感应共振梳齿驱动扫描仪的制作方法

专利名称：感应共振梳齿驱动扫描仪的制作方法
感应共振梳齿驱动扫描仪
背景技术：
现有梳齿驱动双轴扫描仪由于较弱的驱动扭矩和由于梳齿具有扭矩输入的受限 制的扫描区域导致非常接近共振而操作。这仍允许在诸如成像和显示器的应用中使用 这些双轴双共振扫描仪。然而，要使慢扫描共振频率足够低以允许有在一个慢扫描框架 (frame)内产生所有快扫描线的扫描模式通常是有挑战性的。替代地，可以创建李萨如 (lissajous)模式，其中利用若干慢扫描循环来产生单个完整框架。然而，这样的布置导致 由使得大脑能够检测到无偏的框架模式的用户眼睛的运动而引起的运动伪象。此问题的 一个解决方案是减少慢扫描共振频率。在现有梳齿驱动扫描仪中，可以通过扭力屈曲来 悬吊两个轴。为了减少较慢的扫描共振，设计者必须延长屈曲，使得屈曲更细，或者增 大移动框架的质量。此类选择可以导致扫描仪易受到环境加速度的影响。静态加速度载 荷g下的位移χ与共振频率ω的平方成反比χ = g/ ω2由于该位移，这些加速度可能导致梳齿相互碰撞。此类碰撞可能导致指(finger) 卡住，从而阻碍运动和/或产生当在交错的梳齿指两端施加电压时可能损坏设备的电 学短路。此外，较细屈曲和/或较长屈曲布置还可能由于扫描仪沿横向的运动的软性 (softness)而导致梳齿碰撞。因此，可能难以使慢扫描扭力屈曲具有足够的硬度以在使梳 齿足够软以实现期望的较低频率的同时抵抗导致梳齿碰撞的横向运动。对于较高分辨率的显示器应用而言，高水平轴扫描角和扫描频率可能通过空气 动力阻尼而导致高能量损耗。阻尼力和扭矩可以由梳齿指周围的气流和反射镜本身上的 空气阻力产生。对于共振系统而言，输入到系统的能量的量应平衡阻尼能量损耗，因此 当每循环的能量输入等于每循环的能量损耗时，可以存在稳定的稳态扫描反射镜振荡。 随着扫描角的快速阻尼增加导致对基于梳齿驱动扫描反射镜的显示系统的高输入能量要 求。作为示例，对用于超级视频图形阵列(SVGA)显示分辨率的32kHz下的10°反射镜 扫描角(MSA)扫描的驱动振幅估计是276V。这样的较高的电压振幅可能是系统集成和 小型化的障碍。


在本说明的结论部分中特别指出并清楚地要求了权利要求的主题。然而，当结 合附图来阅读时，参照以下详细说明将会理解这样的主题，在所述附图中图1是根据一个或多个实施例的扫描束显示器的图；图2是根据一个或多个实施例的双轴梳齿驱动扫描平台的图；图3是根据一个或多个实施例的三主体、二维扫描平台的方框图，其中，第三 主体包括慢扫描驱动框架；图4是根据一个或多个实施例的扫描平台的慢扫描轴的集总参数模型的图；图5是根据一个或多个实施例的具有增加的质量以产生低频固有模式的扫描平 台的图6是根据一个或多个实施例的扫描平台的慢扫描板的对数标度频率响应曲 线.
