CN114690397A - 双一维微机电镜面元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双一维微机电镜面元件，其包含一基板、一第一一维微机电扫描芯片、一第二一维微机电扫描芯片及一上盖；该第一及第二一维微机电扫描芯片焊接于该基板上；该上盖固定在该基板一以盖合该第一及第二一维微机电扫描芯片于其中，又该上盖对应该第一及第二一维微机电扫描芯片形成一第一视窗及一第二视窗；由于预先制作好的该第一及第二一维微机电扫描芯片共同设置于同一基板上的不同位置，容易克服应用于震动环境的震动干扰，且该上盖的透光区仅为第一及第二视窗可透光，能有效避免入射至该第一及第二一维微机电扫描芯片光线受到环境光的影响。
Description
技术领域
本发明有关于一种微机电镜面元件，尤指一种双一维微机电镜面元件。
背景技术
现有投影设备采用一种微机电扫描装置，将所产生的影像光束对外投射成出一投影屏幕。目前投影设备的微机电扫描装置主要二个微机电镜面扫描芯片，各该微机电镜面扫描芯片包含一镜面元件，为投射出投影屏幕，其中一微机电镜面扫描芯片的镜面被控制沿着水平轴(H-axis)转动，而另一微机电镜面扫描芯片的镜面元件则被控制沿着垂直轴(V-axis)转动。由于镜面为可旋转结构，当投影设备在震动的环境下使用时，震动力会晃动此二微机电镜面扫描芯片的镜面元件，而无法依预定角度转动，又因为此二微机电镜面扫描芯片分别设置在该投影设备内的不同位置，二镜面元件受到震动力晃动程度不同，使最后的成像变得模糊、失真，甚至是无法成像。
如图4所示，美国公开第US2016/0195713A1号发明专利提出一种微机电微镜面元件60，其以半导体制程于一晶圆61的上表面蚀刻出一第一微镜面62及一第二微镜面63，再蚀刻该晶圆61的下表面形成二个对应该第一微镜面62及该第二微镜面63的背面的开槽611，将一透光顶部64配合一框架641固定在该晶圆61的上表面，并与该第一微镜面62及该第二微镜面63保持一间距，再将一透光底部65固定在该晶圆61下表面，通过该开槽611与该第一微镜面62及该第二微镜面63的背面保持一间距；其中对应该第一微镜面61的开槽611进一步与该晶圆61上表面至该透光顶部63之间的空间连通，又于该上透光板64的内顶面设置一位于该第一微镜面62及该第二微镜面63之间的一反射元件66，使一入射光67能从该透光顶部64或透光底部65入射到该第一微镜面62，经由该第一微镜面62反射至该反射元件66再反射至该第二微镜面63，最后自该透光顶部64向外投射出一投影屏幕68。
由于该第一微镜面62及该第二微镜面63一体成型于同一晶圆61上，故于震动的环境下使用时，对于该第一微镜面62及该第二微镜面63造成的影响相同，容易克服投影屏幕变得模糊、失真等问题。然而，该微机电微镜面元件60使用半导体制程制作，不仅制作成本昂贵，且难以根据不同投影需求调整镜面的大小(须重新设计光罩)、位置，且该透光顶部64与该透光底部65可全面透光，其入射光67容易受到环境光的影响而使最后的成像质量变差；因此，有必要进行改善。
发明内容
有鉴于上述微机电微镜面元件制作成本昂贵且易受到环境光的影响，本发明的主要目的在于提供一种双一维微机电镜面元件，以解决上述现有的技术问题。
欲达上述发明的目的，本发明提供了一种双一维微机电镜面元件，其包含：
一基板；
一第一一维微机电扫描芯片，焊接于该基板上，并包含一第一镜面，其中该第一镜面朝向远离该基板的方向，并沿着一水平轴转动；
一第二一维微机电扫描芯片，焊接于该基板上，并包含一第二镜面，其中该第二镜面朝向远离该基板的方向，并沿着一垂直轴转动；
一上盖，设置于该基板上，以盖合该第一一维微机电扫描芯片及第二一维微机电扫描芯片，且该上盖对应该第一微机电扫描芯片的第一镜面形成有一第一视窗，对应该第二微机电扫描芯片的该第二镜面形成有一第二视窗；以及
一反射层，设置于该上盖的内顶面，并位于该第一视窗及该第二视窗之间。
本发明的优点在于，该双一维微机电镜面元件可依据客户需求或投影屏幕的大小选择不同镜面的第一一维微机电扫描芯片与第二一维微机电扫描芯片，或将其摆放于相同基板的不同位置，提供更为弹性的解决方案，并将该第一一维微机电扫描芯片与该第二一维微机电扫描芯片设置于同一基板上，克服于震动环境使用的问题，且将该第一视窗与该第二视窗根据该第一一维微机电扫描芯片与第二一维微机电扫描芯片所在位置设置，避免入射光线受到环境光的影响，确保投影屏幕的清晰度。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1：本发明双一维微机电镜面元件的一实施例的立体分解图。
图2：图1的立体图。
图3A：图2的剖面图。
图3B：本发明第一一维微机电扫描芯片的入射角度示意图。
图4：现有技术的微机电微镜面元件的剖面图。
附图标记
1:双一维微机电镜面元件 10:基板
11:第一一维微机电扫描芯片 110:第一载板
111:第一镜面 112:第一转轴
12:第二一维微机电扫描芯片 120:第二载板
121:第二镜面 122:第二转轴
20:上盖 21:透光板
211:第一视窗 212:第二视窗
213:内表面 214:外表面
215:侧边 22:固定外框
221:上开口 222:下开口
23:内顶面 24:不透光膜
30:反射层 40:入射光源
50:投影屏幕 60:微机电微镜面元件
61:晶圆 62:第一微镜面
63:第二微镜面 64:透光顶部
65:透光底部 66:反射元件
67:入射光 68:图像
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
首先请参阅图1所示，为本发明双一维微机电镜面元件1的第一实施例，其包含一基板10、一第一一维微机电扫描芯片11、一第二一维微机电扫描芯片12、一上盖20及一反射层30，其中该第一一维微机电扫描芯片11与该第二一维微机电扫描芯片12焊接于该基板10上，该上盖20设置于该基板10上，以盖合该第一一维微机电扫描芯片11及该第二一维微机电扫描芯片12，该反射层30设置于该上盖的内顶面23。
上述基板10可为一陶瓷基板，但不以此为限。
上述第一一维微机电扫描芯片11包含一第一载板110、一第一镜面111及二第一转轴112；于本实施例，该二第一转轴112自该第一镜面111侧边延伸，该第一镜面111朝向远离该基板10的方向，以该二第一转轴112旋转地设置在该第一载板110上；其中该第一转轴112与水平轴(H-axis)H平行，故该第一镜面111可沿着水平轴H转动；于一实施例，该第一一维微机电扫描芯片11使用主动对准(Active Alignment)技术焊接于该基板10上，而该第一镜面111为一圆形镜面。
上述第二一维微机电扫描芯片12包含一第二载板120、一第二镜面121及二第二转轴122；于本实施例，该二第二转轴122自该第一镜面121侧边延伸，该第二镜面121朝向远离该基板10的方向，以该二第二转轴122旋转地设置在该第二载板120上；其中该第二转轴122与垂直轴(V-axis)V平行，故该第二镜面121可沿着垂直轴V转动，其中该第二镜面121的面积大于该第一镜面111的面积，使最后形成投影屏幕50的图像(参见图3A)大于该第一镜面111面积；于一实施例，该第二一维微机电扫描芯片12使用主动对准技术焊接于该基板10上，该第二镜面121为一长方形镜面。
请配合图3A所示，上述上盖20包含一透光板21及一固定外框22，其中该透光板21包含一第一视窗211、一第二视窗212、一内表面213、一外表面214及四侧边215；该固定外框22包含一上开口221及一下开口222；于本实施例，该透光板21的该内表面213即为该上盖的该内顶面23；该第一视窗221对应该第一一维微机电扫描芯片11的第一镜面111形成于该透光板21上，于本实施例，该第一视窗211呈一圆形；该第二视窗212对应该第二一维微机电扫描芯片12的第二镜面121形成于该透光板21；于本实施例，该第二视窗212并呈一长方形，其中该第一视窗211的面积小于该第二视窗212的面积。于本实施例，该第一及第二视窗211、212的形成方式，是将该透光板21的该内表面213与该外表面214对应该第一视窗211与该第二视窗212的区域之外形成有不透光膜24，且该四侧边215也形成有不透光膜24；简言之，该透光板21除了该第一视窗211及该第二视窗212外皆不透光；较佳地，该透光板21为一玻璃板，该不透光膜24为一聚酯薄膜(Mylar)。该固定外框22的该上开口221周缘黏着于该透光板21的该内表面213，该下开口222周缘黏着于该基板10上；较佳地，该固定外框22不透光；再如图2所示，由于该上盖20的该固定外框22不透光，且该透光板21除了该第一视窗211与该第二视窗212皆形成有不透光膜24，故入射至该双一维微机电镜面元件1的光线能避免环境光的干扰。
上述反射层30设置于该上盖20的该内顶面23，并位于该第一视窗211及该第二视窗212之间；于本实施例，该反射层30是以镜面镀膜形成于该上盖20的该透光板21的内表面213，但不以此为限。
如图3A所示，该双一维微机电镜面元件1于接收入射光源40时，该入射光源40是由该第一视窗211射至该第一一维微机电扫描芯片11的该第一镜面111，其中该入射光源40的入射角度范围为该第一镜面111的表面及其法线之间的10度至45度(如图3B所示)，使该入射光源40能够顺利地经由该第一镜面111反射至该反射层30之后，再反射至该第二一维微机电扫描芯片12的该第二镜面121，最后反射出该第二视窗212，并顺利投影至投影屏幕50。
综上所述，该双一维微机电镜面元件可依据客户需求或投影屏幕的大小选择不同镜面的预先制作好的第一一维微机电扫描芯片与第二一维微机电扫描芯片，将该第一一维微机电扫描芯片与该第二一维微机电扫描芯片设置于同一基板上的不同位置，提供更为弹性的解决方案，同时克服于震动环境使用的问题，且将该第一视窗与该第二视窗根据该第一一维微机电扫描芯片与第二一维微机电扫描芯片所在位置设置，避免入射光线受到环境光的影响，确保投影至投影屏幕的清晰度。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种双一维微机电镜面元件，其特征在于，包含：
一基板；
一第一一维微机电扫描芯片，焊接于该基板上，并包含一第一镜面，其中该第一镜面朝向远离该基板的方向，并沿着一水平轴转动；
一第二一维微机电扫描芯片，焊接于该基板上，并包含一第二镜面，其中该第二镜面朝向远离该基板的方向，并沿着一垂直轴转动；
一上盖，设置于该基板上，以盖合该第一一维微机电扫描芯片及该第二一维微机电扫描芯片，且该上盖对应该第一一维微机电扫描芯片的该第一镜面形成有一第一视窗，对应该第二一维微机电扫描芯片的该第二镜面形成有一第二视窗；以及
一反射层，设置于该上盖的内顶面，并位于该第一视窗及该第二视窗之间。
2.如权利要求1所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中：
该第一一维微机电扫描芯片进一步包含一第一载板，且该第一镜面的侧边延伸有二第一转轴，以使该第一镜面旋转地设置于该第一载板上；
该第二一维微机电扫描芯片进一步包含一第二载板，且该第二镜面的侧边延伸有二第二转轴，以使该第二镜面旋转地设置于该第二载板上。
3.如权利要求2所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中：
该第一镜面的面积小于该第二镜面的面积；以及
该第一视窗的面积小于该第二视窗的面积。
4.如权利要求3所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该上盖包含：
一透光板，包含一内表面、一外表面及四侧边，该内表面与该外表面对应该第一视窗及该第二视窗的区域外形成有一不透光膜，该四侧边均形成有该不透光膜；以及
一固定外框，包含一上开口及一下开口；其中该下开口周缘固定在该基板上，而该上开口周缘用以固定该透光板，且该固定外框为不透光。
5.如权利要求4所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该不透光膜为一聚酯薄膜。
6.如权利要求4所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该透光板为一玻璃板。
7.如权利要求1至6中任一项所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，该反射层是以镜面镀膜形成于该上盖的该内顶面。
8.如权利要求1至6中任一项所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该第一一维微机电扫描芯片的该第一镜面的入射角度范围为该第一镜面的表面及其法线之间的10度至45度。
9.如权利要求1至6中任一项所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该第一一维微机电扫描芯片与该第二一维机电扫描芯片是以主动对准技术焊接于该基板上。
10.如权利要求1至6中任一项所述的双一维微机电镜面元件，其特征在于，其中该基板为一陶瓷基板。
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