CN103376547A - 环状结构及其相关微扫瞄镜 - Google Patents

Abstract

本发明揭露一种微扫瞄镜，包含一基板、一环状结构及一镜面结构。该基板具有一中空区域与一第一转轴。该环状结构设置于该基板的该中空区域内，且包覆该镜面结构。该镜面结构具有一第二转轴，该第二转轴连接于该环状结构。该环状结构包含至少一第一边、至少一第二边及一第一梳状电极。该第一边连接于该第一转轴。该第二边的一端连接于该第一边。该第二边具有一第一侧与一第二侧，该第一侧邻近该镜面结构，且该第二侧邻近该基板。该第一梳状电极设置于该第二边上。

Description

环状结构及其相关微扫瞄镜

技术领域

本发明有关一种微扫瞄镜，特别关于一种利用环状结构以在不增加元件体积与工作电压的运作条件下，可增加镜面旋转角度的微扫瞄镜。

背景技术

传统的微扫瞄镜为一单轴式镜面结构。为了有效提高投影面积，一般方式是经由增加微扫瞄镜的旋转角度来增加投影面积。已知可用来增加微扫瞄镜的旋转角度的方法有减少镜面面积、加大工作电压以及增加静电梳状结构的数量。然而，减少镜面的面积同时会增加光路对准精度要求与成本。加大工作电压的方式虽不需增加微扫瞄镜的元件体积，但较为消耗能量，并不符合节能省电的环保意识。

此外，增加静电梳状结构的数量可有效提高微扫瞄镜镜面的旋转角度，但为了配置更密集的静电梳状结构，微扫瞄镜势必要相对应地加大其元件体积，而元件体积加大会提高其旋转时的空气阻尼，因此需要提供更高的工作电压来增加镜面的旋转角度，以克服因元件体积增大而提高的空气阻尼，如此体积增大及需要更高工作电压的微扫瞄镜既不环保，也不符合轻量化的产品趋势，故如何克服上述缺点，而制作出较佳品质的微扫瞄镜，即为相关产业的重要发展课题。

有鉴于此，提供一种可改善至少一种上述缺失的，乃为此业界亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种利用环状结构以在不增加元件体积与工作电压的运作条件下，可增加镜面旋转角度的微扫瞄镜。

为达上述目的，本发明所揭露的一种环状结构，设置于一镜面结构与一基板之间。该环状结构包含至少一第一边、至少一第二边以及一第一梳状电极。该第二边的一端连接于该第一边，该第二边具有一第一侧与一第二侧，该第一侧邻近该镜面结构，且该第二侧邻近该基板。该第一梳状电极设置于该第二边上。

为达上述目的，本发明所揭露的一种微扫瞄镜，其包含一基板、一环状结构及一镜面结构。该基板具有一中空区域与一第一转轴。该环状结构设置于该基板的该中空区域内，且包覆该镜面结构。该镜面结构具有一第二转轴，该第二转轴连接于该环状结构。该环状结构包含至少一第一边、至少一第二边及一第一梳状电极。该第一边连接于该第一转轴。该第二边的一端连接于该第一边。该第二边具有一第一侧与一第二侧，该第一侧邻近该镜面结构，且该第二侧邻近该基板。该第一梳状电极设置于该第二边上。

为让上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以较佳的实施例配合附图进行详细说明。

附图说明

图1为本发明的第一实施例的微扫瞄镜的上视图；

图2为本发明的第二实施例的微扫瞄镜的上视图；

图3为本发明的第三实施例的微扫瞄镜的上视图；及

图4与图5分别为本发明的第三实施例的微扫瞄镜于不同振动频率下的部分外观示意图。

主要元件符号说明：

10、10’、10” 微扫瞄镜

12 基板

121 中空区域

123 第一转轴

14 环状结构

16 第一边

18 第二边

181 第一侧

182 第二侧

183 弧形区段

20 第一梳状电极

22 镜面结构

221 第二转轴

24 第二梳状电极

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明的第一实施例的一微扫瞄镜10的上视图。微扫瞄镜10包含一基板12，且基板12具有一中空区域121与一第一转轴123。微扫瞄镜10另包含一环状结构14，设置于基板12之中空区域121内部。环状结构14包含二个第一边16、二个第二边18以及一第一梳状电极20。

微扫瞄镜10另包含一镜面结构22。镜面结构22具有一第二转轴221，第二转轴221连接于环状结构14，以使镜面结构22以可相对旋转方式装设于环状结构14内。换句话说，环状结构14可用来包覆镜面结构22，且微扫瞄镜10利用环状结构14的设计特征来提高镜面结构22的旋转角度。

