微机械构件的制作方法

本发明涉及一种微机械构件。此外，本发明涉及一种扫描装置。

背景技术：

1、文献de 10 2016 208 924 a1描述了一种作为微机械构件的微镜装置。微镜在此借助两个弯曲促动器被共振地驱动，所述弯曲促动器分别单独地布置在作为用于各弯曲促动器的承载结构的翼上。

技术实现思路

1、由此出发，本发明所基于的任务是开发一种节省空间的、用于可调节件的二维偏转的微机械构件。

2、为了解决该任务，提出一种微机械构件。此外，还提出一种扫描装置。微机械构件具有尤其固定的第一保持装置。此外，微机械构件还具有可调节地布置在第一保持装置上的第二保持装置。附加地，微机械构件还具有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧构造为用于将第二保持装置悬挂在第一保持装置上。此外，微机械构件还具有布置在第二保持装置上的可调节件。可调节件尤其构造为微镜。此外，微机械构件还具有第一弯曲促动器和用于第一弯曲促动器的第一承载结构。第一弯曲促动器在此布置在第一承载结构中或第一承载结构上。第一弯曲促动器构造为用于使第一承载结构至少在布置在第一承载结构中或布置在第一承载结构上的第一弯曲促动器的区域中如此弯曲，使得可调节件能够相对于第一和第二保持装置绕着第一旋转轴线偏移。在当前情况下，第一弯曲促动器尤其构造为用于变形和因此使第一承载结构至少在布置在第一承载结构中或布置在第一承载结构上的第一弯曲促动器的区域中弯曲。通过第一承载结构由于弯曲而导致的该调节运动对于可调节件产生相对于保持装置绕着第一旋转轴线的异性反应力或反应力矩和从而产生可调节件的扭转运动。第一旋转轴线尤其是沿着第一和第二保持装置的第一纵向伸展方向延伸的旋转轴线。在此尤其是相对于微机械构件的y轴。此外，微机械构件还具有第二弯曲促动器和用于第二弯曲促动器的第二承载结构。在此，第二弯曲促动器布置在第二承载结构中或第二承载结构上。在此，第二弯曲促动器构造为用于使第二承载结构至少在布置在第二承载结构中或布置在第二承载结构上的第二弯曲促动器的区域中如此弯曲，使得可调节件能够相对于第一和第二保持装置绕着第一旋转轴线偏移。此外，微机械构件还具有电磁的驱动单元，该驱动单元构造为用于使第二保持装置，尤其与可调节件一起绕着基本上垂直于第一旋转轴线定向的第二旋转轴线偏移。第二旋转轴线尤其是沿着第一和第二保持装置的第二纵向伸展方向延伸的旋转轴线。在此尤其是相对于微机械构件的x轴。第一承载结构直接与可调节件连接，并且因此附加地用作用于可调节件的一种载体。附加地，微机械构件还包括第三弹簧，该第三弹簧用于将用于第一弯曲促动器的第一承载结构和可调节件悬挂在保持装置上。此外，第二承载结构直接与可调节件连接并且因此也用作用于可调节件的一种载体。附加地，微机械构件还包括第四弹簧，该第四弹簧用于将用于第二弯曲促动器的第二承载结构和可调节件悬挂在第二保持装置上。通过仅两个弯曲促动器及其承载结构需要明显很小的结构空间。

3、优选地，第一保持装置构造为第一框架，尤其用于第二保持装置和可调节件。第一框架优选具有矩形横截面。

4、优选地，第二保持装置构造为第二框架，尤其用于可调节件。第二框架优选具有矩形横截面。

5、优选地，第二框架具有沿第一旋转轴线的方向的第一纵向伸展量和沿第二旋转轴线的方向的第二纵向伸展量。第一纵向伸展量在此小于、尤其明显小于第二纵向伸展量。通过仅两个分别具有弯曲促动器的承载结构产生使用明显更窄的和因此节省空间的第二框架的可能性。优选地，第二纵向伸展量相对于第一纵向伸展量具有至少2:1的比例。

