盲专网 - 直接光驱动扫描微镜

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2012-06-04

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2012-11-07

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2015-04-01

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2032-06-04

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201210180066.4	申请日	2012-06-04
公开/公告号	CN102662235B	公开/公告日	2015-04-01
授权日	2015-04-01	预估到期日	2032-06-04
申请年	2012年	公开/公告年	2015年
缴费截止日
分类号	G02B26/10 、B81B7/00	主分类号	G02B26/10
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	5
权利要求数量	6	非专利引证数量	0
引用专利数量	7	被引证专利数量	0
非专利引证
引用专利	CN202720387U、US2005/0117235A1、JP特开2007-286129A、CN101852917A、JP特开2008-46591A、CN101393105A、CN101488724A	被引证专利
专利权维持	8	专利申请国编码	CN
专利事件	转让	事务标签	公开、实质审查、授权、权利转移

申请人信息

申请人	凝辉(天津)科技有限责任公司	第一申请人	凝辉(天津)科技有限责任公司
专利权人	凝辉(天津)科技有限责任公司	当前专利权人	蚌埠尚维知识产权运营有限公司
发明人	徐英舜	第一发明人	徐英舜
地址	天津市高新区华苑产业园区华天道2号火炬大厦辅楼235室	邮编	300384
申请人数量	1	发明人数量	1
申请人所在省	天津市	申请人所在市	天津市高新区

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

摘要

一种直接光驱动扫描微镜，它包括微驱动器、平面弹簧、可动镜片和微透镜。微驱动器的输出端与平面弹簧的输入端相连，平面弹簧的输出端与可动镜片的输入端相连，微透镜的输出端与微驱动器的输入端相连；每个器件包括1个可动镜片、2个平面弹簧、2个微驱动器和1个微透镜，可动镜片与2个平面弹簧相连，每个平面弹簧与1个微驱动器相连；本发明采用硅微加工技术制成，可由入射激光中的特定波长驱动激光直接驱动镜片完成扫描，从而免除传统的电气连接相关的引线键合工序，结构简单，成本低廉。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2020-12-11	专利权的转移	登记生效日: 2020.11.30 专利权人由凝辉(天津)科技有限责任公司变更为蚌埠尚维知识产权运营有限公司地址由300384 天津市高新区华苑产业园区华天道2号火炬大厦辅楼235室变更为233000 安徽省蚌埠市蚌山区光彩大市场8区32栋10号
2	2015-04-01	授权
3	2012-11-07	实质审查的生效	IPC(主分类): G02B 26/10 专利申请号: 201210180066.4 申请日: 2012.06.04
4	2012-09-12	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：它包括微驱动器、平面弹簧、可动镜片和微透镜；所述的微驱动器的输出端与所述的平面弹簧的输入端相连，所述的平面弹簧的输出端与所述的可动镜片的输入端相连，所述的微透镜的输出端与所述的微驱动器的输入端相连；每个所述的直接光驱动扫描微镜包括1个所述的可动镜片、2个所述的平面弹簧、2个所述的微驱动器和1个所述的微透镜，每个所述的可动镜片与2个所述的平面弹簧相连，每个所述的平面弹簧与1个所述的微驱动器相连；所述的微驱动器采用微加工技术制成，基于双金属效应，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅，金属，金属氧化物，用于将外部输入的驱动信号通过双金属效应转换为机械形变；所述的平面弹簧采用微加工技术制成，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅；所述的可动镜片采用微加工技术制成，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅。

2.如权利要求1所述的一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：所述的微驱动器采用微加工技术制成，基于双金属效应，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅，金属，金属氧化物。

3.如权利要求1所述的一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：所述的可动镜片的机械偏转角度为0-45度。

4.如权利要求1所述的一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：所述的平面弹簧采用微加工技术制成，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅。

5.如权利要求1所述的一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：所述的可动镜片采用微加工技术制成，由多层材料组成，其中多层材料包括硅，二氧化硅。

6.如权利要求1所述的一种直接光驱动扫描微镜，其特征在于：所述的可动镜片的反射波长为300-1550纳米。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于光学扫描的微机电系统器件，特别是采用激光直接驱动微驱动器。

背景技术

[0002] 采用硅微加工技术制造的微型光学扫描器件在光学扫描，光学成像，激光投影等领域有非常重要的应用。特别是在光学内窥成像领域，集成有微型光学扫描器件的成像探针可在人体各种直径的管道(如血管，消化道等)内完成扫描，与外部的光学成像设备相结合，从而获得人体组织二维图像或三维图像。

[0003] 通常，微型光学扫描器件都采用铝或金导线键合技术在器件表面的焊盘与外部金属导线之间建立稳定可靠的电气连接，从而接收外部电驱动信号以完成扫描工作。金属引线键合工艺存在一定的失效风险。对于某些特殊应用，如上述的光学内窥成像应用，进入人体内的设备需要尽可能地简化设计以提供更佳的可靠性和安全性，并进一步缩小设备的体积。由于微型光学扫描器件用于光学扫描，必然会有激光光束投射到微型光学扫描器件的可动镜片表面，因此提供了采用光电转换技术将入射激光光束的部分能量转换为驱动微型光学扫描器件的电信号的可能性。

