可磁驱动的微镜制造技术

本发明专利技术涉及一种可磁驱动的微镜，其具有设置在第一平面中的外框架（205）、线圈体（202）和扭转弹簧（203），其中所述扭转弹簧（203）具有旋转轴线，其中所述线圈体（202）借助所述扭转弹簧（203）可围绕所述旋转轴线旋转运动地与所述外框架（205）连接，所述可磁驱动的微镜具有镜元件（305），其设置在与第一平面平行的第二平面中，其中所述镜元件（305）借助中间层（250）与所述线圈体（202）连接。本发明专利技术还涉及一种具有第一可磁驱动的微镜和第二可驱动的镜的二维扫描仪和一种用于制造微镜的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可磁驱动的微镜
本专利技术涉及一种可磁驱动的微镜、一种用于制造可磁驱动的微镜的方法和一种具有第一可磁驱动的微镜和第二可驱动的镜的二维扫描仪。
技术介绍
在未预先公开的文献DE102010062591中描述磁驱动的微镜的不同方式。在此文献中提出一种构造型式，其中不舍弃芯片平面中的磁场单向性。与此相反存在以下可能性：微镜由于基于轴对称的B场30的洛伦兹力而翻转。在那描述的磁铁装置由u形导轨1和硬磁铁2组成，并且其磁化方向与导轨开口垂直，所述u形导轨由磁通传导的材料制成，所述硬磁铁位于所述导轨中。磁铁装置的主延伸方向位于导轨的纵向上。所述磁铁装置也称作马蹄形磁铁（Magnetbügel）。为了产生使微镜从平面中转出的转矩，在板的关于旋转轴线相对置的半部上实现两个印制导线回路11并且在相反的旋转方向上给所述两个印制导线回路通电。因此，通过两个导体回路向上和——与旋转轴线相对置地——向下各产生一个力。在文献DE102010062591中示出的基于马蹄形磁铁的磁微镜驱动特别适于一维镜的实现。在那详细描述了驱动结构。
技术实现思路
本专利技术涉及一种可磁驱动的微镜，其具有设置在第一平面中的外框架、线圈体和扭转弹簧，其中扭转弹簧具有旋转轴线，其中线圈体借助扭转弹簧可围绕旋转轴线旋转运动地与外框架连接，所述可磁驱动的微镜具有镜元件，其设置在与第一平面平行的第二平面中，其中镜元件借助中间层与线圈体连接。线圈体和微镜的构造以及线圈体和微镜相对彼此很大程度上无关的布置是有利的，因为这些元件设置在不同的平面中。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的有利构型规定，外框架具有设置在第二平面中并且借助中间层与外框架连接的加固部。因此有利地，外框架可以被制造得特别牢固。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的有利构型规定，扭转弹簧不具有设置在第二平面中并且借助中间层与外框架连接的加固部。由此，尤其是用于准静态驱动的扭转弹簧可以有利地被设计得特别软。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的有利构型规定，在第二平面中设置有至少一个止挡并且所述至少一个止挡借助中间层与外框架连接，其中止挡限定线圈体和/或扭转弹簧的偏转。尤其在相对较软的扭转弹簧中，这种止挡限制对于可运动部件的保护是有利的。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的有利构型规定，线圈体具有设置在第一平面中的第一线圈和第二线圈，其中旋转轴线设置在第一线圈和第二线圈之间。因此，能够实现具有在旋转轴线的两侧上均衡施加的转矩的同等驱动。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的特别有利的构型规定，镜元件通过第一线圈和第二线圈的反向通电在轴对称的磁场中可围绕旋转轴线翻转。根据本专利技术的可磁驱动的微镜的有利构型规定，镜元件在第一侧上与中间层连接并且在相对置的背侧上具有镜面。能够有利地例如通过抛光来特别平整地构造背侧，由此实现具有特别好的光学成像质量的平整镜面。本专利技术还涉及一种具有第一可磁驱动的微镜和第二可驱动的镜的二维扫描仪和一种用于制造微镜的方法。可以有利地实现具有根据前述权利要求中任一项所述的根据本专利技术的第一可磁驱动的微镜和第二可驱动的镜的二维扫描仪，其中入射光束可首先通过第一可磁驱动的微镜并且随后通过第二可驱动的镜转向。特别有利地是，根据本专利技术的第一可磁驱动的微镜是可准静态驱动的。根据本专利技术的用于制造微镜的方法规定：-提供具有由硅制成的第一层和第二层的晶片，其中在第一层和第二层之间设置中间层；-通过蚀刻对第一层进行结构化，直至中间层，其中中间层用作蚀刻终止层，在此构造至少一个线圈体、一个框架以及将框架与线圈体连接的扭转弹簧元件；-转动晶片；-通过蚀刻对第二层进行结构化，直至中间层，其中中间层用作蚀刻终止层，在此在第二层中构造至少一个镜元件；-通过各向同性蚀刻来移除第一分区中的中间层，其中至少在镜元件和第一层之间的第二分区中保留中间层。借助所述方法以很少的方法步骤通过两个层中的布置能够有利地实现在各个结构元件方面具有较大设计自由度的微镜。此外还存在一些优点。微镜有利地具有包括框架在内基本上在两个平面中实现的简单结构。线圈体仅仅构造在印制导线所在的区域中。因此可以构造具有尽可能小的质量的可运动的线圈体，这改善可偏转性。弹簧和线圈体可以有利地以相同的制造方法制造。弹簧有利地在镜元件的区域中暴露，即移除弹簧和镜元件之间的中间层，从而在镜元件和弹簧之间不存在直接接触。由此使镜与弹簧中的力影响去耦合。中间层在镜元件和线圈体之间的区域中至少连接在一个位置上，从而镜由此简单地固定在线圈体上。镜元件可自由定位在线圈体的区域中。有利的构型除线圈体以外提供第一平面中的附加元件，所述附加元件与线圈体连接，并且镜元件借助中间层固定在所述附加元件上。这种附加元件有利地提供镜元件定位时的附加设计自由度。附图说明图1示意性地示出具有两个导体回路的、能够以一个轴线旋转的板。图2a和2b示意性地示出磁致动器，其具有马蹄形磁铁和能够以一个轴线旋转的板。图3和4示出根据本专利技术的可磁驱动的微镜的实施例。图5示意性地示出第一可磁驱动的微镜和第二镜的根据本专利技术的布置。具体实施方式图1示意性地示出根据未预先公开的文献DE102010062591的具有两个导体回路的、能够以一个轴线旋转的板。为了产生使板3从平面中转出的转矩，两个印制导线回路在板的关于旋转轴线相对置的半部上实现并且在相反的、即反向的旋转方向上通电。因此，通过两个导体回路10a、10b，向上和——与旋转轴线4相对置地——向下各产生一个力。回路10a和10b的端侧20在此不引起作用于板的垂直的力，因为在此磁场和电流方向平行。在板的中心引回的印制导线引起一个力，所述力反作用于垂直地作用于板的所期望的力。然而，由于距旋转轴线和xy平面中明显更小的磁场的小距离，数值可以忽略不计。总和上，正如在一个导体回路和单向B场的情况下那样，在所提出的由轴对称的B场和板上的两个导体回路组成的布置的情况下获得围绕轴线4的第一近似相同大小的转矩。如果与此相反这两个导体回路在同向的旋转方向上通电，则端侧20引起围绕第二旋转轴线30地作用于板的总转矩。在这种布置中，散射场与开放式磁铁相比小得多。除了弓弧开口的方向，磁铁通过磁通导体屏蔽，这显著减小散射场。因为散射场仅仅在一个方向上射出，所以存在以下可能性：通过巧妙的取向或通过有针对性的屏蔽使散射场的负面影响最小化。与开放式磁铁不同，散射场在弓弧开口方向上也减小，因为场的大部分已被引入磁通导体中。图2a和2b示意性地示出磁致动器，其根据未预先公开的文献DE102010062591具有马蹄形磁铁和能够以一个轴线旋转的板。在芯片平面中——即在优选由半导体材料、特别优选由硅制成的板的主平面中轴对称的磁场可以以显著更紧凑的构造型式——例如在马蹄形磁铁的情形下实现。磁铁2位于芯片3下方，其磁化方向与芯片表面垂直。磁铁位于由通量传导材料制成的u形导轨1中。磁场线30以两个发散棍形式从磁铁表面延伸出去。对于z方向上的力有用的是在xy平面中、即在可旋转的板的主平面中延伸的场线的分量。通过u形导轨1的精确形状可以操纵磁场线。为了实现最大转矩，使在xy平面中延伸的场线部分在芯片边缘处最大，因为印制导线10定位在所述区域中，以便实现可能的最大转矩。图2b示意性补充地示出马蹄形磁铁的俯视图和通过马蹄形磁铁产生的轴对称的发散磁场。图3示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.27 DE 102010064218.51.一种可磁驱动的微镜，所述微镜具有设置在第一平面(200)中的外框架(205)、线圈体(202)和扭转弹簧(203)，其中，所述扭转弹簧(203)具有旋转轴线，其中，所述线圈体(202)借助所述扭转弹簧(203)能够围绕所述旋转轴线旋转运动地与所述外框架(205)连接，所述微镜具有设置在与所述第一平面平行的第二平面中的镜元件(305)，其中，所述镜元件(305)借助中间层(250)与所述线圈体(202)连接，其特征在于，所述第一平面和所述第二平面是彼此无关地结构化的，其中，所述中间层(250)在第一分区中被移除并且至少在所述镜元件(305)和所述第一平面(200)之间的第二分区中保留。2.根据权利要求1所述的可磁驱动的微镜，其特征在于，所述外框架(205)具有加固部，所述加固部设置在所述第二平面(300)中并且借助所述中间层(250)与所述外框架(205)连接。3.根据以上权利要求中任一项所述的可磁驱动的微镜，其特征在于，在所述第二平面(300)中设置有至少一个止挡(306)，并且所述至少一个止挡借助所述中间层(250)与所述外框架(205)连接，其中，所述止挡(306)限定所述线圈体(202)和/或所述扭转弹簧(203)的偏转。4.根据权利要求1或2所述的可磁驱动的微镜，其特征在于，所述线圈体(202)具有第一线圈和第二线圈，所述第一线圈和所述第二线圈设置在所述第一平面(200)中，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·平特，H·韦伯，F·菲舍尔，M·克吕格尔，J·穆霍，C·弗里泽，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：
国别省市：