CN110687675A

CN110687675A - 振镜***、微投影设备以及电子设备

Info

Publication number: CN110687675A
Application number: CN201910864673.4A
Authority: CN
Inventors: 王亮舒; 陈思颖; 施铭镛; 许志尤
Original assignee: Goertek Inc
Current assignee: Goertek Inc
Priority date: 2019-09-09
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2039-09-09
Also published as: CN110687675B

Abstract

公开了一种振镜***、微投影设备以及电子设备。该振镜***包括：MEMS微振镜；设置在MEMS微振镜的转轴末端处的惠斯通电桥，其中，该惠斯通电桥检测MEMS微振镜的转动位置；以及温度检测部件，用于检测该惠斯通电桥的温度相关的信息。

Description

振镜***、微投影设备以及电子设备

技术领域

本发明涉及微振镜技术领域，更具体地，本发明涉及一种振镜***、微投影设备以及电子设备。

背景技术

MEMS振镜是一种微型镜面，可以通过围绕轴的快速转动，反射各种光等。

振镜式扫描是通过机械装置带动反射镜旋转运动，利用X、Y两个转轴的反射镜转动来实现激光束在工作视场上的扫描。

可以在转轴的末端设置压阻材料。利用压阻材料发生形变会造成电阻变化的特性，通过检测压阻材料的阻值的变化检测振镜转动的位置，可以控制激光束进行扫描。

但是，在激光扫描投影过程中，激光扫描***产生的激光束会使扫描振镜的温度升高。此外，在扫描振镜的驱动过程中，振镜自身的物理运动也会引起扫描振镜的温度升高。受温度的影响，压阻材料的阻值会发生变化，这使得检测的压阻材料的阻值存在误差，从而造成所测量的振镜转动位置出现误差。这种误差会导致驱动激光扫描的时刻发生延迟。这样产生的影像会出现左右分离的现象，从而影响成像效果。

因此，需要提出一种新的振镜***方案以解决现有技术中的至少一个技术问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种新的振镜***方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种振镜***，包括：MEMS微振镜；设置在MEMS微振镜的转轴末端处的惠斯通电桥，其中，该惠斯通电桥检测MEMS微振镜的转动位置；以及温度检测部件，用于检测该惠斯通电桥的温度相关的信息。

可选地或优选地，所述惠斯通电桥由压阻材料制成。

可选地或优选地，所述温度检测部件是检测电阻，该检测电阻检测惠斯通电桥的电流或电压，该电流或电压的变化表示该惠斯通电桥的温度变化。该检测电阻被设置在不受微振镜温度影响的位置。

可选地或优选地，所述振镜***还包括：模数转换器，将所述电流或电压转换为数字信号。

可选地或优选地，所述检测电阻被连接在惠斯通电桥与其偏置电源之间，并且位于MEMS微振镜的芯片外部。

可选地或优选地，所述温度检测部件是非接触式温度传感器。

根据本发明的第二方面，提供了一种微投影设备，包括：激光光源；根据本发明第一方面任何一项提供的振镜***，该振镜***的MEMS微振镜反射来自激光光源的光以形成影像；以及控制部件，基于由温度检测部件所检测的与惠斯通电桥的温度相关的信息，修正激光光源所发射的激光。

可选地或优选地，所述控制部件基于惠斯通电桥的温度相关的信息，调整激光光源向MEMS微振镜发射激光的时刻，以修正影像画面的左右分离。

可选地或优选地，所述激光光源包括驱动控制***，所述控制部件通过驱动控制***调整发射激光的时刻。

根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括根据本发明第二方面任何一项提供的微投影设备。

根据本发明的实施例，在MEMS微振镜的转轴末端设置惠斯通电桥来检测振镜的转动位置，并通过温度检测部件，检测与该惠斯通电桥的温度相关的信息。所述与惠斯通电桥的温度相关的信息用于与振镜相关的驱动调整，以提高***的性能。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1示出了第一实施例提供的振镜***的示意性框图。

图2示出了一个振镜***的示意图。

图3示出了第二实施例提供的振镜***的示意性框图。

图4示出了根据一个实施例的微投影设备的示意图框图。

图5示出了微投影设备的示意图。

图6示出了产生左右分离图像的情形。

图7示出了根据另一个实施例的电子设备的示意性框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<第一实施例>

图1示出了第一实施例提供的一种振镜***。该振镜***包括MEMS微振镜100、惠斯通电桥200以及温度检测部件300。

该振镜***可以不仅用于投影仪，还可以用于其他方面，例如，激光扫描、雕刻等。

MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微机电模块)微振镜100可以是双轴振镜，也可以是单轴振镜。在双轴振镜的情况下，可以通过伺服电机转轴带动X轴和Y轴的反射镜偏转。基于X轴和Y轴的反射镜不同的偏转角度(即，根据X、Y两个转轴的反射镜的转动位置)，驱动激光光源向MEMS微振镜100发射激光，可以实现激光光源在工作视场上的扫描。

MEMS微振镜100可以在X方向上快速振动(通常称为快轴)，在Y方向上慢速振动(通常称为慢轴)。例如，MEMS微振镜100的X轴的快速振动能够实现沿水平方向对待投影图像的扫描。通常，在扫描过程中，对于相邻的两个扫描线，先从左侧向右侧进行扫描(左扫描线)，接着，从右侧向左侧扫描(右扫描线)。左扫描线的起点和终点分别与右扫描线的终点和起点对齐，从而形成完整的图像。。

惠斯通电桥200被设置在MEMS微振镜100的转轴末端处。该转轴可以是MEMS微振镜100的多个转轴中的一个，例如，上面所述的X轴或Y轴，也可以是所有的转轴，例如，上面所述的X轴和Y轴。惠斯通电桥200用于检测MEMS微振镜100的转动位置。

例如，惠斯通电桥200可以包括第一电阻R11、第二电阻R12、第三电阻R13、第四电阻R14。当MEMS微振镜100发生摆荡时，该惠斯通电桥200的四个电阻的阻值均发生变化。因此，该惠斯通电桥200可以通过检测电阻阻值的变化测量MEMS微振镜100的转动位置的变化。由于惠斯通电桥本身不是本发明的重点，因此，在这里不再进行详细描述。

例如，惠斯通电桥200设置在MEMS微振镜100的X轴的末端，以通过检测电阻阻值的变化测量MEMS微振镜100的转动位置的变化。

图2示出了振镜***的一个示意图。如图2所示，MEMS微振镜100的振镜表面12可以分别围绕X轴、Y轴转动。在X轴的末端处设置惠斯通电桥200。惠斯通电桥200可以检测振镜表面12的转动位置。在图2中，仅在X轴的末端设置惠斯通电桥。还可以在Y轴的末端设置惠斯通电桥。

在一个例子中，惠斯通电桥200由压阻材料组成。当压阻材料受到应力作用时，压阻材料的电阻率会发生变化。例如，压阻材料可以是单晶硅材料。单晶硅材料在受到力的作用后，电阻率发生变化。

温度检测部件300用于检测该惠斯通电桥200的温度相关的信息。本领域技术人员应当理解，尽管在图1中，为了清楚起见，将惠斯通电桥200和温度检测部件300示出为分离的模块，但是，在实际电路中，可以将它们结合在一起。

随着温度的变化，惠斯通电桥200中的电阻的阻值会发生变化，它所检测的转动位置可能会出现误差。在这里，在振镜***中设置温度检测部件，以检测惠斯通电桥的温度状态。通过这种方式，后续的处理***可以更加准确地确定振镜的转动状态，从而为后续的处理提供更加精确的控制。例如，可以利用温度相关的信息矫正对通过惠斯通电桥检测的转动位置信息，从而调整对振镜的驱动控制。此外，还可以利用所述经过矫正的转动位置信息，控制其他部件与振镜***的配合关系。这种振镜***可以被单独制造并形成独立的模块。进行组装的厂家可以将这种模块用于各种振镜应用中。

温度检测部件300可以被设置在MEMS微振镜100的外部，能够避免温度检测部件300受到温度的影响。

温度检测部件300可以是各种形式的。在一个具体的例子中，温度检测部件300是非接触式温度传感器。非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，可以用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。例如，温度检测部件300可以是不可见光的温度传感器。在利用微振镜的扫描式激光投影设备中，采用不可见的温度传感器可以避免温度检测对于投影成像的影响。

<第二实施例>

参见图3所示，说明本发明第二实施例提供的振镜***。在这个实施例中，采用检测电阻作为温度检测部件。该实施例中的其他部分可以与第一实施例中的对应部分相同，因此，在这里省略对它们的重复描述。

图3所示的振镜***包括MEMS微振镜100、惠斯通电桥200。在图3中，检测电阻R_det被用作温度检测部件。

检测电阻R_det可以用于检测惠斯通电桥200的电流或电压。例如，在惠斯通电桥200的电源是电流源的情况下，检测电阻R_det可以用于检测惠斯通电桥200的电流，或者在惠斯通电桥200的电源是电压源的情况下，检测电阻R_det可以用于检测惠斯通电桥200的电压。所检测的电流或电压的变化可以表征惠斯通电桥200的温度变化并被用作温度相关的信息。该检测电阻R_det被设置在不受微振镜温度影响的位置。不受微振镜温度影响的位置表示在误差允许范围内检测电阻R_det的温度影响可以被忽略的位置。

例如，所述检测电阻被连接在惠斯通电桥与其偏置电源之间，并且位于MEMS微振镜的芯片外部。

图3所示的该振镜***还可以包括模数转换器400，用于将由检测电阻R_det检测的电流或电压转换为数字信号，以供后续处理。

在这里，由于检测电阻位于不受微振镜温度影响的位置，因此，它所检测的电压或电流可以被认为是排除了温度影响的检测值，可以更加准确的反映惠斯通电桥的温度信息。

这里的微振镜***可以用于投影设备、激光雕刻设备等。

<微投影设备>

本说明书的实施例还提供一种微投影设备。如图4所示，微投影设备3000包括激光光源3100、振镜***3200以及控制部件3300。

振镜***3200可以是前面所述的实施例中的任意一种振镜***。振镜***3200的MEMS微振镜100用于反射来自激光光源3100的激光光以形成影像。

图5示出了振镜***的一个应用场景的例子。如图5所示，振镜***3100接收来自激光光源3200的激光。振镜***3200的微振镜分别围绕X轴、Y轴转动，以产生投影影像5000。

图6示出了温度变化对于现有技术的微投影设备的影响。如图6所示，随着微振镜***的转动，在投影影像中形成从右向左的扫描线“A”以及从左向右的扫描线“B”。由于温度发生变化，惠斯通电桥所检测的转动位置出现误差。这导致激光光源向微振镜***发射激光时激光的扫描位置出现偏差。在这种情况下，扫描线“A”的起点和终点与扫描线“B”的终点和起点没有对齐，从而产生左右分离的影像图像，如6000所示。

在这个实施例中，控制部件3300可以基于由温度检测部件所检测的与惠斯通电桥的温度相关的信息，修正激光光源所发射的激光。这样，可以利用温度检测部件所检测的与温度相关的信息来矫正惠斯通电桥的检测值。通过这种方式，可以矫正由于温度变化所导致的误差，消除或减轻左右分离的现象。

控制部件3300可以基于与惠斯通电桥的温度相关的信息，调整激光光源向MEMS微振镜发射激光的时刻，以修正影像画面的左右分离。

激光光源3100包括驱动控制***3110，控制部件3300通过驱动控制***3110调整发射激光的时刻。如图6所示，驱动控制***3110驱动激光器3120。

可以事先在工厂中确定温度与惠斯通电桥的检测误差之间的关系并存储所述关系。可以以查找表的形式存储所述关系或者存储二者的对应曲线。控制部件3300可以利用所存储的关系来控制对激光光源3100的驱动。此外，还可以设置感光器件，用于检测所投影的影像中的扫描线的偏差。在这种情况下，可以自动确定温度与惠斯通电桥的检测误差之间的关系。此外，还可以在使用过程中不断矫正所述关系，从而提升投影效果。

微投影设备可以是一个独立的模组并可以通过各种接口或者有线或无线方式与电子设备连接。此外，微投影设备也可以被集成在电子设备中。

<电子设备>

本发明实施例还提供一种电子设备。如图7所示，电子设备4000包括上述实施例中的任意一种微投影设备3000。此外，电子设备4000还可以包括处理单元4001、存储单元4002、接口单元4003和输入单元4004等。

该电子设备可以是计算机，其中，微投影设备3000可以用作计算机等显示装置。此外，该电子设备还可以是电视机、智能手机等。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见其它实施例的部分说明即可。

本发明实施例中提到的接收端控制芯片和控制模块，可以包括硬件电路和软件程序。本发明实施例中提到的接收端控制芯片和控制模块，各项控制功能可以由相关电路中的指令实现，指令如何实现具体的功能是本领域公知技术，这里不再过多论述。

本发明实施例中提到的控制部件和驱动控制***，可以包括计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当计算机程序被执行时实现响应的功能，指令如何实现具体的功能是本领域公知技术，这里不再过多论述。计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims

1.一种振镜***，包括：

MEMS微振镜；

设置在MEMS微振镜的转轴末端处的惠斯通电桥，其中，该惠斯通电桥检测MEMS微振镜的转动位置；以及

温度检测部件，用于检测与该惠斯通电桥的温度相关的信息。

2.根据权利要求1所述的振镜***，其中，所述惠斯通电桥由压阻材料制成。

3.根据权利要求1所述的振镜***，其中，所述温度检测部件是检测电阻，该检测电阻检测惠斯通电桥的电流或电压，该电流或电压的变化表示该惠斯通电桥的温度变化，

其中，该检测电阻被设置在不受微振镜温度影响的位置。

4.根据权利要求3所述的振镜***，还包括：

模数转换器，将所述电流或电压转换为数字信号。

5.根据权利要求3所述的振镜***，其中，所述检测电阻被连接在惠斯通电桥与其偏置电源之间，并且位于MEMS微振镜的芯片外部。

6.根据权利要求1所述的振镜***，其中，所述温度检测部件是非接触式温度传感器。

7.一种微投影设备，包括：

激光光源；

根据权利要求1-6中任何一项所述的振镜***，该振镜***的MEMS微振镜反射来自激光光源的光以形成影像；以及

控制部件，基于由温度检测部件所检测的与惠斯通电桥的温度相关的信息，修正激光光源所发射的激光。

8.根据权利要求7所述的微投影设备，其中，所述控制部件基于与惠斯通电桥的温度相关的信息，调整激光光源向MEMS微振镜发射激光的时刻，以修正影像画面的左右分离。

9.根据权利要求8所述的微投影设备，其中，所述激光光源包括驱动控制***，所述控制部件通过驱动控制***调整发射激光的时刻。

10.一种电子设备，包括根据权利要求7-9中任何一项所述的微投影设备。