微電動機械電視掃描裝置及其製造方法

2023-08-12 19:56:11 3

專利名稱：微電動機械電視掃描裝置及其製造方法
技術領域：
本發明一般涉及機械電視掃描機構，更具體地涉及按照用來製造單片集成電路的原理製造的微電動機械電視掃描機構，從而使掃描機構的物理尺寸為亞毫米大小的。
通常，先有技術的機械電視掃描機構的尺寸較大，需要外部光源或傳感器、具有有限的工作頻率與幾何視野、並且是易損壞的。此外，先有技術的機械掃描器通常包含許多部件。這種機構通常需要大量的複雜製造處理，因而成本高且可靠性低。
因此，存在著對尺寸小、簡化整體或其它非整體幅射源或傳感器、具有寬廣的幾何視野、高工作頻率及結構堅固的掃描機構的需求。在已知的機械電視掃描機構中，只有本發明所提供的掃描器是以十分相似於單片集成電路的方式製造的，從而使得裝置的物理尺寸十分小。
GOTO在5,097,354號美國專利中公開了一種靜電致動的、扭力支承的二維掃描鏡束掃描器。該掃描器由兩個部件構成。除了其簡單性以外，該掃描器的特徵還在於限定反射鏡的角偏轉範圍的扭力反射鏡支架，該專利還公開了在Fresnel透鏡的焦點平面中包括一擺動光電傳感器的換能器。
PETERSEN在IBMJ.Res.Develop.，卷24，第5號，1980年9月的名為「矽扭力掃描鏡」的論文中公開了一種靜電致動的且扭力支承在一條單一的掃描軸上的矽扭力掃描鏡。這一公開的裝置以兩個部件構成，其中包含一個掃描鏡元件。該掃描鏡元件由單晶矽製成，從而由於晶體平面蝕刻而限制了製造精度。
LIDDIARD在4,708,420號美國專利中公開了採用壓電致動器及剛性固定在中央柔順彎曲件上的反射鏡的一種焦點平面掃描裝置，這種配置容許繞兩條軸的偏轉。
BURKE在4,230,393號美國專利中公開了採用柔順彎曲件的一種雙軸光學掃描器。該彎曲件是在兩條軸上柔順的，每一根軸具有一個相關的諧振。用一個機械振蕩器在一端激勵該彎曲件的振動，而一面掃描鏡則位於其另一端上。該掃描鏡響應機械振蕩器的激勵在相關的諧振頻率上在兩條軸上掃描。
LAKERVELD等人在4,073,567號美國專利中公開了一種電磁致動的轉動反射鏡裝置。該裝置包含一個由一個單點軸承中心支承的擺動反射鏡，軸承容許反射鏡繞兩條軸擺動。
最後，BAKER等人在3,471,641號美國專利中公開了用電磁或壓電致動器偏轉反射鏡的諧振掃描裝置。該裝置包含剛性固定在受致動器致動而能繞兩條軸偏轉的一個中央柔順彎曲件上的一面反射鏡。
在下面的說明中所公開並詳細描述的發明完成了對具有小的物理尺寸、整體光或其它輻射源或傳感器、寬廣的幾何視野、高工作頻率、堅固的結構、容易製造、低成本與高可靠性等理想特徵的掃描裝置的長期存在但在此前尚未完成的需求。
按照一個方面，本發明為一掃描裝置。該掃描裝置包括用第一種材料製造的一塊基板及位於基板上方的一個柔性接頭。該柔性接頭是用第二種材料製造的。該掃描裝置還包括連接在柔性接頭上的一個支座。該支座由第三種材料製成。此外，該掃描裝置包括至少構成在基板、柔性接頭與支座之一上的一個致動器。該致動器能使支座相對於基板運動。再者，該掃描裝置在支座的上表面上包括一個諸如光學準直器等光學元件或其它能量處理元件。上面提及的材料可以是相同的或者為該裝置的有效操作所需要的材料的組合。
在一個實施例中，掃描組件由一塊導電材料(諸如摻硼多晶矽)的十字(或其它)形薄片板構成。該板由一個由類似於製造該板的材料製成的柔性件通常中心地支承在一塊基板上。該柔性件終止在通常在基板上的一個固定基座上，該基座包含四個(或任何其它所希望的適當數目)靜電致動器電極。該柔性件從十字形(或其它形狀)中央板的中心垂直延伸，並且有適當長度來允許十字(或其它)形狀的中央板的充分角位移。
四個(或其它所希望的數目)靜電極(諸如具有噴鍍鋁膜的)位於十字(或其它)形狀的中央板的四條臂的正下方的固定基座上，並作為十字(或其它)形中央板的靜電致動器工作。各導電極的尺寸略小於(或等於)十字(或其它)形中央板的對應臂。導電線(諸如由噴塗鋁膜製成的)或來自導電極的接點隔離的導體與位於固定基座上的墊片連通。在導電板、導電線與固定基座之間噴塗一層絕緣膜(諸如二氧化矽或者最好是氮化矽)。當在導電板與運動十字(或其它)形狀中央板之間作用一電壓時，在導電板與十字(或其它)形中央板之間感應產生吸力與斥力。這些力能導致十字(或其它)形中央板在繞兩條各別的軸的方向上運動。上面提及的柔性件上包含任何數目的導電線(諸如用噴鍍鋁膜製成的)或噴鍍在其外表面上的接點隔離的導體。這些線連通在位於十字(或其它)形中央板的頂側上任何所希望的數目的光或其它輻射源或傳感器與位於固定基座上的墊片之間。
垂直於固定基座的柔性件並不是支承運動的十字(或其它)形中央板的唯一方法。在本發明的另一實施例中，十字(或其它)形中央板的懸掛是用一個薄片萬向支架(完成的。在這一實施例中，將柔性材料(諸如多晶矽)的一塊薄平板形片支承在固定基座上方，並穿孔成由兩個薄的扭力柔性的共線支承件所外部支承的一個萬向支承環。此外，該十字(或其它)形中央板是用穿孔形成在中央的。該十字(或其它)形中央板是由位於垂直於上述兩共線支承件的位置上的另外兩個薄的扭力柔性的共線支承件支承的。以這一方式，該中央板是能在任何要求的方向上自由地轉動出柔性材料的薄片的平面的。十字(或其它)形中央板在其上表面上形成有任何要求數目的光或其它輻射源或傳感器，帶有從這些光或其它輻射源或傳感器連通到位於固定基座上的靜止電極的導線。整個萬向支承組件懸掛在固定基座上方，固定基座上包含靜電致動器板。
懸掛運動十字(或其它)形中央板的另一種方法是用薄片形螺旋彈簧。在採用這一方法的本發明的一個較佳實施例中，將一塊柔性材料(諸如多晶矽)薄片支承在固定基座上，並穿孔成從一個圓形(或矩形)孔的內邊沿連通到十字(或其它)形中央板的外邊沿上的一系列螺旋(平滑的或直線形不連續的)。以這一方式，中央板能在任何要求的方向上自由轉動出柔性材料薄片的平面。十字(或其它)形中央板在其上表面上形成有任何要求數目的光或其它輻射源或傳感器，帶有從光或其它輻射源或傳感器連通到位於固定基座上的靜止電極的導線。整個彈簧組件懸掛在包含靜電致動器板的固定基座上方。這些靜電致動器可以上述萬向支架板中相同的方式或者以下述方式工作。靜電致動器基板以相同的形狀形成並平行於螺旋彈簧。當在基板與彈簧之間作用一個電壓電位時，便沿彈簧的全長作用了一個連續的力。由於彈簧是相當長的，作用在彈簧全長上的小力在連接中央板的點上引發一個相當大的偏移。
上述創造性裝置的任一實施例的致動不一定是靜電的。另一種致動實施例的可能方法便是磁性。為了做到這一點，將鍍鋁膜的導體成形以構成十字(或其它)形中央板的臂上的螺旋線圈。當將該創造性裝置放置在適當地定向的磁場中時，通過線圈中任何一個的電流會產生使十字(或其它)形件在已知方向上的偏轉的力矩。通過選擇的線圈的電流的適當組合能令十字(或其它)形中央板以要求的方式偏轉。雖然是在線圈生成的磁場的控制下工作，本創造性裝置以類似於先有技術中眾所周知的圈轉電流計的方式工作。
又另一種致動十字(或其它)形中央板的方法涉及壓電致動器。用於壓電作用，構成四小塊傳統的壓電晶體片(諸如氧化鋅)，每一塊在十字(或其它)形中央板的各臂正下方。壓電晶體片單個地固定在創造性裝置的基座與十字(或其它)形中央板的臂之間。以先有技術中已知的方式在壓電晶體片上作用電流時，便出現致動。壓電晶體片按照所作用的電壓的極性與大小在垂直由十字(或其它)形中央板的臂構成的平面的方向上膨脹或收縮。適當地協調壓電晶體片的運動時，便能達到十字(或其它)形中央板的所希望的的掃描運動。
又另一種致動十字形中央板的方法為利用熱應力產生的力。通過局部加熱連接在基座與十字形中央板之間的部件(通過電阻性或光學裝置)，溫度梯度導致連接件中的彎矩。這一彎矩使連接件彎離熱源，非常象雙金屬帶的彎曲方式。通過有選擇地加熱連接件上的不同部位，便能產生十字形中央板的任何要求的掃描運動。
位於十字形中央板頂部與/或固定基座上的換能器，無論令十字形中央板如何掃描，都能起各種作用。在一個雷射二極體或其它準直輻射發射器位於運動的十字形中央板且光感受器或其它輻射檢測器(諸如光電電晶體、光電二極體等)位於固定基座上時，本創造性裝置作為一個飛點掃描器工作。從雷射二極體(或其它)準直的輻射發射器發出的雷射或其它輻射以跨越目標的光柵圖受到運動的十字形中央板的掃描。從目標反射的光或其它輻射受到靜止的光感受器輻射檢測器的檢測，該檢測器將檢測到的反射光(或其它)輻射的變化轉換成視頻信號。此外，光感受器或其它輻射檢測器可與雷射二極體或其它準直輻射發射器一起位於運動十字形中央板上，而容許更緊湊的設計。
當按照進入的視頻信號調製與掃描位於運動十字形中央板頂部的二極體雷射器或其它準直的輻射發射器時，便有可能利用本創造性裝置作為一臺電視監視器。電視監視器通過將來自掃描器的調製的準直雷射或其它輻射束投射到一個半透明的或不透明的屏幕上面構成一個圖象。
如果用一個光感受器(或其它準直輻射檢測器)取代運動十字(或其它)中央板部件上的雷射二極體(或其它的準直輻射發射器)，本創造性裝置可用作一個圖象析象器。來自自含的光源(諸如雷射發光二極體)的環境光(或其它輻射)能從正在被成象的目標上反射，然後受到由運動十字形中央板跨越圖象方向掃描的光感受器(或其它準直輻射檢測器)的檢測。某些形式的光或其它輻射準直器(諸如透鏡、梯度標度透鏡或鍍鋁管)也能位於運動十字形中央板上的光感受器或其它輻射檢測器上方，從而向光感受器或其它輻射檢測器提供進一步的方向靈敏度。為了以每一次掃描器掃描一個雷射束的束寬來析象圖象，在這種操作模式中要求光感受器或其它輻射檢測器的高方向靈敏度。
本創造性裝置的又一個實施例包含十字形中央板上的一個雷射二極體(或其它準直輻射發射器)與準直光感受器(或其它輻射檢測器)的組合。這種元件的組合通過激活雷射二極體(或其它準直輻射發射器)或光感受器(或其它準直輻射檢測器)或它們的任何組合，而容許本創造性裝置以上述方式中任何一種操作。
此外，如果在十字形中央板的上表面上形成或放置一個反射面，則可將本創造性裝置的又另一實施例用作一個反射飛點掃描裝置，以來自一個靜止光(或其它準直輻射)源(諸如雷射二極體)的光或其它輻射隨著十字形板的運動而從其表面反射。跨越成象目標掃描發射的準直輻射束，並用一個靜止的輻射檢測器檢測從目標上反射出的輻射。
此外，如果在中央板的上表面形成或放置反射面，則本創造性裝置的又一個實施例能用作一個反射型電視監視器，以來自一個靜止的調製的準直輻射源(諸如雷射二極體)的輻射隨中央板的運動而從其表面反射出來。跨越一塊半透明或不透明屏幕掃描發射的調製的準直輻射束而由觀看者觀看。
此餐，如果來自一個目標的進入輻射從中央板的表面反射到一個準直輻射檢測器，該裝置便作為一個反射型圖象析象器工作。
在本發明的較佳實施例的詳細描述中，本發明的其它目的將是顯而易見的。本發明包括下面提出的結構中將要示例的構造、元件的組合及部件的配置等特徵，而本發明的範圍則將由權利要求確定。


圖1為按照本發明的微電動機械電視掃描裝置的第一較佳實施例的正交圖，第一較佳實施例具有柔性部件上的中央板懸掛的十字形板。
圖1a為圖1中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖2為本發明的掃描裝置的第二較佳實施例的頂視圖，第二實施例具有一個用萬向支架固定的運動板懸掛裝置。
圖2a為用於圖2中所示的掃描裝置的致動器電極的頂視圖。
圖2b為圖2中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖3為本發明的掃描裝置的第三較佳實施例的頂視圖，第三實施例具有一個交替的螺旋彈簧運動板懸掛裝置。
圖3a為本發明的第三實施例的修正。
圖4為本發明的掃描裝置的第四較佳實施例的正交圖，第四實施例具有一種磁致動的配置。
圖4a為圖4中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖5為本發明的掃描裝置的第五較佳實施例的正交圖，第五實施例具有一種壓電致動的配置。
圖5a為圖5中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖6為本發明的掃描裝置的第六較佳實施例的正交圖，第六實施例具有一種熱致動的配置。
圖6a為圖6中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖7a示出運動板繞一條單一的軸的高擺幅動作。
圖7b示出運動板繞一條單一的軸的低擺幅動作。
圖7c示出運動板的萬向支架座上的高擺幅動作。
圖7d示出運動板的萬向支架座上的低擺幅動作。
圖8為本發明的一個較佳實施例上的光電裝置與導線之間的電連通的詳圖。
圖9為按照本發明的掃描輻射發射器配置的詳圖。
圖10為按照本發明的光學準直輻射檢測器配置的詳圖。
圖11為按照本發明的管準直輻射檢測器配置的詳圖。
圖11a為用於按照本發明的其它輻射的雷射器與梯度標度透鏡準直的光感受器或檢測器組合的詳圖。
圖12為按照本發明的梯度標度透鏡準直的輻射檢測器配置的詳圖。
圖13為按照本發明的準直輻射發射器與準直輻射檢測器配置的詳圖。
圖14為本發明的掃描裝置的第七較佳實施例的正交圖，第七實施例具有一塊反射中央板。
圖14a為圖14中所示的掃描裝置的電路略圖。
圖15示出作為電視監視器使用的本發明的一個實施例的動作。
圖16示出作為一個圖象析象器使用的本發明的一個實施例的動作。
圖16a為掃描器158的正交圖。
圖17示出作為一個反射飛點掃描器使用的本發明的一個實施例的動作。
圖18示出作為一個反射型圖象析象器使用的本發明一個實施例的動作。
圖19a與19b為製造本發明的例示實施例的示範性處理的流程圖。
圖20為用於圖19a與19b的流程圖的第一掩膜。
圖21為用於圖19a與19b的流程圖的第二掩膜。
圖22為用於圖19a與19b的流程圖的第三掩膜。
圖23為用於圖19a與19b的流程圖的第四掩膜。
圖24為用於圖19a與19b的流程圖的第五掩膜。
圖25為用於圖19a與19b的流程圖的第六掩膜。
圖26為本發明的一個較佳實施例的側視圖。
圖27a為本發明的玻璃晶片的頂視圖。
圖27b為本發明的薄片的頂視圖。
圖28為本發明的一種配置的側視圖。
圖29為本發明的薄片的頂視圖。
圖30a-d為製造本發明的另一示例性實施例的示範性處理的流程圖。
圖31為用於圖30a-d的流程圖的第一掩膜。
圖32為用於圖30a-d的流程圖的第二掩膜。
圖33為用於圖30a-d的流程圖的第三掩膜。
圖34為用於圖30a-d的流程圖的第四掩膜。
圖35為用於圖30a-d的流程圖的第五掩膜。
圖36為用於圖30a-d的流程圖的第六掩膜。
圖37為用於圖30a-d的流程圖的第七掩膜。
圖38為用於圖30a-d的流程圖的第八掩膜。
圖39為用於圖30a-d的流程圖的第九掩膜。
圖40a與40b為從圖30a-d的流程圖製造的裝置的視圖。
圖41為本發明的掃描裝置的單個複製品陣列的頂視圖。
圖41a為圖40中所示的陣列的一部分的特寫圖。
圖1為按照本發明的微電動機械電視掃描裝置的一個第一較佳實施例的正交圖，第一較佳實施例具有一塊懸掛的十字(或其它)形中央板。掃描十字形中央板30(諸如用噴鍍n摻雜的多晶體材料製成)固定在一條柔性軸32上，該軸最好用與掃描十字形中央板30相同的材料製成並與之電連通。柔性軸32錨固在一個固定基座34上，該基座最好用與柔性軸32相同的材料製成並與之電連通。掃描十字形中央板30具有參照數字36、38、40與42所指示的臂。固定基座34上形成有電極44、46、48與50(諸如由噴鍍的鋁膜製成)。取決於作用在它們上面的電壓，電極44、46、48與50分別吸引或排斥運動十字形臂36、38、40與42。一個光電器件52(諸如雷射二極體或其它準直輻射發射器)或準直光感受器(或其它輻射檢測器)位於掃描十字形中央板30的頂部。與光電器件52的電連通是通過導線54′(諸如由噴鍍鋁膜製成)及電極54完成的電極最好用與導線54』相同的材料製成。另一個光感受器輻射檢測器或光發射器56可位於固定基座34上，其電連通由一條導線57(或接點隔離導體，諸如由噴鍍鋁膜製成)及由相同的材料製成的電極58(或接點隔離導體)建立。
圖1a為圖1中所示的掃描裝置的電路略圖。各示意性符號表示圖1中相同號碼的對應元件。反饋控制的振蕩器65驅動靜電致動器對36與44、38與46、40與48以及42與50。公共接地線67完成裝置的電路。裝置52與56或者是輻射發射器或者是輻射檢測器。
圖2與2a為本發明的掃描裝置的第二較佳實施例的頂視圖，第二實施例具有一個用萬向支架固定的運動板懸掛裝置。一塊柔性材料(諸如噴鍍n摻雜的多晶體)的薄片60位於固定基座34的上方，電極44、46、48與50形成在固定基座34上。薄片60用孔眼62穿成形成小的扭力柔性區64。此外，用孔眼62形成一個萬向支架環66及一中央萬向支架板68。萬向支架環66可以繞X軸66′自由轉動，而中央萬向支架板68則可以繞y軸68』自由轉動。外部電極54與光電器件52之間的電連通是由導線54′建立的。在薄片60上切割出通孔63以提供對電極44、46、48與50的進入口。圖2中所示的裝置懸掛在圖2a中的物件上方，它們之間留有充分的間隔以允許萬向支架環66與中央板68能自由越出平面轉動。如圖1中所示的裝置，一個靜止的輻射檢測器56可位於帶有一個相關的電極58的柔性片60上。
其它替代形式的萬向接頭機構也是可能的。具體地，有可能形成具有半球形圓柱形支承的萬向接頭裝置，以建立與一塊基板的低摩擦滾動接觸。允許諸如板60之類的板自由地響應諸如這裡所描述的電磁與其它機構所產生的力的這些替代形式的萬向接頭支承機構或其它機構視為包括在本專利說明書的範圍之內。
圖2b為圖2與2a中所示的掃描裝置的電路略圖。各示意符號表示圖2與2a中用相同號碼指的對應元件。反饋控制的振蕩器65驅動靜電致動器對36與44、38與46、40與48以及42與50。一條公共的接地線67完成裝置電路。器件52與56為輻射發射器或輻射檢測器兩者之一。
圖3為本發明的掃描裝置的第三較佳實施例的頂視圖，第三實施例具有一個交替的螺旋彈簧運動板懸掛裝置，而圖3a則為第三實施例的一種修正。柔性材料薄片60位於固定基座34上方，在固定基座34上由中央板72覆蓋的區域中形成有電極44、46、48與50。薄片60由孔眼62穿孔成形成長而窄的線性彈簧70的形式。此外，孔眼62形成經過修改的掃描十字形中央板72。掃描十字形中央板72是分別繞x與y軸68′或64′自由轉動的。電極54與光電器件52之間的電連通是由導線54′建立的。當在下方電極44、46、48及50與彈簧70之間作用一個電壓電位時，便沿螺旋彈簧70的全長作用了一個連續的力。由於各螺旋彈簧70是相當長的，沿彈簧70的全長作用的小力在連接在板72的點上引發一個相當大的偏移。
圖4為本發明的掃描裝置的第四較佳實施例的正交圖，第四實施例具有磁性致動的配置。掃描十字形中央板30包含一組形成在其上表面上的導電線圈74與76(諸如由噴鍍鋁膜形成)。電極78與80分別通過導電跡線與線圈74與76電連通。當掃描十字形中央板30位於一個磁場82中且在線圈74與76中以適當的方式調製電流時，掃描十字形中央板30將以任何要求的運動掃描。
圖4a為圖4中所示的掃描裝置的電路略圖。各示意符號表示圖4中用相同的號碼指示的對應元件。反饋控制的振蕩器65驅動運動的磁線圈74與76。一條公共接地線67完成裝置的電路。器件52為輻射發射器或輻射檢測器兩者之一。
圖5為本發明的掃描裝置的第五較佳實施例的正交圖，第五實施例具有壓電致動的配置。在固定基座34上形成壓電晶體84、86、88與90(諸如由噴鍍氧化鋅膜製成)，並支承掃描十字形中央板30。在從電極92、94、96與98(諸如由噴鍍鋁膜製成)，分別通過壓電晶體84、86、88與90分別到運動十字臂36、38、40與42並向下通過柔性軸32之間建立電連通。電極92、94、96與98與固定基座34電隔離。
圖5a為圖5中的掃描裝置的電路略圖。各示意符號表示圖5中編號的對應元件。反饋控制的振蕩器65驅動壓電致動器組36、84與92；38、86與94，40、88與96；以及42、90與98。一條公共接地線67完成裝置的電路。器件52是輻射發射器或輻射檢測器兩者之一。
圖6為本發明的掃描裝置的第六較佳實施例的正交圖，第六實施例具有熱致動的配置。熱雷射器100a-d發射包含適當波長上的光或其它輻射的對應的光或其它輻射束102a-d，在區104的對應部位上加熱柔性軸32。在選自束組102a-d的光或其它輻射的束(或多束)加熱了柔性軸32的區104之後，柔性軸32便從熱源方向上彎離，在本例中從選擇的輻射束102a-d的方向上彎離。通過用雷射器100a-d適當地改變區104的加熱與冷卻，掃描十字形中央板30將在要求的方向上掃描。
圖6a為圖6中所示的掃描裝置的電路略圖。各示意符號表示圖6中相同編號的對應元件。一條公共接地線67完成裝置的電路。器件52是輻射發射器或輻射檢測器兩者之一。
如圖1與圖2及2a所表示的，示出了兩種掃描機構的樣式。
圖7a示出了柔性軸32上的運動板繞一條單一的軸的高擺幅動作。運動十字形中央板106的虛像圖示出偏移的一個極端(示出彎曲的柔性軸32)，而掃描十字形中央板30的實像則示出偏移的另一極端。在這一情況中掃描十字形中央板30所經歷的視角108與中央板30裝有一準直器時相關聯的接受視野109相比是寬的。
圖7b示出在一條柔性軸上繞一條單一的軸的運動板的低擺幅動作。掃描十字形中央板110的虛像圖示出偏移的一個極端，而掃描十字形中央板30的實像示出偏移的另一極端。在這一情況中掃描十字形中央板30所經歷的視角112是窄的，但與中央板30裝有一準直器時相關聯的接受視野113相比仍然較大。
圖7c示出支承萬向支架板68的萬向支架座上的運動板的高擺幅動作。運動萬向板68的虛像圖示出偏移的一個極端，而掃描萬向支架板68的實像則示出偏移的另一極端。在這一情況中掃描十字形中央板68所經歷的視角108與中央板68裝有一準直器時相關聯的接受視野109相比是寬的。
圖7d示出在一個萬向支架座上繞一條單一的軸的運動板68的低擺幅動作。掃描中央萬向支架板68的虛像圖示出偏移的一個極端，而掃描萬向支架板68的實像則示出偏移的另一極端。在這一情況中掃描十字形中央板68所經歷的視角112是窄的，但與萬向支架板68裝有一準直器時相關聯的接受視野113相比，仍然較大。
從圖7a-d，很明顯，增加對致動部件的信號輸入的波幅，便增加了掃描器的視角。從而，通過改變對掃描機構的信號，便能容易地隨意改變掃描器的視角。這產生了變焦距透鏡(即變焦鏡)的效應，而無需相關的複雜光學器件。然而在減小總體視野時，必須採取措施來減小準直器的瞬時視野，反之亦然。
圖8為本發明的一個較佳實施例上的一個光電器件與一條導線之間的電連通的詳圖。它示出了光電器件52與電極54之間通過導線54′的電連通。一種絕緣材料114(諸如由噴鍍氧化矽製成或者最好是氮化矽膜)將導線54′與掃描十字形中央板30、固定基座34及柔性軸32電絕緣。
圖9為按照本發明的掃描雷射器配置的詳圖。疊置的二極體雷射器116的底部與掃描十字形中央板30及柔性軸32電連通，導電環118與疊置的二極體雷射器116的頂層及導線54′電連通。絕緣材料114起到對導電環118的機械支承及對導電環118及導線54′的電絕緣體的作用。疊置的二極體雷射器116產生光或其它準直的輻射束120。
圖10為按照本發明的光學準直光感受器或其它輻射檢測器配置的詳圖。透明材料(諸如由噴鍍氧化矽製成)製成的透鏡122將進入光線或其它輻射線124聚焦在一個光敏半導體結126(諸如由P摻雜的矽製成)上。導線54′及絕緣材料114起到與圖8相同的作用。
