour d’un angle de pivotement prédéfini s’obtient en appliquant un courant à l’aide de la relation calculée entre l’angle de pivotement et le courant appliqué.
Selon un développement préférentiel, le procédé de gestion consiste à mesurer l’angle de pivotement maximum en position de butée à l’aide du dispositif de mesure angulaire. Comme l’angle de pivotement maximum peut, par exemple, se mesurer de manière optique dans la production du dispositif MEMS on le connaît. Cela permet au dispositif de calcul de former la relation exacte entre l’angle de pivotement et l’intensité du courant appliqué.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée, à l’aide de différents modes de réalisation d’un dispositif MEMS représenté dans les dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe schématique d’un premier mode de réalisation d’un dispositif MEMS selon l’invention, la figure 2 est une vue de dessus schématique du premier mode de réalisation du dispositif MEMS selon l’invention, la figure 3 est une vue de détail du premier mode de réalisation du dispositif MEMS selon l’invention, la figure 4 est le schéma d’un pont de Wheatstone complet selon le premier mode de réalisation de l’invention, la figure 5 montre la relation entre la position de basculement du dispositif de micro-miroir et du courant qui lui est appliqué, les figures 6, 7 sont des vues en coupe schématiques du premier mode de réalisation de l’invention, la figure 8 est une vue en coupe schématique d’un second mode de réalisation du dispositif MEMS selon l’invention, la figure 9 montre la relation entre l’angle de basculement et le courant appliqué, la figure 10 est un ordinogramme servant à décrire le procédé de fonctionnement d’un dispositif MEMS selon l’invention.
Dans toutes les figures, les éléments identiques ou de même fonction ainsi que les dispositifs identiques et de même fonction, sauf indication contraire, portent les mêmes références. La numérotation des étapes du procédé simplifie la présentation sans impliquer nécessairement un ordre chronologique. Plusieurs étapes du procédé peuvent, en effet, être effectuées simultanément.
Description de modes de réalisation
La figure 1 est une vue en coupe schématique d’un dispositif MEMS 100 selon un mode de réalisation de la présente invention et la figure 2 est une vue de dessus de ce dispositif MEMS 100 ; la figure 1 est une section selon l’axe A-A de la figure 2.
Le dispositif MEMS 100 se compose d’un substrat 101, de préférence un substrat semi-conducteur, par exemple en silicium et ayant une cavité 118. Un premier élément de ressort 202a et un second élément de ressort 202b portent, sur le substrat 101, un dispositif de micro-miroir 112 dans la cavité 118. Le premier élément de ressort 202a et le second élément de ressort 202b peuvent être notamment des ressort de torsion. Le dispositif de micro-miroir 112 pivote autour d’un axe de rotation 201. Le dispositif de micro-miroir 112 comporte un dispositif de support 111, par exemple en silicium. Le dispositif de support 111 comporte un micro-miroir 102.
Sous le micro-miroir 112, le substrat 101 a une première butée 104, inférieure. Le substrat 101 entoure ainsi le dispositif de micro-miroir 112 et au-dessus de ce dispositif de micro-miroir 112, il y a une ouverture. La région supérieure du substrat 101 comporte ainsi une première butée haute 103.
Le dispositif de support 111 comporte quatre secondes butées 105 autour du micro-miroir 102. Les secondes butées 105 sont notamment réalisées par gravure en tranchée. La largeur di de la zone de bord 109 de l’ouverture, qui définit la première butée haute 103, est plus petite que la largeur d2 mesurée dans la direction parallèle du dispositif de micro-miroir 112. Les secondes butées 105 sont ainsi partiellement couvertes en vue de dessus par la première butée haute 103.
La figure 1 montre un premier axe 110 parallèle au substrat 101 et un second axe 106 perpendiculaire au premier axe 110 et à
Taxe de rotation 201 ; le premier axe 110, le second axe 106 et Taxe de rotation ou axe de pivotement 201 se coupent au point 108 du dispositif de support 111. Dans la position de la figure 1, le dispositif de micromiroir 112 est en position de repos, c’est-à-dire que l’angle de pivotement a entre le premier axe 110 et le troisième axe 107, parallèlement au dispositif de support 111, est ainsi égal à 0°.
