本發(fā)明整體涉及衍射光學(xué)器件，并具體地涉及監(jiān)控衍射光學(xué)元件(doe)的性能。

背景技術(shù)：

光學(xué)模塊非常普遍地用于消費電子設(shè)備中。例如，幾乎所有當(dāng)前的便攜式電話和計算機(jī)都包括微型相機(jī)模塊。還期望微型光學(xué)投影模塊越來越多地在用于各種目的的便攜式消費設(shè)備中使用。

此類投影模塊可被用于例如將結(jié)構(gòu)光的圖案投射到對象上用于3d映射(也稱為深度映射)的目的。就這一點而言，美國專利申請公布2008/0240502描述了一種照明組件，其中諸如激光二極管或led的光源用光學(xué)輻射來透射透明物，以便將圖案投影到對象上。(在本說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“光學(xué)”和“光”一般指任何和所有可見光、紅外和紫外線輻射。)圖像捕獲組件捕獲投影到對象上的圖案的圖像，并且處理器處理該圖像以便重建對象的三維(3d)映射。

在一些應(yīng)用中，光學(xué)投影儀可通過一個或多個衍射光學(xué)元件(doe)來投射光。例如，美國專利申請公布2009/0185274描述了用于投影圖案的裝置，該裝置包括兩個doe，這兩個doe一起被配置為衍射輸入光束以便至少部分地覆蓋表面。doe的組合減少了零級(無衍射)光束中的能量。在一個實施方案中，第一doe生成多個光束的圖案，并且第二doe用作圖案生成器以在每個光束上形成衍射圖案。

又如，美國專利9,091,413描述了光子模塊，該光子模塊在單個的集成封裝中包括光電部件和光學(xué)元件(折射的和/或圖案化的)。根據(jù)本發(fā)明人，這些模塊可被低成本地大量生產(chǎn)，同時提供良好的光學(xué)質(zhì)量和高可靠性。它們可用作圖案化光的投影儀，例如在如上所述的3d映射應(yīng)用中，但它們也可用于使用光學(xué)投影和感測的包括自由空間光學(xué)通信的各種其它應(yīng)用中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文下面描述的本發(fā)明的實施方案提供了對衍射光學(xué)元件(doe)的完整性的電容監(jiān)控。

因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方案，提供了一種光學(xué)模塊，其包括第一透明襯底和第二透明襯底，位于所述第一透明襯底和所述第二透明襯底之間的間隔件，該間隔件保持所述第一透明襯底靠近所述第二透明襯底，并且第一衍射光學(xué)元件和第二衍射光學(xué)元件(doe)位于該第一透明襯底和該第二透明襯底的相應(yīng)的面上。至少第一電容電極和第二電容電極分別設(shè)置在第一透明襯底和第二透明襯底上靠近第一doe和第二doe。電路被耦接以測量至少第一電容電極和第二電容電極之間的電容的變化。

在公開的實施方案中，該模塊包括位于透明襯底的一個或多個外表面上的導(dǎo)電屏蔽涂層。

在一個實施方案中，該第一電容電極和該第二電容電極包括平面電極。在另選的實施方案中，該第一電容電極和該第二電容電極包括叉指式電極。

在公開的實施方案中，該模塊包括電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體包含導(dǎo)電環(huán)氧樹脂，該電導(dǎo)體沉積在透明襯底的一個或多個側(cè)表面上并將電路耦接到第一電容電極和第二電容電極。另選地或附加地，該模塊包括電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體沉積在穿過透明襯底的一個或多個通路內(nèi)部并將電路耦接到第一電容電極和第二電容電極。

在一些實施方案中，該模塊包括位于對doe中的變化敏感的位置中的至少一個附加的參考電容電極對，其中該電路附加地被耦接到該參考電容電極并被配置為將在第一電容電極和第二電容電極之間測得的電容中測得的變化與從參考電容電極讀取的參考電容值進(jìn)行比較。

在一些實施方案中，間隔件在第一透明襯底和第二透明襯底之間形成氣密密封部。附加地或另選地，間隔件包含導(dǎo)電材料，該間隔件被連接到地電位。

在一個實施方案中，電極沉積在襯底的相應(yīng)的面上，并且doe形成在電極上方。另選地，電極沉積在doe上方。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，還提供了一種用于生產(chǎn)光學(xué)模塊的方法。該方法包括提供第一透明襯底和第二透明襯底并在第一透明襯底和第二透明襯底的相應(yīng)的面上形成第一doe和第二doe。第一透明導(dǎo)電電極和第二透明導(dǎo)電電極分別形成在第一透明襯底和第二透明襯底上方，使得doe和電極相互靠近。第一透明襯底和第二透明襯底鍵合在一起以形成鍵合的襯底對，在該鍵合的襯底對中第一doe和第二doe相互對準(zhǔn)，其中第一透明襯底靠近并平行于第二透明襯底。電路被耦接以測量第一電容電極和第二電容電極之間的電容。

在一些實施方案中，形成第一doe和第二doe包括在第一透明襯底和第二透明襯底上形成該doe第一陣列和第二陣列，并且該方法包括將鍵合的襯底對切割成單個的模塊，其中每個模塊包括相互對準(zhǔn)的一對doe。在一個實施方案中，形成第一透明導(dǎo)電電極和第二透明導(dǎo)電電極包括將該透明導(dǎo)電電極沉積在透明襯底上并將該透明導(dǎo)電電極圖案化，其中形成該doe的第一陣列和第二陣列包括將透明材料沉積在透明導(dǎo)電電極上方并在透明材料中形成該doe。另選地，形成該doe的第一陣列和第二陣列包括將doe蝕刻或壓印到透明襯底中，并且形成第一透明導(dǎo)電電極和第二透明導(dǎo)電電極包括將透明導(dǎo)電電極沉積在doe上方并將透明導(dǎo)電電極圖案化。

在一些實施方案中，耦接電路包括將連接到透明導(dǎo)電電極的導(dǎo)體沉積在透明襯底上。鍵合的襯底對被部分地切割以便暴露導(dǎo)體。金屬過濾器被沉積在由該部分地切割產(chǎn)生的切口上方并且被圖案化，以便形成單獨連接到每個導(dǎo)體的金屬膜。

附加地或另選地，切割鍵合的襯底對包括將鍵合的襯底對切割成條，其中每個條包括一排面向的doe對，并且其中連接到位于透明襯底上的透明導(dǎo)電電極的導(dǎo)體通過該切口被暴露。每個條被沿著其長邊緣轉(zhuǎn)動90°，并且所轉(zhuǎn)動的條被并排堆疊，其中暴露的導(dǎo)體在堆疊的條的一側(cè)是可達(dá)到的。耦接該電路包括在完成條的切割之前，將導(dǎo)電環(huán)氧樹脂沉積在條的側(cè)面的上方并且將該個導(dǎo)體導(dǎo)電環(huán)氧樹脂圖案化，該導(dǎo)電環(huán)氧樹脂連接到暴露的導(dǎo)體中的每個。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，還提供了一種用于操作光學(xué)模塊的方法。該方法包括測量位于光學(xué)模塊中的透明襯底上的電極之間的電容，該電極靠近設(shè)置在襯底上的衍射光學(xué)元件(doe)。響應(yīng)于所測量的電容的變化來檢測光學(xué)模塊的故障。

結(jié)合附圖，從下文中對本發(fā)明的實施方案的詳細(xì)描述將更完全地理解本發(fā)明，在附圖中：

附圖說明

圖1a-圖1b是根據(jù)本發(fā)明的兩個實施方案的具有電容傳感器的doe模塊的示意性剖面圖；

圖2a-圖2b是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的doe模塊的示意性側(cè)面剖視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的doe模塊的示意性分解圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的doe模塊的示意性分解圖；

圖5a-圖5k是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的示出在襯底上制造doe模塊的工藝中的連續(xù)步驟的該襯底的示意性截面圖和俯視圖；

圖6a-圖6k是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的示出在襯底上制造doe模塊的工藝中的連續(xù)步驟的該襯底的示意性截面圖和俯視圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方案的doe模塊的示意性剖面圖。

圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的鍵合的襯底的俯視圖，該鍵合的襯底被切割成條來為形成到doe模塊的電連接作準(zhǔn)備；并且

圖9a-圖9b是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的位于真空吸盤上的鍵合的襯底的所轉(zhuǎn)動的條的示意性俯視圖。

具體實施方式

小型化的光學(xué)器件的大規(guī)模生產(chǎn)需要滿足高精度和高可靠性以及低制造成本的通常相沖突的目標(biāo)的產(chǎn)品設(shè)計。例如，微型投影模塊可被配置為投影結(jié)構(gòu)光圖案，并且然后可為了深度映射的目的而處理由相機(jī)模塊捕獲的圖案的圖像。對于精確的深度映射來說，重要的是圖案的對比度和幾何形狀是一致的并且好控制。

同時，期望消費設(shè)備在不同溫度和環(huán)境條件的寬范圍中起作用。溫度變化使得光學(xué)模塊的部件膨脹和收縮，導(dǎo)致焦點性質(zhì)的變化。熱擺動可尤其降低結(jié)構(gòu)光投射模塊中的投影光學(xué)器件的性能，從而導(dǎo)致構(gòu)建在此類模塊上的系統(tǒng)的分辨率、范圍和精度降低。當(dāng)模塊的光學(xué)部件包括由模制塑料制成的折射或衍射元件(由于需要以低成本大批量生產(chǎn))時，這個問題特別嚴(yán)重，因為此類元件特別易于熱膨脹和收縮。

可影響消費電子設(shè)備中的投影模塊的性能的另一個問題是機(jī)械完整性的損失。例如，如果機(jī)械沖擊或熱沖擊導(dǎo)致投影模塊中的圖案化元件諸如衍射光學(xué)元件或其它圖案化的透明物斷裂、脫離或者移出位置，則模塊可發(fā)射強(qiáng)烈的、高度聚焦的光束而不是如預(yù)期的結(jié)構(gòu)化圖案。對機(jī)械完整性的類似影響可能由濕度引起。此外，高濕度可導(dǎo)致水滴在doe的表面上冷凝，導(dǎo)致doe的光學(xué)特性的改變。

本文描述的本發(fā)明的實施方案通過將一個或多個電容傳感器結(jié)合到doe的結(jié)構(gòu)中來解決這些問題。這些電容傳感器對doe的機(jī)械完整性和尺寸變化以及doe內(nèi)的冷凝敏感，并且當(dāng)被控制電路詢問時將提供有關(guān)doe從其正常的機(jī)械狀態(tài)、尺寸狀態(tài)和光學(xué)狀態(tài)偏離的信息。該信息可被進(jìn)一步用于確定doe的適當(dāng)功能，并在必要時關(guān)閉照明doe的主輻射源。

在實施方案中，基于互電容來測量電容傳感器的電極之間的電容：在電容傳感器包括兩個相反電極的情況下，電極中的一者用作驅(qū)動電極，并且另一電極用作感測電極。doe的結(jié)構(gòu)的變化將導(dǎo)致互電容的變化，其通常將指示光學(xué)模塊(下文稱為doe模塊)中的機(jī)械或光學(xué)故障?；ル娙菀部赡苡捎谄渌蛑T如doe表面上的水滴、冷凝或其他污染物導(dǎo)致的組件損壞而改變。

在本發(fā)明的一些實施方案中，doe模塊包括位于doe模塊的不受doe的變化影響的位置中的至少一個參考電容電極對。這些測量被用作差分電容測量的參考，從而減少環(huán)境效應(yīng)例如熱變化和寄生電容對探測doe完整性的電容測量的影響。

