压阻式传感器及包括其的光学扫描装置

技术领域

本公开涉及一种压阻式传感器及包括其的光学扫描装置。

背景技术

如今正在研发反射激光的光学扫描装置。光学扫描装置可以包括旋转以调制(modulate)反射光的方向的反射器。光学扫描装置可以包括用于测量反射器的角位移的压阻式传感器。韩国授权专利公报第10-2254538号公开了一种光学扫描装置。

发明内容

要解决的技术问题

本公开的一方面可以提供一种减少或防止泄漏电流的压阻式传感器以及包括其的光学扫描装置。

解决问题的技术方法

根据一实施例的压阻式传感器可以包括：多个节点；连接到所述多个节点的多个压敏电阻器；以及由所述多个节点及所述多个压敏电阻器包围的空腔。

在一实施例中，所述空腔可以被配置为减少或阻断彼此不相邻的节点之间的泄露电流。

在一实施例中，所述空腔可以包括通孔。

在一实施例中，所述空腔可以包括凹槽。

在一实施例中，所述空腔可以包括圆形或椭圆形。

在一实施例中，所述空腔可以设置在彼此不相邻的节点之间。

在一实施例中，所述压阻式传感器还可以包括分别设置在所述多个节点上的多个接触焊盘。

在一实施例中，所述压阻式传感器还可以包括：连接到所述多个节点的多个第二节点；以及分别设置在所述多个第二节点上的多个接触焊盘。

在一实施例中，所述多个压敏电阻器可以具有第一掺杂浓度，并且所述多个接触焊盘可以具有大于所述第一掺杂浓度的第二掺杂浓度。

根据一实施例的光学扫描装置包括：包括固定端区域的第一基板；反射器；连接所述固定端区域和所述反射器的第一弹性体；以及用于测量所述第一弹性体的变形的第一压阻式传感器，其中所述第一压阻式传感器可以包括多个节点；连接到所述多个节点的多个压敏电阻器；以及由所述多个节点及所述多个压敏电阻器包围的空腔。

在一实施例中，所述第一压阻式传感器可以被设置在所述固定端区域。

在一实施例中，所述第一基板可以包括单晶硅材料。

在一实施例中，所述光学扫描装置还可以包括：被设置在所述第一基板上的第一电磁元件；以及被配置为与所述第一电磁元件耦合的第二电磁元件。

在一实施例中，所述光学扫描装置还可以包括：第二基板；以及连接所述第一基板和所述第二基板的第二弹性体。

在一实施例中，所述光学扫描装置还可以包括用于测量所述第二弹性体的变形的第二压阻式传感器。

发明的效果

根据实施例，可以减少或阻断节点之间的泄漏电流。根据实施例的压阻式传感器及包括其的光学扫描装置的效果并不限于上述言及的效果，未言及的其他效果能够通过以下记载由本领域普通技术人员所明确理解。

附图说明

图1为示出根据一实施例的光学扫描装置的透视图。

图2为示出根据一实施例的光学扫描装置的平面图。

图3为示出根据一实施例的光学扫描装置的侧视图。

图4为示出根据一实施例的图2的光学扫描装置的A部分的放大图。

图5为示出根据一实施例的压阻式传感器的附图。

图6为示出根据一实施例的空腔的断面图。

图7为示出根据一实施例的空腔的断面图。

图8为示出根据一实施例的压阻式传感器的附图。

具体实施方式

以下，将参照附图对实施例进行详细说明。然而，能够对实施例进行多种变更，本发明的权利范围并非受到实施例的限制或限定。对于实施例的全部应变、等同物或替代物均包括在权利范围内。

实施例中使用的术语仅用于说明特定实施例，并非用于限定实施例。在内容中没有特别说明的情况下，单数表达包括复数含义。在本说明书中，“包括”或者“具有”等术语用于表达存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，并不排除还具有一个或以上的其他特征、数字、步骤、操作、构成要素、配件或其组合，或者附加功能。

在没有其他定义的情况下，包括技术或者科学术语在内的在此使用的全部术语，都具有本领域普通技术人员所理解的通常的含义。通常使用的与词典定义相同的术语，应理解为与相关技术的通常的内容相一致的含义，在本申请中没有明确言及的情况下，不能过度理想化或解释为形式上的含义。

并且，在参照附图进行说明的过程中，与附图标记无关，相同的构成要素赋予相同的附图标记，并省略对此的重复的说明。在说明实施例的过程中，当判断对于相关公知技术的具体说明会不必要地混淆实施例时，省略对其详细说明。

此外，在对实施例的组件的描述中，可以使用第一、第二、A、B、(a)、(B)等术语。这些术语仅用于区分其构成元素和另一构成元素，该元素的性质、序列或顺序不受这些术语的限制。当一构成元素被描述为“连接”、“结合”或“接触”到另一构成元素时，应理解为其构成元素可以直接连接或附加到另一构成元素，也可以理解为另一构成元素“连接”、“结合”或“接触”到各构成元素之间。

对于包括在某一实施例的构成要素和具有公共功能的元素，可以在另一实施例中使用相同的名称来描述。除非另外提及，关于某一实施例的描述可以适用于其他实施例，在重复的范围内，将省略其详细描述。

图1为示出根据一实施例的光学扫描装置的透视图。图2为示出根据一实施例的光学扫描装置的平面图。图3为示出根据一实施例的光学扫描装置的侧视图。

参照图1至图3，光学扫描装置100可以被配置为反射和/或调制或引导从光源(未示出)发射的光(例如，激光)。例如，光学扫描装置100可以应用于使用激光光源的全息图存储装置、投影显示器、用于跟踪目标(例如，眼睛)的装置、用于测量形状的装置、使用光检测和测距(LiDAR)的装置和/或其他光源。

在一实施例中，光学扫描装置100可以包括基板110、反射器120、以及第一弹性体131。

基板110可以包括第一基板111(例如，内部万向节(inner gimbal))。第一基板111可以具有相对于中心在圆周方向上延伸的形状。第一基板111可以限定第一中空区域113。在一实施例中，第一中空区域113可以包括多边形形状。在一实施例中，第一中空区域113可以具有圆形或椭圆形形状。第一基板111可以包括硅材料。在一实施例中，第一基板111可以包括单晶硅材料。第一基板111可以通过微机电系统(MEMS)制造。第一基板111可以具有微尺度。

反射器120可以包括被配置为反射光的反射镜121。反射镜121可以被配置为围绕第一轴A1(例如，在+/-X方向上的轴)和/或与第一轴A1相交(例如，正交)的第二轴A2(例如，在+/-Y方向上的轴)旋转。反射镜121可以被配置为仅围绕第一轴A1和第二轴A2中的一个旋转。反射镜121可以被配置为围绕第一轴A1和第二轴A2两者旋转。反射镜121可以包括实质上圆形或椭圆形的形状。反射镜121可以具有实质上平坦的反射面。反射镜121可以具有微尺度。在一实施例中，反射器120可以包括至少部分地围绕反射镜121的边缘(rim)122。边缘122可以在反射镜121的侧表面上沿反射镜121圆周方向延伸。

第一弹性体131可以绕第一轴A1扭转。第一弹性体131可以包括弹簧。第一弹性体131可以设置在第一基板111与反射器120之间。第一弹性体131可以至少部分地设置在第一中空区域113。第一弹性体131可以设置在第一轴A1上。第一弹性体131可以连接第一基板111和反射器120。例如，第一弹性体131可以连接到边缘122和第一基板111的第一固定端区域115。第一弹性体131可以在第一固定端区域115中实质上不变形。第一弹性体131可以包括多个(例如，两个)弹性体。

在一实施例中，光学扫描装置100可以使用电磁驱动方法来旋转反射镜121。光学扫描装置100可以包括被配置为耦合在一起的第一电磁元件141和第二电磁元件142。第一电磁元件141可以设置在第一基板111上。第二电磁元件141可以与第一基板111间隔开。例如，第一电磁元件141包括设置在第一基板111的至少一个面(例如，上面和/或下面)上的线圈，第二电磁元件142可以包括设置在第一基板111下方的磁体。

在一实施例中，光学扫描装置100可以包括第一压阻式传感器150。第一压阻式传感器150可以被配置为测量反射镜121的第一角位移。例如，第一压阻式传感器150可以被配置为测量与反射镜121相对于第一轴A1的旋转角度相对应的第一弹性体131的变形(例如，扭转角)。反射镜121的第一角位移可用于反射镜121的反馈驱动。第一压阻式传感器150可以设置在第一固定端区域115。第一压阻式传感器150可以至少部分地设置在第一弹性体131上。

在一实施例中，基板110可以包括第二基板112(例如，外部万向节)。第二基板112可以围绕第一基板111的一侧。第二基板112可以限定第二中空区域114，其中第一基板111至少部分地设置在第二中空区114中。在一实施例中，第二中空区域114可以包括多边形形状。在一实施例中，第二中空区域114可以包括圆形或椭圆形。第二基板112可以包括硅材料。在一实施例中，第二基板112可以包括单晶硅材料。第二基板112可以通过微机电系统制造。第二基板112可以具有微尺度。

在一实施例中，光学扫描装置100可以包括第二弹性体132。第二弹性体132可以绕第二轴A2扭转。第二弹性体132可以包括弹簧。第二弹性体132可以设置在第一基板111与第二基板112之间。第二弹性体132可以至少部分地设置在第二中空区域114。第二弹性体132可以设置在第二轴A2上。第二弹性体132可以连接第一基板111和第二基板112。例如，第二弹性体132可以连接到第一基板111的一侧(例如，+/-Y方向的一侧)及第二基板112的第二固定端区域116。第二弹性体132可以在第二固定端区域116中实质上不变形。第二弹性体132可以包括多个(例如，两个)弹性体。

在一实施例中，光学扫描装置100可以包括第二压阻式传感器160。第二压阻式传感器160可以被配置为测量反射镜121的第二角位移。例如，第二压阻式传感器160可以被配置为测量与反射镜121相对于第二轴A2的旋转角度相对应的第二弹性体132的变形(例如，扭转角)。反射镜121的第二角位移可用于反射镜121的反馈驱动。第二压阻式传感器160可以设置在第二固定端区域116。第二压阻式传感器160可以至少部分地设置在第二弹性体132上。

图4为示出根据一实施例的图2的光学扫描装置的A部分的放大图。图5为示出根据一实施例的压阻式传感器的附图。

参照图4及图5，光学扫描装置100可以包括设置在固定有第一弹性体131的第一固定端区域115中的第一压阻式传感器150。在此描述的第一压阻式传感器150也可以应用于先前参照图1至图3描述的第二压阻式传感器160。

第一压阻式传感器150可以包括多个节点151(node)和连接到多个节点151的多个压敏电阻器152。多个节点151和多个压敏电阻器52可以形成桥接电路。

多个节点151可以包括第一节点151A(例如，上部节点)、与第一节点151B相邻的第二节点151B(例如，右侧节点)、与第一节点151相对设置并与第二节点151B相邻的第三节点151C(例如，下部节点)、以及与第二节点151B相对设置并与第一节点151A及第三节点151C相邻的第四节点151D。第一节点151A和第三节点151C可以电连接到电路(未示出)。第二节点151B和第四节点151D可以电连接到电路。

可以通过用材料掺杂第一固定端区域115来形成多个压敏电阻器152。多个压敏电阻器152可以形成在相邻的节点之间。多个压敏电阻器152可以具有实质上低的掺杂浓度。

在一实施例中，第一压阻式传感器150可以包括空腔153。空腔153可以被配置为减少或阻断在彼此不相邻的节点之间流动的泄漏电流(例如：在第一节点151A与第三节点151C之间流动的泄露电流和/或在第二节点151B与第四节点151D之间流动的泄露电流)。减少或阻断泄漏电流可以增加第一压阻式传感器150的测量精度。

