一种静电力驱动方式的振镜的制作方法

1.本技术涉及投影仪领域，尤其涉及投影仪中使分辨率提高的部件。


背景技术：

2.近年来，各种影像显示技术已广泛地应用于日常生活上。
3.于一影像显示装置中，比如投影仪，可设置一光路调整机构改变光线于装置内的行进光路，以提供例如提高成像分辨率、改善画面品质等各种效果。
4.然而，公知光路调整机构的如申请号为cn111338044a的专利，其采用磁感的原理驱动镜片，通过折射或者反射的原理，对光束进行偏移，以此完成光子的叠加，提高成像分辨率、改善画面品质等。
5.而磁感线圈部分，是以电流驱动，通过交换电流的方向，改变相关部件的磁极性，以此完成镜片正向和反向的切换，最终得到
″
反复摆动
″
的动作，把一个光束
″
振动
″
为两个或者四个，再让这些光束具备重合的区域，以此完成光子的叠加。
6.但电流方向的切换速度有上限，比如同样60hz，传统振镜1帧画面可以是16.18ms，其中有1/4时间在切换态，目前最快的速度只能使镜片完成双轴的振动，如申请号为cn111338044a的专利，实现像素变原来的两倍或者四倍。
7.同时，磁感架构的线圈通电长时间工作带来较严重的发热问题，线圈电感的属性
‑‑‑‑‑
感抗，驱动波形为交变电流，这导致产生的电磁力稳定性差、不易控制，可动构件反应具有一定的滞后；
8.同时，磁感架构成本也较高。


