[發(fā)明專利]可程序化微型反射鏡動作控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200780008265.4
• 申請日: 2007-03-05
• 公開（公告）號: CN101506713A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐清洙;趙京一
• 申請（專利權(quán)）人: 立體播放有限公司;埃斯壯有限公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

相關(guān)申請參考

本申請是2004年6月18日提交的美國專利申請系列第10/872,241號、2004年7月16日提交的美國專利申請系列第10/893,039號、2005年3月4日申請的美國專利申請系列第11/072,597號以及2006年2月4日申請的美國專利申請系列第11/347,590號的部分繼續(xù)申請，且要求它們的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體而言涉及微型反射鏡，且更具體言之涉及微型反射鏡控制及動作產(chǎn)生。

背景技術(shù)

微型反射鏡可用于各種光學(xué)應(yīng)用方面，以替代已知光電裝置或作為已知光電裝置的補(bǔ)充。本發(fā)明希望可通過超精細(xì)控制旋轉(zhuǎn)或平移來移動微型反射鏡。

因為已開發(fā)出微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)，所以MEMS中的許多應(yīng)用得以發(fā)展及使用。微型反射鏡裝置為MEMS領(lǐng)域中主要開發(fā)成果之一。使用微型反射鏡的裝置及應(yīng)用已發(fā)展并用于各種領(lǐng)域，諸如光學(xué)通訊及顯示。隨著微型反射鏡應(yīng)用的快速增長，對微型反射鏡裝置的控制要求隨之增加。希望通過多自由度、單驅(qū)動方式來控制微型反射鏡的動作。

純相位(phase-only)活塞式微型反射鏡已用于相位自適應(yīng)光學(xué)應(yīng)用方面，且旋轉(zhuǎn)微型反射鏡已用于偏轉(zhuǎn)光。多數(shù)這些微型反射鏡已受控以進(jìn)行連續(xù)移位，判定其處于靜電力與彈力之間的平衡狀態(tài)。模擬控制較數(shù)字或離散控制更為復(fù)雜，且與諸如MOS、CMOS等已知半導(dǎo)體電子技術(shù)不兼容。此外，當(dāng)靜電力大于機(jī)械結(jié)構(gòu)的彈力時，通過靜電力啟動的微型反射鏡連續(xù)移位經(jīng)歷典型下滑現(xiàn)象(snap-down?phenomenon)。下滑現(xiàn)象限制微型反射鏡的平移及旋轉(zhuǎn)范圍。

高驅(qū)動電壓是通過靜電力啟動連續(xù)移位控制微型反射鏡動作的另一缺點。為了與集成電路組件兼容，希望微型反射鏡以低電壓進(jìn)行操作，其與電路運行或控制電壓兼容。

在現(xiàn)有技術(shù)的微型反射鏡陣列中，諸如美國專利第4,566,939、5,083,857號及第6,232,936號中的數(shù)字微型反射鏡裝置(DMD)，每一微型反射鏡由數(shù)字控制電壓啟動。其具有大旋轉(zhuǎn)力、低電壓的優(yōu)點，且與已知半導(dǎo)體電子技術(shù)兼容。然而，其僅具有一自由度，亦即，沿單軸旋轉(zhuǎn)，且其僅具有兩級位置。

因此，對以更多自由度簡單控制微型反射鏡的需求已經(jīng)增加，以便更佳地使用微型反射鏡。本發(fā)明意欲提供一種方法，其具有以下優(yōu)點：多動作、多個自由度、低驅(qū)動電壓及起動簡單。此控制系統(tǒng)可具有一旋轉(zhuǎn)動作自由度、一平移動作自由度、一自由度與一平移動作自由度、兩旋轉(zhuǎn)動作自由度以及兩旋轉(zhuǎn)動作自由度與一平移動作自由度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明經(jīng)設(shè)計以解決控制微型反射鏡動作的現(xiàn)有技術(shù)的缺點。本發(fā)明提供一種用于離散控制微型反射鏡(DCM)系統(tǒng)的先進(jìn)方法。用于DCM系統(tǒng)的方法提供于以下專利申請系列中：2004年6月18日申請的美國專利申請系列第10/872,241號、2004年7月16日申請的美國專利申請系列第10/893,039號、2005年3月4日申請的美國專利申請系列第11/072,597號以及2006年2月4日申請的美國專利申請系列第11/347,590號。DCM系統(tǒng)控制微型反射鏡具有多個優(yōu)點，諸如DCM使用簡單驅(qū)動方法，單電壓或離散分離電壓用于啟動微型反射鏡結(jié)構(gòu)，以及自由度可隨分檔板(stepper?plate)數(shù)及支撐數(shù)增加而增加，且多動作可嵌入一結(jié)構(gòu)中等。

在本發(fā)明中，提供一種多動作可程序化微型反射鏡控制方法。引入具有多支撐的分檔板以產(chǎn)生多步微型反射鏡動作。該分檔板通過在電極與分檔板之間的靜電力傾斜。當(dāng)分檔板于一指定步朝向選定方向傾斜時，處于預(yù)先程序化的位置的支撐支撐微型反射鏡執(zhí)行所需的微型反射鏡動作。分檔板中的每一支撐在同時支撐微型反射鏡的相同步中給予預(yù)先程序化的微型反射鏡動作另一支撐或另外多個支撐。微型反射鏡的所需動作亦可通過微型反射鏡下的支撐位置而不通過分檔板上的支撐位置獲得。同樣分檔板上的支撐及微型反射鏡下的支撐可同時應(yīng)用于該系統(tǒng)。除通過支撐位置控制微型反射鏡動作之外，動作亦可通過每一步中分檔板的不同旋轉(zhuǎn)角度量來選擇。控制系統(tǒng)由分檔板與電極之間的靜電力來起動。同樣，電磁力及電熱力可施加于該系統(tǒng)。