一种动铁式二维驱动微振镜的制作方法

本技术涉及微机电系统，特别涉及一种动铁式二维驱动微振镜。

背景技术：

1、微振镜是基于微纳工艺制备的光学扫描反射镜，在光通信、激光雷达、激光投影、医学成像等领域有广泛应用，主要通过位移反射光的路径。微振镜根据驱动方式分类有静电驱动、电热驱动、压电驱动和电磁驱动。静电驱动结构紧凑，但驱动力小。电热驱动虽然力大，但相应速度慢，不适合高速扫描的应用场景。压电驱动受制于压电薄膜的制备，且所需驱动电压比较大。电磁驱动的力和行程更大，且响应速度快，满足各类应用场景中大镜面、大扫描角的需求。

2、电磁驱动根据磁体或线圈的固定/运动状态，可分为动铁式和动圈式。由于磁铁体积大、加工难度高，市面所见的振镜几乎采用动圈式。另一方面，影响电磁驱动力的主要因素包括：磁场强度、电流幅值和驱动线圈匝数。在实际设计中，受限于材料性质以及器件尺寸要求，磁场强度往往难以提高，提升驱动电流的幅值可增大电磁驱动力，但也会增大器件的功耗，且驱动线圈发热累积的热量会引起热应力，进而影响动圈运动精度的控制。

3、中国专利cn 202211054408.8公开一种电磁mems微镜；由mems结构部与线圈部组成，电磁mems微镜在工作时被安置在底座上，且与底座粘接，并设置在固定磁场中，mems结构部包括至少一层由单晶硅制成的器件结构层，器件结构层包括可动镜面、第一扭转轴、第二扭转轴、可动框架、固定框架和金属层。

4、现有动圈式驱动的微振镜由于发热线圈的热应力问题，在长时间工作下容易导致运动变形，运动精度低。并且非对称快慢轴采用大小质量块的结构设计来实现快慢轴的不同驱动频率，导致驱动系统设计复杂。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的“动圈式驱动的微振镜由于发热线圈的热应力问题，在长时间工作下容易导致运动变形，运动精度低。并且非对称快慢轴采用大小质量块的结构设计来实现快慢轴的不同驱动频率，导致驱动系统设计复杂”的技术问题。为此，本实用新型提出一种动铁式二维驱动微振镜，磁体体积小，热应力小，提升运动精度。对称设计，提升电磁力，优化驱动系统结构，降低加工难度。

2、根据本实用新型的一些实施例的一种动铁式二维驱动微振镜，包括结构部和线圈部，所述线圈部通电驱动所述结构部活动；

3、所述结构部包括固定框架、可动镜面和永磁薄膜，所述可动镜面活动连接于所述固定框架内，所述永磁薄膜设置于所述可动镜面下方；

4、所述线圈部包括线圈载体和线圈组，所述线圈载体设置于所述固定框架下方，所述线圈组设置于所述永磁薄膜下方；

5、其中，所述永磁薄膜设置有四组，所述线圈组的数量与所述永磁薄膜的数量相同。

6、根据本实用新型的一些实施例，对角线方向的两所述永磁薄膜充磁方向相同，相邻的两所述永磁薄膜充磁方向相反。

7、根据本实用新型的一些实施例，所述永磁薄膜的充磁方向垂直于所述可动镜面或所述线圈组。

8、根据本实用新型的一些实施例，四组所述永磁薄膜独立设置，四组所述线圈组独立设置，各所述永磁薄膜分别对应一组所述线圈组。

9、根据本实用新型的一些实施例，所述线圈组为平面旋转对称结构。

10、根据本实用新型的一些实施例，一组所述线圈组至少设置有一面线圈。

11、根据本实用新型的一些实施例，所述可动镜面的表面设置有镀铝涂层。

12、根据本实用新型的一些实施例，所述可动镜面与所述固定框架之间通过折叠悬臂梁连接，所述折叠悬臂梁用于复位所述可动镜面回到初始位置。

13、根据本实用新型的一些实施例，设置有四组所述折叠悬臂梁，分别从四个方向连接所述可动镜面和所述固定框架的内圈。

14、根据本实用新型的一些实施例，所述折叠悬臂梁为平面旋转对称结构。

15、根据本实用新型的一些实施例的一种动铁式二维驱动微振镜，至少具有如下有益效果：所述线圈组通电驱动所述永磁薄膜位移，从而带动所述可动镜面往指定方向活动，所述永磁薄膜体积小，减少热应力，且响应迅速，提高所述可动镜面运动精度。无快慢轴结构，全局对称结构，优化驱动系统结构，降低加工难度和成本。

16、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

技术特征：

1.一种动铁式二维驱动微振镜，包括结构部(100)和线圈部(200)，所述线圈部(200)通电驱动所述结构部(100)活动；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，对角线方向的两所述永磁薄膜(140)充磁方向相同，相邻的两所述永磁薄膜(140)充磁方向相反。

3.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，所述永磁薄膜(140)的充磁方向垂直于所述可动镜面(120)或所述线圈组(220)。

4.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，四组所述永磁薄膜(140)独立设置，四组所述线圈组(220)独立设置，各所述永磁薄膜(140)分别对应一组所述线圈组(220)。

5.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，所述线圈组(220)为平面旋转对称结构。

6.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，一组所述线圈组(220)至少设置有一面线圈。

7.根据权利要求1所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，所述可动镜面(120)的表面设置有镀铝涂层。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，所述可动镜面(120)与所述固定框架(110)之间通过折叠悬臂梁(130)连接，所述折叠悬臂梁(130)用于复位所述可动镜面(120)回到初始位置。

9.根据权利要求8所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，设置有四组所述折叠悬臂梁(130)，分别从四个方向连接所述可动镜面(120)和所述固定框架(110)的内圈。

10.根据权利要求8所述的一种动铁式二维驱动微振镜，其特征在于，所述折叠悬臂梁(130)为平面旋转对称结构。

技术总结本技术公开了一种动铁式二维驱动微振镜，涉及微机电系统技术领域，包括结构部和线圈部，线圈部通电驱动结构部活动；结构部包括固定框架、可动镜面和永磁薄膜，可动镜面活动连接于固定框架内，永磁薄膜设置于可动镜面下方；线圈部包括线圈载体和线圈组，线圈载体设置于固定框架下方，线圈组设置于永磁薄膜下方；其中，永磁薄膜设置有四组，线圈组的数量与永磁薄膜的数量相同。根据本技术的一种动铁式二维驱动微振镜，线圈组通电驱动永磁薄膜位移，从而带动可动镜面往指定方向活动，永磁薄膜体积小，减少热应力，且响应迅速，提高可动镜面运动精度。无快慢轴结构，全局对称结构，优化驱动系统结构，降低加工难度和成本。技术研发人员：高寒,何志恒受保护的技术使用者：深圳陕煤高新技术研究院有限公司技术研发日：20231110技术公布日：2024/6/13