CN112313303B - 具有膨胀补偿功能的光学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种光学单元，包括：一透镜以及被配置为支撑所述透镜的一框架；其中，所述透镜的一热膨胀系数(CTE)具有一第一值；其中，所述框架的一热膨胀系数(CTE)为一第二值；其中，所述第一值不同于所述第二值；以及其中，所述透镜和所述框架中的至少一个包括用于补偿所述透镜和所述框架的热膨胀之间的差异的一柔性接口。

Description

具有膨胀补偿功能的光学装置
交叉引用
本申请主张于2018年5月18日提交的美国专利临时申请案申请号为62/673,149的优先权，其公开内容通过引用并入本文作为参考。
背景技术
光学单元可以包括诸如透镜之类的光学部件和诸如框架之类的机械部件。框架和透镜的热膨胀系数值可能会有所不同。
例如，在20℃至60℃的范围内，玻璃的平均热膨胀系数(CTE)比单晶硅框架的平均热膨胀系数(CTE)高出近30％(大约3.36ppm/K对2.6ppm/K)。
因此，混合光学单元可以表现出显着水平的热变形。
光学单元，如MEMS可调谐法布里-佩罗滤波器，对光学间隙的变化非常敏感。在整个工作温度范围内，光学间隙的变化应小于几十纳米。
人们越来越需要提供一种光学单元，它可以克服其不同组件在平均热膨胀系数方面的差异。
发明内容
本发明提供基本上如说明书、权利要求书和附图中的至少一个所示的光学装置和接合方法。
附图说明
以下参考在此段落后所示的附图来描述本文公开实施例的非限制性例示。附图和叙述用于描述和阐明本文公开的实施例，并且不应被视为以任何方式进行限制。不同附图中的相同组件可以由相同的数字表示。
图1A至图1C是至少一个光学单元的实施例。
图2A至图2F是至少一个光学单元的实施例。
图3A至图3B是至少一个光学单元的实施例。
图4A至图4B是至少一个光学单元的实施例。
图5是至少一个光学单元的实施例。
图6A至图6B是至少一个光学单元的实施例。
图7A至图7C是至少一个光学单元的实施例。
图8A至图8D是至少一个光学单元的实施例。
图9A至图9D是至少一个光学单元的实施例。
图10是一方法的实施例。
图11A以同分异构视图示意性地示出根据本揭示主张的示例的可调谐MEMS校准器装置示意图。
图11B示意性地示出了根据本揭示图11A主张的示例的装置的横截面示意图。
图12A示出了根据图11B中当前公开的主张的示例的装置处于初始制造、非应力未致动状态的示意图。
图12B示出根据本揭示图12A主张的示例的装置处于初始预应力未致动状态的示意图。
图12C示出根据本揭示图12B主张的示例的装置处于致动状态的示意图。
图13示意性地示出根据本揭示图11A或图11B主张的示例的装置中的功能机械层的俯视图。
图14示意性地示出了根据本揭示主张的图11A或图11B的示例的装置中具有在其上形成多个电极的盖体的俯视图。
图15A示意性地示出根据本揭示主张的另一示例，在横截面视图中以及在初始制造、非应力未致动状态下的可调谐MEMS校准器装置示意图。
图15B示出根据本揭示图15A主张的处于初始预应力未致动状态的示例的装置的示意图。
图15C示出了根据本揭示图15B主张的处于致动状态的示例的装置的示意图。
图16示出根据本揭示主张的示例的图15A或15B的装置中的SOI芯片的处理层的底视图。
图17示出了根据本揭示主张的示例的组件包括本文公开的具有集成光学组件的装置。
图18在方块图中示意性地示出了根据本揭示公开的主题的示例性配置的一顺序成像系统。
图19A示意性地示出了根据本揭示公开的主题的另一示例的可调谐MEMS校准器装置在横截面视图中以及在初始制造、非应力未致动状态的示意图。
图19B示出了图19A中根据本揭示公开的主题的示例的处于初始预应力未致动状态的装置的示意图。
图19C示出了图19B中根据本揭示公开的主题的示例的处于致动状态的的装置示意图。
具体实施方式
在下面的讨论中，本文所用术语“玻璃”被用作至少部分透明的材料的一般非限制性示例。需要注意的是，本文所用术语“玻璃”不应解释为限制性的，并且也可以考虑其他材料，包括在所需波长范围内对光具有适当透明度的任何材料或材料组合，以便使校准器和图像传感器以所需的方式工作，例如塑料、二氧化硅、锗或硅(硅在大约1微米至8微米的波长是透明的)。
对光学单元的任何参考应比照应用于由光学单元执行的方法及/或用于制造所述光学单元的方法。
本文所用术语“及/或”是附加的或可任选的。
为了简化说明，假设框架和透镜具有一水平轴线，并且沿着一垂直轴线测量框架和透镜的厚度。对平面的参考指的是对同样水平的平面的参考。
已经发现，在如可调谐MEMS校准器装置的光学装置中，玻璃透镜的至少一部分可以被附接到硅框架。在这种配置中，在升高的温度下，玻璃透镜将倾向于比周围的硅框架膨胀更多，从而导致玻璃透镜发生明显变形。
可以提供一种光学单元，其包括一透镜以及被配置为支撑所述透镜的一框架。所述透镜的一热膨胀系数(CTE)具有一第一值，并且所述框架的一热膨胀系数(CTE)为一第二值。所述第一值不同于所述第二值。所述光学单元包括一柔性接口，用于补偿所述透镜和所述框架的热膨胀之间的差异。柔性接口可以被包括在透镜中，可以被包括在框架中，可以被包括在透镜和框架两者中，或者可以不被包括在透镜和框架中的任何一个中。
柔性接口包括具有至少一个微观尺寸(例如微观宽度)的多个凹槽。本文所用术语“凹槽”也可以称为狭槽、狭缝、凹部、通道等。
图1A至图1C、图2A至图2F、图3A至图3B、图4A至图4B、图5、图6A至图6B、图7A至图7C、图8A至图8D和图9A至图9D是光学单元的示例。
图1A、图2A、图2C、图2E、图3A、图4A、图4B、图5、图6A、图6B、图7A至图7C、图8A、图8C、图9A和图9C是顶视图。图1B、图2B、图2D、图2F、图3B、图8B、图8D、图9B和图9D是侧视图。图1C是仰视图。
在图1A至图7C和图9D中，透镜和框架位于不同的平面(透镜在框架下方)，并且在透镜和框架之间存在重叠区域-透镜与框架接触。在各个附图中，重叠区域25表示框架的与透镜的一部分重叠(接触)的一部分。
在图8A至图9B中，透镜和框架位于同一平面上。
在图9C至图9D中，透镜和框架位于不同的平面，并且柔性接口与框架和透镜两者重叠。应当注意的是，透镜和框架之间可能存在各种关系。透镜可以具有与框架相同的厚度。透镜的至少一部分可具有与框架的至少一部分不同的厚度。
透镜的至少一部分和框架的至少一部分可以位于同一平面中。透镜的至少一部分和框架的至少一部分可以位于不同的平面。
透镜的顶部可以与框架的顶部处于相同的高度。透镜的顶部可以与框架的顶部处于不同的高度。
透镜的底部可以与框架的底部处于相同的高度。透镜的底部可以与框架的底部处于不同的高度。
