具有止动件的微机电系统微镜装置及其制造方法与流程

1.本发明有关于一种微机电系统(micro-electromechanical system,mems)装置，且特别是一种具有止动件的微机电系统微镜装置及其制造方法。


背景技术：

2.微机电系统(micro-electromechanical system,mems)微镜装置具有许多光学应用，例如光学开关和光学扫描镜。
3.图1示出传统的单轴电磁驱动mems微镜装置，其包含具有反射镜面8的平面的可移动板5。平面的可移动板5通过扭转梁6轴向地被支撑在硅基板2上。线圈7围绕可移动板5设置，使得当在垂直于扭转梁6的长度方向的磁场下向线圈7施加电流时，会生成劳伦兹力(lorentz force)并且作用在可移动板5上，从而使可移动板5绕扭转梁6旋转。具有这些特征的这种微镜的现有技术示例在asada等人的美国专利us 5,606,447“平面型镜检流计和制造方法”中有所描述，其通过引用并入本文。
4.图2示出传统的双轴电磁驱动mems微镜装置，其包含具有反射镜面8的内部平面可移动板5b，内部平面可移动板5b通过第一扭转梁6b轴向地被支撑在外部平面可移动板5a上，继而由第二扭转梁6a轴向地支撑于一基板2。平面线圈7a设置在外部平面可移动板5a，使得当在垂直于第二扭转梁6a的磁场下向平面线圈7a施加电流时，会生成劳伦兹力并且作用在外部和内部平面可移动板5a、5b两者上。另一平面线圈7b设置在内部平面可移动板5b上，使得当在垂直于第一扭转梁6b的纵向的磁场下向平面线圈7b施加第二电流时，会生成另一个劳伦兹力并且作用在内部平面可移动板5b上，以使内部平面可移动板5b绕第一扭转梁6b旋转。具有这些特征的这种微镜的现有技术示例在asada等人的美国专利us 5,606,447“平面型镜检流计和制造方法”中有所描述，其通过引用并入本文。
5.mems镜可以由：热力的、静电的、压电的以及电磁的四种机制而致动。图3是具有可移动微镜面的传统单轴mems微镜装置，其中微镜通过挠性件支撑于基板。在此示例中，此镜是由电热机构来驱动。微镜310通过挠性件305支撑于基板。挠性件305包括多晶硅加热器以及铝/二氧化硅双层压电片。为了进行操作，将电压施加到电压接点，并且当电流通过多晶硅电阻器时，多晶硅电阻器会生成焦耳热使挠性件的温度增加，从而导致双层压电片的温度升高。由于双层压电片的温度膨胀系数不同，所以会引起挠性件305弯曲，从而导致微镜310移动。
6.图4是由静电机构驱动的传统的单轴mems微镜装置400。如图4所式，微镜410通过挠性件(420a、420b)支撑于基板。微镜410包括梳状驱动指(415a、415b)，其与设置在基板上的相应的梳状驱动指(430a、430b)耦接。
7.图5是由压电机构驱动的传统的双轴mems微镜装置500。双轴mems微镜装置500包括基板、在第一轴上枢转的两个第一挠性件、在第二轴上枢转的另外两个第二挠性件、微镜、环架以及设置在所述微镜上的微镜表面510。微镜通过第一挠性件被支撑在环架上，而环架又由第二挠性件支撑于基板上，其中第一轴与第二轴实质上垂直。可以通过对各个压
电致动器(例如，压电致动器v或h)施加振荡电压vac来控制二维镜扫描(例如，垂直扫描(v扫描)或水平扫描(h扫描))。
8.对于mems微镜封装的理想特征是抗冲击，其中冲击可能导致装置的结构损坏。这在大型镜扫描应用中尤其重要，因为大扫描角度要求挠性件具有较低的弹簧常数，因此更容易受到冲击。在汽车工业中，对于mems镜而言最好的是在每条轴上于～0.5ms内承受超过100g，或者甚至1000-1500g(半正弦)的机械冲击。但是，多数mems装置都会故障。


技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种具有至少一个止动件的微机电系统(mems)微镜装置，以阻止mems微镜装置的微镜板的面外(out of plane)移动。
10.为了至少实现上述目的，本发明提供一种具有止动件的微机电系统微镜装置，包括中间基板、可移动结构、至少一个止动件、至少一个挠性件、上盖以及下盖。可移动结构包含具有至少一个反射表面的微镜板。止动件与可动结构耦接。挠性件连接止动件与中间基板。与中间基板接合的上盖具有用于为可移动结构的移动留出空间的第一开口，以及具有面向挠性件的第一侧以及止动件的第一侧的至少一个第一凹部。与中间基板接合的下盖具有用于为可移动结构的移动留出空间的第二开口，以及具有面向挠性件的第二侧以及止动件的第二侧的至少一个第二凹部。
11.可选地，第一凹部具有从挠性件的第一侧起的相对应的间隙，以在受到冲击时阻止所述挠性件的面外移动。
12.可选地，第二凹部具有从止动件的第二侧起的相对应的间隙，以在受到冲击时阻止所述挠性件的面外移动。
13.可选地，止动件与可移动结构的微镜板耦接，其中微镜板能够被驱使以在由挠性件限定的一轴上旋转。
14.可选地，挠性件是至少一个第一挠性件，以及可移动结构进一步包含环架以及至少一个第二挠性件，第二挠性件连接微镜板以及环架，其中止动件与可移动结构的环架耦接，并且微镜板能够被驱使以在由第一挠性件限定的第一轴以及在由第二挠性件限定的第二轴上旋转。
15.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个凸起件，设置在所述上盖的相对应的位置上，用于面向止动件的第一侧。
16.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个凸起件，设置在下盖的相对应的位置上，用于面向止动件的第二侧。
17.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个凸起件，设置在所述止动件的第一侧的位置上。
18.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个凸起件，设置在止动件的第二侧的位置上。
19.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个弹性部，设置在上盖的相对应的位置上，用于面向止动件的第一侧。
20.可选地，mems微镜装置可以进一步包括至少一个弹性部，设置在下盖的相对应的位置上，用于面向止动件的第二侧。
21.可选地，止动件的相对应的厚度可以被配置为实质上等于中间基板的厚度。
22.可选地，微镜板具有弹簧常数，弹簧常数至少部分地基于挠性件的尺寸来确定。
23.可选地，止动件的相对应的厚度实质上大于挠性件的厚度。
24.为了至少实现上述目的，本发明提供一种制造具有止动件的微机电系统微镜装置的方法，所述方法包括：将上基板或下基板中的一个与中间基板接合以生成过渡组合件；以及过渡组合件与从上基板和下基板中的另外一个来接合，其中至少一个止动件与可移动结构耦接，可移动结构包含具有至少一个反射表面的微镜板；以及设置至少一个挠性件以连接止动件与中间基板；其中上基板具有第一开口，以用于为可移动结构的移动留出空间，以及具有至少一个第一凹部，以用于面向挠性件的第一侧和止动件的第一侧；以及其中下基板具有第二开口，以用于为可移动结构的移动留出空间，以及具有至少一个第二凹部，以用于面向挠性件的第二侧以及止动件的第二侧。
25.可选地，挠性件是至少一个第一挠性件，以及可移动结构包含环架以及至少一个第二挠性件，第二挠性件连接微镜板以及环架，其中止动件与可移动结构的环架耦接，以及微镜板能够被驱使以在由第一挠性件限定的第一轴以及在由第二挠性件限定的第二轴上旋转。
26.可选地，上基板设置有至少一个凸起件，所述凸起件设置在上基板的相对应的位置上，用于面向止动件的第一侧。
27.可选地，下基板设置有至少一个凸起件，所述凸起件设置在下基板的相对应的位置上，用于面向止动件的第二侧。
28.可选地，止动件设置有至少一个凸起件，所述凸起件设置在止动件的第一侧的位置上。
29.可选地，止动件设置有至少一个凸起件，所述凸起件设置在止动件的第二侧的位置上。
30.在一些实施例中，可以提供一种mems封装，其包括如本发明的任一实施例中所述的mems微镜装置或其任何组合、光源以及封装上光学角度传感器。
31.为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此说明与所附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是现有的一维电磁驱动mems微镜的示意图；
34.图2是现有的二维电磁驱动mems微镜的示意图；
35.图3是现有的一维热驱动msms微镜封装的示意图；
36.图4是现有的一维静电驱动mems微镜封装的示意图；
37.图5是现有的一维压电驱动mems微镜封装的示意图；
38.图6a是示出具有上盖、下盖以及多个止动件的一维mems微镜装置的一实施例的分解示意图；
39.图6b是如图6a所示的沿线a-a’截取的一维mems微镜装置的剖面图；
40.图7a是示出根据如图6a以及图6b中所示的具有上盖、下盖和多个止动件的一维mems微镜装置的一实施例的示意性俯视图；
41.图7b是所述实施例的如图7a中所示的沿线a-a’截取的剖面图；
42.图7c是示出如图7b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
43.图7d是示出如图7b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
44.图8a是示出根据如图6a所示的具有上盖、下盖和多个止动件的一维mems微镜装置的实施例的示意性俯视图，并且在上盖和下盖上更具有凸起件；
45.图8b是所述实施例的如图8a所示的沿线a-a’截取的剖面图；
46.图8c是示出如图8b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
47.图8d是示出如图8b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
48.图9a是示出根据如图6a所示的具有上盖、下盖和多个止动件的一维mems微镜装置的示意性俯视图，并且在止动件上更具有多个凸起件；
49.图9b是所述实施例的如图9a中所示的沿线a-a’截取的剖面图；
50.图9c是示出如图9b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
51.图9d是示出如图9b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
52.图10a是示出具有上盖、下盖以及多个止动件的二维mems微镜装置的实施例的分解示意图；
53.图10b是如图10a中所示的沿线a-a’截取的二维mems微镜装置的剖面图；
54.图11a是示出根据如图6a和6b所示的具有上盖、下盖以及多个止动件的一维mems微镜装置的实施例的示意性俯视图，并且在上盖与下盖上进一步具有多个弹性部；
55.图11b是所述实施例的如图11a中所示的沿线a-a’截取的剖面图；
56.图11c是示出如图11b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
57.图11d是示出如图11b所示的一维mems微镜装置的操作的示意图；
58.图12是制造mems微镜装置的方法的实施例；
59.图13是一电光装置的实施例的示意图。
60.附图标记
61.2 基板
62.5 平面可移动板
63.5a 外部平面可移动板
64.5b 内部平面可移动板
65.6 扭转梁
66.6a 第二扭转梁
67.6b 第一扭转梁
68.7 线圈
69.7a 平面线圈
70.7b 平面线圈
71.8 反射镜面
72.305 挠性件
73.310 微镜
74.400单轴mems微镜装置
75.500双轴mems微镜装置
76.510微镜表面
77.900 1d mems微镜装置
78.900a 1d mems微镜装置
79.900b 1d mems微镜装置
80.900c 1d mems微镜装置
81.900d mems微镜装置
82.901 上盖
83.902 第一开口
84.903 第一凹部
85.904 第一凹部
86.911 中间基板
87.912 微镜板
88.913 反射表面
89.921 下盖
90.922 第二开口
91.923 第二凹部
92.924 第二凹部
93.930 箭头
94.931 弹性部
95.932 间隔件
96.933 弹性部
97.1000 2d mems微镜装置
98.1001 上盖
99.1011 中间基板
100.1012 微镜板
101.1013 反射表面
102.1015 环架
103.1021 下盖
104.1201 方框
105.1202 方框
106.1300 电光装置
107.1310 输入端口
108.1320 接收单元
109.1330 中央处理单元
110.1340 发射单元
111.1350 输出端口
112.1360 记忆单元
113.1370mems控制单元
114.1380mems封装件
115.1014a 挠性件
116.1014b 挠性件
117.1016a 挠性件
118.1016b 挠性件
119.1017a 止动件
120.1017b 止动件
121.1030a 箭头
122.1030b 箭头
123.415a 梳状驱动指
124.415b 梳状驱动指
125.420a 挠性件
126.420b 挠性件
127.430a 梳状驱动指
128.430b 梳状驱动指
129.914a 挠性件
130.914b 挠性件
131.915a 止动件
132.915b 止动件
133.916a 凸起件
134.916b 凸起件
135.916c 凸起件
136.916d 凸起件
137.917a 凸起件
138.917b 凸起件
139.917c 凸起件
140.917d 凸起件
141.918a 弹性部
142.918b 弹性部
143.918c 弹性部
144.918d 弹性部
145.g1 间隙距离
146.g2 间隙距离
147.ms1 可移动结构
148.ms2 可移动结构
149.vac 振荡电压
具体实施方式
150.下面将参考附图描述本发明的较佳实施例的内容。对于本发明所属技术领域中具有通常知识者而言，将易于理解对本发明描述的较佳实施例以及上位的原理和特征所作的各种修改。因此，本发明无意受限于所示的实施例，而是与本发明所述的原理和特征一致的最宽范围相一致。因此，尽管提供了简单的概述，但是出于说明而非限制的目的在此描述或描绘本发明的某些方面。因此，如由揭示的装置、系统和方法所建议的揭示的实施例的变化，其旨在涵盖在本文所揭示的目标之范围内。
151.将提供具有至少一个止动件的微机电系统(micro-electromechanical system,mems)微镜装置的各种实施例，以便于阻止mems微镜装置的微镜板的面外移动。
152.以下将说明，微机电系统(mems)微镜装置包括中间基板、可移动结构、至少一个止动件、至少一个挠性件、上盖以及下盖。改移动结构包含具有至少一个反射表面的微镜板，其中微镜板可以被配置为被驱使以用于一轴或双轴旋转。
153.在如下所描述的mems微镜装置的一些实施例中，一维(one-dimensional,1d)mems微镜装置900设置有上盖以及下盖以及多个止动件，其中微镜板可以配置为被驱使以用于单轴旋转。
154.请参考图6a所示，以分解示意图示出了具有上盖和下盖以及多个止动件的1d mems微镜装置900的实施例。图6b示出如图6a中沿着线a-a’截取的剖面图示出了1d mems微镜装置。请参考图6a和6b所示，1d mems微镜装置900包含中间基板911、可移动结构ms1、至少一个止动件(例如，915a、915b)、至少一个挠性件(例如，914a、914b)，上盖901以及下盖921。可移动结构ms1包含微镜板912，微镜板912具有至少一个反射表面913，例如从前侧表面和后侧反射表面中的至少一个。
155.如图6a和6b所示，1d mems微镜装置900包含与可移动结构ms1耦接的二止动件915a、915b。1d mems微镜装置900还包括二挠性件914a、914b，每一个挠性件914a、914b连接至止动件915a、915b以及中间基板911。在本实施例中，如图6a以及6b所示，止动件915a、915b与可移动结构ms1的微镜板912耦接。
156.例如，止动件915a、915b的相对应的厚度均实质上大于挠性件914a、914b的厚度。止动件915a、915b的厚度可以实质上相同或者不相同。当然，本发明的实施不限于以上示例。
157.与中间基板911接合的上盖901具有第一开口902以及至少一个第一凹部(例如，903、904)。第一开口902用于为可移动结构ms1的移动留出空间；以及上盖901包含二第一凹部903、904，每个第一凹部903、904面向挠性件914a、914b的第一侧(例如，如图6a以及图6b中所示的上侧)以及止动件915a、915b的第一侧(例如，如图6a以及图6b中所示的上侧)。
158.与中间基板911接合的下盖921具有第二开口922以及至少一个第二凹部(例如，923、924)。第二开口922用于为可移动结构ms1的移动留出空间；以及下盖921包含二第二凹部923、924，每个第二凹部923、924面向挠性件914a、914b的第二侧(例如，如图6a以及图6b中所示的下侧)以及止动件915a、915b的第二侧(例如，如图6a以及图6b中所示的下侧)。
159.如图6a以及图6b所示，例如，微镜板912能够被驱使以在由挠性件914a、914b限定
的一轴旋转。在一些实施例中，1d mems微镜装置900可以进一步包括致动机构，其可以是但不限于电磁、压电、静电或热机构，使得微镜板912被驱使以沿挠性件914a、914b限定的一轴aa’旋转。
160.在这些实施例中的一个实施例中采用电磁的致动机构，mems微镜装置900可以进一步包含至少一个磁体，所述磁体提供由箭头930所代表的磁场，使得可移动结构(例如，ms1)或微镜板912可以在磁场下通过电磁致动来被驱动。例如，可以在可移动结构(例如，ms1)周围布置至少一个线圈，使得当在垂直于挠性件(例如，914a、914b)的磁场的长度方向上向线圈施加电流时，劳伦兹力(lorentz force)会生成并且作用在可移动结构(例如，ms1)上，使得可移动结构(例如，ms1)或微镜板912围绕轴aa’旋转。如上所述的诸如线圈和磁体之类的致动机构可以根据常规或任何适当的方法来实现，并且为了简洁起见将不再示出和详述。当然，本发明的实现不限于以上示例。例如，相对于如图6a以及图6b所示的mems微镜装置900，致动机构可以被实现或视为环境组件。
161.在图6a以及图6b中的1d mems微镜装置900的实施例中，凹部可以阻止相应的挠性件损坏。例如，第一凹部903、904中的每个都具有从挠性件914a、914b的第一侧起的相对应的间隙，以在受到冲击时阻止挠性件914a、914b的面外移动(例如，沿着图6a中的线b-b’指示的方向，其中线b-b’垂直于线a-a’以及线c-c’)。第二凹部923、924中的每个都具有从止动件915a、915b的第二侧起的相对应的间隙，以在受到冲击时阻止挠性件914a、914b的面外移动(例如，沿着图6a中的线b-b’指示的方向)。
162.关于防止挠性件的损坏，请参考图7a中所示的示意性俯视图中，根据图6a至图6b中所示的示出具有上盖、下盖以及止动件的1d mems微镜装置900a的实施例，其中可移动结构ms1以矩形形状示出。图7b是所述实施例的沿图7a中所示的线a-a’截取的剖面图，并且可对应于图6b所示，其中，为了说明起见，使用与图6b中所示的相似组件的符号来表示1d mems微镜装置的组件。
163.如图7b(或图6b)所示，中间基板911与上盖901以及下盖921接合，在上盖901的用于第一凹部903的表面以及挠性件914a的上侧(或表面)之间留有间隙(例如，由g1指示的间隙距离)，以及在止动件915a的下侧(或表面)以及下盖921的用于第二凹部923的表面也留有间隙(例如，由g2指示的间隙距离)。在受到沿b方向的冲击时，如图7c所示，可移动结构ms1(或微镜板912)垂直地(例如，在b方向上)移动并且停止，以使至少一个止动件915a、915b停在第一凹部903的表面上。类似地，在受到沿b’方向的冲击时，如图7d所示，可移动结构ms1(或微镜板912)垂直地(例如，在b’方向上)移动并且停止移动，以使至少一个止动件915a、915b停在第二凹部923的表面上。
164.在一个实施例中，每个止动件915a、915b的相对应的厚度可以被配置为实质上等于中间基板911的厚度。例如，止动件915a、915b各自具有与中间基板相似的厚度，使得止动件915a、915b足够坚固并且不受损坏，不像与没有止动件的可移动结构ms1耦接的薄挠性件，并且容易受到冲击而引起损坏。当然，本发明实施不限于以上示例。在一个实施例中，止动件915a、915b中的每个的相对应的厚度可以被配置为实质上小于中间基板911的厚度以及实质上大于挠性件914a、914b的厚度。
165.在以下实施例中，mems微镜装置可以进一步包含至少一个凸起件，以进一步防止其损坏。
166.在一些实施例中，mems微镜装置(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件，设置在上盖901的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，915a、915b)的第一侧。
167.在一些实施例中，mems微镜装置(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件，设置在下盖921的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，915a、915b)的第二侧。
168.在一些实施例中，mems微镜装置(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件，设置在止动件(例如，915a、915b)的第一侧的位置上。
169.在一些实施例中，mems微镜装置(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件，设置在止动件(例如，915a、915b)的第二侧的位置上。
170.关于凸起件，请参考图8a所示，根据图6a中示出的具有上盖、下盖以及止动件的1d mems微镜装置900b的一个实施例，并且在图中以示意性俯视图的示出了在上盖与下盖上进一步具有多个凸起件，其中可移动结构ms1以类似于图7a的矩形的形状示出。图8b是所述实施例的沿图8a所示的线a-a’截取的剖面图，并且可以对应于图6b所示，为了说明起见，对于与图6b中所示的相似的组件使用相同的符号表示1d mems微镜装置的组件。
171.如图8b所示，mems微镜装置900b(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件(例如，916a、916b)，设置在上盖901的相对应的位置上，以面向止动件(例如，915a、915b)的第一侧。mems微镜装置900b(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件(例如，916c、916d)，设置在下盖921的相对应的位置上，以面向止动件(例如，915a、915b)的第二侧。例如，可以通过使用一个或多个凸起或任何合适的凸出或凸面形状的组件来实现凸起件，以驻留或配置在上盖901(或上基板)或下盖921(或下基板)的内表面上，所述内表面限定相应的凹部(例如，903、904、923或924)。
172.关于进一步防止损坏的至少一个凸起件的操作，如图8c中所示，当受到在b方向上的冲击时，可移动结构ms1(或微镜板912)在b方向上移动，并且当凸起件916a、916b靠在止动件915a、915b上时停止移动。类似地，如图8d所示，当受到在b’方向上的冲击时，可移动结构ms1(或微镜板912)在b’方向上移动，并且当凸起件916c、916d靠在止动件915a、915b上时停止移动。
173.请参考图9a所示，根据图6a或图7a所示的具有上盖、下盖以及止动件的1d mems微镜装置900c的一个实施例，并且在图中以示意性俯视图出了在止动件上进一步具有凸起件。图9b是所述实施例的如图9a中所示的沿线a-a’截取的剖面图，为了说明起见，并且可以对应于图6b或7b所示，对于与图6b中所示的相似的组件使用相同的符号表示1d mems微镜装置的组件。
174.如图9b所示，mems微镜装置900c(例如，900或900a)可以进一步包含至少一个凸起件(例如，917a、917b)，设置在止动件(例如，915a、915b)的第一侧的位置上。mems微镜装置900c(例如，900或900a)可以进一步包括至少一个凸起件(例如，917c、917d)，其设置在止动件(例如，915a、915b)的第二侧的位置上。例如，可以通过使用一个或多个凸起或任何合适的凸出或凸面形状的组件来实现凸起件，凸起件驻留或配置在面向上盖901(或上基板)的表面或下盖921(或下基板)的表面的止动件(例如，915a、95b)的表面上，所述表面定义相应的凹部。
175.关于进一步阻止损坏的至少一个凸起件的操作，如图8c中所示，当受到在b方向上的冲击时，可移动结构ms1(或微镜板912)在b方向上移动，并且当凸起件917a、917b靠在上
盖901的用于第一凹部903的表面上时停止移动。类似地，如图9d所示，当受到在b’方向上的冲击时，可移动结构ms1(或微镜板912)在b’方向上移动，并且当凸起件917c、917d靠在下盖921的用于第二凹部923的表面上时停止移动。
176.如在以上所示的具有至少一个凸起件的实施例中，凸起件的目的有两方面。首先，可以阻止挠性件(例如，914a、914b)的部分撞击可能导致挠性件破裂的上盖901的用于第一凹部903的表面。其次，上盖901的用于第一凹部(例如，903、904)的表面或下盖921的用于第二凹部(例如，923、924)的表面与止动件(例如，915a、915b)之间的接触表面可以减少，从而降低静摩擦效果。当二个表面之间接触导致永久黏合时，可能会发生粘连。
177.如下所述的mems微镜装置的一些实施例中，二维(2d)mems微镜装置1000设置有上盖和下盖以及多个止动件，其中其微镜板可以被配置为被驱使以用于双轴旋转。
178.请参考图10a，以分解示意图示出具有上盖和下盖以及多个止动件的2d mems微镜装置1000的一个实施例。图10b是如图10a中所示的沿线a-a’截取的剖面图来示出2d mems微镜装置1000。参考图10a以及图10b，2d mems微镜装置1000包含中间基板1011、可移动结构ms2、至少一个止动件(例如，1017a、1017b)、至少一个挠性件(例如，1016a、1016b)、上盖1001以及下盖1021。可移动结构ms2包含微镜板1012，微镜板1012具有至少一个反射表面1013的，例如，诸如从前侧表面和后侧反射表面中的至少一个。上盖1001具有第一开口1002以及至少一个第一凹部(例如，1003、1004)；下盖1021具有第二开口1022以及至少一个第二凹部(例如，1023、1024)。
179.请参考图10a和10b，2d mems微镜装置1000与图6a和图6b的mems微镜装置的不同之处在于，可移动结构ms2进一步包含环架1015以及至少一个挠性件(例如，1014a、1014b)，挠性件连接微镜板1012以及环架1015。在图10a以及图10b中，2d mems微镜装置1000包含与可移动结构ms2的环架1015耦接的止动件1017a、1017b。
180.如图10a和10b所示，例如，微镜板1012能够被驱使以在由挠性件(或称为第一挠性件；例如，1016a、1016b)限定的第一轴(例如，由箭头1030b指示)和/或由挠性件(或称为第二挠性件；例如，1014a、1014b)限定的第二轴(例如，由箭头1030a指示)上旋转。在一些实施例中，2d mems微镜装置1000可以进一步包含致动机构，其可以是但不限于电磁、压电、静电和热机构，使得微镜板1012被驱使以在第一轴和/或第二轴上旋转。
181.在采用的致动机构是电磁的实施例中的一个实施例，2d mems微镜装置1000可以进一步包含提供磁场的磁体，使得微镜板1012可以在磁场下通过电磁驱使来被驱动。例如，至少一个线圈可以围绕可移动结构ms2(例如，环架1015或微镜板1012)设置，使得当在垂直于挠性件的长度方向的磁场下向线圈施加电流时，会生成劳伦兹力(lorentz force)闭且作用在可移动结构上，使得环架1015或微镜板1012绕第一轴或第二轴旋转。如上所述的诸如线圈或磁体之类的致动机构可以根据常规或任何适当的方法来实现，并且为了简洁起见不再示出和详述。当然，本发明的实现不限于以上示例。例如，相对于如图10a以及图10b所示的2d mems微镜装置1000，致动机构可以被实现或视为环境组件。
182.因为图10a以及图10b的2d mems微镜装置1000与图6a以及图6b的mems微镜装置的不同之处在于可移动结构ms2，所以2d mems微镜装置1000可以共享相同的操作，以用于阻止其挠性件的损坏。此外，关于用于进一步阻止损坏的至少一个凸起件的实施例，可以将其应用于根据具有2d mems微镜装置1000的任何实施例。为了简洁起见，将不再重复相关描
述。
183.在下文中，提供了进一步包含一个或多个的弹性部的mems微镜装置(例如，基于由900、900a、900b、900c或1000表示)的实施例，以用于进一步防止其损坏。弹性部能够减缓止动件(例如，915a或915b；1017a或1017b)受到冲击而引起的对止动件的冲击。
184.关于弹性部，请参考图11a，根据图6a以及图6b(或图7a以及图7b)所示的具有上盖、下盖以及多个止动件的1d mems微镜装置900d的实施例，并且以示意性俯视图示出了在上盖与下盖上进一步具有弹性部，其中可移动结构ms1以类似于图7a的矩形的形状示出。图11b是所述实施例的如图11a所示的沿线a-a’截取的剖面图，为了说明起见，并且可以对应于图6b或图7b所示，对于如图6b或图7b中所示的相似的组件使用相同的符号表示1d mems微镜装置的组件。
185.如图11b中所示，mems微镜装置900d(例如，基于由900、900a、900b、900c或1000表示)可以进一步包含至少一个弹性部(例如，918a、918b)，设置在上盖901的相对应的位置上，以面向止动件(例如，915a、915b)的第一侧。
186.在图11b中，mems微镜装置900d(例如，基于由900、900a、900b、900c或1000表示)可以进一步包含至少一个弹性部(例如，918c、918d)，设置在下盖921的相对应的位置上，以面向止动件(例如，915a、915b)的第一侧。
187.在一个示例中，可以可选地增加间隔件932，以定义在上盖901以及中间基板911之间的由g1表示的间隙距离。可以可选地增加间隔件934，以定义在下盖921与中间基板911之间的由g2表示的间隙距离。
188.弹性部能够使得止动件(例如，915a或915b；1017a或1017b)免受冲击而引起的对止动件的冲击。关于用于进一步阻止损坏的至少一个弹性部的操作，当受到在b方向上的冲击时，如图11c所示，可移动结构ms1(例如，微镜板912；或ms2)在b方向上移动，并且当止动件915a、915b靠在弹性部918a、918b上时停止移动。类似地，当受到在b’方向上的冲击时，如图8d所示，可移动结构ms1(例如，微镜板912；或ms2)在b’方向上移动，并且当止动件915a、915b靠在弹性部918c、918d上时停止移动。
189.在一些实施例中，弹性部(例如，918a、918b、918c或918d)可以是但不限于任何聚合物，例如聚二甲硅氧烷(polydimethylsiloxane,pdms)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,pmma)、聚酰亚胺(polyimide)以及例如su8的环氧树脂等。例如，可以通过丝网印刷(screen printing)、旋转涂布(spin coating)、喷雾式涂布(spray coating)以及点胶(dispensing)来设置弹性部。
190.注意，仅出于说明和简洁的目的，在图11b中示出了弹性部(例如，918a、918b、918c或918d)。在进一步的示例中，至少一个弹性部可以通过使用驻留或配置在上盖901(或上基板)或下盖921(或下基板)上的任何合适的组件以平坦、凹入、凸出或任何合适的形状来实现。当然，本发明的实现不限于以上示例。
191.在一些实施例中，例如，至少一个弹性部可以至少部分或全部设置在上盖901(或上基板)的内表面或下盖921(或下基板)的内表面上，内表面限定对应的凹部(例如，903、904、923、924)。参考图11d，弹性部931(或933)设置在上盖901(或下盖921)的内表面上，并且面对挠性件914a、914b(或挠性件914a、914b的第二侧)的第一侧。弹性部931及918a(或931及918b；933及918c；或933及918d)例如可以被实现为分离、连接或作为整体弹性部。在
一些实施例中，二个或多个的弹性部可以至少部分或全部设置在上盖901(或上基板)的内表面或下盖921(或下基板)的内表面上，内表面限定对应的凹部(例如，903、904、923或924)。
192.在一些实施例中，弹性部(例如，931、918a)可以被实现为具有小于相应的凹部的深度的适当厚度，使得可以在弹性部以及止动件(例如，915a或915b)的第一侧(或第二侧)之间限定间隙，不管是否使用间隔件。
193.在根据或基于图6a、7a、8a、9a、10a或11a所示的以上实施例中，微镜板具有弹簧常数，弹簧常数至少部分地基于挠性件的尺寸来确定。
194.在一些实施例中，可以提供mems封装，包含mems微镜装置(例如，900、900a、900b、900c、90d或1000)，如本发明的实施例中的任何一个或其任何组合中所描述的，光源以及封装上光学角度传感器。
195.图12示出了制造诸如图6a-6b、7a-7d、8a-8d、9a-9d、10a-10b或11a-11d所示的mems微镜装置的方法。mems微镜装置，例如，可以包含上盖(或上基板)、中间基板以及下盖(或下基板)。上及下盖(基板)可以是但不限于硅、玻璃、硼硅酸盐(borosilicate)、石英、塑料基板、有机模具及金属模具。塑料基板可以通过树脂模具来形成。有机模具可以通过3d列印制成。金属模具可以通过计算机数值控制(computer numerical control,cnc)加工来进行加工。中间基板可以是硅。上和下盖(或基板)可以通过使用但不限于阳极接合、玻璃粉接合、焊料接合、共晶接合(eutectic bonding)、抗蚀剂接合(resist bonding)、融熔接合(fusion bonding)、玻璃接合、聚合物接合以及热压接合与中间基板接合。
196.在一个实施例中，制造mems微镜装置的方法包括在方框1201和1202中指示的以下内容。
197.在方框1201中，执行的是将来自上基板(或上盖)以及下基板(或下盖)中的一个与中间基板接合，以生成过渡组合件。
198.然后，在方框1202中，将过渡组合件与上基板和下基板中的另一个接合。
199.根据所述方法，在一个示例中，将上基板与中间基板接合以生成过渡组合件，然后将过渡组合件与下基板接合。可以基于与下基板接合的过渡组合件来制造mems微镜装置。在另一个示例中，下基板与中间基板接合，以生成过渡组合件，然后将过渡组合件与上基板接合。可以基于与上基板接合的过渡组合件来制造mems微镜装置。
200.在上述方法中，例如，至少一个止动件与可移动结构耦接，可移动结构包含具有至少一个反射表面的微镜板；以及至少一个挠性件连接止动件以及中间基板。上基板，例如，具有用于为可移动结构的移动留出空间的第一开口，以及具有面向挠性件的第一侧和止动件的第一侧的至少一个第一凹部。下基板，例如，具有用于为可移动结构的移动留出空间的第二开口，以及具有用于面向挠性件的第二侧以及止动件的第二侧的至少一个第二凹部。
201.在所述方法的一个实施例中，在过渡组合件与来自上基板和下基板中的第二个接合之后，例如，如图6b、7b、8b、9b、10b或11b中所示，第一凹部具有从挠性件第一侧起的相对应的间隙。
202.在所述方法的一个实施例中，在过渡组合件与来自上基板和下基板中的第二个接合之后，第二凹部具有从止动件(例如，在图6b、7b、8b、9b、10b或11b中所示)的第二侧起的相对应的间隙。
203.在所述方法的一个实施例中，止动件与可移动结构的微镜板耦接，其中微镜板能够被驱使以在由挠性件限定的一轴上旋转(例如，如图6a、7a、8a或9a中所示)。
204.在所述方法的一个实施例中，挠性件是至少一个第一挠性件，以及可移动结构进一步包含：环架以及至少一个第二挠性件，第二挠性件连接微镜板以及环架，其中止动件与可移动结构的环架耦接，并且微镜板能够被驱使以在由第一挠性件所限定的第一轴以及由第二挠性件限定的第二轴上(例如，如图10a和10b中所示)旋转。
205.在所述方法的一个实施例中，上基板设置有至少一个凸起件，凸起件设置在上基板的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，如图8b中所示)的第一侧。
206.在所述方法的一个实施例中，下基板设置有至少一个凸起件，凸起件设置在下基板的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，如图8b中所示)的第二侧。
207.在所述方法的一个实施例中，止动件设置有至少一个凸起件，凸起件设置在止动件(例如，如图9b中所示)的第一侧的位置上。
208.在所述方法的一个实施例中，止动件设置有至少一个凸起件，凸起件设置在止动件(例如，如图9b中所示)的第二侧的位置上。
209.在所述方法的一个实施例中，上基板设置有至少一个弹性部，弹性部设置在上基板的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，如图11b中所示)的第一侧。
210.在所述方法的一个实施例中，下基板设置有至少一个弹性部，弹性部设置在下基板的相对应的位置上，用于面向止动件(例如，如图11b中所示)的第二侧。
211.在所述方法的一个实施例中，止动件的相对应的厚度基板上等于中间基板的厚度。
212.在所述方法的一个实施例中，微镜板具有弹簧常数，弹簧常数至少部分地基于挠性件的尺寸来确定。
213.在所述方法的一个实施例中，止动件具有相对应的厚度且实质上大于挠性件的厚度。
214.上基板(或上盖)、下基板(或下盖)和中间基板的示例或实施例可以取自上述如图6a-6b、7a-7d、8a-8d、9a-9d、10a-10b、11a-11d的实施例中的任一个，或上述任何相关的描述，或其任意组合(适当时)。
215.图13是电光装置的一个示意图。电光装置1300包含多个输入端口1310以及至少一个接收单元(rx)1320，中央处理单元1330；至少一个发射单元(tx)1340，多个输出端口1350，记忆单元1360，mems控制单元1370和mems封装件1380。mems封装件1380可以基于mems微镜装置(例如，900、900a、900b、900c、900d或1000)来实现，如本发明的实施例中的任何一个或组合中所描述。
216.中央处理单元1330处理由一个或多个的可编程芯片例如现场可程序化逻辑门阵列(field-programmable gate arrays,fpgas)、特殊应用集成电路(application-specific integrated circuits,asics)或数字信号处理器(digital signal processors,dsps)实现的数据。中央处理单元1330通过接收单元1320从输入端口1310输入数据或控制信号。中央处理单元1330也储存数据或程序至记忆单元1360或从记忆单元1360撷取数据或程序。适当时，记忆单元1360可以是固态驱动器的形式、闪存或任何内存。记忆单元1360，例如，包含至少一个来自挥发性内存、非挥发性内存、只读存储器(rom)、随机存
取内存(ram)、三态内容可寻址内存(ternary content addressable memory,tcam)、静态随机存取内存(static random-access memory,sram)或其组合。中央处理单元1330还通过发射单元1340输出数据到输出端口1350。中央处理单元1330与mems控制单元1370通讯连接，mems控制单元1370又控制mems封装件1380。
217.尽管已经通过特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员可脱离权利要求中阐述的本发明的权利范围和精神的情况下对其进行多种修改和变化。
218.以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。