DE102017205953A1 - Mikrospiegelanordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren - Google Patents

Mikrospiegelanordnung und entsprechendes Herstellungsverfahren Download PDF

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Rainer Straub
Arno Stoetzler
Gerald Franz
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Abstract

Die Erfindung schafft eine Mikrospiegelanordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren. Die Mikrospiegelanordnung umfasst einen ringförmigen Trägerrahmen mit einem Innenbereich. Die Mikrospiegelanordnung umfasst ferner einen über zumindest eine erste Feder mit dem ringförmigen Trägerrahmen verbundenen ersten Spiegel, an welchem mindestens eine erste Spule derart mechanisch angebunden ist, dass der erste Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld in dem Innenbereich verstellbar ist. Des Weiteren umfasst die Mikrospiegelanordnung einen über mindestens eine zweite Feder mit dem ringförmigen Trägerrahmen verbundenen zweiten Spiegel, an welchem mindestens eine zweite Spule derart mechanisch angebunden ist, dass der zweite Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse oder eine zweite Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld in dem Innenbereich verstellbar ist. Hierbei sind die mindestens eine erste Spule und die mindestens eine zweite Spule in dem Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Mikrospiegelanordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
  • Stand der Technik
  • Typischerweise benötigen Mikroscanner, insbesondere mikro-opto-elektro-mechanisches Systeme (MOEMS), zur dynamischen Modulation von Licht mittels elektrostatischer Kräfte große Chipflächen. Alternativ ist ein elektromagnetischer Antrieb mit weniger Platzbedarf möglich. Für einen zweidimensionalen Spiegel ist ein zweiter Antrieb zu verwenden. Beispielsweise kann die zweite Antriebsart elektrostatisch oder piezoelektrisch erfolgen.
  • Es ist aber absehbar, dass Mikroscanner im Hinblick auf Miniaturisierungsanforderungen weiteren technologischen Herausforderungen gegenübergestellt sind.
  • Ein aus dem Stand der Technik bekanntes mikro-opto-elektro-mechanisches System ist in der 9 gezeigt. Um eine zweite Auslenkung mittels einer zweiten Betriebsart zu realisieren, wird typischerweise auf eine Hybridlösung zurückgegriffen.
  • Die DE 198 519 67 A1 offenbart einen Mikrospiegel mit einer durch eine permanent induzierte mechanische Spannung verwölbten Membran, wobei die verwölbte Membran als abbildendes Element fungiert.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die Erfindung schafft eine Mikrospiegelanordnung nach Anspruch 1 und ein entsprechendes Herstellungsverfahren nach Anspruch 9.
  • Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß eines Aspekts der Mikrospiegelanordnung umfasst die Mikrospiegelanordnung einen ringförmigen Trägerrahmen mit einem Innenbereich.
  • Die Mikrospiegelanordnung umfasst ferner einen über mindestens eine erste Feder mit dem ringförmigen Trägerrahmen verbundenen ersten Spiegel, an welchem mindestens eine erste Spule derart mechanisch angebunden ist, dass der erste Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld in dem Innenbereich verstellbar ist. Des Weiteren umfasst die Mikrospiegelanordnung einen über mindestens eine zweite Feder mit dem ringförmigen Trägerrahmen verbundenen zweiten Spiegel, an welchem mindestens eine zweite Spule derart mechanisch angebunden ist, dass der zweite Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse oder eine zweite Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld in dem Innenbereich verstellbar ist.
  • Hierbei sind die mindestens eine erste Spule und die mindestens eine zweite Spule in dem Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens angeordnet. Mit anderen Worten werden der erste Spiegel und der zweite Spiegel mittels einer Lorentzkraft aus dem Magnetfeld, welches in der mindestens einen ersten Spule und in der mindestens einen zweiten Spule induziert oder ausgebildet wird, ausgelenkt. Das extern erzeugte Magnetfeld kann mittels eines Magneten insbesondere homogen in dem Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens ausgebildet sein. Die mindestens eine erste Spule und die mindestens eine zweite Spule können jeweils zwei Spulenelemente, das heißt zwei geschlossene Stromkreise bzw. stromdurchflossene Leiter, umfassen. Der erste Spiegel und der zweite Spiegel können unabhängig voneinander um die erste oder zweite Drehachse derart verstellbar sein, dass ein Reflektieren oder Umlenken eines einfallenden Lichts, insbesondere von einer optoelektronischen Vorrichtung, realisierbar sein kann. Der Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens entspricht hierbei einer Chipfläche, wobei diese Chipfläche durch die hier beschriebenen Spiegel in zwei, insbesondere verschieden große Chips, unterteilbar ist. Dies hat den Vorteil, dass dem Nutzer zwei unabhängig steuerbare und/oder reflektierende Spiegelsysteme zur Verfügung stehen können.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Mikrospiegelanordnung. In einem ersten Schritt des Herstellungsverfahrens wird ein erster Spiegel über mindestens eine erste Feder an einem ringförmigen Trägerrahmen mit einem Innenbereich angebunden, wobei mindestens eine erste Spule mechanisch an dem ersten Spiegel angebunden wird. Des Weiteren wird in einem weiteren Schritt ein zweiter Spiegel über mindestens eine zweite Feder an dem ringförmigen Trägerrahmen mit dem Innenbereich angebunden, wobei mindestens eine zweite Spule mechanisch an dem zweiten Spiegel angebunden wird. In einem weiteren Schritt des Verfahrens wird die mindestens eine erste Spule und die mindestens eine zweite Spule in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld in dem Innenbereich derart angeordnet, dass der erste Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule mit zumindest einem ersten Stromsignal um die erste Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld in dem Innenbereich verstellt wird und der zweite Spiegel mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder dem zumindest einen zweiten Stromsignal um die erste Drehachse oder die zweite Drehachse zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld in dem Innenbereich verstellbar wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung auf Basis des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels beschrieben wird, ist für den Fachmann klar, dass insbesondere eine Vielzahl von Spiegeln mit einer entsprechenden Anzahl von Spulen beziehungsweise Leitern in dem ringförmigen Trägerrahmen, das heißt dem Innenbereich, angeordnet sein kann. Insbesondere kann das Bewegen beziehungsweise das Auslenken des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels durch unterschiedliches Bestromen erfolgen oder alternativ bei gleichem Bestromen durch Einsatz unterschiedlicher Formen hinsichtlich der hier beschriebenen Spiegel, insbesondere geometrischen Ausgestaltungen des ersten Spiegels und des zweiten Spiegels.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee liegt darin, in dem Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens zumindest zwei Spiegel derart anzuordnen, dass diese unabhängig voneinander in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld, insbesondere in Bezug auf ein einziges extern erzeugtes Magnetfeld im Innenbereich des ringförmigen Trägerrahmens, ansteuerbar sind. Hierdurch kann eine höhere Integrationsdichte realisiert werden. Durch die zumindest zwei verschiedenen Spiegel können folglich insbesondere zwei verschiedene Wellenlängenbereiche innerhalb eines Chips reflektiert werden. Ferner ist ein Abdecken unterschiedlicher Einfallswinkel in-plane als auch out-ofplane möglich.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung dazu ausgelegt, den ersten Spiegel in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen und den zweiten Spiegel ebenfalls in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen. So lassen insbesondere durch zwei verschiedene Formen der Spiegel bestimmte Raumwinkel betonen.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung dazu ausgelegt, den ersten Spiegel in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen und den zweiten Spiegel in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen. So lassen sich zwei unterschiedliche Bewegungsformen realisieren. Folglich lassen sich bestimmte Raumwinkel betonen, so dass ein Tracking von Objekten einfach durchführbar ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung dazu ausgelegt, den ersten Spiegel in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen und den zweiten Spiegel in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen zu versetzen. So lassen sich zwei unterschiedliche Bewegungsformen realisieren. Folglich lassen sich bestimmte Raumwinkel betonen, so dass ein Tracking von Objekten einfach durchführbar ist. Vorliegend wird unter „quasi-statische Schwingbewegung“ auch der Begriff „nicht-resonante Schwingbewegung“ verstanden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind eine erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels und eine zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung derart unterschiedlich, dass diese voneinander verschiedene Formen aufweisen. So lässt sich ein Ablenken beziehungsweise Reflektieren von z. B. LED-Licht oder Laserlicht von unterschiedlichen Lichtquellen unabhängig voneinander realisieren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der erste Spiegel und der zweite Spiegel derart unterschiedlich ausgebildet, dass sie zum Reflektieren verschiedener Einfallswinkel ausgebildet sind. Somit kann insbesondere einfach ein größerer Bereich mittels der hier beschriebenen Mikrospiegelanordnung beleuchtet oder gescannt werden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels zur Reflexion eines ersten Wellenlängenbereichs ausgebildet und die zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels ist zur Reflexion von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs ausgebildet. So lassen sich mit der Mikrospiegelanordnung mehrere Wellenlängenbereiche kombinieren. Eine mögliche Anwendung kann ein Scheinwerfer integriert mit einem LIDAR-Entfernungsmesser sein. Typische Wellenlängen für Scheinwerferanwendungen sind bei λ=450 Nanometer und für Lidar eine Wellenlänge zwischen λ=900 Nanometer und λ=1500 Nanometer. Da Leistungen von insbesondere 10 bis 20 W über die entsprechenden Spiegel gehen, sind sehr hohe Reflektivitäten von 99 % und mehr notwendig, um einen Wärmeeintrag in die Mikrospiegelanordnung zu minimieren.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung umfasst die erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels eine Spiegelfläche und die zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels eine metallische Fläche. Durch die metallische Fläche kann insbesondere Weißlicht reflektierbar oder auslenkbar sein, wohingegen die Spiegelfläche zum Reflektieren beziehungsweise Auslenken von monochromatischem Licht vorgesehen sein kann.
  • Die hier beschriebenen Merkmale für die Mikrospiegelanordnung gelten auch für das hier beschriebene Herstellungsverfahren sowie umgekehrt.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen in Bezug auf die Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Funktionsweise beziehungsweise eines Aufbaus einer Mikrospiegelanordnung;
    • 2 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 4A, 4B schematische Draufsichten zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer dritten und einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 5 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 6 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 7 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 8 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens für eine Mikrospiegelanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 9 eine schematische Draufsicht eines Mikrospiegels gemäß dem Stand der Technik.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente.
  • 1 zeigt eine schematische Ansicht zum Erläutern einer Funktionsweise beziehungsweise eines Aufbaus einer Mikrospiegelanordnung am Beispiel eines ersten Spiegels 10.
  • 1 zeigt eine Mikrospiegelanordnung 100 mit einem ersten Spiegel 10 wie in den folgenden 2-7 in Kombination mit einem zweiten Spiegel 20 illustriert. Entsprechende Ausführungsformen hinsichtlich einer Mikrospiegelanordnung 100 werden im Folgenden in Bezug auf 2-7 erläutert. In der 1 wurde auf eine gleichzeitige Darstellung des ersten Spiegels 10 und des zweiten Spiegels 20 im Hinblick auf eine übersichtlichere Darstellung der Mikrospiegelanordnung 100 verzichtet.
  • Zum besseren Verständnis der 1 wird insbesondere auf das Koordinatensystem umfassend die Achsen X, Y und Z verwiesen. Die X-Achse bezeichnet hierbei eine Orientierung eines extern erzeugten Magnetbeziehungsweise B-Felds B1, die Y-Achse entsprechende Stromrichtung R1 und die Z-Achse eine resultierende Kraft beziehungsweise Lorentzkraft K1 gemäß der rechten Hand Regel.
  • 1 zeigt einen ringförmigen Trägerrahmen 40 mit einem Innenbereich 41.Der ringförmige Trägerrahmen 40 kann beispielweise rechteckig Form ausgebildet sein. Das extern erzeugte Magnetfeld B1 wird durch Pfeile in Richtung der X-Achse illustriert. Ferner umfasst die Mikrospiegelanordnung 100 der 1 den über mindestens eine erste Feder 30 mit dem ringförmigen Trägerrahmen 40 verbundenen ersten Spiegel 10, an welchem mindestens eine erste Spule 12, 13 derart mechanisch angebunden ist, dass der erste Spiegel 10 mittels Bestromen (Y-Achse) der mindestens einen ersten Spule 12, 13 mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse 51 zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld (X-Achse) in dem Innenbereich 41 verstellbar ist. Ein auf den Spiegel 10 auftreffendes Licht beziehungsweise Laser wird durch den Pfeil L1 illustriert. Die mindestens eine erste Spule 12, 13 umfasst hierbei zwei Spulenelemente, zwei stromdurchflossene Leiter beziehungsweise zwei geschlossene Stromkreise.
  • 2 zeigt eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 umfasst den ringförmigen Trägerrahmen 40 mit dem Innenbereich 41. Der Innenbereich 41 des ringförmigen Trägerrahmens 40 entspricht hierbei einer Chipfläche, wobei diese Chipfläche durch die hier beschriebenen Spiegel 10, 20 in zwei insbesondere verschieden große Chips beziehungsweise Chipflächen unterteilbar sein kann. Die Mikrospiegelanordnung 100 umfasst ferner den über die mindestens eine erste Feder 30 mit dem ringförmigen Trägerrahmen 40 verbundenen ersten Spiegel 10, an welchem mindestens die erste Spule 12, 13 derart mechanisch angebunden ist, dass der erste Spiegel 10 mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule 10 mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse 51 zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld B1 in dem Innenbereich 41 verstellbar ist. Des Weiteren umfasst die Mikrospiegelanordnung 100 einen über mindestens eine zweite Feder 31 mit dem ringförmigen Trägerrahmen 40 verbundenen zweiten Spiegel 20, an welchem die mindestens eine zweite Spule 22, 23 derart mechanisch angebunden ist, dass der zweite Spiegel 20 mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule 22, 23 mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse 51 (gestrichelte Linie) oder eine zweite Drehachse 52 (durchgezogene Linie) zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld B1 in dem Innenbereich 41 verstellbar ist. Hierbei sind die mindestens eine erste Spule 10 und die mindestens eine zweite Spule 20 in dem Innenbereich 41 des ringförmigen Trägerrahmens 40 angeordnet.
  • In der 2 sind eine erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels 10 und eine zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels 20 hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung derart unterschiedlich ausgebildet, dass diese voneinander verschiedene Formen aufweisen. Durch eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung 100 kann der erste Spiegel 10 in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 und der zweite Spiegel 20 kann ebenfalls in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 versetzt werden. Alternativ kann durch die Aktoreinrichtung der erste Spiegel 10 in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 versetzt werden und der zweite Spiegel 20 kann in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 versetzt werden. Alternativ kann durch die Aktoreinrichtung der erste Spiegel 10 in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 versetzt werden und der zweite Spiegel 20 kann in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen 40 versetzt werden.
  • Zur übersichtlicheren Darstellung werden im Folgenden (3, 4A, 4B, 5, 6, 7) der ringförmige Trägerrahmen 40 sowie die erste und zweite Drehachse 51, 52 nicht dargestellt.
  • 3 zeigt eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 der 3 basiert im Wesentlichen auf der Mikrospiegelanordnung 100 der 2 mit dem Unterschied, dass die erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels 10 zur Reflexion eines ersten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist und die zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels 20 zur Reflexion von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist.
  • 4A und 4B zeigen schematische Draufsichten zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer dritten und einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 der 4A und 4B basieren im Wesentlichen auf der Mikrospiegelanordnung 100 der 2 mit dem Unterschied, dass der erste Spiegel 10 und der zweite Spiegel 20 gleich große Reflexionsflächen umfassen, wobei die Reflexionsflächen der 4B in ihrer lateralen Ausdehnung größer sind als in der 4A. So lassen sich Auslenkwinkel, das heißt Drehmomente, bei gleichen Stromstärken des ersten Spiegels 10 und des zweiten Spiegels 20 variieren beziehungsweise bestimmen.
  • 5 zeigt eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 der 5 basiert im Wesentlichen auf der Mikrospiegelanordnung 100 der 4A beziehungsweise 4B mit dem Unterschied, dass der erste Spiegel 10 und der zweite Spiegel 20 derart unterschiedlich ausgebildet, dass sie zum Reflektieren verschiedener Einfallswinkel ausgebildet sind. Insbesondere weisen der erste Spiegel 10 und der zweite Spiegel 20, insbesondere ihre Reflexionsflächen, unterschiedliche geometrische Formen auf. Beispielsweise kann der erste Spiegel 10 oval förmig ausgebildet sein und in seiner lateralen Ausdehnung einem Streufeld des extern erzeugten Magnetfelds entsprechen, wohingegen der zweite Spiegel rechteckig und in seiner lateralen Ausdehnung kleiner ausgebildet ist.
  • 6 zeigt eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 der 6 basiert im Wesentlichen auf der Mikrospiegelanordnung 100 der 5 mit dem Unterschied, dass der erste Spiegel 10 für ein Licht aus einer lichtemittierenden Diode ausgebildet sein kann und der zweite Spiegel 20 für einen Laser ausgebildet sein kann.
  • 7 eine schematische Draufsicht zum Erläutern einer Mikrospiegelanordnung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die Mikrospiegelanordnung 100 der 7 basiert im Wesentlichen auf der Mikrospiegelanordnung 100 der 4B mit dem Unterschied, dass die mindestens eine erste Spule 12, 13 in Bezug zu der mindestens einen zweiten Spule um 90 Grad gedreht beziehungsweise versetzt ist. In dieser Ausführungsform ist somit ein zweiter ringförmiger Trägerrahmen 40 erforderlich. Ferner bedarf es eines umleitenden Spiegels um eine Funktionalität der Mikrospiegelanordnung 100 der 7 zu gewährleisten.
  • 8 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Herstellungsverfahrens für eine Mikrospiegelanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Das Herstellungsverfahren für die Mikrospiegelanordnung 100 umfasst die Schritte S1 bis S3. Im Schritt S1 wird ein erster Spiegel 10 über mindestens eine erste Feder 30 an einen ringförmigen Trägerrahmen 40 mit einem Innenbereich 41 angebunden, wobei mindestens eine erste Spule 12, 13 mechanisch an dem ersten Spiegel angebunden wird. Im Schritt S2 wird ein zweiter Spiegel 20 über mindestens eine zweite Feder 31 an dem ringförmigen Trägerrahmen 40 mit dem Innenbereich 41 angebunden, wobei mindestens eine zweite Spule 22, 23 mechanisch an dem zweiten Spiegel 20 angebunden wird. Im Schritt S3 wird die mindestens eine erste Spule 12, 13 und die mindestens eine zweite Spule 22, 23 in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld B1 in dem Innenbereich 41 derart angeordnet, dass der erste Spiegel 10 mittels Bestromen der mindestens einen Spule 12, 13 mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse 51 zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld B1 verstellt wird und der zweite Spiegel 20 mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule 22, 23 mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse 51 oder eine zweite Drehachse 52 zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld B1 verstellbar wird.
  • 9 zeigt eine schematische Draufsicht eines Mikrospiegels gemäß dem Stand der Technik. Die Chipfläche umfasst hierbei einen einzigen Spiegel und für eine zweite Auslenkung beziehungsweise zweiten Antrieb wird typischerweise auf eine Hybridlösung zurückgegriffen.
  • Die Erfindung kann beispielsweise bei Mikrospiegelanordnungen im Automotive- oder Consumer-Bereich eingesetzt werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt. Insbesondere sind die genannten Materialien und Aufbauten beispielhaft und nicht auf die erläuterten Beispiele beschränkt.
  • 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
    • DE 19851967 A1 [0005]

Claims (9)

  1. Mikrospiegelanordnung (100) umfassend: einen ringförmigen Trägerrahmen (40) mit einem Innenbereich (41), einen über mindestens eine erste Feder (30) mit dem ringförmigen Trägerrahmen (40) verbundenen ersten Spiegel (10), an welchem mindestens eine erste Spule (12, 13) derart mechanisch angebunden ist, dass der erste Spiegel (10) mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule (12, 13) mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse (51) zumindest teilweise in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld (B1) in dem Innenbereich (41) verstellbar ist, und einen über mindestens eine zweite Feder (31) mit dem ringförmigen Trägerrahmen (40) verbundenen zweiten Spiegel (20), an welchem mindestens eine zweite Spule (22, 23) derart mechanisch angebunden ist, dass der zweite Spiegel (20) mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule (22, 23) mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse (51) oder eine zweite Drehachse (52) zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld (B1) in dem Innenbereich (41) verstellbar ist; und wobei die mindestens eine erste Spule (12, 13) und die mindestens eine zweite Spule (22, 23) in dem Innenbereich (41) angeordnet sind.
  2. Mikrospiegelanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung (100) dazu ausgelegt ist, den ersten Spiegel (10) in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen und den zweiten Spiegel (20) ebenfalls in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen.
  3. Mikrospiegelanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung (100) dazu ausgelegt ist, den ersten Spiegel (10) in eine resonante Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen und den zweiten Spiegel (20) in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen.
  4. Mikrospiegelanordnung (100) nach Anspruch 1, wobei eine Aktoreinrichtung der Mikrospiegelanordnung (100) dazu ausgelegt ist, den ersten Spiegel (10) in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen und den zweiten Spiegel (20) in eine quasi-statische Schwingbewegung in Bezug zu dem ringförmigen Trägerrahmen (40) zu versetzen.
  5. Mikrospiegelanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels (10) und eine zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels (20) hinsichtlich ihrer geometrischen Ausgestaltung derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass diese voneinander verschiedene Formen aufweisen.
  6. Mikrospiegelanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der erste Spiegel (10) und der zweite Spiegel (20) derart unterschiedlich ausgebildet sind, dass sie zum reflektieren unterschiedlicher Einfallswinkel ausgebildet sind.
  7. Mikrospiegelanordnung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels (10) zur Reflexion eines ersten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist und die zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels (20) zur Reflexion von Licht eines zweiten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist.
  8. Mikrospiegelanordnung (100) nach Anspruch 7, wobei die erste Reflexionsfläche des ersten Spiegels (10) eine Spiegelfläche umfasst und die zweite Reflexionsfläche des zweiten Spiegels (20) eine metallische Fläche umfasst.
  9. Herstellungsverfahren für eine Mikrospiegelanordnung (100) mit den Schritten: Anbinden (S1) eines ersten Spiegels (10) über mindestens eine erste Feder (30) an einen ringförmigen Trägerrahmen (40) mit einem Innenbereich (41), wobei mindestens eine erste Spule (12, 13) mechanisch an dem ersten Spiegel (10) angebunden wird; Anbinden (S2) eines zweiten Spiegels (20) über mindestens eine zweite Feder (31) an dem ringförmigen Trägerrahmen (40) mit dem Innenbereich (41), wobei mindestens eine zweite Spule (22, 23) mechanisch an dem zweiten Spiegel (20) angebunden wird; und Anordnen (S3) der mindestens einen ersten Spule (12, 13) und der mindestens einen zweiten Spule (22, 23) in Bezug auf ein extern erzeugtes Magnetfeld (B1) in dem Innenbereich (41) derart, dass der erste Spiegel (10) mittels Bestromen der mindestens einen ersten Spule (12, 13) mit zumindest einem ersten Stromsignal um eine erste Drehachse (51) zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld (B1) verstellt wird und der zweite Spiegel (20) mittels Bestromen der mindestens einen zweiten Spule (22, 23) mit dem zumindest einen ersten Stromsignal oder zumindest einem zweiten Stromsignal um die erste Drehachse (51) oder eine zweite Drehachse (52) zumindest teilweise in Bezug auf das extern erzeugte Magnetfeld (B1) verstellbar wird.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111830701A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 华为技术有限公司 电磁微镜及激光设备
DE102019216298A1 (de) * 2019-10-23 2021-04-29 Zf Friedrichshafen Ag Messanordnung zur Erzeugung eines Bildes höherer Auflösung sowie Fahrzeug

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421381A (en) * 1980-04-04 1983-12-20 Yokogawa Hokushin Electric Corp. Mechanical vibrating element
US5629790A (en) * 1993-10-18 1997-05-13 Neukermans; Armand P. Micromachined torsional scanner
DE19851967A1 (de) 1998-11-11 2000-05-25 Bosch Gmbh Robert Mikrospiegel und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2006293235A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Konica Minolta Holdings Inc 光偏向器
DE102008001893A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Umlenkeinrichtung für elektromagnetische Strahlen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4421381A (en) * 1980-04-04 1983-12-20 Yokogawa Hokushin Electric Corp. Mechanical vibrating element
US5629790A (en) * 1993-10-18 1997-05-13 Neukermans; Armand P. Micromachined torsional scanner
DE19851967A1 (de) 1998-11-11 2000-05-25 Bosch Gmbh Robert Mikrospiegel und Verfahren zu seiner Herstellung
JP2006293235A (ja) * 2005-04-14 2006-10-26 Konica Minolta Holdings Inc 光偏向器
DE102008001893A1 (de) * 2008-05-21 2009-11-26 Robert Bosch Gmbh Umlenkeinrichtung für elektromagnetische Strahlen

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111830701A (zh) * 2019-04-19 2020-10-27 华为技术有限公司 电磁微镜及激光设备
CN111830701B (zh) * 2019-04-19 2022-02-15 华为技术有限公司 电磁微镜及激光设备
DE102019216298A1 (de) * 2019-10-23 2021-04-29 Zf Friedrichshafen Ag Messanordnung zur Erzeugung eines Bildes höherer Auflösung sowie Fahrzeug

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