一种MEMS微镜的测试图像获取装置及测试系统的制作方法

本实用新型涉及芯片测试领域，尤其涉及mems微镜的测试图像获取装置及测试系统。

背景技术：

人工智能时代背景下，激光投影、激光雷达、三维扫描、mems光开关等光电技术已成为众多科研机构研究的热点，其中mems微镜作为关键元件，对于相关技术的开发研究有着重要意义。mems微镜具有快的扫描速度，紧凑的结构，良好的机械性能等优点，在条码识别、激光通信、光纤光开关、激光雷达以及激光显示等诸多领域扮演着重要的角色。

mems微镜的封装测试占到mems总成本的大部分，如果封装后测试才发现芯片的指标不符合，将会极大的增加人工和物料成本，造成资源浪费。随着mems微镜在汽车电子，消费电子等方面逐渐商用化，为了提高产能和降低成本，在芯片层面对mems微镜进行高效简单、批量测试将成为未来的发展趋势。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种mems微镜的测试图像获取装置及测试系统，以在芯片层面对mems微镜性能进行快速测试，提高产能、降低成本。

本实用新型提出的具体技术方案为：一种mems微镜的测试图像获取装置，包括用于承载mems微镜的载台、依次设于所述载台上方的分光镜和激光器、间隔设于所述载台侧部的屏幕、及测试探针；所述激光器用于发射光束；所述分光镜用于透射及反射光束；所述测试探针与所述载台上的mems微镜电连接，用于向所述mems微镜传输测试信号；所述mems微镜可在所述测试信号的激励下发生偏转；

所述激光器发射的光束经过所述分光镜透射后入射至所述载台上的mems微镜上，经所述mems微镜镜面反射后至所述分光镜上，最后由所述分光镜反射至所述屏幕上，在所述屏幕上得到测试图像。

优选地，所述分光镜和所述激光器位于所述载台正上方，所述分光镜和所述激光器的中心与所述载台上的mems微镜的中心位于同一直线上。

优选地，所述分光镜的中心距所述载台上的mems微镜表面的距离为30～45mm。

优选地，还包括第一调整机构，所述载台安装于所述第一调整机构上，所述第一调整机构用于调整所述载台上的mems微镜相对所述分光镜的位置。

优选地，所述第一调整机构包括纵向调整模组和周向调整模组；其中，所述纵向调整模组包括直线滑轨，所述直线滑轨包括纵向固设的导轨和滑动设于所述导轨上的滑块，所述滑块可沿所述导轨纵向前后移动；周向调整模组包括固设于所述滑块顶部的调整座，所述载台可转动的设于所述调整座上。

优选地，还包括定位检测机构，所述定位检测机构沿所述滑块的滑动方向设于所述纵向调整模组的末端，在所述滑块与所述定位检测机构抵接时，所述载台纵向调整至预设位置。

优选地，还包括第二调整机构，所述测试探针安装于所述第二调整机构上，所述第二调整机构用于调整所述测试探针相对所述载台上的mems微镜的位置，使所述测试探针与所述mems微镜电接触。

优选地，所述第二调整机构包括可上下移动的升降调整模组、可水平面内移动的水平调整模组、及第一连接臂和第二连接臂；所述第一连接臂一端固接所述升降调整模组，另外一端固接所述水平调整模组；所述第二连接臂一端固接所述水平调整模组，另外一端与所述测试探针的测试探针座固接，使所述测试探针可在所述测试探针座、第二连接臂和第一连接臂的牵引下，随所述升降调整模组的升降而上下调整，随所述水平调整模组的移动而水平面内调整。

本实用新型提出的另一具体技术方案为：一种mems微镜的测试系统，包括上述所述的mems微镜的测试图像获取装置、图像采集单元、图像处理单元及控制单元；所述控制单元连接所述测试探针，用于发送测试信号至所述测试探针；所述图像采集单元用于采集所述屏幕上得到的测试图像，获得采集图像；所述图像处理单元用于处理所述采集图像，获得测试信息。

优选地，所述图像采集单元包括ccd相机，所述ccd相机设于所述屏幕的远离所述载台的一侧，用于拍摄采集所述屏幕上得到的测试图像。

与现有技术相比，本实用新型的mems微镜的测试图像获取装置及测试系统可在芯片层面对mems微镜性能进行快速高效测试，提高了产能，降低了成本。且测试精度高，适用范围广，测试过程便于观察。

附图说明

图1为本实用新型示例性的mems微镜的测试系统的系统框图；

图2为本实用新型示例性的mems微镜的测试系统的系统示意图；

图3为本实用新型示例性的mems微镜的测试图像获取装置的结构示意图；

图4为图3中a部的局部放大图；

图5为本实用新型示例性的mems微镜的测试图像获取装置中的第二调整机构的结构示意图；

图6为第二调整机构中的水平调整模组的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参照图2和图3所示，本实用新型示例性的提供一种mems微镜的测试图像获取装置100，所述mems微镜的测试图像获取装置100包括载台10、分光镜20、激光器30、测试探针40及屏幕50。其中，载台10用于承载mems微镜a，分光镜20和激光器30依次设于载台10上方。测试探针40与载台10上的mems微镜a的电极电接触，用于向mems微镜a传输测试信号。mems微镜a可在测试信号的激励下发生偏转。其中，测试探针40在使用过程中，可连接外置控制单元300，控制单元300发送测试信号至测试探针40，测试探针40向mems微镜a传输测试信号。

如图2和图3所示，采用本实施例的mems微镜的测试图像获取装置100获取测试图像m的过程为：激光器30发射的光束经过分光镜20透射后入射至载台10上的mems微镜a上，mems微镜a上的光束经mems微镜a镜面反射至分光镜20上，最后光束由分光镜20反射至屏幕50上，在屏幕50呈现测试图像m，从而获得测试图像m。优选的，屏幕50由半透明材料制成，例如，可为半透明玻璃。

通过本示例性的mems微镜的测试图像获取装置100，能够快速、准确的获取封装前的mems微镜的测试图像m，便于后续基于测试图像m对mems微镜的性能进行进一步评估、检测和筛选，提高了产能，降低了成本。另外，本实施例的屏幕50位于激光器30、分光镜20及载台10的侧部，使得在采集测试图像m时，采集测试图像m的图像采集单元200可位于屏幕50的侧部，该方式避免了屏幕50位于分光镜20及载台10上方存在的诸多问题。例如，首先侧部设置便于人眼直接观察mems微镜a的扫描情况。其次避免了图像采集单元在采集测试图像m过程中采集到mems微镜a等屏幕外的信息。还避免了载台10上的mems微镜a镜面的杂散光对图像采集单元的干扰，进一步提高了测试精度。最后还避免了当mems微镜a的扫描视场大于分光镜20的尺寸时，分光镜20会阻挡部分光线使得测试图像m图像采集单元无法准确测量出mems微镜a的扫描范围的情况，提高了测试的适用范围。

如图2～3所示，为了进一步提高测试精准度，分光镜20以45°倾斜固定在激光器30和mems微镜a之间。分光镜20和激光器30位于载台10正上方，分光镜20和激光器30的中心与载台10上的mems微镜a的中心位于同一直线上。这样激光器30发射的光束可垂直经过分光镜20中心后入射到载台10上的mems微镜a上，在mems微镜a镜面的反射作用下，光束再经分光镜20反射到屏幕50上，在屏幕50上得到测试图像m，有效的保证了测试图像m的稳定性与精准性。

另外，mems微镜a和分光镜20之间需要保持适当的距离，原因在于：一方面，距离太远，为了保证由mems微镜a扫描出的全部光束在分光镜20的接收范围内，需要分光镜20的口径越大。另一方面，距离太近，固定测试探针40的测试探针座和分光镜20之间容易产生干涉。鉴于此，优选的，当采用1寸左右大小的分光镜20时，分光镜20的中心距载台10上的mems微镜a的距离为30～45mm，这样保证了mems微镜a扫描出的全部光束在分光镜20的接收范围内，且空间上留有约15％的冗余，测试探针座在分光镜20和mems微镜a之间上下有40mm左右的移动空间，方便换取mems微镜。

进一步，为了保证有效测试，需对测试过程中mems微镜a的位置进行调整，优选的，如图3所示，本实施例的mems微镜的测试图像获取装置100还包括第一调整机构60，载台10安装于第一调整机构60上，第一调整机构60用于调整载台10上的mems微镜a相对分光镜20的位置。

示例性的，结合图3和图4所示，第一调整机构60包括纵向调整模组61和周向调整模组62。其中，本实用新型实施例所述的纵向指图3中所示的y方向，横向指图3中所示的x方向，上下方向指图3中所示的z向。优选的，纵向调整模组61包括直线滑轨，直线滑轨包括纵向固设的导轨61a和滑动设于导轨61a上的滑块61b，滑块61b可沿导轨61a纵向前后移动。较佳的，为了便于快速平稳滑动滑块61b，所述滑块61b的两侧还设有手持部61c。通过两侧的手持部61c可便捷、快速、稳定的移动滑块61b。应当知晓的是，本示例性的纵向调整模组61的结构仅为一种实施方式，并不限定于此。

