技术特征：
1.一种微机电设备，包括：
固定结构，限定腔；
可倾斜结构，弹性地悬挂在所述腔中，并且具有在水平平面中的主延伸；以及
压电驱动的致动结构，所述压电驱动的致动结构被偏置，以用于引起所述可倾斜结构围绕至少第一旋转轴的旋转，所述第一旋转轴平行于所述水平平面的第一水平轴，所述致动结构被插入在所述可倾斜结构和所述固定结构之间；
其中所述压电驱动的致动结构包括至少第一对驱动臂，所述第一对驱动臂包括压电材料的相应区域，并且所述第一对驱动臂通过相应的第一解耦弹性元件，在所述第一旋转轴的相对侧上被弹性地耦合到所述可倾斜结构，所述相应的第一解耦弹性元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一解耦弹性元件在所述第一旋转轴附近被耦合到所述可倾斜结构。
3.根据权利要求2所述的设备，其中沿着与所述第一水平轴正交的所述水平平面的第二水平轴，所述第一解耦弹性元件至所述可倾斜结构的耦合点与所述第一旋转轴之间的距离小于所述耦合点与所述可倾斜结构的边缘端之间的相应距离。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一解耦弹性元件是折叠类型的。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述可倾斜结构通过弹性悬挂元件，在所述第一旋转轴处被弹性地耦合到所述固定结构，所述弹性悬挂元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的；所述弹性悬挂元件沿着所述第一旋转轴，在所述可倾斜结构的相对侧的中心部分和所述固定结构之间延伸。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述固定结构在所述水平平面中形成框架，所述框架界定并且围绕所述腔，并且包括在所述可倾斜结构的相对侧上的第一支撑元件和第二支撑元件，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件在所述腔内，沿着所述第一旋转轴从所述框架开始纵向地延伸；并且其中所述弹性悬挂元件在所述可倾斜结构与所述第一支撑元件和所述第二支撑元件中的相应的一个支撑元件之间延伸。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括：
第一杠杆机构，被耦合在所述第一支撑元件和所述第一对驱动臂中的第一驱动臂之间；
其中所述第一杠杆机构包括杠杆臂，所述杠杆臂具有沿着所述第一水平轴的纵向延伸，并且具有耦合到所述第一驱动臂的第一端，以及通过扭转弹性元件耦合到耦合元件的第二端，所述耦合元件与所述第一支撑元件一体；以及
第一对压电电阻器，形成在所述耦合元件处，以限定压电电阻传感器，所述压电电阻传感器被配置为检测所述可倾斜结构的位移。
8.根据权利要求7所述的设备，还包括：
第二杠杆机构，被耦合在所述第一支撑元件和所述第一对驱动臂中的第二驱动臂之间，所述第二杠杆机构与所述第一杠杆机构相对于所述第一水平轴对称地布置；
其中所述第二杠杆机构包括相应的杠杆臂，所述相应的杠杆臂具有沿所述第一水平轴的纵向延伸，并且具有耦合到所述第二驱动臂的相应的第一端，以及通过相应的扭转弹性元件耦合到相应的耦合元件的相应的第二端，所述相应的耦合元件在相对于所述第一杠杆机构的所述耦合元件的相对侧上与所述第一支撑元件一体；以及
第二对压电电阻器，形成在所述相应的耦合元件处，以与所述第一对压电电阻器一起限定所述压电电阻传感器。
9.根据权利要求8所述的设备，还包括：
导电路径，被提供在所述第一支撑元件处，并且被配置为根据惠斯通电桥连接方案将所述第一对压电电阻器和所述第二对压电电阻器连接在一起，并且进一步被配置为将所述压电电阻器连接到相关联的电接触垫；并且
其中所述第一对压电电阻器构成所述惠斯通电桥的第一半桥，并且所述第二对压电电阻器构成所述惠斯通电桥的第二半桥。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一对驱动臂具有通过所述相应的第一解耦弹性元件弹性地耦合到所述可倾斜结构的第一端，以及固定地耦合到所述固定结构的第二端，所述第二端相对于所述第一端纵向相对。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述驱动臂具有沿着所述第一旋转轴的主延伸。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述第一对驱动臂具有与所述水平平面的第二水平轴平行的主延伸，所述第二水平轴与所述第一水平轴正交。