在另一實施方案中，連接到地電位的導(dǎo)電屏蔽電極沉積在doe模塊的外側(cè)表面上，用于減少外部電場對探測doe完整性的電容測量的影響。在又一實施方案中，導(dǎo)電屏蔽電極形成在doe模塊的內(nèi)側(cè)表面上，通過絕緣層與電容電極分開。

圖1a-圖1b是根據(jù)本發(fā)明的兩個實施方案的具有電容傳感器的doe模塊20和21的示意性剖面圖。這兩個實施方案在doe與電容電極的相互定位方面不同，如下面將詳細(xì)描述的。

圖1a示出了doe模塊20的示意性剖面圖，其包括兩個透明襯底22和23，該兩個透明襯底通常由玻璃或塑料制成，由間隔件24分隔開。盡管在剖面圖中在兩個位置看到間隔件24，但是其可包括一個連續(xù)件或多個件。通過蝕刻、壓印或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的另一種工藝在襯底22和襯底23的兩個內(nèi)側(cè)表面上形成兩個doe25和26。第一電容電極28和第二電容電極29沉積在doe25和doe26上方，并連接到定位在襯底22和襯底23上的內(nèi)部導(dǎo)體30和內(nèi)部導(dǎo)體31，內(nèi)部導(dǎo)體30和內(nèi)部導(dǎo)體31又連接到襯底22和襯底23外部的外部導(dǎo)體32和外部導(dǎo)體33。外部導(dǎo)體32和外部導(dǎo)體33進(jìn)一步連接到電容測量電路34。

透明襯底22和透明襯底23的外表面通常涂覆有透明的導(dǎo)電薄膜36，其與外部導(dǎo)體32和外部導(dǎo)體33不同并隔離，透明的導(dǎo)電薄膜36連接到地電位，并且用作接地屏蔽并有助于消除寄生電容和噪聲。導(dǎo)電薄膜由ito(氧化銦錫)或類似的透明導(dǎo)電材料制成。

在一個實施例方案中，位于襯底22和襯底23之間的間隔件24由導(dǎo)電材料制成并連接到地電位以提供附加的屏蔽。在另一個實施方案中，間隔件24由絕緣材料制成，諸如聚合物或玻璃陶瓷組合物(例如玻璃料)，后者用于為doe25和doe26之間的空間創(chuàng)建氣密密封部。

圖1b示出了doe模塊21的示意性剖面圖，其包括通常由玻璃或塑料制成的兩個透明襯底40和42，它們由間隔件44隔開。如圖1a所示，間隔件44包括一個連續(xù)件。第一電容電極46和第二電容電極48設(shè)置在襯底40和襯底42上，在電極46和電極48上方具有覆蓋的介電膜50和52，諸如sio2和/或聚合物，其中doe54和doe56形成在介電膜中。

第一電容電極46和第二電容電極48連接到導(dǎo)體58和導(dǎo)體60，導(dǎo)體58和導(dǎo)體60又連接到外部導(dǎo)體62和外部導(dǎo)體64。外部導(dǎo)體62和外部導(dǎo)體64進(jìn)一步連接到電容測量電路66。

類似于圖1中的實施方案，透明襯底40和透明襯底42的外表面通常涂覆有連接到地電位的均勻、透明的導(dǎo)電薄膜68。在另一實施方案中，連接到地電位并用作接地屏蔽件的導(dǎo)電薄膜沉積在電容電極46和襯底40之間以及電容電極48和襯底42之間。接地屏蔽件通過sio2薄層或類似的絕緣層與電容電極46和電容電極48隔離。

此外，類似于圖1中的實施方案，在一個實施方案中，間隔件44由導(dǎo)電材料制成并連接到地電位以提供附加的屏蔽。在另一實施方案中，間隔件44由絕緣材料制成，諸如聚合物或玻璃陶瓷組合物(玻璃料)，后者被用于doe54和56之間的空間的氣密密封部。