[0004] 本发明提出一种用于光学扫描的微机电系统器件，特别是采用激光直接驱动微驱动器。主要通过与微驱动器连接的微透镜聚焦入射激光光束，从而在微透镜的聚焦区域获得高热量以直接驱动基于双金属效应的微驱动器。本发明免除了传统的必不可少的微机电系统器件的金属引线键合工序，进一步缩小了体积，进一步提高了可靠性和安全性。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提出一种直接光驱动扫描微镜，特别是采用激光直接驱动微驱动器。主要通过与微驱动器连接的微透镜聚焦入射激光光束，从而在微透镜的聚焦区域获得高热量以直接驱动基于双金属效应的微驱动器。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用技术方案是：它包括微驱动器、平面弹簧、可动镜片和微透镜。微驱动器的输出端与平面弹簧的输入端相连，平面弹簧的输出端与可动镜片的输入端相连，微透镜的输出端与微驱动器的输入端相连；每个器件包括1个可动镜片、2个平面弹簧、2个微驱动器和1个微透镜，可动镜片与2个平面弹簧相连，每个平面弹簧与1个微驱动器相连；

[0007] 所述的微驱动器采用微加工技术制成，基于双金属效应，由多层材料，如硅，二氧化硅，金属，金属氧化物等组成，用于将外部输入的驱动信号通过双金属效应转换为机械形变；

[0008] 所述的平面弹簧采用微加工技术制成，由多层材料，如硅，二氧化硅等组成，用于将微驱动器一端的位移传递给可动镜片；

[0009] 所述的可动镜片采用微加工技术制成，由多层材料，如硅，二氧化硅等组成；可动镜片的表面镀有高反射率的薄膜；

[0010] 所述的微透镜采用微加工技术制成，位于直接光驱动扫描微镜芯片表面，与微驱动器的固定端相连，具有低热阻，与周围芯片部分相隔开，利用空气构成高热阻，阻止热量自由扩散，将热量聚集在微驱动器的固定端周围，使热量仅仅能向微驱动器传播；

[0011] 本发明的工作原理是这样的：入射激光光束由多束激光组成，一种照射在直接光驱动扫描微镜的可动镜片上为工作激光，另一种照射在直接光驱动扫描微镜的微透镜上为驱动激光。工作激光可以为单频激光或宽带低相干激光，取决于光学成像设备的要求；驱动激光为单频激光，其波长与微透镜的透射波长相匹配。驱动激光通过微透镜据聚焦在微驱动器的固定端产生足够高的热量，热量向微驱动器内的多层材料扩散，使微驱动器的温度上升。微驱动器为多层材料构成，不同的材料具有不同的热膨胀系数，因此随着温度上升，微驱动器会发生形变，向热膨胀系数较小的材料一侧弯曲。微驱动器的一端固定在硅片上，另一端通过平面弹簧连接在可动镜片上。不同强度的驱动激光聚焦后产生不同的热量，使微驱动器发生不同幅度的形变，使可动镜片振动，完成扫描。

[0012] 本发明由于采用了上述技术方案，具有如下优点：

[0013] 1、结构简单，成本低廉；

[0014] 2、免除了传统的必不可少的微机电系统器件的金属引线键合工序；

[0015] 3、进一步缩小了器件体积，提高了可靠性和安全性。

实施方案

[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：如图1-2所示，它包括微驱动器1、平面弹簧2、可动镜片3和微透镜4。微驱动器1的输出端与平面弹簧2的输入端相连，平面弹簧2的输出端与可动镜片3的输入端相连，微透镜4的输出端与微驱动器1的输入端相连；每个器件包括1个可动镜片3、2个平面弹簧2、2个微驱动器1和1个微透镜4，可动镜片3与2个平面弹簧2相连，每个平面弹簧2与1个微驱动器1相连；

[0019] 所述的微驱动器1采用微加工技术制成，基于双金属效应，由多层材料，如硅，二氧化硅，金属，金属氧化物等组成，用于将外部输入的驱动信号通过双金属效应转换为机械形变；

[0020] 所述的平面弹簧2采用微加工技术制成，由多层材料，如硅，二氧化硅等组成，用于将微驱动器1一端的位移传递给可动镜片；

[0021] 所述的可动镜片3采用微加工技术制成，由多层材料，如硅，二氧化硅等组成；可动镜片3的表面镀有高反射率的薄膜；

[0022] 所述的微透镜4采用微加工技术制成，位于直接光驱动扫描微镜芯片表面，与微驱动器1的固定端相连，具有低热阻，与周围芯片部分相隔开，利用空气构成高热阻，阻止热量自由扩散，将热量聚集在微驱动器1的固定端周围，使热量仅仅能向微驱动器1传播；

[0023] 本发明的工作原理是这样的：入射激光光束由多束激光组成，一种照射在直接光驱动扫描微镜的可动镜片3上为工作激光，另一种照射在直接光驱动扫描微镜的微透镜4上为驱动激光。工作激光可以为单频激光或宽带低相干激光，取决于光学成像设备的要求；驱动激光为单频激光，其波长与微透镜4的透射波长相匹配。驱动激光通过微透镜4据聚焦在微驱动器1的固定端产生足够高的热量，热量向微驱动器1内的多层材料扩散，使微驱动器1的温度上升。微驱动器1为多层材料构成，不同的材料具有不同的热膨胀系数，因此随着温度上升，微驱动器1会发生形变，向热膨胀系数较小的材料一侧弯曲。微驱动器1的一端固定在硅片上，另一端通过平面弹簧连接在可动镜片3上。不同强度的驱动激光聚焦后产生不同的热量，使微驱动器1发生不同幅度的形变，使可动镜片3振动，完成扫描。

附图说明

[0016] 图1为本发明的结构示意图；

[0017] 图2为本发明的工作示意图。

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