作为周向调整模组62的一种实施方式，示例性的，结合图3和图4所示，周向调整模组62包括固设于滑块61b顶部的调整座62a，载台10可转动的设于调整座62a上。具体的，调整座62a内设有一腔体62b，调整座62a顶部设有一贯通腔体62b的通孔(未示出)，载台10底部设有一连接柱(未示出)，连接柱穿过通孔伸入腔体62b内，连接柱伸入腔体62b内的部分侧壁上固设有一转杆62c，调整座62a的两侧设有两个穿透所述调整座62a侧壁的调节杆(62d1，62d2)，两调节杆(62d1，62d2)与调整座62a的两侧壁分别螺纹连接，其中，转杆62c置于两调节杆(62d1，62d2)之间并与两调节杆(62d1，62d2)分别抵接。在调节过程中，旋进一调节杆62d1，则旋出另一调节杆62d2，在此过程中，带动转杆62c转动，从而进一步带动载台10转动，实现了周向调整载台10上的mems微镜a相对分光镜20的位置。应当知晓的是，本示例性的周向调整模组62的结构仅为一种实施方式，并不限定于此。

优选的，本实施例的mems微镜的测试图像获取装置100还包括定位检测机构70，定位检测机构70能够对mems微镜是否到达测量位置进行检测。示例性的，继续结合图3和图4所示，定位检测机构70包括一定位块，所述定位块沿滑块61b的滑动方向设于纵向调整模组的末端，在滑块61b与定位块抵接时，载台10纵向调整至预设位置。该方式的优点在于，在第一次将定位块调整至预设位置后，固定定位块，在后续更换完mems微镜后，可快速直接滑动滑块61b至与定位块抵接，此时，mems微镜a的纵向位置则一定保证在预设位置上，这样可快速进行定位，提高测试效率，重复性好。

其中，由于mems微镜a与测试探针40的电连接实际是将mems微镜a与测试探针40一一对应电接触，在该过程中，为了保证mems微镜a与测试探针40连接稳定性及可靠性，需对测试探针40的位置进行调整。优选的，结合图3和图5所示，本实施例的mems微镜的测试图像获取装置100还包括第二调整机构80，测试探针40通过测试探针座安装于第二调整机构80上，第二调整机构80用于调整测试探针40相对载台10上的mems微镜a的位置，使测试探针40与mems微镜a上的电极电接触。

示例性的，如图5所示，第二调整机构80包括可上下移动的升降调整模组81、可水平移动的水平调整模组82、及第一连接臂83和第二连接臂84；第一连接臂83一端固接升降调整模组81，另外一端固接水平调整模组82，第二连接臂84一端固接水平调整模组82，另外一端与测试探针40的测试探针座85固接，测试探针40固定于测试探针座85上，使测试探针40可在测试探针座85、第二连接臂84和第一连接臂83的牵引下，随升降调整模组81的升降而上下调整，随水平调整模组82的水平移动而水平调整。

其中，升降调整模组81的结构可参照现有技术中的升降方式来进行实现，本实施例对水平调整模组82的具体结构进行举例说明，当然的是，水平调整模组82的结构也并不限如下结构。

参照图6所示，作为水平调整模组82的一种实施方式，水平调整模组82可横向(即图6中x方向)和纵向(即图6中y方向)二维对测试探针40的位置进行调整。示例性的，水平调整模组82包括依次层叠设置的第一移动座82a、第二移动座82b和第三移动座82c，第一移动座82a的一侧伸出与第一连接臂83固接，第三移动座82c的一侧与第二连接臂84固接。第一移动座82a侧部固接第一连接座82d1，第二移动座82b侧部固接第二连接座82d2，第一连接座82d1和第二连接座82d2之间连接第一调节伸缩杆82e1，调节第一调节伸缩杆82e1可使第三移动座82c和第二移动座82b相对第一移动座82a纵向前后移动，即图中y方向上运动。第二移动座82b另一侧部固接第三连接座82d3，第三移动座82c侧部固接第四连接座82d4，第三连接座82d3和第四连接座82d4之间连接第二调节伸缩杆82e2，调节第二调节伸缩杆82e2可使第三移动座82c可相对第二移动座82b横向水平移动，即图中x方向上运动。通过该结构实现对测试探针40的水平位置进行调整。通过本实施例的水平调整模组82，可对测试探针40进行稳定微调，提高了调节精度与稳定性。

优选的，为了设置上述多个部件，保证结构整体性，参照图3所示，本实施例的mems微镜的测试图像获取装置100还包括底座o，第一调整机构60、定位检测机构70及第二调整机构80均可置于底座o上。示例性的，为了便于固定分光镜20和屏幕50，还包括第一侧板b1，屏幕50安装于第一侧板b1上，分光镜20也安装于固定于第一侧板b1上。同时，为了便于固定激光器30和升降调整模组81，还包括第二侧板b2，激光器30和升降调整模组81均安装于第二侧板b2表面。

