FR3061705A1 - Composant micromecanique et son procede de fabrication - Google Patents

Composant micromecanique et son procede de fabrication Download PDF

Info

Publication number
FR3061705A1
FR3061705A1 FR1850160A FR1850160A FR3061705A1 FR 3061705 A1 FR3061705 A1 FR 3061705A1 FR 1850160 A FR1850160 A FR 1850160A FR 1850160 A FR1850160 A FR 1850160A FR 3061705 A1 FR3061705 A1 FR 3061705A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
rotation
axis
oscillating movement
around
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1850160A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3061705B1 (fr
Inventor
Philip Kaupmann
Stefan Pinter
Helmut Grutzeck
Jochen Franz
Joerg Muchow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of FR3061705A1 publication Critical patent/FR3061705A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3061705B1 publication Critical patent/FR3061705B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004—Angular deflection
    • B81B3/0048—Constitution or structural means for controlling angular deflection not provided for in groups B81B3/0043 - B81B3/0045
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B3/00—Devices comprising flexible or deformable elements, e.g. comprising elastic tongues or membranes
    • B81B3/0035—Constitution or structural means for controlling the movement of the flexible or deformable elements
    • B81B3/004—Angular deflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/085—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by electromagnetic means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10—Scanning systems
    • G02B26/101—Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
    • B81B2201/04—Optical MEMS
    • B81B2201/042—Micromirrors, not used as optical switches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/05—Type of movement
    • B81B2203/056—Rotation in a plane parallel to the substrate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
    • B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
    • B81B2203/00—Basic microelectromechanical structures
    • B81B2203/05—Type of movement
    • B81B2203/058—Rotation out of a plane parallel to the substrate

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Composant micromécanique comportant : un support (10), un élément mobile (12) relié au support (10) par un ressort (14a, 14b, 14c) et un actionneur (18) pour exciter l'élément mobile (12) suivant un premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au support (10) autour d'un premier axe de rotation (20) et en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) autour d'un second axe de rotation (22) incliné par rapport au premier axe (20). L'élément mobile (12) est mobile sur le support (10) par l'intermédiaire d'un ressort (14a, 14b, 14c) de façon à être mis en mouvement par rapport au support (10) autour d'un axe géométrique de rotation (24) perpendiculaire aux axes (20, 22) par le couple (M2) résultant de l'excitation de l'élément mobile (12) par le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au second mouvement oscillant (Φ2).

Description

Titulaire(s) :
ROBERT BOSCH GMBH.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : CABINET HERRBURGER.
® COMPOSANT MICROMECANIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION.
FR 3 061 705 - A1
@) Composant micromécanique comportant: un support (10), un élément mobile (12) relié au support (10) par un ressort (14a, 14b, 14c) et un actionneur (18) pour exciter l'élément mobile (12) suivant un premier mouvement oscillant (Φ1 ) par rapport au support (10) autour d'un premier axe de rotation (20) et en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) autour d'un second axe de rotation (22) incliné par rapport au premier axe (20).
L'élément mobile (12) est mobile sur le support (10) par l'intermédiaire d'un ressort (14a, 14b, 14c) de façon à être mis en mouvement par rapport au support (10) autour d'un axe géométrique de rotation (24) perpendiculaire aux axes (20, 22) par le couple (M2) résultant de l'excitation de l'élément mobile (12) par le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au second mouvement oscillant (Φ2).
Figure FR3061705A1_D0001
Figure FR3061705A1_D0002
i
Domaine de l’invention
La présente invention a pour objet un composant micromécanique comportant un support, un élément mobile relié au support par au moins un ressort et un actionneur pour exciter l’élément mobile suivant un premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un premier axe de rotation et en même temps un second mouvement oscillant de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un composant micromécanique consistant à relier un élément mobile à un support par au moins un ressort et, former un actionneur pour exciter l’élément mobile avec un premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un premier axe de rotation et en même temps exciter l’élément mobile qui oscille selon le premier mouvement oscillant avec un second mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation.
Etat de la technique
Le document DE 10 2012 219 591 Al décrit un composant micromécanique ayant un élément mobile relié à un support par au moins un ressort. Le composant micromécanique comporte également un actionneur en flexion relié à au moins un ressort et dont la forme est modifiée par l’application d’un signal électrique pour mettre l’élément mobile en mouvement autour d’un axe de rotation par la force de rappel résultant de la déformation de l’actionneur en flexion. L’élément mobile est également entraîné en mouvement autour d’un autre axe de rotation par au moins un autre actionneur.
Exposé et avantages de l’invention
L’invention a pour objet un composant micromécanique comportant un support, un élément mobile relié au support par au moins un ressort et un actionneur pour exciter l’élément mobile suivant un premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un premier axe de rotation et en même temps un second mouvement oscillant de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation, composant caractérisé en ce que l’élément mobile est monté mobile sur le support par l’intermédiaire d’au moins un ressort de façon que l’élément mobile soit mis en mouvement par rapport au support autour d’un axe géométrique de rotation perpendiculaire au premier axe de rotation et perpendiculaire au second axe de rotation par le couple résultant de l’excitation de l’élément mobile par le premier mouvement oscillant par rapport au second mouvement oscillant.
L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un composant micromécanique consistant à relier un élément mobile à un support par au moins un ressort et, former un actionneur pour exciter l’élément mobile avec un premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un premier axe de rotation et en même temps exciter l’élément mobile qui oscille selon le premier mouvement oscillant avec un second mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation, procédé caractérisé en ce que l’élément mobile est relié mobile au support par au moins un ressort de façon que l’élément mobile puisse être mis en mouvement par rapport au support autour d’un axe géométrique de rotation perpendiculaire au premier axe de rotation et perpendiculaire au second axe de rotation par le couple résultant de l’excitation de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au second mouvement oscillant.
L’invention a également pour objet un procédé d’excitation du mouvement d’un élément mobile autour d’un axe géométrique de rotation consistant à exciter un premier mouvement oscillant dans l’élément mobile relié au support par au moins un ressort autour d’un premier axe de rotation perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation par rapport au support et exciter en même temps un second mouvement oscillant de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation et perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation de façon que l’élément mobile soit en mouvement autour de l’axe de rotation par le couple résultant de l’excitation de l’élément mobile mis dans un premier mouvement oscillant par rapport au second mouvement oscillant.
