本發(fā)明涉及一種用于微鏡芯片的裝配體。本發(fā)明同樣涉及一種鏡像裝置。本發(fā)明還涉及一種用于鏡像裝置的制造方法。

背景技術(shù)：

在DE 10 2010 062 118 A1中描述了一種用于微型光學(xué)機(jī)械構(gòu)件的覆蓋裝置以及一種用于這種覆蓋裝置的制造方法。通過覆蓋裝置可覆蓋微型光學(xué)機(jī)械構(gòu)件，例如保護(hù)在其上構(gòu)造的微鏡的芯片。覆蓋裝置包括至少一個(gè)由透光材料構(gòu)成的窗口，該窗口這樣固定在基底上，使得至少一個(gè)穿過基底延伸的凹槽可通過相應(yīng)窗口被密封。該至少一個(gè)窗口相對(duì)于基底的最大表面傾斜地定向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種具有權(quán)利要求1特征的用于微鏡芯片的裝配體、一種具有權(quán)利要求9特征的鏡像裝置以及一種用于具有權(quán)利要求10特征的用于鏡像裝置的制造方法。

本發(fā)明提供了一種用于可簡單實(shí)施地裝配微鏡芯片的組件的有利實(shí)施方式。如下面更詳細(xì)描述的那樣，在裝配體上裝配兩個(gè)微鏡芯片之后自動(dòng)保證了，通過兩個(gè)微鏡芯片偏轉(zhuǎn)的光束在兩個(gè)部分外壁上的反射自動(dòng)由通過該光束投射的光中脫離出來。尤其，兩個(gè)部分外壁這樣相對(duì)于兩個(gè)安裝在裝配體上的微鏡芯片放置，使得在兩個(gè)部分外壁上產(chǎn)生的反射在靠近通過兩個(gè)微鏡芯片偏轉(zhuǎn)的光束的入射點(diǎn)上不會(huì)引起不希望的光點(diǎn)。同時(shí)，裝配體/鏡像裝置的制造這樣變得容易，使得為此可實(shí)施更簡單的方法步驟。因此，通過本發(fā)明也會(huì)降低裝配體/鏡像裝置的制造成本。

此外，通過本發(fā)明，微鏡芯片可以這樣定位在一封閉空間上，使得可保證微鏡芯片不受灰塵及濕度的影響。根據(jù)制造方式而定也可以用在該封閉空間上安裝的微鏡芯片將真空或具有預(yù)定壓力的特殊氣體封入該封閉空間中。在安裝在裝配體上的微鏡芯片的周圍環(huán)境中存在的真空尤其簡化了微鏡芯片的可調(diào)整性。

在第一有利實(shí)施方式中，裝配體包括第一方形壁、第二方形壁和在第一方形壁與第二方形壁之間布置的中間框架，第一方形壁具有在其上構(gòu)造的第一部分外壁，該第二方形壁具有在其上構(gòu)造的第二部分外壁。這種裝配體可較簡單地由在此列舉(可簡單制造)的構(gòu)件組裝成。

優(yōu)選，第一方形壁和第二方形壁完全由至少一個(gè)對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的材料構(gòu)成。以此，在這樣構(gòu)造的裝配體中省去了用于將由透明材料構(gòu)成的窗口安裝在殼體架上的常規(guī)工作費(fèi)用。

例如，第一外部開口可以構(gòu)造在第二方形壁上，第二外部開口可以構(gòu)造在第一方形壁上。通過兩個(gè)外部開口(或者說兩個(gè)微鏡芯片)相對(duì)于由在兩個(gè)微鏡芯片上偏轉(zhuǎn)的光束穿過的兩個(gè)部分外壁的這種定位，光束在兩個(gè)部分外壁上的反射自動(dòng)遠(yuǎn)離光束的入射點(diǎn)。

在第二有利實(shí)施方式中，裝配體具有空心型材，在該空心型材上構(gòu)造第一部分外壁和第二部分外壁，并且該空心型材包圍從第一外部開口向第二外部開口延伸的內(nèi)空腔。這種裝配體也可以簡單且低成本地制造。

空心型材例如可以是一種傾斜的空心型材。因此保證了在兩個(gè)外部開口(或者說兩個(gè)微鏡芯片)相對(duì)于兩個(gè)部分外壁定向時(shí)的多種可行方案。

空心型材可完全由至少一種對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的材料構(gòu)成。下面還會(huì)描述用于制造這種空心型材的特別有利的可行方案。

在一個(gè)有利擴(kuò)展方案中，裝配體也可以包括至少一個(gè)外部布置的接觸單元。通過外部布置至少一個(gè)接觸單元，使其在裝配體上的裝配變簡單。

在相應(yīng)的鏡像裝置中也保證了上述優(yōu)點(diǎn)。

此外，上述優(yōu)點(diǎn)可通過實(shí)施鏡像裝置的相對(duì)應(yīng)的制造方法來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)指出的是，可根據(jù)裝配體的上述實(shí)施方式擴(kuò)展本制造方法。

附圖說明

下面根據(jù)附圖描述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。附圖示出：

圖1a至1c鏡像裝置的第一實(shí)施方式的示意性圖示，其中，圖1a和1b反映了側(cè)視圖，圖1c反映了截面圖；

圖2鏡像裝置的第二實(shí)施方式的示意性圖示；以及

圖3a和3b用于闡述鏡像裝置的制造方法的實(shí)施方式的流程圖和裝配體的截面圖。

具體實(shí)施方式

圖1a至1c示出鏡像裝置的第一實(shí)施方式的示意性圖示，其中，圖1a和1b反映了側(cè)視圖，圖1c反映了截面圖。

圖1a至1c中示出的鏡像裝置包括裝配體10、第一微鏡芯片12a和第二微鏡芯片12b。微鏡芯片12a和12b也可被稱為MEMS微鏡12a和12b。在這兩個(gè)微鏡芯片12a和12b中的每一個(gè)上可以各構(gòu)造一個(gè)反射預(yù)定光譜的面14a和14b。微鏡芯片12a和12b的反射面14a和14b能夠選擇式地圍繞至少一個(gè)(未畫出的)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于相同微鏡芯片12a和12b的支架16a和16b進(jìn)行調(diào)整。例如第一微鏡芯片12a的第一反射面14a可圍繞第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線相對(duì)于第一支架16a進(jìn)行調(diào)整，而第二微鏡芯片12b的第二反射面14b可相對(duì)于第二支架16b圍繞傾斜于第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線定向的第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下，第一轉(zhuǎn)動(dòng)軸線和第二轉(zhuǎn)動(dòng)軸線尤其可以彼此垂直地定向。然而，作為對(duì)此的替代方案也可以是，兩個(gè)微鏡芯片中僅一個(gè)12a或12b具有可圍繞兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線進(jìn)行調(diào)整的反射面14a和14b，而在兩個(gè)微鏡芯片12a和12b中的另一個(gè)微鏡芯片中，在其上構(gòu)造的反射面14a或14b相對(duì)于自己的支架16a或16b是不可調(diào)整。

裝配體10部分地包圍內(nèi)空腔18。此外，裝配體10在兩個(gè)彼此背離的側(cè)10a和10b上各包括至少一個(gè)構(gòu)造成對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的部分外壁20和22。每個(gè)部分外壁20和22的透明構(gòu)造可以理解為，各個(gè)部分外壁20和22從背離內(nèi)空腔18的外面20a和22a起直到部分地限界內(nèi)空腔18的內(nèi)面20b和22b為止至少對(duì)于預(yù)定光譜內(nèi)的波長而言是透明/可穿透的。換言之，兩個(gè)部分外壁20和22中的每一個(gè)對(duì)于預(yù)定的光譜中的波長而言均具有較高的透射系數(shù)或者說較低的反射系數(shù)。該預(yù)定的光譜可以例如處于可見光譜中、紅外線范圍和/或紫外線范圍中。

裝配體10具有第一外部開口24a，第一微鏡芯片12a可安裝/已安裝在該外部開口上。此外，裝配體10至少還具有一個(gè)第二外部開口24b，第二微鏡芯片12b可安裝/已安裝在該外部開口上。外部開口24a和24b這樣相對(duì)于兩個(gè)部分外壁20和22放置，使得穿過第一部分外壁20入射的光束26照射到安裝在第一外部開口24a上的第一微鏡芯片12a上并且通過第一微鏡芯片12a可偏轉(zhuǎn)地照射到安裝在第二外部開口24a上的第二微鏡芯片12b上。優(yōu)選，穿過第一部分外壁20發(fā)射的光束26入射到安裝在第一外部開口24a上的第一微鏡芯片12a的第一反射面14a上并且通過該反射面偏轉(zhuǎn)到安裝在第二外部開口24a上的第二微鏡芯片12b的第二反射面14b上。此外，同一光束26通過安裝在第二外部開口24b上的第二微鏡芯片12b可偏轉(zhuǎn)穿過第二部分外壁22。

優(yōu)選，微鏡芯片12a和12b中的至少一個(gè)這樣固定在裝配體10上，使得各個(gè)微鏡芯片12a和12b覆蓋其配屬的外部開口24a和24b。為此，各個(gè)微鏡芯片12a和12b可以固定在裝配體的包圍對(duì)應(yīng)外部開口24a和24b的外面28a和28b中的一個(gè)上。因此，(至少在兩個(gè)微鏡芯片12a和12b固定之后)內(nèi)空腔18可以是封閉的空間。這對(duì)于微鏡芯片12a和12b的伸入到外部開口24a和24b中的部分而言，尤其對(duì)于反射面14a和14b而言，保證保護(hù)其免受濕度和污染物(例如灰塵)影響。因此可靠地阻止了反射面14a和14b在鏡像裝置運(yùn)行期間的潤濕/污染。此外，在構(gòu)造成封閉空間的內(nèi)空腔18中也可以存在負(fù)壓、尤其是真空，由此改進(jìn)了反射面14a和14b的可調(diào)整性。如果希望，也可以在構(gòu)造成封閉空間的內(nèi)空腔18中充注具有預(yù)定/限定壓力的特殊氣體。

在圖1a至1c的實(shí)施方式中，裝配體10包括第一方形壁30和第二方形壁32，在該第一方形壁上構(gòu)造有第一部分外壁20，在該第二方形壁上構(gòu)造有第二部分外壁22。在第一方形壁30與第二方形壁32之間布置有中間框架34。換言之，第一方形壁30通過中間框架34與第二方形壁32連接。裝配體10可以被稱為平面的平行裝配體10。

第一方形壁30和/或第二方形壁32可以完全由至少一種對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的材料構(gòu)成。第一方形壁30和/或第二方形壁32可以例如由玻璃構(gòu)成。中間框架34可以例如由玻璃或由硅構(gòu)成。然而這里所述的材料僅是示例性地解釋的。

在圖1a至1c的實(shí)施方式中，第一外部開口24a構(gòu)造在第二方形壁32上，第二外部開口24b構(gòu)造在第一方形壁30上。因此，光束26在兩個(gè)彼此背離的側(cè)10a和10b中的第一側(cè)10a上到達(dá)裝配體10中，并且在兩個(gè)彼此背離的側(cè)10a和10b中的第二側(cè)10b上離開裝配體10。因此，光束26在第一部分外壁20上的反射自動(dòng)指向背離離開裝配體10的光束26的方向。通過第二微鏡芯片12b指向第二部分外壁22的光束的反射也與第二反射面14b間隔開地入射到第二微鏡芯片12b的第二支架16b上或者入射到第一方形壁30上。以此可靠地禁止了通過偏轉(zhuǎn)的光束26所投影的圖像中的不希望的反射點(diǎn)。

應(yīng)指出的是，在圖1a至1c的鏡像裝置中，裝配體10的大小使得不必在其上構(gòu)造傾斜的窗口面。這簡化了裝配體10/鏡像裝置的制造。裝配體10/鏡像裝置可以尤其在晶片層上制造。

通過鏡像裝置偏轉(zhuǎn)的光束26僅須一次穿透兩個(gè)部分外壁20和22中的每一個(gè)。這減小了光束26在通過鏡像裝置而偏轉(zhuǎn)時(shí)的反射損失。反射損失常?？蓽p小50％(由于穿透面積減半)。以選擇的方式，至少第一部分外壁20的外面20a和/或第二部分外壁22的內(nèi)面22b用抗反射涂層來覆蓋。

應(yīng)指出的是，在圖1a至1c的實(shí)施方式中，在微鏡芯片12a和12b的反射面14a和14b的周圍存在較多自由空間。此外，相比現(xiàn)有技術(shù)，在圖1a至1c的鏡像裝置中可以更自由地選擇微鏡芯片12a與12b之間的間距。因此，即便對(duì)于較大反射面14a和14b的調(diào)整而言，在鏡像裝置中也存在足夠大的自由空間。這能夠?qū)崿F(xiàn)第二微鏡芯片12b的第二反射面14b的大的構(gòu)造，已在第一微鏡芯片12a的第一反射面14a上散開的光束26入射到該第二反射面上。

圖1a至1c的鏡像裝置也具有布置在裝配體10外部上的接觸單元36。

圖2示出了鏡像裝置的第二實(shí)施方式的示意性圖示。

在圖2中示意性示出的鏡像裝置中，裝配體40具有空心型材40，第一部分外壁20和第二部分外壁22構(gòu)造在該空心型材上。空心型材40尤其可以是裝配體40。空心型材40包圍從第一外部開口24a向第二外部開口24b延伸的內(nèi)空腔18。

在圖2的實(shí)施方式中，空心型材40是一種傾斜的空心型材40。此外，空心型材40可以完全由至少一種對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的材料構(gòu)成。例如空心型材40由玻璃構(gòu)成。

空心型材40/裝配體40可以在外部至少部分用保護(hù)層/隔離層42來覆蓋，在該保護(hù)層/隔離層上構(gòu)造至少一個(gè)接觸元件44a和44b，該接觸元件將至少一個(gè)微鏡芯片12a和12b與布置在裝配體40外部上的接觸單元36電連接。以選擇的方式，空心型材40/裝配體40可以與第二部分外壁22相鄰地承載遮光件46。

在所有上述鏡像裝置中，在光束26偏轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)的反射損失較低。因此，上述鏡像裝置可有利地用作為掃描儀或投影儀(微型投影儀)。尤其，鏡像裝置可集成到獨(dú)立設(shè)備、移動(dòng)電話、平視系統(tǒng)、筆記本電腦、平板電腦或者攝影機(jī)中。

圖3a和3b示出了用于闡述鏡像裝置制造方法的實(shí)施方式的流程圖和裝配體截面圖。

通過進(jìn)一步描述的制造方法可以例如制造上述鏡像裝置。然而應(yīng)注意的是，該制造方法的可實(shí)施性不限于制造這種鏡像裝置。

在方法步驟S1中構(gòu)成部分包圍內(nèi)空腔的裝配體。裝配體在兩個(gè)彼此背離的側(cè)上至少各構(gòu)造有一個(gè)對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的部分外壁。裝配體尤其可以完全由至少一種對(duì)于預(yù)定的光譜而言是透明的材料構(gòu)成。此外，裝配體構(gòu)造有至少一個(gè)第一外部開口和至少一個(gè)第二外部開口。

裝配體例如可以由第一方形壁、第二方形壁和中間框架組裝，該第一方形壁具有在其上構(gòu)造的第一部分外壁，該第二方形壁具有在其上構(gòu)造的第二部分外壁，其中，中間框架布置在第一方形壁與第二方形壁之間。在之前實(shí)施的兩個(gè)方形壁和在它們之間的中間框架的結(jié)構(gòu)化時(shí)，可以或在任何要裝配微鏡芯片的地方、或在內(nèi)空腔的任何有利于引導(dǎo)光束的地方移除材料。兩個(gè)方形壁和/或在它們之間的中間框架的結(jié)構(gòu)化可以通過噴砂或者通過壓制/熱壓制來進(jìn)行。兩個(gè)方形壁可以例如由玻璃、尤其由可結(jié)構(gòu)化的玻璃、或者由另一種具有所希望的透明度的材料構(gòu)成。中間框架可以由玻璃或不透明的材料構(gòu)成，例如硅。兩個(gè)方形壁與中間框架的連接可以通過密封玻璃粘結(jié)、硅與玻璃的直接粘結(jié)或者通過玻璃與玻璃的直接粘結(jié)來實(shí)現(xiàn)。然而這里列舉的方法僅是示例性地被解釋。

然而，在方法步驟S1的一個(gè)替代實(shí)施方式中，裝配體也可以(至少部分)制造成空心型材，該空心型材具有構(gòu)造在其上的第一部分外壁和構(gòu)造在其上的第二部分外壁。在這種情況下，空心型材包圍從第一外部開口向第二外部開口延伸的內(nèi)空腔。

如根據(jù)圖3b可看出的那樣，通過在上平面50與下平面52之間將通道18構(gòu)造成內(nèi)空腔18的方式可以制造空心型材，該通道從第一外部開口24a向第二外部開口24b延伸。通道18可以例如通過噴砂來構(gòu)造。以這種方式尤其可以容易地移除位于上平面50與下平面52之間的、由玻璃構(gòu)成的中間平面54。特別地，在方法步驟S1的這種實(shí)施方式中可容易地制造構(gòu)造成裝配體的空心型材、或者說空心裝配體。然而，在一個(gè)替代實(shí)施方式中，空心型材也可以通過光刻步驟或者通過壓制/熱壓制由至少一種透明材料產(chǎn)生。

在第二方法步驟S2中，第一微鏡芯片安裝在第一外部開口上，第二微鏡芯片安裝在第二外部開口上。微鏡芯片可以例如固定粘貼或固定粘結(jié)在裝配體上。為此可使用的微鏡芯片的示例已在上面描述。

微鏡芯片在裝配體上的裝配可以在晶片層上進(jìn)行。如果在晶片上構(gòu)造的微鏡芯片在透光面上不與基體相連接，那么通過適當(dāng)?shù)臏喜刍蛘哌m當(dāng)?shù)匿徢蟹椒梢匀菀椎匾瞥谀抢锎嬖诘木牧稀Ｌ娲乜梢栽谖㈢R芯片裝配之前分離微鏡芯片，已分離的微鏡芯片可以通過取和放施加在(分離的)裝配體上或施加在具有在其上構(gòu)造的裝配體的晶片上。

在方法步驟S1和S2中這樣進(jìn)行第一外部開口和第二外部開口的構(gòu)造以及第一微鏡芯片和第二微鏡芯片的安裝，使得在鏡像裝置運(yùn)行時(shí)，穿過兩個(gè)部分外壁中的第一部分外壁入射的光束通過第一微鏡芯片偏轉(zhuǎn)到第二微鏡芯片上并且通過第二微鏡芯片偏轉(zhuǎn)穿過兩個(gè)部分外壁中的第二部分外壁。

如果在內(nèi)空腔中希望有真空，那么微鏡芯片可以在真空的情況下粘結(jié)到裝配體上。然而，為了在空腔中產(chǎn)生負(fù)壓或真空也可以在方法步驟S1中在裝配體上還構(gòu)造另一個(gè)(面積較小的)開口(除第一外部開口和第二外部開口以外)。在這種情況下，所希望的負(fù)壓或優(yōu)選的真空可以在微鏡芯片安裝在裝配體上之后才進(jìn)行調(diào)整。為此，首先將空氣從內(nèi)空腔中泵出。接著，可以在負(fù)壓/真空下例如通過激光將開口焊合。

在一個(gè)擴(kuò)展方案中，至少一個(gè)接觸單元還固定在裝配體上。至少一個(gè)接觸單元優(yōu)選在鏡像裝置分離后才安裝到該鏡像裝置上。接觸元件尤其也可以安裝在裝配體的入射側(cè)，其中，接觸可以通過線材鍵合來進(jìn)行。

至少一個(gè)接觸單元可以例如基于電路板材料來制造。微鏡芯片的接觸可以通過在微鏡芯片上的電路板的線材鍵合來進(jìn)行。優(yōu)選在電路板材料中進(jìn)行用于簡化導(dǎo)線引出的敷鍍通孔(例如通過柔性電路板)。

在所有上述實(shí)施方式中，在制造鏡像裝置的早期階段中已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)微鏡芯片的反射面的保護(hù)。此外，通過這里描述的方法所制造的鏡像裝置也提供上面已闡述的優(yōu)點(diǎn)。