DE3905508A1 - Mikromechanisches bauelement - Google Patents
Mikromechanisches bauelementInfo
- Publication number
- DE3905508A1 DE3905508A1 DE19893905508 DE3905508A DE3905508A1 DE 3905508 A1 DE3905508 A1 DE 3905508A1 DE 19893905508 DE19893905508 DE 19893905508 DE 3905508 A DE3905508 A DE 3905508A DE 3905508 A1 DE3905508 A1 DE 3905508A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- plate
- microstructure
- optical
- sensor
- microstructure according
- 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.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 abstract 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 abstract 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 abstract 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/347—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells using displacement encoding scales
- G01D5/34707—Scales; Discs, e.g. fixation, fabrication, compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/268—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light using optical fibres
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein mikromechanisches, z.B. durch anisotropes
Ätzen aus Silizium oder durch geeignete Prozesse aus anderen Materialien
hergestelltes Bauelement (Mikrostruktur) zur Verwendung als Mikrobe
tätigungselement (Mikroaktor) oder als Meßfühler in einem mit Lichtwel
lenleitern oder auf andere Weise optisch gekoppelten Sensor.
In letzter Zelt haben mikromechanische Strukturen großes Interesse her
vorgerufen, da sie sich sowohl für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik
(zusammen mit Mikrooptik und Mikroelektronik) als auch z.B. für die
Kombination mit Lichtwellenleitertechnologie eignen (vgl. z. B. J. W.
Knutti: "Silicon Microstructure Sensors" in Sensor Magazin 3/88). Sie
lassen sich sowohl als Aktoren als auch als Sensoren verwenden.
Bei all diesen Strukturen besteht das Problem der Verschmutzung durch
Umwelteinflüsse und in bestimmten Anwendungen (z.B. in Luftfahrzeugen)
zusätzlich der Nachteil der Abhängigkeit vom Umgebungsdruck. Beide
Effekte können das Schwingungsverhalten und die freie Beweglichkeit und
Zugänglichkeit der Mikrovibratoren und -aktoren in unerwünschter Weise
beeinflussen und damit die Anordnung funktionsunfähig machen.
Es ist das Ziel der Erfindung, mit einfachen Mitteln eine Mikrostruktur
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die gegen Verschmutzung und
Druckschwankungen weitgehend unempfindlich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil
von Anspruch 1 genannte Maßnahme gelöst. Weitere Einzelheiten der Erfin
dung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, in der
anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erörtert wird. Es zeigen:
Fig. 1 eine Mikrostruktur gemäß der Erfindung in perspektivischer
Ansicht,
Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 im Schnitt.
Fig. 1 zeigt eine Mikrostruktur in einem Translationssensor, wie er in
der DE-OS 37 20 293 beschrieben ist. Dabei besteht die mikromechanische
Struktur aus Mikrovibratoren 1 verschiedener Resonanzfrequenz, die von
einem optischen Abtastkopf 7 überwacht werden.
Die Beleuchtung der Mikrovibratoren 1 geschieht durch Lichtwellenleiter
2 zur Anregung und zur Detektion der Resonanzschwingungen. Sie kann
durch Schmutz, Feuchte, Kondensation usw. beeinträchtigt werden, vor
allem aber können dadurch und durch Änderungen des Umgebungsdrucks die
Resonanzfrequenzen verstimmt werden.
Die Erfindung beschreibt eine Maßnahme, mit der diese Probleme gelöst
werden können: Deckt man die Mikrostruktur 1 mit einer Platte 3 aus Glas
oder einem anderen geeigneten Material ab, so wird sie vor Umweltein
flüssen und Druckschwankungen geschützt. Stellt man die Struktur aus
Silizium her, so kann man sogar, da Silizium in dünner Schicht transpa
rent ist, die Rückseite der Si-Scheibe geeignet präparieren, während man
die Vorderseite hermetisch abdeckt.
Verwendet man eine separate Platte 3, so läßt sich die Herstellung des
Sensors verbilligen und sein Aufbau vereinfachen, wenn man bereits bei
der Herstellung dieser Platte geeignete Strukturen für die unter Umstän
den nötige Strahlformung (Fokussierung) der aus den Lichtwellenleitern 2
austretenden Lichtbündel 4 aufbringt, z. B. eln Beugungsgitter, paralle
le Zylinderlinsen 5 im Abstand der Mikrovibratoren oder holographisch
optische Elemente.
Füllt man den Innenraum 6 der Anordnung mit einem trockenen Schutzgas,
läßt sich auch jede Kondensation von Feuchte ausschließen.
In einer anderen Version kann man den Innenraum 6 so weit evakuieren,
daß die Dämpfung der Schwingungen durch das umgebende Gas vernachlässig
bar wird. Dies verbessert den Gütefaktor und ermöglicht einen geringeren
Abstand der Resonanzfrequenzen.
Die Mikrostruktur wird zusammen mit dem optischen Meßkopf 7 in ein
Gehäuse eingebracht, das seinerseits wieder bei Bedarf nach dem Stand
der Technik an der Durchführung der Stange 8 abgedichtet ist, über die
die zu messende Bewegung eingeleitet wird. Um die Restgefahr einer Ver
schmutzung der Abdeckplatte 3 auszuschalten, können gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung am Meßkopf 7 noch Reinigungs- und Dichtlip
pen 9 angebracht werden, die die Platte 3 bei jeder Bewegung von etwai
gen Verschmutzungen befreien und außerdem die Lichtwellenleiterendflä
chen vor Verschmutzung schützen.
Claims (5)
1. Mikromechanisches, z.B. durch anisotropes Ätzen aus Silizium
oder durch geeignete Prozesse aus anderen Materialien hergestelltes Bau
element (Mikrostruktur) zur Verwendung als Mikrobetätigungselement
(Mikroaktor) oder als Meßfühler in einem mit Lichtwellenleitern oder auf
andere Weise optisch gekoppelten Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß
die Struktur durch eine für das zugeführte Licht transparente Platte (3)
abgedeckt ist.
2. Mikrostruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in
die Abdeckplatte (3) Strukturen (5) integriert sind, die eine gewünschte
Formung der optischen Ankopplung (z. B. Fokussierung) ermöglichen, z. B.
optische Beugungsgitter, Linsenprofile oder holografisch-optische
Elemente.
3. Mikrostruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
nach Abdecken der Mikrostruktur durch die Platte (3) entstehende Hohl
raum (6) durch ein trockenes Schutzgas gefüllt ist.
4. Mikrostruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hohlraum (6) zwecks Verhinderung der Dämpfung der Schwingungen durch das
Füllgas evakuiert wird.
5. Mikrostruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
den Sensor enthaltende optische Kopf (7) durch Dichtelemente (9) umgeben
ist, die die optischen Oberflächen desselben vor Verschmutzung schützen
und die Abdeckplatte (3) reinigen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893905508 DE3905508A1 (de) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Mikromechanisches bauelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19893905508 DE3905508A1 (de) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Mikromechanisches bauelement |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3905508A1 true DE3905508A1 (de) | 1990-08-30 |
| DE3905508C2 DE3905508C2 (de) | 1993-09-23 |
Family
ID=6374696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19893905508 Granted DE3905508A1 (de) | 1989-02-23 | 1989-02-23 | Mikromechanisches bauelement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3905508A1 (de) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4230087A1 (de) * | 1992-09-09 | 1994-03-10 | Bezzaoui Hocine Dipl Ing | Integrierte optisch/mikromechanische Sensoren |
| DE4312692A1 (de) * | 1993-04-20 | 1994-10-27 | Richter Thomas | Optische Sensorvorrichtung |
| WO1996008693A1 (fr) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Brand Edith | Dispositif et procede de mesure de mouvement ou de positionnement |
| CN114593756A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-07 | 武汉东湖学院 | 电子通讯用防水效果好的光电传感接头及其使用方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3444878A1 (de) * | 1984-12-08 | 1986-06-12 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Abtastkopf fuer schrittgeber, insbesondere winkelschrittgeber |
| DE3720293A1 (de) * | 1987-06-19 | 1988-12-29 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur frequenzmodulierten optomechanischen translations- und rotationsmessung |
-
1989
- 1989-02-23 DE DE19893905508 patent/DE3905508A1/de active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3444878A1 (de) * | 1984-12-08 | 1986-06-12 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Abtastkopf fuer schrittgeber, insbesondere winkelschrittgeber |
| DE3720293A1 (de) * | 1987-06-19 | 1988-12-29 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Verfahren zur frequenzmodulierten optomechanischen translations- und rotationsmessung |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Knutti, J.W.: Silicon Microstructure Sensors In: Sensor Magazin 3/88 * |
| ROYLANCE, LYNN MICHELLE and ANGELL, JAMES B.: A Batch-Fabricated Silicon Accelerometer. IN: IEEE Transactions on Electron Devices, Vol. ED-26, No. 12, December 1979 * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4230087A1 (de) * | 1992-09-09 | 1994-03-10 | Bezzaoui Hocine Dipl Ing | Integrierte optisch/mikromechanische Sensoren |
| DE4312692A1 (de) * | 1993-04-20 | 1994-10-27 | Richter Thomas | Optische Sensorvorrichtung |
| DE4312692C2 (de) * | 1993-04-20 | 1998-07-02 | Richter Thomas | Meßvorrichtung zur Erfassung von Schwingungen, Impulsen, Stößen, Beschleunigungen oder seismischen Erregungen und Verwendungen dieser Meßvorrichtung |
| WO1996008693A1 (fr) * | 1994-09-15 | 1996-03-21 | Brand Edith | Dispositif et procede de mesure de mouvement ou de positionnement |
| CN114593756A (zh) * | 2022-03-04 | 2022-06-07 | 武汉东湖学院 | 电子通讯用防水效果好的光电传感接头及其使用方法 |
| CN114593756B (zh) * | 2022-03-04 | 2023-09-29 | 武汉东湖学院 | 电子通讯用防水光电传感接头及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3905508C2 (de) | 1993-09-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1590640B1 (de) | Kompakt-spektrometer | |
| DE69833461T2 (de) | Integrierter resonanter Mikrostruktur-Sensor für hohe Temperaturen | |
| WO2004053596A2 (de) | Verfahren zur einstellung einer optischen eigenschaft eines projektionsobjekts | |
| EP0342192B1 (de) | Optischer kraftmess-sensor | |
| DE102010019813A1 (de) | Faseroptischer Vibrationssensor | |
| EP0604645B1 (de) | Faseroptischer sensor nach dem fabry-perot-prinzip | |
| DE19922102B4 (de) | Faser-Bragg-Gitter-Sensoranordnung zur Ermittlung physikalischer Größen | |
| DE3905508C2 (de) | ||
| EP0942300B1 (de) | Doppelbrechende Plattenanordnung mit Spannungsdoppelbrechung | |
| WO2015011046A1 (de) | Optoelektronischer detektor, insbesondere für hochauflösende lichtrastermikroskope | |
| DE4230087A1 (de) | Integrierte optisch/mikromechanische Sensoren | |
| DE10024135A1 (de) | Mikroskop-Aufbau | |
| DE1572735B1 (de) | Optische Vorrichtung zur UEberpruefung der Brechungseigenschaften planparalleler,lichtdurchlaessiger Proben | |
| DE3120653C2 (de) | Vorrichtung zur Bestimmung von Bewegungsgrößen bzw. Kriechzuständen an Materialien | |
| WO2019180161A1 (de) | Temperatursensor | |
| DE102010029818A1 (de) | Positionssensor | |
| DE4444165A1 (de) | Vorrichtung zur Prüfung transparenter und/oder einseitig optisch undurchsichtig beschichteter Objekte auf Materialfehler | |
| DE19612993C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von Magnetfeldänderungen | |
| DE2854648A1 (de) | Geraet zum pruefen von transparenten hohlfaeden | |
| DE860826C (de) | Gehaeuse fuer elektrische Messwerke | |
| DE102015210604A1 (de) | Verfahren zur Ermittlung von Materialeigenschaften | |
| DE102005023973A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur optischen Detektion eines Objekts | |
| DE484694C (de) | Apparat zur Bestimmung der Refraktion und Dispersion lichtdurchlaessiger Stoffe | |
| DE3701548A1 (de) | Optischer kraftmessensor | |
| DE4410463A1 (de) | Faseroptischer Sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DEUTSCHE AEROSPACE AG, 8000 MUENCHEN, DE |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DAIMLER-BENZ AEROSPACE AKTIENGESELLSCHAFT, 80804 M |
|
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |