CN108025908A - 用于mems扫描镜的机电设计 - Google Patents
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Abstract
描述了用于MEMS扫描镜的机电设计。在各实施例中，驱动线圈可位于MEMS镜的反射部分上。在一些实施例中，感测线圈可部分地或完全地位于MEMS镜的外框架部分上。描述了并要求保护其他实施例。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年12月21日提交的题为“用于MEMS扫描镜的机电设计(ELECTRO-MECHANICAL DESIGNS FOR MEMS SCANNING MIRRORS)”的先前提交的美国专利申请S/N.14/977,457以及2015年10月12日提交的题为“用于MEMS扫描镜的机电设计(Electro-Mechanical Design for MEMS Scanning Mirror)”的美国临时申请S/N.62/240,490的权益及优先权，这两个申请通过引用整体结合于此。
技术领域
本文的实施例一般涉及微机电***(MEMS)扫描镜和MEMS扫描镜投影***。
背景技术
基于MEMS扫描镜的激光投影***是用于超小尺寸和便携式应用的有前途的候选产品。在示例MEMS扫描镜投影***中，镜被布置为绕两个相互正交的轴旋转以便在投影表面上显示被投影的图像的像素。具体而言，示例MEMS扫描镜可反射从一个或多个光源发出的光以投影图像。在一些MEMS扫描镜投影***中，可使用两个镜，其中的每一个镜可被布置为绕两个相互正交的轴中的一个轴旋转。激光光源可被调制同时MEMS镜被旋转以有效地施以脉冲并逐个显示像素以生成所投影的图像。具体而言，MEMS镜可旋转以便以足够高的速度扫描在所投影的图像的全部区域上面的反射光以得到人眼看起来稳定的图像。有利的是，根据此类技术，像素可只在被需要时被投影，并且因此对于所投影的图像的黑暗部分，激光光源可被关闭，从而节省功率。
基于MEMS的投影***的所显示图像的质量可取决于的一个因素是所调制的激光脉冲与镜的旋转同步的精度。如果所调制的激光脉冲和镜的旋转之间的同步是糟糕的，则从一个帧到下一帧，相同像素会根据略为不同的时序被施以脉冲，从而导致图像中的模糊。为了使所调制的激光脉冲与镜的旋转精确地同步，能够精确地感测镜的旋转角位置会是必要的。可影响图像质量的第二个因素是在操作期间MEMS镜保持光学平坦的程度。在操作期间，MEMS镜可能受到可导致其弯曲(一种有时称为动态变形的现象)的力。镜的弯曲或其他变形会导致正被生成的图像像素的相应失真，这也可构成图像中的可感知模糊的源头。
附图说明
图1例示出第一示例MEMS镜。
图2例示出第一示例MEMS扫描镜投影***。
图3例示出第二示例MEMS镜。
图4例示出第三示例MEMS镜。
图5例示出第四示例MEMS镜。
图6例示出第五示例MEMS镜。
图7例示出第二示例MEMS扫描镜投影***。
图8例示出第一示例逻辑流程。
图9例示出第二示例逻辑流程。
图10例示出示例计算机可读介质。
图11例示出第一示例***。
图12例示出第二示例***。
具体实施方式
各示例一般可针对用于MEMS扫描镜的机电设计。在各示例中，驱动线圈可位于MEMS扫描镜的反射部分上。在一些示例中，感测线圈可部分地或完全地位于MEMS扫描镜的外框架部分上。换句话说，驱动线圈可被设置于感测线圈内。在一些示例中，多轴MEMS扫描镜可装备有设置于两个驱动线圈之间的感测线圈，其中每个驱动线圈可被配置为导致MEMS扫描镜按这些轴中的一个轴的方向旋转。描述并要求保护其他示例。
图1例示出根据本公开的各示例布置的MEMS扫描镜100或“MEMS镜”的框图。MEMS镜100可以是可被实现于MEMS扫描镜投影***中的MEMS镜的代表。具体而言，MEMS镜可被实现为横跨投影表面扫描光束同时光束被调制和/或被施以脉冲以形成用于在投影表面上显示图像的像素。
如所描绘的，MEMS镜100可包括反射部分102和框架104。一般来说，反射部分102和框架104一般可以是独立的可移动部分，且框架104一般连接至固定的不可移动部分。反射部分102一般可包括MEMS镜100的一部分，反射表面已被粘贴、沉积或以其他方式创建于该部分上。框架104一般可包括MEMS镜100的一部分，该部分围绕反射部分102。
MEMS镜100可包括驱动线圈112和感测线圈114。一般来说，驱动线圈112可被定位于感测线圈114内。在一些示例中，驱动线圈112可被设置于反射部分102上。更具体地，驱动线圈可被设置于衬底中同时反射部分被形成在驱动线圈上面(例如，参考图4)。在一些示例中，感测线圈114可被设置于MEMS镜100的框架104上。在操作期间，可将电流施加于驱动线圈112以导致反射部分102绕多个轴旋转(例如，参考图2和图7)。根据一些实施例，MEMS镜100可被磁致动。例如，MEMS镜100可定位于磁场内且电流可穿过驱动线圈112以影响MEMS镜100的旋转和/或振荡。
根据一些示例，相对于使用其中驱动线圈112位于框架104上和/或位于反射部分102的边缘周围的设计所遇到的动态变形，使驱动线圈112位于反射部分102上可以不显著增加和/或影响反射部分102的动态变形。在一些实施例中，使驱动线圈112位于反射部分102上可实现包括在驱动线圈112中的个体线圈数目的增加而不会产生额外的阻尼。与其中驱动线圈112位于框架上的设计相比，线圈数目的增加可导致感测线圈114信号上的较低的功耗(由于较低的所需驱动电流)以及较好的信噪比(SNR)。各实施例不限于此上下文。
在一些示例中，感测线圈114被设置于框架104上。更具体地，感测线圈114可被设置于反射部分被形成于其周围的衬底上和/或衬底内(例如，参考图4)。在操作期间，随着反射部分102变形和/或绕轴旋转(例如，由于将电流施加于驱动线圈112等等)，感测线圈114可生成一定量的电流，该一定量的电流指示反射部分102的位置。在一些示例中，反射部分102的旋转和/或振荡可横跨感测线圈114感应电流。所感应的电流可被测量为感应电压信号，该感应电压信号可因变于感测线圈114相对于驱动线圈112——并且因此相对于反射部分102的定向而变化。感测线圈中的感应电流可被用于确定角旋转——并且因此确定反射部分102的位置。
在一些示例中，使感测线圈114位于框架104上(例如，与在反射部分102上相反等等)可降低反射部分102的位置感测对温度变化的敏感度。例如，随着光入射到反射部分102上(例如，参考图2和图7)，反射部分102的温度可能会增加。感测线圈114的位置在框架104上可降低对该温度起伏的敏感度。更具体地，在一些示例中，反射部分102可仅反射入射到反射部分102上的光的一部分，而入射光的剩余部分可被反射部分102吸收。例如，MEMS镜100的反射部分102可反射85％到95％之间的入射光，而15％到5％的入射光可被吸收。所吸收的光的能量可被转换为热，该热可从镜中心向边缘扩散，从而潜在地修改感测线圈电阻并产生使感应电压信号的SNR减小的热噪声。在感测线圈114和反射部分102之间引入物理分隔可减小从反射部分102到感测线圈114的热交换的程度，由此减小热噪声，增大感应电压信号的SNR，并实现更精确的位置感测。各实施例不限于此上下文。
值得注意的是，在一些示例中，感测线圈114的一些或全部可位于反射部分102上，而不是完全位于MEMS镜100的边缘周围的框架104上。在各示例中，使驱动线圈112和感测线圈114位于反射部分102上可实现包括在驱动线圈112和/或感测线圈114中的个体线圈数目的增加而不产生额外的阻尼，这可导致较低功耗和/或较好的SNR。
在一些示例中，将驱动线圈112和/或感测线圈114置于可移动反射部分102上可显著地限制金属线圈中的感应应力。如果这种应力超过用于形成线圈的金属材料的屈服强度，则这种应力可导致机械故障。此外，将感测线圈114置于诸如反射部分102之类的有限变形可移动区域上可减少感应电压的失真并且因此改善感应电压信号的SNR。
图2例示出根据本公开的各示例布置的MEMS扫描镜投影***200的框图。一般来说，MEMS扫描镜投影***200包括MEMS镜(诸如例如，图1的MEMS镜100)以及光源210。在一些示例中，光源210可包括诸如例如，激光光源、发光二极管(LED)光源之类的各种光源中的任一种。在操作期间，光源210可发射光束212。此外，光源210可调制光束212和/或对其施以脉冲以对应于图像的特定像素。
一般来说，光源210和MEMS镜100被布置为彼此进行光学通信。具体而言，光源210可发射光束212而MEMS镜100可接收光束212。MEMS镜100可从反射部分102反射光束212。在操作期间，MEMS镜100可绕多个轴(例如，轴220)旋转。具体而言，MEMS镜100可绕轴220旋转以横跨投影表面(未示出)扫描所接收的光束212。换言之，MEMS镜100可绕轴220旋转以便修改入射到反射部分102上的激光光束212被反射的方向。
注意，MEMS扫描镜投影***200可被实现为横跨多个轴扫描光束212(例如，2D投影***等等)。例如，MEMS扫描镜投影***200可用2D MEMS镜(例如，参考图5-7)来实现。诸示例不限于此上下文。
图3例示出根据本公开的各示例布置的MEMS镜300的框图。MEMS镜300可以是可被实现于MEMS扫描镜投影***(例如，***200等等)中的MEMS镜的代表。具体而言，MEMS镜可被实现为横跨投影表面扫描光束同时光束被调制和/或被施以脉冲以形成用于在投影表面上显示图像的像素。
如所描绘的，MEMS镜300可包括反射部分102和框架104。此外，虽然未示出，但MEMS镜300可像MEMS镜100那样包括设置于感测线圈内的驱动线圈。例如，设置于感测线圈114内的驱动线圈112。
在一些示例中，MEMS镜300可包括硅蚀刻掉部分(silicon etched-awayportions)332，该硅蚀刻掉部分332可被创建于反射部分102周围以最小化反射部分102的动态变形。具体而言，硅蚀刻掉部分332可最小化和/或减少反射表面102的在旋转(例如，绕轴220等)期间发生的动态变形。在一些示例中，这种动态变形可能主要归因于由在镜旋转期间对扭力梁(torsion beam)的应用所造成的回复力。诸示例不限于此上下文。
图4例示出根据本公开的各示例布置的MEMS镜400的剖视图。MEMS镜400可以是可被实现于MEMS扫描镜投影***(例如，***200等等)中的MEMS镜的代表。具体而言，MEMS镜可被实现为横跨投影表面扫描光束同时光束被调制和/或被施以脉冲以形成用于在投影表面上显示图像的像素。
如所描绘的，MEMS镜400可包括衬底401，衬底401包括反射部分102和框架部分104。在一些示例中，衬底401可以是硅基衬底。可通过将导电迹线411嵌入到和/或沉积到衬底401中和/或衬底401上来制造MEMS镜400。例如，可经由光刻工艺来形成导电迹线411。在一些示例中，导电迹线411可由诸如例如金、银、铜之类的金属材料形成。导电迹线411可被定位以形成驱动线圈112和感测线圈114。
更具体地，导电迹线411可被形成于对应于框架104和反射表面102的衬底区域中，以形成如本文所描述的那样定位的感测线圈114和驱动线圈102。此外，如所描绘的，在一些示例中，驱动线圈112和感测线圈114可被嵌入到衬底401中。随后，可将反射涂层403设置和/或沉积于衬底401的表面405上以形成反射表面102。
图5例示出根据本公开的各示例布置的MEMS扫描镜500或“MEMS镜”的框图。MEMS镜500可以是可被实现于MEMS扫描镜投影***(例如，图2的***200等等)中的MEMS镜的代表。具体而言，MEMS镜500可被实现为横跨投影表面扫描光束同时光束被调制和/或被施以脉冲以形成用于在投影表面上显示图像的像素。
如所描绘的，MEMS镜500可包括反射部分502、内框架504和外框架506。一般来说，反射部分502一般可包括独立的可移动MEMS镜。在一些示例中，反射部分502可被实现为与结合图1-4所描述的反射部分102类似。例如，反射部分502可包括MEMS镜500的一部分，反射表面已被粘贴、沉积或以其他方式创建于该部分上。内框架504一般可包括MEMS镜500的一部分，该部分围绕反射部分502。在一些示例中，反射部分502可经由扭力杆542而被机械地耦合至内框架504。在一些示例中，MEMS镜500可包括硅蚀刻掉部分(silicon etched-awayportions)532，该硅蚀刻掉部分532可被创建于反射部分502周围以最小化反射部分502的动态变形。MEMS镜500的外框架506可围绕内框架504并且可经由扭力杆542而被机械地耦合至内框架504。MEMS镜500的外框架506可经由扭力杆544而被机械地耦合至静态部分546。
MEMS镜500可包括内驱动线圈512、外驱动线圈516以及感测线圈514。一般来说，感测线圈514可被定位在驱动线圈512与516之间。具体而言，感测线圈514可被定位于内框架504上。内驱动512可被定位于反射部分502上同时外驱动线圈516可被定位于外框架506上。
在操作期间，可将电流施加于驱动线圈512和516以导致反射部分502绕多个轴旋转。在一些示例中，可将电流选择性地施加于驱动线圈512和/或516中的任一个以针对多个轴中的任一个轴调整旋转速度。根据一些实施例，MEMS镜500可被磁致动。例如，MEMS镜500可定位于磁场内且电流可穿过驱动线圈512和/或516以影响MEMS镜500的旋转和/或振荡。
图6例示出根据本公开的各示例布置的MEMS扫描镜600或“MEMS镜”的框图。MEMS镜600可以是可被实现于MEMS扫描镜投影***(例如，图2的***200等等)中的MEMS镜的代表。具体而言，MEMS镜可被实现为横跨投影表面扫描光束同时光束被调制和/或被施以脉冲以形成用于在投影表面上显示图像的像素。注意，MEMS镜600与MEMS镜500类似，除了MEMS镜600的形状是椭圆形，与MEMS镜500的正方形或矩形截然不同。然而，要注意，本公开的示例MEMS镜可采用诸如例如正方形、矩形、圆形、椭圆形、多边形之类的各种几何形状中的任一种。
如所描绘的，MEMS镜600可包括反射部分602、内框架604和外框架606。一般来说，反射部分602一般可包括MEMS镜600的一部分，反射表面已被粘贴、沉积或以其他方式创建于该部分上。内框架604一般可包括MEMS镜600的一部分，该部分围绕反射部分602。在一些示例中，反射部分602可经由扭力杆652而被机械地耦合至内框架604。在一些示例中，MEMS镜600可包括硅蚀刻掉部分(silicon etched-away portions)632，该硅蚀刻掉部分632可被创建于反射部分602周围以最小化反射部分602的动态变形。MEMS镜600的外框架606可围绕内框架604并且可经由扭力杆642而被机械地耦合至内框架。MEMS镜600的外框架606可经由扭力杆644而被机械地耦合至静态部分646。
MEMS镜600可包括内驱动线圈612、外驱动线圈616以及感测线圈614。一般来说，感测线圈614可被定位在驱动线圈612与616之间。具体而言，感测线圈614可被定位于内框架604上。内驱动线圈612可被定位于反射部分602上同时外驱动线圈被定位于外框架606上。
在操作期间，可将电流施加于驱动线圈612和616以导致反射部分602绕多个轴旋转。在一些示例中，可将电流选择性地施加于驱动线圈612和/或616中的任一个以针对多个轴中的任一个轴调整旋转速度。根据一些实施例，MEMS镜600可被磁致动。例如，MEMS镜600可定位于磁场内且电流可穿过驱动线圈612和/或616以影响MEMS镜600的旋转和/或振荡。
在一些示例中，内驱动线圈612可包括5到120个线圈，其中这些线圈中的每一个都被隔开成相距2到15微米。在一些示例中，感测线圈614可包括5到15个线圈，其中这些线圈中的每一个都被隔开成相距2到15微米。在一些示例中，外驱动线圈可包括5到60个线圈，其中这些线圈中的每一个都被隔开成相距2到15微米。
图7例示出根据本公开的各示例布置的MEMS扫描镜投影***700的框图。一般来说，MEMS扫描镜投影***700包括MEMS镜(诸如例如，图6的MEMS镜600)以及光源710。在一些示例中，光源710可包括诸如例如，激光光源、发光二极管(LED)光源之类的各种光源中的任一种。在操作期间，光源710可发射光束712。此外，光源710可调制光束712和/或对其施以脉冲以对应于图像的特定像素。
一般来说，光源710和MEMS镜600被布置为彼此进行光学通信。具体而言，光源710可发射光束712而MEMS镜600可接收光束712。MEMS镜600可从反射部分602反射光束712。在操作期间，MEMS镜600可绕多个轴(例如，轴720和轴730)旋转。具体而言，MEMS镜600可绕轴720旋转以按第一方向横跨投影表面(未示出)扫描所接收的光束712。此外，MEMS镜600可绕轴730旋转以按第二方向横跨投影表面扫描所接收的光束712。换言之，MEMS镜600可绕轴720和/或730旋转以修改入射到反射部分602上的激光光束712被反射的方向。
图8例示出根据本公开的各示例布置的逻辑流程800。逻辑流程800可以在框810处开始。在框810处，“在MEMS扫描镜处接收要被反射到投影表面的光，MEMS扫描镜包括反射部分和至少部分地设置于反射部分上的驱动线圈”，MEMS扫描镜(例如，MEMS镜100、MEMS镜300、MEMS镜400、MEMS镜500、MEMS镜600等等)可接收要被MEMS扫描镜的反射部分反射的光(例如，光212、光712等等)。作为具体示例，MEMS镜600可在反射部分602处接收光712。如所描绘的，例如，在图6中，MEMS扫描镜600包括被设置成邻近于反射部分602的驱动线圈612。
继续进行到框820，“在驱动线圈处接收用于MEMS扫描镜的电压控制信号，该电压控制信号用于导致MEMS扫描镜绕至少一个轴旋转”，驱动线圈(例如，驱动线圈112、驱动线圈512、驱动线圈612等等)可接收电压控制信号以导致MEMS扫描镜，并且更具体地，反射部分绕至少一个轴旋转。例如，对MEMS镜600的驱动线圈612所施加的电压或电流可导致反射部分602绕轴720旋转。作为另一示例，对MEMS镜600的外驱动线圈616所施加的电压或电流可导致反射部分602绕轴730旋转。
图9例示出根据本公开的各示例布置的逻辑流程900。逻辑流程900可以在框910处开始。在框910处，“在MEMS镜的驱动线圈处接收第一电流”，该MEMS镜(例如，MEMS镜100、MEMS镜300、MEMS镜400、MEMS镜500、MEMS镜600等等)可在驱动线圈(例如，驱动线圈112、驱动线圈512、驱动线圈612等等)处接收第一电流。具体而言，在操作期间，所施加的电流可激活驱动线圈以导致MEMS镜的反射表面(例如，102、502、602等等)绕轴旋转。在一些示例中，在框910处，可分别在多个驱动线圈处接收多个电流。例如，第一施加电流可激活驱动线圈612以导致反射表面绕轴730旋转同时第二施加电流可激活驱动线圈616以导致反射表面还绕轴720旋转。
继续进行到框920，“部分地基于所引发的运动来在感测线圈中感应第二电流，感测线圈被设置于驱动线圈周围”，反射部分的运动可在感测线圈(例如，感测线圈114、514、614等等)中感应第二电流，其中所感应的第二电流至少部分地基于反射部分绕轴(例如，轴220、轴720、轴730等等)的位置。
图10例示出存储介质1000的实施例。存储介质1000可包括制品。在一些示例中，存储介质1000可包括任何非暂态计算机可读介质或机器可读介质，诸如光学、磁或半导体存储。存储介质1000可以存储各种类型的计算机可执行指令，例如1002)。例如，存储介质1000可以存储各种类型的计算机可执行指令以实现技术800。在一些示例中，存储介质1000可以存储各种类型的计算机可执行指令以实现技术900。
计算机可读或机器可读存储介质的示例可包括能够存储电子数据的任何有形介质，包括易失性存储器或非易失性存储器、可移动或不可移动存储器、可擦除或不可擦除存储器、可写或可重写存储器等。计算机可执行指令的示例可包括任何合适类型的代码，诸如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、面向对象代码、可视代码等。诸示例不受限于此上下文。
图11是例示出示例光学***2000的框图。一般来说，光学***2000可被实现于各种投影***中的任一种中。在一些示例中，***2000可被实现于平视显示器(HUD)***中。此类HUD***可被实现于，例如，汽车、飞机、火车、船、眼镜、头戴式设备等等中。注意，光学***2000可被称为光投影***。然而，诸示例并不限于这些上下文。
***2000可包括光源2003。在一些示例中，光源2003可以是激光光源，该激光光源发射光束2005。根据一些示例，光束2005可具有线偏振。根据一些示例，光源2003可发射被组合(例如，在光束组合器处等等)成单一光束的多条光束。
***2000附加地包括扫描镜***2006。光源803和扫描镜***806被布置以使得扫描镜***2006可接收由光源2003发射的光。根据一些示例，扫描镜***2006可以是微机电***(MEMS)扫描镜。此类MEMS***，例如，可包括可移动板，该可移动板包括镜2007，镜2007被布置为绕两个相互正交的轴旋转。例如，该图例示出***2007包括镜2007，镜2007被布置为绕轴2009a和2009b旋转。根据一些示例，镜2007可只绕单个轴旋转。作为另一示例，***2000可包括多个镜，例如被布置为绕相互正交的轴旋转的两个镜。诸示例不限于此上下文。
根据一些实施例，MEMS扫描镜可被磁致动。根据一些示例，MEMS扫描镜可诸如例如经由压电致动器等等而被电致动。根据一些示例，MEMS扫描镜2007可被实现为本文所描述的MEMS扫描镜***(例如，100、300、400、500和/或600)。
一般来说，扫描镜***2006可将光束2005扫描在投影表面2010上面以将图像投影到该表面上。在一些示例中，图像被投影和/或显示在该表面上。根据一些示例，入射到该表面上的光被从该表面反射和衍射。例如，光可被反射到一个或多个出射光瞳以用于所感知的图像在用户眼镜处的投影。
图12是示例性***实施例的示图并且具体地描绘了平台3000，该平台3000可以包括各种元件。例如，此附图描绘了平台(***)3000可包括处理器/图形核3002、芯片集/平台控制中枢(PCH)3004、输入/输出(I/O)设备3006、随机存取存储器(RAM)(诸如动态RAM(DRAM))3008、以及只读存储器(ROM)3010、显示电子器件3020、投影仪3022(例如，包括MEMS镜100、200、300、400、500、800等等)，以及各种其他平台组件3014(例如风扇、横流鼓风机、散热片、DTM***、冷却***、外壳、通风孔等等)。***3000还可包括无线通信芯片3016和图形设备3018。然而，这些实施例不限于这些要素。
如所描绘的，I/O设备3006、RAM 3008以及ROM 3010通过芯片组3004耦合到处理器3002。芯片组3004可以通过总线3012耦合到处理器3002。相应地，总线3012可以包括多条线。
处理器3002可以是包括一个或多个处理器核的中央处理单元，且可以包括具有任意数量处理器核的任意数量的处理器。处理器3002可包括任何类型的处理单元，诸如例如CPU、多处理单元、精简指令集计算机(RISC)、具有流水线的处理器、复杂指令集计算机(CISC)、数字信号处理器(DSP)等等。在一些实施例中，处理器3002可以是位于分离的集成电路芯片上的多个分离的处理器。在一些实施例中，处理器3002可以是具有集成图形的处理器，而在其他实施例中，处理器3002可以是图形核或多个图形核。
可以用表述“一个实施例”和“一实施例”及其派生词对一些实施例进行描述。这些术语意思是结合该实施例所描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个实施例中。在本说明书各处中出现的短语“在一个实施例中”并不一定全部指代同一实施例。此外，可以用表述“耦合的”和“连接的”及其派生词来描述一些实施例。这些术语不一定旨在作为彼此的同义词。例如，可以用术语“连接”和/或“耦合”对一些实施例进行描述，以表示两个或更多个元件彼此直接物理或电接触。然而，术语“耦合”也可以指两个或更多个元件彼此并非直接接触，但是仍然彼此协作或交互。此外，来自不同实施例的各方面或元素可被组合。
需要强调，提供本公开的摘要以使读者快速地确定本技术公开的性质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述详细描述中可以看出，为了使本公开流畅，在单个实施例中将各个特征组到一起。这种公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例需要比每一项权利要求中明确陈述的特征更多的特征的意图。相反，如接下来的权利要求所反映，发明主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，所附权利要求在此被合并到具体实施方式中，其中每项权利要求作为单独的实施例而独立存在。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”分别被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语对等词。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用作标记，并不旨在对它们的对象施加数值要求。
上文已描述的包括所公开架构的多个示例。当然，描述组件和/或方法的每一个可想到的组合是不太可能的，但本领域普通技术人员会理解，许多进一步的组合和排列都是可能的。因此，该新颖的架构旨在涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有此类更改、修改和变型。详细公开现在转到提供涉及进一步实施例的示例。以下提供的示例不旨在是限制性的。
可使用硬件元件、软件元件或软硬件元件的组合来实现各实施例。硬件元件的示例可包括处理器、微处理器、电路、电路元件(例如，晶体管、电阻器、电容器、电感器等)、集成电路、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、逻辑门、寄存器、半导体器件、芯片、微芯片、芯片集等。软件的示例可包括软件组件、程序、应用、计算机程序、应用程序、***程序、机器程序、操作***软件、中间件、固件、软件模块、例程、子例程、函数、方法、过程、软件接口、应用程序接口(API)、指令集、计算代码、计算机代码、代码段、计算机代码段、字、值、符号或它们的任意组合。确定是否使用硬件元件和/或软件元件来实现实施例可根据任意数量的因素而变化，这些因素诸如所期望的计算速率、功率电平、热容限、处理循环预算、输入数据速率、输出数据速率、存储器资源、数据总线速度以及其他设计或性能约束。
至少一个实施例的一个或多个方面可以由存储在机器可读介质上的表示性指令来实现，指令表示处理器中的各种逻辑，指令在被机器读取时使得该机器制作用于执行本文所述的技术的逻辑。被称为“IP核”的这些表示可以被存储在有形的机器可读介质上，并被提供给多个客户或生产设施以加载到实际制造该逻辑或处理器的制造机器中。例如，可使用机器可读介质或者制品来实现一些实施例，这些介质或者制品可存储指令或者指令集，这些指令或指令集在由机器执行时可使该机器根据实施例来执行方法和/或操作。此类机器可包括例如任何合适的处理平台、计算平台、计算设备、处理设备、计算***、处理***、计算机、处理器等，并可使用硬件和/或软件的任何合适组合来实现。机器可读介质或制品可包括例如任何合适类型的存储器单元、存储器设备、存储器制品、存储器介质、存储设备、存储制品、存储介质和/或存储单元，例如存储器、可移除或不可移除介质、可擦除或不可擦除介质、可写或可重写介质、数字或模拟介质、硬盘、软盘、紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、紧凑盘可记录(CD-R)、紧凑盘可重写(CD-W)、光盘、磁性介质、磁光介质、可移除存储器卡或盘、各种类型的数字多功能盘(DVD)、磁带、盒式磁带等等。指令可包括任何合适类型的代码，例如源代码、编译代码、解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码、加密的代码等，它们使用任何合适的高级、低级、面向对象的、可视的、编译的和/或解释的编程语言来实现。
在此已经阐明了许多具体的细节，以便对这些实施例有透彻的理解。然而，本领域技术人员可理解，可在没有这些具体细节的情况下实施这些实施例。在其它实例中，并未对公知方法、程序、组件以及电路进行详细描述以免使本发明晦涩。可以理解的是，本文中公开的具体结构和功能细节可以代表但不一定限制实施例的范围。
可以用表述“耦合”和“连接”及其派生词对一些实施例进行描述。这些术语不旨在互为同义词。例如，可以用术语“连接”和/或“耦合”对一些实施例进行描述，以表示两个或更多个元件彼此直接物理或电接触。然而，术语“耦合”也可以指两个或更多个元件彼此并非直接接触，但是仍然彼此协作或交互。
除非特别声明，应该可以认识到，诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语表示计算机或计算***或者类似电子计算设备的动作和/或过程，其将计算***的寄存器和/或存储器内被表示为物理量(例如，电子学的)的数据操纵和/或转换为在计算***的存储器、寄存器或其它这类信息存储、传输或显示设备内被类似表示为物理量的其它数据。各实施例不限于此上下文。
应当注意，本文所描述的方法不必以所述顺序或任何特定顺序来执行。此外，结合本文给出的方法描述的各种活动可以顺序或并行的方式执行。
尽管在本文中已经图示并描述了各特定实施例，但应当认识到，被预计能够实现相同目的的任何安排可以替换所示的特定实施例。本公开旨在涵盖各实施例的任何和全部改型或变化。要理解，前面的描述是以解说方式作出的，而不是限制方式。对本领域内技术人员而言，一旦回顾前面的说明就能清楚知道前述实施例以及本文未具体说明的其它实施例的组合。因此，各实施例的范围包括在其中使用前述组合、结构和方法的任何其它应用。
需要强调的是，提供本文公开内容的摘要是为了符合37C.F.R.§.1.72(b)，其要求摘要能够使读者快速查明技术公开内容的本质。提交该摘要，并且理解该摘要将不用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在前述详细描述中可以看出，为了使本公开流畅，在单个实施例中将各个特征组到一起。这种公开方法不应被解释为反映要求保护的实施例需要比每一项权利要求中明确陈述的特征更多的特征的意图。相反，如接下来的权利要求所反映，发明主题在于少于单个公开的实施例的全部特征。因此，所附权利要求在此被包括到具体描述中，其中每个权利要求独立作为单独的优选实施例。在所附权利要求中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”分别被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语对等词。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而不旨在对它们的对象强加数值要求。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中限定的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。
本公开现转向提供示例实施例。提供这些示例是为了表述清晰而非限制。
示例1：一种装置，包括：反射部分；框架，该框架被至少部分地设置于反射部分周围；驱动线圈，用于接收第一电流以响应于所接收的电流来引发反射部分绕第一轴的运动；感测线圈，该感测线圈被至少部分地设置于驱动线圈周围，所引发的运动用于在感测线圈中感应第二电流，该第二电流用于指示反射部分绕第一轴的位置。
示例2：示例1的装置，该装置是微机电***(MEMS)镜，反射部分用于从光源接收光束，所引发的运动用于横跨投影表面扫描光束以投影图像。
示例3：示例1的装置，驱动线圈被设置为邻近于反射部分。
示例4：示例3的装置，包括衬底，反射部分被设置于衬底上，并且驱动线圈被嵌入到反射部分下方的衬底中。
示例5：示例4的装置，包括：外框架，外框架被至少部分地设置于框架周围；以及外驱动线圈，外驱动线圈被至少部分地设置于感测线圈周围，外驱动线圈用于接收第三电流以响应于所接收的电流来引发反射部分绕第二轴的第二运动。
示例6：示例5的装置，包括扭力杆，扭力杆用于将框架机械地耦合至外框架，扭力杆用于提供绕第一轴的所引发的运动。
示例7：示例6的装置，第二电流用于指示反射部分绕第一轴或第二轴的位置中的至少一个。
示例8：示例7的装置，包括：静态部分；以及外扭力杆，外扭力杆用于将外框架机械地耦合至静态部分，外扭力杆用于提供绕第二轴的所引发的第二运动。
示例9：示例6到8中的任一项的装置，外驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例10：示例1到8中的任一项的装置，驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例11：示例1到8中的任一项的装置，感测线圈包括数目在5到15之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例12：示例1-8中的任一项的装置，其中反射部分或框架中的至少一者的周界包括正方形、矩形、椭圆形、圆形或多边形。
示例13：一种***，包括：光源，用于发射光束；以及微机电***(MEMS)镜，MEMS镜包括：反射部分，用于接收光束；框架，框架被至少部分地设置于反射部分周围；驱动线圈，用于接收第一电流以响应于所接收的电流来引发反射部分绕第一轴的运动以将光束投射到投影表面上；感测线圈，感测线圈被至少部分地设置于驱动线圈周围，所引发的运动用于在感测线圈中感应第二电流，第二电流用于指示反射部分绕第一轴的位置。
示例14：示例13的***，驱动线圈被设置为邻近于反射部分。
示例15：示例14的***，MEMS镜包括衬底，反射部分被设置于衬底上，并且驱动线圈被嵌入到反射部分下方的衬底中。
示例16：示例15的***，MEMS镜包括：外框架，外框架被至少部分地设置于框架周围；以及外驱动线圈，外驱动线圈被至少部分地设置于感测线圈周围，外驱动线圈用于接收第三电流以响应于所接收的电流来引发反射部分绕第二轴的第二运动。
示例17：示例16的***，MEMS镜包括扭力杆，扭力杆用于将框架机械地耦合至外框架，扭力杆用于提供绕第一轴的所引发的运动。
示例18：示例17的***，第二电流用于指示反射部分绕第一轴或第二轴的位置中的至少一个。
示例19：示例18的***，MEMS镜包括：静态部分；以及外扭力杆，外扭力杆用于将外框架机械地耦合至静态部分，外扭力杆用于提供绕第二轴的所引发的第二运动。
示例20：示例17到19中的任一项的***，外驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例21：示例17到19中的任一项的***，驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例22：示例17到19中的任一项的***，感测线圈包括数目在5到15之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例23：示例13到19中的任一项的***，其中反射部分或框架中的至少一者的周界包括正方形、矩形、椭圆形、圆形或多边形。
