WO2007121693A1 - Torsionsfederelement für die aufhängung auslenkbarer mikromechanischer elemente - Google Patents

Torsionsfederelement für die aufhängung auslenkbarer mikromechanischer elemente Download PDF

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longitudinal axis
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torsion spring
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Alexander Wolter
Christian Drabe
Thomas Klose
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    • B81B2203/01—Suspended structures, i.e. structures allowing a movement
    • B81B2203/0109—Bridges

Definitions

  • Torsion spring element for the suspension of deflectable micromechanical elements
  • the invention relates to torsion spring elements for the suspension of deflectable micromechanical elements, such.
  • Reflective elements pivotable about a rotation axis.
  • the pivoting can be done oscillating with predetermined rotational angle amounts between two reversal points.
  • the drive of this pivoting movement can be done electrostatically or by utilizing another physical principle in a conventional manner.
  • Hysteresis effects occur, and it should also be noted that only drive frequencies above the resonance frequency (natural frequency) of a system can normally be used for compliance with resonance conditions. Starting from smaller drive frequencies, such an operation can not be achieved. When falling below the resonance frequency, this state collapses and can only be started again with a drive frequency that is significantly higher than the resonance frequency (usually four times the resonance frequency). Continuous operation with resonant conditions occurs at a drive frequency that is twice the resonant frequency.
  • Inventive torsion spring elements are designed so that they have a changing geometric design in the direction of their longitudinal axis and thereby a non-linear spring characteristic.
  • the longitudinal axis is aligned between a clamping or mounting and the deflectable micromechanical element which is held with at least one torsion spring element.
  • a torsion spring element according to the invention can have a rectilinear region, which is aligned in the longitudinal axis direction and at least at one end side has a fork / branch, into which the rectilinear region passes. Such a torsion spring element can then form at least approximately the shape of a "Y".
  • One or more existing on such a torsion spring element crotch / branch (s) (s) may be formed with legs v- or u-shaped.
  • the legs may be connected with their outer end faces with the deflectable element or a storage / clamping.
  • At a fork / branch at least two legs can be formed. But it can also be present more than two legs. These legs can in turn be connected to one another via a part designed, for example, in the form of a transverse web.
  • the legs of a fork / branch can be straight. They can also be aligned parallel to one another and to the longitudinal axis.
  • Legs of a fork / branch can also be curved.
  • a fork / branch formed on a torsion spring member should be symmetrical with respect to the longitudinal axis.
  • a possible embodiment of a torsion spring element according to the invention may be formed on at least one end face in the form of a triangle, which adjoins a rectilinear region.
  • Torsionsfederettiations / branches may have divergent designs and possibly be directly connected to each other, so that on such a Torsionsfederelement no rectilinear in the longitudinal axis aligned area must be present.
  • bifurcations / branches on a torsion spring element can also have a different length and / or number of legs in the direction of the longitudinal axis. This can be done by outgoing lengths of legs of the crotches / branches can be achieved.
  • a region connected or so discontinuous with a bifurcation / branching may be designed such that it has a varying resistance moment in the longitudinal direction. This can e.g. be achieved in a simple way by a changing cross-section. In this case, the cross-sectional area can be varied.
  • the change in the moment of resistance in the direction of the longitudinal axis can be selected continuously.
  • the moment of resistance in the direction of the longitudinal axis can increase to a maximum and then subsequently become smaller again.
  • a branch between two rectilinear areas are present in the leg with divergent orientations.
  • the legs of such a branch can be aligned orthogonally, parallel and / or at an obliquely inclined angle with respect to the longitudinal axis.
  • torsion spring elements with spring characteristics adapted for an application can be made available.
  • spring characteristics can be specified in which a certain spring force can be achieved as a function of the respective deflection.
  • there may be a spring characteristic of torsion spring elements according to the invention in which gressives and then progressive behavior occurs with larger deflections.
  • the restoring forces of deflected Torsionsfederettin behave so. As a result, the restoring forces in the vicinity of the rest or center position are smaller.
  • the gradation of the spring characteristic of a torsion spring element according to the invention can take place several times and the increase of spring forces depending on the respective deflection can be changed several times.
  • the torsion spring elements according to the invention can be prepared analogously to conventional spring elements, whereby only the corresponding design is taken into account and so that the manufacturing effort does not have to be increased.
  • the torsion spring elements according to the invention can be present on reflective elements, such as micromirrors, which can be used in a wide variety of scanners.
  • reflective elements such as micromirrors
  • a use is also possible with facilities for data output, such as in laser displays, laser printers, laser exposures, etc.
  • torsion spring elements deflectable elements in sensors such. Provide pressure, viscosity, or acceleration sensors.
  • FIG. 1 eight examples of possible embodiments of examples of torsion spring elements according to the invention are shown.
  • a rectilinear in the direction of the longitudinal axis aligned area exists.
  • the examples shown in the upper row have at one end a bifurcation / branching, which is v- or u-shaped förr ⁇ ig.
  • the example shown in the lower row on the far right is formed from two directly interconnected bifurcations / branches, one u-shaped and the other v-shaped.
  • FIG. 2 is intended to illustrate four further examples. become light.
  • a bifurcation / branching with more than two legs follows on one end face in a rectilinear area.
  • FIG. 4 shows an example in which a branch in the form of a triangle adjoins a rectilinear region on an end face.
  • FIGS. 6 and 7 there is a branch which is arranged between and connected to two rectilinear regions. At the junction are again several legs exist whose orientation differs from each other.
  • a V-shaped fork / branch is additionally present on one end face.

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Abstract

Die Erfindung betrifft Torsionsfederelemente für die Aufhängung auslenkbarer mikromechanischer Elemente, wie z.B. um eine Rotationsachse verschwenkbare reflektierende Elemente. Es ist Aufgabe der Erfindung Torsionsfederelemente für Aufhängungen auslenkbarer mikromechanischer Elemente zur Verfügung zu stellen, die gegenüber bekannten Federelementen verbesserte Eigenschaften beim Betrieb erreichen können. Erfindungsgemäße Torsionsfederelemente sind dabei so aus gebildet, dass sie in Richtung ihrer Längsachse eine sich verändernde geometrische Gestaltung und dadurch eine nicht lineare Federkennlinie aufweisen. Die Längsachse ist dabei zwischen einer Einspannung oder Lagerung und dem auslenkbaren mikromechanischen Element, das mit mindestens einem Torsionsfederelement gehalten ist, ausgerichtet. Dabei kann ein erfindungsgemäßes Torsionsfederelement einen geradlinigen Bereich, der in der Längsachsrichtung ausgerichtet ist und mindestens an einer Stirnseite eine Gabelung/Verzweigung, in die der geradlinige Bereich übergeht aufweisen.

Description

Torsionsfederelement für die Aufhängung auslenkbarer mikromechanischer Elemente
Die Erfindung betrifft Torsionsfederelemente für die Aufhängung auslenkbarer mikromechanischer Elemente, wie z.B. um eine Rotationsachse verschwenkbare reflektierende Elemente. Die Verschwenkung kann dabei mit vorgegebenen Drehwinkelbeträgen zwischen zwei Umkehrpunkten oszillierend erfolgen. Der Antrieb dieser Verschwenkbewegung kann elektrostatisch oder unter Ausnutzung eines anderen physikalischen Prinzips in an sich bekannter Form erfolgen.
Um die für den Antrieb erforderliche Energie mög- liehst klein zu halten, werden solche Systeme häufig bei Einhaltung von Resonanzbedingungen betrieben. Dabei muss die Eigenresonanz eines solchen Systems beachtet werden. Diese hängt von mehreren Parametern ab. Neben der Eigenmasse sind auch die Federcharakte- ristik von Federelementen und die jeweilige Auslen- kung zu berücksichtigen. Bei konstanter Antriebsleistung kann bei Berücksichtigung der Resonanzfrequenz beim Antrieb eine deutlich größere Auslenkung erreicht werden, als dies in davon abweichenden An- triebfrequenzbereichen der Fall ist. Nachfolgend soll auch auf weitere hierbei zutreffende Probleme hingewiesen werden.
Für die Aufhängung solcher auslenkbaren mikromechani- sehen Elemente kommen Federelemente zum Einsatz, die eine lineare Federkennlinie aufweisen. Dies ist auch bei Systemen der Fall, die das auch als „Out-Of- Plane—Electrode-Comb" bezeichnete Antriebskonzept nutzen, das von H. Schenk in „Ein neuartiger Mikroak- tuator zur ein- und zweidimensionalen Ablenkung von Licht"; Dissertation 2000; Gerhard-Mercator- Universität-Gesamthochschule-Duisburg beschrieben ist.
Es treten Hysterese-Effekte auf und außerdem ist zu beachten, dass für die Einhaltung von Resonanzbedingungen im Normalfall ausschließlich Antriebsfrequenzen genutzt werden können, die oberhalb der Resonanzfrequenz (Eigenfrequenz) eines Systems liegen. Ausge- hend von kleineren Antriebsfrequenzen kann ein solcher Betrieb nicht erreicht werden. Bei Unterschreiten der Resonanzfrequenz bricht dieser Zustand zusammen und kann erneut lediglich mit einer deutlich über der Resonanzfrequenz liegenden Antriebsfrequenz (in der Regel dem Vierfachen der Resonanzfrequenz) wieder gestartet werden. Ein dauerhafter Betrieb mit Resonanzbedingungen erfolgt bei einer Antriebsfrequenz, die dem Doppelten der Resonanzfrequenz entspricht.
Hierfür ist eine exakte Regelung erforderlich, bei der auch die Phase berücksichtigt werden muss. Die maximal mögliche Auslenkung eines mikromechanischen Elementes kann aber häufig nicht ausgenutzt werden, da bei einem Betrieb in der Nähe der Reso- nanzfrequenz die Gefahr besteht, dass bereits bei geringen Schwankungen der Antriebsfrequenz die oszillierende Auslenkung zusammenbricht. Zu beachten ist auch die Stabilität der maximalen Auslenkung (Amplitude) , die in der Nähe der Resonanzfrequenz sehr stark von der jeweiligen Antriebsfrequenz abhängt. So führen in diesem Bereich kleine Veränderungen der An- triebsfrequenz, zu sich erheblich verändernden Aus- lenkungen.
Bei solchen Systemen, die unter Resonanzbedingungen betrieben werden sollen, ist man bestrebt Einflüsse auf die Resonanzfrequenz, die zu deren Veränderung beim Betrieb führen, zu vermeiden. Dies trifft auf den Einfluss der jeweiligen Auslenkung und die Feder- Charakteristik eingesetzter Federelemente zu, die eine lineare Federkennlinie zumindest im Arbeitsbereich aufweisen sollen. Mit davon abweichender Federkennlinie tritt nämlich auch eine Veränderung der Resonanzfrequenz in Abhängigkeit der jeweiligen Auslenkung auf, was zu einer Verschiebung in Richtung einer kleineren Resonanzfrequenz bei degressiver Federkennlinie und in Richtung höherer Resonanzfrequenz bei progressiver Federkennlinie bei sich vergrößernder Auslenkung führt.
Es sollte auch der als „pull-in" bezeichnete Effekt berücksichtigt werden, der nachteilig dazu führt, dass eine maximal mögliche Auslenkung nicht genutzt werden kann, um eine mechanische Beschädigung eines solchen Systems sicher zu vermeiden. Es ist daher Aufgabe der Erfindung Torsionsfederelemente für Aufhängungen auslenkbarer mikromechanischer Elemente zur Verfügung zu stellen, die gegenüber bekannten Federelementen verbesserte Eigenschaften beim Betrieb erreichen können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit Torsionsfederelementen gelöst, die gemäß Anspruch 1 ausgebildet sind. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildun- gen der Erfindung können mit in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.
Erfindungsgemäße Torsionsfederelemente sind dabei so ausgebildet, dass sie in Richtung ihrer Längsachse eine sich verändernde geometrische Gestaltung und dadurch eine nicht lineare Federkennlinie aufweisen.
Die Längsachse ist dabei zwischen einer Einspannung oder Lagerung und dem auslenkbaren mikromechanischen Element, das mit mindestens einem Torsionsfederelement gehalten ist, ausgerichtet.
Dabei kann ein erfindungsgemäßes Torsionsfederelement einen geradlinigen Bereich, der in der Längsachsrich- tung ausgerichtet ist und mindestens an einer Stirnseite eine Gabelung/Verzweigung, in die der geradlinige Bereich übergeht aufweisen. Ein solches Torsionsfederelement kann dann zumindest annähernd die Form eines „Y" bilden.
Eine oder mehrere an einem solchen Torsionsfederelement vorhandene Gabelung (en) /Verzweigung (en) können mit Schenkeln v- oder u-förmig ausgebildet sein. Die Schenkel können mit ihren äußeren Stirnseiten mit dem auslenkbaren Element oder einer Lagerung/Einspannung verbunden sein. An einer Gabelung/Verzweigung können mindestens zwei Schenkel ausgebildet sein. Es können aber auch mehr als zwei Schenkel vorhanden sein. Diese Schenkel kön- nen wiederum über einen beispielsweise in Form eines Quersteges ausgebildeten Teil miteinander verbunden sein.
Die Schenkel einer Gabelung/Verzweigung können gerad- linig ausgebildet sein. Sie können auch parallel zueinander und zur Längsachse ausgerichtet sein.
Schenkel einer Gabelung/Verzweigung können auch gekrümmt ausgebildet sein.
Eine an einem Torsionsfederelement ausgebildete Gabelung/Verzweigung sollte symmetrisch in Bezug zur Längsachse ausgebildet sein.
Eine mögliche Ausbildung eines erfindungsgemäßen Torsionsfederelementes kann an mindestens einer Stirnseite in Form eines Dreiecks ausgebildet sein, das sich an einen geradlinig ausgebildeten Bereich anschließt .
An Stirnseiten eines Torsionsfederelementes ausgebildete Gabelungen/Verzweigungen können voneinander abweichende Gestaltungen aufweisen und ggf. unmittelbar miteinander verbunden sein, so dass an einem solchen Torsionsfederelement kein geradlinig in Längsachsrichtung ausgerichteter Bereich vorhanden sein muss.
Gabelungen/Verzweigungen an einem Torsionsfederelement können aber auch in Richtung der Längsachse eine unterschiedliche Länge und/oder Anzahl von Schenkeln aufweisen. Dies kann durch sich voneinander unter- scheidenden Längen von Schenkeln der Gabelungen/Verzweigungen erreicht werden.
Ein mit einer Gabelung/Verzweigung verbundener oder so auslaufender Bereich kann so ausgebildet sein, dass er in Längsrichtung ein sich veränderndes Widerstandmoment aufweist. Dies kann z.B. auf einfache Art und Weise durch einen sich verändernden Querschnitt erreicht werden. Dabei kann die Querschnittsfläche variiert werden.
Bevorzugt kann die Änderung des Widerstandsmomentes in Richtung der Längsachse kontinuierlich gewählt werden.
Dabei kann sich das Widerstandsmoment in Richtung der Längsachse bis zur Erreichung eines Maximums vergrößern und nachfolgend dann wieder kleiner werden.
Es kann an einem erfindungsgemäßen Torsionsfederelement auch eine Verzweigung zwischen zwei geradlinig ausgebildeten Bereichen ausgebildet sein, bei der Schenkel mit voneinander abweichenden Ausrichtungen vorhanden sind. Die Schenkel einer solchen Verzwei- gung können orthogonal, parallel und/oder in einem schräg geneigten Winkel in Bezug zur Längsachse ausgerichtet sein.
Mit entsprechend angepasster Gestaltung und Dimensio- nierung können Torsionsfederelemente mit für eine Applikation angepasster Federcharakteristik zur Verfügung gestellt werden. Dabei können Federkennlinien vorgegeben werden, bei denen eine bestimmte Federkraft in Abhängigkeit der jeweiligen Auslenkung er- reichbar ist. So kann eine Federkennlinie erfindungsgemäßer Torsionsfederelemente vorliegen, bei der de- gressives und bei größeren Auslenkungen dann progressives Verhalten auftritt. So sind bei Beginn und bei kleinerer Auslenkung geringere Antriebskräfte erforderlich, als dies bei größeren Auslenkungen der Fall ist. Auch die Rückstellkräfte von ausgelenkten Torsionsfederelementen verhalten sich so. Demzufolge sind die Rückstellkräfte in der Nähe der Ruhe- bzw. Mittenlage kleiner. Wobei jedoch zumindest bereichsweise bei der Auslenkung keine linearen Verhältnisse bezüg- lieh der jeweiligen Auslenkung und der jeweiligen
Kräfte, wie bei linearen Federkennlinien vorliegen.
Durch eine erfindungsgemäße Ausbildung stellen die Torsionsfederelemente quasi eine „Reihenschaltung" dar, obwohl es sich eigentlich um ein einziges Element handelt. Die Abstufung der Federkennlinie eines erfindungsgemäßen Torsionsfederelementes kann mehrfach erfolgen und der Anstieg von Federkräften in Abhängigkeit der jeweiligen Auslenkung mehrfach verän- dert sein.
Bei vielen Anwendungsfällen können Nachteile von Federelementen mit linearer Federkennlinie vermieden oder reduziert werden.
Die erfindungsgemäßen Torsionsfederelemente können analog, wie herkömmliche Federelemente hergestellt werden, wobei lediglich die entsprechende Gestaltung berücksichtigt werden und so dass der Herstellungs- aufwand nicht erhöht werden muss.
Die erfindungsgemäßen Torsionsfederelemente können an reflektierenden Elementen, wie Mikrospiegel, die bei den verschiedensten Scannern einsetzbar sind, vorhan- den sein. Ein Einsatz ist auch bei Einrichtungen für eine Datenausgabe, wie z.B. bei Laserdisplays, Laserdruckern, Laserbelichtern o.a. möglich.
Es besteht aber auch die Möglichkeit die Torsionsfederelemente bei auslenkbaren Elementen in Sensoren, wie z.B. Druck-, Viskositäts-, oder Beschleunigungssensoren vorzusehen.
Nachfolgend soll die Erfindung mit Hilfe von in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Beispielen anschaulich erläutert werden.
So sind in Figur 1 acht Beispiele für mögliche Aus- bildungen von Beispielen erfindungsgemäßer Torsionsfederelemente gezeigt.
Dabei ist an allen, bis auf das rechts in der unteren Reihe gezeigte Beispiel, ein geradlinig in Richtung der Längsachse ausgerichteter Bereich vorhanden. Die in der oberen Reihe gezeigten Beispiele haben an einer Stirnseite eine Gabelung/Verzweigung, die v- oder auch u-förrαig ausgebildet ist.
Die in der unteren Reihe dargestellten Beispiele weisen an beiden Stirnseiten Gabelungen/Verzweigungen auf, die jeweils auch unterschiedlich gestaltet oder bezüglich ihrer Länge in Richtung der Längsachse variiert sein können.
Das in der unteren Reihe ganz rechts gezeigte Beispiel ist aus zwei unmittelbar miteinander verbundenen Gabelungen/Verzweigungen gebildet, wobei eine u- und die andere v-förmig ausgebildet ist.
Mit Figur 2 sollen vier weitere Beispiele veranschau- licht werden. Bei den beiden oberen Beispielen schließt sich an einer Stirnseite an einen geradlinig ausgebildeten Bereich eine Gabelung/Verzweigung mit mehr als zwei Schenkeln an.
Bei den beiden unten dargestellten Beispielen sind diese mit einer v- oder einer u-förmigen Gabelung/Verzweigung mit zwei Schenkeln zusätzlich an der gegenüberliegenden Stirnseite versehen worden.
Bei den bis hier her erläuterten Beispielen wurde für alle Teile und Bereiche eine jeweils gleiche Querschnittsfläche berücksichtigt. Dies ist bei den beiden in Figur 3 gezeigten Beispielen aber nicht der Fall. Hierbei ist ein Teil eines Torsionsfederelementes in Längsachsrichtung durch kontinuierliche Veränderung der Querschnittsfläche in Richtung der Längsachse ausgebildet. Dadurch verändert sich auch das Widerstandsmoment entsprechend, was Einfluss auf die Federkennlinie bei unterschiedlicher Auslenkung hat.
Figur 4 zeigt ein Beispiel, bei dem sich an einen geradlinig ausgebildeten Bereich an einer Stirnseite eine Verzweigung in Form eines Dreiecks anschließt.
Bei dem in Figur 5 gezeigten Beispiel sind an zwei sich gegenüberliegenden Stirnseiten jeweils zwei Schenkel vorhanden, die ein Paar bilden. Die Schenkellänge der beiden Paare ist dabei unterschiedlich, so dass auch der Winkel den die beiden Schenkel eines Paares einschließen unterschiedlich groß ist.
Bei den in den Figuren 6 und 7 gezeigten Beispielen ist eine Verzweigung vorhanden, die zwischen zwei ge- radlinig ausgebildeten Bereichen angeordnet und mit ihnen verbunden ist. An der Verzweigung sind wieder mehrere Schenkel vorhanden, deren Ausrichtung voneinander abweicht.
Beim Beispiel nach Figur 7 ist zusätzlich an einer Stirnseite eine v-förmige Gabelung/Verzweigung vorhanden.

Claims

Patentansprüche
1. Torsionsfederelement für die Aufhängung auslenkbarer mikromechanischer Elemente, das an einer Aufhängung gehalten und mit einem mikromechanischen Element verbunden ist, dadurch gekenn- zeichnet, dass es eine nicht lineare Federkennlinie durch eine sich in Richtung seiner Längsachse verändernde geometrische Gestaltung aufweist .
2. Torsionsfederelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein geradliniger in Richtung der Längsachse ausgerichteter Bereich an mindestens einer Stirnseite eine Gabelung/Verzweigung aufweist.
3. Torsionsfederelement nach Anspruch 1 oder 2, da- durch gekennzeichnet, dass eine Gabelung/Verzweigung v- oder u-förmig ausgebildet ist .
4. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Gabelung/Verzweigung mindestens zwei
Schenkel vorhanden sind.
5. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einer Stirnseite ein Bereich in Form eines Dreiecks ausgebildet ist.
6. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit zwei miteinander verbundenen unterschiedlich gestalteten Gabelungen/Verzweigungen gebildet ist.
7. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gabelungen/Verzweigungen an einem Torsionsfederelement in Richtung der Längsachse eine unterschiedliche Länge und/oder eine unterschiedliche Anzahl von Schenkeln aufweisen.
8. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einer Gabelung/Verzweigung verbundener Bereich ein sich in Längsachsrichtung veränderndes Widerstandsmoment aufweist.
9. Torsionsfederelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Widerstandsmoment kontinuierlich verändert.
10. Torsionsfederelement nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Widerstands- moment bis zur Erreichung eines Maximums vergrößert und nachfolgend in Längsachsrichtung verkleinert.
11. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass v- oder u-förmig ausgebildete Bereiche, die in Form einer Gabelung/Verzweigung an einem Torsionsfederelement ausgebildet sind, in Längsachsrichtung eine voneinander abweichende Länge ihrer Schenkel aufweisen.
12. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es orthogonal zur Längsachse symmetrisch ausgebildet ist.
13. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel einer Gabelung/Verzweigung geradlinig ausgebildet sind.
14. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel einer Gabelung/Verzweigung gekrümmt sind.
15. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei geradlinig ausgebildeten Bereichen eine Verzweigung mit mehreren in voneinander ab- weichenden Richtungen ausgerichteten Schenkeln ausgebildet ist.
16. Torsionsfederelement nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass Schenkel der Verzweigung orthogonal, parallel und/oder in einem schräg geneigten Winkel in Bezug zur Längsachse ausgerichtet sind.
17. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gabelung (en) /Verzweigung (en) symmetrisch in Be- zug zur Längsachse ausgebildet ist/sind.
18. Torsionsfederelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bei kleineren Auslenkungen einen degressiven Federkennlinienverlauf, der bei sich vergrößernden Auslenkungen in einen progressiven Federkennlinienverlauf übergeht, aufweist.
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US12/297,878 US20090250853A1 (en) 2006-04-24 2006-04-24 Torsion resilient element for hanging micromechanical elements which can be deflected
DE112006003854T DE112006003854B4 (de) 2006-04-24 2006-04-24 Torsionsfederelement für die Aufhängung auslenkbarer mikromechanischer Elemente
CN2006800543800A CN101426717B (zh) 2006-04-24 2006-04-24 用于悬挂可偏转的微型机械元件的扭力弹簧元件

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DE (1) DE112006003854B4 (de)
WO (1) WO2007121693A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051820A1 (de) 2007-04-02 2008-10-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromechanisches Bauelement mit erhöhter Steifigkeit
DE102009059871B4 (de) * 2009-01-08 2015-02-12 Epcos Ag Elastische Vorrichtung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029074B4 (de) 2010-05-18 2018-03-08 Robert Bosch Gmbh Anbindungsstruktur für Mikroschwingeneinrichtungen
DE102018207783B4 (de) * 2018-05-17 2022-11-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. MEMS-Array aus MEMS mit jeweils einem beweglichen Strukturelement
JP6964102B2 (ja) * 2019-01-16 2021-11-10 株式会社鷺宮製作所 Ｍｅｍｓ梁構造およびｍｅｍｓ振動発電素子
DE102020112267A1 (de) 2020-05-06 2021-11-11 Northrop Grumman Litef Gmbh Drehfederelement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998001948A1 (en) * 1996-07-03 1998-01-15 International Business Machines Corporation Mechanical signal processor comprising means for loss compensation
WO2001001187A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-04 Robert Bosch Gmbh Mikroschwingvorrichtung
WO2003073597A1 (en) * 2002-02-28 2003-09-04 M2N Inc. Electrostatic micro actuator
DE10320725A1 (de) * 2003-05-08 2004-11-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Bewegungssensor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739941A (en) * 1995-07-20 1998-04-14 Texas Instruments Incorporated Non-linear hinge for micro-mechanical device
CN1173594A (zh) * 1996-08-08 1998-02-18 德克萨斯仪器股份有限公司 用于微型机械装置的非线性铰链
US6431714B1 (en) * 2000-10-10 2002-08-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Micro-mirror apparatus and production method therefor
WO2003062899A1 (fr) * 2002-01-21 2003-07-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Commutateur optique et son procede de production, dispositif de transmission d'informations faisant appel a ce dernier
JP3987382B2 (ja) * 2002-06-11 2007-10-10 富士通株式会社 マイクロミラー素子およびその製造方法
TWI231290B (en) * 2002-08-14 2005-04-21 Fujitsu Ltd Micro-pivotal device having torsion bars
US7446911B2 (en) * 2002-11-26 2008-11-04 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Optical scanning apparatus and image forming apparatus
JP2005092174A (ja) * 2003-08-12 2005-04-07 Fujitsu Ltd マイクロ揺動素子
US7042613B2 (en) * 2003-08-12 2006-05-09 Terraop Ltd. Bouncing mode operated scanning micro-mirror
JP4461870B2 (ja) * 2004-03-26 2010-05-12 ブラザー工業株式会社 光走査装置およびそれを備えた画像形成装置
US7529011B2 (en) * 2004-04-12 2009-05-05 Ricoh Company, Ltd. Deflector mirror with regions of different flexural rigidity

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998001948A1 (en) * 1996-07-03 1998-01-15 International Business Machines Corporation Mechanical signal processor comprising means for loss compensation
WO2001001187A1 (de) * 1999-06-28 2001-01-04 Robert Bosch Gmbh Mikroschwingvorrichtung
WO2003073597A1 (en) * 2002-02-28 2003-09-04 M2N Inc. Electrostatic micro actuator
DE10320725A1 (de) * 2003-05-08 2004-11-25 Robert Bosch Gmbh Mikromechanischer Bewegungssensor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EVOY S ET AL: "Nanofabrication and electrostatic operation of single-crystal silicon paddle oscillators", JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS. NEW YORK, US, vol. 86, no. 11, 1 December 1999 (1999-12-01), pages 6072 - 6077, XP012048045, ISSN: 0021-8979 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007051820A1 (de) 2007-04-02 2008-10-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikromechanisches Bauelement mit erhöhter Steifigkeit
DE102009059871B4 (de) * 2009-01-08 2015-02-12 Epcos Ag Elastische Vorrichtung

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