DE102008001056A1 - Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle - Google Patents

Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle Download PDF

Info

Publication number
DE102008001056A1
DE102008001056A1 DE200810001056 DE102008001056A DE102008001056A1 DE 102008001056 A1 DE102008001056 A1 DE 102008001056A1 DE 200810001056 DE200810001056 DE 200810001056 DE 102008001056 A DE102008001056 A DE 102008001056A DE 102008001056 A1 DE102008001056 A1 DE 102008001056A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
deflection device
reflection
wafer
housing
reflection elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200810001056
Other languages
English (en)
Inventor
Tjalf Pirk
Stefan Pinter
Hubert Benzel
Heribert Weber
Michael Krueger
Robert Sattler
Frederic Njikam Njimonzie
Joerg Muchow
Joachim Fritz
Christoph Schelling
Christoph Friese
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE200810001056 priority Critical patent/DE102008001056A1/de
Priority to PCT/EP2008/066713 priority patent/WO2009124609A1/de
Publication of DE102008001056A1 publication Critical patent/DE102008001056A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/10Scanning systems
    • G02B26/101Scanning systems with both horizontal and vertical deflecting means, e.g. raster or XY scanners

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umlenkeinrichtung für den Strahl einer elektromagnetischen Welle mit zwei kaskadierten Reflektionselementen (1, 2), die einzeln in unterschiedlichen Richtungen gesteuert schwenkbar sind, wobei die Reflektionsflächen (3, 4) mit Abstand einander gegenüberliegen und einander zugewandt sind. Damit werden weitere Reflektionselemente überflüssig und es kann eine geringe Baugröße erreicht werden.