在一实施例中，空腔153可以包括实质上圆形或椭圆形的横截面。在一实施例中，空腔153可以包括形成至少一个角的多个边缘。

在一实施例中，空腔153可以设置在桥接电路的中心。空腔153可以被多个节点151和多个压敏电阻器152包围。空腔153可以设置在彼此不相邻的节点(例如，第一节点151A和第三节点151C)之间。空腔153可以设置在彼此面对的节点(例如，第一节点151A和第三节点151C)之间。空腔153可以设置在彼此不相邻的压敏电阻器152之间。空腔153可以设置在彼此面对的压敏电阻器152之间。

在一实施例中，第一压阻式传感器150可以包括多个接触焊盘154。多个接触焊盘154可以互连(interconnect)相邻的压敏电阻器152。多个接触焊盘154可以包括实质上圆形或椭圆形的形状。多个接触焊盘154可以由导电材料形成。

在一实施例中，多个接触焊盘154可以设置在多个节点151上。多个接触焊盘154中的每一个的中心可以与对应的一个节点151实质上对齐。

在一实施例中，可以通过用材料掺杂第一固定端区域115来形成多个接触焊盘154。多个接触焊盘154可以具有实质上高的掺杂浓度。多个接触焊盘154的掺杂浓度可以大于多个压敏电阻器152的掺杂浓度。

在一实施例中，第一压阻式传感器150可以包括绝缘体(未示出)。绝缘体可以实质上覆盖多个节点151和多个压敏电阻器152。绝缘体可以包括介电材料。多个接触焊盘154可以设置在绝缘体上以对应于多个节点151。多个接触焊盘154和多个节点151可以通过通孔(未示出)连接。

在一实施例中，多个节点151的尺寸可以实质上等于或大于多个压敏电阻器152的宽度。多个压敏电阻器152的宽度可以定义为从任一个节点151到与其相邻的节点151的纵向交叉的尺寸。多个通孔(未示出)的尺寸可以小于多个节点151的尺寸。多个焊盘154的尺寸(例如，直径)可以与多个节点151的尺寸实质上相同。在一实施例中，多个节点151的尺寸可以小于多个压敏电阻器152的宽度。

图6为示出根据一实施例的空腔的断面图。

参照图6，空腔253(例如，空腔153)可以在基板211(例如，第一基板111)的第一面211A(例如，上面)和与第一面211A相对的第二面211B(例如，下面)之间延伸。空腔253可以包括实质上贯穿基板211的孔。

图7为示出根据一实施例的空腔的断面图。

参照图7，空腔353(例如，空腔153)可以从基板311(例如，第一基板111)的第一面311A(例如，上面)向与第一面311A相对的第二面311B(例如，下面)延伸。空腔353可以包括凹陷到基板311的第一表面311A中的预定深度的凹陷结构。

图8为示出根据一实施例的压阻式传感器的附图。

参照图8，压阻式传感器450可以包括多个第一节点451(例如，节点351、351A、351B、351C及351D)、多个压敏电阻器452、空腔453、多个焊盘454及多个第二节点455。多个第二节点455中的每一个可以电连接到对应的第一节点451。多个第二节点455可以位于由多个第一节点451和多个压敏电阻器452形成的桥接电路的外部。多个焊盘454中的每一个可以设置在对应的第二节点455上。多个接触焊盘454中的每一个的中心可以与对应的第二节点455实质上对齐。多个第二节点455和多个接触焊盘454可以通过通孔(未示出)连接。压阻式传感器450可以包括设置在多个第二节点455与多个接触焊盘454之间的绝缘体(未示出)。

综上，通过有限的附图对实施例进行了说明，本领域普通技术人员能够基于所述记载进行多种更改与应变。例如，所说明的技术按照与说明的方法不同的顺序执行，和/或所说明的系统、结构、装置、电路等构成要素按照与说明的方法不同的形态进行结合或组合，或者由其他构成要素或者等同物置换或代替，也能得到适当的结果。

由此，其他体现，其他实施例以及权利要求范围的等同物，均属于本发明的权利要求范围。