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EP1538476B1

Micro mirror

Abstract

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EP1538476B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 12

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Expired 24 August 2024, 2.1 years ago.

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19 claims: 19 independent, 0 dependent

  1. 1
    Agencement comprenant un micro-miroir, le micro-miroir comprenant :une section formant un miroir rotatif (10) qui réfléchit la lumière ;une paire de sections formant ressorts (20, 20'), lesquels supportent la section formant miroir (10) et servent d'axe de rotation pour la section formant miroir (10) quand la section formant miroir (10) est actionnée en rotation ;une section adjacente (30) qui connecte la section formant miroir (10) à la paire de sections formant ressorts (20, 20') ;etune section d'actionnement comprenant un peigne mobile (40), la section adjacente faisant partie de ladite section d'actionnement, dans lequel l'agencement comprend de plus un peigne fixe (50) qui génère une force électrostatique, le peigne fixe (50) étant placé au-dessus ou au-dessous du peigne mobile (40) de sorte à correspondre avec le peigne mobile (40), dans lequel l'agencement est caractérisé en ce que la section formant miroir (10) a une forme circulaire et la section adjacente (30) a une forme ovale, et dans lequel les portions du second axe sur la périphérie intérieure de la section ovale adjacente (30) et les parties correspondantes sur la périphérie extérieure de la section formant miroir (10) sont connectées les unes aux autres. An arrangement including a micro mirror, the micro mirror comprising: a rotatable mirror section (10) for reflecting light;a pair of spring sections (20, 20') which support the mirror section (10) and serve as a rotational axis for the mirror section (10) when the mirror section (10) is rotationally driven;an adjoining section (30) which connects the mirror section (10) and the pair of spring sections (20, 20');anda driving section comprising a mobile comb (40), the adjoining section being part of said driving section, wherein the arrangement further comprises a fixed comb (50) for generating electrostatic force, wherein the fixed comb (50) is positioned above or below the mobile comb (40) to correspond to the mobile comb (40), wherein the arrangement is characterized in that the mirror section (10) has a circular shape and the adjoining section (30) has an oval shape, and wherein the minor axis portions on the inner periphery of the oval adjoining section (30) and the corresponding parts on the outer periphery of the mirror section (10) are connected with each other. Anordnung mit einem Mikrospiegel, wobei der Mikrospiegel Folgendes umfasst: einen drehbaren Spiegelteil (10) zum Reflektieren von Licht;ein Paar Federabschnitte (20, 20'), die den Spiegelteil (10) tragen und als Drehachse für den Spiegelteil (10) dienen, wenn der Spiegelteil (10) in Drehung versetzt wird;einen angrenzenden Teil (30), der den Spiegelteil (10) und das Paar Federabschnitte (20, 20') verbindet;undeinen Antriebsteil, der einen beweglichen Kamm (40) umfasst, wobei der angrenzende Teil Bestandteil des genannten Antriebsteils ist, wobei die Anordnung ferner einen festen Kamm (50) zum Erzeugen einer elektrostatischen Kraft umfasst, wobei der feste Kamm (50) so über oder unter dem beweglichen Kamm (40) angeordnet ist, dass er dem beweglichen Kamm (40) entspricht, wobei die Anordnung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Spiegelteil (10) kreisförmig und der angrenzende Teil (30) oval ist und wobei die Abschnitte der Nebenachse auf der Innenperipherie des ovalen angrenzenden Teils (30) und die entsprechenden Teile auf der Außenperipherie des Spiegelteils (10) miteinander verbunden sind.
  2. 2
    Agencement selon la revendication 1, dans lequel la paire de sections formant ressorts (20, 20') est disposée de sorte à exécuter un mouvement de torsion lorsque la section formant miroir (10) est actionnée en rotation. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Paar Federabschnitte (20, 20') so angeordnet ist, dass sie eine Torsionsbewegung ausführen, wenn der Spiegelteil (10) in Drehung versetzt wird. The arrangement according to claim 1, wherein the pair of spring sections (20, 20') are arranged to perform torsional motion when the mirror section (10) is rotationally driven.