La présente invention permet de mettre en mouvements / en oscillations l’élément mobile autour de l’axe géométrique de rotation en utilisant des effets gyroscopiques. Une telle excitation est en général plus efficace que les moyens d’entraînement usuels tels que, par exemple, un moyen d’entraînement électromagnétique du point de vue de la transmission d’énergie. En outre, l’utilisation de l’invention remplace l’entraînement électromagnétique qui nécessite la fixation d’au moins un aimant permanent sur l’élément mobile. L’invention facilite ainsi la réduction des dimensions des composants micromécaniques et augmente les possibilités d’utilisation d’un tel composant.
Selon un développement avantageux l’actionneur communique à l’élément mobile un premier mouvement oscillant résonant comme premier mouvement oscillant et en même temps un second mouvement oscillant résonant comme second mouvement oscillant de façon que l’élément mobile effectue un mouvement oscillant statique autour de l’axe géométrique de rotation par le couple résultant. L’invention permet ainsi un débattement statique / quasi statique de l’élément mobile autour de l’axe géométrique de rotation par des excitations purement résonantes en utilisant les effets gyroscopiques. Cela permet d’utiliser l’efficacité de la transmission d’énergie pour le premier mouvement oscillant résonant et le second mouvement oscillant résonant pour activer de manière statique / quasi statique l’élément mobile autour de l’axe géométrique de rotation.
De façon avantageuse, l’élément mobile est une plaque de miroir avec une surface réfléchissante et l’élément mobile est activé avec un premier mouvement oscillant autour du premier axe de rotation perpendiculaire à la surface réfléchissante et en même temps un second mouvement oscillant ou un premier mouvement oscillant et en même temps un second mouvement oscillant autour du second axe de rotation perpendiculaire à la surface réfléchissante. Dans la mesure où le premier axe de rotation est perpendiculaire à la surface réfléchissante, le second mouvement oscillant et le mouvement d’actionnement de l’élément mobile autour de l’axe géométrique de rotation peuvent servir au balayage d’une surface (le premier mouvement oscillant n’influence pas ou pratiquement pas le rayon lumineux réfléchi par la surface). De manière correspondante, dans la mesure où le second axe de rotation est perpendiculaire à la surface réfléchissante, on peut utiliser le premier mouvement oscillant et le mouvement de déplacement de l’élément mobile autour de Taxe géométrique de rotation pour balayer (scanner) une surface. (Dans ce cas, le second mouvement oscillant n’a pas d’influence ou pratiquement pas d’influence sur le rayon lumineux réfléchi). Le mode de réalisation ainsi décrit du composant micromécanique convient avantageusement pour un dispositif de balayage (scanner) ou un projecteur. En particulier, le mode de réalisation décrit convient pour une lunette de réalité virtuelle ou une lunette d’affichage de données.
A titre d’exemple, le composant micromécanique comporte au moins un ressort intermédiaire et au moins un ressort extérieur constituant le ressort et l’élément mobile est relié par un ressort intérieur à un cadre intermédiaire intérieur, relié par au moins un ressort intermédiaire à un cadre intermédiaire extérieur lui-même relié au support par au moins un ressort extérieur.
La suspension de l’élément mobile pourrait être mobile (en résonance) autour du premier axe de rotation et en résonance autour du second axe de rotation et ainsi en mouvement statique / quasi statique autour de Taxe géométrique de rotation est une solution de réalisation fiable.
Selon un développement l’élément mobile mis dans un premier mouvement oscillant par l’actionneur par rapport au cadre intermédiaire intérieur, au cadre intermédiaire extérieur et au support autour du premier axe de rotation et le cadre intermédiaire extérieur et le cadre intermédiaire intérieur avec l’élément mobile oscillant selon le second mouvement oscillant sont mis en mouvement par l’actionneur par rapport au support autour du second axe de rotation et le couple résultant met en mouvement le cadre intermédiaire avec l’élément mobile autour de Taxe géométrique de rotation par rapport au cadre intermédiaire extérieur et au support.
Dans ce contexte, suivant une autre caractéristique le cadre intermédiaire avec l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant sont mis en mouvement par l’actionneur autour du premier axe de rotation par rapport au cadre intermédiaire extérieur et au support, et le cadre intermédiaire extérieur et le cadre intermédiaire intérieur avec l’élément mobile oscillant selon un second mouvement oscillant, sont mis en mouvement autour du second axe de rotation par rapport au support par l’actionneur, et l’élément mobile est mis en mouvement autour de l’axe géométrique de rotation par rapport au cadre intermédiaire intérieur et au cadre intermédiaire extérieur par le couple résultant.
Ainsi, dans les deux cas, la pièce mobile exécute avantageusement son mouvement autour de l’axe géométrique de rotation.
Selon un autre développement avantageux, le cadre intermédiaire extérieur comporte un enroulement de l’actionneur.
L’invention utilise ainsi les caractéristiques avantageuses d’un actionneur en flexion.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, le cadre intermédiaire extérieur comporte un enroulement de l’actionneur. L’actionneur peut également comporter des électrodes de stator fixés au support et des électrodes d’actionneur fixés au cadre intermédiaire extérieur. Il en résulte un composant micromécanique d’un coût avantageux et facilement réalisable pour son entraînement.
Les avantages développés ci-dessus découlent également du procédé de fabrication du composant micromécanique.
Ainsi, le procédé de fabrication consiste à relier un élément mobile à un support par au moins un ressort, et former un actionneur pour exciter l’élément mobile avec un premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un premier axe de rotation et en même temps exciter l’élément mobile qui oscille selon le premier mouvement oscillant avec un second mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation, procédé caractérisé en ce que l’élément mobile est relié de façon mobile au support par au moins un ressort pour que l’élément mobile puisse être mis en mouvement par rapport au support autour d’un axe géométrique de rotation perpendiculaire au premier axe de rotation et perpendiculaire au second axe de rotation par le couple résultant de l’excitation de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au second mouvement oscillant.
Ce procédé de fabrication s’applique aux différents modes de réalisation du composant micromécanique décrit ci-dessus.
L’invention a également pour objet procédé d’excitation du mouvement d’un élément mobile autour d’un axe géométrique de rotation consistant à exciter un premier mouvement oscillant dans l’élément mobile relié au support par au moins un ressort autour d’un premier axe de rotation perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation par rapport au support, et exciter en même temps un second mouvement oscillant de l’élément mobile oscillant selon le premier mouvement oscillant par rapport au support autour d’un second axe de rotation incliné par rapport au premier axe de rotation et perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation de façon que l’élément mobile soit mis en mouvement autour de l’axe de rotation par le couple résultant de l’excitation de l’élément mobile mis dans un premier mouvement oscillant par rapport au second mouvement oscillant.
Ce procédé d’excitation du mouvement de l’élément mobile autour de l’axe géométrique de rotation est également développé selon les formes de réalisation du composant micromécanique décrit ci-dessus.
Suivant une autre caractéristique avantageuse du procédé, on excite le premier mouvement oscillant résonant de l’élément mobile comme premier mouvement oscillant et en même temps un second mouvement oscillant résonant de l’élément mobile comme second mouvement oscillant de façon que l’élément mobile exécute un mouvement oscillant statique autour de l’axe géométrique de rotation sous l’effet du couple résultant.
Selon un autre développement avantageux, on excite le premier mouvement oscillant de l’élément mobile et en même temps le second mouvement oscillant en phase ou en opposition de phase de l’élément mobile de façon que l’élément mobile effectue un mouvement oscillant autour de l’axe géométrique de rotation sous l’effet du couple résultant.
Selon une variante, en modifiant la phase, on génère le mouvement de rotation avec une différence entre les fréquences propres des deux mouvements oscillants résonants.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après, de manière plus détaillée à l’aide d'exemples de composants micromécaniques et de leur procédé de fabrication représentés dans les dessins annexés dans lesquels :
les figures la-lg représentent schématiquement un premier mode de réalisation d’un composant micromécanique et d’un système de coordonnées pour décrire son fonctionnement, la figure 2 est une représentation schématique d’un second mode de réalisation du composant micromécanique, la figure 3 est une représentation schématique d’un troisième mode de réalisation du composant micromécanique, les figures 4a-4e sont une vue schématique globale et des vues schématiques partielles d’un quatrième mode de réalisation d’un composant micromécanique, la figure 5 est le schéma d’un cinquième mode de réalisation du composant micromécanique, la figure 6 est le schéma d’un sixième mode de réalisation du composant micromécanique, la figure 7 est le schéma d’un septième mode de réalisation du composant micromécanique, et la figure 8 est le schéma d’un huitième mode de réalisation du composant micromécanique.
Description de modes de réalisation
Les figures la-lg sont des schémas relatifs à un premier mode de réalisation du composant micromécanique selon l’invention et d’un système de coordonnées avec des graphiques servant à décrire le fonctionnement de ce composant.
Le composant micromécanique représenté schématiquement à la figure la comporte un support 10 et un élément mobile 12.
L’élément mobile 12 est relié au support 10 par au moins un ressort 14a-14c. A titre d’exemple, l’élément mobile 12 est une plaque à miroir 12 ayant une surface réfléchissante 16. Mais il est à remarquer que la réalisation de l’élément mobile 12 n’est pas limitée à l’exemple donné à la figure la.
Le composant micromécanique a un actionneur 16 (représenté schématiquement) pour exciter par un actionneur 18 un premier mouvement d’oscillation de l’élément mobile 12 par rapport au support 10 autour d’un premier axe de rotation 20. En même temps (que le premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20, l’actionneur 18 excite un second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 effectuant le premier mouvement oscillant par rapport au support 10 autour d’un second axe de rotation 22. La figure la ne montre que schématiquement l’actionneur 18. Les composants de l’actionneur 18 seront détaillés ensuite. Le second axe de rotation 22 est incliné par rapport au premier axe de rotation 20. En particulier, le second axe de rotation 22 est perpendiculaire au premier axe de rotation 20 ; dans l’exemple de réalisation de la figure la, le second axe de rotation 22 est perpendiculaire au plan de la figure.
L’excitation simultanée du premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20 et du second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22 perturbe l’impulsion de rotation orientée du premier axe de rotation 20 de l’élément mobile 12 par une autre impulsion de rotation orientée autour du second axe de rotation 22 de l’élément mobile 12. L’excitation de l’élément mobile 12 effectuant le premier mouvement oscillant (autour du premier axe de rotation 20) par le second mouvement oscillant (autour du second axe de rotation 22) génère un couple. Le couple résultant est orthogonal au premier axe de rotation 20 et au second axe de rotation 22. L’amplitude du couple résultant est proportionnelle au produit de la première vitesse angulaire du premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20 et de la seconde vitesse angulaire du second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22. De plus, l’élément mobile 12 est relié de façon mobile au support 10 par un ressort 14a-14c de sorte que cet élément mobile est activé par le couple résultant, par rapport au support 10, autour d’un axe géométrique de rotation 24 perpendiculaire au premier axe de rotation 20 et au second axe de rotation 22.
Le composant micromécanique décrit ici permet ainsi d’activer l’élément mobile 12 autour de l’axe géométrique de rotation 24 par l’excitation du premier mouvement d’oscillation autour de l’axe de rotation 20 et du second mouvement d’oscillation autour du second axe de rotation 22. Le composant micromécanique peut ainsi être utilisé dans de multiples applications grâce à l’avantage de la possibilité de réglage de l’élément mobile 12.
La fréquence du mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour de l’axe géométrique de rotation 24 dépend de la première fréquence d’entraînement du premier mouvement oscillant (autour du premier axe de rotation 20) et de la seconde fréquence d’entraînement du second mouvement oscillant (autour du second axe de rotation 22). La première fréquence d’entraînement et la seconde fréquence d’entraînement sont choisies pour adapter la fréquence résultante souhaitée du mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour de l’axe géométrique de rotation 24. Si la première fréquence d’entraînement et la seconde fréquence d’entraînement se correspondent exactement, alors la modulation d’une première amplitude des premiers mouvements oscillants et/ou d’une seconde amplitude des seconds mouvements oscillants génère une fréquence quelconque du mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour de l’axe géométrique de rotation 24.
En particulier, l’actionneur 18 est conçu pour que l’élément mobile 12 soit activé selon un premier mouvement oscillant de résonance (autour du premier axe de rotation 20) comme premier mouvement oscillant et en même temps selon un second mouvement oscillant de résonance (autour du second axe de rotation 22) comme second mouvement oscillant de façon que l’élément mobile 12 effectue un mouvement oscillant statique (quasi statique) autour de l’axe de rotation 24 par le couple résultant. L’excitation résonante (purement résonante) du premier mouvement oscillant et du second mouvement oscillant de ίο l’élément mobile génère un mouvement oscillant statique (quasi statique) de l’élément mobile autour de l’axe de rotation 24. Les mouvements oscillants résonants sont entretenus en général avec une faible énergie alors que selon l’état de la technique, pour une excitation (directe) d’un mouvement statique / quasi statique, il faut exercer en permanence une force orientée qui déforme au moins un élément de ressort usuel. Pour réduire la puissance qu’il faut appliquer par une force usuelle orientée de manière appropriée, il est connu, selon l’état de la technique, de concevoir respectivement au moins un élément usuel de ressort aussi souple que possible, ce qui augmente sa fragilité. De plus, les moyens d’entraînement piézo-résistants ou électrostatiques usuels créent souvent une difficulté car la production d’une force élevée ne génère pas un débattement suffisant, les courses de réglage du moyen d’entraînement étant trop courtes.
Le mode de réalisation du composant micromécanique décrit ici ne nécessite toutefois pas d’appliquer la force usuelle nécessaire, orientée pour exciter (directement) le mouvement statique / quasi statique. Au lieu de cela on peut utiliser les avantages de l’excitation résonante du premier mouvement oscillant autour du premier axe de rotation 20 et du second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22 pour le mouvement oscillant statique (quasi statique) de l’élément mobile 12 autour de l’axe de rotation 24 ; cela se traduit par des effets avantageux sur le débattement orienté, sur la prise de puissance, la hauteur de construction et le coût de fabrication du composant micromécanique.
Le premier mouvement oscillant résonant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20 et le second mouvement oscillant résonant de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22 peuvent avoir les mêmes fréquences. Le premier mouvement oscillant résonant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20 peut toutefois avoir une première fréquence propre différente de la seconde fréquence propre, résonante, du second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22.
Dans l’exemple de réalisation de la figure la, le second axe de rotation 22 est perpendiculaire à la surface réfléchissante 16.
L’actionneur 18 communique à l’élément mobile 12 le premier mouvement oscillant (autour du premier axe de rotation 20) et en même temps le second mouvement oscillant autour du deuxième axe de rotation 22 perpendiculaire à la surface réfléchissante 16 ; il peut ainsi dévier le rayon lumineux dirigé sur la surface réfléchissante 16 autour du premier axe de rotation 20 (par le premier mouvement oscillant, de préférence résonant) et en même temps dévier une seconde fois le rayon lumineux autour de l’axe de rotation 24 (à l’aide du mouvement d’oscillation de préférence statique /quasi-statique). Le second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22 n’a pas d’influence ou pratiquement pas d’influence sur le rayon lumineux dirigé vers la surface réfléchissante 16. Le composant micromécanique décrit peut s’appliquer de multiples manières, par exemple à un scanner ou à un projecteur. Cet avantage existe dans la mesure où le premier axe de rotation 20 est perpendiculaire à la surface réfléchissante 16 et que l’élément mobile 12 peut être en même temps mis dans un premier mouvement oscillant par l’actionneur 18 (autour du premier axe de rotation 20 orienté perpendiculairement à la surface réfléchissante 16) et dans un second mouvement oscillant (autour du second axe de rotation 22.
A titre d’exemple, le composant micromécanique de la figure la comporte au moins un ressort intérieur 14a, au moins un ressort intermédiaire 14b et au moins un ressort extérieur 14c. L’élément mobile 12 est relié au cadre intermédiaire intérieur 26 par au moins un ressort intérieur 14a. Le cadre intermédiaire intérieur 26 est relié au cadre intermédiaire extérieur 28 par au moins un ressort intermédiaire 14b. Le cadre intermédiaire extérieur 28 est relié au support 10 par au moins un ressort extérieur 14c.
Dans le mode de réalisation décrit, le premier élément 12 mis en oscillation par l’actionneur 18 est mobile par rapport au cadre intermédiaire intérieur 26, au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (par la déformation d’au moins un ressort intérieur 14a) autour du premier axe de rotation 20. A titre d’exemple, dans le mode de réalisation de la figure la, le ressort intérieur 14a est un ressort de torsion et/ou un ressort-lame qui s’étend le long du premier axe de rota tion 20. L’élément mobile 12 est suspendu entre deux ressorts intérieurs 14a au cadre intermédiaire intérieur 26. De plus, le cadre intermédiaire extérieur 28 et le cadre intermédiaire intérieur 26 sont mobiles avec l’élément mobile 12 qui peut être activé selon le second mouvement d’oscillation par l’actionneur 18 par rapport au support 10 (par déformation du ressort extérieur 14c) autour du second axe de rotation 22. A titre d’exemple, dans le mode de réalisation de la figure la, plusieurs ressorts extérieurs 14c tournent autour du second axe de rotation 22 entre le support 10 et le cadre intermédiaire extérieur 28. Le couple résultant déplace le cadre intermédiaire intérieur 26 avec l’élément mobile 12 par rapport au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (par la déformation du ressort intermédiaire 14b) autour de l’axe de rotation 24. Le ressort intermédiaire 14b peut être constitué par un ressort de torsion et/ou un ressort lame s’étendant le long de l’axe de rotation 24. En plus, le cadre intermédiaire intérieur 26 est suspendu entre deux ressorts intermédiaires 14b au cadre intermédiaire extérieur 28.
L’amplitude du couple résultant du premier mouvement oscillant et du second mouvement oscillant est proportionnelle au produit de la première vitesse angulaire du premier mouvement oscillant et de la seconde vitesse angulaire du second mouvement oscillant. C’est pourquoi l’amplitude du couple résultant est maximum lorsque le premier mouvement oscillant autour du premier axe de rotation 20 et le second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22 sont en phase (c’est-à-dire que leur différence de phase est égale à 0°) ou en opposition de phase (cela signifie que leur différence de phase est égale à 180°). L’amplitude du couple résultant est minimum lorsque le premier mouvement oscillant autour du premier axe de rotation 20 et le second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22 ont une différence de phase égale à 90° ou à 270°.
Cette situation est représentée schématiquement dans le système d’axes de coordonnées des figures lb-le ; dans ce système, les abscisses aux figures lb-le représentent l’axe du temps t (en millisecondes) et l’axe des ordonnées des figures lb et ld est le débattement a (en degrés) du premier mouvement oscillant Φ1 et du second mouve3061705 ment oscillant Φ2 ; les ordonnées des figures le et le représentent le couple résultant M. L’actionneur 18 est de préférence conçu pour exciter le premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 et en même temps le second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 et qu’ils soient en phase, ou en opposition de phase pour que l’élément mobile 12 soit activé par le couple résultant selon un mouvement oscillant autour de l’axe de rotation 24 (voir les figures lb et le). Les figures ld et le montrent une différence de phase de 90° pour permettre la comparaison.
Lorsque l’élément mobile 12 est actionné autour de l’axe de rotation 24, le premier axe de rotation 20 tourne alors que le second axe de rotation 22 reste inchangé. La position du premier axe de rotation 20 par rapport au second axe de rotation 22 varie ainsi, ce qui transfère l’énergie entre le premier mouvement oscillant et le second mouvement oscillant. Comme le premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20 a, en général, une première amplitude beaucoup plus grande que la seconde amplitude du second mouvement oscillant, cela génère avant tout un flux d’énergie orienté, allant du premier mouvement oscillant vers le second mouvement oscillant ; cela augmente la seconde amplitude du second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22.
Cette situation est représentée schématiquement par le système d’axes de coordonnées des figures lf et lg ; les abscisses des figures lf et lg représentent l’axe du temps t (en millisecondes) et les ordonnées des figures lf et lg représentent un débattement a (en degrés) du premier mouvement oscillant Φ1, du second mouvement oscillant Φ2 et du mouvement oscillant Φ3 produit par le couple résultant autour de l’axe de rotation 24.
Cela permet d’utiliser un premier entraînement / première sous-unité de l’actionneur 18 pour exciter / activer (directement) le premier mouvement oscillant autour du premier axe de rotation 20 et aussi produire le second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22. De façon correspondante, un second entraînement / une seconde sous-unité de l’actionneur 18 peut être réalisé pour exciter / activer (directement) le second mouvement oscillant autour du second axe de rotation 22 par une réalisation plus petite et plus économique.
La figure 2 montre schématiquement un second mode de réalisation du composant micromécanique.
Dans ce second composant micromécanique de la figure 2, l’élément mobile 12 est mis dans un premier mouvement oscillant par l’actionneur 18 par rapport au cadre intermédiaire intérieur 26, au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (par la déformation d’au moins un ressort intérieur 14a) autour du premier axe de rotation 20. Ainsi, on peut utiliser le même type de ressort que dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, pour le ressort intérieur 14a. De plus, le cadre intermédiaire intérieur 26 avec l’élément mobile 12 activé avec un second mouvement oscillant par l’actionneur 18 sont mobiles par rapport au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (par la déformation d’au moins un ressort intermédiaire 14b) autour du second axe de rotation 22. Ainsi, pour le ressort intermédiaire 14b, on peut également utiliser le type de ressort extérieur du mode de réalisation décrit précédemment. Le couple résultant permet d’activer / régler le cadre intermédiaire extérieur 28 et le cadre intermédiaire intérieur 26 avec l’élément mobile 12 par rapport au support 10 (avec la déformation d’au moins un ressort extérieur 14c) autour de l’axe de rotation 24. Pour le ressort extérieur 14c on peut ainsi utiliser le type de ressort intermédiaire du mode de réalisation décrit ci-dessus.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 2 on se reportera au mode de réalisation décrit précédemment.
La figure 3 est une représentation schématique d’un troisième mode de réalisation du composant micromécanique.
Dans ce mode de réalisation, l’actionneur 18 communique au cadre intermédiaire intérieur 26 et à l’élément mobile 12, le premier mouvement oscillant par rapport au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (avec la déformation d’au moins un ressort intermédiaire 14b) autour du premier axe de rotation 20. Pour le ressort intermédiaire 14b on peut ainsi utiliser le type de ressort intérieur du mode de réalisation de la figure la. Le cadre intermédiaire extérieur 28 et le cadre intermédiaire intérieur 26 sont mobiles autour du second axe de rotation 22 avec l’élément mobile 12 mis en oscillation selon le second mouvement oscillant, par l’actionneur 18, par rapport au support 10 (avec déformation du ressort extérieur 14c) autour du second axe de rotation 22. On peut ainsi utiliser le même type de ressort que dans le mode de réalisation de la figure la pour le ressort extérieur 14c. Le couple résultant actionne l’élément mobile 12 par rapport au cadre intermédiaire intérieur 26, au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (avec déformation du ressort intérieur 14a, autour de l’axe de rotation 24. Pour le ressort intérieur 14a on peut ainsi utiliser le même type de ressort intermédiaire que celui du mode de réalisation de la figure la.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 3 on se reportera à la description faite ci-dessus.
Les figures 4a-4e montrent schématiquement des vues globales et des vues partielles d’un quatrième mode de réalisation du composant micromécanique.
Le composant micromécanique représenté schématiquement à la figure 4a comporte comme complément au mode de réalisation des figures la-lg, au moins un actionneur en flexion, piézoélectrique 30 (comme partie de l’actionneur 18). L’actionneur piézoélectrique en flexion 30 est un actionneur dont la forme se modifie par l’application d’un signal électrique (signal variable dans le temps) de façon à appliquer à l’élément mobile 12 une force de rappel résultante, produite par la déformation de l’actionneur en flexion 30. L’actionneur piézoélectrique en flexion 30 est relié à l’élément mobile 12 (par l’intermédiaire d’au moins un ressort intérieur 14a) et/ou au cadre intermédiaire intérieur 26 de façon que la déformation de l’actionneur piézoélectrique en flexion 30 active l’élément mobile 12 par rapport au cadre intermédiaire intérieur 26, au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10 (ou au cadre intermédiaire intérieur 26 avec l’élément mobile 12 par rapport au cadre intermédiaire extérieur 28 et au support 10) autour du premier axe de rotation 20. Par exemple, l’actionneur piézoélectrique en flexion 30 comporte une matière piézoélectrique déposée sur une surface de support 32 (non représentée) et/ou des électrodes (non représentées) pour appliquer un signal électrique (signal variable dans le temps). En particulier pour exciter le premier mouvement oscillant résonnant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20, un tel actionneur piézoélectrique en flexion 30 convient tout particulièrement ; en effet, pour exciter le premier mouvement oscillant résultant, il suffit d’une « course d’excitation » relativement courte. Ainsi, l’actionneur piézoélectrique en flexion 30 constitue un actionneur économique et facile à réaliser.
De manière préférentielle, la déformation de l’actionneur piézoélectrique en flexion 30 est en phase avec le premier mouvement oscillant de l’élément mobile 12 autour du premier axe de rotation 20. Une réalisation massive du cadre intermédiaire extérieur 28 permet d’absorber de façon garantie les effets parasites de plusieurs actionneurs piézoélectriques en flexion 30.
Le composant micromécanique de la figure 4a comporte deux actionneurs piézoélectriques en flexion sur un premier côté du premier axe de rotation 20 et deux autres actionneurs piézoélectriques en flexion sur le second côté du premier axe de rotation 20. Un des deux actionneurs piézoélectriques en flexion du même côté du premier axe de rotation 20 se trouve sur le premier côté de l’axe géométrique de rotation 24 alors que l’autre des deux actionneurs piézoélectriques en flexion se trouve sur le même côté du premier axe de rotation 20, sur le second côté de l’axe géométrique de rotation 24. Dans le mode de réalisation de la figure 4a, le cadre intermédiaire intérieur 26 entoure également un actionneur piézoélectrique en flexion 30. Toutefois, cette disposition de l’actionneur piézoélectrique en flexion 30 ne constitue qu’un exemple.
Les figures 4b-4e représentent des exemples de formes d’un ressort extérieur 14c. Le ressort extérieur 14c peut avoir, par exemple, une forme en L comme celle présentée aux figures 4b et 4c. Le ressort extérieur 14c peut également avoir une forme en méandres comme celle représentée aux figures 4d et 4e pour ainsi utiliser la place disponible pour augmenter la flexibilité du ressort extérieur 14c. On peut utiliser des types de ressort très robustes pour le ressort extérieur 14c. De plus, on peut modifier la tension mécanique ou la constante du ressort extérieur 14c en élargissant et/ou en réduisant la largeur du ressort. Cela peut également servir pour influencer la seconde fréquence de résonance du second mouvement oscillant. Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 4, on se reportera aux indications données à propos de la forme de réalisation représentée aux figures la-lg.
La figure 5 montre schématiquement un cinquième mode de réalisation du composant micromécanique.
Le composant micromécanique de la figure 5 comporte au moins un actionneur en flexion 30 à l’extérieur du premier cadre intermédiaire 26. Cela permet d’avoir un ressort intermédiaire 14b plus long utilisé de préférence pour le mouvement oscillant statique (quasi statique) de l’élément mobile 12 autour de l’axe géométrique de rotation 24.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 5, on se reportera à la description donnée aux figures la-lg et aux figures 4.
La figure 6 est une représentation schématique d’un sixième mode de réalisation du composant micromécanique. Comme développement du mode de réalisation de la figure 4, dans le cas du composant micromécanique de la figure 6, il est prévu un ressort de couplage 34 entre deux actionneurs piézoélectriques de flexion 30 situés sur le même côté du premier axe de rotation 20. Les ressorts de couplage 34 améliorent la robustesse du premier mouvement oscillant vis-à-vis des modes parasites.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 6, on se reportera à la description ci-dessus des figures la-lg et de la figure 4.
La figure 7 montre schématiquement un septième mode de réalisation du composant micromécanique.
Le composant micromécanique de la figure 7 comporte comme développement du mode de réalisation des figures 4a-4e, au moins un enroulement 36 (comme partie de l’actionneur 18) et qui est prévu sur et/ou dans le cadre intermédiaire extérieur 28. On peut en plus avoir au moins un aimant permanent sur le support 10. Lorsqu’un courant I traverse l'enroulement 36, le segment radial S de l’enroulement 36 est soumis à une force de Lorentz F selon l’équation 1 suivantes :
F = i(t)(s x B), Eq(l)
Dans cette équation, B est le champ magnétique externe généré par l’aimant permanent. L’entraînement électromagnétique de l’actionneur 18 peut activer de manière fiable le second mouvement oscillant (de préférence selon un mouvement résonant) de l’élément mobile 12 autour du second axe de rotation 22.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 7, on se reportera aux modes de réalisations des figures la-lg et 4a-4e.
La figure 8 est le schéma d’un huitième mode de réalisation du composant micromécanique.
L’actionneur 18 du composant micromécanique de la figure 8 comporte comme développement du mode de réalisation des figures 4a-4e, des électrodes de stator 38 fixées au support 10 et des électrodes d’actionneur 40 fixées au cadre intermédiaire extérieur 28. Les électrodes 38 et 40 représentées schématiquement à la figure 8 permettent d’activer de façon garantie le second mouvement oscillant de l’élément mobile 12 (de préférence un mouvement oscillant résonant) autour du second axe de rotation 22. Cette réalisation du composant micromécanique évite l’entraînement électromagnétique, notamment avec un aimant permanent.
Pour les autres caractéristiques du composant micromécanique de la figure 8, on se reportera à la description des modes de réalisation des figures la-lg et des figures 4a-4e.
NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX
Support
Elément mobile
14a-14c Ressort
Surface réfléchissante
Actionneur
Premier axe de rotation
Second axe de rotation
Axe géométrique de rotation
Cadre intermédiaire intérieur
Cadre intermédiaire extérieur
Actionneur piézoélectrique en flexion
Surface de support
Ressort de couplage
Enroulement
Electrode de stator
Electrode d’actionneur s Segment d’enroulement
Φ1 Premier mouvement oscillant
Φ2 Second mouvement oscillant t Axe du temps

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1°) Composant micromécanique comportant :
    un support (10), un élément mobile (12) relié au support (10) par au moins un ressort (14a, 14b, 14c), et un actionneur (18) pour exciter l’élément mobile (12) suivant un premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au support (10) autour d’un premier axe de rotation (20) et en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) de l’élément mobile (12) oscillant selon le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au support (10) autour d’un second axe de rotation (22) incliné par rapport au premier axe de rotation (20), composant caractérisé en ce que l’élément mobile (12) est monté mobile sur le support (10) par l’intermédiaire d’au moins un ressort (14a, 14b, 14c) de façon que l’élément mobile (12) soit mis en mouvement par rapport au support (10) autour d’un axe géométrique de rotation (24) perpendiculaire au premier axe de rotation (20) et perpendiculaire au second axe de rotation (22), par le couple (M2) résultant de l’excitation de l’élément mobile (12) par le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au second mouvement oscillant (Φ2).
  2. 2°) Composant micromécanique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’actionneur (18) communique à l’élément mobile (12) un premier mouvement oscillant résonant (Φ1) comme premier mouvement oscillant (Φ1) et en même temps un second mouvement oscillant résonant (Φ2) comme second mouvement oscillant (Φ2) de façon que l’élément mobile (12) effectue un mouvement oscillant statique (Φ3) autour de l’axe géométrique de rotation (24) par le couple résultant (M).
  3. 3°) Composant micromécanique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’élément mobile (12) est une plaque de miroir (12) avec une surface réfléchissante (16), et l’élément mobile (12) est activé avec un premier mouvement oscillant (Φ1) autour du premier axe de rotation (20) perpendiculaire à la surface réfléchissante (16) et en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) ou un premier mouvement oscillant (Φ1) et en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) autour du second axe de rotation (22) perpendiculaire à la surface réfléchissante (16).
  4. 4°) Composant micromécanique selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins un ressort intermédiaire (14b) et au moins un ressort extérieur (14c) constituant le ressort (14a, 14b, 14c) et l’élément mobile (12) est relié par un ressort intérieur (14a) à un cadre intermédiaire intérieur (26), relié par au moins un ressort intermédiaire (14b) à un cadre intermédiaire extérieur (28) lui-même relié au support (10) par au moins un ressort extérieur (14c).
  5. 5°) Composant micromécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’élément mobile (12) mis dans un premier mouvement oscillant (Φ1) par l’actionneur (18) par rapport au cadre intermédiaire intérieur (26), au cadre intermédiaire extérieur (28) et au support (10) autour du premier axe de rotation (20) et le cadre intermédiaire extérieur (28) et le cadre intermédiaire intérieur (26) avec l’élément mobile (12) oscillant selon le second mouvement oscillant (Φ2) sont mis en mouvement par l’actionneur (18) par rapport au support (10) autour du second axe de rotation (22) et le couple résultant (M) met en mouvement le cadre intermédiaire (26) avec l’élément mobile (12) autour de l’axe géométrique de rotation (24) par rapport au cadre intermédiaire extérieur (28) et au support (10).
  6. 6°) Composant micromécanique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le cadre intermédiaire (26) avec l’élément mobile (12) oscillant selon le premier mouvement oscillant (Φ1) sont mis en mouvement par l’actionneur (18) autour du premier axe de rotation (20) par rapport au cadre intermédiaire extérieur (28) et au support (10), et le cadre intermédiaire extérieur (28) et le cadre intermédiaire intérieur (26) avec l’élément mobile (12) oscillant selon un second mouvement oscillant (Φ2), sont mis en mouvement autour du second axe de rotation (22) par rapport au support (10) par l’actionneur (18), et l’élément mobile (12) est mis en mouvement autour de l’axe géométrique de rotation (24) par rapport au cadre intermédiaire intérieur (26) et au cadre intermédiaire extérieur (28) par le couple résultant (M).
  7. 7°) Composant micromécanique selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu’ au moins un actionneur piézoélectrique en flexion (30) de l’actionneur (18) est relié à l’élément mobile (12) et/ou au cadre intermédiaire intérieur (26) de façon que par une déformation de l’actionneur piézoélectrique en flexion (30), l’élément mobile (12) soit mis en mouvement par rapport au cadre intermédiaire intérieur (26), au cadre intermédiaire extérieur (28) et au support (10) ou par rapport au cadre intermédiaire intérieur (26) et l’élément mobile (12) par rapport au cadre intermédiaire extérieur (28) et au support (10) autour du premier axe de rotation (20).
  8. 8°) Composant micromécanique selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le cadre intermédiaire extérieur (28) comporte un enroulement (36) de l’actionneur (18).
  9. 9°) Composant micromécanique selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l’actionneur (18) comporte des électrodes de stator (38) fixées au support (10) et des électrodes d’actionneur (40) fixées au cadre intermédiaire extérieur (28).
  10. 10°) Procédé de fabrication d’un composant micromécanique consistant à :
    relier un élément mobile (12) à un support (10) par au moins un ressort (14a, 14b, 14c), et former un actionneur (18) pour exciter l’élément mobile (12) avec un premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au support (10) autour d’un premier axe de rotation (20) et en même temps exciter l’élément mobile (12) qui oscille selon le premier mouvement oscillant (Φ1) avec un second mouvement oscillant (Φ2) par rapport au support (10) autour d’un second axe de rotation (22) incliné par rapport au premier axe de rotation (20), procédé caractérisé en ce que l’élément mobile (12) est relié de façon mobile au support (10) par au moins un ressort (14a, 14b, 14c) pour que l’élément mobile (12) puisse être mis en mouvement par rapport au support (10) autour d’un axe géométrique de rotation (24) perpendiculaire au premier axe de rotation (20) et perpendiculaire au second axe de rotation (22) par le couple (M) résultant de l’excitation de l’élément mobile (12) oscillant selon le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au second mouvement oscillant (Φ2).
  11. 11°) Procédé d’excitation du mouvement d’un élément mobile (12) autour d’un axe géométrique de rotation (24) consistant à :
    exciter un premier mouvement oscillant (Φ1) dans l’élément mobile (12) relié au support (10) par au moins un ressort (14a, 14b, 14c) autour d’un premier axe de rotation (20) perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation (24) par rapport au support (10), et exciter en même temps un second mouvement oscillant (Φ2) de l’élément mobile (12) oscillant selon le premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au support (10) autour d’un second axe de rotation (22) incliné par rapport au premier axe de rotation (20) et perpendiculaire à l’axe géométrique de rotation (24) de façon que l’élément mobile (12) soit mis en mouvement autour de l’axe de rotation (24) par le couple (M) résultant de l’excitation de l’élément mobile (12) mis dans un premier mouvement oscillant (Φ1) par rapport au second mouvement oscillant (Φ2).
  12. 12°) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu’ on excite le premier mouvement oscillant résonant (Φ1) de l’élément mobile (12) comme premier mouvement oscillant (Φ1) et en même temps un second mouvement oscillant résonant (Φ2) de l’élément mobile (12) comme second mouvement oscillant (Φ2) de façon que l’élément mobile (12) exécute un mouvement oscillant statique (Φ3) autour de l’axe géométrique de rotation (24) sous l’effet du couple résultant (M).
  13. 13°) Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu’ on excite le premier mouvement oscillant (Φ1) de l’élément mobile (12) et en même temps le second mouvement oscillant (Φ2) en phase ou en opposition de phase de l’élément mobile (12) de façon que l’élément mobile (12) effectue un mouvement oscillant (Φ3) autour de l’axe géométrique de rotation (24) sous l’effet du couple résultant (M).
    1/9
    2/9
    3/9
    4/9
FR1850160A 2017-01-11 2018-01-09 Composant micromecanique et son procede de fabrication Active FR3061705B1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017200352.9A DE102017200352A1 (de) 2017-01-11 2017-01-11 Mikromechanisches Bauteil, Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil und Verfahren zum Anregen einer Bewegung eines verstellbaren Teils um eine Rotationsachse
DE102017200352.9 2017-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3061705A1 true FR3061705A1 (fr) 2018-07-13
FR3061705B1 FR3061705B1 (fr) 2020-03-27

Family

ID=60382218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1850160A Active FR3061705B1 (fr) 2017-01-11 2018-01-09 Composant micromecanique et son procede de fabrication

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11066295B2 (fr)
JP (1) JP6812575B2 (fr)
CN (1) CN110167871B (fr)
DE (1) DE102017200352A1 (fr)
FR (1) FR3061705B1 (fr)
TW (1) TW201831395A (fr)
WO (1) WO2018130326A1 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020204961A1 (de) * 2020-04-20 2021-10-21 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Mikroelektronikvorrichtung
DE102021116165B3 (de) * 2021-06-22 2022-10-20 OQmented GmbH Lissajous-mikroscanner mit zentraler spiegelaufhängung und verfahren zu seiner herstellung
DE102023200056A1 (de) 2023-01-04 2024-07-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mikromechanisches Bauteil

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7542188B2 (en) 2004-01-20 2009-06-02 National University Of Singapore Optical scanning using vibratory diffraction gratings
JP4980990B2 (ja) * 2008-06-25 2012-07-18 パナソニック株式会社 可動構造体及びそれを用いたマイクロミラー素子
DE102009026507A1 (de) * 2009-05-27 2010-12-02 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
DE102011006598B4 (de) * 2011-03-31 2022-07-21 Robert Bosch Gmbh Bauteil mit einem verstellbaren Teil und Verfahren zum Betreiben eines Bauteils mit einem verstellbaren Teil
DE102011104556B4 (de) * 2011-06-15 2021-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Ablenkvorrichtung für einen Scanner mit Lissajous-Abtastung
JP5920706B2 (ja) 2012-02-29 2016-05-18 国立大学法人 香川大学 Ｍｅｍｓ光学部品
DE102012219591B4 (de) 2012-10-25 2024-07-11 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil, Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil und Verfahren zum Betreiben eines mikromechanischen Bauteils
DE102012219660B4 (de) * 2012-10-26 2023-10-12 Robert Bosch Gmbh Mechanisches Bauteil
JP2015227899A (ja) 2013-01-11 2015-12-17 浜松ホトニクス株式会社 ミラー駆動装置
CN105143958B (zh) * 2013-04-24 2018-10-16 罗伯特·博世有限公司 微机械部件和用于微机械部件的制造方法
JP6496304B2 (ja) 2014-03-31 2019-04-03 学校法人早稲田大学 マイクロ駆動装置及びそれを用いたマイクロデバイス
DE102014211027A1 (de) 2014-06-10 2015-12-17 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil
JP6560897B2 (ja) 2015-05-20 2019-08-14 スタンレー電気株式会社 圧電膜の積層体とその製造方法及び光スキャナ

Also Published As

Publication number Publication date
CN110167871B (zh) 2023-02-28
JP6812575B2 (ja) 2021-01-13
JP2020504028A (ja) 2020-02-06
CN110167871A (zh) 2019-08-23
DE102017200352A1 (de) 2018-07-12
FR3061705B1 (fr) 2020-03-27
US11066295B2 (en) 2021-07-20
TW201831395A (zh) 2018-09-01
WO2018130326A1 (fr) 2018-07-19
US20190359478A1 (en) 2019-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107250876B (zh) 混合mems扫描模块
KR102183032B1 (ko) 2차원들로 라이다 시스템을 스캐닝하기 위한 방법들 및 장치들
US9482864B2 (en) Optical scanner, actuator, image display device, and head-mounted display
JP4574396B2 (ja) 光偏向器
US10746982B2 (en) Electrostatically actuated oscillating structure with oscillation starting phase control, and manufacturing and driving method thereof
FR3061705A1 (fr) Composant micromecanique et son procede de fabrication
CN101925845B (zh) 图像投影的振动反射镜
EP2908191B1 (fr) Régulation en fréquence d'un résonateur d'horlogerie par action sur la rigidité d'un moyen de rappel élastique
EP2960625B1 (fr) Capteur inertiel angulaire mems fonctionnant en mode diapason
JP4984117B2 (ja) ２次元光スキャナ、それを用いた光学装置および２次元光スキャナの製造方法
KR20140145074A (ko) 광학 디바이스, 광스캐너 및 화상 표시 장치
FR2894661A1 (fr) Gyrometre vibrant equilibre par un dispositif electrostatique
US11061221B2 (en) Micromechanical component, method for manufacturing a micromechanical component, and method for exciting a movement of an adjustable part about a rotational axis
EP3691110A1 (fr) Mecanisme de deplacement nanometrique a vis
FR2495400A1 (fr) Dispositif moteur pas a pas de tres grande sensibilite
FR2488505A1 (fr) Rehausseur dynamique d'images pour fibroscopes
US8270057B2 (en) Oscillator device, optical deflecting device and method of controlling the same
JP2008191537A (ja) 振動素子、及び振動素子を備える光偏向器
US20100302612A1 (en) Oscillating structure and oscillator device using the same
JP2006323001A (ja) 揺動体装置、およびそれを用いた光偏向器
JP2006313216A (ja) 揺動体装置、およびそれを用いた光偏向器
FR2980278A1 (fr) Miroir comprenant des moyens mecaniques de generation d'aberrations geometriques primaires
CN115774332A (zh) 微镜器件及光扫描装置
CH709279B1 (fr) Régulation en fréquence d'un résonateur d'horlogerie par action sur la raideur d'un moyen de rappel élastique.
JP2010054652A (ja) 光走査装置

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7