CN110703430A - 二维静电扫描微镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二维静电扫描微镜，包括外边框、内边框和镜面，外边框上加工有外框隔离槽，将外边框分隔为外框测量部、外框驱动部和两个外框连接部；外框测量部和内边框之间具有外反馈梳齿组，外框驱动部和内边框之间具有外驱动梳齿组，镜面加工有镜面隔离槽，将镜面分隔的镜面反馈部、镜面驱动部和中心部；镜面反馈部和镜面驱动部分别与内边框之间加工有内反馈梳齿组和内驱动梳齿组。通过在外边框和镜面设置不同结构的隔离槽，将外边框和镜面分隔为不同的功能部分，将内外梳齿组分别设置为驱动梳齿组和反馈梳齿组，可以实现对镜面在两个方向偏转角度的测量，可以实时反馈镜面在不同方向的偏转角度，并提高镜面偏转角度控制的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及微机电系统领域，尤其是一种基于MEMS加工工艺制作的可实时反馈角度的二维静电扫描微镜。
背景技术
MEMS指微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System），是在微电子技术基础上发展起来的革命性新技术，融合光刻、腐蚀、薄膜、硅微加工和精密机械加工等技术制作的高科技电子机械器件。MEMS器件广泛应用于高新技术产业，是一项关系到科技发展、经济繁荣和国防安全的关键技术。其中，扫描微镜是一种应用MEMS技术研制的光反射型器件，通过连接反射镜面的扭转结构，在微驱动力的作用下，带动镜面偏转，实现对光束在一维或二维方向的反射扫描，具有成本低、可靠性高、小型化和易批量生产等优点，在光通信、激光投影、激光雷达、三维成像等领域具有巨大的应用市场。通过微镜对光反射时，需要实时监控镜面偏转的角度，对于静电驱动型微镜，由于梳齿间静电力作用，引起梳齿相对扭转，导致梳齿间电容改变，通过检测梳齿间的电容值，即可获取镜面实时偏转角度。例如，中国专利ZL201110191626.1--一种沟槽隔离镜面的扭转微镜及其制作方法，针对单轴微镜，通过将镜面分为两个区域，区分驱动信号和检测信号，防止信号叠加影响电容检测，实现对镜面偏转角度的实时测量反馈。而双轴静电微镜由内外边框、相互垂直的内外两组扭转梁和镜面组成，可以使镜面同时在相互垂直的两个方向进行偏转，实现对光源的二维扫描，但是现有技术无法同时测量二维静电扫描微镜在两个方向的偏转角度，导致在实际应用中，无法有效反馈和精确控制镜面的偏转角度。
发明内容
本申请人针对现有技术中，无法实时监控二维扫描微镜在两个方向的偏转角度的问题，提供一种新型的二维静电扫描微镜，可以实时测量内、外两组反馈梳齿的电容变化，进而得到镜面在两个方向的偏转角度，可以精确控制镜面的偏转状态。
本发明所采用的技术方案如下：
一种二维静电扫描微镜，包括外边框、内边框和镜面，外边框和内边框通过外扭转梁连接，内边框和镜面通过内扭转梁连接，内扭转梁和外扭转梁的方向相互垂直，所述外边框上加工有外框隔离槽，将外边框分隔为外框测量部、外框驱动部和两个外框连接部；外框测量部和内边框之间具有外反馈梳齿组，外框驱动部和内边框之间具有外驱动梳齿组。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述镜面加工有镜面隔离槽，将镜面分隔成镜面反馈部、镜面驱动部和中心部；所述镜面反馈部和镜面驱动部分别与内边框之间加工有内反馈梳齿组和内驱动梳齿组；所述微镜表面有绝缘层，绝缘层上面加工有内驱动导线及电极和内反馈导线及电极，电极位于外框连接部，内驱动导线及电极的导线末端连通镜面驱动部；内反馈导线及电极的导线末端连通镜面反馈部。
所述外框测量部和外框驱动部上分别加工有第一电极和第二电极。
所述内驱动导线及电极的导线依次从外框连接部、外扭转梁、内边框、内扭转梁、中心部表面通过，末端连通镜面驱动部；内反馈导线及电极的导线从外框连接部、外扭转梁、内边框、内扭转梁、中心部表面通过，末端连通镜面反馈部。
所述外框连接部、内边框、镜面、外扭转梁和内扭转梁表面覆盖有绝缘层。
所述外框连接部上加工有与微镜硅衬底导通的第三电极；所述镜面上的隔离槽设置在镜面边缘靠近梳齿的位置。
所述外边框上加工有四个外框隔离槽；所述镜面加工有两条对称的镜面隔离槽。
所述一个外框隔离槽位于外边框一侧静齿的位置，将外边框的一边分隔为外框测量部和外框驱动部；所述外框测量部内侧的静齿与内边框对应的动齿组成外反馈梳齿组，外框驱动部内侧的静齿与内边框对应的动齿组成外驱动梳齿组。
所述镜面隔离槽为两条平行的直线形结构。
所述镜面一侧的镜面隔离槽将镜面分隔为镜面驱动部和中心部；另一侧的镜面隔离槽将镜面的一侧分隔为镜面驱动部和镜面反馈部，镜面驱动部连接的动齿与内边框对应的静齿组成内驱动梳齿组，镜面反馈部连接的动齿与内边框对应的静齿组成内反馈梳齿组；所述内驱动导线及电极在镜面上的部分成T型，与镜面两侧的镜面驱动部同时连通，提供驱动信号。
所述至少一侧的的镜面隔离槽为T形。
所述至少一侧的的镜面隔离槽为双T形。
所述镜面隔离槽为折线结构或曲线结构。
所述镜面为方形、圆形或椭圆等形状；所述外扭转梁和内扭转梁为直梁、折叠梁或其他连接结构。
所述外框隔离槽和镜面隔离槽内填充有绝缘材料。
本发明的有益效果如下：
本发明的二维静电扫描微镜通过在外边框和镜面设置不同结构的隔离槽，将外边框和镜面分隔为不同的功能区域，然后通过特殊形状的金属导线和电极，将内外梳齿分别设置为驱动梳齿组和反馈梳齿组，可以实现对镜面在两个方向偏转角度的实时测量，相比现有技术可以实时反馈镜面在不同方向的偏转角度，并提高镜面偏转角度控制的精确性。
本发明所有的隔离槽都是位于外边框和镜面上，而无需在狭窄的扭转梁和内边框上设置隔离槽，隔离槽内填充绝缘材料起到隔离的作用，同时可将不同部分有效固定连接在一起，有效降低由于引入其他绝缘材料而导致的应力和刚度问题，提升微镜的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例一的结构示意图。
图2为图1中镜面部分的结构示意图。
图3为本发明实施例二的结构示意图。
图4为如3中A部的放大图。
图5为如3中B部的放大图。
图6为本发明实施例三的内边框和镜面的结构示意图。
图7为本发明隔离槽的一种结构示意图。
图8为本发明隔离槽的另一种结构示意图。
图9A~9D为一种制作本发明扫描微镜的步骤示意图。
图中：1、外边框；1-1、外框测量部；1-2、外框驱动部；1-3、外框连接部；2、内边框；3、镜面；3-1、镜面反馈部；3-2、镜面驱动部；3-3、中心部；4、外扭转梁；5、内扭转梁；6、外框隔离槽；7-1、外反馈梳齿组；7-2、外驱动梳齿组；8、镜面隔离槽；9-1、内反馈梳齿组；9-2、内驱动梳齿组；10、第一电极；11、第二电极；12、第三电极；13、内驱动导线及电极；14、内反馈导线及电极；21、光刻胶；22、SOI硅片；23、绝缘材料；24、金属。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
实施例一：
如图1和图2所示，本发明的二维静电扫描微镜，以硅材料为基础结构，包括外边框1、内边框2和镜面3，镜面3为方形。外边框1和内边框2之间通过两个外扭转梁4连接在一起，内边框2和镜面3之间通过两个内扭转梁5连接在一起，内扭转梁5和外扭转梁4的方向垂直。镜面3可以以内扭转梁5为轴进行偏转，内边框2以及镜面3可以以外扭转梁4为轴进行偏转，进而实现镜面3在两个垂直方向的偏转。
外边框1上加工有四个外框隔离槽6，外框隔离槽6将外边框1分隔为外框测量部1-1、外框驱动部1-2和外框连接部1-3，三部分被电学隔离，互不导通。在外边框1和内边框2之间没有扭转梁的另外两边之间分别具有外反馈梳齿组7-1和外驱动梳齿组7-2，其中外反馈梳齿组7-1的静齿位于外框测量部1-1的内侧，外驱动梳齿组7-2的静齿位于外框驱动部1-2的内侧，外扭转梁4的一端连接外框连接部1-3的内侧。在外框测量部1-1和外框驱动部1-2上分别加工有第一电极10和第二电极11，用于与外部测试或者驱动装置连接。