  3. 3
    Agencement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les dents (40a, 40b) du peigne mobile (40) sont disposées sur la périphérie extérieure de la section adjacente (30). Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Finger (40a, 40b) des beweglichen Kamms (40) auf der Außenperipherie des angrenzenden Teils (30) angeordnet sind. The arrangement according to claim 1 or 2, wherein fingers (40a, 40b) of the mobile comb (40) are arranged on the outer periphery of the adjoining section (30).
  4. 4
    Agencement selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les dents (40a, 40b) du peigne mobile (40) sont disposées sur les périphéries intérieure aussi bien qu'extérieure de la section adjacente (30). Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Finger (40a, 40b) des beweglichen Kamms (40) auf der Innen- und der Außenperipherie des angrenzenden Teils (30) angeordnet sind. The arrangement according to claim 1 or 2, wherein fingers (40a, 40b) of the mobile comb (40) are arranged on both of inner and outer peripheries of the adjoining section (30).
  5. 5
    Agencement selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le peigne fixe (50) est disposé au-dessus du peigne mobile (40) et un autre peigne fixe (50) est disposé au-dessous du peigne mobile (40). Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der feste Kamm (50) über dem beweglichen Kamm (40) angeordnet ist und ein anderer fester Kamm (50) unter dem beweglichen Kamm (40) angeordnet ist. The arrangement according to any preceding claim, wherein the fixed comb (50) is arranged above the mobile comb (40) and another fixed comb (50) is arranged below the mobile comb (40).
  6. 6
    Agencement selon la revendication 1, dans lequel la section d'actionnement comprend des peignes mobiles (40) disposés sur la section adjacente (30) et sur la paire de sections formant ressort (20, 20') respectivement, et des peignes fixes (50) sont prévus, dont au moins un au-dessus et un au-dessous des peignes mobiles (40), pour correspondre aux peignes mobiles (40) pour générer une force électrostatique. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Antriebsteil bewegliche Kämme (40) umfasst, die jeweils auf dem angrenzenden Teil (30) und auf dem Paar Federabschnitte (20, 20') angeordnet sind, und feste Kämme (50) über und/oder unter den beweglichen Kämmen (40) entsprechend den beweglichen Kämmen (40) vorgesehen sind, um eine elektrostatische Kraft zu erzeugen. The arrangement according to claim 1, wherein the driving section comprises mobile combs (40) arranged on the adjoining section (30) and on the pair of spring sections (20, 20'), respectively, and fixed combs (50) are provided at least one of above and below the mobile combs (40) to correspond to the mobile combs (40) for generating electrostatic force.
  7. 7
    Agencement selon la revendication 1, dans lequel la section adjacente (30) est une première section adjacente, dans lequel le micro-miroir comprend de plus des secondes sections adjacentes respectivement connectées à une partie de connexion entre la paire de sections formant ressorts (20, 20') et la première section adjacente à une extrémité, et connectées à la section formant miroir (10) à une partie opposée à la partie de connexion à une autre extrémité, et dans lequel le peigne mobile (40) de la section d'actionnement est disposé sur la première section adjacente. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der angrenzende Teil (30) ein erster angrenzender Teil ist, wobei der Mikrospiegel ferner zweite angrenzende Teile umfasst, die jeweils mit einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Paar Federabschnitten (20, 20') und dem ersten angrenzenden Teil an einem Ende und mit dem Spiegelteil (10) an einem dem Verbindungsabschnitt gegenüber liegenden Abschnitt an einem anderen Ende verbunden sind, und wobei der bewegliche Kamm (40) des Antriebsteils auf dem ersten angrenzenden Teil angeordnet ist. The arrangement according to claim 1, wherein the adjoining section (30) is a first adjoining section, wherein the micro mirror further comprises second adjoining sections respectively connected to a connection portion between the pair of spring sections (20, 20') and the first adjoining section at one end, and connected to the mirror section (10) at a portion opposed to the connection portion at another end, and wherein the mobile comb (40) of the driving section is arranged on the first adjoining section.
  8. 8
    Agencement selon la revendication 7, dans lequel les secondes sections adjacentes ont une forme rectiligne. Anordnung nach Anspruch 7, wobei die zweiten angrenzenden Teile eine geradlinige Form haben. The arrangement according to claim 7, wherein the second adjoining sections have a straight-line shape.
  9. 9
    Agencement selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le peigne mobile (40) est muni de dents disposées sur une périphérie extérieure de la première section adjacente. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der bewegliche Kamm (40) Finger hat, die auf einer Außenperipherie des ersten angrenzenden Teils angeordnet sind. The arrangement according to claim 7 or 8, wherein the mobile comb (40) has fingers which are arranged on an outer periphery of the first adjoining section.
  10. 10
    Agencement selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le peigne mobile (40) est muni de dents disposées sur les périphéries intérieure aussi bien qu'extérieure de la première section adjacente. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der bewegliche Kamm (40) Finger hat, die auf der Innen- und der Außenperipherie des ersten angrenzenden Teils angeordnet sind. The arrangement according to claim 7 or 8, wherein the mobile comb (40) has fingers which are arranged on both inner and outer peripheries of the first adjoining section.
  11. 11
    Agencement selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le peigne mobile (40) est muni de dents disposées sur une périphérie de la première section adjacente et sur des côtés opposés des secondes sections adjacentes. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, wobei der bewegliche Kamm (40) Finger hat, die auf einer Peripherie des ersten angrenzenden Teils und auf gegenüberliegenden Seiten der zweiten angrenzenden Teile angeordnet sind. The arrangement according to claim 7 or 8, wherein the mobile comb (40) has fingers which are arranged on a periphery of the first adjoining section and on opposite sides of the second adjoining sections.
  12. 12
    Agencement selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel le peigne fixe (50) est disposé au-dessus du peigne mobile (40) et un autre peigne fixe (50) est disposé au-dessous du peigne mobile (40). Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei der feste Kamm (50) über dem beweglichen Kamm (40) und ein anderer fester Kamm (50) unter dem beweglichen Kamm (40) angeordnet sind. The arrangement according to any one of claims 7 to 11, wherein the fixed comb (50) is arranged above the mobile comb (40) and another fixed comb (50) is arranged below the mobile comb (40).
  13. 13
    Agencement selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel le peigne mobile (40) de la section d'actionnement est disposé sur les première et seconde sections adjacentes respectivement. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der bewegliche Kamm (40) des Antriebsteils jeweils auf dem ersten und den zweiten angrenzenden Teilen angeordnet ist. The arrangement according to any one of claims 7 to 12, wherein the mobile comb (40) of the driving section is arranged respectively on the first and the second adjoining sections.
  14. 14
    Agencement selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel le peigne mobile (40) de la section d'actionnement est disposé sur la première section adjacente et sur la paire de sections formant ressorts respectivement. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der bewegliche Kamm (40) des Antriebsteils jeweils auf dem ersten angrenzenden Teil und dem Paar Federabschnitten angeordnet ist. The arrangement according to any one of claims 7 to 12, wherein the mobile comb (40) of the driving section is arranged respectively on the first adjoining section and the pair of spring sections
  15. 15
    Agencement selon l'une quelconque des revendications 7 à 12, dans lequel le peigne mobile (40) de la section d'actionnement est disposé sur la première section adjacente, la seconde section adjacente et la paire de sections formant ressorts respectivement. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei der bewegliche Kamm (40) des Antriebsteils jeweils auf dem ersten angrenzenden Teil, den zweiten angrenzenden Teilen und dem Paar Federabschnitten angeordnet ist. The arrangement according to any one of claims 7 to 12, wherein the mobile comb (40) of the driving section is arranged respectively on the first adjoining section, the second adjoining sections and the pair of spring sections.
  16. 16
    A method for fabricating the arrangement of claim 1, the method comprising steps of:a. forming a first metal electrode (811, 812) on a first glass (810);b. forming a first fixed comb (824) on a first wafer (820) through a predetermined process;c. bonding the first glass (810) and the first wafer (820) and polishing the first wafer (820) to a mirror thickness;d. forming a mirror section (827), a spring section (828), an adjoining section and a mobile comb (829) in the first wafer (820) polished to the mirror thickness, through a predetermined process;e. bonding a second glass (840) patterned for forming a second metal electrode and a second wafer (830) patterned for forming a second fixed comb, and polishing the second wafer (830) to a thickness of the fixed comb;f. forming the second metal electrode (843, 844) on the second glass (840) through the patterning of the second glass (840);g. forming the second fixed comb (833) on the second wafer (830) polished to the fixed comb thickness through a predetermined process;andh. assembling a subassembly of step d. and a subassembly of step g. by bonding, and then connecting first and second wires for applying driving voltage to the first and second metal electrodes (811, 812, 843, 844). Procédé de fabrication de l'agencement selon la revendication 1, le procédé comprenant les étapes consistant à : a. former une première électrode métallique (811, 812) sur un premier substrat en verre (810) ;b. former un premier peigne fixe (824) sur une première plaquette (820) par un procédé prédéterminé ;c. souder le premier substrat en verre (810) et la première plaquette (820), et polir la première plaquette (820) jusqu'à obtenir l'épaisseur d'un miroir ;d. former, par un procédé prédéterminé, une section formant miroir (827), une section formant ressort (828), une section adjacente et un peigne mobile (829) dans la première plaquette (820) polie jusqu'à l'épaisseur du miroir.e. souder un second substrat en verre (840) doté de motifs pour former une seconde électrode métallique, et une seconde plaquette (830) dotée de motifs pour former un second peigne fixe, et polir la seconde plaquette (830) jusqu'à obtenir l'épaisseur du peigne fixe ;f. former la seconde électrode métallique (843, 844) sur le second substrat en verre (840) à travers le motif du second substrat en verre (840) ;g. former, par un procédé prédéterminé, le second peigne fixe (833) sur la seconde plaquette (830) polie jusqu'à obtenir l'épaisseur du peigne fixe ;eth. assembler par soudure un sous-ensemble de l'étape d. et un sous-ensemble de l'étape g, puis connecter les premier et second fils pour l'application d'une tension d'actionnement à la première et à la seconde électrodes métalliques (811, 812, 843, 844). Verfahren zur Herstellung der Anordnung von Anspruch 1, wobei das Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet: a. Ausbilden einer ersten Metallelektrode (811, 812) auf einem ersten Glas (810);b. Ausbilden eines ersten festen Kamms (824) auf einem ersten Wafer (820) mit einem vorbestimmten Prozess;c. Verbinden des ersten Glases (810) und des ersten Wafers (820) und Polieren des ersten Wafers (820) auf eine Spiegeldicke;d. Ausbilden eines Spiegelteils (827), eines Federteils (828), eines angrenzenden Teils und eines beweglichen Kamms (829) in dem auf Spiegeldicke polierten ersten Wafer (820) mit einem vorbestimmten Prozess;e. Verbinden eines zweiten Glases (840), das zum Bilden einer zweiten Metallelektrode strukturiert ist, und eines zweiten Wafers (830), der zum Bilden eines zweiten festen Kamms strukturiert ist, und Polieren des zweiten Wafers (830) auf eine Dicke des festen Kamms;f. Ausbilden der zweiten Metallelektrode (843, 844) auf dem zweiten Glas (840) durch die Strukturierung des zweiten Glases (840);g. Ausbilden des zweiten festen Kamms (833) auf dem auf die Dicke des festen Kamms polierten zweiten Wafer (830) mit einem vorbestimmten Prozess;undh. Montieren einer Unterbaugruppe von Schritt d. und einer Unterbaugruppe von Schritt g. durch Verbinden und dann Anschließen einer ersten und einer zweiten Leitung zum Anlegen einer Ansteuerungsspannung an die erste und die zweite Metallelektrode (811, 812, 843, 844).
  17. 17
    Procédé selon la revendication 16, selon lequel l'étape a. comprend les étapes consistant à :mettre en place un substrat en verre Pyrex (810) d'une épaisseur prédéterminée ;former, par attaque chimique, un trou de ligne pour la première électrode métallique (811, 812) sur le substrat en verre (810) ;déposer une couche métallique, jusqu'à une épaisseur prédéterminée, sur la surface du substrat en verre (810) qui contient le trou de ligne ;etenlever, par attaque chimique, la couche métallique à l'exception de la couche métallique située au-dessus du trou de ligne. The method according to claim 16, wherein step a. comprises steps of: providing a Pyrex glass (810) of a predetermined thickness;forming a line hole for the first metal electrode (811, 812) on the glass (810) by etching;coating a metal layer to a predetermined thickness on the surface of the glass (810) having the line hole;andremoving the metal layer by etching except the metal layer above the line hole. Verfahren nach Anspruch 16, wobei Schritt a. die folgenden Schritte beinhaltet: Bereitstellen eines Pyrex-Glases (810) einer vorbestimmten Dicke;Ausbilden eines Leitungslochs für die erste Metallelektrode (811, 812) auf dem Glas (810) durch Ätzen;Auftragen einer Metallschicht bis auf eine vorbestimmte Dicke auf die Oberfläche des Glases (810) mit dem Leitungsloch;undEntfernen der Metallschicht durch Ätzen, mit Ausnahme der Metallschicht über dem Leitungsloch.
  18. 18
    Procédé selon la revendication 16 ou 17, selon lequel l'étape b. consiste à :déposer un silicium fortement dopé sur une plaquette isolante (820) ayant une couche de silicium d'une épaisseur prédéterminée (821), une couche de silicium monocristallin (822) et une couche de SiO2 (823) interposée entre les deux couches de silicium ;etformer, par photolithographie, une pluralité de dents de peigne (824) du premier peigne fixe dans la couche de silicium monocristallin (822). The method according to claim 16 or 17, wherein step b. comprises : providing a highly doped silicon on insulator wafer (820) having a silicon layer of a predetermined thickness (821), a single crystal silicon layer (822) and a SiO2 layer (823) interposed between the silicon layers;andforming a plurality of comb-fingers (824) of the first fixed comb in the single crystal silicon layer (822) through a photolithography process. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei Schritt b. Folgendes beinhaltet: Bereitstellen eines hoch dotierten Silicium-auf-Isolator-Wafers (820) mit einer Siliciumschicht einer vorbestimmten Dicke (821), einer Einzelkristall-Siliciumschicht (822) und einer zwischen den Siliciumschichten befindlichen SiO2-Schicht (823);undAusbilden mehrerer Kammfinger (824) des ersten festen Kamms in der Einzelkristall-Siliciumschicht (822) durch einen Fotolithografieprozess.
  19. 19
    Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, selon lequel l'étape d. comprend une étape consistant à former une partie réfléchissante (826) pour réfléchir la lumière, à partir d'Au déposé sur la surface de la section formant miroir (827), la section formant miroir (827), les sections formant ressorts (828), la section adjacente et la section mobile (829) étant formées par photolithographie. The method according to any one of claims 16 to 18, wherein step d. comprises a step of forming a reflection part (826) for reflecting light from Au on the surface of the mirror section (827), wherein the mirror section (827), spring sections (828), adjoining section, and mobile section (829) are formed by a photolithography process. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei Schritt d. einen Schritt des Ausbildens eines Reflexionsteils (826) zum Reflektieren von Licht von Au auf der Oberfläche des Spiegelteils (827) beinhaltet, wobei der Spiegelteil (827), die Federteile (828), der angrenzende Teil und der bewegliche Teil (829) mit einem Fotolithografeprozess ausgebildet werden.
Independent claims19