一入 ，图7是根据一个或多个实施例的扫描平台的慢扫描板的频率响应的线性标度 图；图8是根据一个或多个实施例的用于扫描平台的外主体倾角的对数标度频率响 应曲线；图9是根据一个或多个实施例的用于扫描平台的外主体倾角的频率响应的线性 标度图；图10是根据一个或多个实施例的扫描平台的三主体二维扫描板的图，其中，第 三主体包括快扫描驱动框架；图11是根据一个或多个实施例的用于扫描平台的快扫描驱动框架的每循环的能 量输入的图；图12是根据一个或多个实施例的用于改变扫描平台的驱动电压的阻尼能量损耗 循环与扫描角以及每循环的驱动框架梳齿能量输入与扫描角的图；图13是根据一个或多个实施例的一维梳齿致动扫描框架的图，其示出能够在绕 Y轴或X轴旋转的摇摆模式下操作的外框架；以及图14是根据一个或多个实施例的三主体二维梳齿致动扫描框架的图。应认识到为了示出的简单和/或清楚起见，在图中所示的元件不必按比例绘 制。例如，某些元件的尺寸可以为了清楚起见而相对于其它元件被放大。此外，如果认 为适当，则已在图中重复附图标记以指示相应和/或类似的元件。
具体实施例方式在以下详细说明中，阐述了许多特定细节以提供权利要求的主题的全面理解。 然而，本领域的技术人员应理解的是可以在没有这些特定细节的情况下实施权利要求的 主题。在其它实例中，未详细描述众所周知的方法、过程、组件和/或电路。在以下说明和/或权利要求中，可以使用术语耦合和/或连接以及它们的派生 词。在特定实施例中，连接可以用来指示两个或更多元件相互直接物理和/或电接触。 耦合可以意指两个或更多元件直接物理和/或电接触。然而，耦合还可以意指两个或更 多元件可以不相互直接接触，而仍可以相互协作和/或相交互。例如，“耦合”可以意 指两个或更多元件没有相互接触，但是经由另一元件或中间元件间接地接合在一起。最 后，在以下说明和权利要求中可以使用术语“在…上”、“覆盖”、和“在…之上”。
“在…上”、“覆盖”、和“在…之上”可以用来指示两个或更多元件相互直接物理接 触。然而，“在…之上”还可以意指两个或更多元件不相互直接接触。例如，“在… 之上”可以意指一个元件在另一元件上面但不相互接触，并且在两个元件之间可以具 有其它元件。此外，术语“和/或”可以意指“和”，可以意指“或”，可以意指 “异或”，可以意指“一个”，其可以意指“一些，但不是全部”，可以意指“两者都 不”，和/或可以意指“两者都”，虽然权利要求的范围在此方面不受限制。在以下说 明和/或权利要求中，可以使用术语“包括”和“包含”以及它们的派生词并意为其彼 此为同义词。
现在参照图1，将讨论根据一个或多个实施例的扫描射束显示器的图。虽然图 1为了讨论的目的示出扫描射束显示系统，但应注意的是根据一个或多个实施例，可以同 样地利用诸如条形码扫描仪的扫描射束成像系统，并且权利要求的主题的范围在此方面 不受限制。如图1所示，扫描射束显示器100包括光源110，其可以是诸如激光器等的激 光源，其能够发射可以包括激光束的射束112。射束112碰撞在可以包括基于微型机电 系统(MEMS)的扫描仪等的扫描平台114上，并从扫描反射镜116反射以产生受控输出 射束124。水平驱动电路118和垂直驱动电路120调制扫描反射镜116偏转的方向以使 输出设备124产生光栅扫描126，从而例如在投射表面上产生显示图像128。显示控制器 122通过将显示图像的像素信息转换成与扫描平台114同步的激光调制来控制水平驱动电 路118和垂直驱动电路120，以基于光栅图案126中的输出射束124的位置和图像中的相 应像素处的相应强度和/或色彩信息来写入图像信息作为显示图像128。显示控制器122 还可以控制扫描射束显示器100的其它各种功能。在一个或多个实施例中，快扫描轴可以指光栅扫描126的水平方向且慢扫描轴 可以指光栅扫描126的垂直方向。扫描反射镜116可以以相对较高的频率水平地并且还 以相对较低的频率垂直地扫过(sweep)输出射束124。结果是激光束124的扫描轨迹产生 光栅扫描118。然而，权利要求的主题的范围在这些方面不受限制。下面关于图2讨论 梳齿驱动扫描平台114的示例布置。现在参照图2，将讨论根据一个或多个实施例的双轴梳齿驱动扫描平台的图。如 图2所示，扫描平台114包括大体上沿着Y轴被耦合到扫描主体212的屈曲210悬吊的 扫描反射镜116。扫描反射镜116和扫描主体包括相互交叉的快扫描梳齿指214和216， 其分别被金属化或是导电的，使得可以用适当的驱动信号对指214和216充电以使扫描反 射镜116经由屈曲的扭转变形而绕着由屈曲210限定的Y轴旋转。虽然权利要求的范围 在此方面不受限制，但是在一个或多个实施例中，扫描平台包括硅等，使得扫描平台114 可以包括使用硅制造技术的MEMS器件。因此，在一个或多个实施例中，可以将扫描反 射镜116设计为具有特定的质量，其与形成屈曲的材料的扭转特性相结合可以获得扫描 反射镜116绕由屈曲210限定的Y轴的旋转运动的固有共振特性。在一个或多个实施例 中，施加于梳齿指214和216的驱动信号可以在其设计固有共振频率下或附近驱动扫描反 射镜116，并且在一个或多个替换实施例中，驱动信号可以在除了扫描反射镜116的固有 共振频率之外的频率非共振地驱动扫描反射镜116，然而权利要求的主题的范围在此方面 不受限制。在一个或多个实施例中，扫描主体212可以通过通过大体上沿着X轴设置的屈曲 220悬吊在固定框架218内，固定框架218通常可以包括固定主体或其它支撑主体。同样 地，扫描主体212和固定框架218分别包括相互交错的慢扫描梳齿指224和226，其也可 以被金属化并用另一驱动信号来驱动以使整个扫描主体212经由屈曲220的扭转变形绕由 屈曲220限定的X轴振荡。因此，在一个或多个实施例中，诸如激光束的射束112可以 被引导到扫描反射镜116上并从扫描反射镜116反射作为光栅扫描126或类似图案中的输 出射束124。在这样的布置中，可以用从水平驱动电路118接收到的水平驱动信号来驱动 快扫描梳齿指214和216以沿水平方向产生快扫描，并且可以用从垂直驱动电路120接收 到的垂直驱动信号来驱动慢扫描梳齿指224和226以沿垂直方向产生慢扫描，从而产生整个二维光栅扫描126，权利要求的范围在这些方面不受限制。现在参照图3，将讨论根据一个或多个实施例的三主体二维扫描平台的框图，其 中，第三主体包括慢扫描驱动框架。如图3所示，图3的扫描平台114基本上类似于图2 的扫描平台114，然而，扫描主体212经由插入的外扫描主体310耦合到固定框架218。 扫描主体212经由屈曲220耦合到外扫描主体310，并且外扫描主体312经由大体上沿着 X轴设置的外主体屈曲312耦合到固定框架218。此外，慢扫描梳齿指224设置在外主体 310上以与固定框架218的慢扫描梳齿指226静电耦合。因此，在如图3所示的扫描平 台114的实施例中，当向慢扫描梳齿指224和226施加适当的慢扫描驱动信号时，外主体 310、扫描主体212和扫描反射镜116的整体可以绕由外主体屈曲312限定的X轴振荡。在一个或多个实施例中，如图3所示的扫描计划平台114的布置能够通过从扫描 主体212消除梳齿来减少和/或消除慢扫描梳齿指224和226的碰撞。替代地，经由将 外扫描主体310耦合到固定框架218的外主体屈曲312的扭转变形来实现慢扫描。在一 个或多个实施例中，外主体屈曲具有足够的硬度以能够在存在将趋于引起使得梳齿指224 和226相互碰撞的横向运动的外部振动和/或加速度的情况下防止运动。可以经由适当 的梳齿驱动电路在60Hz下由扭矩Tdnre来驱动外主体310。在一个或多个实施例中，扫描 平台的动态(dynamic)系统将具有两个固有的共振模式。下面在图4中示出并相对于图 4来描述这样的动态系统的等效弹簧质量系统。现在参照图4，将讨论根据一个或多个实施例的扫描平台的慢扫描轴的集总参数 模型的图。在一个或多个实施例中，集总参数模型400可以如图3所示并相对于图3所 述地对扫描平台114的动态系统进行建模，然而，权利要求的范围在此方面不受限制。 在一个或多个实施例中，用于扫描平台114的实际设计将具有在约60Hz下或附近的第一 固有模式，所述60Hz大致上对应于由屈曲220所实现的弹簧(kss) 410和由外主体310实 现的惯性(J。b)412限定的频率。第二固有模式将具有略高的频率使得冲击加速度的位移 将不会导致梳齿指碰撞。此模式的频率将大致上对应于由外主体屈曲312所实现的弹簧 (U414和惯性(J。b)412限定的频率。分别由扫描反射镜116和扫描主体212的组合惯 性来实现惯性(Jm +Jss)，并由固定框架218来实现支撑表面418。为了使此频率显著高于 60H ζ模式且仍保持支撑外主体310的合理大小的外主体屈曲312，应使惯性(J。b)412最 小化，或几乎最小化。在一个或多个实施例中，可以期望具有J。b< 1且1^>、，虽然 各种其它因素也可能影响能够实际上实现的效果。下面在图5中示出并相对于图5来描 述可以用来获得这样的模频率分离的一种技术。现在参照图5，将讨论根据一个或多个实施例的具有增加的质量以产生低频固有 模式的扫描平台的图。在图5中，在低剖面等大视图中示出扫描平台114。在一个或多 个实施例中，可以将增加的质量520设置在扫描主体212的背面以在不对外扫描主体312 增加质量的情况下帮助实现较低频率60Hz模式。这样的布置可以允许扭转弹簧保持处于 其原始硬度。然而，增加的质量可以在存在外部振动和/或加速度输入的情况下产生作 用于慢扫描主体212上的增加的力，例如在扫描平台被部署在诸如蜂窝式电话的应能够 适应来自用户的显著冲击输入的便携式设备中的情况下。然而，这仅仅是用于实现较低 频率60Hz模式的一个示例布置，并且权利要求的主体的范围在此方面不受限制。现在参考图6、图7、图8和图9，将讨论根据一个或多个实施例的用于包括外扫描主体310和扫描板212的动态系统的计算的频率响应曲线。参数被选择为使得耦合 的振荡器的两个模式处于约60Hz和1.0kHz，具有约30的品质因数Q。图6示出响应于 被施加于外扫描主体310的周期性扭矩的扫描主体212的倾角的对数图。如在图6中可 以看到的，对于慢扫描模式，共振峰610出现在约60Hz，并且另一共振峰612出现在约 1kHz。图7示出线性标度的60Hz附近的响应。如图7所示，对于慢扫描，共振峰710出 现在约60Hz的频率，其对应于扫描主体212的最大偏转量。图8示出外扫描主体310的 倾角频率响应的对数图。如图8所示，对于慢扫描模式，小共振峰810出现在约60Hz， 并且高得多的共振峰812出现在约1kHz。图9示出线性标度的60Hz附近的响应。60Hz 模式包括扫描主体212和外扫描主体310两者的振荡，如共振峰910处所示，然而外扫描 主体310的运动相对小，例如与对于扫描主体212的情况的约7.4°相比，对于外扫描主 体310的情况仅约为0.25°。扫描主体212的共振响应约为外扫描主体310的共振响应 的Q倍。现在参照图10，将讨论根据一个或多个实施例的扫描平台的三主体二维扫描板 的图，其中第三主体包括快扫描驱动框架。解决扫描平台114中的阻尼能量损耗的一 种可能解决方案是减小活动部分的阻尼并增加电信号到扫描反射镜116的运动的转换效 率。在图10所示的实施例中，额外的振荡框架、快扫描框架1010，用于激励扫描反射镜 116的运动。在一个或多个实施例中，从扫描反射镜116移除快扫描梳齿指214和216， 并且结果，其对扫描反射镜116处的阻尼的贡献被消除并被重分配给快扫描框架1010和 固定框架218。在这样的布置中，可以在快扫描框架1010和固定框架218上对梳齿指214 和216进行构图，从而与对扫描反射镜116和扫描主体212上构图时相比，具有更大的电 容。结果，在任何给定驱动电压下施加于扫描平台中的振荡的能量由于梳齿指214和216 的较大电容而增加，从而为给定驱动电压提供较大的驱动扭矩。另外，由于梳齿指214 和216被设置在与由快扫描框架1012的屈曲1012限定的轴相距较大距离处，所以由于 经由与旋转轴的较大距离获得的增加的扭矩而为给定驱动电压获得更大的驱动扭矩。然 而，由梳齿指214和216被设置在与旋转轴相距较大距离处而导致的任何阻尼也会增加。 增加的阻尼和/或增加的静电驱动扭矩对于设置额外的移动材料的旋转轴相距距离R遵 循类似的缩放定律，两者均随着距离的平方R2而增加。在一个或多个实施例中，梳齿指 214和216的几何结构和/或得到的电容被选择为导致用于快扫描模式的阻尼的净减少， 权利要求的范围在这些方面不受限制。在一个或多个实施例中，梳齿指214和216的几 何结构和/或得到的电容被选择为通过将通过驱动信号进行的机械工作的量增加大于阻 尼能量损耗增加的量而获得操作效率的净提高，权利要求的范围在这些方面不受限制。现在参照图11，将讨论根据一个或多个实施例的用于扫描平台的快扫描驱动框 架的每循环的能量输入的图。在一个或多个实施例中，可以将梳齿指214设置在快扫描 框架1010上与大体上由屈曲1012限定的快扫描轴相距约5mm的距离，并且梳齿指214 的尺寸约为400μιη。用图11中的图示出用于各种驱动电压电平的每循环的静电能量输 入。快扫描框架1010上的梳齿指214以由能量图中的硬拐点1110所表示的约0.6°反射 镜扫描角(MSA)脱离固定框架218上的梳齿指216。快扫描驱动框架扫描运动要求近似 等于反射镜扫描角除以反射镜振荡器的品质因数。对于如图10的实施例中所示的具有没 有约Imm直径的反射镜而没有梳齿指的扫描反射镜116来说，从空气阻力阻尼损耗计算的品质因数对于10° MSA而言约为134，并且用于快扫描框架1010的运动要求的估计约 为10° /134 = 0.07° MSA。然而，这仅仅是如图10所示的扫描平台114的一个示例布 置，并且权利要求的主题的范围在这些方面不受限制。现在参照图12，将讨论根据一个或多个实施例的用于改变扫描平台的驱动电压 的每循环的阻尼能量损耗与扫描角以及每循环的驱动框架梳齿能量输入与扫描角的图。 每循环的能量损耗由曲线1210示出并对于反射镜扫描角绘制由静电致动器在不同的驱动 电压电平下的每循环的能量输入。如图12所示，随着用于快速扫描框架1010和附着的 梳齿指214的阻尼被添加到能量耗散，驱动能量输入与较小驱动电压电平下的阻尼耗散 匹配，该较小的驱动电压电平例如对于扫描反射镜116的10°反射镜扫描角(MSA)而言 为170V，与例如图2所示的实施例相比，这是超过100V的减小。换言之，在图10所示 的实施例中，可以用大大减小的驱动电压来获得相同量的反射镜扫描角偏转，权利要求 的范围在此方面不受限制。现在参照图13，将讨论根据一个或多个实施例的一维梳齿致动扫描框架的图， 其示出能够在绕Y轴或X轴旋转的摇摆模式下操作的外框架。通常，在一个或多个实施 例中，如果利用梳齿指1318和1320来相对于固定框架1312致动外框架1310并经由机械 耦合将得到的驱动扭矩耦合到包括扫描反射镜116的内框架，则可以实现用于扫描平台 114的较低阻尼。外框架1310可以经由屈曲1316的扭转变形绕Y轴旋转，并由于外框 架1314经由屈曲1314机械地耦合到扫描反射镜116而使扫描反射镜116绕Y轴旋转。 如果在内框架的共振频率下激励外框架1310，则扫描反射镜116的运动通过扫描反射镜 116的品质因数Q放大，所述内框架的共振频率在图13中为经由屈曲1314的扭矩振荡的 扫描反射镜116的共振频率。由于不存在梳齿指和/或到扫描反射镜116的任何电气输 入，所以扫描反射镜116的阻尼将较低且得到的品质因数将较高，权利要求的范围在此 方面不受限制。现在参照图14，将讨论根据一个或多个实施例的三主体二维梳齿致动扫描框架 的图。在如图14、图2所示的扫描平台114的实施例中，包括扫描反射镜116的内框架在 较高频率下共振以提供快扫描模式且外框架1418在较低频率下共振以提供慢扫描模式。 由于频率响应的非线性本质，可以限制扫描平台的梳齿驱动致动能够进行操作的频率范 围。因此，扫描反射镜116的共振频率可以在用于外框架1412的操作的范围内。在一 个或多个替换实施例中，可以将梳齿指1424和1426和/或梳齿指1428和1430制造为梳 齿指的高度存在偏差。在一个或多个实施例中，制造这样的偏差的高度梳齿指可以在工 艺中包括额外的掩模，然而得到的梳齿指的布置可以允许扫描平台在包括直流(DC)的任 何频率下的操作。因此，在一个或多个实施例中，可以向梳齿指1428和1430施加快扫 描驱动电压，以使框架1416经由屈曲1420的扭转相对于框架1412绕Y轴旋转。框架 1416经由屈曲1422机械地耦合到扫描反射镜116，这从而使扫描反射镜116对于快扫描 模式绕Y轴共振地振荡。同样地，可以向梳齿指1424和1426施加慢扫描驱动电压以使 框架1412对于慢扫描模式经由屈曲1418的扭转绕X轴旋转。然而，这仅仅是具有较低 阻尼的二维扫描平台的一个示例，并且权利要求的主题的范围在此方面不受限制。虽然已经以一定的详细程度描述了权利要求的主题，但应认识到在不脱离权利 要求的主题的精神和/或范围的情况下本领域的技术人员可以改变其元素。应相信通过前述描述将理解关于诱导共振梳齿驱动扫描仪的主要内容和/或其许多实用性，并且显 而易见的是在不脱离权利要求的范围和/或精神的情况下或在不牺牲其全部实质性优点 的情况下可以在其组件的形式、构造和/或布置方面进行各种修改，在前文中所述的形 式仅仅是其示例性实施例，和/或未进一步提供其实质性改变。
权利要求
1.一种扫描平台，包括扫描反射镜，所述扫描反射镜被设置在扫描主体中；以及外框架，所述外框架经由第一屈曲来支撑所述扫描主体和所述扫描反射镜，所述外 框架经由第二屈曲被支撑在固定主体中，所述扫描主体和所述外框架具有设置在其上的 第一组梳齿指以使所述扫描主体响应于被施加于所述第一组梳齿指的第一驱动电压经由 所述第一屈曲的扭转或其它偏转绕第一轴振荡，并且所述外框架和所述固定主体具有设 置在其上的第二组梳齿指以使所述外框架响应于被施加于所述第二组梳齿指的第二驱动 电压经由所述第二屈曲的扭转或其它偏转绕第二轴振荡；其中，所述扫描反射镜经由所述扫描主体的振荡绕所述第一轴振荡，并且所述扫描 反射镜经由所述外主体的振荡绕所述第二轴振荡以产生由所述第一驱动电压和所述第二 驱动电压得到的二维扫描模式。
2.如权利要求1所述的扫描平台，其中，所述扫描反射镜由所述扫描主体经由第三屈 曲支撑。
3.如权利要求1所述的扫描平台，其中，所述第二组梳齿指具有与所述梳齿指被设置 在扫描反射镜上的情况下相比增加的电容，以对于给定电平的第二驱动电压为外框架的 振荡产生更大的驱动能量。
4.如权利要求1所述的扫描平台，其中，由于施加于所述外框架的增加的扭矩量，对 于给定电平的第二驱动电压，所述外框架处的所述第二组梳齿指产生比所述梳齿指被设 置在所述扫描反射镜上的情况下更大的反射镜扫描角。
5.如权利要求1所述的扫描平台，其中，由所述第二组梳齿指进行的工作量或来自所 述第二组梳齿指的阻尼、或其组合导致与所述第二组梳齿指被设置在所述扫描反射镜上 的情况下相比增加的扫描效率。
6.如权利要求1所述的扫描平台，其中，所述扫描主体在约60Hz的频率下振荡，并 且所述外框架在约32kHz的频率下振荡。
7.如权利要求1所述的扫描平台，其中，所述第一屈曲或所述第二屈曲、或其组合包 括两个或更多屈曲。
8.—种MEMS扫描系统，包括光源，所述光源能够发射光束；MEMS扫描平台；以及控制器，所述控制器控制所述光源撞击在所述MEMS扫描平台上，所述MEMS扫描 平台包括由扫描主体经由第一屈曲支撑的扫描反射镜，所述扫描反射镜和所述扫描主体具有 设置在其上的第一组梳齿指以使所述扫描反射镜响应于被施加于所述第一组梳齿指的第 一驱动电压经由所述第一屈曲的扭转绕第一轴振荡；以及外框架，所述外框架经由第二屈曲支撑所述扫描主体和所述扫描反射镜，所述外框 架经由第三屈曲被支撑在固定主体中，所述外框架和所述固定主体具有设置在其上的第 二组梳齿指以使所述外框架响应于被施加于所述第二组梳齿指的第二驱动电压经由所述 第三屈曲的扭转绕第二轴振荡；其中，所述扫描反射镜经由所述扫描反射镜经由所述扫描主体与所述外框架的耦合绕所述第二轴振荡而产生由所述第一驱动电压和所述第二驱动电压引起的二维扫描模 式。
9.如权利要求8所述的MEMS扫描系统，其中，第一固有操作模式对应于至少部分 地由所述第二屈曲和所述扫描主体的惯性设定的频率，并且第二固有操作模式对应于至 少部分地由所述第三屈曲和所述外框架的惯性设定的频率。
10.如权利要求8所述的MEMS扫描系统，其中，对应于所述第三屈曲的扭转旋转的 弹簧常数大于对应于所述第二屈曲的扭转旋转的弹簧常数。
11.一种扫描平台，包括外框架和经由屈曲耦合到所述外框架的内框架，所述外框架和所述内框架具有一组 梳齿指，如果向该组梳齿指施加驱动电压，则该组梳齿指能够相对于所述外框架驱动所 述内框架；以及扫描反射镜，所述扫描反射镜耦合到所述内框架；其中，所述扫描反射镜能够经由所述扫描反射镜与所述内框架的机械耦合响应于所 述驱动电压而振荡。
12.如权利要求11所述的扫描平台，其中，所述扫描反射镜经由扭转屈曲机械地耦合 到所述内框架。
13.如权利要求11所述的扫描平台，其中，所述内框架被在所述扫描反射镜的振荡的 共振频率下或附近驱动。
14.如权利要求11所述的扫描平台，其中经由通过直接驱动所述内框架来间接地驱动 所述扫描反射镜的所述扫描反射镜的振荡的品质因数高于所述组梳齿指被设置在所述扫 描上并直接由所述驱动电压驱动的情况。
15.如权利要求11所述的扫描平台，其中，设置在所述外框架上的所述梳齿指至少部 分地位于设置在所述内框架上的所述梳齿指状物所在的平面之外。
全文摘要
简要地，根据一个或多个实施例，基于MEMS的扫描平台(114)被布置为通过直接通过向设置在第一框架上的一组梳齿指(214、216)施加驱动电压以使第一框架经由第一屈曲(210)的扭转振荡来直接驱动扫描平台的第一框架(116)并通过经由第二框架经由第二屈曲与第一框架的机械耦合来间接驱动扫描平台的第二框架(212)而具有增加的效率，其中阻尼损耗和工作量使得扫描反射镜的操作比梳齿指的组被设置在第二框架上并直接由驱动电压驱动的情况下更高效。扫描平台可以包括1D扫描仪、2D扫描仪、或多维扫描仪。
文档编号B81B3/00GK102027404SQ200980117771
公开日2011年4月20日 申请日期2009年4月15日 优先权日2008年5月16日
发明者哈坎·乌雷, 瓦耶塔·O·戴维斯 申请人:微视公司