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微機械構(gòu)件和微機械構(gòu)件的制造方法

文檔序號:5269957閱讀:303來源:國知局
專利名稱:微機械構(gòu)件和微機械構(gòu)件的制造方法
微機械構(gòu)件和微機械構(gòu)件的制造方法本發(fā)明涉及權(quán)利要求I前序所述的一種微機械構(gòu)件,此外本發(fā)明還涉及一種微機械構(gòu)件的制造方法。
背景技術(shù)
微機械構(gòu)件通常具有靜電的和/或電磁的驅(qū)動器,該驅(qū)動器可用來使至少一個可調(diào)整的元件相對于微機械構(gòu)件的支架繞至少一個旋轉(zhuǎn)軸線調(diào)整。這種微機械構(gòu)件例如可以設計成微鏡。下面以尚未公布的申請EP 08400007. 4的微鏡作為微機械構(gòu)件的例子進行說明 附圖I所示為一種常規(guī)微鏡的示意圖。所示的微鏡具有一個作為可調(diào)元件的鏡板10,該鏡板可以相對于(沒有繪出的)支架繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12和第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整。鏡板10通過兩個沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線12延伸的內(nèi)彈簧16與內(nèi)框架18相連。在內(nèi)框架18的兩個相對置的部位上固定有沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸的梁20。兩個梁20中的每一個均在其與內(nèi)框架18相反的一端通過沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸的外彈簧22與支架相連。此外還在每一個梁20上布置一個外部執(zhí)行器電極組件24和一個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26。外部執(zhí)行器電極組件24包括在對應的梁20兩側(cè)垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸的電極指24a。內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的電極指26a和26b也垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸線14,其中,電極指26a布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線14的第一側(cè),電極指26b布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線14的第二偵U。在附圖I所示的示例中,外部執(zhí)行器電極組件24的電極指24a具有不變的長度。內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的電極指26a和26b的長度隨著與內(nèi)框架18之間距離的增大而減小。在支架上分別固定有兩個外部定子電極組件28和兩個內(nèi)部定子電極組件30。每個外部定子電極組件28與一個對應的外部執(zhí)行器電極組件24相鄰布置。相應地,兩個內(nèi)部定子電極組件30中的每一個對應于一個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26。每一個定子電極組件28和30包括一些電極指28a、30a和30b。在所示的微鏡中,可以在一個外部執(zhí)行器電極組件24的電極指24a與對應的外部定子電極組件28的電極指28a之間施加不等于零的第一電壓。如果在外部電極組件24和28的布置于第一旋轉(zhuǎn)軸線12第一側(cè)的電極指24a和28a之間施加第一電壓,則使鏡板10繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12朝向第一旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整。相應地,如果在第一旋轉(zhuǎn)軸線12第二側(cè)在外部電極組件24和28的電極指24a和28a之間施加第一電壓,則使鏡板10繞旋轉(zhuǎn)軸線12朝向第二旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動。內(nèi)部電極組件26和30的電極指26a、26b、30a和30b可以這樣接觸,使得只能在兩個內(nèi)部電極組件26和30的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指26a和30a之間施加第二電壓。也可以與此無關(guān)地僅在兩個內(nèi)部電極組件26和30的布置于旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指26b和30b之間施加第二電壓。根據(jù)在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指26a和30a之間還是在布置于旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指26b和30b之間施加第二電壓而定,鏡板10被繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14朝一確定的旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整。
為了更好地說明附圖I所示常規(guī)微鏡的缺點,參考下面的附圖。圖2A和2B是附圖I所示常規(guī)微鏡的外部執(zhí)行器電極組件的橫截面。圖2A和2B的示意圖中,在外部執(zhí)行器電極組件24的電極指24a與外部定子電極組件28的電極指28a之間施加等于零的第一電壓U1。在附圖2A中,可在內(nèi)部電極組件26和30的電極指26a和30a之間或者電極指26b和30b之間施加的第二電壓U2也等于零。在可施加的電壓Ul和U2均為零的無電壓狀態(tài)下,外部電極組件24和28的電極指24a和28a相互平行地處在兩個不同的平面中。此時也可說,外部電極組件24和28的電極指26a和28a在無電壓狀態(tài)下處于面外(Out-Of-Pl ane)布置。與此不同,附圖2B示出在內(nèi)部電極組件26和30的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指26a和30a之間施加了不等于零的第二電壓U2的情況。從圖中可以看出,在內(nèi)部電極組件26和30的(沒有繪出的)電極指26a和30a或者26b和30b之間施加不等于零的第二電壓U2也導致外部執(zhí)行器電極組件24的電極指24a繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整。這例如會使得外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指24a和28a重疊,而外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指24a和28a不重疊。如果如附圖2B所示的這種情況下在外部電極組件24和28的電極指24a和28a之間施加不等于零的第一電壓U1,則所施加的第一電壓Ul還會引起繞第二旋轉(zhuǎn)軸線的串擾轉(zhuǎn)矩。該串擾轉(zhuǎn)矩通常導致鏡板10繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的不希望的調(diào)整。這也可被稱作微鏡串擾或者稱作鏡板10繞兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的可能的調(diào)整運動之間的不希望的耦合。其缺點在于該效應隨著所施加的第二電壓U2的升高而增大,或者隨著第二鏡調(diào)整角度的增大而增大,該第二鏡調(diào)整角度是鏡板10繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整的角度。因此希望能夠有一種微機械構(gòu)件,其中,在可調(diào)元件的兩種可能的調(diào)整運動之間不存在耦合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有權(quán)利要求I所述特征的微機械構(gòu)件以及一種具有權(quán)利要求11所述特征的微機械構(gòu)件的制造方法。