圖2a-圖2b示意性地示出了本發(fā)明的實施方案，其中doe模塊80包括參考電容電極88和參考電容電極90。

圖2a示出了doe模塊80的側(cè)視圖，其包括襯底82和襯底84、間隔件86、第一參考電容電極88和第二參考電容電極90。電極連接到外部導(dǎo)體92和外部導(dǎo)體94，外部導(dǎo)體92和外部導(dǎo)體94進(jìn)一步連接到電容測量電路96。

圖2b是doe模塊80的剖視圖，如所見，如果模塊80沿著線98被切割，則具有垂直于圖2a的平面的切口。該剖面圖示出了與圖2a中相同的部件：襯底82和襯底84、間隔件86、第一參考電容電極88和第二參考電容電極90，以及外部導(dǎo)體92和94(在圖2b的視圖中部分重疊)。此外，剖面圖示出了-類似于圖1a中所示的實施方案-doe100和doe102、第一電容電極104和第二電容電極106，和連接到第一電容電極104和第二電容電極106(在當(dāng)前實施方案中位于doe模塊的同一側(cè)上)的導(dǎo)體108和導(dǎo)體110，以及外部導(dǎo)體112和外部導(dǎo)體114(在圖2b的視圖中部分重疊)，外部導(dǎo)體112和外部導(dǎo)體114連接到導(dǎo)體108和110并進(jìn)一步連接到電容測量電路96。參考電容電極88和參考電容電極90位于間隔件86的兩側(cè)，并且與doe100和doe102物理地分開。因此，doe100或doe102中的變化或doe之間的空氣空間中的污染將對參考電容電極88和參考電容電極90之間的電容沒有影響。

電容測量電路96測量第一電容電極104和第二電容電極106之間的電容以及第一參考電容電極88和第二參考電容電極90之間的電容。電容測量電路96進(jìn)一步將在第一電容電極104和第二電容電極106之間測量的電容中測得的變化與從參考電容電極88和90讀取的參考電容值進(jìn)行比較。這種差分電容測量減少了環(huán)境效應(yīng)對探測doe完整性的電容測量的影響。

圖3-圖4是本發(fā)明的實施方案的示意圖，其中示出了兩種不同的電容測量電極方案：圖3示出平面電極135和平面電極141，而圖4示出了叉指式電極156,158,170和172。平面電極和叉指式電極的每個實施方案可基于圖1a-圖1b中描繪的電容電極位置的兩個不同實施方案中的任一者來實現(xiàn)。

圖3是根據(jù)圖1a中所示的電極位置的doe模塊132的兩個半部的示意性分解圖。doe模塊132的下半部134包括形成在底部doe136的空氣界面上方的第一電容電極135，底部doe136繼而形成在底部襯底138上方。doe模塊132的上半部140包括在頂部doe142的空氣界面上方形成的第二電容電極141，頂部doe142形成在頂部襯底144上方。在一個實施方案中，其中測量互電容，第一電容電極135用作驅(qū)動電極，并且第二電容電極141用作感測電極。

圖4是根據(jù)圖1a中所示的電極位置的doe模塊150的兩個半部的示意性分解圖。doe模塊150的下半部152包括第一電容電極組件154，其包括相對于彼此交叉的驅(qū)動電極156和感測電極158。第一電容電極組件154形成在底部doe160(在第一電容電極組件154的數(shù)字之間看到)的空氣界面上方，底部doe160繼而形成在底部襯底162上方。上半部164包括第二電容電極組件166，其包括相對于彼此交叉的驅(qū)動電極168和感測電極170。第二電容電極組件166形成在頂部doe172(在第二電容電極組件166的數(shù)字之間看到)的空氣界面上方，頂部doe172繼而形成在頂部襯底174上方。當(dāng)doe模塊150處于其功能(未爆炸)配置中時，第一電極組件154和第二電極組件166對準(zhǔn)使得驅(qū)動電極156與感測電極170相反并且感測電極158與驅(qū)動電極168相反。

