[發明專利]非接觸式微鏡

無效

• 申請號: 200710164687.2
• 申請日: 2007-10-26
• 公開（公告）號: CN101324704A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 潘曉和
• 申請（專利權）人: 視頻有限公司
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08;F16C11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 杜娟

技術領域

本發明涉及微鏡的制造。

背景技術

空間光調節器(SLM)可具有帶反射表面的可傾斜鏡板陣列。每個鏡板可利用靜電力傾斜成“開”位置和“關”位置。靜電力可由鏡板和鏡板下的一個或多個電極之間的電位差產生。在“開”位置，微鏡板可將入射光反射以形成顯示圖像中的圖像像素。在“關”位置，微鏡板引導入射光離開顯示圖像。

發明內容

在一方面，描述的微鏡裝置包括：由襯底支撐的鉸鏈，其中鉸鏈具有大于1微米的長度，小于800納米的厚度，和小于1000納米的寬度；和鏡板，其可圍繞鉸鏈傾斜，其中當鏡板從非傾斜位置傾斜離開時，鉸鏈可在鏡板上產生彈性恢復力。

另一方面，描述的微鏡裝置包括：由襯底支撐的鉸鏈，其中鉸鏈具有小于150GPa的楊式模量；和鏡板，其可圍繞鉸鏈傾斜，其中當鏡板從非傾斜位置傾斜離開時，鉸鏈可在鏡板上產生彈性恢復力。

另一方面，描述的微鏡裝置包括：由襯底支撐的鉸鏈，其中鉸鏈具有大于1微米的長度，小于800納米的厚度，和小于1000納米的寬度；鏡板，其可圍繞鉸鏈傾斜；和控制器，其能產生電信號使鏡板保持在相對襯底表面成2度或大于2度的傾斜位置，并使得鏡板不與除鉸鏈外的其它襯底上結構接觸。鉸鏈能將鏡板從傾斜位置彈性恢復到實質上平行于襯底。

另一方面，所公開的系統和方法提供一種鉸鏈，其通過選擇低剛度鉸鏈設計或鉸鏈材料允許在低驅動電壓下使傾斜鏡板傾斜到較大的角度。提供鉸鏈的長度，厚度，寬度以及彈性常量的條件以獲得可傾斜鏡板中的低剛度鉸鏈。

這里描述的該系統和方法的實現包括一個或多個以下特征。鉸鏈在靜電力減小或去除后能將鏡板彈性恢復到非傾斜的位置。該微鏡裝置可進一步包括位于襯底上的電極?？刂破骺上螂姌O施加電壓以產生靜電力。鏡板在處于非傾斜位置時可與襯底上表面實質上平行。在傾斜位置傾斜角相對非傾斜位置可以是或大于3度。在傾斜位置傾斜角可以是相對非傾斜位置等于或大于4度。鉸鏈可具有大于2微米的長度。鉸鏈可具有小于300納米的厚度和小于700納米的寬度。鉸鏈可具有小于150GPa的楊式模量。鉸鏈可具有小于100GPa的楊式模量。鉸鏈可包括鋁。鉸鏈可包括鈦氮化物。

實現過程可包括一個或多個以下優點。本說明書公開了一種襯底上傾斜鏡板的簡單結構和驅動該傾斜鏡板的方法。傾斜鏡板可響應控制器提供的電信號傾斜并保持在一個預定的角度。在襯底上或鏡板上不需要任何機械制動器以制動傾斜鏡板并限定鏡板的傾斜角。與那些帶機械制動器的微鏡裝置相比，沒有機械制動器能使微鏡裝置的結構簡單化。鏡板和襯底上的結構，比如機械制動器，之間不存在機械接觸也可解決在傳統鏡裝置中的鏡板和機械制動器之間存在靜摩擦的問題。這里描述的鏡板裝置比在傳統裝置中的鏡板傾斜較窄的角度。較小的鏡板傾斜可在鏡板旋轉圍繞的鉸鏈上產生較小的應力。這樣的裝置產生的機械故障的可能性較小。這樣，裝置的使用壽命會更長。進一步，因為在這些裝置中鉸鏈不需要轉動很大，可選擇作為鉸鏈構成的材料也更多樣。更進一步，因為鏡板承受較小的角度傾斜，它能以更高的頻率工作。

雖然已經利用多個實施例具體展示并說明了本發明，但本領域技術人員應當理解，可在形式和細節上作出各種的改變而不脫離本發明的精神和范圍。

附圖說明

并入組成本說明書一部分的下列附圖，與本說明書一起，說明了本發明的實施例，用于解釋本發明的原理。

圖1是微鏡的透視圖。

圖2是圖1的微鏡的分解視圖。

圖3是圖1的微鏡的側視圖。

圖4A和4B示出了入射光被傾斜鏡板分別在“開”方向和“關”方向上的反射。

圖5示出了激光器發射的入射光被傾斜鏡板的反射。

圖6示出了發光二極管發射的入射光被傾斜鏡板的反射。

圖7示出了包括微鏡的圖像投影系統的排列。

圖8示出了鏡板中驅動電壓脈沖和所產生的傾斜角的瞬時圖。

圖9圖表示出了接觸和非接觸微鏡的驅動電壓成函數關系的鏡板的傾斜角的響應曲線。

圖10圖表示出了適合于非接觸和接觸微鏡的鉸鏈材料的應力失真響應。

圖11圖表示出了與包括不同材料成分的鉸鏈元件的標準驅動電壓成函數關系的鏡板傾斜角的響應曲線。

圖12圖表示出了與具有不同材料成分的鉸鏈元件的驅動電壓成函數關系的鏡板傾斜角的響應曲線。

圖13圖表示出了與具有不同剛度的鉸鏈元件的驅動電壓成函數關系的鏡板傾斜角的響應曲線。

圖14是在圖2的微鏡中延長鉸鏈的放大視圖。

具體實施方式