通過布置在外部執(zhí)行器電極組件和內(nèi)部執(zhí)行器電極組件之間的中間彈簧能夠保證,外部執(zhí)行器電極組件在相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件繞第二旋轉(zhuǎn)軸線調(diào)整時不會或者幾乎不會隨之運動。因此,外部執(zhí)行器電極組件與相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件繞第二旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動脫耦。因此,內(nèi)部執(zhí)行器電極組件繞第二旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動不引起外部電極組件之間的關(guān)于第二旋轉(zhuǎn)軸線不對稱的重疊。在外部電極組件之間施加不等于零的第一電壓也不會像在上述現(xiàn)有技術(shù)中那樣引起繞第二旋轉(zhuǎn)軸線的明顯串擾轉(zhuǎn)矩。由此保證良好地抑制可調(diào)元件的兩種可能的調(diào)整運動之間的不希望的耦合。因此,本發(fā)明提供了一種能夠簡單且成本低廉地實施的防止通常會出現(xiàn)的串擾的方案。與上述常規(guī)微鏡的不同,通過本發(fā)明可以實現(xiàn)一種微機械構(gòu)件,其中,沿著第一梁僅構(gòu)成內(nèi)部執(zhí)行器電極組件的電極指。以這種方式可以顯著提高作用于可調(diào)元件上的用于相對于第一梁的總長繞第二旋轉(zhuǎn)軸線調(diào)整可調(diào)元件的轉(zhuǎn)矩。這樣就能排除內(nèi)部執(zhí)行器電極組件的多個電極指與第二旋轉(zhuǎn)軸線之間的間距比較小的缺點。外部執(zhí)行器電極組件還可以具有帶有電極指的第二梁,該梁最好不平行于內(nèi)部執(zhí)行器電極組件的第一梁和/或不平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線。由于外部執(zhí)行器電極組件的電極指在這種情況下布置得與第一旋轉(zhuǎn)軸線具有有利的大的間距,因此可以實現(xiàn)用于繞第一旋轉(zhuǎn)軸線調(diào)整可調(diào)元件的高的轉(zhuǎn)矩。附加地,當?shù)谝涣汉偷诙翰黄叫袝r,可以將較大數(shù)量的電極指布置在兩個梁上,無需沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線和/或第二旋轉(zhuǎn)軸線曾增大該微機械構(gòu)件。由于電極組件的電極指數(shù)量比較大,因此可以實現(xiàn)比較大的力輸入。因此能利用該微機械構(gòu)件來調(diào)整質(zhì)量較大的可調(diào)元件。此外可以將至少一個內(nèi)彈簧、至少一個中間彈簧和/或至少一個外彈簧的彈簧剛度確定得比較高,從而能夠?qū)崿F(xiàn)比較穩(wěn)健的微機械構(gòu)件。
從屬權(quán)利要求所述均為本發(fā)明的有利擴展構(gòu)型。該微機械構(gòu)件的優(yōu)點也可在相應的微機械構(gòu)件相應制造方法中保證。


下面根據(jù)附圖解釋本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。附圖示出圖I、圖2A和2B常規(guī)微鏡的示意圖和橫截面;圖3、4和6至13B微機械構(gòu)件的實施方式的示意圖;以及圖5用于描述制造方法的實施方式的多層構(gòu)造的橫截面。
具體實施例方式圖3示出微機械構(gòu)件的第一實施方式的示意圖。所示微機械構(gòu)件構(gòu)造為微鏡。該微機械構(gòu)件具有一個鏡板10作為可調(diào)元件。通過對鏡板10進行拋光和/或適當?shù)耐繉犹幚恚杀WC實現(xiàn)有利的反射系數(shù)。需指出的是,該微機械構(gòu)件不局限于構(gòu)造成微鏡。替代鏡板10或者除了鏡板10之外,該微機械構(gòu)件也可以具有其它的可調(diào)元件。鏡板10可以繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12并且繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14相對于(沒有繪出的)支架調(diào)整。第二旋轉(zhuǎn)軸線14不平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12。第二旋轉(zhuǎn)軸線14最好與第一旋轉(zhuǎn)軸線12形成直角。但這里所述的微機械構(gòu)件不局限于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14相互垂直。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)明下面的說明也容易想到兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14形成0°至90°之間夾角的微機械構(gòu)件實施方式。鏡板10通過至少一個內(nèi)彈簧16與內(nèi)框架18相連。也可以將內(nèi)框架18稱作萬向框架。例如框架18可構(gòu)造成萬向環(huán)。該至少一個內(nèi)彈簧16可以是沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線12定向的扭簧。為了改善穩(wěn)定性,鏡板10可以通過兩個布置在相反側(cè)的內(nèi)彈簧16與內(nèi)框架18相連。在內(nèi)框架18固定有至少一個帶有第一梁50的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26,在第一梁50上布置有電極指26a和26b。第一梁50沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14定向。優(yōu)選該微機械構(gòu)件具有兩個這樣的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26,它們布置在第一旋轉(zhuǎn)軸線12的相對兩側(cè)。在這種情況下,兩個執(zhí)行器電極組件26中的每一個可以分別在一個對應的第一梁50上構(gòu)成。優(yōu)選兩個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26中的每一個包括多個電極指26a和26b,它們布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線14兩側(cè)并且垂直于第二旋轉(zhuǎn)軸線14向外延伸。在支架上,與每個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26相鄰地固定安置一個對應的內(nèi)部定子電極組件30。每個內(nèi)部定子電極組件30具有一些與相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的電極指26a和26b對應的電極指30a和30b。內(nèi)部定子電極組件30的電極指30a和30b的定向與相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的電極指26a和26b相匹配。內(nèi)部電極組件26和30的電極指26a、26b、30a和30b可以具有不變的長度。與電極指長度隨著與內(nèi)框架18之間距離增大而減小的電極組件相比,這里描述的實施例的具有恒定電極指26a、26b、30a和30b長度的內(nèi)部電極組件26和30具有可實現(xiàn)較大轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點。因為阻止了電極指26a和26b的伸出,因而能保證實現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)矩。下面還要詳細探討內(nèi)部電極組件26和30的功能。每個第一梁50的遠離鏡板10的端部通過中間彈簧52與外部執(zhí)行器電極組件24相連。在第一梁50和外部執(zhí)行器電極組件24之間構(gòu)成的中間 彈簧52沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14、也就是沿著第一梁50的縱軸線取向。外部執(zhí)行器電極組件24可以構(gòu)造成具有第二梁54和布置在第二梁54上的電極指24a的梳狀電極。下面還將描述外部執(zhí)行器電極組件24的其它實施方式。外部執(zhí)行器電極組件通過至少一個外彈簧與(沒有繪出的)支架相連。在所示實施方式中,每個外部執(zhí)行器電極組件24通過兩個構(gòu)造為回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53的外彈簧與支架相連。在此,回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53的縱向沿著外部執(zhí)行器電極組件24的第二梁54的縱軸線延伸并且平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12。所述至少一個中間彈簧52在中間彈簧52繞第二旋轉(zhuǎn)軸線12的扭轉(zhuǎn)方面具有比較小的第一彈簧剛度。與此相對,用來將外部執(zhí)行器電極組件24與支架相連的所述至少一個外彈簧這樣構(gòu)造,使得對外部執(zhí)行器電極組件繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的旋轉(zhuǎn)運動起反作用的該至少一個外彈簧的第二彈簧剛度大于中間彈簧52的第一彈簧剛度。例如可通過兩個回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53實現(xiàn)有利的大的第二(虛擬)彈簧剛度。因此,用比較小的力就可以實現(xiàn)中間彈簧52繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的扭轉(zhuǎn),而為了引起外部執(zhí)行器電極組件24繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的旋轉(zhuǎn)運動則必須用比較多的力。以這種方式就能保證,在內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14作旋轉(zhuǎn)運動時,相鄰的外部執(zhí)行器電極組件24不隨之運動。可以將此看作為,外部執(zhí)行器電極組件24與相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的旋轉(zhuǎn)運動脫耦。通過這種脫耦,在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的不利的串擾在這里所述的微機械構(gòu)件中被可靠地抑制。所述至少一個外部執(zhí)行器電極組件24的第二梁54最好不平行于相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸的第一梁50。在這種情況下,可以將梁50和54構(gòu)造成比現(xiàn)有技術(shù)更長,而不加大該微機械構(gòu)件沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線12和/或第二旋轉(zhuǎn)軸線14的延伸長度。因此,在遵守微機械構(gòu)件的最佳大小的情況下,可以將更多數(shù)量的電極指26a和26b布置在該至少一個第一梁50上和/或?qū)⒏鄶?shù)量的電極指24a布置在該至少一個第二梁54上。這使得可實現(xiàn)的、用于使鏡板10繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12和/或繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整的轉(zhuǎn)矩提高。第二梁54尤其可以垂直于第一梁50。由于可實現(xiàn)相對高的轉(zhuǎn)矩,因此可以將彈簧16、52和53設計得比較剛性。這能保證微機械構(gòu)件有好的穩(wěn)健性,還附加使得彈簧16、52和53的制造更容易。此外還可以這樣確定彈簧16、52和53的彈簧剛度,使得按照以上所述方式抑制不希望的串擾。所述至少一個外部執(zhí)行器電極組件24的垂直于第二梁54構(gòu)造的電極指24a與第一旋轉(zhuǎn)軸線之間的距離比較大,這額外保證用來繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12調(diào)整鏡板10的轉(zhuǎn)矩比較大。因此可以減少外部電極組件24和28的電極指24a和28a的數(shù)量,以保證有足夠的安裝面用于內(nèi)部電極組件26和30的電極指26a、26b、30a和30b。以這種方式能夠附加地提高用來繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整鏡板10的驅(qū)動力。為每個外部執(zhí)行器電極組件24對應配置一個固定在支架上的外部定子電極組件28。每個外部定子電極組件28包括一些電極指28a,它們的取向和位置相應于對應的外部執(zhí)行器電極組件24的電極指24a。外部電極組件24和28可這樣接觸,使得可在第一旋轉(zhuǎn)軸線12第一側(cè)的電極指24a和28a之間施加不等于零的第一電壓,其中同時保證,不在第一旋轉(zhuǎn)軸線12第二側(cè)的電極指24a和28a之間施加電壓。也可以在第一旋轉(zhuǎn)軸線12第 二側(cè)的電極指24a和28a之間施加不等于零的第一電壓,而不在第一側(cè)的電極指24a和28a之間施加電壓。此外,內(nèi)部電極組件26和30可這樣接觸,使得可以在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指26a和30a之間施加不等于零的第二電壓,而在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指26b和30b之間不施加電壓。附加地可以在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指26b和30b之間施加第二電壓,而在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指26a和30a之間施加的電壓等于零。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)附圖3很容易想到如何構(gòu)造適當?shù)慕佑|元件(例如導線)以及(沒有繪出的)控制裝置,用于施加第一電壓和第二電壓。因此省去了對這些組件的詳細描述。在無電壓狀態(tài)下,S卩如果在電極組件24、26、28、30之間沒有電壓,則執(zhí)行器電極組件24和26以及鏡板10處于初始位置中,該初始位置最好在同一個共同的初始平面內(nèi)。定子電極組件28和/或30的電極指28a、30a和/或30b可以布置在該初始平面的背離支架的一側(cè)。也可以將定子電極組件28和/或30的電極指28a、30a和/或30b布置在初始平面和支架之間的一個平面中。鏡板10繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12的調(diào)整最好共振地進行。在這種情況下,控制裝置用來提供一電壓信號作為第一電壓,其頻率與鏡板10在所述至少一個內(nèi)彈簧16彎曲的情況下相對于內(nèi)框架18的振動運動的固有頻率相等。這樣就能在適當確定鏡板10的質(zhì)量和所述至少一個內(nèi)彈簧16的彈簧剛度的值的情況下有目的地激勵鏡板10在所述至少一個內(nèi)彈簧16彎曲的情況下繞第一軸線12相對于內(nèi)框架18作諧振的振動運動。這使得鏡調(diào)整角度加大。例如用這種方式可以使鏡板10相對于支架繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12調(diào)整一鏡調(diào)整角度12°,而外部執(zhí)行器電極組件24僅相對于支架繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12傾翻一個遠遠小于1°的旋轉(zhuǎn)角。最好提供一個頻率約20kHz的電壓信號作為第一電壓。利用圖3所示的微機械構(gòu)件可以實現(xiàn)圖像投影。該圖像投影優(yōu)選通過創(chuàng)建線狀圖像結(jié)構(gòu)的方式進行。在有利地控制該微機械構(gòu)件的情況下這樣施加電壓,使鏡板10以20kHz的頻率繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12進行第一振動運動。同時使鏡板10以60Hz的頻率繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14進行第二準靜態(tài)運動。通常也將鏡板10的該第二準靜態(tài)運動稱作鋸齒形準靜態(tài)運動。該微機械構(gòu)件在這種情況下很好地實現(xiàn)微掃描器的功能。與雙彈簧-雙質(zhì)量系統(tǒng)形式的常規(guī)微鏡相比,上面描述的微機械構(gòu)件構(gòu)造成四彈簧-四質(zhì)量系統(tǒng)。在所示微機械構(gòu)件的一種優(yōu)選實施方式中,整個驅(qū)動系,即所述至少一個外部執(zhí)行器電極組件24和所述至少一個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26,被接地。在這種情況下不必經(jīng)由所述至少一個外彈簧和所述至少一個中間彈簧52傳導較高的電壓。因此不必將經(jīng)由彈簧52和53的導線設計得能承受高電壓。以這種方式可保證,彈簧52和53的彈簧剛度不受到那些專門構(gòu)造得用來施加較高電壓的導線的影響。用于提供第一電壓和第二電壓的高電位從外部施加到定子電極組件28和30上。這可以用較小的費用實現(xiàn)。尤其可以用簡單方式和低廉成本制造用來施加較高電位的導線。圖4所示為微機械構(gòu)件的第二實施方式的示意圖。
在所示實施方式中,作為對上述的圖3所示實施方式的補充,外部執(zhí)行器電極組件24的第二梁54通過兩個連接梁56相互連接。兩個連接梁56中的每一個將兩個第二梁54的在同一側(cè)背離第二旋轉(zhuǎn)軸線14的端部相互連接。這樣,第二梁54和連接梁56形成一個中間框架。優(yōu)選該中間框架由部件54和56矩形地構(gòu)成。由部件54和56構(gòu)成的中間框架通過兩個構(gòu)造為回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53的外彈簧與支架相連。回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53的兩個縱軸線處于第一旋轉(zhuǎn)軸線12上。該支架例如可構(gòu)造成外框架55。這種情況下優(yōu)選外部定子電極組件28的電極指28固定在外框架55的平行于第二梁54的內(nèi)表面上。但該微機械構(gòu)件并不局限于這樣構(gòu)造支架。因此,兩個外部定子電極組件28固定布置在支架上,而內(nèi)部定子電極組件30則固定在由組件54和56構(gòu)成的中間框架上。因此通過外部電極組件24和28借助中間框架來促動內(nèi)部定子電極組件30。構(gòu)造為梳狀電極的內(nèi)部定子電極組件30的梁57可以各借助一個固定梁58與相鄰的連接梁56連接,以便將內(nèi)部定子電極組件30固定在中間框架上。施加在內(nèi)部定子電極組件30的電極指30a和30b上的電壓經(jīng)回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53引導。附加地,施加在執(zhí)行器電極組件24和26的電極指24a、26a和26b上的地電位也經(jīng)回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53引導。優(yōu)選地電位經(jīng)第一回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53引導并且高壓信號經(jīng)第二回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53引導。用于將高電位施加在內(nèi)部定子電極組件30的電極指30a或30b上的導線也可以經(jīng)部件57和58引導。也可以使用V形彈簧替代回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧53。在這種情況下可以通過V形彈簧引導電位。此時可以經(jīng)一個V形彈簧引導兩個導線。因此總計可以經(jīng)兩個V形彈簧引導4個導線。這對于控制和讀取傳感元件是有利的。圖5所示為用于描述制造方法的實施方式的多層構(gòu)造的橫截面。例如利用該僅僅部分描述的制造方法能制造圖4所示的微機械構(gòu)件。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)下面所述的多層構(gòu)造很容易想到用于制造圖4所示微機械構(gòu)件的方法步驟。該多層構(gòu)造包括第一半導體層60、至少部分覆蓋該第一半導體層60的絕緣層62以及覆蓋絕緣層62的第二半導體層64。在絕緣層62中可以形成一些將半導體層60和64的區(qū)域一體地相互連接的槽口。第一半導體層60例如是硅襯底。也可被稱作隱埋氧化層(Buried Oxid Layer)的絕緣層62可以包括氧化物和/或其它絕緣材料。第二半導體層64尤其可以是SOI (Silicon On Isolator/絕緣體上的娃)層。第一半導體層60的與絕緣層62反向的背面至少部分地被優(yōu)選由氧化物構(gòu)成的背面層66覆蓋。相應地,第二半導體層64的外表面至少部分地被頂面層68覆蓋,該頂面層同樣可以含有氧化物。
借助專業(yè)人員已知的方法,例如光刻法,可以在層66和68中構(gòu)成連貫的槽口。這樣能通過正面溝槽將第一槽口 70蝕刻到第二半導體層64中,通過背面溝槽將第二槽口 72蝕刻到第一半導體層60中。以這種方式能以附圖所示的多層構(gòu)造結(jié)構(gòu)化產(chǎn)生附圖4所示微機械構(gòu)件的部件10至30和50至58。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)附圖5容易想到適當?shù)奈g刻方法,例如KOH蝕刻。支架例如用第一半導體層的材料成型,具有與第一半導體層60的層厚相等的高度hi。梁50、54至58和鏡板10可以通過從半導體層60和64以及絕緣層62的區(qū)域中以高度h2蝕刻槽口 70和72來形成。優(yōu)選僅從層厚小于第一半導體層60層厚的第二半導體層64的區(qū)域結(jié)構(gòu)化出彈簧16、52和53。這可保證彈簧16、52和53的有利的彈簧剛度值。
對于專業(yè)人員而言,根據(jù)附圖4和5容易想到相對于定子電極指28a、30a和30b在面外的一個層中形成執(zhí)行器電極指24a、26a和26b,因此不再對此予以贅述。通過在頂面層68上尤其用鋁形成至少一個金屬層74,能以簡單方式和低廉的成本制成用來將電位施加在電極指24a、26a、26b、28a、30a和30b上的導線。圖6所示為該微機械構(gòu)件的第三實施方式的示意圖。在該實施方式中,內(nèi)部定子電極組件的電極指30a和30b通過梁57和58固定在構(gòu)造為外框架55的支架上。這使得梁57和58構(gòu)造得穩(wěn)健并且更容易布置將內(nèi)部定子電極組件的電極指30a和30b與電源相連的導線。此外,附圖6所示的實施方式還具有通過由電極組件24至30引起的轉(zhuǎn)矩來調(diào)整相對較小質(zhì)量的優(yōu)點。因此,對電極組件24至30施加較小的電壓就能引起鏡板10的希望的偏轉(zhuǎn)。附加地可以在內(nèi)部定子電極組件的梁57上固定一些平行于外部執(zhí)行器電極組件24的第二梁54的附加梁80。在附加梁80上可以構(gòu)成外部定子電極組件28的另外的電極指28a。在這種情況下最好在外部執(zhí)行器電極組件24的第二梁54的兩側(cè)構(gòu)成電極指24a。以這種方式可以增加外部電極組件24和28的電極指24a和28a的數(shù)量,并且可以實現(xiàn)較大的轉(zhuǎn)矩用于繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12調(diào)整鏡板10。由于梁57和58的構(gòu)造緊湊,可保證有足夠的安裝面可供對在附加梁80上形成的電極指28a施加電位的導線用。與圖4所示實施方式不同,外彈簧構(gòu)造成平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線14的梁形彎曲彈簧81。每一個彎曲彈簧81將外部執(zhí)行器電極組件24的一個第二梁54的一端與外框架55的一個相鄰的、平行于第二梁54的內(nèi)表面相連。下面還將對這種外彈簧的特性進行詳細探討。也可以使用至少一個回曲形彈簧替代至少一個彎曲彈簧81。微機械構(gòu)件沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線12的延伸長度比較小,因為不需要中間框架并且彎曲彈簧81并不沿著第一旋轉(zhuǎn)軸線12取向。圖7所示為該微機械構(gòu)件的第四實施方式的示意圖。在圖7所示微機械構(gòu)件中,與上述實施方式不同,外彈簧構(gòu)造成梁形的彎曲彈簧81,該彎曲彈簧將一個外部執(zhí)行器電極組件24的一個第二梁54的一端與一個連接梁58相連。也可以將這稱作外彈簧/彎曲彈簧81向內(nèi)支撐。當以這種方式布置彎曲彈簧81時,能加大外彈簧的長度,且不加長所示微機械構(gòu)件沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14的延伸長度。由于彎曲彈簧81構(gòu)造得比較長,在寬度相同的情況下可以減小彎曲彈簧81的彈簧剛度。這能保證外部執(zhí)行器電極組件24繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12的更好的可調(diào)整性。
圖8所示為微機械構(gòu)件的第五實施方式的示意圖。在所示的該微機械構(gòu)件中,在第一旋轉(zhuǎn)軸線12的一側(cè)協(xié)同作用的外部電極組件24和28這樣構(gòu)造,使得可以在協(xié)同作用的外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指24a-l和28a-l之間施加第一電壓值作為第一電壓,在協(xié)同作用的外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線12第二側(cè)的電極指24a-2和28a_2之間施加與第一電壓值不同的第二電壓值作為第一電壓。也可以將這稱作協(xié)同作用的外部電極組件24和28中的至少一個電極組件的起電極面作用的電極指24a或者28a被第二旋轉(zhuǎn)軸線14劃分成布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的第一電極面24a- l或28a-l以及布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線第二側(cè)的第二電極面24a-2或28a-2,其中,第一電極面24a_l或28a_l這樣耦合在至少一個(沒有繪出的)第一導線上,使得可以將第一電位施加在第一電極面24a-l或28a-l上,第二電極面24a-2或28a-2這樣耦合在至少一個(沒有繪出的)第二導線上,使得可以將與第一電位不同的第二電位施加在第二電極面24a-2或28a-2上。該微機械構(gòu)件最好包括一個控制裝置,該控制裝置可用于使第一電位施加在第一電極面24a-l或28a-l上并且第二電位施加在第二電極面24a-2或28a-2上。下面更詳細地探討這種微機械構(gòu)件的一種可能的實施方式在所示的該實施方式中,每個外部定子電極組件28被劃分成一個第一子組件82和一個第二子組件84。第一子組件82包括所屬的外部定子電極組件28的電極指28a-l,這些電極指布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線14的第一側(cè)。第一子組件82的電極指28a-l可以布置在外框架55的平行于第二梁64的內(nèi)表面上和/或布置在附加梁80的外表面上。相應地,外部定子電極組件28的布置在第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指28a-2分配給第二子組件84。第二子組件84的電極指28a-2也可以固定在外框架55上和/或附加梁80上??梢詫⒌谝浑娢皇┘釉诘谝蛔咏M件82的電極指28a_l上。同時可以將與第一電位不同的第二電位施加在第二子組件84的電極指28a-2上。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)附圖8很容易想到外部定子電極組件28的兩個子組件82和84的可以用于電極指28a-l和28a_2的電接觸的導線,因此不再對此予以贅述。將所述至少一個外部定子電極組件28劃分成子組件82和84的優(yōu)點在于在例如構(gòu)造成外框架55的支架上有充分的安裝面可用來形成子組件82和84的導線。此外通過梁57和58的緊湊結(jié)構(gòu)也使得子組件82和84的導線的形成更容易。但是需指出的是該微機械構(gòu)件不限于將所述至少一個外部定子電極組件28關(guān)于第二旋轉(zhuǎn)軸線14劃分成子組件82和84。替代或者補充劃分所述至少一個外部定子電極組件28,也可以將至少有一個執(zhí)行器電極組件24這樣劃分,使得可以將不同的電位施加在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14兩側(cè)的電極指24a-l和24a-2上。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)附圖8能夠容易想到微機械構(gòu)件的這種構(gòu)造,因此不再對此予以贅述。通過將第一電壓值施加在協(xié)同作用的外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指24a-l和28a-l之間并且將與第一電壓值不同的第二電壓值施加在相同外部電極組件24和28的布置于旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指24a-2和28a_2之間,可將繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的附加轉(zhuǎn)矩作用于外部執(zhí)行器電極組件24上。按照一優(yōu)選實施方式,由控制裝置這樣提供第一電壓值和第二電壓值,使得繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14作用于外部執(zhí)行器電極組件24上的該附加轉(zhuǎn)矩補償在繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26時由該內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26引起的附加轉(zhuǎn)矩。實現(xiàn)這一點的方式為控制裝置附加地被設計用于,在考慮關(guān)于在內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的至少一個電極指26a或26b與內(nèi)部定子電極組件30之間施加的第二電壓和/或內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的至少一個電極指26a或26b相對于內(nèi)部定子電極組件30的當前位置的信息的情況下來確定所施加的第一電
位/第一電壓值與第二電位/第二電壓值之間的差。以這種方式能防止在常規(guī)微機械構(gòu)件中由 于外部執(zhí)行器電極組件24在繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整相鄰內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26時隨之運動而出現(xiàn)的串擾。因此能夠抑制在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的在鏡板10的兩種調(diào)整運動之間的不希望的耦合,使其不會或者幾乎不會影響鏡板10的所希望的調(diào)整。將至少一個外部電極組件24或28劃分成兩個子組件82和84并且在第二旋轉(zhuǎn)軸線14兩側(cè)的協(xié)同作用的外部電極組件24和28的電極面24a-l、24a-2、28a-l和28a_2之間施加不同的電壓值,也可被稱作微機械構(gòu)件在閉環(huán)運行中工作。需要指出的是在這種閉環(huán)運行中,兩個協(xié)同作用的外部電極組件24和28這樣構(gòu)造,使得通過對電極指24a-l、24a_2、28a-l和28a-2施加第一電壓可以使鏡板10繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12調(diào)整,這兩個協(xié)同作用的外部電極組件24和28將電極指24a-l、24a-2、28a-l和28a_2這樣劃分,以致可以在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的電極指24a-l和28a-l之間施加第一電壓值并且在布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的電極指24a-2和28a_2之間施加與第一電壓值不同的第二電壓值。在進一步構(gòu)型中,圖4和6所示的微機械構(gòu)件實施方式也可以在閉環(huán)運行中工作。對于專業(yè)人員而言,通過上述段落容易想到適合于該閉環(huán)運行的構(gòu)型方式,因此不再對此予以贅述。圖9A和9B所示為該微機械構(gòu)件的第六實施方式的示意圖。在圖9A中以俯視圖所的實施方式具有一個外部電動板式驅(qū)動器替代一外部電動梳式驅(qū)動器。這種情況下,外部執(zhí)行器電極組件24構(gòu)造成執(zhí)行器板式電極86,它通過沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸的中間彈簧52與相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26的第一梁50相連。執(zhí)行器板式電極86優(yōu)選在其初始位置中(無電壓狀態(tài)下)平行于由兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14展開的平面。執(zhí)行器板式電極86通過至少一個外彈簧與支架直接或間接相連。該至少一個外彈簧例如可以包括彎曲彈簧81。在所示實施方式中,兩個彎曲彈簧81在執(zhí)行器板式電極86和一個相鄰的連接梁58之間平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線14延伸。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)這里所示的附圖也容易想到將執(zhí)行器板式電極86與支架直接或間接相連的該至少一個外彈簧的其它可能實施例。外部定子電極組件28也可以構(gòu)造成至少一個定子板式電極88。從圖9B所示的沿圖9A中線A-A的橫截面中可以看出,至少一個定子板式電極28優(yōu)選以極小的間距平行于執(zhí)行器板式電極80的初始位置。板式電極86和88最好可以具有重疊面。重疊面之間的距離可以只有幾微米。這可保證相對較大的轉(zhuǎn)矩,用于通過使用板式電極86和88來繞第一旋轉(zhuǎn)軸線12調(diào)整鏡板10。在所示實施方式的一種擴展構(gòu)型中,可以將協(xié)同作用的外部電極組件24和28中的至少一個電極組件劃分成子組件。在這種情況下,外部電極組件24和28中的至少一個電極組件在第二旋轉(zhuǎn)軸線14的第一側(cè)具有第一部分板式電極并且在第二旋轉(zhuǎn)軸線14的第二側(cè)具有第二部分板式電極。這樣就能在協(xié)同作用的外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第一側(cè)的第一電極面之間施加第一電壓值并且在協(xié)同作用的外部電極組件24和28的布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線14第二側(cè)的第二電極面之間施加與第一電壓值不同的第二電壓值。以這種方式也可以通過電動板式驅(qū)動器的協(xié)同作用的外部電極組件24和28對外部執(zhí)行器電極組件24施加附加轉(zhuǎn)矩,該附加轉(zhuǎn)矩抑制外部執(zhí)行器電極組件24在繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整相鄰內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26時隨之運動。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)這里的描述容易想到電動板式驅(qū)動器的這種擴展構(gòu)型以及為板式驅(qū)動器的電接觸所需的導線,因此不再對這種改進實施方式予以贅述。 圖10所示為該微機械構(gòu)件的第七實施方式的示意圖。一種用于抑制串擾、也就是抑制外執(zhí)行器組件24在繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14調(diào)整相鄰的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26時隨之運動的可能性在于,將用于連接外執(zhí)行器電極24與支架的至少一個外彈簧適當?shù)貥?gòu)造和定位。中間彈簧52在其繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14扭轉(zhuǎn)方面的第一彈簧剛度最好小于抵抗外部執(zhí)行器電極組件24繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的旋轉(zhuǎn)運動的至少一個外彈簧的第二彈簧剛度。可以用簡單方式實現(xiàn)這一點外彈簧或者由多個外彈簧組合成的彈簧懸架這樣來構(gòu)造和布置,使得至少一個外彈簧的與外部執(zhí)行器電極組件24沿著垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的第一運動方向的第一調(diào)整運動相關(guān)的第一彎曲剛度相對小。附加地有利的是,外彈簧或彈簧懸架的與外部執(zhí)行器電極組件24沿著不平行于第一運動方向的第二運動方向的第二調(diào)整運動相關(guān)的第二彎曲剛度比較大。在之前的附圖中已經(jīng)描述了至少一個外彈簧的用于保證有益的第一彎曲剛度和第二彎曲剛度的合適的有利實施例。在圖10所示的微機械構(gòu)件中,每個外部執(zhí)行器電極組件24通過兩個平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12的扭簧90與構(gòu)造成外框架55的支架相連。扭簧90最好構(gòu)造成梁形的。通過將外部執(zhí)行器電極組件24通過兩個扭簧90布置在外框架55上就能保證,可以用比較小的力將外部執(zhí)行器電極組件24朝向希望的第一調(diào)整方向垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14調(diào)整。與此相比,需要比較大的力才會使外部執(zhí)行器電極組件24朝向不平行于第一調(diào)整方向的第二調(diào)整方向運動。也可以將這稱作兩個扭簧90被設計用于使外部執(zhí)行器電極組件24進行一優(yōu)先的平移運動(垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14)。兩個扭簧90在這種情況下共同起到一個兩側(cè)夾緊的彎曲彈簧的作用。此外,中間彈簧52可以在與外部執(zhí)行器電極組件相鄰的端部區(qū)段上具有穿通的槽口,該槽口將端部區(qū)段劃分成第一臂和第二臂。最好將端部區(qū)段這樣劃分,使得兩個臂以及在兩個臂之間延伸的一個連接梁形成一個U形的彈簧連接部92。正如專業(yè)人員可以看出的那樣,所描述的該實施方式和其它說明的實施方式的外部電極組件24和28可以構(gòu)造成梳式驅(qū)動器和/或板式驅(qū)動器。還可以附加地相對于第二旋轉(zhuǎn)軸線14來劃分至少一個外部電極組件24和28的用于施加電位的電極面。通過上述段落容易想到這種實施方式的構(gòu)型。圖11所示為該微機械構(gòu)件的第八實施方式的示意圖。所示的該微機械構(gòu)件的每個外部執(zhí)行器電極組件24通過兩個V形彈簧94與構(gòu)造成外框架55的支架相連。V形彈簧94最好這樣構(gòu)造,使得其對稱軸平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12。以這種方式可保證,外部執(zhí)行器電極組件24的兩個V形彈簧94的可稱為X形彈簧裝置的布置具有與外部執(zhí)行器電極組件24沿著垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的第一調(diào)整方向的第一調(diào)整運動有關(guān)的較小的第一彎曲剛度。與此相比,該X形彈簧裝置對于不平行于第一調(diào)整方向的第二調(diào)整方向的第二彎曲剛度比較大。因此,也可以利用由兩個V形彈簧94構(gòu)成的X形彈簧裝置來抑制串擾,即抑制鏡板10的兩個調(diào)整運動之間的不希望的耦合。此外,V形彈簧94可以通過U形彈簧連接部96與外框架55相連。圖11中僅示意性示出的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26在其朝向相鄰中間彈簧52的一側(cè)具有一凹槽,該凹槽至少部分地包圍中間彈簧52。因此,中間彈簧52的至少一個區(qū)段在該凹槽內(nèi)延伸。這樣中間彈簧52就能具有有利的大的長度,因此具有低的第一彈簧剛度和繞第二旋轉(zhuǎn)軸線14的良好的可彎曲性,盡管該微機械構(gòu)件沿第二旋轉(zhuǎn)軸線14具有較小的延伸長度。中間彈簧52還可以通過U形彈簧連接部92與相 鄰的外部執(zhí)行器電極組件24相連。圖12A和12B所示為該微機械構(gòu)件的第九實施方式的示意圖。在圖12A中以俯視圖所示的微機械構(gòu)件具有兩個外部執(zhí)行器電極組件24,這些電極組件分別通過兩個在兩側(cè)/雙側(cè)夾緊的彎曲彈簧98與外框架55相連。從圖12B的放大圖可看出,每個在兩側(cè)夾緊的彎曲彈簧98包括一個梁形的內(nèi)區(qū)段98a和一個構(gòu)造成U形彈簧連接部的外區(qū)段98b。內(nèi)區(qū)段98a與相鄰的外部執(zhí)行器電極組件24接觸。與外框架55接觸的外區(qū)段98b這樣構(gòu)造,使得外區(qū)段98b的兩個臂的兩個外表面之間的平均距離明顯大于內(nèi)區(qū)段98a的平均寬度。兩個在兩側(cè)夾緊的彎曲彈簧98最好這樣布置在外部執(zhí)行器電極組件24上,使得其對稱軸線平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12。通過在兩側(cè)夾緊的彎曲彈簧98能夠可靠地實現(xiàn)外部執(zhí)行器電極組件24垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的平移運動。在圖12A和12B所示的實施方式中,中間彈簧52也通過U形彈簧連接部92與相鄰的外部執(zhí)行器電極組件24相連并且至少部分地穿過在對應的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件26中構(gòu)成的凹槽。圖13A和13B所示為該微機械構(gòu)件的第十實施方式。在圖13A中放大地示出回曲形彈簧100?;厍螐椈?00具有至少一個回曲。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)圖13A容易想到,回曲形彈簧100構(gòu)造有多個圈/回曲??梢詫⒒厍螐椈?00在第一端部區(qū)段102上固定在例如構(gòu)造成外框架55的支架上?;厍螐椈?00也可以在第二端部區(qū)段104上與一個外部執(zhí)行器電極組件24接觸。該回曲形彈簧100最好借助支架的至少一個子單元和/或借助外部執(zhí)行器電極組件24用半導體材料(例如硅)結(jié)構(gòu)化形成。對于專業(yè)人員而言,根據(jù)圖13A和13B容易想到回曲形彈簧100的制造方法,因此不再予以贅述。在外部電極組件24和28之間施加電壓引起回曲形彈簧100彎曲,從初始位置進入彎曲位置100a。從圖13B的以側(cè)視圖所示的微機械構(gòu)件可以看出,每兩個回曲形彈簧100可以將一個外部執(zhí)行器電極組件24與外框架55相連?;厍螐椈?00的第一端部區(qū)段102最好與外框架55的平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線12的內(nèi)表面接觸。第二端部區(qū)段104可以與對應的外部執(zhí)行器電極組件24的平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線14的外表面接觸。一個外部執(zhí)行器電極組件24的兩個回曲形彈簧100中的每一個與第二旋轉(zhuǎn)軸線14的不同側(cè)的對應外部執(zhí)行器電極組件24接觸?;厍螐椈?00的縱向106平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線14。通過相同的外部執(zhí)行器電極組件24的兩個回曲形彈簧100的協(xié)同作用實現(xiàn)了一種彈簧懸架,該彈簧懸架具有與外部執(zhí)行器電極組件24的垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的第一調(diào)整運動相關(guān)的有利的較小第一彎曲剛度。彈簧懸架的與外執(zhí)行器組件24的不平行于第一調(diào)整運動的第二調(diào)整運動相關(guān)的第二彎曲剛度明顯較大。因此,兩個回曲形彈簧100的彎曲線總和產(chǎn)生總彈簧特性,它有利于外部執(zhí)行器電極組件24垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14平移運動并且阻止串擾。當外部執(zhí)行器電極組件24純平移運動時,不會產(chǎn)生外部執(zhí) 行器電極組件24的橫向運動,該橫向運動干擾鏡板10的所需運動。因此省去了在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的額外能量輸入,該額外能量輸入可被轉(zhuǎn)變成不希望的橫向運動。因此在這里所述的實施方式中可以獲得最佳能量輸入。此外,所產(chǎn)生的靜電力與電極組件24至30的面積變化成正比。當外部執(zhí)行器電極組件24純平移運動時,在外部電極組件24和28之間產(chǎn)生與電極指24a和28a的長度成正比的面積變化。當外部執(zhí)行器電極組件24意外地轉(zhuǎn)動時,面積變化為一半大。通過附加的橫向運動分量也會減小激勵運動的有效分量。此外,附加的橫向運動分量導致鏡板10的中心偏移,這使得需要增大鏡板10,以保證在鏡板調(diào)整運動過程中光束射到鏡板10的表面上。利用這里所述的實施方式和擴展構(gòu)成能規(guī)避現(xiàn)有技術(shù)的這一缺點。除了外彈簧的形狀外,也可以改變外彈簧的懸掛點,以實現(xiàn)外部執(zhí)行器電極組件24的純平移的、也就是垂直于兩個旋轉(zhuǎn)軸線12和14的運動。對于專業(yè)人員而言,通過附圖容易想到這里所述的實施方式的這類變型,因此不再詳細解釋。
權(quán)利要求
1.微機械構(gòu)件,具有 一個支架(55); 一個可調(diào)元件(10); 一個外部定子電極組件(28)和一個外部執(zhí)行器電極組件(24),所述外部執(zhí)行器電極組件(24)通過至少一個外彈簧(53,81,90,94,98,100)與支架(55)相連,所述可調(diào)元件(10)這樣耦合到所述外部執(zhí)行器電極組件(24)上,使得可通過在外部執(zhí)行器電極組件(24)和外部定子電極組件(28)之間施加第一電壓來繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)相對于所述支架(55)調(diào)整所述可調(diào)元件(10);以及 一個內(nèi)部定子電極組件(30)和一個內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26),所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)包括帶有至少一個電極指(26a,26b)的第一梁(50),該第一梁(50)沿著不平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)的第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)定向,該可調(diào)元件(10)這樣耦合到所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)上,使得可通過在所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)的至少一個電極指(26a,26b)和所述內(nèi)部定子電極組件(30)之間施加第二電壓來繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)相對于所述支架(55)調(diào)整所述可調(diào)元件(10); 其特征在于, 設置有一個沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)定向的中間彈簧(52),通過該中間彈簧將所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)與所述外部執(zhí)行器電極組件(24)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微機械構(gòu)件,其中,所述中間彈簧(52)的與該中間彈簧(52)繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)的扭轉(zhuǎn)相關(guān)的第一彈簧剛度小于抵抗所述外部執(zhí)行器電極組件(24)繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)的旋轉(zhuǎn)運動的所述至少一個外彈簧(53,81,90,94,98,100)的第二彈簧剛度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的微機械構(gòu)件,其中,所述外部執(zhí)行器電極組件(24)包括帶有至少一個電極指(24a)且不平行于第一梁(50)的第二梁(54)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,所述外部執(zhí)行器電極組件(24)包括一板式電極(86)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)是朝向相鄰的外部執(zhí)行器電極組件(24)的一側(cè)具有一凹槽,中間彈簧(52)至少部分地穿過該凹槽延伸。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,所述外部執(zhí)行器電極組件(24)和/或所述外部定子電極組件(28)的電極面(28a-l,28a-2)被第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)劃分成布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)第一側(cè)的第一電極面(28a-l)和布置于第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)第二側(cè)的第二電極面(28a-2),并且,第一電極面(28a-l)這樣耦合到至少一個第一導線上,使得可將第一電位施加在所述第一電極面(28a-l)上,第二電極面(28a-2)這樣耦合到至少一個第二導線上,使得可將與第一電位不同的第二電位施加在所述第二電極面(28a-2)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微機械構(gòu)件,其中,所述微機械構(gòu)件包括一控制裝置,該控制裝置設計用于使第一電位施加在第一電極面(28a_l)上并且第二電位施加在第二電極面(28a-2)上,該控制裝置附加用于在考慮關(guān)于在所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)的所述至少一個電極指(26a,26b)與所述內(nèi)部定子電極組件(30)之間施加的第二電壓和/或所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)的所述至少一個電極指(26a,26b)相對于所述內(nèi)部定子電極組件(30)的當前位置的信息的情況下確定第一電位和第二電位之間的差。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,所述至少一個外彈簧(53,90,94,98)包括一平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)的彈簧(53,90,94,98),該彈簧構(gòu)造成回曲形翻轉(zhuǎn)彈簧(53)、扭簧(90)、V形彈簧(94)和/或兩側(cè)夾緊的彎曲彈簧(98)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,所述至少一個外彈簧(81,100)包括一平行于第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)的彈簧,該彈簧構(gòu)造成彎曲彈簧(81)和/或回曲形彈黃(100)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的微機械構(gòu)件,其中,通過所述至少一個外彈簧(53,81,90,94,98,100)的形狀和/或所述至少一個外彈簧(53,81,90,94,98,100)的懸掛點可使所述外部執(zhí)行器電極組件(24)進行垂直于第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)和第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)的運動。
11.微機械構(gòu)件的制造方法,包括以下步驟 形成一外部定子電極組件(28)和一外部執(zhí)行器電極組件(25),通過至少一個外彈簧(53,81,90,94,98,100)將所述外部執(zhí)行器電極組件(24)與該微機械構(gòu)件的支架(55)相連; 將一可調(diào)元件(10)這樣耦合到所述外部執(zhí)行器電極組件(24)上,使得當在所述外部執(zhí)行器電極組件(24)和所述外部定子電極組件(28)之間施加第一電壓時該可調(diào)元件(10)被相對于所述支架(55)繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)調(diào)整; 構(gòu)造一內(nèi)部定子電極組件(30)和一帶有第一梁(50)以及至少一個布置在第一梁(50)上的電極指(26a,26b)的內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26),其中,所述第一梁(50)沿著不平行于第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)的第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)定向;并且 將該可調(diào)元件(10)這樣耦合到所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)上,使得當在所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)的所述至少一個電極指(26a,26b)與所述內(nèi)部定子電極組件(30)之間施加第二電壓時該可調(diào)元件(10)被相對于所述支架(55)繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)調(diào)整; 其特征在于,包含該步驟 通過一個沿著第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)定向的中間彈簧(52)將所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)與所述外部執(zhí)行器電極組件(24)相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微機械構(gòu)件,包括一外部定子電極組件(28)和一通過至少一個外彈簧(81)與支架(55)相連的外部執(zhí)行器電極組件(24),通過在外部執(zhí)行器電極組件(24)和外部定子電極組件(28)之間施加第一電壓可繞第一旋轉(zhuǎn)軸線(12)調(diào)整一可調(diào)元件(10);該微機械構(gòu)件還包括一內(nèi)部定子電極組件(30)和一內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26),該內(nèi)部執(zhí)行器電極組件帶有第一梁(50),該梁上布置有至少一個電極指(26a,26b),通過在內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)的至少一個電極指(26a,26b)與內(nèi)部定子電極組件(30)之間施加第二電壓可繞第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)調(diào)整該可調(diào)元件(10),所述內(nèi)部執(zhí)行器電極組件(26)通過沿第二旋轉(zhuǎn)軸線(14)定向的中間彈簧(52)與外部執(zhí)行器電極組件(24)相連。本發(fā)明還涉及一種微機械構(gòu)件制造方法。
文檔編號B81B3/00GK102712460SQ201080023341
公開日2012年10月3日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月27日
發(fā)明者F·恩吉卡姆恩吉蒙齊, J·穆霍, W·朔克, Z·萊什詹 申請人:羅伯特·博世有限公司
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