一种MEMS微镜及相关设备

摘要：

本申请实施例公开了一种MEMS微镜及相关设备，有效抑制了MEMS微镜的动态形变，提升了MEMS微镜的光学性能。该MEMS微镜包括：反射结构、支撑结构、第一固定结构、驱动结构和第一悬臂梁。反射结构通过第一悬臂梁与第一固定结构连接，驱动结构用于驱动反射结构绕第一转轴旋转，反射结构的正面用于对入射光进行反射，支撑结构固定在反射结构的反面。反射结构的反面包括目标区域和除目标区域外的非目标区域。目标区域内任意位置与反射结构的中心之间的连线与第一转轴之间的夹角大于第一阈值且小于第二阈值。非目标区域覆盖第一转轴和与第一转轴垂直的轴。支撑结构在目标区域内的占比大于在非目标区域内的占比。

专利类型：发明专利

申请/专利号：CN202210761151.3

申请日期：2022-06-30

公开/公告号：CN117369114A

公开/公告日：2024-01-09

主分类号：G02B26/08(2006.01)

申请/专利权人:华为技术有限公司

发明/设计人:赵飞;唐世豪;徐景辉

主申请人地址:518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼

专利代理机构:深圳市深佳知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人:聂秀娜

国别省市代码:广东;44

权利要求：

1.一种微机电系统MEMS微镜，其特征在于，包括：反射结构、支撑结构、第一固定结构、驱动结构和第一悬臂梁，所述反射结构和/或所述支撑结构通过所述第一悬臂梁与所述第一固定结构连接，所述驱动结构用于驱动所述反射结构绕第一转轴旋转，所述反射结构的正面用于对入射光进行反射，所述支撑结构固定在所述反射结构的反面； 所述反射结构的反面包括目标区域和除所述目标区域外的非目标区域，所述目标区域内任意位置与所述反射结构的中心之间的连线与所述第一转轴之间的夹角大于第一阈值且小于第二阈值，所述非目标区域覆盖所述第一转轴和与所述第一转轴垂直的轴，所述支撑结构在所述目标区域内的占比大于在所述非目标区域内的占比。 2.根据权利要求1所述的MEMS微镜，其特征在于，所述反射结构的边缘包括与所述第一悬臂梁连接的连接位置和除所述连接位置外的非连接位置，所述支撑结构包括内凹位置和除所述内凹位置外的非内凹位置，所述内凹位置相对于所述非内凹位置更靠近所述连接位置，所述连接位置与所述内凹位置之间的最小距离大于所述非连接位置与所述非内凹位置之间的最小距离。 3.根据权利要求1或2所述的MEMS微镜，其特征在于，所述第一悬臂梁包括连接梁和连接框架，所述连接梁的一端与所述第一固定结构连接，所述连接梁的另一端与所述连接框架连接，所述反射结构与所述连接框架连接。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述内凹位置的曲率小于0，所述非内凹位置的曲率大于0。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述支撑结构在所述目标区域内的形状与在所述非目标区域内的形状不同。 6.根据权利要求1至5中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述目标区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域与所述反射结构的中心之间的距离大于所述第二子区域与所述反射结构的中心之间的距离，所述支撑结构在所述第一子区域内的占比大于在所述第二子区域内的占比。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述反射结构的形状为圆形、正方形或圆角方形，10°≤所述第一阈值≤25°，55°≤所述第二阈值≤70°。 8.根据权利要求1至6中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述反射结构的形状为矩形，所述矩形的对角线与所述第一转轴之间的锐角夹角减去所述第一阈值的差值范围是10°～35°，所述第二阈值减去所述矩形的对角线与所述第一转轴之间的锐角夹角的差值范围是10°～35°； 或者，所述反射结构的形状为椭圆形，所述椭圆形的外接矩形的对角线与所述第一转轴之间的锐角夹角减去所述第一阈值的差值范围是10°～35°，所述第二阈值减去所述椭圆形的外接矩形的对角线与所述第一转轴之间的锐角夹角的差值范围是10°～35°。 9.根据权利要求1至8中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述支撑结构为闭合结构。 10.根据权利要求1至9中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述支撑结构的轮廓形状与所述反射结构的轮廓形状相同。 11.根据权利要求10所述的MEMS微镜，其特征在于，所述支撑结构在所述目标区域内的宽度大于在所述非目标区域内的宽度。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的MEMS微镜，其特征在于，所述支撑结构的厚度大于所述反射结构的厚度。 13.一种MEMS微镜阵列，其特征在于，包括：包覆结构和多个如权利要求1至12中任一项所述的MEMS微镜，每个所述MEMS微镜被所述包覆结构包覆，每所述MEMS微镜之间通过所述包覆结构隔离。 14.一种激光雷达，其特征在于，包括：光源、光束整形装置、光接收装置、探测器和如权利要求1至12中任一项所述的MEMS微镜； 所述光束整形装置用于对所述光源发射的信号光进行光束整形； 所述MEMS微镜用于调节所述光束整形后的信号光的偏转方向，以将所述光束整形后的信号光传输至目标物，被所述目标物反射的信号光经过所述光接收装置传输至所述探测器； 所述探测器用于探测被所述目标物反射的信号光。 15.一种激光投影设备，其特征在于，包括：光源、屏幕和如权利要求1至12中任一项所述的MEMS微镜； 所述MEMS微镜用于调节所述光源发射的信号光的偏转方向，以将所述信号光投影至所述屏幕。 16.一种光开关，其特征在于，包括：第一光纤阵列、第二光纤阵列、第一MEMS微镜阵列和第二MEMS微镜阵列，所述第一MEMS微镜阵列和所述第二MEMS微镜阵列为如权利要求13所述的MEMS微镜阵列； 所述第一光纤阵列用于将至少一路光耦合至所述第一MEMS微镜阵列； 所述第一MEMS微镜阵列中至少一个MEMS微镜用于旋转，以将所述至少一路光反射至所述第二MEMS微镜阵列； 所述第二MEMS微镜阵列中至少一个MEMS微镜用于旋转，以将所述至少一路光耦合至所述第二光纤阵列。