Description

  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Optik beziehungsweise Mikromechanik und beschäftigt sich mit Umlenkeinrichtungen für elektromagnetische Strahlen wie beispielsweise Laserstrahlen, Lichtstrahlen und UV-Strahlen, die mittels beweglicher Reflektionselemente gesteuert ausgerichtet werden können.
  • Genauer beschäftigt sich die Erfindung mit den Möglichkeiten einer wenig aufwendigen und einfach herstellbaren Umlenkeinrichtung für einen Lichtstrahl.
  • Es sind in der Technik vielfältige Anwendungen von Lichtstrahlen, insbesondere Laserstrahlen bekannt, die sehr schnell und zuverlässig gesteuert werden müssen, wie beispielsweise bei Scanner und Beamern, die mit einzelnen Strahlen arbeiten sowie auch bei Head-up-Displays, die im Automobilbereich und im Flugverkehr eingesetzt werden. In diesen Anwendungsfällen werden häufig mehrdimensionale Bilder durch einen bewegten Strahl geschrieben, der während seiner Bewegung moduliert wird. Die eigentliche Bewegung des Strahls findet durch eine gesteuerte Ablenkung durch einen oder mehrere Spiegel statt, deren Schwenkachsen voneinander unabhängig sind, so dass in mehreren Richtungen gesteuert werden kann.
  • Bei der geforderten hohen Geschwindigkeit im Bildaufbau beziehungsweise den schnellen Bildfolgen, die darzustellen sind, sind extrem schnelle Spiegelsteuerungen erforderlich, die zudem sehr zuverlässig und genau sein müssen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine solche Anordnung ist beispielsweise in der EP 0778657 A1 beschrieben, wo ein entsprechender Spiegel in einem Wafer durch mikromechanische Fertigungstechniken realisiert werden soll. Die gesamte Anordnung wird zwischen zwei Magneten positioniert, um mittels einer Lorenzkraft den Spiegel zu bewegen. Dazu sind senkrecht zueinander in dem entsprechenden Wafer verschiedene stromdurchflossene Wicklungen angeordnet, die im Feld der Magneten einer Lorenzkraft unterliegen und somit Auslenkungskräfte für den Spiegel in verschiedenen Schwenkrichtungen erzeugen.
  • In dem genannten Beispiel wird mit einem einzigen Magnetfeld operiert, das, um mit senkrecht zueinander stehenden Wicklungen interagieren zu können, in einem Winkel von 45° zu den entsprechenden Wicklungsteilen verläuft.
  • Eine andere Lösung ist aus der Internationalen Patentanmeldung WO 2005078509 A2 bekannt. Dort wird ebenfalls mit einem kardanisch aufgehängten Spiegel gearbeitet, der mittels einer einzigen Spule in einem um 45° gegenüber den Drehachsen verdrehten Magnetfeld angetrieben wird. Drehungen um die verschiedenen Achsen werden durch Anregungen von gekoppelten Schwingungsvorgängen um mehrere Achsen realisiert (rocking mode).
  • VORTEILE DER ERFINDUNG
  • Der vorliegenden Erfindung liegt vor dem Hintergrund des Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, mit einem möglichst geringen Aufwand eine schnell arbeitende und zuverlässige Umlenkeinrichtung zu schaffen, die eine Strahlablenkung mit der geforderten Genauigkeit ermöglicht und mit geringem konstruktiven Aufwand und geringen Kosten herzustellen ist.
  • Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß der Erfindung wird die zweiachsige Ablenkung des Strahls mit zwei voneinander unabhängigen Reflektionselementen erreicht, die auch unabhängig voneinander antreibbar sind, so dass keine Kopplungen zwischen den Antriebsrichtungen stattfinden. Bei der Erfindung wird im Gegensatz zu einer Anordnung mehrerer Spiegel in einer Ebene, die das zusätzliche Vorsehen eines festen Reflektionsspiegels zur Erzielung eines w-förmigen Strahlverlaufs erfordert, eine Anordnung mit nur zwei Spiegeln vorgeschlagen, die einander derart zugewandt sind, dass der Strahl von einem ersten Reflektionselement zum zweiten direkt reflektiert und von dort in den Zielbereich weiter reflektiert werden kann. Hierdurch ergeben sich verschiedene Vorteile. Beispielsweise kann die Umlenkeinrichtung als Durchgangselement geplant werden, bei dem die Strahleintrittsrichtung nicht oder nur wenig von der Strahlaustrittsrichtung differiert, so dass eine entsprechende Lichtquelle hinter der Umlenkeinrichtung angeordnet werden kann, während der Bildbereich oder der Scanbereich vor der Umlenkeinrichtung positioniert ist.
  • Durch die geringe Anzahl der notwendigen Reflektionselemente werden die Justageanforderungen gering gehalten. Außerdem können, wenn eine mikromechanische Massenfertigung angestrebt wird, kleine Wafereinheiten mit entsprechend integrierten Reflektionselementen verwendet werden, so dass mit einer hohen Bauteilkonzentration und einer hohen Ausbeute pro Wafer gearbeitet werden kann.
  • Nach der Vereinzelung der Reflektionselemente beziehungsweise der entsprechenden Träger können diese durch ein zwischen ihnen angeordnetes Zwischenelement beabstandet und zueinander positioniert sein, welches beispielsweise vorteilhaft als transparente Platte ausgeführt sein kann. Der eigentliche Lichtstrahl kann dann an dem zweiten Reflektionselement vorbei zum ersten Reflektionselement durch die transparente Platte eintreten, von dem ersten Reflektionselement durch die Platte auf das zweite Reflektionselement zurückgeworfen werden und von diesem durch eine Austrittsöffnung neben dem ersten Reflektionselement aus der Umlenkeinrichtung wieder austreten.
  • Als Material für eine derartige transparente Platte ist beispielsweise Glas oder ein durchsichtiger Kunststoff denkbar. Die entsprechende Platte kann mit ausreichender Genauigkeit planparallel oder als Keilplatte hergestellt werden, so dass sie die Reflektionselemente passgerecht zueinander ausrichtet. Die entsprechenden Reflektionselemente können mit ihren Trägem dann direkt auf die Platte aufgelegt beziehungsweise aufgeklebt oder gebondet werden. Anstelle einer transparenten Platte können die Reflektionselemente auch durch ein Gehäuse zueinander beabstandet und positioniert werden. Ein solches Gehäuse kann dann luft- oder gasgefüllt oder auch evakuiert sein und einen Rahmen mit zwei Auflageflächen aufweisen, die einander gegenüber liegend angeordnet sind und die Auflage der entsprechenden Träger der Reflektionselemente erlauben. Auch in diesem Fall können die Träger beziehungsweise die Reflektionselemente parallel zueinander oder in einem passenden Winkel ausgerichtet werden und es müssen Eintrittsfenster neben jedem der Reflektionselemente zum Eintritt beziehungsweise Austritt des Strahls vorgesehen werden, wenn dieser nicht durch die Seitenwände des Gehäuses eintreten soll.
  • Ein derartiges Gehäuse kann beispielsweise aus Kunststoff oder einem beschichteten Glas bestehen. Vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass die Reflektionsflächen in dem Gehäuse parallel zum Eintrittsfenster und der Gehäuseunterseite und/oder Gehäuseoberseite ausgerichtet sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Reflektionsflächen in dem Gehäuse zwischen 20° und 70°, insbesondere um 45° gegenüber der Gehäuseunter- und oberseite angewinkelt sind. In diesem Fall kann sich eine besonders platzsparende Anordnung der Reflektionselemente in dem Gehäuse ergeben. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass jedes Reflektionselement integrales Teil eines separaten Waferteils ist.
  • Damit ist eine Herstellung der Reflektionselemente als Spiegel, insbesondere als ebene Spiegel besonders wirtschaftlich möglich, indem mit den Mitteln der Mikromechanik in einem Wafer durch Grabenätzung ein Spiegel freigestellt wird. Dieser kann vor oder nach der endgültigen Freischneidung zusätzlich zur Erhöhung des Reflektionsgrades beschichtet werden. Es ist ein bestimmter Mindestabstand zu benachbarten Bauteilen notwendig, um ein Ausschwenken des Spiegels zu erlauben, beispielsweise, wenn der Wafer direkt auf eine Platte aufgeklebt wird, die als transparente Platte den Abstandhalter zwischen beiden Reflektionselementen bildet.
  • Zum Schutz der einzelnen Reflektionselemente beziehungsweise Waferteile kann vorgesehen sein, dass jedes der Waferteile auf seiner, dem jeweils anderen Wafer abgewandten, Seite mit einer Schutzschicht abgedeckt ist. Damit ist sichergestellt, dass die Gesamtanordnung der Umlenkeinrichtung nach dem Zusammenbau auf allen Seiten vor dem Eindringen von Schmutz und sonstigen Umwelteinflüssen gut geschützt ist. Da die Reflektionselemente derart zueinander angeordnet sind, dass der Strahl durch die Umlenkeinrichtung hindurch geht und auf der anderen Seite weiter verläuft, sind eventuell reflektierte Strahlenanteile des einfallenden Strahls unschädlich.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass die Schutzschicht als Substrat ausgebildet ist und den jeweiligen Wafer trägt. Der Wafer kann in diesem Fall auf dem Substrat entsprechend zur Herausbildung eines Reflektionselementes bearbeitet werden.
  • Zudem ist auch die Ausrichtung der Reflektionselemente anhand der Substrate und die Fixierung der einzelnen Bauteile hierdurch vereinfacht. Bei einer mikromechanischen Massenherstellung müssen lediglich außer den Waferteilen auch die Substratteile zur Vereinzelung entsprechend gesägt werden.
  • Um einen zuverlässigen Antrieb der Reflektionselemente zu ermöglichen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Reflektionselemente elektrische Antriebskomponenten in Form eines mit Strom beaufschlagbaren Leiters oder einer Elektrode aufweisen. Es kann dann entweder ein geeignetes Magnetfeld vorgesehen werden, in dem die einzelnen Reflektionselemente aufgrund einer Lorenzwirkung durch eine stromdurchflossene, dem Magnetfeld ausgesetzte, Leiterwicklung antreibbar sind oder es kann ein elektrostatischer Antrieb vorgesehen sein mit Elektroden, die zur Erzeugung einer Auslenkungskraft gezielt mit veränderlichen elektrischen Potenzialen beaufschlagt werden können.
  • Die Reflektionselemente können unterschiedliche Größen aufweisen, da insbesondere das erste Reflektionselement von einem statischen, unausgelenkten Strahl getroffen wird und eine Relativbewegung lediglich durch das leichte Verkippen des Reflektionselementes geschieht. Dagegen muss das zweite Reflektionselement etwas größer ausgebildet sein, da dieses durch einen in wechselndem Maß ausgelenkten Strahl getroffen wird und diesen in voller Breite reflektieren muss.
  • Dabei erweist es sich günstig, wenn die Reflektionselemente unterschiedlich schnell bewegt werden müssen, dass die schnellste Bewegung dem ersten Reflektionselement übertragen wird, da dies wegen seiner geringen erforderlichen Größe das geringere Trägheitsmoment aufweist. Auch kann wenigstens eines der Reflektionselemente im so genannten eigenfrequenten Modus betrieben werden, der durch die Rückstellkräfte der federnden Aufhängung bestimmt ist und in dem besonders geringe Antriebskräfte erforderlich und besonders hohe Frequenzen möglich sind.
  • Die einzelnen Reflektionselemente können, wenn sie mikromechanisch aus einem Wafer herausgearbeitet werden, durch das Stehen lassen von Torsionsbalken als Verbindung zum Rest des Wafers ausgebildet sein, wodurch sich Rückstellkräfte in der gewünschten Größenordnung leicht realisieren lassen.
  • Die Erfindung bezieht sich außer auf eine Umlenkeinrichtung der beschriebenen Art auch auf ein Scaneinrichtung mit einer Lichtquelle und einer entsprechenden Umlenkeinrichtung.
  • Zudem schafft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung einer Umlenkeinrichtung gemäß Patentanspruch 12.
  • Dieses Herstellungsverfahren ist besonders effizient möglich, wenn die Wafer vor der Vereinzelung zusammengefügt werden, da damit nur ein einziger Justiervorgang notwendig ist und nach dem Zusammenfügen die Umlenkeinrichtungen als funktionsfertige Einheiten weiter verarbeitet werden können. Durch entsprechendes Design der Wafer ist die Passgenauigkeit garantiert und das Zusammenfügen kann unter Reinraumbedingungen geschehen, so dass auch Verunreinigungen nicht zu befürchten sind, insbesondere dann, wenn die Wafer schon auf ihren Außenseiten durch eine Schutzschicht, beispielsweise das entsprechende Trägersubstrat, geschützt sind.
  • Ansonsten kann eine Schutzschicht auch unmittelbar vor dem Zusammenfügen der Wafer auf diese aufgebracht werden.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass die Reflektionselemente erst nach der Abdeckung des jeweiligen Wafers mittels einer Schutzschicht freigestellt und/oder verspiegelt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Reflektionselemente zu der Zeit, wenn sie ihre endgültige Bearbeitung erhalten, die sie stoßempfindlich und beschädigungsanfällig macht, bereits durch eine entsprechende Schutzschicht geschützt sind.
  • ZEICHNUNGEN
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.
  • Dabei zeigt
  • 1 eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung;
  • 2 eine Explosionsansicht einer Umlenkeinrichtung;
  • 3 ein erstes Reflektionselement;
  • 4 ein zweites Reflektionselement;
  • 5 eine Umlenkeinrichtung mit einem Gehäuse als Positionierelement;
  • 6 einen weiteren Schnitt durch eine Umlenkeinrichtung gemäß der Erfindung sowie
  • 7 eine perspektivische Ansicht einer Umlenkeinrichtung mit eingezeichnetem Strahlengang.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • In der 1 ist schematisch in einer Schnittansicht eine Umlenkeinrichtung mit einem ersten Reflektionselement 1 und einem zweiten Reflektionselement 2 jeweils in Form eines planen Spiegels dargestellt. Die Spiegel 1, 2 sind jeweils als Teil eines Waferteils ausgebildet und parallel zueinander lateral gegeneinander versetzt positioniert. Damit liegen die Reflektionsflächen 3, 4 der Reflektionselemente einander schräg gegenüber.
  • Die 1 zeigt außerdem einen typischen Strahlengang mit einem Lichtstrahl 5, der durch ein Eintrittsfenster 6 innerhalb eines optisch transparenten Substrats 7 eintritt und zunächst auf das erste Reflektionselement 1 trifft.
  • Dieses ist aufgrund seiner Schwenkbarkeit um die gestrichelt eingezeichnete Schwenkachse 8 in der Lage, den Lichtstrahl 5 senkrecht zur Zeichenebene abzulenken und damit zu steuern.
  • Der reflektierte Strahl trifft danach auf das zweite Reflektionselement 2, das um eine Achse 24 schwenkbar ist, die senkrecht auf der Zeichenebene steht. Hierdurch ist der Lenkstrahl, wie dargestellt, innerhalb der Zeichenebene ablenkbar.
  • Der austretende Lichtstrahl im Bereich des Austrittsfensters 9 in dem zweiten Substrat 10 liegt in etwa in der Verlängerung des eintretenden Strahls, so dass die Umlenkeinrichtung in einem Strahlengang als mehr oder weniger linear durchlaufenes Element geplant werden kann.
  • Die Justage der Reflektionselemente 1, 2 ist dann besonders einfach, wenn diese jeweils als Abschnitt eines Waferteils 11, 12 (2) hergestellt sind, so dass die Waferteile 11, 12 durch Bonden einfach verbunden werden können. Eine solche Verbindung kann bei einer mikromechanischen Massenherstellung vor der Zerteilung eines Wafers in Waferteile geschehen, so dass nur ein einziger Justageprozess für eine Vielzahl von Umlenkeinrichtungen notwendig ist.
  • In den Waferteilen 11, 12 müssen entsprechende Ausnehmungen für den Strahlengang sowie für die Beweglichkeit der Reflektionselemente 1, 2 vorgesehen sein.
  • In der 1 sind zudem so genannte Abdeckwafer, auch als Substrat 7, 10 bezeichnet, vorgesehen, die eine Verkappung der Umlenkeinrichtung und damit den Schutz vor Verunreinigung und sonstigen Umwelteinflüssen bewirken. Innerhalb der Kappen/Substrate 7, 10 müssen ebenfalls Ausnehmungen 13, 14 vorgesehen sein, um die Schwenkbarkeit der Reflektionselemente/Spiegel um die Achsen 8, 24 zu gewährleisten. Diese Vertiefungen können beispielsweise durch Prägen oder Ätzen in den entsprechenden Substraten 7, 10 vorgesehen werden.
  • Die Verbindung der Substrate mit den jeweiligen Wafern kann vor dem Zusammenfügen der Wafer beispielsweise ebenfalls durch Bonden geschehen, jedoch auch nach einer Zusammenfügung der Wafer und einem Sägeprozess.
  • Geschieht das Zusammenfügen der Substrate und der Wafer vor der Teilung, so sind die entsprechenden Substrate ebenfalls zu sägen oder zu ätzen beziehungsweise anzuätzen.
  • 2 zeigt in einer Explosionsdarstellung die Schichtung der Kappen/Substrate und der Waferteile mit den Reflektionselementen. Zuoberst ist ein erstes Substrat 7 mit einer entsprechenden Vertiefung 14 dargestellt, gefolgt von einem Waferteil 12, einem weiteren Waferteil 11 und einem weiteren Substrat/Wafer 10, ebenfalls mit einer Vertiefung 13.
  • Die entsprechenden Vertiefungen 13, 14 sind jeweils doppelt keilförmig ausgebildet, um bei möglichst geringer Tiefe einen möglichst hohen Auslenkwinkel der jeweiligen Reflektionselemente 1, 2 zu erlauben.
  • Innerhalb der Vertiefungen können elektrostatisch ansteuerbare Elektroden für einen elektrostatischen Antrieb der Reflektionselemente vorgesehen sein. In diesem Fall sind auf den Reflektionselementen ebenfalls entsprechende Gegenelektroden vorzusehen.
  • Alternativ ist auch ein magnetischer Antrieb denkbar. In diesem Fall müssen elektrische Leiter, beispielsweise in Form von Windungen einer Wicklung, vorteilhaft jeweils parallel zur Schwenkachse eines Reflektionselementes auf diesem vorgesehen sein, die in einem statischen Magnetfeld einer Lorenzkraft unterliegen, die durch die Stromstärke im Leiter steuerbar ist.
  • In der 2 ist auch die Gestalt der Spiegel genauer dargestellt, wobei jeder der Spiegel/Reflektionselemente 1, 2 aus einer separaten Waferteilfläche besteht, die durch mikromechanische Trennmethoden mittels eines Schlitzes 15 vom Rest des Waferteils abgetrennt ist, wobei Torsionsbalken 16, 17 zur Halterung und zur Generierung einer Rückstellkraft stehen bleiben. Die Gestalt eines derartigen Reflektionselementes 1, 2 kann grundsätzlich rund oder viereckig sein und die Größe ist im wesentlichen durch die von den möglichen Einfallstrahlen überstrichene Fläche gegeben. Bei schnell zu steuernden Spiegeln wird dabei der jeweilige Spiegel möglichst klein ausgebildet, um durch möglichst geringe Masse eine hohe Beschleunigung zu ermöglichen.
  • Da die durch eine Umlenkeinrichtung gegebenenfalls darzustellenden Bilder meistens eine Zeilen- und eine Spaltenablenkung erfordern, wobei die Zeilenablenkung wesentlich schnellere Bewegungen mit sich bringt, wird für diese schnellere Steuerung gewöhnlich der erste Spiegel/das erste Reflektionselement verwendet, da dies üblicherweise einen auslenkungsfreien Einfallstrahl empfängt, und daher relativ klein geplant werden kann. Zudem kann dieser schnellere Spiegel im Eigenfrequenzmodus betrieben werden, das heißt, bei Auslenkfrequenzen, die im Bereich der Eigenschwingungsfrequenz des Spiegels beispielsweise bei 20 Khz liegen.
  • Das zweite Reflektionselement 2 ist dann üblicherweise größer ausgebildet, um den abgelenkten Strahl in voller Breite auffangen und reflektieren zu können.
  • Der zweite Spiegel lenkt den Strahl dabei in eine Richtung senkrecht zur Ablenkungsrichtung des ersten Spiegels ab. Die Schwenkachsen 8, 24 der Reflektionselemente 1, 2 stehen zu diesem Zweck vorteilhaft senkrecht zueinander, grundsätzlich genügt jedoch, dass die Achsen nicht parallel und die entsprechenden Reflektionselemente unabhängig von einander antreibbar sind.
  • Die Kappen/Wafer 7, 10 können transparent ausgebildet sein und werden beispielsweise nach dem Verbinden mit den übrigen Wafern zumindest im Bereich der Eintrittsfenster poliert oder durch ein geeignetes anderes Verfahren zur Verbesserung der optischer Güte veredelt. Nach dem Aufbringen der Substratwafer/Kappen auf die Wafer, die die Reflektionselemente enthalten, können die Reflektionselemente abgetrennt/freigestellt und vorteilhaft zusätzlich durch Metallisieren verspiegelt werden. Eine Metallisierung kann auch in die Vertiefungen der Abdeckwafer eingebracht werden, um als Statorelektrode für den elektrostatischen Antrieb zu dienen.
  • Zwischen den die Reflektionselemente enthaltenden Wafern 11, 12 kann zusätzlich ein Zwischenwafer beziehungsweise eine transparente Zwischenschicht eingefügt werden, die durch die Brechung des einfallenden Strahls den Lichtweg weiter optimieren kann. Eine solche Zwischenschicht wird näher anhand der 7 erläutert.
  • In den 3 und 4 sind beispielhaft Waferteile mit entsprechend in diesen durch Schlitze freigestellten Reflektionselementen dargestellt.
  • 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung, bei der ein Gehäuse 18 zur relativen Ausrichtung und Positionierung der Waferteile 11, 12 beziehungsweise der entsprechenden Reflektionselemente/Spiegel 1, 2 dient. Das Gehäuse 18 ist durch einen Rahmen gebildet, auf den von der Oberseite eine erste Abdeckplatte 19 und von der Unterseite eine zweite Abdeckplatte 20 eingelegt sind. Die Abdeckplatten 19, 20 sind wenigstens teilweise transparent ausgebildet und bestehen beispielsweise aus Glas oder einem transparenten Kunststoff. Auf den Boden 21 des Gehäuses 18 ist das erste Waferteil 11 aufgelegt und dort mittels Klebung befestigt.
  • In das Gehäuse 18 ist zudem ein Halteblock 22 integriert, der eine Auflagefläche für den zweiten Waferteil 12 bildet.
  • Das Gehäuse 18 kann beispielsweise durch ein Spritzgussverfahren hergestellt sein, das in der Oberflächendefinition genügend genaue Ergebnisse liefert, um die relative Ausrichtung der Reflektionselemente zu gewährleisten.
  • Die einzelnen Teile der Umlenkeinrichtung werden vorteilhaft in Reinraumatmosphäre zusammengesetzt, um das Eindringen von Schmutz vor der Abdichtung zu verhindern.
  • Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem innerhalb eines Gehäuses, das nur schematisch im Querschnitt dargestellt ist, die Reflektionselemente 1a, 2a im wesentlichen parallel zueinander, jedoch in einem Winkel von 45° zum einfallenden Strahl 5 angeordnet sind. Dies kann beispielsweise durch Integration entsprechender Halteblöcke in dem Gehäuse 18a sichergestellt werden.
  • Das Gehäuse 18a sieht zudem ein Eintrittsfenster 6a und ein Austrittsfenster 9a für die Lichtstrahlen vor.
  • Mit dieser Konstruktion wird eine Einfallsrichtung des einfallenden Strahls senkrecht zum Eintrittsfenster 6a sowie eine Ausrichtung des ausfallenden Strahls mit nicht allzu großer Abweichung von der Senkrechten vom Austrittsfenster 9a realisiert, wodurch Teilreflektionen minimiert werden. Zudem kann eine solche Umlenkeinrichtung mit sehr geringer Baugröße realisiert werden.
  • In der 7 ist eine Umlenkeinrichtung gezeigt, bei der das erste Waferteil 11 und das zweite Waferteil 12 durch eine zwischen ihnen liegende transparente Zwischenschicht relativ zueinander positioniert und beabstandet sind. Die Zwischenschicht ist in der Figur mit 23 bezeichnet und besteht aus Glas oder einem transparenten Kunststoff. Zusätzlich zu den genannten Bauteilen ist in der Figur der einfallende Strahl 5 sowie der ausfallende Strahlenkegel 25 dargestellt.
  • Der Fertigungsprozess für eine derartige Anordnung ist besonders einfach, indem die Waferteile 11, 12 auf die Zwischenschicht 23, beispielsweise durch Bonden, aufgebracht werden können. Vor oder nach diesem Bondprozess kann das jeweilige Waferteil 11, 12 mit einem Kappenwafer auf der Außenseite zum Schutz versehen werden. Vorteilhaft geschieht die Verkappung noch im Zusammenhang mit dem mikromechanischen Massenfertigungsprozess, so dass die fertig verkappten Waferteile mit der entsprechenden Zwischenschicht weiter verarbeitet werden können. Die Zwischenschicht wird vorteilhaft in den Bereichen, die für den Ein- und Austritt des Lichts nicht benötigt werden, verspiegelt, um Störungen zu vermeiden.
  • Um eine Bewegung der Spiegel/Reflektionselemente 1, 2 zu ermöglichen, müssen die entsprechenden Waferteile ausgedünnt und/oder jeweils eine Vertiefung in der Zwischenschicht ebenso wie im Kappenwafer vorgesehen werden.
  • Mit der erfindungsgemäßen Anordnung von Reflektionselementen als kaskadierte Spiegelanordnung mit unabhängigen Schwenkachsen und Antrieben lässt sich konstruktiv besonders einfach und platzsparend eine Umlenkeinrichtung für elektromagnetische Strahlen realisieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0778657 A1 [0005]
    • - WO 2005078509 A2 [0007]

Claims (15)

  1. Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle mit zwei im Strahlengang hintereinander angeordneten, je eine Reflektionsfläche (3, 4) aufweisenden Reflektionselementen (1, 2), die einzeln jeweils um eine Achse (8, 24) mittels eines Antriebs gesteuert schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsflächen (3, 4) einander mit Abstand gegenüber liegen und einander zugewandt sind.
  2. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionselemente (1, 2) durch ein zwischen ihnen angeordnetes Zwischenelement (23) beabstandet und zueinander positioniert sind.
  3. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (23) als transparente Platte ausgeführt ist.
  4. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionselemente (1, 2) durch ein Gehäuse (18) zueinander beabstandet und positioniert sind.
  5. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsflächen (3, 4) in dem Gehäuse (18) parallel zum Eintrittsfenster (6) und der Gehäuseunterseite und/oder Gehäuseoberseite ausgerichtet sind.
  6. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionsflächen (3, 4) in dem Gehäuse zwischen 0° und 90°, insbesondere zwischen 20° und 70°, insbesondere um 45° gegenüber der Gehäuseunter- und oberseite angewinkelt sind.
  7. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Reflektionselement (1, 2) integrales Teil eines separaten Waferteils (11, 12) ist.
  8. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Waferteile (11, 12) auf seiner, dem jeweils anderen Waferteil abgewandten, Seite mit einer Schutzschicht (7, 10) abgedeckt ist.
  9. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (7, 10) als Substrat ausgebildet ist und das jeweilige Waferteil trägt.
  10. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Schutzschicht (7, 10) wenigstens teilweise aus einem transparenten Material, insbesondere Glas, besteht.
  11. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionselemente (1, 2) elektrische Antriebskomponenten in Form eines mit Strom beaufschlagbaren Leiters oder einer Elektrode aufweisen.
  12. Scaneinrichtung mit einer Lichtquelle sowie einer Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden.
  13. Verfahren zur Herstellung einer Umlenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Erstellen einer Mehrzahl von Reflektionselementen (1, 2) mikromechanisch auf einem ersten und zweiten Wafer; Verbinden des ersten und eines zweiten Wafers gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Zwischenelementes (23); Vereinzeln der Umlenkeinrichtungen.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zusammenfügen des ersten und zweiten Wafers diese mittels einer Schutzschicht (7, 10) abgedeckt werden.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektionselemente (1, 2) nach Abdeckung des jeweiligen Wafers mittels einer Schutzschicht (7, 10) freigestellt und/oder verspiegelt werden.
DE200810001056 2008-04-08 2008-04-08 Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle Withdrawn DE102008001056A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810001056 DE102008001056A1 (de) 2008-04-08 2008-04-08 Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle
PCT/EP2008/066713 WO2009124609A1 (de) 2008-04-08 2008-12-03 Umlenkeinrichtung für einen strahl einer elektromagnetischen welle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810001056 DE102008001056A1 (de) 2008-04-08 2008-04-08 Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008001056A1 true DE102008001056A1 (de) 2009-10-15

Family

ID=40427434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810001056 Withdrawn DE102008001056A1 (de) 2008-04-08 2008-04-08 Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008001056A1 (de)
WO (1) WO2009124609A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012206269B4 (de) 2012-04-17 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0420722D0 (en) 2004-09-17 2004-10-20 Addex Pharmaceuticals Sa Novel allosteric modulators
AR059898A1 (es) 2006-03-15 2008-05-07 Janssen Pharmaceutica Nv Derivados de 3-ciano-piridona 1,4-disustituida y su uso como moduladores alostericos de los receptores mglur2
TW200845978A (en) 2007-03-07 2008-12-01 Janssen Pharmaceutica Nv 3-cyano-4-(4-tetrahydropyran-phenyl)-pyridin-2-one derivatives
TW200900065A (en) 2007-03-07 2009-01-01 Janssen Pharmaceutica Nv 3-cyano-4-(4-pyridinyloxy-phenyl)-pyridin-2-one derivatives
BRPI0817101A2 (pt) 2007-09-14 2017-05-09 Addex Pharmaceuticals Sa 4-(aril-x-fenil)-1h-piridin-2-onas 1,3-dissubstituídas
US8722894B2 (en) 2007-09-14 2014-05-13 Janssen Pharmaceuticals, Inc. 1,3-disubstituted-4-phenyl-1H-pyridin-2-ones
KR101533440B1 (ko) 2007-09-14 2015-07-03 얀센 파마슈티칼스 인코포레이티드 1´,3´-이치환된-4-페닐-3,4,5,6-테트라히드로-2h,1´h-[1,4´]비피리디닐-2´-온
AU2008323287B2 (en) 2007-11-14 2011-07-14 Addex Pharma S.A. Imidazo[1,2-a]pyridine derivatives and their use as positive allosteric modulators of mGluR2 receptors
ES2439291T3 (es) 2008-09-02 2014-01-22 Janssen Pharmaceuticals, Inc. Derivados de 3-azabiciclo[3.1.0]hexilo como moduladores de receptores de glutamato metabotrópicos
US8697689B2 (en) 2008-10-16 2014-04-15 Janssen Pharmaceuticals, Inc. Indole and benzomorpholine derivatives as modulators of metabotropic glutamate receptors
US8691813B2 (en) 2008-11-28 2014-04-08 Janssen Pharmaceuticals, Inc. Indole and benzoxazine derivatives as modulators of metabotropic glutamate receptors
EA020671B1 (ru) 2009-05-12 2014-12-30 Янссен Фармасьютикалз, Инк. ПРОИЗВОДНЫЕ 1,2,4-ТРИАЗОЛО[4,3-a]ПИРИДИНА И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В КАЧЕСТВЕ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ АЛЛОСТЕРИЧЕСКИХ МОДУЛЯТОРОВ РЕЦЕПТОРОВ mGluR2
MY161325A (en) 2009-05-12 2017-04-14 Janssen Pharmaceuticals Inc 1, 2, 4-triazolo[4,3-a]pyridine derivatives and their use for the treatment or prevention of neurological and psychiatric disorders
MY153913A (en) 2009-05-12 2015-04-15 Janssen Pharmaceuticals Inc 7-aryl-1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine derivatives and their use as positive allosteric modulators of mglur2 receptors
JP5852666B2 (ja) 2010-11-08 2016-02-03 ジヤンセン・フアーマシユーチカルズ・インコーポレーテツド 1,2,4−トリアゾロ[4,3−a]ピリジン誘導体およびmGluR2受容体のポジティブアロステリックモジュレーターとしてのそれらの使用
PT2649069E (pt) 2010-11-08 2015-11-20 Janssen Pharmaceuticals Inc Derivados de 1,2,4-triazolo[4,3-a]piridina e sua utilização como moduladores alostéricos positivos de recetores mglur2
CA2814998C (en) 2010-11-08 2019-10-29 Janssen Pharmaceuticals, Inc. 1,2,4-triazolo[4,3-a]pyridine derivatives and their use as positive allosteric modulators of mglur2 receptors
JO3368B1 (ar) 2013-06-04 2019-03-13 Janssen Pharmaceutica Nv مركبات 6، 7- ثاني هيدرو بيرازولو [5،1-a] بيرازين- 4 (5 يد)- اون واستخدامها بصفة منظمات تفارغية سلبية لمستقبلات ميجلور 2
JO3367B1 (ar) 2013-09-06 2019-03-13 Janssen Pharmaceutica Nv مركبات 2،1، 4- ثلاثي زولو [3،4-a] بيريدين واستخدامها بصفة منظمات تفارغية موجبة لمستقبلات ميجلور 2
KR20220039824A (ko) 2014-01-21 2022-03-29 얀센 파마슈티카 엔.브이. 대사 조절형 글루탐산 작동성 수용체 제2아형의 양성 알로스테릭 조절제 또는 오르토스테릭 작동제를 포함하는 조합 및 그 용도
IL279202B2 (en) 2014-01-21 2023-09-01 Janssen Pharmaceutica Nv Combinations containing positive allosteric modulators or orthosteric agonists of metabotropic glutamatergic subtype 2 receptor and their use

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0778657A1 (de) 1995-05-26 1997-06-11 The Nippon Signal Co. Ltd. Flaches elektromagnetisches betätigungsorgan
WO2005078509A2 (en) 2004-02-09 2005-08-25 Microvision, Inc. Mems scanning system with improved performance

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1454179A2 (de) * 2001-11-06 2004-09-08 Keyotee Vorrichtung zur bildprojektion
WO2003050590A1 (en) * 2001-12-10 2003-06-19 University Of Pittsburgh Endoscopic imaging system
US7252634B2 (en) * 2002-11-05 2007-08-07 Pentax Corporation Confocal probe having scanning mirrors mounted to a transparent substrate in an optical path of the probe

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0778657A1 (de) 1995-05-26 1997-06-11 The Nippon Signal Co. Ltd. Flaches elektromagnetisches betätigungsorgan
WO2005078509A2 (en) 2004-02-09 2005-08-25 Microvision, Inc. Mems scanning system with improved performance

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012206269B4 (de) 2012-04-17 2023-12-14 Robert Bosch Gmbh Mikromechanisches Bauteil und Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches Bauteil

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009124609A1 (de) 2009-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008001056A1 (de) Umlenkeinrichtung für einen Strahl einer elektromagnetischen Welle
EP3225021B1 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung, abbildungssystem und verfahren zum bereitstellen einer multiaperturabbildungsvorrichtung
DE102015215844B4 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung, tragbare Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Multiaperturabbildungsvorrichtung
DE102008059634B4 (de) Mikromechanischer Aktuator mit elektrostatischem Kamm-Antrieb
WO2017029375A1 (de) Vorrichtung mit einer multikanalabbildungsvorrichtung und verfahren zum herstellen derselben
EP3338129A1 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung mit optiksubstrat
WO2017029365A1 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung mit einer reflektierende facetten aufweisenden strahlumlenkvorrichtung
DE102010028111B4 (de) Mikromechanisches Element
DE102005002794A1 (de) Mikrospiegelvorrichtung
EP3682626B1 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung mit geringer bauhöhe und umschaltbarer blickrichtung, abbildungssystem und verfahren zum bereitstellen einer multiaperturabbildungsvorrichtung
DE60226262T2 (de) Digitale optische schaltvorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
DE102012202637A1 (de) Projektionskopf für einen Laserprojektor
EP3707786B1 (de) Vorrichtung zur erzeugung einer laserstrahlung
EP2100848A1 (de) Mikromechanisches Bauteil mit einem Spiegel und dessen Herstellungsverfahren
EP2691804A1 (de) Vorrichtung zur ablenkung von laserstrahlung sowie laservorrichtung mit einer derartigen vorrichtung
DE102011120660A1 (de) Mikrospiegelanordnung
WO2015189048A1 (de) Mikrospiegelanordnung und projektionseinrichtung
DE60302015T2 (de) Optischer Schalter mit verbessertem Faser-Justagesystem
DD298856A5 (de) Zweidimensionale mikromechanische bewegungseinrichtung
EP3737637B1 (de) Mems-vorrichtung mit interposersubstrat sowie entsprechendes herstellungsverfahren
DE4204567C2 (de) Optischer Schalter
EP1373952B1 (de) Optischer umschalter
DE102017012197B4 (de) Multiaperturabbildungsvorrichtung, Abbildungssystem und Verfahren zum Bereitstellen einer Multiaperturabbildungsvorrichtung
EP3740807A1 (de) Mikromechanische lichtumlenkvorrichtung
DE19918405A1 (de) Spiegelsystem zur stereoskopischen Bildaufrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee