CN112817141A - Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪 - Google Patents

Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪 Download PDF

Info

Publication number
CN112817141A
CN112817141A CN202011631824.0A CN202011631824A CN112817141A CN 112817141 A CN112817141 A CN 112817141A CN 202011631824 A CN202011631824 A CN 202011631824A CN 112817141 A CN112817141 A CN 112817141A
Authority
CN
China
Prior art keywords
piezoelectric actuator
frequency
signal
piezoelectric
cantilevers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011631824.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112817141B (zh
Inventor
林育菁
宮島博志
畠山庸平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Goertek Inc
Original Assignee
Goertek Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Goertek Inc filed Critical Goertek Inc
Priority to CN202011631824.0A priority Critical patent/CN112817141B/zh
Publication of CN112817141A publication Critical patent/CN112817141A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112817141B publication Critical patent/CN112817141B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/005—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto
    • G03B21/008—Projectors using an electronic spatial light modulator but not peculiar thereto using micromirror devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)

Abstract

本发明公开一种MEMS扫描镜及其驱动方法、激光投影仪。该MEMS扫描镜的一具体实施方式包括反射镜，用于驱动反射镜关于反射镜第一轴以第一频率偏转的第一压电致动器，用于驱动反射镜关于反射镜第二轴以第二频率偏转的第二压电致动器，第一轴垂直于第二轴，以及驱动电路，第一频率远小于第二频率，第一压电致动器与第二压电致动器共用电极和对应的布线，驱动电路生成叠加有第一驱动频率的第一信号和第二驱动频率的第二信号的第一驱动信号及叠加有第一驱动频率的第三信号和第二驱动频率的第四信号的第二驱动信号，第一驱动频率远小于第二驱动频率，并施加到第一压电致动器和第二压电致动器。该实施方式可减少MEMS扫描镜布设的电极和线的数量。

Description

MEMS扫描镜及其驱动方法、激光投影仪
技术领域
本发明涉及激光投影技术领域。更具体地，涉及一种MEMS扫描镜及其驱动方法、激光投影仪。
背景技术
采用MEMS(Micro Electro Mechanical System，微机电系统)扫描镜的激光投影仪，具有低成本、小型化等优点，具有广阔的市场前景。
传统的MEMS扫描镜常采用扭杆致动方式，反射镜被两个、三个或更多的支撑该反射镜的扭杆带动倾斜并扭转，以执行光学扫描，采用共振驱动来实现大的扫描角度，需要通过结构设计将反射镜倾斜运动的共振频率与驱动频率相匹配。对于相对较低的驱动频率的应用，需要采用较低的共振频率，为此，现有技术还提出了一种采用形成弯曲形悬臂(即折叠弹簧结构，板状铰链)的外部压电致动器的方案，作为适合于低频驱动的设计，以降低共振频率。
如图1所示，现有的二维MEMS扫描镜的结构例如包括：圆形反射镜1，用于反射入射光；可动支撑件2(内部可动框)，可动支撑件2包围反射镜1以通过一对扭杆3a和3b来支承反射镜1；内部压电致动器，包括对向设置的内部对置压电致动器4a和内部对置压电致动器4b，内部对置压电致动器4a包括压电悬臂4a-1和4a-2，内部对置压电致动器4b包括压电悬臂4b-1和4b-2，内部对置压电致动器4a和内部对置压电致动器4b分别固定在可动支撑件2与扭杆3a和3b之间并且用作悬臂以通过扭杆3a和3b使反射镜1关于反射镜1的X轴偏转；包围可动支撑件2的固定支撑件5(外部固定框)；外部压电致动器，包括对向设置的外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b，外部对置压电致动器6a包括压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4，外部对置压电致动器6b包括压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4，外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b分别固定在固定支撑件5与可动支撑件2之间并且用作悬臂以通过可动支撑件2使反射镜1关于反射镜的垂直于X轴的Y轴偏转，从而实现二维扫描，其中，驱动内部对置压电致动器4a和内部对置压电致动器4b的驱动信号通常为频率20kHz以上的正弦波或矩形波信号，驱动外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b的驱动信号通常为频率60Hz左右的锯齿波信号，即X轴为快轴，Y轴为慢轴)，实现二维MEMS扫描镜的快速横向扫描及慢速纵向扫描。
关于对内部对置压电致动器4a、内部对置压电致动器4b、外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b的驱动，二维MEMS扫描镜上设置有连接到驱动器20的焊盘Pa1、Pa2、Pa3、Pa4、Pa5和Pa6，Pb1、Pb2、Pb3、Pb4、Pb5和Pb6，其中，每一个焊盘对应设置一个电极。如图2所示，以焊盘表征其设置的电极进行如下说明：焊盘Pa1连接到压电悬臂4a-1和4b-1的上电极层207，焊盘Pa2连接到压电悬臂4a-1和4b-1的下电极层205；焊盘Pa3连接到压电悬臂6a-1和6a-3的上电极层207，焊盘Pa4连接到压电悬臂6a-2和6a-4的上电极层207；焊盘Pa5连接到压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4的下电极层205；焊盘Pa6连接到压电传感器(图中未示出)。另外，焊盘Pb1连接到压电悬臂4a-2和4b-2的上电极层207，焊盘Pb2连接到压电悬臂4a-2和4b-2的下电极层205；焊盘Pb3连接到压电悬臂6b-1和6b-3的上电极层207，焊盘Pb4连接到压电悬臂6b-2和6b-4的上电极层207；焊盘Pb5连接到压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4的下电极层205；焊盘Pb6连接到压电传感器(图中未示出)。
驱动器20，用于：通过将驱动电压VXa施加到焊盘Pa1，向压电悬臂4a-1和4b-1提供驱动电压VXa；通过将驱动电压VXb施加到焊盘Pb1，向压电悬臂4a-2和4b-2提供驱动电压VXb；通过将基准电压VXr施加到焊盘Pa2和Pb2，向压电悬臂4a-1、4b-1、4a-2和4b-2提供基准电压VXr；通过将驱动电压VYa施加到焊盘Pa3和Pb3，向压电悬臂6a-1、6a-3、6b-1和6b-3提供驱动电压VYa；通过将驱动电压VYb施加到焊盘Pa4和Pb4，向压电悬臂6a-2、6a-4、6b-2和6b-4提供驱动电压VYb；通过将基准电压VYr施加到焊盘Pa5和Pb5，向压电悬臂6a-1、6a-3、6a-3、6a-4、6b-1、6b-2、6b-3和6b-4提供基准电压VYr。可见，对内部对置压电致动器4a、内部对置压电致动器4b、外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b的驱动，需要设置共十个焊盘(即需设置共十个电极及对应的布线)，由此，现有的二维MEMS扫描镜结构中，为了单独驱动内部压电致动器和外部压电致动器，需要对内部压电致动器和外部压电致动器单独布设电极并单独进行布线，存在结构和制备工艺较复杂、成本较高等问题。另外，可理解的是，常规扭杆型或内外压电致动器均采用形成弯曲形悬臂的压电致动器的MEMS扫描镜也存在上述问题。
因此，需要提供一种新的MEMS扫描镜及其驱动方法、激光投影仪。
发明内容
本发明的目的在于提供一种MEMS扫描镜及其驱动方法、激光投影仪，以解决现有技术存在的问题中的至少一个。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明第一方面提供了一种MEMS扫描镜，包括反射镜，用于驱动所述反射镜关于反射镜第一轴以第一频率偏转的第一压电致动器，用于驱动所述反射镜关于反射镜第二轴以第二频率偏转的第二压电致动器，所述第一轴垂直于第二轴，以及驱动电路，
所述第一频率远小于第二频率，
所述第一压电致动器与所述第二压电致动器共用电极和对应的布线，
所述驱动电路生成叠加有第一驱动频率的第一信号和第二驱动频率的第二信号的第一驱动信号及叠加有第一驱动频率的第三信号和第二驱动频率的第四信号的第二驱动信号，所述第一驱动频率远小于第二驱动频率，并施加到所述第一压电致动器和第二压电致动器。
可选地，所述第一压电致动器包括对向设置的第一对置压电致动器和第二对置压电致动器，所述第二压电致动器包括对向设置的第三对置压电致动器和第四对置压电致动器，所述第一对置压电致动器、第二对置压电致动器、第三对置压电致动器和第四第二对置压电致动器分别包括多个压电悬臂；
所述第三对置压电致动器中的一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第一组电极和对应的第一组布线；
所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第二对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第二组电极和对应的第二组布线，或，所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的另一部分压电悬臂共用第三组电极和对应的第三组布线。
可选地，所述压电悬臂包括依次堆叠的振动板、下电极、压电体和上电极。
可选地，所述第二驱动频率是第一驱动频率的100-400倍。
可选地，所述第一信号及第三信号分别为锯齿波信号，第二信号及第四信号分别为正弦波或矩形波信号。
可选地，所述第一信号及第三信号分别是频率为50Hz-1000Hz的锯齿波信号，所述第二信号及第四信号分别是频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
本发明第二方面提供了一种激光投影仪，包括本发明第一方面提供的MEMS扫描镜。
本发明第三方面提供了一种MEMS扫描镜的驱动方法，该MEMS扫描镜为本发明第一方面提供的MEMS扫描镜，其中用于施加到该MEMS扫描的驱动信号叠加有频率为50-1000Hz的锯齿波信号和频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
本发明的有益效果如下：
本发明所述技术方案可在不影响驱动效果基础上，减少MEMS扫描镜布设电极的数量和布线数量，简化了MEMS扫描镜的结构，降低了成本且简化了制备工艺。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；
图1示出现有的二维MEMS扫描镜的结构示意图。
图2示出现有的二维MEMS扫描镜的截面图。
图3示出本发明实施例提供的二维MEMS扫描镜的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明的一个实施例提供了一种MEMS扫描镜，包括反射镜，用于驱动所述反射镜关于反射镜第一轴以第一频率偏转的第一压电致动器，用于驱动所述反射镜关于反射镜第二轴以第二频率偏转的第二压电致动器，所述第一轴垂直于第二轴，以及驱动电路，
所述第一频率远小于第二频率，
所述第一压电致动器与所述第二压电致动器共用电极和对应的布线，
所述驱动电路生成叠加有第一驱动频率的第一信号和第二驱动频率的第二信号的第一驱动信号及叠加有第一驱动频率的第三信号和第二驱动频率的第四信号的第二驱动信号，所述第一驱动频率远小于第二驱动频率，并施加到所述第一压电致动器和第二压电致动器。
本实施例提供的MEMS扫描镜基于发明人发现的利用了第一压电致动器的驱动频率与第二压电致动器的驱动频率差异很大，第一压电致动器对第二驱动频率的响应很小且第二压电致动器对第一驱动频率的响应很小的现象，巧妙地将第一压电致动器与第二压电致动器设置为共用电极和对应的布线的方式，在不影响驱动效果基础上，减少了MEMS扫描镜布设电极的数量和布线数量，简化了MEMS扫描镜的结构，降低了成本且简化了制备工艺。
在本实施例的一些可选的实现方式中，所述第一压电致动器包括对向设置的第一对置压电致动器和第二对置压电致动器，所述第二压电致动器包括对向设置的第三对置压电致动器和第四对置压电致动器，所述第一对置压电致动器、第二对置压电致动器、第三对置压电致动器和第四第二对置压电致动器分别包括多个压电悬臂；
所述第三对置压电致动器中的一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第一组电极和对应的第一组布线；
所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第二对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第二组电极和对应的第二组布线，或，所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的另一部分压电悬臂共用第三组电极和对应的第三组布线。其中，对于驱动频率很大的第二压电致动器(即内部压电致动器)，若其采用常规扭杆型致动，则更适用所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第二对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第二组电极和对应的第二组布线的方式；若其形成弯曲形悬臂，则既适用所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第二对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第二组电极和对应的第二组布线的方式，也适用所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的另一部分压电悬臂共用第三组电极和对应的第三组布线的方式。
在本实施例的一些可选的实现方式中，所述压电悬臂包括依次堆叠的振动板、下电极、压电体和上电极。
在本实施例的一些可选的实现方式中，所述第二驱动频率是第一驱动频率的100-400倍。
在本实施例的一些可选的实现方式中，所述第一信号及第三信号分别为锯齿波信号，第二信号及第四信号分别为正弦波或矩形波信号。进一步，所述第一信号及第三信号分别是频率为50Hz-1000Hz的锯齿波信号，所述第二信号及第四信号分别是频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
在一个具体示例中，结合上述实现方式，在如图1所示的现有的二维MEMS扫描镜的基础上，如图3所示，本示例的二维MEMS扫描镜中，对内部对置压电致动器4a、内部对置压电致动器4b、外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b的驱动，二维MEMS扫描镜上仅需设置Pc1、Pc2和Pc3，Pd1、Pd2和Pd3，共六个焊盘(即仅需设置共六个电极及对应的布线)，其中，焊盘Pc1连接到压电悬臂4a-1、4b-1、6a-1和6a-3的上电极层207，焊盘Pc2连接到压电悬臂6a-2和6a-4的上电极层207；焊盘Pc3连接到压电悬臂4a-1、4b-1、6a-1、6a-2、6a-3和6a-4的下电极层205。另外，焊盘Pd1连接到压电悬臂4a-2、4b-2、6b-2和6b-4的上电极层207，焊盘Pd2连接到压电悬臂6b-1和6b-3的上电极层207；焊盘Pd3连接到压电悬臂4a-2、4b-2、6b-1、6b-2、6b-3和6b-4的下电极层205。
驱动器20，用于：
通过将叠加有频率为60Hz的锯齿波信号和频率为20kHz的正弦波信号的第一驱动信号(电压信号)施加到焊盘Pc1，向压电悬臂4a-1、4b-1、6a-1和6a-3提供驱动电压；通过将叠加有频率为60Hz的锯齿波信号和频率为20kHz的正弦波信号的第二驱动信号或仅将频率为60Hz的锯齿波信号施加到焊盘Pc2，向压电悬臂6a-2和6a-4提供驱动电压，其中，施加到焊盘Pc2的60Hz锯齿波信号与施加到焊盘Pc1的第一驱动信号中的60Hz锯齿波信号相位相反；通过向焊盘Pc3施加复合基准电压，向压电悬臂4a-1、4b-1、6a-1、6a-2、6a-3和6a-4提供基准电压；
通过将叠加有频率为60Hz的锯齿波信号和频率为20kHz的正弦波信号的第二驱动信号(电压信号)施加到焊盘Pd1，向压电悬臂4a-2、4b-2、6b-2和6b-4提供驱动电压，其中，施加到焊盘Pd1的第二驱动信号中的60Hz锯齿波信号与施加到焊盘Pc1的第一驱动信号中的60Hz锯齿波信号的相位相反，施加到焊盘Pd1的第二驱动信号中的频率为20kHz正弦波信号与施加到焊盘Pc1-的第一驱动信号中的20kHz正弦波信号的相位相反；通过将叠加有频率为60Hz的锯齿波信号和频率为20kHz的正弦波信号的第一驱动信号或仅将频率为60Hz的锯齿波信号施加到焊盘Pd2，向压电悬臂6b-1和6b-3提供驱动电压，其中，施加到焊盘Pd2的60Hz锯齿波信号与施加到焊盘Pd1的第二驱动信号中的60Hz锯齿波信号相位相反；通过向焊盘Pc3施加复合基准电压，向压电悬臂4a-2、4b-2、6b-1、6b-2、6b-3和6b-4提供基准电压。
下面对内部对置压电致动器4a、内部对置压电致动器4b、外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b的致动方式进行简要说明：扭杆3a和3b沿着X轴排列，并且一端耦接到可动支撑件2的内周，另一端连接到反射镜1的外周。因此，扭力杆3a和3b被压电悬臂4a-1、4a-2、4b-1和4b-2扭曲可使反射镜1关于X轴偏转，其中压电悬臂4a-1和4a-2以X轴彼此相对并且夹着扭杆3a，压电悬臂4a-1和4a-2一端耦接到可动支撑件2的内周而另一端耦接到扭力杆3a。在此情况下，压电悬臂4a-1的偏折方向与压电悬臂4a-2的偏折方向相反。类似地，压电悬臂4b-1和4b-2以Y轴彼此相对并且夹着扭杆3b，压电悬臂4b-1和4b-2一端耦接到可动支撑件2的内周而另一端耦接到扭杆3b。在此情况下，压电悬臂4b-1的偏折方向与压电悬臂4b-2的偏折方向相反。
固定支撑件5是可动支撑件2的矩形框架。
压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3、6a-4、6b-1、6b-2、6b-3、6b-4耦接在固定支撑件5的内周与可动支撑件2的外周之间，以使与反射镜1相关联的可动支撑件2关于固定支撑件5偏转，即，使反射镜1关于Y轴偏转。
压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4从可动支撑件2串联耦接到固定支撑件5。另外，每个压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4都与反射镜1的X轴平行。因此，压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4在每个压电悬臂处折返或者说从固定支撑件5到可动支撑件2蜿蜒前进，从而可沿着与反射镜1的Y轴垂直的方向改变压电悬臂6a-1、6a-2、6a-3和6a-4的幅度。类似地，压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4从可动支撑件2串联耦接到固定支撑件5。另外，每个压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4都与反射镜1的X轴平行。因此，压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4在每个压电悬臂处折返或者从固定支撑件5到可动支撑件2蜿蜒前进，从而可沿着与反射镜1的Y轴垂直的方向改变压电悬臂6b-1、6b-2、6b-3和6b-4的幅度。
请注意，外部对置压电致动器6a和外部对置压电致动器6b包含的压电悬臂的数量可以是其它值，如6、8、10等。
下面对本示例的二维MEMS扫描镜的各个元件的结构作进一步说明，如图2所示，
通过绝缘体上硅(SOI)基板形成了单晶硅支承层201、中间氧化硅层202和非晶硅有源层203。另外，附图标记204表示二氧化硅层，205表示由Pt、Au等制成的下电极层，206表示锆钛酸铅(PZT)层，207表示由Pt、Au等制成的上电极层，208表示由Al、Ag等制成的金属层，209表示由二氧化硅等制成的硬掩模层。
反射镜1由用作振动板的单晶硅支承层201、用作反射器的金属层208以及硬掩模层209制成。
可动支撑件2以及扭杆3a和3b由单晶硅有源层203和二氧化硅层204构成。
压电悬臂4a-1、4a-2、4b-1、4b-2、6a-1到6a-4和6b-1到6b-4由单晶硅有源层203、二氧化硅层204、下电极层205、压电体(PZT)层206和上电极层207构成。
固定支撑件5由单晶硅层201、中间硅层202、单晶硅有源层203、二氧化硅层204和硬掩模层209构成。
可理解的是，内外压电致动器均采用扭杆型致动或内外压电致动器均采用弯曲形悬臂的压电致动器等其他结构的MEMS扫描镜也可采用本实施例提供的内外压电致动器共用电极和相应的布线的技术手段来实现减少MEMS扫描镜布设电极的数量和布线数量的技术效果，具体结构可基于上述示例给出的思路进行适应性设置，因此，具体结构在此不再赘述。
本发明的另一个实施例提供了一种激光投影仪，包括上述实施例提供的MEMS扫描镜，此外，还包括激光光源、准直整形等光学器件及激光驱动电路等。
本发明的另一个实施例提供了一种MEMS扫描镜的驱动方法，该MEMS扫描镜为上述实施例提供的MEMS扫描镜，其中用于施加到该MEMS扫描的驱动信号叠加有频率为50-1000Hz的锯齿波信号和频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种MEMS扫描镜，包括反射镜，用于驱动所述反射镜关于反射镜第一轴以第一频率偏转的第一压电致动器，用于驱动所述反射镜关于反射镜第二轴以第二频率偏转的第二压电致动器，所述第一轴垂直于第二轴，以及驱动电路，其特征在于，
所述第一频率远小于第二频率，
所述第一压电致动器与所述第二压电致动器共用电极和对应的布线，
所述驱动电路生成叠加有第一驱动频率的第一信号和第二驱动频率的第二信号的第一驱动信号及叠加有第一驱动频率的第三信号和第二驱动频率的第四信号的第二驱动信号，所述第一驱动频率远小于第二驱动频率，并施加到所述第一压电致动器和第二压电致动器。
2.根据权利要求1所述的MEMS扫描镜，其特征在于，所述第一压电致动器包括对向设置的第一对置压电致动器和第二对置压电致动器，所述第二压电致动器包括对向设置的第三对置压电致动器和第四对置压电致动器，所述第一对置压电致动器、第二对置压电致动器、第三对置压电致动器和第四第二对置压电致动器分别包括多个压电悬臂；
所述第三对置压电致动器中的一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第一组电极和对应的第一组布线；
所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第二对置压电致动器中的一部分压电悬臂共用第二组电极和对应的第二组布线，或，所述第三对置压电致动器中的另一部分悬臂及所述第四对置压电致动器中的另一部分悬臂与所述第一对置压电致动器中的另一部分压电悬臂共用第三组电极和对应的第三组布线。
3.根据权利要求2所述的MEMS扫描镜，其特征在于，所述压电悬臂包括依次堆叠的振动板、下电极、压电体和上电极。
4.根据权利要求1所述的MEMS扫描镜，其特征在于，所述第二驱动频率是第一驱动频率的100-400倍。
5.根据权利要求1或3所述的MEMS扫描镜，其特征在于，所述第一信号及第三信号分别为锯齿波信号，第二信号及第四信号分别为正弦波或矩形波信号。
6.根据权利要求1所述的MEMS扫描镜，其特征在于，所述第一信号及第三信号分别是频率为50Hz-1000Hz的锯齿波信号，所述第二信号及第四信号分别是频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
7.一种激光投影仪，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的MEMS扫描镜。
8.一种MEMS扫描镜的驱动方法，其特征在于，该MEMS扫描镜为根据权利要求1所述MEMS扫描镜，其中用于施加到该MEMS扫描的驱动信号叠加有频率为50-1000Hz的锯齿波信号和频率为20kHz以上的正弦波或矩形波信号。
CN202011631824.0A 2020-12-31 2020-12-31 Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪 Active CN112817141B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011631824.0A CN112817141B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011631824.0A CN112817141B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112817141A true CN112817141A (zh) 2021-05-18
CN112817141B CN112817141B (zh) 2023-03-24

Family

ID=75856416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011631824.0A Active CN112817141B (zh) 2020-12-31 2020-12-31 Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112817141B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009223165A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Stanley Electric Co Ltd 光偏向器
CN101790840A (zh) * 2007-08-27 2010-07-28 松下电器产业株式会社 压电致动器、使用该压电致动器的光学反射元件以及压电驱动装置
CN102654643A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 斯坦雷电气株式会社 使用复合正弦波驱动电压的光偏转器的驱动器及其设置方法
CN102654642A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 斯坦雷电气株式会社 光偏转器的驱动器及其设定方法
CN102692704A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 斯坦雷电气株式会社 光偏转器的驱动器及其设定方法
US20120327494A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Takaaki Koyama Optical deflector including piezoelectric sensor on support body
US20120327495A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Takanori Aimono Two-dimensional optical deflector including piezoelectric sensor on movable frame
CN102998795A (zh) * 2011-09-08 2013-03-27 富士胶片株式会社 反射镜驱动设备、驱动该反射镜驱动设备的方法和制造该反射镜驱动设备的方法
CN103246059A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 富士胶片株式会社 镜驱动设备和控制该设备的方法
US20130258432A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Stanley Electric Co., Ltd. Optical deflector
US20160119596A1 (en) * 2014-10-23 2016-04-28 Stanley Electric Co., Ltd. Video projection apparatus capable of operating at optimum resonant frequency and its controlling method
JP2016206541A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 株式会社リコー 光偏向装置、２次元画像表示装置、光走査装置及び画像形成装置
CN107615133A (zh) * 2015-06-25 2018-01-19 株式会社电装 光扫描装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101790840A (zh) * 2007-08-27 2010-07-28 松下电器产业株式会社 压电致动器、使用该压电致动器的光学反射元件以及压电驱动装置
JP2009223165A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Stanley Electric Co Ltd 光偏向器
CN102654643A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 斯坦雷电气株式会社 使用复合正弦波驱动电压的光偏转器的驱动器及其设置方法
CN102654642A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 斯坦雷电气株式会社 光偏转器的驱动器及其设定方法
CN102692704A (zh) * 2011-03-22 2012-09-26 斯坦雷电气株式会社 光偏转器的驱动器及其设定方法
US20120327495A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Takanori Aimono Two-dimensional optical deflector including piezoelectric sensor on movable frame
US20120327494A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Takaaki Koyama Optical deflector including piezoelectric sensor on support body
CN102998795A (zh) * 2011-09-08 2013-03-27 富士胶片株式会社 反射镜驱动设备、驱动该反射镜驱动设备的方法和制造该反射镜驱动设备的方法
CN103246059A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 富士胶片株式会社 镜驱动设备和控制该设备的方法
US20130258432A1 (en) * 2012-03-29 2013-10-03 Stanley Electric Co., Ltd. Optical deflector
US20160119596A1 (en) * 2014-10-23 2016-04-28 Stanley Electric Co., Ltd. Video projection apparatus capable of operating at optimum resonant frequency and its controlling method
JP2016206541A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 株式会社リコー 光偏向装置、２次元画像表示装置、光走査装置及び画像形成装置
CN107615133A (zh) * 2015-06-25 2018-01-19 株式会社电装 光扫描装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112817141B (zh) 2023-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8456727B2 (en) Actuator device for optical deflector
JP5323155B2 (ja) ミラー駆動装置及びその駆動方法並びに製造方法
JP6129189B2 (ja) Ｍｅｍｓスキャニングマイクロミラー
WO2013136759A1 (ja) 光学反射素子とアクチュエータ
EP2503375B1 (en) Driver for optical deflector using two modified synchronous saw-tooth drive voltages and method for setting the same
JP5414187B2 (ja) 光偏向器
TWI446000B (zh) 微機電系統掃描微鏡
EP2495601A1 (en) Driver for optical deflector using two asyncronous saw-tooth drive voltages and method for setting the same
US8482832B2 (en) Vibrating mirror element
US9335543B2 (en) Optical scanner, image display device, head mount display, and heads-up display
US9778549B2 (en) Optical element
US20140320943A1 (en) Optical scanning device
JP2007006587A (ja) アクチュエータ
JP2011069954A (ja) 光スキャナ
JP2007326204A (ja) アクチュエータ
CN112817141B (zh) Mems扫描镜及其驱动方法、激光投影仪
JP2013137583A (ja) 光偏向器
WO2022102214A1 (ja) 駆動素子および駆動装置
JP2014102355A (ja) 光偏向器
JP6092589B2 (ja) 光偏向器
JP4446345B2 (ja) 光偏向素子と光偏向器と光走査装置及び画像形成装置
CN117031735A (zh) 用于准静态转动和非谐振扫描的mems压电微镜
CN112731653A (zh) Mems扫描镜及激光投影仪
EP2194417B1 (en) Vibrating mirror element

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant