TWI476444B - 雙投影之鏡面結構 - Google Patents

Description

雙投影之鏡面結構

本發明是有關於一種雙投影之鏡面結構，尤指一種可使各壓電致動器以不同電極表面之驅動頻率以及雙邊振動相位之不同，而產生不同之振動模態，讓各微掃描鏡頭利用偏心扭轉軸與鏡頭扭轉軸之配合產生特定振動模態，而達到使各微掃描鏡頭可投影出同步畫面之功效者。

按，微機電系統，是目前科技界公認最具有發展潛力及前瞻性的研究領域。而MEMS的發展由來，是根源於1960年代中期，利用半導體製程製造機械結構於矽晶片上的概念，吸引了許多人投入該技術的研究。到了1970年代中期，利用MEMS技術結合了機械結構與電子元件的半導體感測器，成功地被開發。1980年後，和該技術相關的研究，如雨後春筍般的被提出，而研究內容也不侷限於感測器，還包含一些複雜的機構與元件，如微型幫浦、閥門、齒輪、馬達、夾子等等。由於這項技術的逐漸成熟以及應用的範圍逐漸擴大，研究人員已將目標訂在發展一個完整的微型系統，系統包含感測、致動、訊號處理、控制等多項功能，例如微型機器人和微型硬碟機，希望能夠像半導體產業一般成為本世紀革命性的技術。隨著數年前的概念到現在的技術成熟，各種應用MEMS的創新產品紛紛出籠並商業化，其中的技術之一，微型投影具備了省能、體積小、成本低等特徵，近來受到矚目，是相當熱門的應用技術題材。產品形態包含汽車抬頭顯示器(HUD)、可攜型投影裝置、可整合至手持裝置的投影模組等。其應用範圍涵蓋汽車電子、衛星導航、智慧型手機、個人電腦、顯示器、玩具、消費性電子等與台灣密切相關之產業。

透過搭載微型投影機的行動裝置，可以大幅提升檔案分享的便利性；尤其手機的功能愈來愈強大多元，但受制於使用的規格尺寸，能夠展現的畫面大小也有限，微型投影正能滿足行動投影的需求。目前，進行開發超小型投影機的廠商以元件公司為主，正朝向加速小型化、低成本的趨勢發展。

然，該超小型投影機是由一具致動器之微反射鏡(Micro-Mirror)與一雷射光源所組成，其藉由微反射鏡的旋轉，將雷射光源反射至不同方向，形成光線掃描，進而形成影像。

目前超小型投影機中微反射鏡的成本，取決於其使用之掃描方式與致動器的構造，在掃描方式上係於晶片上製作單一微反射鏡，再利用雙軸致動器之方式驅動，其結構雖然簡單，但因兩軸驅動頻率有極大的差距，因此，使用單一種材質來實現的困難度高。

有鑑於此，本案之發明人特針對前述習用發明問題深入探討，並藉由多年從事相關產業之研發與製造經驗，積極尋求解決之道，經過長期努力之研究與發展，終於成功的開發出本發明「雙投影之鏡面結構」，藉以改善習用之種種問題。

本發明之主要目的係在於，可使各壓電致動器以不同電極表面之驅動頻率以及雙邊振動相位之不同，而產生不同之振動模態，讓各微掃描鏡頭利用偏心扭轉軸與鏡頭扭轉軸之配合產生特定振動模態，而達到使各微掃描鏡頭可投影出同步畫面之功效。

為達上述之目的，本發明係一種雙投影之鏡面結構其包含有：一外框體；一設於外框體中之載體，該載體上係設有一鏤空區；至少二相對應連接於外框體與載體間之偏心扭轉軸；一設於鏤空區中之鏡頭扭轉軸；至少二設於鏤空區中且連接於鏡頭扭轉軸兩側之微掃描鏡頭；以及至少二相對應設於外框體兩側之壓電致動器。

於本發明之一實施例中，該外框體兩側係分別設有一延伸部，可使各壓電致動器別與延伸部連接。

於本發明之一實施例中，各偏心扭轉軸係呈一字型。

於本發明之一實施例中，各鏡頭扭轉軸係包含有至少兩個一端相連接之Y字型扭轉部。

於本發明之一實施例中，各微掃描鏡頭係為呈0°～60°斜角之微鏡面，且各微掃描鏡頭係可掃描兩相同出物件。

請參閱『第1、2及第3圖』所示，係分別為本發明之外觀示意圖、本發明之第一使用狀態示意圖及本發明之第二使用狀態示意圖。如圖所示：本發明係一種雙投影之鏡面結構，其至少包含有一外框體1、一載體2、至少二偏心扭轉軸3、一鏡頭扭轉軸4、至少二微掃描鏡頭5以及至少二壓電致動器6所構成。

上述所提之外框體1兩側係分別設有一延伸部11。

該載體2係設於外框體1中，且該載體2上係設有一鏤空區21。

各偏心扭轉軸3係相對應連接於外框體1與載體2之間，而各偏心扭轉軸3係呈一字型。

該鏡頭扭轉軸4係設於鏤空區21中，而各鏡頭扭轉軸4係包含有至少兩個一端相連接之Y字型扭轉部41、42。

各微掃描鏡頭5係設於鏤空區21中且連接於鏡頭扭轉軸4兩側，而各微掃描鏡頭5係為呈0°～60°斜角之微鏡面，且各微掃描鏡頭5係可掃描兩相同出物件。

各壓電致動器6係相對應連接於外框體1兩側之延伸部11上。如是，藉由上述之設計構成一全新之雙投影之鏡面結構。

當本發明於運用時，係可同時施加相同之電壓於各壓電致動器6上，使各壓電致動器6會因為逆壓電效應將電壓轉變成位移，由於各壓電致動器6係施加相同之電壓，因此，各壓電致動器6便會產生相同之位移方向頻率，此時，即可以該頻率之激發而讓各偏心扭轉軸3以其偏心原理使載體2於外框體1中產生前、後傾斜之振動模態，致使各微掃描鏡頭5受載體2以同方向帶動(如第2圖所示)。

另，亦可施加不同之電壓於各壓電致動器6上，使各壓電致動器6會因為逆壓電效應將電壓轉變成位移，由於各壓電致動器6係施加不同之電壓，因此，當施加相反電壓且產生之位移方向相位角為180°時，則由該鏡頭扭轉軸4之Y字型扭轉部41、42帶動載體2於外框體1中產生左、右位移之振動模態，藉以讓各微掃描鏡頭5有如天秤結構擺動方式，以提高水平掃描時所產生之解析度不足以及避免應力集中於連接處的問題(如第3圖所示)。

如此，本創作係可利用各壓電致動器6之逆壓電效應產生位移量，而藉由此位移量而使各微掃描鏡頭5產生特定振動模態，並由此振動模態激發出元件本身之自然頻率，以達到所需要之運動方式。

綜上所述，本發明雙投影之鏡面結構可有效改善習用之種種缺點，可使各壓電致動器以不同電極表面之驅動頻率以及雙邊振動相位之不同，而產生不同之振動模態，讓各微掃描鏡頭利用偏心扭轉軸與鏡頭扭轉軸之配合產生特定振動模態，而達到使各微掃描鏡頭可投影出同步畫面之功效；進而使本發明之產生能更進步、更實用、更符合消費者使用之所須，確已符合發明專利申請之要件，爰依法提出專利申請。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1．．．外框體

11．．．延伸部

2．．．載體

21．．．鏤空區

3．．．偏心扭轉軸

4．．．鏡頭扭轉軸

41、42．．．Y字型扭轉部

5．．．微掃描鏡頭

6．．．壓電致動器

第1圖，係本發明之外觀示意圖。

第2圖，係本發明之第一使用狀態示意圖。

第3圖，係本發明之第二使用狀態示意圖。

1．．．外框體

11．．．延伸部

2．．．載體

21．．．鏤空區

3．．．偏心扭轉軸

4．．．鏡頭扭轉軸

41、42．．．Y字型扭轉部

5．．．微掃描鏡頭

6．．．壓電致動器

Claims (5)

1. 一種雙投影之鏡面結構，包括有：一外框體；一載體，係設於外框體中，且該載體上係設有一鏤空區；至少二偏心扭轉軸，係相對應連接於外框體與載體之間；一鏡頭扭轉軸，係設於鏤空區中；至少二微掃描鏡頭，係設於鏤空區中且連接於鏡頭扭轉軸兩側，而各微掃描鏡頭係可掃描出兩相同物件；以及至少二壓電致動器，係相對應設於外框體兩側。
2. 依申請專利範圍第1項所述之雙投影之鏡面結構，其中，該外框體兩側係分別設有一延伸部，可使各壓電致動器別與延伸部連接。
3. 依申請專利範圍第1項所述之雙投影之鏡面結構，其中，各偏心扭轉軸係呈一字型。
4. 依申請專利範圍第1項所述之雙投影之鏡面結構，其中，各鏡頭扭轉軸係包含有至少兩個一端相連接之Y字型扭轉部。
5. 依申請專利範圍第1項所述之雙投影之鏡面結構，其中，各微掃描鏡頭係為呈0°~60°斜角之微鏡面。