镜面3加工有两条对称的镜面隔离槽8，优选为两条平行的镜面隔离槽8，将镜面3分隔为互相隔离的镜面反馈部3-1、镜面驱动部3-2和中心部3-3，镜面反馈部3-1和镜面驱动部3-2的外边缘分别加工有内反馈梳齿组9-1和内驱动梳齿组9-2的动齿，相对的内边框2内侧加工有对应的静齿。外框连接部1-3、内边框2、镜面3、外扭转梁4和内扭转梁5表面覆盖有绝缘层，绝缘层上面加工有内驱动导线及电极13和内反馈导线及电极14，电极均位于外框连接部1-3上，内驱动导线及电极13的导线依次从外框连接部1-3、外扭转梁4、内边框2、内扭转梁5、中心部3-3表面通过，末端连通镜面驱动部3-2，用于向内驱动梳齿组9-2提供驱动信号；而内反馈导线及电极14的导线从外框连接部1-3、外扭转梁4、内边框2、内扭转梁5、中心部3-3表面通过，末端连通镜面反馈部3-1，用于测量内反馈梳齿组9-1的电容。外框连接部1-3上还加工有第三电极12，与衬底硅材料导通，用于向内边框2的梳齿提供驱动信号。
本实施例的二维静电扫描微镜工作时，通过第二电极11、第三电极12和内驱动导线及电极13，分别向外边框1、内边框2和镜面3上用于驱动的梳齿组提供驱动信号，在静电力的作用下，内边框2带动镜面3以外扭转梁4为轴偏转，同时镜面3以内扭转梁5为轴在另一个方向偏转。在驱动梳齿组的动齿和静齿在静电作用力下分开的同时，对应的反馈梳齿组的动齿和静齿之间也成一定角度具有一定的电容值。此时，通过测试外反馈梳齿组7-1的电容，可以得到内边框2和镜面3在一个方向转动的角度；同时，通过测试内反馈梳齿组9-1的电容，可以得到镜面3在另一个方向转动的角度。通过本发明的结构，可以有效的实时测量镜面3在相互垂直的两个方向偏转的角度。
为了实现以上技术效果，本发明通过在外边框1上设置多个外框隔离槽6，将外边框1分隔为具有不同功能的4个部分，同时实现内外驱动和内外电容反馈的功能。而且，通过镜面隔离槽8，将镜面3有效的分割为三个区域，配合导线的特殊设置，在同一个镜面上同时实现驱动和电容反馈的功能。本发明将外边框1和镜面3设置为多个不同功能区域，实现了内外同时驱动和电容反馈，实时测量镜面3的偏转角度。
而且，本发明的所有隔离槽都是位于外边框1和镜面3，特别是镜面3上的隔离槽设置在镜面3边缘靠梳齿一侧，远离镜面中心。隔离槽内通过绝缘材料起到隔离的作用，同时将不同部分有效固定连接在一起，而无需在狭窄的扭转梁和内边框2上设置隔离槽，可有效降低由于引入其他绝缘材料而导致的应力和刚度问题，提升微镜的可靠性。
实施例二：
如图3所示，本实施例的外边框1被多个外框隔离槽6分隔为外框测量部1-1、外框驱动部1-2和外框连接部1-3。与实施例一不同的是，如图5所示，本实施例的一个外框隔离槽6位于外边框1一侧静齿的位置，该外框隔离槽6将外边框1的一边分隔为外框测量部1-1和外框驱动部1-2，其中外框测量部1-1内侧连接部分静齿，该部分静齿与内边框2对应的动齿组成外反馈梳齿组7-1；外框驱动部1-2内侧连接另一部分静齿，与内边框2对应的动齿组成外驱动梳齿组7-2，同时，整个微镜下方的梳齿组也是外驱动梳齿组7-2。
通过该特殊结构的外框隔离槽6，可以合理分配驱动齿和反馈齿的数量。实际设计和制造过程中，可以根据微镜所需驱动力的大小，以及所需反馈电容值的大小，设置合适位置的外框隔离槽6，进而得到合理数量的驱动齿和反馈齿，满足驱动和反馈两方面的需求。
如图4所示，本实施例中镜面3上的隔离槽也与实施例一不同，左侧的镜面隔离槽8将镜面3分隔为镜面驱动部3-2和中心部3-3，镜面驱动部3-2外侧为内驱动梳齿组9-2；右侧的镜面隔离槽8为T形，将镜面3右侧分隔为上方的镜面驱动部3-2和下方的镜面反馈部3-1，镜面驱动部3-2与镜面3右侧的部分梳齿连接，该部分梳齿作为动齿与内边框2对应的静齿组成内驱动梳齿组9-2，镜面反馈部3-1与其他梳齿连接，与内边框2对应的静齿组成内反馈梳齿组9-1。内反馈导线及电极14同实施例一，连通镜面反馈部3-1，用于检测电容信号；而内驱动导线及电极13在镜面3上的部分成T型，与镜面左右两边的镜面驱动部3-2同时连通，用于提供驱动信号。当然，也可以将两侧的镜面隔离槽8全部设置为T形结构，将两侧的镜面都分隔为上方的镜面驱动部3-2和下方的镜面反馈部3-1，并配合对应的结构的反馈导线即可。
通过该特殊结构的镜面隔离槽8，可以有效分配驱动齿和反馈齿的数量，实际设计和制造过程中，可以根据所需驱动力的大小，以及所需反馈电容值的大小，设置合适形状的镜面隔离槽8，满足驱动和反馈两方面的需求。
实施例三：
如图6所示，本实施例中镜面3左侧的镜面隔离槽8与实施例一相同，将镜面3分隔为镜面驱动部3-2和中心部3-3。右侧的镜面隔离槽8贯通整个镜面，右侧包含两个分支隔离槽，为双T形结构，将镜面3右侧分隔为上中下三部分，依次为上部的镜面驱动部3-2、中部的镜面反馈部3-1和下部的镜面驱动部3-2。两个镜面驱动部3-2与镜面3右侧的部分梳齿连接，该部分梳齿作为动齿与内边框2对应的静齿组成内驱动梳齿组9-2，镜面反馈部3-1与中间的梳齿连接，与内边框2对应的静齿组成内反馈梳齿组9-1。内反馈导线及电极14同实施例一，连通镜面反馈部3-1，用于检测电容信号。内驱动导线及电极13在内边框上分为两个分支，分别从上下两个内扭转梁5上进入镜面3，形成多个接触端，与镜面3上的多个镜面驱动部3-2全部连通，用于提供驱动信号。
当然，双T形结构的镜面隔离槽8，可以将右侧的镜面3分隔为中部的镜面驱动部3-2和两端的镜面反馈部3-1。同实施例二，通过该特殊结构的镜面隔离槽8，可以有效分配驱动齿和反馈齿的数量，实际设计和制造过程中，可以根据所需驱动力的大小，以及所需反馈电容值的大小，设置合适形状的镜面隔离槽8，满足驱动和反馈两方面的需求。
实施例四：
在实施例一到三中，镜面隔离槽8都是直线结构。本实施例中，如图7所示，镜面隔离槽8为折线结构。如图8所示，镜面隔离槽8为曲线结构。通过复杂的镜面隔离槽8结构，可以增大隔离槽中填充材料与基体材料的接触面积，提升镜面结构整体可靠性。
实施例五：
本实施例中，镜面3可根据实际需求，制作为圆形或椭圆等几何形状。
内外扭转梁可加工为直梁、折叠梁或其他结构。
实施例六：
图9所示为制作本发明微镜的一种简单流程示意图，该示意图仅用于简单解释本发明部分隔离槽及金属导线和电极的制造过程，并非对本发明微镜结构的限定。
步骤1：如图9A所示，在SOI硅片22上涂光刻胶21，通过光刻、刻蚀等工艺刻蚀出所需的隔离槽。
步骤2：如图9B所示，在SOI硅片22正面沉积绝缘材料23以填充隔离槽，然后通过化学机械抛光工艺，使微镜表面平整，硅片表面仍然保留有一层绝缘材料23。
填充隔离槽的绝缘材料23为SiN、SiO2或其他半导体绝缘材料。
步骤3：如图9C所示，在SOI硅片22正面通过光刻、刻蚀工艺，在绝缘材料23上刻蚀出接触孔；然后沉积金属24并刻蚀形成指定图形的金属电极和导线，形成镜面、金属电极和导线。
金属24材料为金、铜、铝、银等导电材料。
步骤4：如图9D所示，通过正面和背面光刻、刻蚀等工艺，制作出梳齿、内外边框、镜面等结构。如图中所示的镜面剖面图，可以看出由绝缘材料23组成的镜面隔离槽8，将镜面3分隔为互相隔离的镜面反馈部3-1、镜面驱动部3-2和中心部3-3。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。
Claims (15)
1.一种二维静电扫描微镜，包括外边框（1）、内边框（2）和镜面（3），外边框（1）和内边框（2）通过外扭转梁（4）连接，内边框（2）和镜面（3）通过内扭转梁（5）连接，内扭转梁（5）和外扭转梁（4）的方向相互垂直，其特征在于：所述外边框（1）上加工有外框隔离槽（6），将外边框（1）分隔为外框测量部（1-1）、外框驱动部（1-2）和两个外框连接部（1-3）；外框测量部（1-1）和内边框（2）之间具有外反馈梳齿组（7-1），外框驱动部（1-2）和内边框（2）之间具有外驱动梳齿组（7-2）。
2.根据权利要求1所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述镜面（3）加工有镜面隔离槽（8），将镜面（3）分隔成镜面反馈部（3-1）、镜面驱动部（3-2）和中心部（3-3）；所述镜面反馈部（3-1）和镜面驱动部（3-2）分别与内边框（2）之间加工有内反馈梳齿组（9-1）和内驱动梳齿组（9-2）；所述微镜表面有绝缘层，绝缘层上面加工有内驱动导线及电极（13）和内反馈导线及电极（14），电极位于外框连接部（1-3），内驱动导线及电极（13）的导线末端连通镜面驱动部（3-2）；内反馈导线及电极（14）的导线末端连通镜面反馈部（3-1）。
3.根据权利要求1所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述外框测量部（1-1）和外框驱动部（1-2）上分别加工有第一电极（10）和第二电极（11）。
4.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述内驱动导线及电极（13）的导线依次从外框连接部（1-3）、外扭转梁（4）、内边框（2）、内扭转梁（5）、中心部（3-3）表面通过，末端连通镜面驱动部（3-2）；内反馈导线及电极（14）的导线从外框连接部（1-3）、外扭转梁（4）、内边框（2）、内扭转梁（5）、中心部（3-3）表面通过，末端连通镜面反馈部（3-1）。
5.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述外框连接部（1-3）、内边框（2）、镜面（3）、外扭转梁（4）和内扭转梁（5）表面覆盖有绝缘层。
6.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述外框连接部（1-3）上加工有与微镜硅衬底导通的第三电极（12）；所述镜面（3）上的隔离槽设置在镜面（3）边缘靠近梳齿的位置。
7.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述外边框（1）上加工有四个外框隔离槽（6）；所述镜面（3）加工有两条对称的镜面隔离槽（8）。
8.根据权利要求1或2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述一个外框隔离槽（6）位于外边框（1）一侧静齿的位置，将外边框（1）的一边分隔为外框测量部（1-1）和外框驱动部（1-2）；所述外框测量部（1-1）内侧的静齿与内边框（2）对应的动齿组成外反馈梳齿组（7-1），外框驱动部（1-2）内侧的静齿与内边框（2）对应的动齿组成外驱动梳齿组（7-2）。
9.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述镜面隔离槽（8）为两条平行的直线形结构。
10.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述镜面（3）一侧的镜面隔离槽（8）将镜面（3）分隔为镜面驱动部（3-2）和中心部（3-3）；另一侧的镜面隔离槽（8）将镜面（3）的一侧分隔为镜面驱动部（3-2）和镜面反馈部（3-1），镜面驱动部（3-2）连接的动齿与内边框（2）对应的静齿组成内驱动梳齿组（9-2），镜面反馈部（3-1）连接的动齿与内边框（2）对应的静齿组成内反馈梳齿组（9-1）；所述内驱动导线及电极（13）在镜面（3）上的部分成T型，与镜面（3）两侧的镜面驱动部（3-2）同时连通，提供驱动信号。
11.根据权利要求10所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述至少一侧的的镜面隔离槽（8）为T形。
12.根据权利要求10所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述至少一侧的的镜面隔离槽（8）为双T形。
13.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述镜面隔离槽（8）为折线结构或曲线结构。
14.根据权利要求1所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述镜面（3）为方形、圆形或椭圆等形状；所述外扭转梁（4）和内扭转梁（5）为直梁、折叠梁或其他连接结构。
15.根据权利要求2所述的二维静电扫描微镜，其特征在于：所述外框隔离槽（6）和镜面隔离槽（8）内填充有绝缘材料。
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111257856A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种扫描镜监测系统及方法 |
| CN111856430A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 合肥工业大学 | 一种用于激光雷达的双层梳齿驱动mems扫描镜及制备方法 |
| CN112902892A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 清华大学深圳国际研究生院 | 一种静电梳齿驱动式低串扰运动的面内二维定位平台 |
| CN112965239A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 西安知象光电科技有限公司 | 一种堆叠式感应电容角度反馈振镜及其制作方法 |
| CN114019675A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-08 | 北京理工大学 | 二维微镜 |
| CN114077047A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 一种对称折叠弹性梁结构mems微镜及其制作方法 |
| US20220066197A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-03 | Beijing Voyager Technology Co., Ltd. | Capacitance sensing in a mems mirror structure |
| CN114637110A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-17 | 安徽大学 | 一种具有静电驱动的双层扭转的mems微镜及激光雷达 |
| CN115236849A (zh) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 二维mems扫描微镜及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030218793A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-27 | Fujitsu Limited | Micro mirror unit including mirror substrate and wiring substrate spaced by conductive spacer |
| US20080284279A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Hiroshi Obi | Actuator |
| CN101981487A (zh) * | 2008-03-25 | 2011-02-23 | 微视公司 | 高速扫描镜的电容梳状反馈 |
| CN102269868A (zh) * | 2011-07-08 | 2011-12-07 | 西安励德微系统科技有限公司 | 一种沟槽隔离镜面的微扭转镜及其制作方法 |
| CN102616729A (zh) * | 2012-04-04 | 2012-08-01 | 西北工业大学 | 一种基于soi硅片的窄沟道隔离槽刻蚀至氧化层的检测结构及检测方法 |
| CN211206960U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-08-07 | 无锡微视传感科技有限公司 | 二维静电扫描微镜 |
-
2019
- 2019-11-28 CN CN201911187892.XA patent/CN110703430A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030218793A1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-27 | Fujitsu Limited | Micro mirror unit including mirror substrate and wiring substrate spaced by conductive spacer |
| US20080284279A1 (en) * | 2007-05-18 | 2008-11-20 | Hiroshi Obi | Actuator |
| CN101981487A (zh) * | 2008-03-25 | 2011-02-23 | 微视公司 | 高速扫描镜的电容梳状反馈 |
