用于减少机械应力的针对二维微机电系统镜扫描器的悬架系统的制作方法

本公开涉及用于减少机械应力的针对二维微机电系统镜扫描器的悬架系统。

背景技术：

1、扫描系统可以使用二维扫描，根据扫描图案在视场（fov）内扫描一束或多束光束。该扫描系统可以使用两个扫描轴，包括第一扫描轴和第二扫描轴，第一扫描轴被配置为以第一扫描频率在第一方向上转向一束或多束光束，第二扫描轴被配置为以第二扫描频率在第二方向上转向一束或多束光束。第二扫描轴通常垂直于第一扫描轴。通过在第一扫描频率与第二扫描频率之间使用不同的固定的频率比，可以获得不同的扫描图案。在扫描操作期间，同步第一扫描频率和第二扫描频率以维持固定的频率比，对于维持特定的扫描图案至关重要。

技术实现思路

1、在一些实施方式中，微机电系统（mems）设备包括：镜系统，其包括连接器环和耦合到该连接器环的镜体，其中被布置在该连接器环内部的该镜体被配置为关于第一旋转轴旋转并且关于垂直于该第一旋转轴的第二旋转轴旋转；框架，其被旋转固定，该框架包括框架凹槽，该镜系统被悬挂在该框架凹槽之上；以及悬架组件，其被机械耦合该镜系统和该框架到并且在该镜系统与该框架之间，该悬架组件被配置为将该镜系统悬挂在该框架凹槽之上，其中该悬架组件包括：第一锚定组件，其在被布置在第二旋转轴上的第一框架附接点处被附接到该框架；第二锚定组件，其在被布置在第二旋转轴上的第二框架附接点处被附接到该框架，其中该第一框架附接点和该第二框架附接点沿该第二旋转轴被布置在该镜体的相对侧上；第一扭转梁，其在被布置在第一旋转轴上的第一镜附接点处被耦合到该连接器环，其中该第一扭转梁从该第一镜附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第一悬架梁附接点；第二扭转梁，其在被布置在第一旋转轴上的第二镜附接点处被耦合到该连接器环，其中该第二扭转梁从该第二镜附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第二悬架梁附接点，并且其中该第一镜附接点和该第二镜附接点沿该第一旋转轴被布置在该镜体的相对侧上；第一对外悬架梁，其被连接到该第一悬架梁附接点，其中该第一对外悬架梁从该第一悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件；第二对外悬架梁，其被连接到该第二悬架梁附接点，其中该第二对外悬架梁从该第二悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件；第一内悬架梁，其被连接到该第一锚定组件和该连接器环；第二内悬架梁，其被连接到该第二锚定组件和该连接器环；第三内悬架梁，其被连接到该第一锚定组件和该连接器环；以及第四内悬架梁，其被连接到该第二锚定组件和该连接器环。

2、在一些实施方式中，微机电系统（mems）设备包括：镜系统，其包括连接器环和耦合到该连接器环的镜体，其中被布置在该连接器环内部的该镜体被配置为关于第一旋转轴旋转并且关于垂直于该第一旋转轴的第二旋转轴旋转；框架，其被旋转固定，该框架包括框架凹槽，该镜系统被悬挂在该框架凹槽之上；以及悬架组件，其被机械耦合到该镜系统和该框架并且在该镜系统与该框架之间，该悬架组件被配置为将该镜系统悬挂在该框架凹槽之上，其中该悬架组件包括：第一锚定组件，其在被布置在第二旋转轴上的第一框架附接点处被附接到该框架；第二锚定组件，其在被布置在第二旋转轴上的第二框架附接点处被附接到该框架，其中该第一框架附接点和该第二框架附接点沿该第二旋转轴被布置在该镜体的相对侧上；第一内扭转梁，其在被布置在第一旋转轴上的第一镜附接点处被耦合到该连接器环，其中该第一内扭转梁从该第一镜附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第一内悬架梁附接点；第二内扭转梁，其在被布置在第一旋转轴上的第二镜附接点处被耦合到该连接器环，其中该第二内扭转梁从该第二镜附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第二内悬架梁附接点，并且其中该第一镜附接点和该第二镜附接点沿该第一旋转轴被布置在该镜体的相对侧上；第一外扭转梁，其被耦合到该第一内悬架梁附接点，其中该第一外扭转梁从该第一内悬架梁附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第一外悬架梁附接点；第二外扭转梁，其被耦合到该第二内悬架梁附接点，其中该第二外扭转梁从该第二内悬架梁附接点沿该第一旋转轴远离该连接器环延伸到第二外悬架梁附接点；第一对内悬架梁，其被连接到该第一内悬架梁附接点，其中该第一对外悬架梁从该第一内悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件；第二对内悬架梁，其被连接到该第二内悬架梁附接点，其中该第二对外悬架梁从该第二内悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件；第一对外悬架梁，其被连接到该第一外悬架梁附接点，其中该第一对外悬架梁从该第一外悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件；以及第二对外悬架梁，其被连接到该第二外悬架梁附接点，其中该第二对外悬架梁从该第二外悬架梁附接点延伸并且分别连接到该第一锚定组件和该第二锚定组件。

1.一种微机电系统mems设备，包括：

2. 根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第一对外悬架梁包括：

3.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一内悬架梁被布置在所述第一外悬架梁与所述镜系统之间，

4.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一扭转梁、所述第一内悬架梁和所述第二内悬架梁在所述连接器环的第一横向侧上被附接到所述连接器环，并且

5.根据权利要求4所述的mems设备，其中所述第一内悬架梁包括第一扭转杆段，所述第一扭转杆段平行于所述第一扭转梁延伸并且被附接到所述连接器环，

6.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一外悬架梁、所述第三外悬架梁、所述第一内悬架梁和所述第三内悬架梁具有被附接到所述第一锚定组件的平行端部段，所述平行端部段平行于所述第二旋转轴。

7.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第二外悬架梁、所述第四外悬架梁、所述第二内悬架梁和所述第四内悬架梁具有被附接到所述第二锚定组件的平行端部段，所述平行端部段平行于所述第二旋转轴。

8.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一外悬架梁、所述第三外悬架梁、所述第一内悬架梁和所述第三内悬架梁具有以相对于所述第二旋转轴成0°至10°的角度被附接到所述第一锚定组件的端部段。

9.根据权利要求8所述的mems设备，其中所述第一内悬架梁和所述第三内悬架梁在所述第一锚定组件处以v形被连接在一起。

10.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第二外悬架梁、所述第四外悬架梁、所述第二内悬架梁和所述第四内悬架梁具有以相对于所述第二旋转轴成0°至10°的角度被附接到所述第二锚定组件的端部段。

11.根据权利要求10所述的mems设备，其中所述第二内悬架梁和所述第四内悬架梁在所述第二锚定组件处以v形被连接在一起。

12.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一外悬架梁、所述第三外悬架梁、所述第一内悬架梁和所述第三内悬架梁具有被附接到所述第一锚定组件的第一端部段，

13.根据权利要求12所述的mems设备，其中所述第一凹口和所述第二凹口被配置为减少针对所述悬架组件关于所述第二旋转轴旋转的应力。

14.根据权利要求2所述的mems设备，还包括：

15.根据权利要求2所述的mems设备，其中所述第一外悬架梁、所述第二外悬架梁、所述第一内悬架梁、所述第二内悬架梁被配置为关于所述第二旋转轴同相位移，

16.根据权利要求1所述的mems设备，还包括：

17.根据权利要求16所述的mems设备，还包括：

18.根据权利要求17所述的mems设备，还包括：

19.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述镜体被配置为以第一频率关于所述第一旋转轴振荡，并且以低于所述第一频率的第二频率关于所述第二旋转轴振荡。

20.根据权利要求19所述的mems设备，其中所述第一对外悬架梁、所述第二对外悬架梁、所述第一内悬架梁、所述第二内悬架梁、所述第三内悬架梁和所述第四内悬架梁中的每个悬架梁被分别整形以调谐所述第一频率、所述第二频率、关于所述第一旋转轴的最大倾斜振幅以及关于所述第二旋转轴的最大倾斜振幅。

21.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第一内悬架梁、所述第二内悬架梁、所述第三内悬架梁和所述第四内悬架梁中的每个悬架梁具有三个或更多个弯曲段。

22.根据权利要求1所述的mems设备，其中所述第一内悬架梁、所述第二内悬架梁、所述第三内悬架梁和所述第四内悬架梁中的每个悬架梁的形状由两条样条曲线限定。

23.一种微机电系统mems设备，包括：

24. 根据权利要求23所述的mems设备，其中所述第一对内悬架梁包括：

25.根据权利要求24所述的mems设备，其中所述第一外悬架梁、所述第二外悬架梁、所述第一内悬架梁、所述第二内悬架梁被配置为关于所述第二旋转轴同相位移，

26.根据权利要求23所述的mems设备，还包括：

27.根据权利要求26所述的mems设备，还包括：

28.根据权利要求23所述的mems设备，其中所述镜体被配置为以第一频率关于所述第一旋转轴振荡，并且以低于所述第一频率的第二频率关于所述第二旋转轴振荡。