Sous le substrat 101, c’est-à-dire sur le côté du substrat 101 non tourné vers le dispositif de micro-miroir 112, il y a un aimant 115 et une tôle de guidage de flux 116 qui entoure l’aimant 115 par sa forme en U. Cette tôle est en une matière pour guider le flux magnétique. Le côté inférieur du dispositif de micro-miroir 112 porte, sur le dispositif de support 111, une première boucle conductrice 113 rectangulaire et une seconde boucle conductrice 114 rectangulaire. La première boucle conductrice 113 a des éléments conducteurs 113a et 113b parallèles à Taxe de rotation 201 et la seconde boucle conductrice 114 a des éléments conducteurs 114a, 114b parallèles à Taxe de rotation 201. La première boucle conductrice 113 et la seconde boucle conductrice 114 se trouvent sur des côtés différents du dispositif de support 111 par rapport à Taxe de rotation 201.
Le dispositif actionneur 203 applique une première intensité de courant I à la première et à la seconde boucles conductrices 113 ou 114 suivant un sens de circulation opposé. La ligne de champ magnétique 117 générée par l’aimant 115 est indiqué à titre d’exemple. Lorsqu’on applique un courant I par le dispositif d’actionneur 203 à la première et à la seconde boucles conductrices 113, 114, la force de Lo-rentz (ou force électromagnétique) respective s’exerce sur le dispositif de micro-miroir 112. Comme le courant I est de sens opposé, la force de Lorentz agit sur la première boucle conductrice 113 et sur la seconde boucle conductrice 114 dans des directions opposées générant un moment qui bascule le dispositif de micro-miroir 112 autour de Taxe de rotation 201.
Selon la figure 3, le premier élément de ressort 202a porte un premier demi-pont de Wheatstone 305 avec une première résistance RI et une deuxième résistance R2. Une source de tension 301 est branchée entre la première résistance RI et la seconde résistance R2. Cette source fournit une tension d’alimentation Uo. Un second demi-pont de Wheatstone 306 est prévu sur le second élément de ressort 202b avec une troisième résistance R3 et une quatrième résistance R4 ; la masse 302 est raccordée entre la troisième résistance R3 et la quatrième résistance R4. La première extrémité 303a du premier demi-pont de Wheatstone 305 est reliée à la première extrémité 303b du second demi-pont de Wheatstone 306 si bien qu’un premier appareil de mesure de tension 401 mesure la première tension Ui. Une seconde extrémité 304a du premier demi-pont de Wheatstone 305 est reliée à la seconde extrémité 304b du second demi-pont de Wheatstone 306 et un second appareil de mesure de tension 402 mesure une seconde tension U2. Le premier demi-pont de Wheatstone 305 et le second demi-pont de Wheatstone 306 forment un pont complet de Wheatstone 403. Le schéma correspondant est donné à la figure 4.
Le dispositif MEMS 100 a en outre un dispositif de mesure 204 qui mesure le courant I appliqué par le dispositif actionneur 203. Le dispositif de mesure 204 est en outre couplé au premier appareil de mesure de tension 401 et au second appareil de mesure de tension 402. Le dispositif de mesure 204 mesure le courant I appliqué en fonction de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112. La « position » du dispositif de miroir 112 est un paramètre proportionnel à l’angle de pivotement a du dispositif de miroir 112 avec toutefois, un coefficient de conversion pour convertir la position de pivotement en un angle de pivotement a. Ce coefficient de conversion n’est pas connu au préalable.
Une modification de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112, bascule le premier élément de ressort 202a et le second élément de ressort 202b autour de l’axe de rotation 201. Le premier élément de ressort 202a et le second élément de ressort 202b subissent alors, par le pivotement du dispositif de micro-miroir 112, une charge mécanique, ce qui modifie la valeur des premières-quatrièmes résistances R1-R4. Par conséquence, cela modifie le rapport entre la première tension Ui mesurée par le premier appareil de mesure de tension 401 et la seconde tension U2 mesurée par le second appareil de mesure de tension 402 ; en d’autres termes, cela modifie le rapport β=υι/υ2. Le rapport ou quotient β correspond ainsi à la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112. Le dispositif de mesure 204 calcule la variation de la position de pivotement du dispositif de micromiroir 112 lorsqu’on modifie le courant I appliqué, en calculant la variation du quotient β lorsque le courant I appliqué varie. Le dispositif de mesure 204 mesure ainsi la relation entre le quotient β et l’intensité I du courant. Le dispositif de mesure 204 utilise la première tension Ui mesurée par le premier appareil de mesure de tension 401, la seconde tension U2 mesurée par le second appareil de mesure de tension 402 et l’intensité I du courant appliqué par le dispositif de mesure 204.
La figure 5 montre, à titre d’exemple, un diagramme donnant la relation entre le quotient β et l’intensité I du courant. On constate une montée linéaire du quotient β en fonction de l’intensité I du courant jusqu’à une intensité maximale Imax. Dans cette plage linéaire, le dispositif de micro-miroir 112 occupe une position caractérisée par un angle de pivotement a>0 comme l’illustre la figure 6.
La figure 7 montre la position de butées du dispositif de micro-miroir 112. Le dispositif de support 111 repose contre la première butée 104 et en même temps les deux secondes butées 105 touchent la première butée haute 103. Le dispositif de micro-miroir 112 est ainsi pivoté d’un angle de pivotement maximum amax et la poursuite du pivotement est limitée par les premières butées 103 et 104. L’expression « position de butée » désigne la position du dispositif de micro-miroir 112 arrêté dans son pivotement par les premières butées 103, 104. L’invention n’est pas limitée à ce qui précède. C’est ainsi, qu’entre autre, on peut n’avoir qu’une première butée basse 104 et qu’une première butée haute 103 ou encore le dispositif de micro-miroir 112 ne touche que la première butée basse 104 ou la première butée haute 103.
La relation entre le pivotement du dispositif de micromiroir 112 et le courant I appliqué, tel que présentée à la figure 5, explicite la position de butée ; pour une intensité supérieure à l’intensité maximale Imax, la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112, c’est-à-dire le quotient β reste constant. Toutefois, la relation de la figure 5 ne permet pas de calculer la relation entre l’angle de pivotement a et l’intensité I du courant appliqué car la relation entre la position de pivotement, car on ne connaît pas le coefficient de proportionnalité entre le quotient β et l’angle de pivotement a.
Le dispositif MEMS 100 comporte en outre un dispositif de reconnaissance 205 qui permet de détecter la position de butée du dispositif de micro-miroir 112. Le dispositif de reconnaissance 205 reconnaît ainsi à l’aide de l’intensité I du courant mesuré par le dispositif de mesure, la relation avec la position de pivotement en ce qu’une variation de l’intensité I appliquée n’entraîne plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112. En d’autres termes, le dispositif de reconnaissance 205 constate que le quotient β reste constant pour une intensité de courant I supérieure à l’intensité maximale Imax. Le dispositif de reconnaissance 205 reconnaît la position de butée du dispositif de micro-miroir 112, par le quotient β qui reste constant.
Le dispositif de reconnaissance 205 peut, toutefois, être réalisé pour reconnaître une position de butée du dispositif de miroir 112 si le coefficient de variation du quotient β selon l’intensité I du courant appliqué, diminue au moins d’un pourcentage prédéfini, par exemple de 10%, 20% ou 30%. En d’autres termes, le dispositif de reconnaissance 205 reconnaît que la pente du quotient β est une fonction de l’intensité I du courant appliqué pour un courant supérieur à Imax, et qui est au moins inférieur d’un pourcentage prédéfini à la pente linéaire du quotient β pour un courant I compris entre 0 et Imax et reconnaît ainsi une position de butée.
Le dispositif de reconnaissance 205 calcule l’intensité maximale Imax du courant et la position de pivotement maximale, c’est-à-dire le quotient maximum βπ^χ. Le dispositif MEMS 100 comporte un dispositif de calcul 206 qui calcule la relation entre l’angle de pivotement a et l’intensité I du courant appliqué. Le dispositif de calcul 206 utilise à cet effet la relation mesurée par le dispositif de mesure 204 entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112 et l’intensité I du courant appliqué, la position de butée détectée par l’installation de reconnaissance 205 et l’angle de pivotement maximal amax, connu, pour la position de butée. L’angle de pivotement maximum amax peut être une valeur connue prédéfinie qui est, par exemple, enre gistrée dans une mémoire du dispositif de calcul 206. L’angle de pivotement maximum peut être fourni comme paramètre connu par le fabriquant, en fonction du dispositif MEMS 100.
La figure 9 montre la relation entre l’angle de pivotement a et l’intensité I du courant appliqué, calculée par le dispositif de calcul 206. Le dispositif de calcul 206 utilise à cet effet la relation entre le quotient β du dispositif de micro-miroir 112 et de l’intensité I du courant appliqué. Le dispositif de calcul 206 calcule ainsi la relation entre l’angle de pivotement a et l’intensité I du courant comme relation de proportionnalité liant le quotient β et l’intensité I. Les ordonnées sont remises à l’échelle par le dispositif de calcul 206, le quotient β variant de 1 à βπΐ3χ pour un angle de pivotement a variant de 0 à iinw
Comme le montre la figure 8, selon un second mode de réalisation, le dispositif MEMS 500 comporte en option un dispositif de mesure angulaire 801 qui mesure l’angle de pivotement maximum amax à la position de butée. Ainsi, en appliquant une intensité de courant I suffisamment grande par le dispositif d’actionneur 203, on fait pivoter le dispositif de micro-miroir 112 dans sa position de butée. Un dispositif émetteur 801a génère un signal lumineux 802 perpendiculaire au second axe 106 sur le dispositif de micro-miroir 112. Le signal lumineux 802 réfléchi par le micro-miroir 102 est reçu par un dispositif récepteur 801b ; par la mesure de la distance entre le dispositif récepteur 801b et le dispositif émetteur 801a et de la distance entre le dispositif émetteur 801a ou le dispositif récepteur 801b et le dispositif de micro-miroir 112 on calcule l’angle de pivotement maximum amax. Cet angle de pivotement amax, calculé peut alors être fourni au dispositif de calcul 206.
La figure 10 est un ordinogramme servant à décrire le procédé de fonctionnement d’un dispositif MEMS en particulier de l’un des dispositifs MEMS décrit sous des formes de réalisation présentées ci-dessus. Dans la première étape SI du procédé, on fait pivoter le dispositif de micro-miroirs 112 en appliquant une intensité de courant I par le dispositif actionneur 203. Le dispositif de mesure 204 mesure, dans une seconde étape S2, l’intensité I du courant appliqué par le dispositif actionneur 203. Le dispositif de mesure 204 mesure en outre dans une troisième étape S3, la relation entre la position angulaire du dispositif de micro-miroir 112 et le courant appliqué I. Le dispositif de mesure 204 peut notamment mesurer la relation de dépendance illustrée à la figure 5 du quotient β de la première tension U i et la seconde tension U2 d’un pont de Wheatstone complet 403 en fonction du courant I appliqué. En particulier, le dispositif de mesure 204 mesure une variation de la position de pivotement lorsque varie l’intensité I du courant appliqué.
Dans une quatrième étape S4, le dispositif de reconnaissance 205 reconnaît la position de butée du dispositif de micro-miroir 112 dès que l’on a mesuré que pour une variation de l’intensité I du courant appliqué il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112. Cela est le cas pour l’intensité maximale Imax représentée à la figure 5. Le dispositif de reconnaissance 205 peut, toutefois, reconnaître également une position de butée du dispositif de micro-miroir 112 si le taux de variation de la position de pivotement diminue au moins d’un pourcentage prédéfini pour l’intensité I du courant appliqué.
