[发明专利]MEMS微镜设备

说明书

一种MEMS微镜设备，形成在包括容纳体和对光辐射透明的盖的封装件中。封装件形成容纳具有反射表面的可倾斜平台的腔。元结构形成在盖上和/或反射表面上，并且包括多个衍射光学元件。

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年7月10日提交的专利号为102020000016855的意大利申请的优先权，该申请的内容通过引用全部并入。

技术领域

本公开涉及一种封装在具有透明表面和具有可倾斜平台的封装件中的MEMS微镜设备。

背景技术

某些已知的MEMS设备具有使用半导体技术获得的反射镜结构。

这种MEMS微镜设备由于能够满足关于体积的严格要求，包括面积和厚度两者，因而得到了广泛的应用。

因此，上述设备广泛用于便携式装置，例如便携式计算机、膝上型计算机、笔记本(包括超薄笔记本)、PDA、平板电脑、智能手机、用于光学应用的装置，特别是用于根据所需形态引导由光源产生的光辐射束等。

例如，微机电系统(MEMS)反射镜设备用于微型投影仪模块(例如，微型投影仪(picoprojector))中，其能够在一定距离处投射图像或产生所需的光模式。此外，它们在增强现实眼镜和护目镜以及LIDAR(光检测和测距)扫描设备中的应用非常有用。

LIDAR技术通过用激光束照射目标、用传感器检测由目标反射的作为返回光束的激光束、以及确定从激光束向目标发射到接收返回光束之间经过的时间(“返回时间”)，能够测量在视野内与目标的距离。通过用激光束照射视野内的不同目标，根据返回时间之间的差异，可以构造一组点，形成视野的三维数字表示。

因此，LIDAR技术在大地测量学、地理信息学、考古学、地理学、地质学、地貌学、地震学、造林学、大气物理学、激光驱动、ALSM(机载激光条带测绘)和激光测高等领域的应用有助于创建高分辨率地图。LIDAR技术还用于自动驾驶车辆的控制和导航，或用于某些车辆的高级驾驶员辅助系统。

微机电反射镜设备通常包括悬挂在腔上/腔中并从半导体材料体获得的反射镜元件，以便可移动，通常具有倾斜运动或旋转运动，用于以期望的方式引导入射光束。

例如，图1示意性地示出了微型投影仪1，包括光源2，光源2通常是激光源，产生由三个单色光束组成的组合光束3，每个基色一个单色光束，该组合光束通过示意性示出的光学元件4被反射镜元件5朝向产生扫描7的屏幕6偏转。在所示的示例中，反射镜元件5包括沿光束3的路径顺序布置的两个微镜8、9，每个微镜可绕其轴线之一旋转；特别地，第一微镜8可绕垂直轴A旋转，并且第二微镜可绕垂直于轴A的水平轴B旋转，第一微镜8绕垂直轴A的旋转产生快速水平扫描，如图1所示。第二微镜9绕水平轴B的旋转产生慢速垂直扫描。

在某些应用中，例如在增强现实系统和上面提到的LIDAR设备中，反射镜元件或每个微镜8、9通过具有至少一个透明侧的密封封装件保持在低压环境中。通过这种方式，由于存在于其中的低压，Q因子增加，因此可以获得优异的性能。

例如，图2示出了一个通用的微镜10，它实现了图1的微镜8或9。

微镜10包括可倾斜平台11，可倾斜平台11具有反射表面11A，并通过未示出的支撑件和致动结构由主体12承载，使得可倾斜平台11能够至少绕轴线15旋转。这里，主体12是杯状的，并且在顶部由具有外表面16A和后表面16B的盖16封闭。

盖16由透明壁形成或包括透明壁，例如玻璃(特别是氧化硅)，其使得外部入射光线Li能够到达可倾斜平台11，并且以与可倾斜平台11的瞬时角位置相关的取向向外反射，作为反射光线Lr。