示例24：一种方法，包括：在微机电***(MEMS)镜的驱动线圈处接收第一电流，第一电流用于引发MEMS镜的反射部分的运动；在MEMS镜的感测线圈中感应第二电流，感测线圈被至少部分地设置于驱动线圈周围。
示例25：示例24的方法，包括响应于第一电流使MEMS镜绕第一轴旋转，第二电流指示反射部分绕第一轴的位置。
示例26：示例25的方法，包括在MEMS镜的外驱动线圈处接收第三电流，外驱动线圈被至少部分地设置于感测线圈周围。
示例27：示例26的方法，包括响应于第三电流使MEMS镜的反射部分绕第二轴旋转，第二电流指示反射部分绕第一轴的位置或反射部分绕第二轴的位置中的至少一个。
示例28：示例27的方法，其中MEMS镜包括框架，框架被至少部分地设置于反射部分周围并且其中感测线圈被设置于框架上。
示例29：示例28的方法，其中MEMS镜包括扭力杆，用于将反射部分机械地耦合至框架。
示例30：示例29的方法，其中MEMS镜包括外框架，外框架被至少部分地设置于框架周围并且其中外驱动线圈被设置于外框架上。
示例31：示例30的方法，其中MEMS镜包括外扭力杆，用于将框架机械地耦合至外框架。
示例32：示例24到31中的任一项的方法，其中外驱动线圈包括数目在5到120之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例33：示例24到31中的任一项的方法，驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例34：示例24到31中的任一项的方法，其中感测线圈包括数目在5到15之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例35：示例24到31中的任一项的***，其中反射部分或框架中的至少一者的周界包括正方形、矩形、椭圆形、圆形或多边形。
示例36：示例24到31中的任一项的方法，包括：从光源接收光束；从反射表面反射该光束以将图像投影到投影表面上。
示例37：一种方法，包括：在微机电***(MEMS)镜的反射部分处接收要被反射到投影表面的光；在MEMS镜的驱动线圈处接收第一电流，第一电流用于引发MEMS镜的反射部分的运动，驱动线圈被设置为邻近于反射部分。
示例38：示例37的方法，包括至少部分地基于所引发的运动来在MEMS镜的感测线圈中感应第二电流，感测线圈被至少部分地设置于驱动线圈周围。
示例39：示例38的方法，包括响应于第一电流使MEMS镜的反射部分绕第一轴旋转，第二电流指示反射部分绕第一轴的位置。
示例40：示例39的方法，其特征在于，包括在MEMS镜的外驱动线圈处接收第三电流，第三电流用于引发MEMS镜的反射部分的附加运动，外驱动线圈被至少部分地设置于感测线圈周围。
示例41：示例40的方法，包括响应于第三电流使MEMS镜的反射部分绕第二轴旋转，第二电流指示反射部分绕第一轴的位置或反射部分绕第二轴的位置中的至少一个。
示例42：示例41的方法，其中MEMS镜包括框架，框架被至少部分地设置于反射部分周围并且其中感测线圈被设置于框架上。
示例43：示例42的方法，其中MEMS镜包括外框架，外框架被至少部分地设置于框架周围并且其中外驱动线圈被设置于外框架上。
示例44：示例43的方法，其中MEMS镜包括外扭力杆，用于将框架机械地耦合至外框架。
示例45：示例44的方法，其中MEMS镜包括外扭力杆，用于将外框架机械地耦合至静态表面。
示例46：示例37到45中的任一项的方法，其中外驱动线圈包括数目在5到120之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例47：示例37到45中的任一项的方法，驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例48：示例37到45中的任一项的方法，其中感测线圈包括数目在5到15之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
示例49：示例37到45中的任一项的***，其中反射部分或框架中的至少一者的周界包括正方形、矩形、椭圆形、圆形或多边形。
示例50：一种设备，包括用于执行如示例24至49中任一项的方法的装置。
Claims (28)
1.一种装置，包括：
反射部分；
框架，所述框架被至少部分地设置于所述反射部分周围；
驱动线圈，所述驱动线圈用于接收第一电流以响应于所接收的电流而引发所述反射部分绕第一轴的运动；以及
感测线圈，所述感测线圈被至少部分地设置于所述驱动线圈周围，所引发的运动用于在所述感测线圈中感应第二电流，所述第二电流用于指示所述反射部分绕所述第一轴的位置。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置是微机电***(MEMS)镜，所述反射部分用于从光源接收光束，所述所引发的运动用于横跨投影表面扫描所述光束以投影图像。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动线圈被设置为邻近于所述反射部分。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括衬底，所述反射部分被设置于所述衬底上，并且所述驱动线圈被嵌入到所述反射部分下方的所述衬底中。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，包括：
外框架，所述外框架被至少部分地设置于所述框架周围；以及
外驱动线圈，所述外驱动线圈被至少部分地设置于所述感测线圈周围，所述外驱动线圈用于接收第三电流以响应于所接收的电流来引发所述反射部分绕第二轴的第二运动。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，包括扭力杆，所述扭力杆用于将所述框架机械地耦合至所述外框架，所述扭力杆用于提供绕所述第一轴的所述所引发的运动。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第二电流用于指示所述反射部分绕所述第一轴或所述第二轴的位置中的至少一个。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，包括：
静态部分；以及
外扭力杆，所述外扭力杆用于将所述外框架机械地耦合至所述静态部分，所述外扭力杆用于提供绕所述第二轴的所引发的第二运动。
9.如权利要求6到8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述外驱动线圈包括数目在5到120之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
10.如权利要求1到8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动线圈包括数目在5到60之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
11.如权利要求1到8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述感测线圈包括数目在5到15之间的个体线圈，其中每个个体线圈被隔开成相距2到15微米。
12.如权利要求1到8中的任一项所述的装置，其特征在于，所述反射部分或所述框架中的至少一者的周界包括正方形、矩形、椭圆形、圆形或多边形。
13.一种***，包括：
光源，所述光源用于发射光束；以及
微机电***(MEMS)镜，所述MEMS镜包括：
反射部分，所述反射部分用于接收所述光束；
框架，所述框架被至少部分地设置于所述反射部分周围；
驱动线圈，所述驱动线圈用于接收第一电流以响应于所接收的电流来引发所述反射部分绕第一轴的运动以将所述光束投影到投影表面上；以及
感测线圈，所述感测线圈被至少部分地设置于所述驱动线圈周围，所引发的运动用于在所述感测线圈中感应第二电流，所述第二电流用于指示所述反射部分绕所述第一轴的位置。
14.如权利要求13所述的***，其特征在于，所述驱动线圈被设置为邻近于所述反射部分。
15.如权利要求14所述的***，其特征在于，所述MEMS镜包括衬底，所述反射部分被设置于所述衬底上，并且所述驱动线圈被嵌入到所述反射部分下方的所述衬底中。
16.如权利要求15所述的***，其特征在于，所述MEMS镜包括：
外框架，所述外框架被至少部分地设置于所述框架周围；以及
外驱动线圈，所述外驱动线圈被至少部分地设置于所述感测线圈周围，所述外驱动线圈用于接收第三电流以响应于所接收的电流来引发所述反射部分绕第二轴的第二运动。
17.如权利要求16所述的***，其特征在于，所述MEMS镜包括扭力杆，所述扭力杆用于将所述框架机械地耦合至所述外框架，所述扭力杆用于提供绕所述第一轴的所述所引发的运动。
18.如权利要求17所述的***，其特征在于，所述第二电流用于指示所述反射部分绕所述第一轴或所述第二轴的位置中的至少一个。
19.如权利要求18所述的***，其特征在于，所述MEMS镜包括：
静态部分；以及
外扭力杆，所述外扭力杆用于将所述外框架机械地耦合至所述静态部分，所述外扭力杆用于提供绕所述第二轴的所引发的第二运动。
20.一种方法，包括：
在微机电***(MEMS)镜的驱动线圈处接收第一电流，所述第一电流用于引发所述MEMS镜的反射部分的运动；
在所述MEMS镜的感测线圈中感应第二电流，所述感测线圈被至少部分地设置于所述驱动线圈周围。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，包括响应于所述第一电流使所述MEMS镜的反射部分绕第一轴旋转，所述第二电流指示所述反射部分绕所述第一轴的位置。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，包括在所述MEMS镜的外驱动线圈处接收第三电流，所述外驱动线圈被至少部分地设置于所述感测线圈周围。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，包括响应于所述第三电流使所述MEMS镜的所述反射部分绕第二轴旋转，所述第二电流指示所述反射部分绕所述第一轴的位置或所述反射部分绕所述第二轴的位置中的至少一个。
24.一种方法，包括：
在微机电***(MEMS)镜的反射部分处接收要被反射到投影表面的光；
在所述MEMS镜的驱动线圈处接收第一电流，所述第一电流用于引发所述MEMS镜的所述反射部分的运动，所述驱动线圈被设置为邻近于所述反射部分。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，包括至少部分地基于所引发的运动来在所述MEMS镜的感测线圈中感应第二电流，所述感测线圈被至少部分地设置于所述驱动线圈周围。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，包括响应于所述第一电流使所述MEMS镜的所述反射部分绕第一轴旋转，所述第二电流指示所述反射部分绕所述第一轴的位置。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，包括在所述MEMS镜的外驱动线圈处接收第三电流，所述第三电流用于引发所述MEMS镜的所述反射部分的附加运动，所述外驱动线圈被至少部分地设置于所述感测线圈周围。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，包括响应于所述第三电流使所述MEMS镜的所述反射部分绕第二轴旋转，所述第二电流指示所述反射部分绕所述第一轴的位置或所述反射部分绕所述第二轴的位置中的至少一个。
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