具有配备激光器的可运动式元件的微机械式设备的制作方法

本发明涉及一种微机械式设备，其具有固定不动式元件和可偏移式元件。

背景技术：

在现有技术中已知半导体激光器、特别是VCSEL(英文：vertical cavity surface emitting laser，垂直腔面发射激光器)。此外已知的是另一种可运动式微镜。借助VCSEL、可运动式微镜和透镜能够构建出扫描仪-激光器-投影仪及其应用，该应用测量距离和速度。对于CE应用而言十分重要的是：这些部件需要非常小的结构空间(例如手机)且成本低廉。这意味着这些部件可以集成在非常小的封装体(Package)中。

现今市场上对于ASIC、VCSEL和透镜可使用的封装体是飞利浦的Twin eye-LCP Premold壳体。

当微镜与上述应用必须被集成时，最接近的现有技术解决方案是将微镜安置在VCSEL-模块旁侧。然而需要安装框架，在该安装框架上能够将上述两个部件相互定位。

技术实现要素：

本发明涉及一种微机械式设备，其具有固定不动式元件和可偏移式元件。本发明的核心在于：在可偏移式元件上设置有光源。

根据本发明的微机械式设备的有利构型设置了：所述光源是半导体光源、特别是发光二极管或者半导体激光器。特别优选的是，所述光源是VCSEL。

根据本发明的微机械式设备的有利构型设置了：在所述光源的光输出口前方设置有透镜，其中，所述透镜相对于光源而言固定地设置。有利的是，借助这类透镜能够实现了瞄准仪(或者说能够将光束聚焦)。

本发明还涉及一种具有微机械式设备的微机械式扫描仪，所述微机械式设备具有可运动式元件，在所述可运动式元件上设置有光源。

根据本发明的微机械式设备不如现有技术中那样作为产生出扫描式激光射束的转向镜，而是作为激光器用的可运动式悬挂装置。所述射束不再通过转向而运动，而是激光源本身直接运动。因此不需要复杂的MEMS微镜。如下可运动式元件足以：例如是在弹簧上可运动式悬挂的板件(无需镜表面等诸如此类)，该板件在其上具有金属平面，用于与激光器进行电连接。

因此，相对于传统的扫描射束的构型而言能够在两方面得以节省：第一，能够节省了复杂的安装框架或者节省了用于部件相互之间定位的壳体；第二，MEMS元件相对于可运动式板件或者可运动式框架而言显著地简化。有利的是，这种非常小巧结构的模块可以被应用于所有的用途，在这些用途中，扫描式光束应由光源(例如，激光二极管、二极管、VCSEL…)和可运动式转向镜产生。典型的应用是例如扫描式距离测量(借助VCSEL)，或者也可以是微投影仪。

附图说明

图1：示出了激光扫描仪，其具有可运动式微镜和根据现有技术分立布置的激光器；

图2：示出了根据本发明的具有可运动式元件的第一微机械式设备，所述可运动式元件具有在其上布置的激光器；

图3：示出了根据本发明的具有可运动式元件的第二微机械式设备，所述可运动式元件具有在其上布置的激光器和透镜；

图4：示出了根据本发明的微机械式扫描仪。

具体实施方式

图1示出了激光扫描仪，其具有可运动式微镜和根据现有技术分立布置的激光器。示意性地示出了微镜10以及激光器20(尤其是VCSEL-激光器)，所述激光器20在其光输出开口前方具有瞄准仪-透镜30。微镜10和激光器20布置在安装框架40上。微镜10是微机械式构件并且基本上包括固定不动式元件和可偏移式元件，即，微镜10基本上由镜面组成。由激光器20发射出的激光射束25借助于透镜30瞄准并且通过微镜10转向。微镜10如此以可偏移的方式布置，使得激光射束25能够在投影面50上描绘出线性扫描部60。

图2示出了根据本发明的具有可偏移式元件的第一微机械式设备，所述可偏移式元件具有在其上布置的激光器。示意性地示出了具有固定不动式元件100和可偏移式元件110的微机械式设备，所述可偏移式元件悬挂在所述固定不动式元件100上。在可偏移式元件110上布置有光源120。在本例中，光源120是VCSEL，该VCSEL布置在可偏移式元件110的表面115上。在本例中，VCSEL被固定在可偏移式元件110的表面115上。也可替代地考虑的是，VCSEL借助于半导体生产工艺被集成到可偏移式元件110中。也可替代地能够设置其它光源120、例如半导体二级管。

图3示出了根据本发明的具有可偏移式元件的第二微机械式设备，所述可偏移式元件具有在其上布置的激光器以及具有透镜。附加于根据图2的实施例，在此，透镜130布置在VCSEL的光输出开口前方。透镜30在此被固定在可偏移式元件110的表面115上。透镜130设置用于使激光射束25瞄准或者聚焦。

图4示出了根据本发明的微机械式扫描仪。示出了根据本发明的微机械式设备，其具有固定不动式元件100和可偏移式元件110。在可偏移式元件110的表面115上布置有VCSEL 120。在VCSEL 120的光输出面上布置有透镜130。透镜130被固定在表面115上。根据本发明的微机械式设备布置在基底160上。基底160例如可以是电路板或诸如此类。微机械式设备借助于引线连接装置140与基底160导电地连接。引线连接装置140通过钝化部150包裹。微机械式设备如此与基底116导电地连接，使得能够将不仅可偏移式元件110的偏移而且将呈VCSEL形式的光源120以电的方式进行控制。借助在第一方向上可偏移的所述可偏移式元件110，以这种方式实现了1D-扫描仪。借助如下可偏移式元件110，以这种方式实现了2-D扫描仪，所述可偏移式元件在第一和第二方向上可偏移，其中，第一方向和第二方向相互不同。

附图标记列表：

10 微镜

20 激光器

25 激光射束

30 透镜

40 壳体

50 投影面

60 线性扫描部

100 固定不动式元件

110 可偏移式元件

115 可偏移式元件的表面

120 光源

130 微透镜

140 引线连接装置(Drahtbond)

150 钝化部(Passivierung)

160 基底