技术实现要素：

9.在本公司研发过程中，为实现上述的目标，制作了一种静电力驱动方式的振镜，其包括：
10.底座；
11.光路偏移部，所述光路偏移部通过一转轴机构安装于所述底座上；
12.驱动部，所述驱动部安装于所述底座和所述光路偏移部上，通过静电力驱动方式驱动所述光路偏移部沿所述转轴摆动。
13.静电力的架构，替代现有技术中的磁感架构，静电式驱动一般使用的是电极板，与底座充分接触，具有很好的散热性，相比背景技术中能够很好解决现在散热的问题，同时，电极板使用电压驱动，反应灵敏，相比较于磁感的交变电流，稳定性更好、易控制，能够有效减轻光路偏移部反的滞后。
14.电极板成本也比较低，也很容易集成在各种机构件中。
15.不过上述举例的电极板只是静电力实现的一种方式，不排除在静电力产生领域中的其他能够实现静电力驱动的方式，静电力用在振镜上，则能够很好解决上述问题。
16.在一种可能的实现方式中，所述驱动部由若干可被施加电压的电极板组成，所述
底座和所述光路偏移部上均安装有所述电极板，所述底座和所述光路偏移部上的电极板相互作用产生静电力，电极板方案在这里作为静电力架构的更优方案，能够更好地实现散热优化、灵敏、稳定、滞后降低、经济性等技术效果。
17.在一种可能的实现方式中，
18.所述若干可被施加电压的电极板包括左电极部和右电极部，所述左电极部和右电极部相互配合产生静电力组合，使所述光路偏移部沿所述转轴摆动，使光路偏移部摆动最优化的方式为两侧，由于静电力较小，如果只是单侧控制，则提供单侧静电力所需的电压较大，不利于驱动机构、电源乃至散热方案的实时，本方案做成左电极部和右电极部相互配合产生静电力组合，能够更优化整体的方案，使驱动机构、电源乃至散热方案的设计空间更大，整体有跟多的优化可能性。
19.在一种可能的实现方式中，所述左电极部和右电极部均包括：
20.固定设置在所述底座上的固定电极；
21.固定设置在光路偏移部边缘的移动电极；
22.同属于所述左电极部的移动电极和固定电极相互作用，产生左侧静电力；
23.或同属于所述右电极部的的动电极和固定电极相互作用，产生右侧静电力。
24.移动电极设置在光路偏移部边缘，能够以最省力的方式驱动光路偏移部，使静电力的整体方案更优，同时，电极板区分为固定电极和移动电极，能够在实际落地方案中，对移动电极使用恒定的电压，对固定电极进行变压，实现控制，方案更优更简洁。
25.在一种可能的实现方式中，所述光路偏移部在朝向一个方向的摆动过程中，由所述左侧静电力和右侧静电力同时作用，该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化。
26.在一种可能的实现方式中，所述固定电极包括：
27.固定上电极；
28.固定下电极；
29.所述固定上电极和固定下电极均安装在所述底座上，且同属于所述左电极部的固定上电极和固定下电极在空间上为上下布置，同时相互之间具备间隙，所述移动电极在所述间隙内上下移动；
30.该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化，也便于丰富控制方案的多元化。
31.在一种可能的实现方式中，所述移动电极包括：
32.移动上电极；
33.移动下电极；
34.同属于所述左电极部的固定上电极和移动上电极相互作用，同属于所述左电极部的移动下电极和固定下电极相互作用，同属于所述右电极部的固定上电极和移动上电极相互作用，同属于所述右电极部的移动下电极和固定下电极相互作用；
35.该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化，也便于丰富控制方案的多
元化。
36.在一种可能的实现方式中，所述电极板的全部或部分表面设置有绝缘层，用于防止相邻电极板接触短路，该方案能够提高机构的安全性和稳定性。
37.在一种可能的实现方式中，所述固定上电极的下表面和固定下电极的上表面均设置有绝缘层，或所述移动电极的表面设置有绝缘层，该方案能够提高机构的安全性和稳定性。
38.在一种可能的实现方式中，所述转轴机构为轴承机构，一种转轴的方案。
39.在一种可能的实现方式中，所述转轴机构为弹片转轴机构，一种转轴的方案。
40.在一种可能的实现方式中，所述绝缘层为涂层或镀层，对层状结构的加工方式的限定。
41.在一种可能的实现方式中，所述绝缘层材料包括氮化硅，一种绝缘层材料方案。
附图说明
42.本技术将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：
43.图1为本技术方案的爆炸图；
44.图2为本技术方案中光路偏移部部分的示意图；
45.图3为本技术方案装配后的示意图；
46.其中，标记依次为：1-底座，2-移动电极，3-固定下电极，31-移动上电极，32-移动下电极，4-固定上电极，5-轴承座，6-光路偏移部，7-轴承机构，9-压板。
具体实施方式
47.应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
48.应当明白，当元件或层被称为
″
在
…
上
″
、
″
与
…
相邻
″
、
″
连接到
″
或
″
耦合到
″
其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为
″
直接在
…
上
″
、
″
与
…
直接相邻
″
、
″
直接连接到
″
或
″
直接耦合到
″
其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
49.空间关系术语例如
″
在
…
下
″
、
″
在
…
下面
″
、
″
下面的
″
、
″
在
…
之下
″
、
″
在
…
之上
″
、
″
上面的
″
等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为
″
在其它元件下面
″
或
″
在其之下
″
或
″
在其下
″
元件或特征将取向为在其它元件或特征
″
上
″
。因此，示例性术语
″
在
…
下面
″
和
″
在
…
下
″
可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取
向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
50.在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的
″
一
″
、
″
一个
″
和
″
所述/该
″
也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语
″
组成
″
和/或
″
包括
″
，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语
″
和/或
″
包括相关所列项目的任何及所有组合。
51.如图1、2和3，图1是振镜的爆炸图，本实施了公开了一种静电力驱动方式的振镜，其包括：
52.底座1；
53.光路偏移部6，所述光路偏移部6通过一转轴机构安装于所述底座1上，这里的光路偏移部6为镜片，其可以是用于反射的镜片，也可以是用于折射的镜片，根据具体的产品需求调整；
54.驱动部，所述驱动部安装于所述底座1和所述光路偏移部6上，通过静电力驱动方式驱动所述光路偏移部6沿所述转轴摆动。
55.静电力的架构，替代现有技术中的磁感架构，静电式驱动一般使用的是电极板，与底座1充分接触，具有很好的散热性，相比背景技术中能够很好解决现在散热的问题，同时，电极板使用电压驱动，反应灵敏，相比较于磁感的交变电流，稳定性更好、易控制，能够有效减轻光路偏移部6反的滞后。
56.电极板成本也比较低，也很容易集成在各种机构件中。
57.不过上述举例的电极板只是静电力实现的一种方式，不排除在静电力产生领域中的其他能够实现静电力驱动的方式，静电力用在振镜上，则能够很好解决上述问题。
58.在一种可能的实现方式中，所述驱动部由若干可被施加电压的电极板组成，所述底座1和所述光路偏移部6上均安装有所述电极板，所述底座1和所述光路偏移部6上的电极板相互作用产生静电力，电极板方案在这里作为静电力架构的更优方案，能够更好地实现散热优化、灵敏、稳定、滞后降低、经济性等技术效果。
59.在一种可能的实现方式中，
60.所述若干可被施加电压的电极板包括左电极部和右电极部，所述左电极部和右电极部相互配合产生静电力组合，使所述光路偏移部6沿所述转轴摆动，使光路偏移部6摆动最优化的方式为两侧，由于静电力较小，如果只是单侧控制，则提供单侧静电力所需的电压较大，不利于驱动机构、电源乃至散热方案的实时，本方案做成左电极部和右电极部相互配合产生静电力组合，能够更优化整体的方案，使驱动机构、电源乃至散热方案的设计空间更大，整体有跟多的优化可能性；
61.如图1中，左电极部指图中的左上角的2、3和4标记，右电极部指图中的右下角的2、3和4标记，但这里的
″
左
″
和
″
右
″
不特指一定在左侧或者右侧，假如图1旋转了180
°
，则现在的左就变成了旋转后的右了，所以，这里的左和右只是实施例中的一个代指，不限定具体的方向，意在区分镜片两侧方位。
62.在一种可能的实现方式中，所述左电极部和右电极部均包括：
63.固定设置在所述底座1上的固定电极；
64.固定设置在光路偏移部6边缘的移动电极2；
65.同属于所述左电极部的移动电极2和固定电极相互作用，产生左侧静电力；
66.或同属于所述右电极部的的动电极和固定电极相互作用，产生右侧静电力。
67.移动电极2设置在光路偏移部6边缘，能够以最省力的方式驱动光路偏移部6，使静电力的整体方案更优，同时，电极板区分为固定电极和移动电极2，能够在实际落地方案中，对移动电极2使用恒定的电压，对固定电极进行变压，实现控制，方案更优更简洁。
68.在一种可能的实现方式中，所述光路偏移部6在朝向一个方向的摆动过程中，由所述左侧静电力和右侧静电力同时作用，该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化。
69.在一种可能的实现方式中，所述固定电极包括：
70.固定上电极4；
71.固定下电极3；
72.所述固定上电极4和固定下电极3均安装在所述底座1上，且同属于所述左电极部的固定上电极4和固定下电极3在空间上为上下布置，同时相互之间具备间隙，所述移动电极2在所述间隙内上下移动；
73.该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化，也便于丰富控制方案的多元化。
74.如图2，在一种可能的实现方式中，所述移动电极2包括：
75.移动上电极31；
76.移动下电极21；
77.同属于所述左电极部的固定上电极4和移动上电极31相互作用，同属于所述左电极部的移动下电极21和固定下电极3相互作用，同属于所述右电极部的固定上电极4和移动上电极31相互作用，同属于所述右电极部的移动下电极21和固定下电极3相互作用；
78.比如，当进行一个方向偏转时，同属于所述左电极部的固定上电极4和移动上电极31相互作用，此时，同步的，同属于所述右电极部的移动下电极21和固定下电极3相互作用，这两个动作是同步的，所以镜片的翻转不是左电极部或右电极部其中之一单独执行完成的；
79.而移动上电极31和移动下电极21上施加的是恒低电压，固定上电极4和固定下电极3是作为驱动电极施加高电压，原理如下：
80.具体产生静电力f的大小公式为：
[0081][0082]
式中：v为驱动电压；a为电极的面积；ε0为空气介电常数；g为两电极板运动后的间隙高度；t为介质层的厚度；εr为介质的介电常数；
[0083]
移动上电极31和固定下电极3在投影面上相交的面积为a，g为实时变化的数值，而对于t和εr在这里则为下述的绝缘层的厚度以及介电常数，对于v，假设移动上电极31上施
加的恒低电压为-1伏，固定下电极3上施加的高电压为+2伏，那么v在这里就为3伏。
[0084]
该方案能够进一步拆分静电力，使单个的静电力输出位置的静电力要求降低，使电极板的面积要求更小，便于在空间利用上取得进一步的优化，也便于丰富控制方案的多元化；
[0085]
本方案中，同属于所述左电极部的固定上电极4、固定下电极3、移动上电极31和移动下电极21均为板状结构，且相互平行设置。
[0086]
在一种可能的实现方式中，所述电极板的全部或部分表面设置有绝缘层，用于防止相邻电极板接触短路，该方案能够提高机构的安全性和稳定性。
[0087]
同时绝缘层还具备良好的抗磨属性，在振镜的使用过程中，绝缘层被高频次的接触，如果没有良好的抗磨属性，在使用一段时间后，绝缘层易损伤造成可能的短路事故，所述绝缘层为涂层或镀层，所述绝缘层材料包括氮化硅。
[0088]
在一种可能的实现方式中，所述固定上电极4的下表面和固定下电极3的上表面均设置有绝缘层，或所述移动电极2的表面设置有绝缘层，该方案能够提高机构的安全性和稳定性，具体的在本方案中不讨论哪种设置绝缘层的方式更优，原则上，只要保证固定上电极4和对应的移动上电极31之间绝缘，固定下电极3和对应的移动下电极21之间绝缘。
[0089]
在一种可能的实现方式中，所述转轴机构为轴承机构7，一种转轴的方案，如图1-3，镜片两侧设置有于镜片中线同轴的两个轴承机构7，底座1上设置有与该轴承机构7匹配的轴承座5，轴承机构7匹配在轴承座5以后，通过压板9固定位置。
[0090]
在一种可能的实现方式中，所述转轴机构为弹片转轴机构，一种转轴的方案，在本技术中未图示出。
[0091]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。