为了便于说明，各种附图(例如图2A、图2C、图2E、图3A)示出了框架和透镜之间的重叠区域25，而不是整个框架。
在以下示例中，假定透镜由玻璃制成，框架由硅制成。这些仅是示例，并且可以使用其他材料。透镜可以由任何透明、半透明或不透明的材料制成。框架可以由热膨胀系数与透镜的热膨胀系数不同的任何透明、半透明或不透明材料制成。在某些示例中，透镜由以下任何一种材料制成：玻璃、塑料或锗。在某些示例中，框架由硅制成。
透镜及/或框架可以具有任何横截面，并且在各个附图中示出的透镜的几个横截面仅是示例。
透镜可以具有与框架相同的厚度，或者可以具有与框架不同的厚度。
在下文中可以提供各种尺寸(厚度、宽度、长度)。这些仅是非限制性示例。
在各个附图中示出各种轮廓线。这些轮廓线说明了模拟结果，这些模拟结果表示将透镜和框架置于从20℃升至60℃的温度下，并分别假设硅的CTE为2.6ppm/K，玻璃的CTE为3.36ppm/K。轮廓线的值、它们的形状和在透镜中的位置仅是非限制性示例。
在这些情况下，透镜被迫变形并形成轮廓所示的弯曲。弯曲度值以纳米为单位。
图1A至图1C示出了一弹簧悬挂系统，所述弹簧悬挂系统包括附接至框架22的一透镜21(诸如玻璃透镜)，所述框架22(诸如由蚀刻的玻璃上硅芯片形成的一硅框架)连接至一弯曲结构19。
图1A的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米、10纳米、15纳米和18纳米)。
图2A至图2F显示了各种机械支撑边界条件对透镜21的弯曲的影响，所述透镜21连接到与透镜重叠的框架22的环形部分25。在图1C中，框架的内边缘标记为24。
图2A至图2F示出了各种机械支撑物的边界条件对附接至框架22的与透镜重叠的环部25的透镜21的弯曲的影响。在图1C中，框架的内边缘标记为24。
图2A-2B示出了假设在环形部分25的顶部外边缘上的简单支撑物的透镜的曲率。
图2A的轮廓线显示了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米、10纳米和15纳米)
图2C-2D示出了假设在重叠环形部分25的外圆形表面上有固定支撑物的透镜的曲率。
图2C的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、10纳米、100纳米、200纳米和280纳米)。
图2E至图2F示出了透镜的曲率，其假设在重叠环形部分25的顶面上没有双重简单/平移的弯曲支撑物。
图2E的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米和9纳米)。由于在图1A至图1C中，在重叠环形部分25仅是整个框架的一部分，因此其上的实际边界条件侧面应产生一约束作用，其作用程度介于简单支撑物和固定支撑物之间。
图2A至图2D显示，等效类型的机械支撑物比固定支撑物更接近简单支撑物。实际上，由于框架(厚度为50微米)与透镜(厚度为250微米)相比相对灵活，因此它相对容易偏转，这使得它能够吸收一些热应力，否则这些热应力会转移到透镜的其他弯曲处。
图2E至图2F指出在重叠区域上设计一边界条件是有益的，以使其等效于一简单支撑物和抵消弯曲力矩的组合，所述简单支撑物允许其在平面上热膨胀，并且所述弯曲力矩抑制了透镜弯曲。
图3A至图3B示出了在重叠环形部分25中形成的五十六个径向凹槽的效果。
图3A的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米和6纳米)。
在图3A至图7C中，在框架中设置有各种凹槽，并允许吸收透镜和框架中的热伸长率差异。
假设在重叠区域的边缘上有一简单支撑物，图2A至图2B和图3A至图3B证明，径向凹槽可显著减小孔径弯曲度-最大弯曲度的60％。但是，更重要的是，1纳米和5纳米的弯曲轮廓之间的径向距离显著增加-因此使透镜的中心区域更平坦。径向凹槽的底直径为2.3毫米，宽度为10微米。
图4A至图4B示出了在图1A至图1C的装置的硅层中嵌入五十六个和一百一十二个径向凹槽的效果。
图4A的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米、10纳米和11纳米)
图4B的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米和8纳米)。
显然，最大透镜弯曲度值分别降低了近40％和55％，而透镜的中心区域变得平坦得多。
由于框架可以作为一致动电极的一部分，因此要考虑的因素是致动面积的减小。多个细的径向凹槽具有缓解透镜弯曲的潜力，同时又不会对致动区域产生太大影响。实际上，对于图4A至图4B中的多个凹槽，分别对于五十六个凹槽和一百一十二个凹槽而言，致动面积的减小仅为2.6％和5.2％。
图5显示了在包括所述框架的一层中嵌入四个环形凹槽的效果。凹槽的宽度是40微米。环形凹槽的数量可以不同于四个。在图5中，四个环形凹槽48是同轴的并且形成在重叠环形部分25中，并且它们的周围部分连接到所述透镜。
图5的轮廓线显示了透镜21的弯曲度(1纳米、5纳米、10纳米和12纳米)
显然，使用这种结构，最大透镜弯曲度值可以减少近40％。然而，与径向凹槽相反，此处的致动面积减少了将近20％。
图6A至图6B示出了一实施例，其中，一层包括一锚固件、框架，还包括弯曲部分，如由多个沟槽52定义的多个悬挂弹簧。
框架55可以被所述弯曲部分局部地包围。锚固件53可以位于弯曲部分的外部。图6A示出了由沟槽52限定的四个L形弯曲部分，并且还示出了一弯曲形状的四个内部沟槽56。每个内部弯曲部分可以平行于由框架限定的一内部空间的一对应部分。
在图6A和图6B中，有五十六个径向凹槽。
图6B示出了增加部分环形凹槽56，增加了框架的柔韧性，并有助于进一步减少透镜弯曲度，几乎减少了20％。
图6A的轮廓线显示了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米、9纳米和11纳米)
图6B的轮廓线示出了透镜21的弯曲度值(1纳米、5纳米和9纳米)。图7A示出了多个倾斜的凹槽61，所述倾斜的凹槽61是线性的，但是不从框架限定的内部空间以径向方式延伸。每个凹槽从一径向凹槽定向。
图7B示出了多个凹槽65，其具有倾斜的线性部分66和附加的通孔67(比线性部分宽)以增加框架透镜界面的柔性。图7C示出了多个弯曲的凹槽的图案。这些凹槽围绕由框架限定的内部空间设置。
图8A至图8D示出了其他构造，其中框架71和透镜72形成在相同的单一厚度混合层中。
先前附图中显示的任何弯曲部分也可以在此配置中实现。图8A示出的弹簧73机械地连接至框架71。
图8C至图8D的框架71是静态的。需注意的是，框架可以通过任何类型或数量的刚性或柔性结构而被集成在一些其他机械结构中。
图9A至图9D示出了与透镜72和框架76接合的一柔性接口78。柔性接口78可以包括透镜或框架的材料中的至少一种，并且可以具有上述的任何弯曲结构或任何其他结构。
图10示出了方法90的示例。
方法90可以包括步骤92和94。步骤92和94可以彼此并行地，以部分重叠的方式或以非重叠的方式执行。
步骤92包括通过光学单元施加至少一光学操作，所述光学单元包括透镜和被配置为支撑透镜的框架。所述透镜的一热膨胀系数(CTE)具有一第一值，所述框架的一热膨胀系数(CTE)为一第二值。第一值不同于第二值。
步骤94可以包括通过所述光学单元的一柔性接口补偿透镜和框架之间的热膨胀的差异。这可以涉及允许镜片的至少一部分相对于框架的至少一部分的相对运动-反之亦然。
柔性接口可以被设置在框架中，可以被设置在透镜中，可以被设置在透镜和框架两者中，或者可以不被设置在透镜和框架中。
任何上述提到的柔性接口都可以在以下任何可调谐MEMS校准器中实现。例如，柔性接口可以形成在框架108和顶镜104之间，可以(至少部分地)包括在框架108中及/或可以(至少部分地)包括在顶镜104中。
图11A以同分异构视图示意性地示出本文公开的项目符号为100的可调谐MEMS校准器装置的第一示例。图11B示出了沿标有A-A的一平面的装置100的同分异构横截面。装置100与XYZ坐标系一起显示，XYZ坐标系也适用于以下所有附图。图12A、图12B和图12C显示了平面A-A中装置100的横截面，其具有三种配置(状态)：预制(未应力)未致动状态(图12A)、预应力未致动状态(图12B)和致动状态(图12C)。装置100包括两个基本上平坦且平行的镜/反射面、一底镜102(或“后镜”)和由一“后”间隙隔开的一顶镜104(或“光圈”)。如本文所用术语“前”和“后”反映所述装置朝向光线的方向。
如图所示，前(顶)镜是光线进入校准器路径中的第一镜。在一个实例中，多个镜形成在由透明或半透明材料制成的平板或芯片中，以使可调谐校准器滤光片(例如玻璃)传输期望的波长范围内的光。如本文所使用的术语“平板”、“芯片”或“层”是指基本上二维的结构，其具有由两个平行平面限定的厚度并且具有比所述厚度大得多的宽度和长度。“层”也可以指更薄的结构(低至纳米级，而其他层的典型厚度为微米)。
在一个实施例中，后镜102形成在玻璃层中，所述玻璃层也用作所述装置的基板。在其他实施例中，后镜102可以形成在“混合”板或混合材料中，使得光线通过的中心部分(“光圈”)对光的波长是透明的(例如由玻璃制成)，而围绕所述孔的板部分则由不同的材料制成，例如硅。混合相位可以增加镜的刚性和强度。
在预制状态下，如图12A所示，多个前镜与后镜之间的后间隙具有一尺寸标记为g0。在未致动状态下，如图12B所示，后间隙的尺寸标记为g1。在致动状态下，如图12C所示，后间隙的尺寸标记为g2。多个镜彼此之间是可移动的，因此可以在特定的最小(gMn)和最大(gMx)间隙大小之间调节后间隙。在所示的特定坐标系中，移动方向为Z方向。具体地，根据本文公开的特定示例，后镜102(相对于前镜面向传感器侧)固定且前镜104(相对于后镜面向物件侧)可移动。在预应力未致动状态下，间隙尺寸最小，因此g1＝gMn。最大后间隙尺寸gMx对应于“最大”致动状态。当然，有许多致动状态(甚至是一个连续的状态范围)，在这种状态下，后间隙的一数值为g2，在gMn和gMx之间。
装置100还包括第一挡块结构(也称为“后挡块”)106，所述第一挡块结构位于镜102和镜104之间，以不阻挡用于到达图像传感器的光线的方式设计。后挡块106可形成在任一镜上。在初始预制造未致动状态下，如图2A，两个镜位于彼此非常接近的位置，最小间隙距离gMn由作为位移限制器功能的后挡块106定义。挡块106的另一个功能是防止前镜因外部冲击和振动而发生不必要的位移。后挡块106设计用于防止多个后镜之间的接触，并确保gMn从不为零。如果它们的尺寸很小并且它们不会明显遮挡光信号，则它们可能位于光学孔径区域内。可以使可移动前视镜104的位移最小的方式优化光学孔径区域内的后挡块的位置。在一些实例中，后挡块106由诸如图案化Cr-Au层、Ti-Au层或Ti-Pt层的金属制成。根据校准器所需的光谱传输特性，选择顶镜和后镜的反射率/透明度。根据一些实施例，每一镜至少在某种程度上是半反射的。
装置100还包括具有开口(“光圈”)110的安装框架结构(或简单的“框架”)108。框架108由透明或半透明材料(例如单晶硅)制成，并且固定地连接(例如通过接合)到前镜104。也就是说，镜104“安装”在框架108上，因此与框架108一起移动。开口110允许光线通过前镜进入校准器。因此，前镜有时也称为“光圈镜”。
在一些实施例中，后镜102和可任选的前镜104包括沉积在玻璃层/基板上的氧化钛(TiO2)层。在某些实例中，本文公开的装置可包括形成在面向表面的框架108上的后镜102上的一个或多个电极(未示出)，以使能够向后镜致动框架结构(并由此导致前镜移动)。可以应用替代的致动机制，例如压电驱动、开尔文力等。前镜朝向或远离后镜的移动可调节校准器的光谱传输带轮廓。
装置100还包括由透明或半透明材料(例如单晶硅)制成的锚固结构(或简称为“锚固件”)112。锚固件112和框架108通过弯曲/悬架结构彼此附接。例如，悬架结构可以是锚固结构112的区域，其被图案化为弯曲或扭转弹簧、此类弹簧的组合或适于承载前视镜的薄圆环形膜。在装置100中，悬架结构包括多个悬架弹簧/弯曲件。根据一些实施例，在装置100中，多个悬架弹簧/弯曲件包括四个弹簧114a、114b、114C和114d，它们由透明或半透明材料(例如单晶硅)制成。框架108、锚固件112和弹簧114一起形成“功能机械层”300，如图13中的俯视图所示。在下面的讨论中，所用术语“硅”用作一般的非限制性示例。要注意的是，术语硅不应被解释为限制性的，并且还可以考虑其他材料，包括弯曲结构以期望的方式起作用所需的具有合适的弯曲性和耐久性的任何材料或材料的组合，例如塑料或玻璃。
图12A至图12C表示朝向入射光的前镜104的表面连接到框架108。下面参照图20描述前镜104和框架108的不同配置。图中还示出包括四个弹簧114a、114b、114C和114d的弯曲结构(参见图13)，其连接到锚固件112和框架结构108，但不连接到前镜。
在一些实施例中，框架108通过间隔结构(或简单地称为“间隔物”)116与后镜102隔开。根据一些实施例，间隔物116可以由玻璃材料形成。间隔物116用于将框架和弹簧与形成镜102的板隔开。虽然原则上多个硅锚固件112可以直接连接到底板上，而不需要间隔物116，但这需要弹簧产生非常大的变形。对于所采用的几何形状，这种变形超出了弹簧材料的强度极限，这要求间隔物116的存在。出于技术原因，在一些实施例中，可移动前镜104和间隔116都是由同一块玻璃板(芯片)制造的。由于玻璃和硅芯片是在芯片级接合的，因此这简化了制造。因此，装置100在本文中称为玻璃-硅玻璃(GSG)设备。
装置100进一步包括一盖板(或简称为“盖体”)118，所述盖板118容纳一致动机构的至少一部分，所述致动机构构造成用于控制前镜和后镜之间的间隙尺寸。如图所示，盖体118在入射光的方向上相对于前镜104位于物体侧。在静电致动的示例中，盖体118容纳形成在其上或附接到其上的多个电极120(参见图12A至图12C)。多个电极120可例如定位在盖体118的底侧(面向镜子)。电极120通过一个或多个玻璃通孔124与位于盖体118的相对侧(顶侧)的一个或多个接合焊盘126永久电接触。电极120用于驱动框架108(从而使得前镜104的移动)。盖体包括第一凹槽(空腔)119，在框架108和电极120之间提供“前”(也称为“静电”)间隙d。在预制配置中(在将装置连接到后镜之前)，如图12A，间隙d的尺寸为d0。接合后，在图12B所示的预应力未致动状态下，间隙d具有最大尺寸dMx。在任何致动状态下(如图12C所示)，间隙d的尺寸为d2。装置100还包括在框架108和盖118之间分开的前挡块122。在一些实施例中，前挡块122将框架108与盖状电极120电性隔离(防止两者之间发生短路)。在一些实施例中，前挡块122定义了前镜104和后镜102之间的最大间隙。
在一实施例中，盖体是由玻璃材料制成。在其他实施例中，盖体118可以由“混合”板或混合材料制成，使得光线穿过的中央部分(“光圈”)对于光的波长(例如由玻璃制成)是透明的，而围绕所述光圈的所述板部分由不同的材料制成，例如硅。混合材料的目的可以增加盖体的刚性和强度。
在某些实例中，特别是在涉及成像应用的情况下，镜102和104的长度L和宽度W(图11A)，一方面应足够大(例如几百微米(μm)到几毫米(mm))以允许光通过相对宽的多像素图像传感器。另一方面，最小间隙gMn应足够小(例如几十纳米(nm))，以允许校准器具有所需的光谱传输特性。这导致多个镜之间的光学腔的长宽比大(例如在横向尺寸W和L之间以及最小间隙距离gMn之间)，这进而要求在多个镜之间保持精确的角度对准以减少或防止标准器的色度空间传输带沿其宽度/横向空间方向的空间失真。在一些示例中，gMn的值可以低至20纳米(nm)，而gMx的值可以高达2微米。根据一个实例，gMx的值可以在300纳米到400纳米之间。具体值取决于所需的光波长，并由特定应用程序决定。因此，gMx可能比gMn大一到两个数量级。在某些实例中，L和W各自可为约2毫米(mm)，多个弹簧114可各自约为50微米厚、约30微米宽及约1.4毫米长。在某些示例中，盖体118、后镜102和前镜104的玻璃层的厚度可为约200微米。在一些示例中，L＝W。
应理解的是，所有尺寸仅作为示例提供，不应被视为以任何方式限制。
图12A至图12C提供了关于装置100的结构及其某些组件的功能的附加描述。如前所述，图12A示出处于初始制造和未致动、未受力状态的装置100。预制时，前镜104不接触后挡块106。图12B示出了图12A的装置处于初始预应力未致动状态，前镜104与后挡块106物理接触。当间隔物116被迫与玻璃芯片基板(其包括后镜102)接触时，通过弹簧施加在框架上的应力引起物理接触，以将间隔物116共晶接合到后镜102的玻璃基板上，参见下面的图9c。因此，图12B(以及图15B)中所示的配置被称为“预应力”。图12C示出处于致动状态的装置，前镜104位于后挡块106和前挡块122之间的一中间位置，移动远离后镜102。
在一些示例中，后镜102包括一第二凹槽128，其深度t被设计用于在组装/粘合后提供多个弹簧的预应力。根据一些实例，一方面选择凹槽的深度为t，使得由于弹簧的变形和前可移动镜104与后挡块106的连接而产生的接触力足够高，以在装置正常操作过程中发生冲击和振动的情况下保持接触。另一方面，在一些示例中，凹槽深度t加上最大所需移动距离(最大后间隙尺寸)gMx的组合值小于电极120和框架108之间的一间隙的一预制(“静电”)间隙尺寸d0的三分之一(图12A)，通过位于盖体上的电极提供框架的稳定可控的静电操作。在某些实例中，预制的静电间隙d0可具有约3微米至4微米的一数值且t可具有约0.5微米至1微米的一数值。稳定运行的要求是t+gMx<d0/3，因为电容式执行器的稳定行程距离是制造的静电间隙的1/3，即d0/3。
注意，在某些示例中，未致动状态包括可移动镜104被悬挂并且不接触后挡块106或前挡块122的配置。
在致动状态下，如图12C所示，安装环和前镜从后镜上移开。这是通过在用作驱动电极的驱动基板的一个或多个区域/电极120和一个或多个区域框架108之间施加电压V来实现的
根据一些示例，装置100是完全透明的。它包括透明后镜(102)、透明前镜(104)、透明盖体(118)以及透明功能机械层300。完全透明的一个优点是可以从两个侧面对所述装置进行光学观察。另一个优点是，这种结构可用于许多其他包含了可移动机械/光学组件的光学装置，例如反射镜、衍射光栅或透镜。在一些示例中，装置100被配置为全玻璃结构，其中功能机械层包括玻璃基板，所述玻璃基板被图案化以容纳/限定承载顶镜的悬架结构，所述悬架结构包括多个玻璃弹簧/弯曲件。
图13示意性地示出功能机械层300的俯视图。所述附图还显示了前镜104的一外部轮廓302、光圈110、锚固结构112、弹簧114a-d(弯曲结构)和包围共晶接合框架121和盖体间隔物122的一轮廓304，如下面参考图14进一步所详细描述的。
图14示意性地示出具有多个电极120的盖体118的顶视图，电极在此标记为119a、119b、119c和120d。所示出的电极120的数量和形状仅以示例的方式示出，并且不应解释为限制性的。根据一些示例，需要三个电极120来控制框架在Z方向上的位移以及框架在X和Y轴上的倾斜。如图14所示，可在盖体118上制造多个电极区域，使得前镜104可以沿Z方向以上下自由度(DOF)来驱动，并且也可以倾斜(例如相对于两个轴X和Y)以提供(多个)额外的角自由度。这允许调整前镜104和后镜102之间的角度对准。根据一些实例，盖体118可包括沉积的共晶接合材料121。此外，间隔物122可以用于精确地控制盖状电极120和作为第二电极的致动器框架108之间的静电间隙。根据当前公开的目标，可以使共晶接合材料121呈现为框架的形状。在这种情况下，可将间隔物122设置在框架的两侧(内部和外部)，从而将在接合过程中由于共晶接合收缩而作用在盖体上的弯矩最小化。
以下是使用装置100的方法的示例。驱动装置100以使校准器从初始预应力未致动状态(图12B)进入致动状态(例如图12C所示)。所述致动使框架108和前镜104远离后镜102，从而增加了多个镜之间的后间隙。通过具有初始预制状态(和非受应力状态)的创新设计，可以实现对后间隙的有利稳定控制。更具体地，所述设计包括初始最大预制(且未受应力的)前间隙尺寸d0(图12A)，其约为组合的凹槽深度t和最大所需移动距离(后间隙)gMx的尺寸的三倍。这是因为并联电容器静电致动器的稳定范围是电极之间的初始距离的三分之一。
根据一个实例，装置备100可被用作特定应用的预配置滤波器。例如，所述装置可以被预先配置为呈现两种不同的状态，其中两种状态中每一种状态中的多个镜之间的间隙(由多个挡块设置)是根据所需波长的。例如，一个状态提供一个滤波器，允许第一个波长范围通过校准器，而另一个状态允许第二个波长范围通过校准器。这种“二元模式”滤波器的设计涉及到在两种状态之间简单而精确的多个镜的位移，并允许简化制造。
根据一个实例，一状态是初始未致动校准器状态g1(其中多个镜之间的间隙大小由多个挡块106定义)，以允许第一波长范围通过校准器，另一个状态是一致动状态，其中间隙具有比预加应力未致动的间隙大的致动间隙尺寸g2并产生与前挡块122的高度相等的电间隙d2，其被选择为允许第二波长范围通过校准器。在第二状态下，框架108与前挡块112接触。
图15A至图15C在横截面图中示意性地示出本文公开的项目符号为500的可调谐MEMS校准器的第二实施例。图15A示出在将间隔物116粘合到后镜102之前，处于预制(非应力)配置中的装置500。图15B示出处于初始预应力未致动状态的装置500，而图15C示出处于致动状态的装置500。与GSG装置100相比，装置500使用SOI芯片和SOI制造技术，因此在本文中称为“SOI装置”。装置500具有与装置100类似的结构，并且包括其许多组件(因此，想者项目符号相同)。由于SOI芯片和技术都是已知的，因此以下使用本领域已知的SOI术语。
在图15A中，前镜104未与后镜102上的后挡块106物理接触。如图15B所示，预应力使前镜104和后挡块106物理接触。在图15C中，前镜104已经被移动远离后镜102，并且处于多个后挡块106和多个电极520之间的一中间位置，在SOI装置中，电极520由SOI芯片的处理层502制成。使用SOI芯片，使得处理层既作为一基板又用于电极520的制造。框架108包括作为相对电极的区域。SOI芯片的器件Si层中的锚固结构(层)112通过弹簧114a-d连接到框架108。锚固结构112通过一BOX层510附接到处理层502。Si器件层和处理层之间的间隙由530表示。间隙530通过在框架下和弹簧下蚀刻BOX层510而产生。一开口540形成在处理层502中，使前镜104和后镜102暴露于-Z方向的光线。
在预制造状态下，在将间隔物116粘合到包括后镜102的玻璃板之前，框架和处理层之间的间隙530具有一尺寸为d0并且等于所述BOX层的厚度，如图15A。在接合之后，间隙530的尺寸dMx等于BOX层510的厚度减去凹槽128的深度t并且减去后挡块106的高度。因此，由于预应力，dMx小于d0，因为当前镜104接触后挡块106时，弹簧变形并且释出的间隙530的尺寸减小。在致动时，在图15C中，框架108将前镜104从后镜102拉开，进一步将间隙530的尺寸减小到d2，并且增加后间隙的尺寸(最多到最大尺寸gMx)。
图16示出了SOI芯片的处理层的底视图的示意图。所述附图示出了电极520之间的绝缘沟槽602。在某些示例中，处理层520的一个或多个区域/电极可以包括两个或多个基本上彼此电性绝缘的区域。因此，在处理层520的这两个或更多个区域和框架108的这两个或更多个区域之间施加不同的电势允许调节前镜和后镜之间的平行度。例如，处理层的两个或更多个区域可以包括至少三个区域，其被设置为使得前镜和后镜之间的平行度可以相对于两个轴进行二维调整。
图17示出了包括一装置700的一组件的示意图，所述装置700具有形成于所述盖体之中、之上或附接于所述盖体的透镜702以及形成于所述后镜上或附于所述后镜上的透镜704。这使得光学组件与校准器的整合，提供了一个「光学」可调校准器装置。另外，在两个玻璃之间的腔体内部存在压力不足的情况下，添加这样的透镜提高了后镜和盖体的刚性并减少了变形。其他组件在装置100中标记。
本文在装置100和装置500中公开的可调谐校准器可用于成像应用。例如，这些装置被设计和用于在宽光谱波段上可调谐的宽动态滤波器(例如从光谱的长波长侧的红外[IR]或近红外(NIR)波长延伸，通过可见光(VIS)范围向下延伸到光谱短波长侧的紫光及/或紫外线(UV)波长)。另外或替代地，此类设备可以设计成具有较宽的光谱传输曲线(例如，光谱传输曲线的全宽半最大值(FWHM)约为60纳米至120纳米，适用于图像采集/成像应用)，并且在连续的峰之间具有大约30纳米或更大的相对较大的自由光谱范围(FSR)，从而提供良好的颜色分离。
本文公开的装置使用例如静电致动来调谐校准器的光谱传输和其他特性。本文术语“静电”致动用于表示由装置两层中的每一层上的一个或多个电极之间的平行板静电力提供的紧密间隙致动。例如，在装置100中，通过在框架108的一个或多个区域与在盖体118的底面上形成/沉积的一个或多个电极120之间施加电压来执行静电致动。在装置500中，通过在框架108的一个或多个区域和处理层502的一个或多个区域之间施加电压来执行静电致动。这提供了多个镜之间位移的可调性，因此也提供了校准器的可调性。
静电致动的主要挑战之一是存在所谓的拉入不稳定性，这会限制接近电极(例如装置100和装置500中的安装框架108)朝着静态电极(例如电极120或520)到它们之间初始间隙的三分之一的稳定位移。因此，在本文公开的静电致动配置中，在处理层与安装框架之间或电极120与安装框架之间的初始间隙明显大于所需的最大光学间隙gMx(至少4-5倍)。因此，前镜和后镜之间的间隙在gMn至gMx的范围内处于致动器的稳定范围内，并且消除了拉入不稳定性。
如上所述，静电致动仅是用于调节前镜和后镜之间的间隙的致动机构的一个示例，其可应用于如本文所公开的MEMS校准器装置中，并且不应被解释为限制性的。当前公开的目标还包括其他类型的致动机构，例如压电致动机构和开尔文力致动机构。
具体地，在一些示例中，校准器系统包括一压电致动结构，所述压电致动结构附接到框架或弯曲结构，使得电压的施加能够致动框架结构(从而引起前镜的运动)而远离后镜。在一些示例中，在致动时，框架108将前镜104从后镜102拉开，从而增加它们之间的间隙的尺寸，并因此增大后间隙的尺寸。通过在框架的不同部分/弯曲部分/弹簧上放置几个压电致动结构，可以控制校准器的光圈镜和后镜之间的平行度。本案申请人申请的WO2017/009850描述了压电和开尔文力致动的植入的示例，其全文通过引用并入本文，例如参见图8a至图8c和图9a至图9b。
现在参考图18，其在方块图中示意性地示出根据本文公开的实施例配置的一顺序成像系统800。系统800包括如上所述根据本发明配置的图像传感器802(例如多像素传感器)和可调谐MEMS校准器装置804。可调谐MEMS校准器804用作可调谐光谱滤波器，并且放置在朝向传感器802的光传播的一般光路径中(例如与图中的Z轴相交)。任选地，光学组件806(例如(多个)成像透镜)也设置在传感器802的光路径中。
可以通过装置800以与例如专利申请公开WO 2014/207742中描述的类似的方式来进行彩色图像的获取，该专利申请被转让给本申请的受让人，并且通过引用将其合并于此。当在成像系统800中使用时，可调谐MEMS标准具装置804被配置为提供适合于具有高色彩保真度的顺序彩色成像的光谱过滤轮廓。
更具体地说，根据本文公开的各种示例，标准具的后镜102和前镜108的材料以及可调的后间隙尺寸被配置成使得校准器的光谱过滤轮廓在可见光的光谱范围内可调谐，并且可能在适合的IR/近IR范围内可调谐以用于彩色图像的成像(例如，颜色对应于RGB空间或高光谱颜色空间)。而且，可以配置前镜和后镜以及可调的后间隙尺寸，使得校准器的传输轮廓特性(包括例如FWHM和FSM)也适合于顺序彩色成像。例如，可以选择前后镜的材料和可调谐的后间隙尺寸，使得校准器的光谱传输轮廓的半高宽足以匹配传统RGB空间中颜色的半高宽，而且，光谱传输轮廓中连续传输峰之间的FSR足够大，以避免颜色混合(避免传感器敏感的不同颜色/光谱区域同时传输到传感器)。此外，校准器可以在横向上相对较宽(相对于后间隙尺寸)，使得其足够宽以插入光学组件806和传感器802的所有像素之间的光路径，而另一方面，其多个镜之间的间隙很小，足以提供所需的光谱传输特性和校准器的可调性。
系统800还可以包括一控制电路(控制器)808，所述控制电路(控制器)808可操作地连接到图像传感器802和可调谐MEMS校准器装置804，并且被配置为和被操作以调谐滤波器和捕捉图像数据。例如，彩色图像数据的捕获可以包括从传感器依次获取对应于不同颜色(不同光谱轮廓)的单色画格。例如，控制器808可以适于通过顺序地操作可调谐MEMS校准器装置804来创建/捕获彩色图像数据，所述可调谐MEMS校准器装置804以三个或更多个不同的光谱过滤曲线/轮廓来顺序地过滤入射在其上的光，并操作传感器802，其用于获取分别由三个或更多个光谱曲线过滤的光的三个或更多个图像(单色图像/画格)。操作可调谐光谱滤波器(校准器装置)804以将每个光谱过滤曲线维持在相应的时隙持续时间，在此期间，传感器802被操作以捕获具有适合于这些时隙的各个积分时间的各个单色图像。因此，捕捉到的每一个单色图像对应于由不同的各自的光谱过滤曲线过滤并在预定积分时间内由传感器802捕获的光。控制电路(例如控制器)可进一步配置为从传感器接收和处理指示三个或更多个单色图像的读出数据，并生成指示彩色图像的数据(即包括关于图像的每个像素中的至少三种颜色的强度的信息的图像)。
如本文所使用的术语“控制器”可以被广义地解释为包括具有数据处理电路的任何种类的电子设备，其包括计算机处理器(例如包括：中央处理单元(CPU)、微处理器、电子电路、集成电路(IC)中的一个或多个)、为特定处理器编写或移植到特定处理器的固件，例如数字信号处理器(DSP)、微控制器、现场可编程门数组(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)，适于执行指令，例如存储在例如可操作地连接至控制器的计算器存储器上，如下文所公开。
任何提及的光学装置可以以各种方式制造。PCT专利申请号PCT/IB2017/57261中公开了一种或多种制造方法的非限制性实例，所述专利申请通过引用并入本文。
图19A至图19C在横截面图中示意性地示出本文公开的项目符号为200的可调谐MEMS校准器的第三实施例。
图19A示出了在将锚固结构112粘结到后镜102之前，处于预制(非应力)配置中的装置200。图19B示出处于初始预应力未致动状态的装置200，而图19C示出处于致动状态的装置200。装置200具有与装置100类似的结构，并且包括其许多组件(因此这些组件的组件编号相同)。
在一些示例中，前镜104形成在一混合层中，前镜由透明或半透明材料(以可调谐的紫外光滤波器传输的期望范围内的光波长)构成，锚固件112、弯曲件114和框架108结构由相对较硬的材料制成。如图19A至图19C所示，前镜与框架108对齐(例如，由单个芯片制成)而不是从一侧连接到框架108上。在一些示例中，前镜由以下任何材料制成：玻璃、塑料或锗，而锚固件112、弯曲件114和框架108结构由硅制成。值得注意的是，所述材料的列表并非详尽无遗，不应被解释为具有限制性。
在图19A中，前镜104未与后镜102上的后挡块106物理接触。如图19B所示，预应力使前镜104和后挡块106物理接触。在图19C中，由于致动，前镜104已经从后镜102移开，并且处于后挡块106和电极120之间的一中间位置。
在预制造状态下，前镜104不接触后挡块106。图19B示出了处于初始预应力未致动状态的图19A的装置，前镜104与后挡块106物理接触。当锚固结构112被迫与玻璃芯片基板(包括后镜102)接触以共晶接合到后镜102的玻璃板上时，通过弹簧施加在框架上的应力引起物理接触，参见下面的图9c。值得注意的是，后挡块106和锚固件之间的高度差有助于达到所需的应力。因此，图19B中所示的配置被称为“预应力”。
图19C示出处于致动状态的装置，前镜104位于后挡块106和前挡块122之间的中间位置，从后镜102移开。在一些示例中，通过在作为驱动电极的驱动基板的一个或多个区域/电极120和一个或多个区域框架108之间施加电压V来实现驱动。
如上所述，在一些示例中，最大所需移动距离(最大后间隙尺寸)gMx的组合值小于电极120和框架108之间的间隙的预制造(“静电”)间隙尺寸d0的三分之一(图19A)，通过位于盖体上的电极提供稳定的可控静电操作框架。在某些实例中，预制静电间隙d0的值约为1微米至4微米。稳定运行的要求为gMx<d0/3，因为电容式致动器的稳定行程距离为预制静电间隙的1/3，即d0/3。
注意，在某些示例中，一未致动状态包括可移动镜104被悬挂并且不接触后挡块106或前挡块122的配置。
根据一些示例，装置200是完全透明的。它包括透明后镜(102)、透明前镜(104)和透明盖体(118)以及透明锚固件112、弯曲件114和框架108结构。全透明的一个优点是可以从两个侧面对所述装置进行光学观察。另一个优点是，这种结构可用于许多其他包含了可移动机械/光学组件的光学装置，例如反射镜、衍射光栅或透镜。
出于在此阐述的所有目的，本申请中提及的所有专利和专利申请均通过引用整体并入本文。需要强调的是，在本申请中对任何参考文献的引用或标识均不应解释为承认该参考文献可用或被承认作为现有技术。
虽然本发明已经根据某些实施例和一般相关联的方法进行了描述，但是对于本领域技术人员来说，实施例和方法的变更和置换将是显而易见的。应当理解的是，本揭示内容不限于本文描述的具体实施方式，而仅由所附权利要求的范围限制。
上面讨论的各种特征和步骤，以及每个这样的特征或步骤的其他已知等效物，可以由本领域的普通技术人员进行混合和配置，以执行根据本文所述原理的方法。尽管已经在某些实施例和示例的上下文中提供了本揭示，但是本领域技术人员将理解，本揭示超出了具体描述的实施例而延伸到其他替代实施例及/或用途及其明显的修改和等同物。因此，本揭示内容不受到由本文的实施方式的具体公开内容的限制。
除非另有说明，否则在供选择的选项列表的最后两个选项之间使用“及/或”一词表示对所列选项中的一个或多个进行选择是适当的，并且可以作出选择。
应该理解的是，在权利要求书或说明书中提及“一个”或“一种”组件的情况下，这种引用不应被解释为只有该组件中的一个。
应该理解的是，本发明中的特定特征，为清楚起见，在分开的实施例的内文中描述，也可以在单一实施例的组合中提供。相反地，本发明中，为简洁起见，在单一实施例的内文中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合、或者在适用于本发明的任何其他描述的实施例中提供。在各种实施例的内文中所描述的特定特征，并不被认为是那些实施例的必要特征，除非所述实施例没有那些元素就不起作用。
在本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请以其整体在此通过引用并入本说明书中。其程度如同各单独的出版物、专利或专利申请被具体及单独地指明而通过引用并入本文中。此外，所引用的或指出的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献可作为本发明的现有技术。
如本文中所用术语“含有(including)”、“包括(comprising)”、“具有(having)”“组成(consisting)”、及“本质上由......组成(consisting essentially of)”以可互换的方式使用。例如，任何方法可以至少包括附图及/或说明书中包括的步骤，或仅包括附图及/或说明书中包括的步骤。
应当理解的是，为了说明的简单和清楚，图中所示的组件不一定按比例绘制。例如，为了清晰起见，一些组件的尺寸相对于其他组件可能被放大。此外，在认为适当的情况下，附图标记可在附图中重复以指示对应或类似的组件。
在上述说明书中，已经参考本发明实施例的具体示例来描述本发明。然而，显而易见的是，可以在不偏离所附权利要求所述的本发明的更广泛的精神和范围的情况下对其进行各种修改和改变。
此外，说明书和权利要求书中所用的术语“前”、“后”、“上”、“下”、“在之上”、“之下”等用于描述性目的，而不一定用于描述永久相对位置。应当理解，这样使用的术语在适当的情况下是可互换的，使得本文所描述的本发明的实施方式例如能够在以不同于本文所示或以其他方式描述的那些方向之外的其它方向上操作。
有效实现相同功能的组件的任何配置都可以有效地“关联”，从而实现所需的功能，因此，本文中组合以实现特定功能的任何两个组件都可以视为彼此“关联”，从而可以实现所需的功能。无论架构或中间组件如何，都可以实现。同样，如此关联的任何两个组件也可以被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能。
此外，本领域技术人员将认识到，上述操作之间的边界仅仅是示例性的。可以将多个操作组合成单个操作，可以将单个操作分布在附加操作中，并且可以在时间上至少部分重叠地执行操作。此外，替代实施例可以包括特定操作的多个实施例，并且在各种其他实施例中可以改变操作的顺序。
然而，其他修改、变化和替代也是可能的。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限制性的。
在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应解释为对权利要求的限制。术语“包括”并不排除存在权利要求中列出的其他组件或步骤。此外，如本文所使用的术语“一”或“一个”被定义为一个或多个。此外，在权利要求中使用如“至少一个”和“一个或多个”之类的介绍性术语不应被解释为暗示不定冠词“一”或“一个”引入另一权利要求的组件中限制了任何特定的内容。将包含这种引入的权利要求的组件的任何特定权利要求限制为仅包含一个这样的组件的发明，即使相同的权利要求包括介绍性术语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“一个”或“一个”。定冠词的使用也是如此。除非另有说明，“第一”和“第二”等术语被用来任意区分这些术语所描述的组件。因此，这些术语并不一定是为了表明这些术语的时间或其他优先次序，仅仅是在相互不同的权利要求中叙述某些手段，并不意味着这些手段的组合不能发挥优势。
虽然本发明的某些特征已在本文中示出和描述，但是本领域的普通技术人员现在将进行许多修改、替换、更改和等效替换。因此，应当理解，所附的权利要求旨在涵盖属于本发明真正精神范围内的所有此类修改和变更。
虽然本发明已经根据某些实施例和一般关联的方法进行了描述，但是对于本领域技术人员来说，实施例和方法的改变和排列将是显而易见的。本发明应理解为不受本文所述具体实施例的限制，而仅限于所附权利要求的范围。

Claims (35)

1.一种MEMS可调谐滤波器，其特征在于：包括：一透镜以及被配置为支撑所述透镜的一框架；一前镜和一后镜，具有布置在所述前镜和所述后镜之间的可调的一间隙，以及至少一个驱动电极，所述驱动电极被配置为移动所述前镜，从而调节所述间隙并获得一所需的传输轮廓，其中所述框架是所述驱动电极的一部分；
其中，所述透镜的一热膨胀系数具有一第一值；其中，所述框架的一热膨胀系数为一第二值；其中，所述第一值不同于所述第二值；以及其中，所述透镜和所述框架中的至少一个包括用于补偿所述透镜和所述框架的热膨胀之间的差异的一柔性接口；所述框架由蚀刻的玻璃上硅芯片形成，并且所述框架包括多个凹槽，所述框架的所述多个凹槽具有至少一个微观尺寸并形成所述柔性接口，所述框架的所述多个凹槽的微观尺寸被配置为减少由热膨胀引起的透镜弯曲，同时限制所述驱动电极的致动区域的减小。
2.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽形成在所述透镜和所述框架之间的一重叠区域之中。
3.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽形成在所述透镜和所述框架之间的一重叠区域之外。
4.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽为多个径向凹槽。
5.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽为多个同轴环形凹槽。
6.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽为多个弧形凹槽。
7.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽为从所述框架定义的一内部空间延伸的多个弧形凹槽。
8.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽的一数量在3个到300个之间。
9.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽包括一线体和至少一个附加通孔。
10.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽彼此相同。
11.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽彼此之间在形状和大小中的至少一个具有差异。
12.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽以一径向对称的方式围绕由所述框架定义的一内部空间而设置。
13.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一些凹槽以一径向不对称的方式围绕由所述框架定义的一内部空间而设置。
14.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一个凹槽具有一可变宽度。
15.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个凹槽中的至少一个凹槽具有一固定宽度。
16.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜包括形成所述柔性接口的多个凹槽。
17.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜包括多个第一凹槽，并且其中所述多个第一凹槽和所述多个凹槽形成所述柔性接口。
18.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜的至少一部分和所述框架的至少一部分设置于一相同平面上。
19.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜的至少一部分和所述框架的至少一部分设置于不同的平面上。
20.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜不延伸到由所述框架定义的一内部空间之外。
21.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜延伸到由所述框架定义的一内部空间之外。
22.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述框架是静态的。
23.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述框架被配置为响应于一致动而移动。
24.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：更包括一弯曲部分，其中所述框架与所述弯曲部分机械地连接。
25.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述框架包括一弯曲部分。
26.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述框架包括多个弯曲部分。
27.如权利要求26所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个弯曲部分中的至少一些包括多个线性凹槽。
28.如权利要求26所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述多个弯曲部分中的至少一些包括多个弧形凹槽。
29.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：更包括一附加透镜，其中所述透镜和所述附加透镜相对于彼此为可移动的。
30.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述MEMS可调谐滤波器是法布里珀罗可调谐滤波器。
31.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜设置于所述框架的一特定区域上并与所述框架的所述特定区域接触，其中所述框架的所述特定区域由所述MEMS可调谐滤波器的另一个组件通过一简易支撑物来支撑。
32.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜设置于所述框架的一特定区域上并与所述框架的所述特定区域接触，其中所述框架的所述特定区域由所述MEMS可调谐滤波器的另一个组件通过一固定支撑物来支撑。
33.如权利要求1所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述透镜设置于所述框架的一特定区域上并与所述框架的所述特定区域接触，并且其中所述框架避免所述透镜弯曲。
34.如权利要求33所述的MEMS可调谐滤波器，其特征在于：所述框架允许所述透镜在平面上自由膨胀。
35.一种校准MEMS可调谐滤波器，其特征在于：包括：一透镜；一柔性接口以及被配置为支撑所述透镜的一框架；一前镜和一后镜，具有布置在所述前镜和所述后镜之间的可调的一间隙，以及至少一个驱动电极，所述驱动电极被配置为移动所述前镜，从而调节所述间隙并获得一所需的传输轮廓，其中所述框架是所述驱动电极的一部分；
其中，所述透镜的一热膨胀系数具有一第一值；其中，所述框架的一热膨胀系数为一第二值；其中，所述第一值不同于所述第二值；其中，所述透镜和所述框架机械地连接所述柔性接口，并且其中所述柔性接口被配置为补偿所述透镜和所述框架的热膨胀之间的差异；所述框架由蚀刻的玻璃上硅芯片形成，并且所述框架包括多个凹槽，所述框架的所述多个凹槽具有至少一个微观尺寸并形成所述柔性接口，所述框架的所述多个凹槽的微观尺寸被配置为减少由热膨胀引起的透镜弯曲，同时限制所述驱动电极的致动区域的减小。
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