13.根据权利要求10所述的设备，还包括第二对驱动臂，所述第二对驱动臂被布置在所述第一旋转轴的相对侧上，并且与所述第一对驱动臂相对于所述水平平面的第二水平轴对称地布置，所述第二水平轴与所述第一水平轴正交；所述第二对驱动臂承载压电材料的相应区域，并且通过相应的第二解耦弹性元件，在所述第一旋转轴的相对侧上、并且在所述第一旋转轴附近被弹性地耦合到所述可倾斜结构，其中所述相应的第二解耦弹性元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的。
14.根据权利要求1所述的设备，其中所述驱动臂具有大致c形，其中所述c形的主侧在相对于所述第一旋转轴的所述可倾斜结构的所述相对侧上，与所述第一旋转轴平行地纵向延伸，并且其中所述c形的副侧在相对于所述第二水平轴的所述可倾斜结构的相对侧上，与所述水平平面的第二水平轴平行地延伸；其中每个驱动臂在所述主侧处固定地耦合到所述固定结构，并且通过在所述副侧的相应的一对的解耦弹性元件被弹性地连接到所述可倾斜结构。
15.根据权利要求1所述的设备，还包括电接触垫，所述电接触垫由所述固定结构承载，并且电连接到用于所述压电驱动的致动结构的压电材料的区域，以便使得能够通过电偏置信号对其进行电偏置。
16.根据权利要求1所述的设备，其中所述可倾斜结构被配置为执行围绕所述第一旋转轴和围绕第二旋转轴两者的旋转运动，所述第二旋转轴与所述水平平面的第二水平轴平行、并且与所述第一水平轴正交；并且
其中所述可倾斜结构包括：
内框架，所述内框架在内部限定窗口，并且通过所述第一解耦弹性元件被弹性地耦合到所述驱动臂，以便被驱动以围绕所述第一旋转轴旋转；以及
支撑元件，被容纳在所述窗口中，并且通过弹性元件弹性地耦合到所述内框架，其中所述弹性元件关于围绕所述第二旋转轴的扭转是顺应性的，所述支撑元件被配置为被驱动，以围绕所述第二旋转轴旋转；并且
其中所述致动结构包括压电材料的另外的区域，所述另外的区域由所述驱动臂承载，并且被配置为被偏置，以引起所述支撑元件围绕所述第二旋转轴、以独立于所述内框架并从所述内框架解耦的方式的旋转。
17.根据权利要求1所述的设备，其中所述可倾斜结构携带反射表面，以便提供反射镜结构。
18.一种用于在便携式电子装置中使用的微型投影仪装置，包括：
光源，所述光源能够被驱动，以用于基于要被生成的图像来生成光束；
微机械设备；以及
驱动电路，被配置为提供电驱动信号，以用于引起所述可倾斜结构的旋转；
其中所述微机械设备包括：
固定结构，限定腔；
可倾斜结构，弹性地悬挂在所述腔中，并且具有在水平平面中的主延伸；以及
压电致动结构，被所述驱动电路偏置，以用于引起所述可倾斜结构围绕至少第一旋转轴的旋转，所述第一旋转轴平行于所述水平平面的第一水平轴，所述致动结构被插入在所述可倾斜结构和所述固定结构之间；
其中所述压电致动结构包括至少第一对驱动臂，所述第一对驱动臂包括压电材料的相应区域，并且所述第一对驱动臂通过相应的第一解耦弹性元件，在所述第一旋转轴的相对侧上被弹性地耦合到所述可倾斜结构，所述相应的第一解耦弹性元件关于离开所述水平平面的运动是刚性的，并且关于围绕所述第一旋转轴的扭转是顺应性的。
技术总结
本公开的各实施例涉及具有通过压电致动而可倾斜的结构的微机电设备。一种微机电设备，包括固定结构，该固定结构限定具有可倾斜结构的腔，该可倾斜结构被弹性地悬挂在该腔中。压电驱动的致动结构，被插入在可倾斜结构和固定结构之间，其被偏置以用于使可倾斜结构围绕第一旋转轴旋转，该第一旋转轴属于可倾斜结构所在的水平平面。致动结构包括一对驱动臂，该一对驱动臂承载压电材料的相应区域，并且通过相应的弹性解耦元件，在第一旋转轴的相对侧上弹性地耦合到该可倾斜结构。弹性解耦元件关于离开水平平面的运动表现出刚性，并且关于绕第一旋转轴的扭转表现出顺应性。
技术研发人员：N·博尼;R·卡尔米纳蒂;M·默利
受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司
技术研发日：2019.12.13
技术公布日：2020.06.23
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