Dans la cinquième étape S5, le dispositif de calcul 206 calcule la relation de dépendance entre l’angle de pivotement a et le courant I appliqué à l’aide de la relation de dépendance mesurée entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir 112 et l’intensité du courant I appliqué, cette relation étant mesurée par le dispositif de mesure 204, pour la position de butée détectée par le dispositif de reconnaissance 205 et pour l’angle de pivotement maximum amax en position de butée.
Dans l’étape S5a en option, on peut au préalable mesurer l’angle de pivotement maximum amax en position de butée à l’aide du dispositif de mesure angulaire 801 comme illustré à la figure 8.
En outre, dans une étape S6 en option, le dispositif d’actionneur 203 pivote le dispositif de micro-miroir 112 selon un angle de pivotement fixé a en ce qu’il applique l’intensité de courant I correspondante selon la relation calculée entre l’angle de pivotement a et l’intensité I du courant.
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX
100 Dispositif MEMS 101 Substrat / côté du substrat 103 Première butée haute 104 Première butée basse 105 Seconde butée 106 Second axe perpendiculaire au premier axe et à l’axe de pivotement 107 Troisième axe parallèle au dispositif de support 108 Point d’intersection des axes dans le dispositif de support 109 Zone de bord 110 Premier axe parallèle au substrat 111 Dispositif de support 112 Dispositif de micro-miroir 113 Première boucle conductrice rectangulaire 113a, 113b Eléments conducteurs 114 Seconde boucle conductrice rectangulaire 114a, 114b Eléments conducteurs 115 Aimant 116 Tôle de flux 117 Ligne de champ magnétique 118 Cavité 201 Axe de rotation / axe de pivotement 202a Premier élément de ressort 202b Second élément de ressort 203 Dispositif actionneur 204 Dispositif de mesure 205 Dispositif de reconnaissance 206 Dispositif de calcul 301 Source de tension 302 Masse 303 Première extrémité du demi-pont 305 303b Première extrémité du second demi-pont 306 304a Seconde extrémité du premier demi-pont 305 304b Seconde extrémité du second demi-pont 306 305 Premier demi-pont de Wheatstone 306 Second demi-pont 401 Premier appareil de mesure de tension 402 Second appareil de mesure de tension 403 Pont de Wheatstone complet
500 Dispositif MEMS 801 Dispositif de mesure d’angle 801a Dispositif émetteur 801b Dispositif récepteur 802 Signal lumineux d 1 largeur de la zone de bord de l’ouverture d2 largeur mesurée du dispositif de micro-miroir a angle de pivotement entre le premier axe 110 et un troisième axe 107 β Rapport des tension U1/U2 I Courant appliqué par le dispositif d’actionneur
Uo Tension d’alimentation U2 Seconde tension mesurée RI Première résistance R2 Seconde résistance R3 Troisième résistance R4 Quatrième résistance
Claims (9)
- REVENDICATIONS 1°) Dispositif MEMS (100, 500) comportant : un substrat (101), un dispositif de micro-miroir (112) installé sur le substrat (101) ayant au moins un micro-miroir (102) pivotant d’un angle de pivotement (a) à partir d’une position de repos autour d’un axe (201), au moins une première butée (103, 104) sur le substrat (101), un dispositif actionneur (203) qui applique une intensité de courant (I) pour pivoter le dispositif de micro-miroir (112), un dispositif de mesure (204) pour mesurer l’intensité (I) du courant appliqué par le dispositif actionneur (203) et mesurer la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et l’intensité (I) du courant appliqué, un dispositif de reconnaissance (205) reconnaissant la position de butée du dispositif de micro-miroir (112) dans laquelle le dispositif de micro-miroir (112) est pivoté de son angle de pivotement maximum (dmax) et touche au moins une première butée (103, 104) lorsque le dispositif de mesure (204) a mesuré que pour une variation de l’intensité (I) du courant appliqué il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et/ou une variation de la position de pivotement du dispositif de micromiroir (112) pour une variation de l’intensité (I) du courant appliqué qui varie d’au moins une valeur prédéfinie, et un dispositif de calcul (206) qui calcule la relation entre l’angle de pivotement (a) et l’intensité (I) du courant appliqué à l’aide de la relation mesurée par le dispositif de mesure (204) entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et de l’intensité (I) du courant appliqué, de la position de butée détectée par le dispositif de reconnaissance (205) et de l’angle de pivotement maximum (a max ), connu, en position de butée.