实施例2

参照图1和图2所示，本实用新型示例性的提供一种mems微镜的测试系统，所述mems微镜的测试系统包括mems微镜的测试图像获取装置100、图像采集单元200、图像处理单元300及控制单元400。

其中，mems微镜的测试图像获取装置100的具体结构参见上述实施例1，在此不予赘述。

控制单元400连接mems微镜的测试图像获取装置100中的测试探针40，用于发送测试信号至测试探针40，测试探针40向mems微镜a传输测试信号，mems微镜a在测试信号的激励下发生偏转。

同时，激光器30发射的光束经过分光镜20透射后入射至载台10上的mems微镜a上，mems微镜a上的光束经mems微镜a镜面反射至分光镜20上，最后光束由分光镜20反射至屏幕50上，mems微镜a的测试图像m呈现于屏幕50上，获得测试图像m。

图像采集单元200用于采集屏幕50上得到的测试图像m，获得采集图像。示例性的，图像采集单元200包括ccd相机b，ccd相机b设于屏幕50的远离载台10的一侧，用于拍摄采集所述屏幕50上得到的测试图像m。图像采集单元200位于屏幕50的远离载台10的一侧的方式，避免了屏幕50位于分光镜20及载台10上方存在的诸多问题。例如，首先侧部设置便于人眼直接观察mems微镜a的扫描情况。其次避免了图像采集单元200在采集测试图像m过程中采集到mems微镜a等屏幕外的信息。还避免了载台10上的mems微镜a镜面的杂散光对图像采集单元的干扰，进一步提高了测试精度。最后还避免了当mems微镜a的扫描视场大于分光镜20的尺寸时，分光镜20会阻挡部分光线使得测试图像m图像采集单元200无法准确测量出mems微镜a的扫描范围的情况，提高了测试的适用范围。图像处理单元300用于处理图像采集单元200采集到的采集图像，获得测试信息。需要说明的是，本实施例的图像处理单元300可与图像采集单元200连接，也可不连接。示例性的，若不连接，在ccd相机b拍摄采集过程中，获得的采集图像存储至ccd相机b的存储卡中，再由图像处理单元300读取存储卡中的采集图像，并进一步对采集图像进行处理，获得测试信息。若连接，图像处理单元300可与图像采集单元200通过有线或无线的方式通信，使得ccd相机b拍摄采集的采集图像可实时传输至图像处理单元300，以便图像处理单元300进一步对采集图像进行处理，获得测试信息。

其中，还需说明的是，本实施例的图像处理单元300可以是单独的处理模块或处理设备，例如是单独的计算机设备。通过该单独的计算机设备对采集图像进行处理，并获得测试信息。

也可的是，为了系统结构的简化，如图1和图2所示，将图像处理单元300和控制单元400集成为一终端设备c，通过该终端设备c完成图像处理过程和控制过程，也就是说，这一终端设备c包括图像处理单元300和控制单元400。

采用本实施例的mems微镜的测试系统进行测试的操作过程为：

(1)将mems微镜a放置在载台10上，并推动滑块61b将mems微镜a推到固定位置。

(2)调整周向调整模组62使mems微镜a转动至预设位置；再调整第二调整机构80，使测试探针与mems微镜m芯片上的电极接触形成回路。

(3)控制单元40发送测试信号，进行光电性能测试。

(4)移出载台7，更换mems微镜芯片再进行测试。

其中，光电性能测试可包括通过电学性能测试和光学性能测试，通过终端设备读取出电极之间的电阻和电感值，完成电学方面的测试；然后终端设备再对其输入驱动和控制信号，在此激励下mems微镜芯片发生偏转。同时激光束垂直经过分光镜中心后入射到mems微镜芯片上，在mems微镜芯片镜面的反射作用下，光束再经分光镜反射到屏幕上，ccd相机拍摄并采集到屏幕上的测试图像，经过终端设备处理从而得到mems微镜芯片的频率，角度等信息，完成对mems芯片的光学性能测试。

通过mems微镜的测试图像获取装置及测试系统可进行电阻、电感测试、扫描角度、谐振频率、结构响应带宽等测试项目。如果测试得到mems微镜的电阻异常，则判定为电学性能不良品，则不进行后续的光学测试和封装；如果测试得到阻值正常，扫描性能异常，则判定为光学性能不良品，不进一步封装为成品。

本实用新型示例性的mems微镜的测试图像获取装置及测试系统可在芯片层面对mems微镜性能进行快速高效测试，提高了产能，降低了成本。且测试精度高，适用范围广，测试过程便于观察。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。