| CN102269868A (zh) * | 2011-07-08 | 2011-12-07 | 西安励德微系统科技有限公司 | 一种沟槽隔离镜面的微扭转镜及其制作方法 |
| CN102616729A (zh) * | 2012-04-04 | 2012-08-01 | 西北工业大学 | 一种基于soi硅片的窄沟道隔离槽刻蚀至氧化层的检测结构及检测方法 |
| CN211206960U (zh) * | 2019-11-28 | 2020-08-07 | 无锡微视传感科技有限公司 | 二维静电扫描微镜 |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111257856A (zh) * | 2020-02-21 | 2020-06-09 | 深圳奥比中光科技有限公司 | 一种扫描镜监测系统及方法 |
| CN111257856B (zh) * | 2020-02-21 | 2022-05-27 | 奥比中光科技集团股份有限公司 | 一种扫描镜监测系统及方法 |
| CN111856430B (zh) * | 2020-07-28 | 2023-07-14 | 合肥工业大学 | 一种用于激光雷达的双层梳齿驱动mems扫描镜及制备方法 |
| CN111856430A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-10-30 | 合肥工业大学 | 一种用于激光雷达的双层梳齿驱动mems扫描镜及制备方法 |
| CN114077047A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 一种对称折叠弹性梁结构mems微镜及其制作方法 |
| US11789253B2 (en) * | 2020-09-01 | 2023-10-17 | Beijing Voyager Technology Co., Ltd. | Capacitance sensing in a MEMS mirror structure |
| US20220066197A1 (en) * | 2020-09-01 | 2022-03-03 | Beijing Voyager Technology Co., Ltd. | Capacitance sensing in a mems mirror structure |
| CN112902892A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-06-04 | 清华大学深圳国际研究生院 | 一种静电梳齿驱动式低串扰运动的面内二维定位平台 |
| CN112965239A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-15 | 西安知象光电科技有限公司 | 一种堆叠式感应电容角度反馈振镜及其制作方法 |
| CN115236849A (zh) * | 2021-04-22 | 2022-10-25 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 二维mems扫描微镜及其制备方法 |
| CN115236849B (zh) * | 2021-04-22 | 2023-07-14 | 安徽中科米微电子技术有限公司 | 二维mems扫描微镜及其制备方法 |
| CN114019675B (zh) * | 2021-09-29 | 2022-11-01 | 北京理工大学 | 二维微镜 |
| CN114019675A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-02-08 | 北京理工大学 | 二维微镜 |
| CN114637110A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-17 | 安徽大学 | 一种具有静电驱动的双层扭转的mems微镜及激光雷达 |
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