- 2°) Dispositif MEMS (100, 500) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de micro-miroir (112) est relié au substrat (101) par au moins deux éléments de ressort (202a, 202b), le premier élément de ressort (202a) portant un premier demi-pont de Wheatstone (305), le second élément de ressort (202b) portant un second demi-pont de Wheatstone (306), le premier demi-point de Wheatstone (305) et le deuxième demi-pont de Wheatstone (306) étant reliés pour former un pont de Wheatstone complet (403) et, le dispositif de mesure (204) mesurant les tensions appliquées au pont complet de Wheatstone (403), mesure la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et de l’intensité (I) du courant appliqué.
- 3°) Dispositif MEMS (100, 500) selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de micro-miroir (112) comporte un dispositif de support (111).
- 4°) Dispositif MEMS (100, 500) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de support (111) touche au moins une première butée (104) lorsque le dispositif de micro-miroir (112) est pivoté d’un angle de pivotement maximum (a max).
- 5°) Dispositif MEMS (100, 500) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de support (111) a au moins une seconde butée (105) et, cette seconde butée (105) du dispositif de support (111) touche au moins une première butée (103, 104) si le dispositif de micro-miroir (112) est pivoté de son angle de pivotement maximum (amax).
- 6°) Dispositif MEMS (100, 500) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte un dispositif de mesure angulaire (801) qui mesure l’angle de pivotement maximum (amax) en position de butée.
- 7°) Procédé de gestion d'un dispositif MEMS (100, 500) selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant les étapes suivantes consistant à : pivoter (SI) le dispositif de micro-miroir (112) par le dispositif ac- tionneur (203) en appliquant une intensité de courant (I), mesurer (S2) avec le dispositif de mesure (204), l’intensité (I) du courant appliqué par le dispositif actionneur (203), mesurer (S3) avec le dispositif de mesure (204), la relation entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et l’intensité (I) du courant appliqué, reconnaître (S4) avec le dispositif de reconnaissance (205) la position de butée du dispositif de micro-miroir (112) dès que l’on a mesuré que pour une variation de l’intensité (I) du courant appliqué, il n’y a plus de variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et/ou la variation de la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) pour laquelle une variation de l’intensité (I) du courant appliqué a changé d’au moins une valeur prédéfinie, et calculer (S5) avec le dispositif de calcul (206), la relation entre l’angle de pivotement (a) et l’intensité (I) du courant appliqué à l’aide de la relation mesurée par le dispositif de mesure (204) entre la position de pivotement du dispositif de micro-miroir (112) et l’intensité (I) du courant appliqué, de la position de butée détectée par le dispositif de reconnaissance (205) et d'un angle de pivotement maximum (amax) connu, en position de butée.
- 8°) Procédé selon la revendication 7, caractérisé en outre par l’étape suivante consistant à : pivoter (S6) avec le dispositif actionneur (203), le dispositif de micro-miroir (112) d'un angle de pivotement fixé (a) en appliquant une intensité de courant (I) selon la relation calculée entre l’angle de pivotement (a) et l’intensité (I) du courant appliqué.
- 9°) Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, comportant en outre l’étape suivante consistant à : - mesurer (S5a) avec le dispositif de mesure angulaire (801), l’angle de pivotement maximum (amax) en position de butée.
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