IT201800008091A1

IT201800008091A1 - Dispositivo micromeccanico dotato di una struttura orientabile tramite attuazione quasi-statica di tipo piezoelettrico e avente elementi di irrigidimento

Info

Publication number: IT201800008091A1
Application number: IT102018000008091A
Authority: IT
Inventors: Nicolo' Boni; Roberto Carminati; Massimiliano Merli
Original assignee: St Microelectronics Srl
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-02-14
Also published as: US11448871B2; US20200057298A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“DISPOSITIVO MICROMECCANICO DOTATO DI UNA STRUTTURA ORIENTABILE TRAMITE ATTUAZIONE QUASI-STATICA DI TIPO PIEZOELETTRICO E AVENTE ELEMENTI DI IRRIGIDIMENTO”

La presente invenzione è relativa ad un dispositivo micromeccanico dotato di una struttura orientabile tramite attuazione quasi-statica di tipo piezoelettrico e avente elementi di irrigidimento. In particolare, in seguito si farà riferimento ad un microspecchio realizzato in tecnologia MEMS (“Micro-Electro-Mechanical System”), senza per questo perdere di generalità.

Sono noti dispositivi micromeccanici aventi una struttura a specchio realizzata con la tecnologia dei materiali semiconduttori. Tali dispositivi micromeccanici vengono utilizzati in apparecchi portatili, quali ad esempio computer portatili, laptop, notebook (compresi i notebook ultra-sottili), PDA, tablet, telefoni cellulari smartphone, per applicazioni ottiche, in particolare per indirizzare con modalità desiderate fasci di radiazioni luminose generati da una sorgente di luce.

Grazie alle ridotte dimensioni, tali dispositivi consentono di rispettare requisiti stringenti per quanto riguarda l’occupazione di spazio, in termini di area e spessore. Ad esempio, dispositivi micromeccanici a specchio vengono utilizzati in moduli proiettori miniaturizzati (cosiddetti picoproiettori), in grado di proiettare a distanza immagini o di generare schemi (“pattern”) di luce desiderati. In abbinamento ad un modulo di cattura di immagini, un modulo proiettore di questo genere consente ad esempio la realizzazione di una foto- o video-camera tridimensionale (3D) per la formazione di immagini tridimensionali.

I dispositivi micromeccanici a specchio includono generalmente un elemento a specchio sospeso su una cavità e realizzato a partire da un corpo di materiale semiconduttore in modo tale da risultare mobile, ad esempio con movimento di inclinazione o rotazione, per indirizzare in maniera desiderata il fascio luminoso incidente.

Ad esempio, la figura 1 mostra schematicamente un picoproiettore 9 comprendente una sorgente luminosa 1, tipicamente una sorgente laser, generante un fascio di luce 2 composto da tre fasci monocromatici, uno per ogni colore base, e che, attraverso un'ottica 3 mostrata solo schematicamente, viene deflesso da un elemento a specchio 5 verso uno schermo 6. Nell'esempio mostrato, l'elemento a specchio 5 è di tipo bidimensionale, comandato in modo da ruotare intorno ad un primo asse di rotazione A (qui, verticale) e ad un secondo asse di rotazione B (qui, orizzontale). La rotazione dell'elemento a specchio 5 intorno al primo asse di rotazione A genera una scansione orizzontale rapida, come mostrato in figura 2. La rotazione dell'elemento a specchio 5 intorno al secondo asse di rotazione B, perpendicolare al primo asse di rotazione A, genera una scansione verticale lenta, tipicamente a dente di sega. Lo schema di scansione ottenuto è mostrato in figura 2 e indicato con 7.

La rotazione dell'elemento a specchio 5 viene comandata tramite un sistema di attuazione che, attualmente, è di tipo elettrostatico, magnetico o piezoelettrico.

Un esempio di dispositivo in cui il movimento di scansione intorno ad almeno il secondo asse di rotazione B è comandato in modo piezoelettrico è descritto con riferimento al brevetto europeo EP 3178783 e mostrato schematicamente nelle figure 3 e 4.

In particolare, le figure 3 e 4 mostrano un dispositivo micromeccanico 20 dotato di una struttura orientabile 22 in grado di ruotare intorno al secondo asse di rotazione B, qui parallelo ad un primo asse X del sistema di riferimento XYZ. La struttura orientabile 22 è sospesa su una cavità (non mostrata), ha qui forma quadrangolare, in particolare rettangolare, ed è supportata attraverso una struttura di supporto e attuazione 24. La struttura di supporto e attuazione 24 comprende un primo e un secondo elemento a molla 25, 26, disposti lateralmente rispetto alla struttura orientabile 22, in particolare su lati opposti di questa, intersecati dal secondo asse di rotazione B.

Come evidente in figura 3, gli elementi a molla 25, 26 hanno una forma a spirale e presentano ciascuno una prima estremità 30, risp. 31 e una seconda estremità 34, risp.

35. Le prime estremità 30, 31 degli elementi a molla 25, 26 sono interne alla forma a spirale e sono ancorate al fondo della cavità (non mostrata) mediante elementi di ancoraggio 32, 33 (mostrati in tratteggio in figura 3), perpendicolari alla struttura orientabile 22. Le seconde estremità 34, 35 degli elementi a molla 25, 26 sono esterne alla forma a spirale e sono solidali alla struttura orientabile 22. Qui, le prime estremità 30, 31 e le seconde estremità 34, 35 degli elementi a molla 25, 26 sono disassate rispetto al secondo asse di rotazione B, su un medesimo lato dello stesso.

Gli elementi a molla 25, 26 sono formati da una pluralità di primi bracci 40, risp. 41 e da una pluralità di secondi bracci 42, risp. 43 paralleli fra loro e perpendicolari rispetto al secondo asse di rotazione B. Per ciascuno degli elementi a molla 25 e 26, i primi bracci 40 e 41 si trovano fra la struttura orientabile 22 e un rispettivo piano mediano C, D degli elementi a molla 25, 26, perpendicolarmente al secondo asse di rotazione B. I secondi bracci 42, 43 si estendono dalla parte opposta rispetto al rispettivo piano mediano C, D degli elementi a molla 25, 26.

Percorrendo la forma a spirale degli elementi a molla 25, 26 a partire dalla loro prima estremità 30, 31, il braccio più interno di ciascuna forma a spirale è formato da un secondo braccio 42, 43 (qui indicato con 42A, 43A) ancorato al rispettivo elemento di ancoraggio 32, 33.

Sempre percorrendo la forma a spirale degli elementi a molla 25, 26 a partire dalla loro prima estremità 30, 31, ciascun primo braccio 40, 41 è connesso ad un secondo braccio 42, 43 precedente (o al secondo braccio 42A, 43A) tramite una rispettiva prima porzione di molla 36, 37 estendentesi perpendicolarmente ai primi e secondi bracci 40-43, dalla parte opposta del secondo asse di rotazione B rispetto al rispettivo elemento di ancoraggio 32 e 33.