在本發(fā)明的實施方案中，電容電極組件154和電容電極組件166可被連接到以下配置中的驅(qū)動電路和感測電路：a)驅(qū)動電極156的電流由感測電極170感測，b)驅(qū)動電極168的電流由感測電極158感測，c)驅(qū)動電極156的電流由感測電極158感測，以及d)驅(qū)動電極168的電流由感測電極170感測。配置(a)和配置(b)測量doe模塊150的下半部152和上半部164之間的電容變化，而配置(c)測量電極組件154的電極之間的電容變化，并且配置(d)測量電極組件166的電極之間的電容變化。諸如在配置(c)或配置(d)中，測量給定表面的電極之間的電容變化，增加了用于檢測不橋接位于doe組件150的下半部152和上半部164之間的間隙的水膜的靈敏度，但是僅產(chǎn)生位于一個表面上的液滴。

在實施方案中，通過對不同的驅(qū)動電流使用不同的激勵波形，并且使用信號處理來分析感測電流來同時測量配置(a)-配置(d)的多個電容，以便確定來自驅(qū)動電流的相對貢獻(xiàn)。在另一實施方案中，時間多路復(fù)用用于驅(qū)動電流，使得能夠區(qū)分由不同驅(qū)動電流引起的感測電流。在另一實施方案中，使用不同的模擬波形和時間復(fù)用的組合。

盡管圖3-圖4示出了以特定圖案布置的電極，但是其他圖案(如柵格圖案的電極可以可選地沉積在doe或襯底上具有類似的效果，并被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖5a-圖j是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的示出了制造工藝中的連續(xù)步驟的襯底22和襯底23的示意性俯視圖和剖面圖，其中第一電容電極和第二電容電極沉積在doe和空氣之間的界面上。在該制造工藝中，其最終結(jié)果先前在圖1a中被描繪為doe模塊20，兩個單獨的組件：組件200和組件202以順序的工藝步驟被構(gòu)建，接合在一起成為組件204，然后進(jìn)一步被處理。盡管組件200,202和204在整個工藝步驟中被修改，但是我們將從步驟到步驟保持組件的這種編號，以便于理解工藝。如果適用，我們還將使用圖1a的標(biāo)簽。圖5a是在組件200上執(zhí)行的蝕刻或者壓印工藝步驟的示意圖。圖5b-圖5d是在組件200上執(zhí)行的涂覆和圖案化步驟的示意圖。圖5e是在組件202上執(zhí)行的蝕刻或壓印工藝步驟的示意圖。圖5f-圖5g是在組件202上執(zhí)行的涂覆和圖案化步驟的示意圖。圖5i-圖5k是在將組件200和組件202接合成圖5h中的組件204之后在組件204上執(zhí)行的工藝步驟的示意圖。

圖5a示出了用于組件200的蝕刻或壓印工藝步驟的結(jié)果的示意性俯視圖210和示意性剖視圖212。在該步驟中，doe26已經(jīng)被蝕刻或者壓印成透明襯底23。每個doe26在襯底23上的doe26的矩陣中形成單元格，并且以并行方式對該矩陣的所有單元格執(zhí)行后續(xù)工藝步驟。

圖5b示出了組件200上的涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖214和示意性剖面圖216。在該工藝步驟中，在doe26上方涂覆和圖案化第二電容電極29。每個第二電容電極29在doe26及doe26的周圍事物上方延伸。

圖5c示出了組件200上的下一個涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖218和示意性剖視圖220。在該涂覆和圖案化步驟中，形成與第二電容電極29連接的導(dǎo)體31。

圖5d示出了組件200上的另一個涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖222和示意性剖視圖224。在該涂覆和圖案化步驟中形成了間隔件24。在另一個實施方案中，間隔件24被蝕刻或壓印到襯底23的材料中。