圖11為按照本發明的管準直光感受器或其它輻射檢測器配置的詳圖。由導電材料(諸如由噴鍍鋁製成)製成的管128將進入的入射光線或其它輻射線130導通到一個光敏半導體結126上。管128同時防止一切離軸光或射線132或輻射到達光敏半導體結126。管128具有用角133定義的視野。管128與掃描十字形中央板30及柔性軸32電絕緣，但是與光敏半導體結126及導線54′電連通。導線54′及絕緣材料114起到與圖8中相同的作用。
圖11a為按照本發明的雷射器與梯度標度透鏡組合準直的光感受器或其它輻射檢測器的詳圖。梯度標度折射元件85位於輻射檢測器126上方。梯度標度折射元件85執行與圖10中的透鏡122所執行的相似功能。光線83被準直及導向至輻射檢測器81。一個梯度標度折射元件是一個非常選擇性的準直器，它只在其前表面與輻射檢測器126之間的相當小的距離上工作。圖11a還是圖2與2a中所示的配置的側視圖。電極基座147對應於圖2a中的34。
圖12為按照本發明的裝備有組合準直輻射發射器與準直輻射檢測器配置的運動反射器的詳圖。疊置的二極體雷射器116的功能與圖9中的相同，而管準直的輻射檢測器126的功能與圖11中的相同。需要一條附加的導線91來電連通光敏半導體結126與一個外部電極。
圖13為按照本發明的運動反射器配置的詳圖。該裝置與圖1中所描述的相同方式致動，除外用一個反射器136(諸如由噴鍍鋁膜製成)來替代光電器件52。
圖13a為圖13中所示的掃描裝置的電路略圖。各示意符號表示圖13中具有相同號碼的對應元件。反饋控制的振蕩器65驅動靜電致動器對36與44、438與46、40與48以及42與50。一條公共接地線67完成裝置電路。
圖14示出用作飛點掃描器的本發明的一個實施例的動作。掃描器138是在圖9中詳述的配置中，帶有一個光感受器56位於固定基座34上。疊置的二極體雷射器116(見圖9)發出的光束140以諸如用參照數字144指示的光柵掃描運動等運動圖式跨越目標142被掃描。從目標142反射的光束146中的一切光線由位於固定基座34上的光感受器56檢測。
圖14a為掃描器138的正交圖。其部件基本上與圖14中所示的第一較佳實施例相同，並且對應的部件具有對應的參照數字。
圖15示出用作電視監視器的本發明的一個實施例的動作。掃描器148是在圖9中詳述的配置中。疊置的二極體雷射器116發出的光束140以諸如用參照數字144所指示的光柵掃描運動等運動圖式跨越一個不透明屏幕150被掃描。位於不透明屏幕150前方的觀看者154能觀看到從不透明屏幕150反射的光束152中的任何光線。如果不透明的屏幕150/為半透明的，則在不透明屏幕150上產生的圖象能被位於不透明屏幕150後方的觀看者156觀看到。
圖16示出用作圖象析象器的本發明的一個實施例的動作。掃描器158是在圖10或圖11中詳述的配置中，帶有一個位於固定基座34上的光電發射器56。準直光感受器126(見圖10或11)檢測從圖象區164反射出的環境光束152。準直光感受器126以諸如用參照數字166指示的光柵掃描運動等運動圖式跨越圖象區164被掃描。環境光束152是由外部光源168或位於掃描器158的固定基座34上的自含的光電發射器160供給的。
圖17示出用作反射性飛點掃描器的本發明的一個實施例的動作。掃描器170是在圖13詳述的配置中，帶有增加的位於固定基座34上的一個光感受器56。位於固定基座34上的光感受器56檢測從目標142(見圖17)反射出的光束140。
圖18示出用作反射型圖象析象器的本發明的一個實施例的動作。掃描器170是在圖13詳述的配置中。準直光感受器174檢測圖象區164中的一個目標反射出的環境光束162。準直光感受器174以參照數字166指示的運動跨越圖象區164被掃描。位於固定基座32上的輻射檢測器43檢測從目標99反射的環境光束162。
圖19a與19b為用於製造本發明的示例性實施例的示範處理的流程圖。示範處理中的步驟為熟悉製造微電子電路技術的人員所熟知的傳統處理中的普通傳統步驟。處理從一塊適當地產生的毛坯上切下的一塊n摻雜的矽材料晶片開始(步驟200)。這一晶片用作本發明的微電動機械電視掃描器的基座。接著，在n摻雜的矽材料晶片的表面上噴鍍一薄層氮化矽(步驟202)。這在基座與本發明的掃描器致動器之間產生一個絕緣體。接著在步驟202中放置的絕緣層上噴鍍一層鋁(步驟204)。這用作將要形成致動器(具體地，致動器電極44、46、48與50)的材料。在鋁層的表面上塗一層光刻膠(步驟206)，通過第一掩膜將其曝光(步驟208)。
圖20為用在圖19a與19b的流程圖中的第一掩膜。第一掩膜導致圖19a的步驟206中塗的光刻膠使鋁層對蝕刻劑敏感，而導致去掉除不通過圖20中所示的掩膜曝光的區域以外的所有區域中的鋁層與氮化物層。因此，第一掩膜生成要掩蓋的四個大致上箭頭形的區域180，而使固定基座34的上表面上的其餘氮化物與鋁層對蝕刻劑敏感。
返回到圖19a與19b的流程圖，按照傳統的處理技術，將不受第一掩膜保護的鋁與氮化矽層部分分別蝕刻掉(步驟210與212)。此後，從最上面的鋁層的剩餘部分的上表面上剝掉步驟206中塗覆的光刻膠(步驟214)。
接著在晶片的基座、氮化矽與鋁層上形成一厚層氧化矽(步驟216)。步驟216中所塗覆的氧化矽層的目的為將鋁層與換能器的其餘部分電絕緣，並且其厚度大到足以產生所要求的電絕緣程度。然而，這一層的主要目的為裝置的進一步構造提供支承。最終，這一層將通過蝕刻清除掉。下面，按照第二掩膜的圖案182在氧化物厚層上形成第二層光刻膠(步驟218)。圖21為用在圖19a與19b的流程圖中的第二掩膜。它定義在以前形成的鋁電極上要電絕緣並且要在上面噴鍍多晶矽的區域。
返回到圖19a的流程圖，通過第二掩膜曝光步驟218中所塗覆的光刻膠層來定義絕緣體的形狀(最好採用放置在鋁電極上的一厚層氧化矽的形式)(步驟220)。接著，從通過第二掩膜曝光的區域中蝕刻掉厚的氧化矽層(步驟222)，而留下所要求的絕緣體(即厚的氧化矽補片)。形成了絕緣補片之後，剝掉步驟218中塗覆的光刻膠(步驟224)。
圖19a與19b的流程圖中描述的處理的下一階段定義本發明的掃描器的第二較佳實施例的萬向支架(見圖2與2a)。在絕緣的(用厚的氧化矽層放置在上面)鋁電極上噴鍍一層傳統的多晶矽(步驟226)，並在多晶矽層的上表面上形成一層光刻膠(步驟228)。通過第三掩膜曝光多晶矽層(步驟230)。圖22為用在圖19a與19b的流程圖中的第三掩膜。第三掩膜定義了建立萬向支架機構的孔眼184，萬向支架機構容許掃描器響應將要作用在它上面的電信號機械地運動。蝕刻掉一個附加的多晶矽186的區域，用來提供下方鋁電極的未來連接開口。圖22中所示的萬向支架具有互相正交配置的兩對交點。如果需要，在這一階段中可構成任何其它類型的萬向接頭裝置，諸如圖3中所示的螺旋萬向支架。
如圖19a所示，按照通過第三掩膜曝光光刻膠產生的圖案，蝕刻掉步驟226中噴鍍的多晶矽層(步驟232)，然後剝掉步驟228中塗覆的光刻膠(步驟234)。
在處理的下一階段中，製造掃描器的上表面上的光電二極體126(見圖10與11)。處理從製造過程的這一階段上的裝置的整個上表面上塗覆一層光刻膠開始(步驟236)。然後通過第四掩膜曝光所塗覆的光刻膠(步驟238)。圖23為用在圖19a與19b的流程圖中的第四掩膜。第四掩膜在掃描器的中心定義兩個小圓180。通過這兩個小圓180注入P型離子以生成光電二極體126的Pn結(步驟240)，以及將步驟236中塗覆的光刻膠剝掉(步驟242)。
處理的下一階段為製造步驟236-242中形成的光電二極體126與外部世界之間的絕緣連接。首先，在處理的這一階段產生的掃描器的上表面上形成一薄層氮化矽(步驟244)。這將用作內部連接與掃描器的其餘部分之間的絕緣體114(見圖10與11)。接著在步驟244中所形成的薄氮化物層上噴鍍一層鋁層(步驟246)。此後，塗覆一層光刻膠(步驟248)並通過第五掩膜曝光光刻膠(步驟250)。
圖24為用在圖19a與19b的流程圖中的第五掩膜。第五掩膜生成前面形成的光電二極體192與墊片194之間的電跡線190。按照第五掩膜的圖案剝掉步驟246中形成的鋁層(步驟252)，剝掉步驟244中噴鍍的氮化物層(步驟254)，然後剝掉步驟248中塗覆的光刻膠(步驟256)。
在圖19a與19b的流程圖中所示的處理的下一階段中，通過從下部切開步驟216中形成的氧化物將得到的薄層與矽材料的原來晶片所構成的基座層分離而構成十字形中央板與萬向支架環。這是通過塗覆一層光刻膠(步驟258)並通過第六掩膜曝光光刻膠(步驟260)而完成的。圖25為用在圖19a與19b的流程圖中的第六掩膜的實例。
按照步驟258中塗覆的並在步驟260中曝光的光刻膠的圖案196，用快速蝕刻劑蝕刻掉厚的氧化物層(步驟262)。這導致蝕刻掉光電二極體下面的氧化物，只留下在其上面形成有光電二極體的一薄層抬起的多晶矽。
現在已在n摻雜的晶片的基座材料的上表面上形成了本發明的掃描器的示範性實施例，通過切割該晶片而將其與晶片的其餘部分分離(步驟264)。熟悉本技術者應能理解通過採用傳統的微電路處理技術，可同時製造掃描器的許多複製品。此後，將單個裝置裝在基座上(步驟266)並與步驟244-256中形成的墊片之間構成適當的電連接(步驟268)。得到的便是所要求的掃描器。
圖26a、27a與27b為按照本發明的運動反射器配置的詳圖。圖26為該配置的側視圖。從雷射二極體116發出的光270由鍍鋁或其它介電反射器做成的全息光學元件272反射準直。全息光學元件272製造在一塊透明玻璃晶片274上，如下面將討論的。用倒裝焊料球276將玻璃晶片274懸在薄膜60上方。將全息光學元件272所反射與準直的光導向中央掃描板反射鏡68，從那裡通過透明玻璃晶片274將其導向正在成象的目標。
圖27a為玻璃晶片274的頂視圖。一個反射復蓋物278防止從雷射二極體116發出的散射光。全息光學元件272是製造在反射覆蓋物280上的。
圖27b為薄膜60的頂視圖。一個附加的靜止光電檢測器282連接在用於電連接的一個檢拾器284上。這一檢拾器檢拾從成象目標反射的光。光電檢測器56與電極58的配置與圖2中的相同。
圖28與29為按照本發明的運動反射器圖象析象器掃描器配置的詳圖。圖28為該配置的側視圖。除光徑93、輻射檢測器126及帶有一個相關電極284的靜止輻射發射器282之外，圖28與29中的裝置與圖26中的相同。
圖29為薄片60的頂視圖。一個附加的靜止輻射發射器282連接在用於電連接的一個電極284上。輻射發射器282照明正在成象的目標。下方電極配置與圖2a中的相同。電極基座147對應於圖2a中的34。
圖30a-d為製造本發明的示例性實施例的另一種示範性處理的流程圖。示範處理中的步驟為熟悉製造微電子電路的技術人員所熟悉的傳統處理中的普通傳統步驟。處理從一塊適當地製成的毛坯上切下的一片n摻雜的矽材料晶片開始(步驟300)。
然後在矽晶片上塗覆光刻膠(步驟302)，並對掩膜1a(圖31)曝光(步驟304)。然後顯影光刻膠(步驟306)。然後注入離子到矽晶片(步驟308)以按照由顯影的光刻膠曝光的區域建立一個p摻雜的區。然後從矽晶片上剝掉光刻膠(步驟310)。步驟302至310形成一個將n-p結光電二極體126從周圍的晶片電隔離的p摻雜區285。
然後在矽晶片上塗覆光刻膠(步驟312)並對掩膜2a(圖32)曝光(步驟314)。然後顯影光刻膠(步驟316)。然後按照由顯影的光刻膠曝光的區域，在矽晶片上注入離子(步驟318)以建立一個n摻雜區。然後從矽晶片上剝掉光刻膠(步驟320)。步驟312至320形成一個將成為來自矽晶片的n-p結光電檢測器的n側的n摻雜區286。
在矽晶片的面上鍍一層多晶矽(步驟322)。然後在矽晶片上塗覆光刻膠(步驟324)並對掩膜3a(圖33)曝光(步驟326)。然後顯影光刻膠(步驟328)。然後按照由顯影的光刻膠曝光的區域，蝕刻多晶矽層(步驟330)。然後從多晶矽層上剝掉光刻膠(步驟332)。步驟322至332形成帶有貫通蝕刻區288、區290及區291的多晶矽層，區288是為n-p結光電二極體126而被清除的，區290是為對下方靜電致動器電極的引線連接的通孔而被清除的，而區291則用於萬向支架結構。
在矽晶片的面上鍍一層薄的氮化矽(步驟334)。然後在矽晶片上塗覆光刻膠(步驟336)並對掩膜4a(圖34)曝光(步驟338)。然後顯影光刻膠(步驟340)。按照由顯影的光刻膠曝光的區域蝕刻薄的氮化矽層(步驟342)。然後從薄氮化矽層上剝掉光刻膠(步驟344)。步驟334至344形成帶有為進入n-p結隔離的光電檢測器126而清除的通孔292的一個絕緣層。
在矽晶片的面上噴鍍一層鋁(步驟346)。然後在矽晶片上塗覆光刻膠(步驟348)並對掩膜5a(圖35)曝光(步驟350)。然後顯影光刻膠(步驟352)。然後按照由顯影的光刻膠曝光的區域，蝕刻鋁層(步驟354)。然後從鋁層上剝掉光刻膠(步驟356)。步驟346至356形成來自n-p光電檢測器的n摻雜區的導體293、用於n-p光電檢測器的p摻雜區的導體294、倒裝焊接片295及掃描反射鏡反射表面296。
然後轉動矽晶片來處理其背面(步驟358)。然後在矽晶片的背面上塗覆光刻膠(步驟360)並對掩膜6a(圖36)曝光(步驟362)。然後顯影光刻膠(步驟364)。然後按照由顯影的光刻膠曝光的區域，蝕刻矽晶片貫通到多晶矽層(步驟366)。然後從矽層背面上剝掉光刻膠(步驟368)。步驟358至368從晶片背面到多晶矽層形成一個深井297。這一深井297除了提供對下方靜電致動器墊片的引線入口以外，還允許萬向支架轉動出多晶矽層的平面。
接著切割矽晶片(步驟370)以分離單個的掃描器單元供進一步處理。
包含靜電致動器電極的下層是形成在與步驟300-370中所用的矽晶片相同尺寸的一塊玻璃晶片298上的。
在玻璃晶片的面上噴鍍一層鋁(步驟374)。然後在玻璃晶片上塗覆光刻膠(步驟376)並對掩膜7a(圖37)曝光(步驟378)。然後顯影光刻膠(步驟380)。按照顯影的光刻膠曝光的區域，蝕刻鋁層(步驟382)。然後從鋁層上剝掉光刻膠(步驟384)。步驟374至384形成下方靜電電極430、432、434與436。
然後將玻璃晶片切割成與步驟370中切割的矽晶片掃描器部件相同大小(步驟386)。
包含掃描器的光學元件的上層是形成在比步驟300-370中所用的矽晶片小的玻璃晶片上的。然後轉動這一玻璃晶片以便背面處理(步驟372)。
在矽晶片的背面噴鍍一層鋁(步驟392)。然後在玻璃晶片上塗覆光刻膠(步驟394)並對掩膜8a(圖38)曝光(步驟396)。然後顯影光刻膠(步驟398)。然後按照顯影的光刻膠曝光的區域蝕刻鋁層(步驟400)。然後從鋁層上剝掉光刻膠(步驟402)。步驟392至402形成最終的組裝使用的倒裝焊接墊片438。然後轉動玻璃晶片到正面供進一步處理。
在玻璃晶片的正面上噴鍍一層鋁(步驟406)。然後在玻璃晶片上塗覆光刻膠(步驟408)並對掩膜9a(圖39)曝光(步驟400)。然後顯影光刻膠(步驟412)。然後按照顯影的光刻膠曝光的區域，蝕刻鋁層(步驟414)。然後從鋁層上剝掉光刻膠(步驟416)。步驟406與414形成反射的不透明區440、全息光學元件442及清除區444。
最後，將較小的玻璃晶片切割成略小於步驟370-386所切割的晶片的大小。裝置最終的組裝包括將步驟372-386中形成的切割後的下方電極片安裝在步驟300-370中製造的切割後的矽片上。將這些片對準並用先用技術中已知的粘接、焊接或電焊技術連接。將裝置的上方光學晶片的背面與切割後的矽片的正面連接(步驟422)。連接方法採用先有技術中已知的倒裝焊接。將步驟350與396中形成的焊接墊片用在倒裝焊接處理中。然後將整個組件焊接在一個封裝組件中(步驟426)，而將掃描鏡88暴露在外部環境中。最後將引線連接在組件上(步驟428)供對外部器件的連接。圖40a與40b分別為矽片與上方光學晶片的頂視圖。這一器件分別與圖29與29a中所示的器件十分相似。差別在於缺少輻射源282、相關的電極284，及增加了一個帶有接地線452與有源引線454的結隔離的n-p結光電檢測器450。光電檢測器450是用n摻雜的矽製成的，而有源引線454則是用p摻雜的矽製成的。這種配置防止了來自致動器信號的電幹擾。
圖41為本發明的掃描裝置的單個複製品的陣列的頂視圖。陣列450通常由一個矩形取向的掃描裝置構成，掃描裝置的複製品之間共用它們的邊沿。掃描裝置的單個複製品能蝕立工作，或者在諸如一臺編程的計算機等控制器的協調控制下工作，以達到諸如偽三維視覺顯示的效果。類似地，掃描裝置的一個陣列450與單個的掃描器相比能快得多地抽樣一個視覺場景。
圖41a為圖40中所示的陣列450的一部分的特寫圖。如通過參照圖41a能看到的，創造性掃描器的單個複製品具有諸如圖1中所示的單個掃描器的特徵。
從而可以看出，有效地達到了上面提出的及在以上描述中顯露出的目的，並且由於可以不脫離本發明的範圍而在上述構造中作出一定的改變，包含在以上描述或示出在附圖中所有事物都應作為示例性而不是在限制性意義上加以解釋。
也應理解，下述權利要求書旨在覆蓋這裡所描述的發明的所有總的與特定的特徵，並且作為語言問題，本發明的範圍的所有陳述都可說是落在其中的。
權利要求
1.一種掃描裝置，包括一塊基板；位於基板上的一個柔性接頭；連接在柔性接頭上的一個支座；形成在基板、柔性接頭及支座中至少一個上的一個致動器，該致動器能使支座相對於基板運動；以及該支座的上表面上的一個輻射準直元件。
2.權利要求1的掃描裝置，其中該光學元件為一個輻射檢測器件，該掃描裝置還包括至少一個從基板通到輻射檢測器件的導電體。
3.權利要求2的掃描裝置，還包括在輻射到達輻射檢測器件之前準直輻射的輻射準直器。
4.權利要求3的掃描裝置，其中該準直器為形成在支座中的一個圓柱形孔，該圓柱形孔的軸向尺寸比垂直於該圓柱形孔的軸向維度的任何方向上的圓柱形孔的最大尺寸長許多倍。
5.權利要求1中的掃描裝置，其中該光學元件為一個準直的輻射發射器件，該掃描裝置還包括從基板通到準直的輻射發射器件的至少一個導電體。
6.權利要求5的掃描裝置，其中該準直輻射發射器件為一個雷射器。
7.權利要求6的掃描裝置，其中該雷射器為形成在支座中的一個半導體雷射器。
8.權利要求1的掃描裝置，其中該光學元件為一個輻射反射器件。
9.權利要求8的掃描裝置，其中該輻射反射器件是與一個集成的靜止準直輻射發射器組合的。
10.權利要求8的掃描裝置，其中該輻射反射器件是與一個集成的靜止準直輻射檢測器組合的。
11.權利要求1的掃描裝置，其中該致動器包含一個靜電換能器，用於將電信號轉換成靜電能量。
12.權利要求1的掃描裝置，其中該致動器包含一個換能器，用於將電信號轉換成熱能。
13.權利要求1的掃描裝置，其中該致動器包含一個壓電換能器，用於將電信號轉換成機械能。
14.權利要求1的掃描裝置，其中該致動器包含一個換能器，用於將電信號轉換成電磁能。
15.權利要求11的掃描裝置，其中該支座包含一個具有形成為兩對的四條臂的中央件，該換能器能獨立地作用在各對相對的臂上。
16.權利要求1的掃描裝置，其中該柔性接頭允許致動器令基板、柔性接頭與支座中至少一個在至少一個維度上運動。
17.權利要求13的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一個形成在基板與支座之間的萬向支架，該萬向支架允許支座在兩個維度上相對於基板運動。
18.權利要求13的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一個形成在基板與支座之間的螺旋彈簧懸掛裝置，該螺旋彈簧懸掛裝置允許支座在兩個維度上相對於基板運動。
19.權利要求13的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一種連接至並升起在基板上方的結構。
20.權利要求1的掃描裝置，其中該光學元件至少響應兩種獨立波長的輻射，並生成表示其對這至少兩種波長的輻射的響應的信號。
21.構成掃描裝置的一種方法，包括下述步驟(a)構成一塊基板；(b)在基板上構成一個柔性接頭，該柔性接頭是用第二種材料製成的；(c)在柔性接頭上連接一個支座；(d)在基板、柔性接頭與支座中至少一個上構成一個致動器，該致動器能令支座相對於基板運動；以及(e)在支座的上表面上構成一個輻射準直元件。
22.一種掃描裝置，包括用第一種材料製成的一塊基板；位於基板上方的一個柔性接頭，該柔性接頭是用第二種材料製成的；連掃在柔性接頭上的一個支座，該支座是用第三種材料製成的；構成在基板、柔性接頭與支座中至少一個上的一個致動器，該致動器能令支座相對於基板運動；以及支座的上表面上的一個光學元件。
23.權利要求22的掃描裝置，其中該光學元件為一個光敏器件，該掃描裝置還包括從基板通到光敏器件的至少一個導電體。
24.權利要求23的掃描裝置，還包括一個在光線到達光敏器件之前準直光線的光準直器。
25.權利要求24的掃描裝置，其中該準直器是形成在支座中的一個圓柱形孔，該圓柱形孔的軸向尺寸比垂直於圓柱形孔的軸向維度的任何方向上的圓柱形孔的最大尺寸長許多倍。
26.權利要求22的掃描裝置，其中該光學元件為一個發光器件，該掃描裝置還包括從基板通到發光器件的至少一個導電體。
27.權利要求26的掃描裝置，其中該發光器件為一個雷射器。
28.權利要求27的掃描裝置，其中該雷射器為構成在支座中的一個半導體雷射器。
29.權利要求22的掃描裝置，其中該光學元件為一個光反射器件。
30.權利要求22的掃描裝置，其中該致動器包含一個換能器，用於將電信號轉換成熱能。
31.權利要求22的掃描裝置，其中該致動器包含一個壓電換能器，用於將電信號轉換成機械能。
32.權利要求22的掃描裝置，其中該致動器包含一個換能器，用於將電信號轉換成電磁能。
33.權利要求32的掃描裝置，其中該支座包含一個具有形成為兩對的四條臂的十字形部件，該換能器能獨立地作用在各對相對的臂上。
34.權利要求22的掃描裝置，其中該柔性接頭允許致動器令基板、柔性接頭與支座中至少一個在至少一個維度上運動。
35.權利要求34的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一個構成在基板與支座之間的萬向接頭，該萬向接頭允許支座在兩個維度上相對於基板運動。
36.權利要求34的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一個構成在基板與支座之間的螺旋彈簧懸掛裝置，該螺旋彈簧懸掛裝置允許支座在兩個維度上相對於基板運動。
37.權利要求34的掃描裝置，其中該柔性接頭包含一種連接至並升起在基板上方的結構。
38.權利要求22的掃描裝置，其中該光學元件至少響應兩種獨立波長的光線，並產生表示其對這至少兩種波長的光線的響應的信號。
39.一種構成掃描裝置的方法，包括下述步驟(a)用第一種材料構成一塊基板；(b)在基板上方構成一個柔性接頭，該柔性接頭是用第二種材料製成的；(c)在柔性接頭上連接一個支座，該支座是用第三種材料製成的；(d)在基板、柔性接頭與支座中至少一個上構成一個致動器，致動器能令支座相對於基板運動；以及(e)在支座的上表面上構成一個光學元件。
全文摘要
一種用於電視圖象掃描或相關功能的電致動的微電動機械電視掃描裝置。該掃描裝置能以具有亞毫米範圍內的特徵尺寸的形式製造。該掃描裝置還包括一塊具有兩個自由度的電致動板(30)。一個準直輻射發射器、準直輻射檢測器(52)或其它適當的器件可置於板上或從板上反射出，以方便該裝置作為一飛點掃描器、電視圖象析象器或電視顯示器工作。該掃描裝置能類似於單片集成電路製造。
文檔編號G02B26/10GK1127554SQ94192829
公開日1996年7月24日 申請日期1994年7月19日 優先權日1993年7月19日
發明者麥可·D·詹森 申請人:米德凱姆公司