Ancora percorrendo la forma a spirale degli elementi a molla 25, 26 a partire dalla loro prima estremità 30, 31, ciascun secondo braccio 42, 43 è connesso ad un primo braccio 40, 41 precedente tramite una rispettiva seconda porzione di molla 38, 39 estendentesi perpendicolarmente ai primi e secondi bracci 40-43, dalla stessa parte del secondo asse di rotazione B rispetto al rispettivo elemento di ancoraggio 32 e 33. Sempre percorrendo la forma a spirale degli elementi a molla 25, 26 a partire dalla loro prima estremità 30, 31, la struttura orientabile 22 è collegata agli elementi a molla 25, 26 attraverso un primo braccio 40A, 41A.

Con riferimento alla figura 4, ciascuno dei primi bracci 40, 41 porta una rispettiva prima banda piezoelettrica 44 di materiale piezoelettrico; similmente, ciascuno dei secondi bracci 42, 43 porta una rispettiva seconda banda piezoelettrica 45 di materiale piezoelettrico. Ad esempio, le bande piezoelettriche 44, 45 possono essere di una ceramica a base di titanato-zirconato di piombo (PZT).

Le prime bande piezoelettriche 44 sono elettricamente collegabili, in uso, ad un primo generatore di tensione 46 e le seconde bande piezoelettriche 45 sono elettricamente collegabili, in uso, ad un secondo generatore di tensione 47 tramite connessioni metalliche mostrate solo schematicamente.

Nuovamente con riferimento alla figura 3, la struttura orientabile 22 è formata una piattaforma orientabile 50 sospesa ad un telaio 51 attraverso due molle a torsione 52 in modo da poter ruotare intorno al primo asse di rotazione A, qui parallelo ad un secondo asse Y del sistema di riferimento XYZ. La rotazione della piattaforma orientabile 50 può essere controllata tramite strutture di attuazione 53 di tipo noto, ad esempio di tipo elettrostatico o piezoelettrico, mostrate solo schematicamente. La piattaforma orientabile 50 porta una superficie riflettente 55, in modo di per sé noto.

In uso, i generatori di tensione 46, 47 sono comandati in opposizione di fase.

In una prima fase, viene applicata una tensione di attuazione (tipicamente compresa tra 20 V e 60 V) alle prime bande piezoelettriche 44 mediante il primo generatore 46 e le seconde bande piezoelettriche 45 sono portate ad una tensione di massa (ovvero, pari a 0 V) mediante il secondo generatore 47. In queste condizioni, nella prima fase i primi bracci 40, 41 si deformano e si incurvano, ruotando intorno al secondo asse di rotazione B in modo tale da portare le loro estremità collegate ai secondi bracci 42, 43 successivi e le seconde porzioni di molla 38, 39 in posizione sollevata rispetto al piano di riposo. In questo modo, la metà della struttura di attuazione 24 che si trova dalla stessa parte degli elementi di ancoraggio 32, 33 rispetto al secondo asse di rotazione B ruota verso l'alto (all'esterno dalla cavità) e i secondi bracci 42, 43 ruotano rigidamente, data la mancanza di polarizzazione di questi ultimi.

In una seconda fase, la tensione di attuazione viene applicata alle seconde bande piezoelettriche 45 mediante il secondo generatore 47 e le prime bande piezoelettriche 44 sono portate alla tensione di massa (ovvero, a 0 V) mediante il primo generatore 46. In modo opposto a quanto sopra descritto, in questo caso i secondi bracci 42, 43 si incurvano, ruotando intorno al secondo asse di rotazione B in direzione opposta a quella precedente, in modo tale da far ruotare verso l'alto (all’esterno dalla cavità) la metà della struttura di attuazione 24 che si trova dalla parte opposta agli elementi di ancoraggio 32, 33 rispetto al secondo asse di rotazione B.

Comandando i generatori di tensione 46, 47 alternativamente secondo una sequenza di prime e seconde fasi, è possibile ottenere l'orientamento della struttura orientabile 22 e quindi della superficie riflettente 55 secondo una scansione verticale ad una frequenza desiderata (ad esempio, 60 Hz).

Benché il dispositivo delle figure 3 e 4 sia vantaggioso in quanto consente di utilizzare tensioni unipolari, in talune situazioni esso è soggetto a movimenti fuori del piano (“out-of-plane movements”, ovvero, in direzione parallela ad un terzo asse Z del sistema di riferimento XYZ) che non ne consentono l'utilizzazione in alcune applicazioni.

Infatti, lo strato di silicio formante i bracci 40-43 ha uno spessore ridotto, ad esempio pari a 20 µm, in modo tale da massimizzare lo spostamento (“displacement”) dei bracci 40-43 per effetto dell’attuazione piezoelettrica delle bande piezoelettriche 44, 45. Tuttavia, il ridotto spessore dei bracci 40-43 li rende maggiormente sensibili a indesiderati movimenti fuori dal piano. In altre parole, il dispositivo micromeccanico 20 ha una minore rigidezza (“stiffness”) rispetto ai movimenti fuori dal piano.

Ne consegue che la corrispondente frequenza del modo fuori dal piano del dispositivo micromeccanico 20 è ridotta. Infatti, come è noto, la rigidezza e la frequenza del relativo modo sono legate nel seguente modo:

in cui k è la rigidezza del relativo modo dei bracci 40-43, m è la loro massa riferita al relativo modo e f è la frequenza del relativo modo. Una minore rigidezza lungo una direzione (in particolare, lungo il terzo asse Z) comporta una minore frequenza del relativo modo.

A tal proposito, la Richiedente ha verificato che la frequenza del modo fuori dal piano è prossima alla frequenza di attuazione quasi-statica (ad esempio, compresa tra 60 Hz e 120 Hz) del dispositivo micromeccanico 20, data la minore rigidezza rispetto a movimenti fuori dal piano del dispositivo stesso. Pertanto, i movimenti quasi-statici del dispositivo micromeccanico 20 sono influenzati in modo non trascurabile dai movimenti fuori dal piano, i quali costituiscono un elemento di disturbo agli ulteriori movimenti torsionali rispetto al primo e/o al secondo asse di rotazione A, B e quindi possono originare letture non corrette.

In aggiunta, la maggiore sensibilità a movimenti fuori dal piano provoca una maggiore sensibilità del dispositivo micromeccanico 20 a movimenti bruschi (“shock”) fuori dal piano, riducendone la robustezza.

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un dispositivo micromeccanico che superi gli inconvenienti della tecnica nota.

Secondo la presente invenzione viene realizzato un dispositivo micromeccanico come definito nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1 è una rappresentazione schematica di un picoproiettore;

- la figura 2 mostra lo schema di proiezione di un'immagine generata dal picoproiettore di figura 1 su uno schermo;

- la figura 3 è una vista dall’alto schematica di un dispositivo micromeccanico noto;

- la figura 4 è una vista dall’alto semplificata, con porzioni rimosse per chiarezza, del dispositivo micromeccanico di figura 3;

- la figura 5 è una vista dall’alto schematica del presente dispositivo micromeccanico;

- la figura 6 è una sezione trasversale presa lungo la linea di sezione VI-VI di figura 5 del dispositivo micromeccanico di figura 5;

- la figura 7 è una sezione trasversale presa lungo la linea di sezione VII-VII di figura 5 del dispositivo micromeccanico di figura 5;

- la figura 8 è una vista prospettica semplificata del presente dispositivo microelettronico in una prima fase di attuazione;

- la figura 9 è una vista prospettica semplificata del presente dispositivo microelettronico in una seconda fase di attuazione;

- le figure 10-12 sono viste dall’alto semplificate di ulteriori forme di realizzazione del presente dispositivo micromeccanico;

- la figura 13 è uno schema a blocchi di un picoproiettore utilizzante il presente dispositivo micromeccanico; e

- le figure 14 e 15 mostrano varianti di accoppiamento tra il pico-proiettore di figura 13 ed un apparecchio elettronico portatile.

Le figure 5-7 mostrano schematicamente un dispositivo micromeccanico 100, in particolare un microspecchio di tipo MEMS (“Micro-Electro-Mechanical Systems”), in condizione di riposo.

Il dispositivo micromeccanico 100 comprende un corpo di supporto 102, di materiale semiconduttore (ad esempio silicio). In particolare, il corpo di supporto 102 ha forma, in vista dall’alto, quadrangolare (ad esempio, rettangolare) e alloggia una cavità 106 (figura 6). Il corpo di supporto 102 comprende una pluralità di elementi di sostegno 102A-102C, aventi forma, in vista dall’alto, a cornice quadrangolare (ad esempio, rettangolare), non visibile nei disegni. Inoltre, il corpo di supporto 102 può essere vincolato ad un substrato (non mostrato) in modo di per sé noto.

Il dispositivo micromeccanico 100 comprende inoltre una piastra funzionale 104, prevalentemente bidimensionale ed estendentesi su un piano di estensione P parallelo ad un piano XY di un sistema di riferimento cartesiano XYZ. In particolare, figura 6, la piastra funzionale 104 è fissata al corpo di supporto 102 (e, quindi, alla pluralità di elementi di sostegno 102A-102C) mediante uno strato di interposizione 108 (ad esempio, di ossido o colla), estendentesi sul corpo di supporto 102.

In maggior dettaglio, la piastra funzionale 104 comprende una struttura orientabile 110 e una struttura portante 112, circondante la struttura orientabile 110.

In particolare, la struttura portante 112 ha forma, in vista dall’alto (figura 5), a cornice quadrangolare (ad esempio, rettangolare) ed è accoppiata al corpo di supporto 102, in particolare all’elemento di sostegno 102A. La struttura orientabile 110 e la struttura portante 112 sono ottenute a partire da una medesima piastrina di materiale semiconduttore, ad esempio silicio, usando tecniche note di lavorazione dei semiconduttori, quali scavo, crescita, deposizione e/o rimozione selettiva, in modo di per sé noto.

La struttura orientabile 110 è in grado di ruotare intorno ad un primo asse di rotazione M (anche definito, qui, asse di rotazione lenta, “slow axis”, o quasistatico), parallelo ad un asse X del sistema di riferimento cartesiano XYZ. Inoltre, la struttura orientabile 110 è sospesa sulla cavità 106 e comprende una porzione mobile 120, accoppiata alla struttura portante 112 mediante elementi di irrigidimento 121, 123. In dettaglio, gli elementi di irrigidimento 121, 123 sono accoppiati al corpo di supporto 102, in particolare all’elemento di sostegno 102B.

La porzione mobile 120 comprende una piattaforma orientabile 126, portante, in modo di per sé noto, una superficie riflettente 128. In particolare, la superficie riflettente 128 è qui uno specchio.

La piattaforma orientabile 126 è in grado di ruotare attorno ad un secondo asse di rotazione N (anche definito, qui, come asse di rotazione rapida, “fast axis”, o risonante, ad esempio a 38 kHz), parallelo ad un asse Y del sistema di riferimento cartesiano XYZ, grazie a travi di supporto piattaforma (in seguito anche definiti bracci di torsione) 130. In dettaglio, i bracci di torsione 130 sono fissati alla piattaforma orientabile 126 a rispettive prime estremità e sono disposti lungo la direzione di estensione del secondo asse di rotazione N, simmetricamente rispetto al primo asse di rotazione M.

La porzione mobile 120 comprende inoltre una struttura di supporto 134, in particolare un elemento a telaio, avente forma, in vista dall’alto (figura 5), a cornice quadrangolare (ad esempio, rettangolare, circondante la porzione orientabile 126), accoppiato al corpo di supporto 102, in particolare all’elemento di sostegno 102B. La porzione orientabile 126 è fissata alla struttura di supporto 134 attraverso i bracci di torsione 130.

La porzione mobile 120 comprende inoltre una prima struttura di attuazione 114, includente bracci di attuazione 136. In particolare, i bracci di attuazione 136 sono collegati centralmente a rispettive seconde estremità dei bracci di torsione 130 e si estendono trasversalmente, in particolare perpendicolarmente, ai bracci di torsione 130; inoltre, i bracci di attuazione 136 sono disposti simmetricamente rispetto al primo asse di rotazione M.

I bracci di attuazione 136 portano primi e secondi elementi di attuazione 140, 142 (mostrati solo schematicamente in figura 5) di tipo noto, ad esempio di tipo piezoelettrico. In particolare, gli elementi di attuazione 140, 142 sono disposti simmetricamente rispetto al secondo asse di rotazione N e hanno, qui, estensione principale lungo direzioni parallele al primo asse di rotazione M.

In uso, gli elementi di attuazione 140, 142 sono elettricamente comandati da rispettivi generatori di tensione (non mostrati), polarizzati in modo alternato (ad esempio, mediante un segnale impulsato, quale un’onda quadra) con una tensione, ad esempio, di 40 V, in modo da controllare l’orientamento della piattaforma orientabile 126 (e, dunque, della superficie riflettente 128) attorno al secondo asse di rotazione N (movimento risonante).

Come anticipato in precedenza, il primo e il secondo elemento di irrigidimento 121, 123 fissano la porzione mobile 120 alla struttura portante 112. In particolare, gli elementi di irrigidimento 121, 123 comprendono rispettivi bracci sporgenti 141, 143, trasversali, in particolare perpendicolari, all'asse X del sistema di riferimento cartesiano XYZ; e rispettive porzioni di collegamento 151, 153. Le porzioni di collegamento 151, 153 sono ad esempio elementi a molla e sono vincolati, in corrispondenza di una rispettiva prima estremità 151A, 153A, ai rispettivi bracci sporgenti 141, 143 e, in corrispondenza di una rispettiva seconda estremità 151B, 153B, a rispettivi punti di vincolo 161, 163 posti su lati opposti (ovvero simmetrici rispetto al secondo asse di rotazione N) della struttura di supporto 134. Con la presente configurazione, le porzioni di collegamento 151, 153 hanno rispettivi assi di rotazione coincidenti con il primo asse di rotazione M della struttura orientabile 110 del dispositivo micromeccanico 100.

Le porzioni di collegamento 151, 153 hanno rigidezza compresa, ad esempio, di 250 N/m relativamente a movimenti (deformazioni) lungo l'asse Z. In questo modo, in uso, le porzioni di collegamento 151, 153 limitano i movimenti fuori dal piano della struttura orientabile 110, senza interferire con i movimenti attorno al primo e/o al secondo asse di rotazione M, N. La struttura orientabile 110 è pertanto meno deformabile rispetto a movimenti perpendicolari al piano di estensione P, ovvero a movimenti lungo un’asse Z del sistema di riferimento cartesiano XYZ.

La struttura orientabile 110 comprende inoltre una seconda struttura di attuazione 116, includente elementi deformabili 122, 124 disposti lateralmente rispetto alla porzione mobile 120, in particolare su lati opposti di questa, intersecati dal primo asse di rotazione M. Gli elementi deformabili 122, 124 sono quindi disposti simmetricamente rispetto alla porzione mobile 120, nonché al secondo asse di rotazione N.

In maggior dettaglio, gli elementi deformabili 122, 124 sono fissati alla struttura di supporto 134 tramite rispettive prime estremità 122A, 124A e alla struttura portante 112 tramite rispettive seconde estremità 122B, 124B. Nella forma di realizzazione di figura 5, gli elementi deformabili 122, 124 sono sospesi sulla cavità 106 e hanno, ad esempio, una forma a serpentina.

In particolare, ciascun elemento deformabile 122, 124 comprende rispettivi primi e secondi bracci deformabili 170, 172, aventi estensione principale parallela al secondo asse di rotazione N, e rispettivi primi e secondi bracci trasversali 171, 173, aventi estensione principale parallela al primo asse di rotazione M. In dettaglio, i primi e i secondi bracci deformabili 170, 172 sono alternati tra loro lungo il primo asse di rotazione M e hanno rispettive prime e seconde estremità 170’, 170”, 172’, 172”.

I secondi bracci trasversali 173 collegano la struttura di supporto 134 con la prima estremità 170’ del primo braccio deformabile 170 di ciascuna prima e seconda struttura deformabile 122, 124 immediatamente adiacente (braccio indicato, in figura 5, con il numero di riferimento 170A), in modo da fissare le strutture deformabili 122, 124 alla porzione mobile 120; e i secondi bracci trasversali 171 collegano alternativamente estremità adiacenti dei restanti primi e secondi bracci deformabili 170, 172, in modo da formare la struttura a serpentina.

I secondi bracci deformabili 172 più distanti dalla porzione mobile 120 (indicati, in figura 5, con il numero di riferimento 172A) sono fissati alla struttura portante 112 tramite la seconda estremità 122A, 124A (qui, coincidente con la prima estremità 172’ di ciascun secondo braccio deformabile 172A).

Ciascuno dei primi bracci deformabili 170 porta una rispettiva prima banda 180 di materiale piezoelettrico; similmente, ciascuno dei secondi bracci deformabili 172 porta una rispettiva seconda banda 182 di materiale piezoelettrico. Ad esempio, le bande 180, 182 possono essere di una ceramica a base di titanato-zirconato di piombo (PZT).

Come mostrato in figura 7, ciascuna banda 180, 182 comprende una pila formata da un primo elettrodo 191, uno strato di materiale piezoelettrico 192 e un secondo elettrodo 193. Uno strato isolante 190 si estende fra la pila 191-193 e i bracci deformabili 170, 172. Ciascuna banda 180, 182 è quindi rappresentabile elettricamente come un condensatore, il cui primo elettrodo 191 è collegato a massa e il cui secondo elettrodo 192 è polarizzato nel modo sotto descritto.

In dettaglio, le prime bande 180 sono collegate elettricamente ad un primo generatore di tensione 200 e le seconde bande 182 sono collegate elettricamente ad un secondo generatore di tensione 202 tramite piste conduttive (non mostrate).

Infine, la struttura portante 112 comprende una pluralità di contatti 210, qui disposti sulla struttura portante 112 su un singolo lato di questa, atti a polarizzare i primi e i secondi elementi di attuazione 140, 142, nonché le prime e le seconde bande 180, 182.

In uso, in assenza di polarizzazione delle bande 180, 182, gli elementi deformabili 122, 124 e la porzione mobile 120 sono complanari e giacciono sul piano di estensione P. Quando il dispositivo micromeccanico 100 viene polarizzato, grazie alla struttura a serpentina descritta in precedenza, i primi e secondi bracci deformabili 170, 172 si deformano in modo da comandare la rotazione della porzione mobile 120 in direzioni opposte, come sotto descritto in dettaglio.

Le figure 8 e 9 mostrano una prima e una seconda fase operativa del dispositivo micromeccanico 100.

In particolare, nella prima fase, viene applicata una tensione di attuazione (ad esempio, di 40 V) alle prime bande 180 mediante il primo generatore 200 e viene applicata una tensione di massa (ovvero, di 0 V) alle seconde bande 182 mediante il secondo generatore 202. In queste condizioni, i primi bracci deformabili 170 si deformano e si incurvano, ruotando intorno al primo asse di rotazione M in modo tale da portare le loro seconde estremità 170”, 172” in posizione sollevata rispetto al piano di estensione P (figura 8), facendo ruotare la corrispondente metà del primo e del secondo elemento deformabile 122, 124, nonché della porzione mobile 120. Data la mancanza di polarizzazione dei secondi bracci deformabili 172, essi non vengono deformati ma ruotano rigidamente con i primi bracci deformabili 170.

Come illustrato in figura 8, l’angolo di rotazione di ciascun primo braccio deformabile 170 aumenta via via che questi si allontanano dalle seconde estremità 122B, 124B del primo e del secondo elemento deformabile 122, 124, fino a raggiungere un massimo di circa 8 gradi per i primi bracci trasversali 171 collegati ai primi bracci deformabili 170A.

Nella seconda fase, si veda la figura 9, la tensione di attuazione (ad esempio, di 40 V) viene applicata alle seconde bande 182 mediante il secondo generatore 202 e la tensione di massa (ovvero, di 0 V) viene applicata alle prime bande 180 mediante il primo generatore 200. In modo opposto a quanto sopra descritto, in questo caso i secondi bracci deformabili 172 si incurvano, ruotando intorno al primo asse di rotazione M in direzione opposta a quella precedente.