圖5e示出了用于組件202的蝕刻或壓印工藝步驟的結(jié)果的示意性俯視圖226和示意性剖視圖228。在該步驟中，doe25已經(jīng)被蝕刻或壓印到透明襯底22中。類似于組件200，每個doe25在襯底22上的doe25的矩陣中形成單元格，并以并行的方式對矩陣的所有單元格執(zhí)行后續(xù)的工藝步驟。

圖5f示出了組件202上的涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖230和示意性剖面圖232。在該工藝步驟中，在doe25上方涂覆和圖案化第一電容電極28。每個第一電容電極28在doe25及其周圍事物上方延伸。

圖5g示出了組件202上的另一涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖234和示意性剖面圖236。在該涂覆和圖案化步驟中，形成與第一電容電極28連接的導(dǎo)體30。

圖5h示出了通過翻轉(zhuǎn)組件202并將其鍵合到組件200而形成的組件204的示意性剖面圖。組件200和組件202已經(jīng)被對準(zhǔn)以使組件202中的每個doe25面向組件200中的doe26。

圖5i示出在部分切割步驟之后的組件204的示意性剖視圖，該部分切割步驟在doe25和26的連續(xù)對之間形成切口240，以暴露導(dǎo)體30和31的端部。

圖5j示出了在金屬沉積和圖案化之后組件204的示意性剖面圖，金屬沉積和圖案化形成通過其暴露端部連接到導(dǎo)體30和31的金屬膜242。

圖5k示出了在切割切口244將組件204分割成單個的doe模塊20并且同時形成外部導(dǎo)體32和33之后的示意性剖面圖。

圖6a-圖6k是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施方案的制造工藝中的連續(xù)步驟的示意性俯視圖和剖面圖，其中第一電容電極和第二電容電極沉積位于doe和襯底之間。在該制造工藝中，其最終結(jié)果先前已經(jīng)在圖1b中示出為doe模塊21，兩個獨立的組件組件300和組件302以順序的工藝步驟被構(gòu)建，并且隨后鍵合在一起成為組件304。盡管組件300,302和304在整個工藝步驟中被修改，但是我們將再次保持這個編號從一個步驟到另一個步驟以有助于跟隨該工藝。當(dāng)適用時，我們還將使用圖1b的標(biāo)簽。圖6a-圖6d是在組件300上執(zhí)行的涂覆、圖案化以及蝕刻或壓印工藝步驟的示意圖。圖6e-圖6g是在組件302上執(zhí)行的涂覆、圖案化以及蝕刻或壓印工藝步驟的示意圖。圖6i-圖6k是在將組件300和302鍵合成圖6h中的組件304之后在組件304上的工藝步驟的示意圖。

圖6a示出了組件300上的涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖310和示意性剖視圖312。在該工藝步驟中，在透明襯底42上方涂覆第二電容電極48并將第二電容電極48圖案化。如在圖5a-圖5k的工藝步驟中，圖案在襯底上形成重復(fù)矩陣，并且以并行的方式對矩陣的所有單元格執(zhí)行該工藝步驟。

圖6b示出了組件300上的另一涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖314和示意性剖面圖316。在該涂覆和圖案化步驟中，形成與第二電容電極48連接的導(dǎo)體60。

圖6c示出了組件300上的涂覆和蝕刻或壓印步驟的結(jié)果的示意性俯視圖318和示意性剖視圖320。介電膜52沉積在組件300上方，接著在第二電容電極48的頂部上將doe56蝕刻或壓印到介電膜52中。

圖6d示出了組件300上的另一個涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖322和示意性剖視圖324。在該涂覆和圖案化步驟中，形成間隔件44。在另一實施方案中，間隔件44被蝕刻或壓印到襯底42的材料中。

圖6e示出了組件302上的涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖326和示意性剖面328。在該工藝步驟中，在透明襯底40上涂覆第一電容電極46并將第一電容電極46圖案化。

圖6f示出了組件302上的另一涂覆和圖案化步驟的結(jié)果的示意性俯視圖330和示意性剖面圖332。在該涂覆和圖案化步驟中，形成與第一電容電極46連接的導(dǎo)體58。

圖6g示出了組件302上的涂覆和蝕刻或壓印步驟的結(jié)果的示意性俯視圖334和示意性剖視圖336。電介質(zhì)膜50沉積在組件302上方，接著在第一電容電極46上方將doe54蝕刻或壓印到電介質(zhì)膜50中。

圖6h示出了通過翻轉(zhuǎn)組件302并將其接合到組件300而形成的組件304的示意性剖面圖。組件300和組件302已經(jīng)被對準(zhǔn)以便使組件302中的每個doe54面向組件300中的doe56。

圖6i示出在部分切割之后的組件304的示意性剖視圖，該部分切割在連續(xù)doe對54和56之間形成切口340，以暴露導(dǎo)體58和60的端部。

圖6j示出了在金屬沉積和圖案化之后組件304的示意性截面圖，金屬沉積和圖案化形成金屬膜342，該金屬膜342通過其暴露的端部連接到導(dǎo)體58和導(dǎo)體60。

圖6k示出了在切割切口344將組件304分割成單個的doe模塊21并且同時形成外部導(dǎo)體62和64之后的示意性剖面圖。

圖7是doe模塊400(類似于圖1a的doe模塊20)的示意圖，在實施方案中外部導(dǎo)體401和外部導(dǎo)體402形成穿過透明襯底403中的通路，連接到導(dǎo)體404和405。導(dǎo)體401和導(dǎo)體402進(jìn)一步連接到電容測量電路406。這種貫穿襯底的通路可類似地用于類似于圖1b的doe模塊21的doe模塊中。

圖8和圖9a-圖9b是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的方法的示意圖，其中使用導(dǎo)電環(huán)氧樹脂形成doe模塊的外部導(dǎo)體414。圖8和圖9a-圖9b中示意性示出的導(dǎo)體形成過程是基于圖1a的doe模塊20，但是可類似地適用于圖1b的doe模塊21。

圖8示出了從圖5h截取的組件204的示意性俯視圖，其現(xiàn)在已被切成條410，其中每個條410包括單排的doe25和doe26對。示出了如虛線所示的跨過條410的放大的示意性剖視圖412。條410已被切割以暴露導(dǎo)體30和導(dǎo)體31的端部。

圖9a示出了來自圖8的三個條410的示意圖，條410已經(jīng)沿著它們的長邊緣轉(zhuǎn)動90°并且并排地堆疊到位于條帶410下方的真空吸盤413上。位于條410的一側(cè)上的導(dǎo)體31的暴露的端部是可見的。

圖9b示出了來自圖9a的條410的示意圖，導(dǎo)電環(huán)氧樹脂貼片414已沉積在條410的暴露的側(cè)面上方并連接到導(dǎo)體31。在另一個類似的工藝步驟(未示出)中，條410沿著它們的長邊緣被轉(zhuǎn)動180°，再次堆疊到真空吸盤413上，并且附加的導(dǎo)電環(huán)氧樹脂貼片被沉積在條410的現(xiàn)在可見的側(cè)面上方，導(dǎo)電環(huán)氧樹脂貼片連接到導(dǎo)體30。然后切割條以切單doe模塊，如上所述。然后，位于條的兩側(cè)上的導(dǎo)電環(huán)氧貼片414用于將導(dǎo)體30和導(dǎo)體31連接到電容測量電路。

應(yīng)當(dāng)理解，上文所描述的實施方案以實施例的方式引用，并且本發(fā)明不限于上文已特別示出或描述的內(nèi)容。相反，本發(fā)明的范圍包括上文所述的各種特征，以及本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀以上描述之后會想到的在現(xiàn)有技術(shù)中沒有公開的其變型形式和修改形式的組合和子組合。