二个第一边16分别连接于第一转轴123与第二转轴221之间。二个第二边18的一端分别连接于其中一个第一边16的两端，且各第二边18的另一端则因为透过部分中空区域121间隔开，而未与另一个第一边16发生直接接触，以达到电性隔绝的作用。

第二边18具有一第一侧181与一第二侧182，第二侧182邻近基板12，且第一侧181位于相对第二侧182的位置，亦即第一侧181位于第二边18邻近镜面结构22的位置。第一梳状电极20则依据设计需求而设置在第二边18的第一侧181。于本发明的第一实施例中，第二侧182并未设置梳状电极。

此外，各个第二边18另具有一弧形区段183。弧形区段183位于邻近镜面结构22的位置，且弧形区段183的一曲率对应于镜面结构22的一曲率，当镜面结构22相对环状结构14转动时，镜面结构22于快速摆动时不会碰触到第二边18而损毁。

请参阅图2，图2为本发明的第二实施例的一微扫瞄镜10’的上视图。第二实施例中，与第一实施例具有相同编号的元件具有相同的结构与功能，故于此不再详述。第二实施例与第一实施例的差异在于，微扫瞄镜10’的第一梳状电极20设置于第二边18的第二侧182。第一实施例与第二实施例的操作特性将于后叙明。

请参阅图3，图3为本发明的第三实施例的一微扫瞄镜10”的上视图。第三实施例与前述实施例的差异在于，环状结构14另可包含有一第二梳状电极24。第二梳状电极24与第一梳状电极20可选择性分别设置在第二边18的两侧，例如第一梳状电极20设置在第一侧181且第二梳状电极24设置在第二侧182，或第一梳状电极20设置在第二侧182且第二梳状电极24设置在第一侧181。

如图1至图3所示，第一转轴123的上、下两端皆与基板12保持在电性隔绝的状态。两个第二边18的上端连接于设置在镜面结构22上方的第一边16，而两个第二边18的下端皆因为透过部分中空区域121而间隔开，故与设置在镜面结构22下方的第一边16保持在电性隔绝的状态。此外，镜面结构22透过第二转轴221连接至其下方的第一边16，而与其上方的第一边16相互分离。

因此，如上所述，当使用者在本发明的微扫瞄镜10、10’及10”通上工作电压时，基板12会与环状结构14间产生一第一电压差，且环状结构14会再与镜面结构22间产生一第二电压差故可产生相对旋转运动。除此之外，第一梳状电极20与第二梳状电极24可选择性分别设置在第二边18的两侧(第一侧181与第二侧182)，用来放大电压差的量值。以第三实施例来说，本发明可于微扫瞄镜10”的内部多放上一组梳状电极，在通入相同的工作电压时，微扫瞄镜10”相较先前技术可增加多一倍的驱动力。

请参阅图4与图5，图4与图5分别为本发明的第三实施例的微扫瞄镜10”于不同振动频率下的部分外观示意图。在微扫瞄镜10”的运作过程中，环状结构14会带动镜面结构22进行振动，环状结构14会相对基板12产生同向振动或反向振动，而第一梳状电极20与第二梳状电极24可有效提高驱动力以增加镜面结构22的旋转角度。

如图4所示，当第三实施例的微扫瞄镜10”输入60伏特的工作电压，且环状结构14相对镜面结构22的一振动方向与环状结构14相对基板12的一振动方向为同向时，微扫瞄镜10”的振动频率约为16.5KHz，且镜面结构22相对基板12的旋转角度最大约可达到约7.2度。

如图5所示，当微扫瞄镜10”输入60伏特的工作电压，且环状结构14相对镜面结构22的该振动方向与环状结构14相对基板12的该振动方向为反向时，微扫瞄镜10”的振动频率约为28.5KHz。

综合来说，本发明的微扫瞄镜因为多了环状结构，使得微扫瞄镜在运作过程中可以有两组不同的振动频率。使用者可依据实际需求选择适合的振动频率，以有效利用镜面结构产生相应该振动频率的最大旋转角度。其中驱动镜面结构产生转动的方法除了输入工作电压以静电驱动外，另可视设计需求选择磁力或压电的驱动技术。

本发明的微扫描镜的环状结构是为单轴的设计，故具有两个振动频率可供选择。本发明另可将微扫描镜的环状结构设计为双轴模式，而双轴的微扫描镜将可相应地具有四个振动频率，本发明的微扫描镜的轴数模式端视设计需求而定，于此不再详述。由于本发明的微扫描镜可任意设计为具有数个振动频率，因此采用本发明的扫描器可应用单一个微扫描镜，经由环状结构相对基板与镜面结构的同向振动及反向振动的差异、及环状结构连接于镜面结构与基板的轴的数量，而达到具有数个扫描频率的功能。

于本发明的各个实施例中，为了给予扫瞄器适合的扫描频率，使用者可经由调整微扫瞄镜的多项参数来达到预计的振动频率。举例来说，第一转轴123与第二转轴221的长度及厚度将在输入相同工作电压的情况下直接影响到环状结构相对镜面结构与基板的扭转量；调整环状结构的面积与厚度会改变其重量及空气阻尼，故同样可据此调整微扫瞄镜的振动频率；镜面结构的面积与厚度的调整如同环状结构的面积与厚度的调整，是经由改变重量及空气阻尼来调整微扫瞄镜的振动频率。

相较于先前技术，本发明于镜面结构与基板之间设置一个环状结构。镜面结构、环状结构及基板间未电性导通且以可相对转动方式连接在一起。当微扫瞄镜通入预设的工作电压时，单轴的环状结构可相对镜面结构与基板同向或反向振动，以使具有单轴环状结构的微扫瞄镜可以有两个不同的扫描频率；另一方面，双轴的环状结构亦可相对镜面结构与基板同向或反向振动，而具有双轴环状结构的微扫瞄镜可更进一步具有四个不同的扫描频率。

因此，本发明的微扫瞄镜可以在不改变元件的体积大小及输入相同操作电压的前提下，有效地增加镜面结构的旋转角度，可更符合节能省电的环保趋势。再者，采用环状结构的微扫瞄镜可以具有多个振动频率，可供使用者任意选择在不同的振动频率下达到其相应的最大旋转角度。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施方面，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。

Claims (14)

1.一种环状结构，设置于一镜面结构与一基板之间，该环状结构包含：

至少一第一边；

至少一第二边，该第二边的一端连接于该第一边，该第二边具有一第一侧与一第二侧，该第一侧邻近该镜面结构，且该第二侧邻近该基板；以及

一第一梳状电极，该第一梳状电极设置于该第二边上。

2.如权利要求1所述的环状结构，其特征在于，该第一梳状电极设置于该第一侧。

3.如权利要求2所述的环状结构，其特征在于，该环状结构另包含：

一第二梳状电极，该第二梳状电极设置于该第二侧。

4.如权利要求1所述的环状结构，其特征在于，该第一梳状电极设置于该第二侧。

5.如权利要求4所述的环状结构，其特征在于，该环状结构另包含：

一第二梳状电极，该第二梳状电极设置于该第一侧。

6.如权利要求1所述的环状结构，其特征在于，该环状结构另包含二个第二边，且该二个第二边分别连接于该第一边的两端。

7.如权利要求1所述的环状结构，其特征在于，该第二边具有一弧形区段，该弧形区段的一曲率对应于该镜面结构的一曲率。

8.一种微扫瞄镜，包含：

一基板，该基板具有一中空区域与一第一转轴；

一环状结构，设置于该基板的该中空区域内，该环状结构包含：

至少一第一边，该第一边连接于该第一转轴；

至少一第二边，该第二边的一端连接于该第一边，该第二边具有一第一侧与一第二侧，该第二侧邻近该基板，且该第一侧位于相对该第二侧的一位置；以及

一第一梳状电极，该第一梳状电极设置于该第二边上，以及；

一镜面结构，该镜面结构具有一第二转轴，该第二转轴连接于该环状结构，该环状结构包覆于该镜面结构，且该第一侧邻近该镜面结构。

9.如权利要求8所述的微扫瞄镜，其特征在于，该第一梳状电极设置于该第一侧。

10.如权利要求9所述的微扫瞄镜，其特征在于，该环状结构另包含：

一第二梳状电极，该第二梳状电极设置于该第二侧。

11.如权利要求8所述的微扫瞄镜，其特征在于，该第一梳状电极设置于该第二侧。

12.如权利要求11所述的微扫瞄镜，其特征在于，该环状结构另包含：

一第二梳状电极，该第二梳状电极设置于该第二边的该第一侧。

13.如权利要求8所述的微扫瞄镜，其特征在于，该环状结构另包含二个第二边，且该二个第二边分别连接于该第一边的两端。

14.如权利要求8所述的微扫瞄镜，其特征在于，该第二边具有一弧形区段，该弧形区段的一曲率对应于该镜面结构的一曲率。

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