Anche in questo caso, l’angolo di rotazione di ciascun secondo braccio deformabile 172 aumenta via via che questi si avvicinano dalle seconde estremità 122B, 124B, fino a raggiungere un massimo di circa 8 gradi per i primi bracci trasversali 171 collegati ai primi bracci deformabili 170A (ovviamente in direzione opposta alla prima fase).

Comandando i generatori di tensione 200, 202 alternativamente secondo una sequenza di prime e seconde fasi, è possibile ottenere l'orientamento della porzione mobile 120, nonché della superficie riflettente 128 secondo una scansione verticale, ad esempio, a 60 Hz o 120 Hz.

In entrambe le fasi operative precedentemente descritte, gli elementi di irrigidimento 121, 123 incrementano la rigidezza totale del dispositivo micromeccanico 100, in particolare della porzione mobile 120, a movimenti fuori dal piano; inoltre, tale irrigidimento non influisce negativamente sui movimenti torsionali quasi-statici della struttura orientabile 110 (in particolare, nel caso mostrato nelle figure 5-9, attorno al primo asse di rotazione M).

Con riferimento all’equazione (1), la maggiore rigidezza della porzione mobile 120 comporta una maggiore frequenza dei modi di oscillazione del dispositivo micromeccanico 100. In particolare, la Richiedente ha verificato che l’inserimento delle porzioni di collegamento 151, 153 nel dispositivo micromeccanico 100 genera un aumento consistente della frequenza (in particolare, di risonanza) dei modi fuori dal piano, senza modificare in maniera sostanziale la frequenza (in particolare, di risonanza) dei modi torsionali quasi-statici a parità di massa della struttura orientabile 110. Conseguentemente, come espresso dall’equazione (1), il dispositivo micromeccanico 100 ha rigidezza costante rispetto ai modi torsionali; inoltre, la rigidezza rispetto ai modi fuori dal piano aumenta all’aumentare della relativa frequenza.

La presenza della struttura di supporto 134 consente inoltre di disaccoppiare il movimento risonante della piattaforma orientabile 126 con il movimento quasi-statico della struttura orientabile 110.

Ad esempio, considerando una tensione di attuazione di 30 V, la frequenza del modo fuori dal piano è pari a 1327 Hz e la frequenza del modo torsionale è pari a 468 Hz per il dispositivo micromeccanico 100; d’altra parte, nel caso di un dispositivo micromeccanico privo delle porzioni di collegamento 151, 153 e nelle medesime condizioni operative, la frequenza del modo fuori dal piano è pari a 411 Hz e la frequenza del modo torsionale è pari a 459 Hz. Pertanto, nelle simulazioni effettuate dalla Richiedente, l’aggiunta delle porzioni di collegamento 151, 153 aumenta di circa tre volte la frequenza del modo fuori piano e mantiene pressoché costante la frequenza del modo torsionale.

La figura 10 mostra un’altra forma di realizzazione del presente dispositivo micromeccanico, in condizioni di riposo. In dettaglio, la figura 10 mostra un dispositivo micromeccanico 300 avente una struttura generale simile a quella del dispositivo micromeccanico 100 mostrato nelle figure 5-9, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 5-9 sono indicate nella figura 10 con numeri di riferimento aumentati di 200 e non verranno descritte ulteriormente.

Nel dispositivo micromeccanico 300 i bracci di attuazione 336 sono formati, ciascuno, da una prima e una seconda porzione 336’, 336”, simmetriche rispetto al secondo asse di rotazione N. Qui, ciascuna porzione 336’, 336” ha forma a S e comprende una prima e una seconda sottoporzione 337’, 337”, in continuità strutturale tra loro. La prima e la seconda sottoporzione 337’, 337” sono disposte sostanzialmente trasversali, in particolare approssimativamente perpendicolari, tra loro; in maggior dettaglio, la prima sottoporzione 337’ è approssimativamente parallela al secondo asse di rotazione N e la seconda sottoporzione 337” è approssimativamente parallela al primo asse di rotazione M.

La prima sottoporzione 337’ della prima porzione 336’ porta il primo elemento di attuazione 340, anch’esso approssimativamente parallelo al secondo asse di rotazione N; e la seconda sottoporzione 337” della prima porzione 336’ porta il secondo elemento di attuazione 342, approssimativamente parallelo al primo asse di rotazione M.

Inoltre, la prima sottoporzione 337’ della seconda porzione 336” porta il secondo elemento di attuazione 342, approssimativamente parallelo al secondo asse di rotazione N; e la seconda sottoporzione 337” della seconda porzione 336” porta il primo elemento di attuazione 340, approssimativamente parallelo al primo asse di rotazione M. In aggiunta, i bracci di collegamento 336 sono fissati ad una struttura di supporto 520, avente forma a cornice quadrangolare (ad esempio, rettangolare), alloggiata internamente alla struttura di supporto 334 e fissata a questo mediante bracci di supporto 522, disposti parallelamente al secondo asse di rotazione N.

Nella forma di realizzazione qui presentata, il dispositivo micromeccanico 300 comprende due primi bracci deformabili 370, due secondi bracci deformabili 372, due primi bracci trasversali 371 e due secondi bracci trasversali 373.

In uso, il dispositivo micromeccanico 300 opera in maniera analoga a quanto discusso in precedenza per il dispositivo micromeccanico 100, in particolare con riferimento alle figure 8 e 9.

Nella presente forma di realizzazione, i bracci di torsione 330 sono formati, mediante tecniche di fabbricazione e definizione note, dal medesimo strato di semiconduttore che forma la piattaforma orientabile 326. In particolare, la piattaforma orientabile 326 e i bracci di torsione 330 hanno uno spessore (ovvero, estensione lungo l’asse Z) maggiore rispetto alle restanti porzioni della porzione mobile 320, ad esempio compreso tra 140 µm e 160 µm. Questa caratteristica permette al dispositivo micromeccanico 300 di ruotare attorno al secondo asse di rotazione M ad una frequenza di risonanza alta, maggiore rispetto al dispositivo micromeccanico 100 delle figure 5-9, ad esempio pari a 60 kHz.

La figura 11 mostra un’ulteriore forma di realizzazione del presente dispositivo micromeccanico, in condizioni di riposo. In dettaglio, la figura 11 mostra un dispositivo micromeccanico 600 avente una struttura generale simile a quella del dispositivo micromeccanico 100 mostrato nelle figure 5-9, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 5-9 sono indicate nella figura 10 con numeri di riferimento aumentati di 500 e non verranno descritte ulteriormente.

In particolare, qui, il primo e il secondo asse di rotazione M, N sono entrambi assi di rotazione lenta (quasi-statici).

La porzione mobile 620 comprende un terzo e un quarto elemento di irrigidimento 721, 723, disposti simmetricamente rispetto al primo asse di rotazione M, in particolare lateralmente rispetto alla piattaforma orientabile 626. Inoltre, il terzo e il quarto elemento di irrigidimento 721, 723 sono fissati alla piattaforma orientabile 626 in rispettivi punti di vincolo 761, 763. Ciascun elemento di irrigidimento 721, 723 comprende rispettivi bracci sporgenti 741, 743, paralleli al primo asse di rotazione M; e rispettive porzioni di collegamento 751, 753. In particolare, i bracci sporgenti 741, 743 si estendono dalla struttura di supporto 634 verso l'interno dello stesso, parallelamente al primo asse M. Inoltre, le porzioni di collegamento 751, 753 sono ad esempio elementi a molla e sono disposti e fissati tra i bracci sporgenti 741, 743 e i punti di vincolo 761, 763 rispettivamente. Con la presente configurazione, le porzioni di collegamento 751, 753 hanno rispettivi assi di rotazione coincidenti con il secondo asse di rotazione N della piattaforma orientabile 626.

Le porzioni di collegamento 751, 753 hanno rigidezza compresa, ad esempio, di 250 N/m relativamente a movimenti (deformazioni) lungo l'asse Z, analogamente a quanto discusso in precedenza per le porzioni di collegamento 151, 153 del dispositivo micromeccanico 100 delle figure 5-9.

La prima struttura di attuazione 614 della porzione mobile 620 comprende qui ulteriori elementi deformabili 722, 724 (formanti rispettivi bracci di attuazione 636), disposti lateralmente rispetto alla piattaforma orientabile 626, in particolare su lati opposti di questa, e simmetricamente rispetto al primo asse di rotazione M. Nella forma di realizzazione di figura 11, gli ulteriori elementi deformabili 722, 724 hanno, ad esempio, una forma a serpentina.

Ciascun ulteriore elemento deformabile 722, 724 comprende quindi rispettivi terzi e quarti bracci deformabili 770, 772, aventi estensione principale parallela al primo asse di rotazione M, e rispettivi terzi e quarti bracci trasversali 771, 773, aventi estensione principale parallela al secondo asse di rotazione N. In altre parole, i terzi e i quarti bracci deformabili 770, 772 sono alternati tra loro lungo il secondo asse di rotazione N.

In maggior dettaglio, ciascun terzo e quarto braccio deformabile 770, 772 ha rispettive prime e seconde estremità 770’, 770”, 772’, 772”. In particolare, il quarto braccio trasversale 773 collega tra loro gli ulteriori elementi deformabili 722, 724, in particolare in corrispondenza delle rispettive prime estremità 770’ dei terzi bracci deformabili 770 adiacenti alla piattaforma orientabile 626. I terzi bracci trasversali 771 collegano i terzi e i quarti bracci deformabili 770, 772 in corrispondenza delle rispettive seconde estremità 770”, 772”. Inoltre, le prime estremità 772’ dei quarti bracci deformabili 772 sono fissate alla struttura di supporto 634.

In aggiunta, la piattaforma orientabile 626 è fissata al quarto braccio trasversale 773 mediante un braccio di fissaggio 740, estendentesi da una porzione centrale di questo, parallelamente e lungo il primo asse di rotazione M. L’insieme del quarto braccio trasversale 773 e del braccio di fissaggio 740 forma una trave di supporto piattaforma 775, avente forma a T.

Ciascuno dei terzi bracci deformabili 770 porta il primo elemento di attuazione 640 di materiale piezoelettrico; similmente, ciascuno dei quarti bracci deformabili 772 porta il secondo elemento di attuazione 642 di materiale piezoelettrico. Ad esempio, il primo e il secondo elemento di attuazione 640, 642 possono essere di una ceramica a base di titanato-zirconato di piombo (PZT).

In uso, il primo e il secondo elemento di attuazione 640, 642 operano in maniera analoga alle prime e alle seconde bande 680, 682 e in maniera analoga a quanto descritto con riferimento alle figure 8 e 9 per le prime e seconde bande 180, 182 del dispositivo micromeccanico 100.

La figura 12 mostra un’ulteriore forma di realizzazione del presente dispositivo micromeccanico, in condizioni di riposo. In dettaglio, la figura 12 mostra un dispositivo micromeccanico 900 avente una struttura generale simile a quella del dispositivo micromeccanico 100 mostrato nelle figure 5-9, per cui parti simili a quelle mostrate e descritte con riferimento alle figure 5-9 sono indicate nella figura 12 con numeri di riferimento aumentati di 800 e non verranno descritte ulteriormente. Qui, il primo e il secondo elemento deformabile 922, 924 della seconda struttura di attuazione 916 hanno una forma, ad esempio, a spirale, come descritto nella domanda di brevetto europeo EP 3178783 citata sopra e descritta con riferimento alle figure 3-4. Inoltre, la seconda estremità 922B, 924B dei rispettivi primo e secondo elemento deformabile 922, 924 è accoppiata al corpo di supporto 902 in corrispondenza di ulteriori elementi di sostegno 902D, 902E (mostrati in tratteggio e in vista dall’alto in figura 12).

In uso, il dispositivo micromeccanico 900 opera in modo analogo al dispositivo 100 descritto con riferimento alle figure 8 e 9.

Il dispositivo microelettronico 100, 300, 600, 900 può essere quindi utilizzato in un picoproiettore 1101 atto ad essere accoppiato funzionalmente ad un apparecchio elettronico portatile 1100, come illustrato in seguito con riferimento alle figure 13-15.

In dettaglio, il pico-proiettore 1101 di figura 13 comprende una sorgente luminosa 1102, ad esempio di tipo laser, atta a generare un fascio luminoso 1103; il dispositivo microelettronico secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione precedentemente mostrate, qui indicato cumulativamente con il numero di riferimento 2000, atto a ricevere il fascio luminoso 1103 e ad indirizzarlo verso uno schermo o superficie di visualizzazione 1105 (esterna e posta a distanza dallo stesso pico-proiettore 1101); un primo circuito di pilotaggio 1106, atto a fornire opportuni segnali di comando alla sorgente luminosa 1102, per la generazione del fascio luminoso 1103 in funzione di un’immagine da proiettare; un secondo circuito di pilotaggio 1108, atto a fornire segnali di comando ai generatori 200, 202 (figure 5, 7) del dispositivo microelettronico 2000; ed un’interfaccia di comunicazione 1109, atta a ricevere, da un’unità di controllo 1110, esterna, ad esempio inclusa nell’apparecchio portatile 1100, informazioni circa l’immagine da generare, ad esempio sotto forma di una matrice di pixel. Tali informazioni vengono inviate in ingresso per il pilotaggio della sorgente luminosa 1102.

Il pico-proiettore 1101 può essere realizzato come accessorio separato e a sé stante rispetto ad un associato apparecchio elettronico portatile 1100, ad esempio un telefono cellulare o smartphone, come mostrato in figura 14. In questo caso, il pico-proiettore 1101 è accoppiato all'apparecchio elettronico portatile 1100 mediante opportuni elementi di connessione elettrica e meccanica (non illustrati in dettaglio). Qui, il pico-proiettore 1101 è dotato di un proprio involucro 1141, che presenta almeno una porzione 1141' trasparente al fascio luminoso 1103 proveniente dal dispositivo microelettronico 2000; l’involucro 1141 del pico-proiettore 1101 è accoppiato in maniera rilasciabile ad un rispettivo involucro 1142 dell’apparecchio elettronico portatile 1100.

In alternativa, come illustrato in figura 15, il picoproiettore 1101 può essere integrato all’interno dell’apparecchio elettronico portatile 1100 ed essere disposto all’interno dell’involucro 1142 dello stesso apparecchio elettronico portatile 1100. In tal caso, l'apparecchio elettronico portatile 1100 presenta una rispettiva porzione 1142' trasparente al fascio luminoso 103 proveniente dal dispositivo microelettronico 2000. Il pico-proiettore 1101 è in tal caso ad esempio accoppiato ad un circuito stampato presente all’interno dell’involucro 1142 dell’apparecchio elettronico portatile 1100.

Il presente dispositivo micromeccanico presenta diversi vantaggi.

La presenza degli elementi di irrigidimento 121, 123, 321, 323, 521, 523, 921, 923, in particolare delle porzioni di collegamento 151, 153, 351, 353, 651, 653, 951, 953, consente di limitare il movimento fuori dal piano della struttura orientabile 110, 310, 610, 910, senza influire sul movimento torsionale rispetto al primo e al secondo asse di rotazione M, N. Infatti, le porzioni di collegamento 151, 153, 351, 353, 651, 653, 951, 953 sono progettate in modo da avere una rigidezza tale per cui la frequenza dei modi fuori dal piano è molto maggiore della frequenza del modo torsionale quasi-statico del dispositivo micromeccanico 100, 300, 600, 900.

Inoltre, le porzioni di collegamento 151, 153, 351, 353, 651, 653, 951, 953 hanno un asse di rotazione che coincide con l’asse/gli assi di rotazione quasi-statica del dispositivo micromeccanico 100, 300, 600, 900, in modo tale da non influenzare in maniera significativa il movimento torsionale quasi-statico del dispositivo stesso.

Inoltre, l’introduzione della struttura di supporto 134, 334, 634, 934 nella porzione mobile 120, 320, 620, 920 consente di disaccoppiare il movimento della piattaforma orientabile 126, 326, 626, 926 e della struttura orientabile 110, 310, 610, 910, riducendo l’interferenza tra i due movimenti.

Il presente dispositivo micromeccanico 100, 300, 600, 900 presenta una struttura compatta, occupante un’area ridotta in una fetta di fabbricazione e integrante, per le forme di realizzazione descritte con riferimento alle figure 5-10, 12, una scansione di tipo sia risonante sia quasi-statico, realizzando, quindi, un microspecchio bidimensionale a scansione (“raster scanning”).

L’utilizzo di attuatori di tipo piezoelettrico nella prima e nella seconda struttura di attuazione 114, 116, 314, 316, 614, 616, 914, 916 consente inoltre di avere un’elevata forza di attuazione a tensioni di attuazione contenute, riducendo, di conseguenza, la potenza consumata e consentendo di avere un’elettronica di pilotaggio semplificata.

Risulta infine chiaro che al dispositivo micromeccanico qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, le forme di realizzazione qui presentate possono essere combinate tra loro senza per questo uscire dall’ambito protettivo della presente domanda di brevetto.

In aggiunta, il numero di avvolgimenti e la rigidezza delle porzioni di collegamento 151, 153, 351, 353, 651, 653, 951, 953 possono essere qualsiasi, in base alle specifiche del sistema in cui il presente dispositivo micromeccanico 100, 300 600, 900 è inserito.

Inoltre, invece di realizzare due generatori di tensione 200, 202 separati, è possibile utilizzare un solo generatore, collegato alternativamente con le prime e le seconde bande attraverso un commutatore.

In aggiunta, le porzioni di collegamento 151, 153, 351, 353, 651, 653, 951, 953 possono essere anche delle strutture a molla di tipo lineare, quali, ad esempio, bracci di torsione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo micromeccanico (100; 300; 600; 900) comprendente: una struttura fissa (112; 312; 612; 912); una porzione mobile (120; 320; 620; 920) girevole intorno ad un primo asse di rotazione (M); e una prima struttura di attuazione (116, 122, 124; 316, 322, 324; 616, 622, 624; 916, 922, 924) accoppiante la struttura fissa (112; 312; 612; 912) alla porzione mobile (120; 320; 620; 920) in modo da consentire la rotazione della porzione mobile (120; 320; 620; 920) intorno al primo asse di rotazione (M), la porzione mobile (120; 320; 620; 920) includendo: - una struttura di supporto (134; 334, 520; 634; 934); - una piattaforma orientabile (126; 326; 626; 926) girevole attorno ad un secondo asse di rotazione (N) traversale rispetto al primo asse di rotazione (M); e - una seconda struttura di attuazione (114; 314; 614, 722, 724; 914) accoppiata tra la piattaforma orientabile (126; 326; 626; 926) e la struttura di supporto (134; 334, 520; 634; 934); il dispositivo comprendendo inoltre elementi di irrigidimento (121, 123; 321, 323; 621, 623; 921, 923) accoppiati tra la struttura di supporto (134; 334, 520; 634, 934) e la struttura fissa (112; 312; 612; 912).
2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui gli elementi di irrigidimento (121, 123; 321, 323; 621, 623; 921, 923) comprendono ciascuno una rispettiva porzione di collegamento (151, 153; 351, 353; 651, 653; 951, 953), le porzioni di collegamento (151, 153; 351, 353; 651, 653; 951, 953) essendo disposte simmetricamente rispetto al secondo asse di rotazione (N) e configurate in modo da essere girevoli intorno al primo asse di rotazione (M).
3. Dispositivo secondo la rivendicazione 2, in cui le porzioni di collegamento (151, 153; 351, 353; 651, 653; 951, 953) sono elementi a molla.
4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui ciascun elemento di irrigidimento (121, 123; 321, 323; 621, 623; 921, 923) comprende inoltre un braccio sporgente (141, 143; 341, 343; 641, 643; 941, 943) accoppiato tra la struttura fissa (112; 312; 612; 912) e una rispettiva porzione di collegamento (151, 153; 351, 353; 651, 653; 951, 953).
5. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la prima struttura di attuazione (116, 122, 124; 316, 322, 324; 616, 622, 624; 916, 922, 924) comprende primi e secondi bracci deformabili (170, 172; 370, 372; 670, 672; 970, 972) estendentisi trasversalmente al primo asse di rotazione (M), ciascun primo e secondo braccio deformabile (170, 172; 370, 372; 670, 672; 970, 972) portando una rispettiva prima e seconda banda (180, 182; 380, 382; 680, 682; 980, 982) di materiale piezoelettrico.
6. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui i primi e i secondi bracci deformabili (170, 172; 370, 372; 670, 672) formano una struttura a serpentina.
7. Dispositivo secondo la rivendicazione 5, in cui i primi e i secondi bracci deformabili (970, 972) formano una struttura a spirale.
8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5-7, in cui i primi e i secondi bracci deformabili (170, 172; 370, 372; 670, 672; 970, 972) si estendono in modo alternato e ciascun secondo braccio deformabile (172; 372; 672; 972) si estende fra due primi bracci deformabili (170; 370; 670; 970) adiacenti, in cui le prime bande (180; 380; 680; 980) dei primi bracci deformabili (170; 370; 670; 970) sono accoppiate ad un primo generatore di tensione (200) e le seconde bande (182; 382; 682; 982) dei secondi bracci deformabili (172; 372; 672; 972) sono accoppiate elettricamente ad un secondo generatore di tensione (202).
9. Dispositivo secondo la rivendicazione 8, in cui il primo e il secondo generatore di tensione (200, 202) sono configurati in modo da essere comandati in opposizione di fase.
10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui: la struttura di supporto (134; 334, 520; 634; 934) comprende un elemento a telaio (134; 334, 520; 634; 934), accoppiato tra la piattaforma orientabile (126; 326; 626; 926) e gli elementi di irrigidimento (121, 123; 321, 323; 621, 623; 921, 923); e la seconda struttura di attuazione (114; 314; 614, 722, 724; 914) comprende un primo e un secondo braccio di attuazione (136; 336; 636, 770, 772; 936) e almeno una trave di supporto piattaforma (130; 330; 775; 930), il primo e il secondo braccio di attuazione (136; 336; 636, 770, 772; 936) essendo accoppiati tra l'elemento a telaio (134; 334, 520; 634; 934) e la trave di supporto piattaforma (130; 330; 775; 930) e portando rispettivi elementi di attuazione (140, 142; 340, 342; 640, 642; 940, 942) e la trave di supporto piattaforma (130; 330; 775; 930) essendo fissata alla piattaforma orientabile (126; 326; 626; 926).
11. Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui i rispettivi elementi di attuazione (140, 142; 340, 342; 640, 642; 940, 942) sono di tipo piezoelettrico.
12. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui il primo e il secondo braccio di attuazione (136; 336; 636, 770, 772; 936) si estendono parallelamente e simmetricamente uno all'altro rispetto al primo asse di rotazione (M), il primo e il secondo braccio di attuazione (136; 336 ; 936) essendo simmetrici rispetto al secondo asse di rotazione (N), e l'almeno una trave di supporto piattaforma (130; 330; 930) forma un primo braccio di torsione (130; 330; 930) e la seconda struttura di attuazione (114; 314; 914) comprende un secondo braccio di torsione (130; 330; 930), il primo e il secondo braccio di torsione (130; 330; 930) si estendono parallelamente al secondo asse di rotazione (N) fra una zona centrale del rispettivo braccio di attuazione (136; 336; 636, 770, 772; 936) e la piattaforma orientabile (126; 326; 926).
13. Dispositivo secondo la rivendicazione 12, in cui l'elemento a telaio (334, 520) comprende un primo e un secondo telaio (334, 520), accoppiati tra loro mediante bracci di supporto (522) estendentesi parallelamente al secondo asse di rotazione (N), ed in cui il primo e il secondo braccio di torsione (330) e il primo telaio (334) sono in continuità strutturale tra loro e hanno il medesimo spessore, maggiore dello spessore dei bracci di supporto (522).
14. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, ciascun braccio di attuazione (336) comprende una prima e una seconda porzione (336’, 336”), simmetriche tra loro rispetto al secondo asse di rotazione (N), ciascuna prima e seconda porzione (336’, 336”) essendo formata da rispettive prime e seconde sottoporzioni (337’, 337”), trasversali e in continuità strutturale tra loro, la prima sottoporzione (337’) estendendosi approssimativamente parallelamente al secondo asse di rotazione (N) e la seconda sottoporzione (337”) estendendosi approssimativamente parallelamente al primo asse di rotazione (M), la prima e la seconda sottoporzione (337’, 337”) portando i rispettivi elementi di attuazione (340, 342).
15. Dispositivo secondo la rivendicazione 10 o 11, in cui la seconda struttura di attuazione (724, 722, 724) ha forma a serpentina comprendente terzi e quarti bracci deformabili (770, 772) estendentesi parallelamente al primo asse di rotazione (M); la trave di supporto piattaforma (775) presenta forma a T avente un braccio trasversale (773) estendentesi fra il primo e il secondo braccio di attuazione (636, 770, 772) e parallelamente al secondo asse di rotazione (N) e un braccio di fissaggio (740) estendentesi fra il braccio trasversale (773) e la piattaforma orientabile (726) parallelamente al primo asse di rotazione (M).
16. Dispositivo secondo la rivendicazione 15, in cui la struttura di supporto (724) comprende inoltre ulteriori elementi di irrigidimento (721, 723) estendentesi parallelamente al primo asse di rotazione (M) e comprendenti: - rispettivi ulteriori bracci sporgenti (741, 743) fissati alla struttura di supporto (734); e - rispettive ulteriori porzioni di collegamento (751, 753) accoppiate fra i rispettivi ulteriori bracci sporgenti (741, 743) e la piattaforma orientabile (726).
17. Dispositivo secondo la rivendicazione 16, in cui le porzioni di collegamento (751, 753) sono elementi a molla.
18. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un corpo di supporto (102; 902) di materiale semiconduttore formante una cavità (106), il corpo di supporto (102; 902) essendo accoppiato alla struttura fissa (112; 912), in cui la porzione mobile (120; 920) e la prima struttura di attuazione (116, 122, 124; 916, 922, 924) sono sospese sulla cavità (106).
19. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la piattaforma orientabile (126; 326; 626; 926) porta una superficie riflettente (128; 328; 628; 928).
20. Picoproiettore (1101), per l’utilizzo in un apparecchio elettronico portatile (1100), comprendente: una sorgente di luce (1102), azionabile per generare un fascio luminoso (1103) in funzione di un’immagine da generare; il dispositivo micromeccanico (100; 300; 600; 900; 2000) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-17; e un circuito di pilotaggio (1108) configurato in modo da fornire segnali di pilotaggio della rotazione di detta porzione mobile (110).