6、优选地，第一框架具有沿第一旋转轴线的方向的第三纵向伸展量和沿第二旋转轴线方向的第四纵向伸展量。第三纵向伸展量在此小于、尤其明显小于第四纵向伸展量。因此，整个微机械构件可以明显更窄和因此节省空间地实施。优选地，第四纵向伸展量相对于第三纵向伸展量具有至少2:1的比例。

7、优选地，第一和第二承载结构翼形地，尤其以椭圆形的翼形状构造。

8、优选地，第一和第二承载结构在与可调节件相对的各端部上具有横截面增大部。该横截面增大部用于如此影响各承载结构的质量重心，使得第一旋转轴线垂直于第二旋转轴线布置。对此替代地，在第一和第二承载结构的与可调节件相对的各端部上布置有单独的配重(gewicht)。该单独的配重优选分别由半导体材料、尤其是硅构成。

9、优选地，第一承载结构在可调节件上的第一作用点和第二承载结构在可调节件上的第二作用点相对于第一旋转轴线偏移地布置。优选地，第一和第二承载结构在可调节件的相对的端部上作用在可调节件上。此外，优选地设置，第三弹簧在第三作用点处作用在第一承载结构上，并且第四弹簧在第四作用点处作用在第二承载结构上。在此，第三和第四作用点布置在可调节件的相对侧上并且相对于第一和第二作用点偏移基本上90°地布置。因此得到可调节件尽可能对称地悬挂在第一承载结构上。第三和第四弹簧基本上作用在第一承载结构的节点上。

10、优选地，微机械构件附加地具有控制装置，该控制装置构造为用于借助电信号如此操控第一和第二弯曲促动器，使得可调节件能够相对于第一和第二保持装置置于绕着第一旋转轴线的共振的振荡运动中。在当前情况下，第一旋转轴线也可以称为共振轴线。在共振运行中，第一和第二承载结构至少在对应布置的弯曲促动器的区域中优选沿z方向以至少第二模式的振荡形式运动。在当前情况下，z方向是指在可调节件的静止状态下沿与可调节件的主延伸平面垂直的方向定向的方向。

11、优选地，第一和/或第二弯曲促动器构造为压电促动器。压电促动器具有以下优点：该压电促动器可以在相对较小的膨胀变化时引起相对较大的力，用于绕着第一旋转轴线调节可调节件。附加地，共振的压电驱动器能够近似无电流地运行并且因此是用于各可调节件的高频共振的调节运动的理想驱动器。

12、优选地，第一和/或第二弯曲促动器布置在各承载结构的与可调节元件相对的端部上。在这些位置上得到承载结构的最大调节运动和因此也得到用于可调节件相对于保持装置绕着第一旋转轴线的最大反应力或反应力矩。

13、优选地，第三弹簧直接与第一承载结构连接。替代地或附加地，第四弹簧直接与第二承载结构连接。

14、优选地，第一和/或第二承载结构构造为弹簧元件。这意味着，第一和/或第二承载结构分别具有带有相应的弹性变形特性的弹簧功能。优选地，第一和/或第二承载结构具有在10至50μm范围内的厚度。优选地，第三和/或第四弹簧比第一承载结构和/或第二承载结构具有更低的、尤其明显更低的弹簧刚度。在当前情况下，第三和/或第四弹簧优选构造为蜿蜒形的弹簧。而第一和/或第二承载结构优选构造为具有扭转分量的板簧或构造为蜿蜒弹簧。

15、本发明的另一主题是一种具有之前所描述的微机械构件的扫描装置、尤其是微扫描装置。在当前情况下，扫描装置优选构造为激光雷达扫描仪。替代地，扫描装置构造为微扫描仪，用于投影到屏幕上或投影到数据眼镜的使用者的眼睛上。

技术特征：

1.一种微机械构件(1，80)，具有：

2.根据权利要求1所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一保持装置(5)构造为第一框架，尤其用于所述第二保持装置(10)和所述可调节件(30)。

3.根据权利要求1或2所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第二保持装置(10)构造为第二框架，尤其用于所述可调节件(30)。

4.根据权利要求3所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第二框架沿所述第一旋转轴线(35b)的方向具有第一纵向伸展量(21b)并且沿所述第二旋转轴线(35a)的方向具有第二纵向伸展量(21a)，其中，所述第一纵向伸展量(21b)小于、尤其明显小于所述第二纵向伸展量(21a)。

5.根据权利要求4所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第二纵向伸展量(21a)相对于所述第一纵向伸展量(21b)具有至少2：1的比例。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一承载结构(15a)和所述第二承载结构(15b)翼形地构造，尤其以椭圆形的翼形状构造。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一承载结构(15a)和所述第二承载结构(15b)在与所述可调节件(30)相对的各端部上具有横截面增大部(50a，50b)。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，在所述第一承载结构(15a)和所述第二承载结构(15b)的与所述可调节件(30)相对的各端部上布置有单独的配重。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一承载结构(15a)在所述可调节件(30)上的第一作用点(61a)和所述第二承载结构(15b)在所述可调节件(30)上的第二作用点(61b)相对于所述第一旋转轴线(35b)偏移地布置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一承载结构(15a)和所述第二承载结构(15b)在所述可调节件(30)的相对的端部上作用在所述可调节件(30)上。

11.根据权利要求9或10所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第三弹簧(45a)在第三作用点(60a，60c，60f)处作用在所述第一承载结构(15a)上，其中，所述第四弹簧(45b)在第四作用点(60b，60d，60e)处作用在所述第二承载结构(15b)上，其中，所述第三作用点(60a，60c，60f)和所述第四作用点(60b，60d，60e)布置在所述可调节件(30)的相对侧上并且相对于所述第一作用点(61a)和所述第二作用点(61b)偏移基本上90°地布置。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述微机械构件(1，80)附加地具有控制装置(31)，所述控制装置构造为用于借助电信号这样地操控所述第一弯曲促动器(20a)和所述第二弯曲促动器(20b)，使得所述可调节件(30)能够相对于所述第一保持装置(5)和所述第二保持装置(10)置于绕着所述第一旋转轴线(35b)的共振的振荡运动中。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一弯曲促动器(20a)和/或所述第二弯曲促动器(20b)构造为压电促动器。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的微机械构件(1，80)，其特征在于，所述第一弯曲促动器(20a)和/或所述第二弯曲促动器(20b)布置在各承载结构(15a，15b)的与所述可调节元件(30)相对的端部上。

15.一种扫描装置(100)、尤其是微扫描装置，具有根据权利要求1至14中任一项所述的微机械构件(1，80)。

技术总结本发明涉及一种微机械构件，具有尤其固定的第一保持装置；第二保持装置；第一弹簧和第二弹簧，用于将第二保持装置悬挂在第一保持装置上。能调节地布置在第二保持装置上的可调节件；第一弯曲促动器和用于第一弯曲促动器的第一承载结构。第一弯曲促动器构造为用于至少在布置在第一承载结构中或上的第一弯曲促动器的区域中这样地弯曲，使得可调节件能够相对于第一保持装置和第二保持装置绕着第一旋转轴线偏移。第二弯曲促动器和用于第二弯曲促动器的第二承载结构。第二弯曲促动器构造为用于至少在布置在第二承载结构中或上的第二弯曲促动器的区域中这样地弯曲，使得可调节件能够相对于第一保持装置和第二保持装置绕着第一旋转轴线偏移。技术研发人员：H·格鲁特杰克,F·沙茨,J·米哈列维奇,U·哈特尔受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9