專利名稱：微型鏡驅(qū)動(dòng)器以及控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微型鏡驅(qū)動(dòng)器，特別地，涉及到一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)由于靜電力的作用使微型鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，它能夠同時(shí)控制共振頻率和微型鏡振幅，并可以使用較低的電壓來(lái)增加微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度度，以及一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法。
背景技術(shù)：
通常，微型鏡驅(qū)動(dòng)器的操作由靜電力來(lái)實(shí)現(xiàn)，它利用微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度切換一沿其反射光束的路徑。
參照?qǐng)D1，傳統(tǒng)的微型鏡驅(qū)動(dòng)器包含框架5，在框架5中形成的溝槽10，被溝槽10所接收的并具有基本電極(base electrode)15的微型鏡20，支撐微型鏡20使之能旋轉(zhuǎn)的扭簧25，以及與基本電極15相互作用用來(lái)旋轉(zhuǎn)微型鏡20的電極30。
如圖2所示，由于在基本電極15和電極30之間產(chǎn)生的靜電力的作用，微型鏡20圍繞扭簧25旋轉(zhuǎn)。如果微型鏡足以按照指定的旋旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)，由于扭曲條25的彈性恢復(fù)作用，微型鏡20恢復(fù)到水平狀態(tài)。微型鏡20按照上述的方式重復(fù)地旋轉(zhuǎn)。僅使用較低的電壓，利用振動(dòng)物體的共振特性的優(yōu)點(diǎn)可以使旋轉(zhuǎn)物體，比如微型鏡20，旋轉(zhuǎn)更大的角度。換句話說(shuō)，如果振動(dòng)物體以和該物體的共振頻率相同的頻率操作，就可以僅使用較低的電壓來(lái)有效地操作振動(dòng)物體。
有一種通過(guò)增加或者減小微型鏡的質(zhì)量和扭簧的彈簧常數(shù)來(lái)調(diào)整微型鏡共振頻率的方法。然而，微型鏡的質(zhì)量和扭簧的彈簧常數(shù)都是根據(jù)制造條件預(yù)先設(shè)定的，并且按照微型鏡制造和驅(qū)動(dòng)的環(huán)境而變化。相應(yīng)地，由于微型鏡制造中產(chǎn)生的誤差很難獲得準(zhǔn)確的微型鏡共振頻率。這樣在制造微型鏡后進(jìn)行各種努力來(lái)控制微型鏡的共振頻率。
振動(dòng)物體的共振頻率(f)可以用下面的方程來(lái)表達(dá)f=12πKtI---(1)]]>在方程(1)，Kt代表彈簧常數(shù)，I代表慣性矩。
按照預(yù)定旋旋轉(zhuǎn)角度(θ)旋轉(zhuǎn)的微型鏡20的運(yùn)動(dòng)方程如下Iθ··+Ctθ·+Ktθ=τ(θ,V)=12ddθ(CV2)---(2)]]>在此，I代表慣性矩，Ct代表微型鏡20的基本電極15和電極30之間的電容，Kt代表扭簧25的彈簧常數(shù)，τ代表轉(zhuǎn)矩(扭矩)。當(dāng)V0、α和V分別代表電極30的初始電壓，任意系數(shù)，電極30的驅(qū)動(dòng)電壓，并且V＝(V0+αθ)時(shí)，方程(2)通過(guò)替換V＝(V0+αθ)可以重新寫(xiě)成下面的方程。Iθ··+Ctθ+Ktθ=12·dCdθV2+12C(2V)dVdθ=12dCdθ(V02+2V0αθ+α2θ2)+12C2(V0+αθ)α]]>(3)如圖3所示，電容Ct隨著微型鏡20的旋旋轉(zhuǎn)角度θ是線性變化的。換句話說(shuō)，隨著微型鏡20的旋旋轉(zhuǎn)角度θ的增加，基本電極15和電極30之間的距離增加，這樣電容Ct線性減小。相應(yīng)地，電容Ct的變化相對(duì)于旋旋轉(zhuǎn)角度θ的變化成為常數(shù)γ。常數(shù)γ表述為 。相應(yīng)地，C＝C0+γθ，此處C0代表了當(dāng)θ＝0時(shí)電容的數(shù)值。通過(guò)替換 和C＝C0+γθ，方程(3)可以重新描述為下面的方程。Iθ··+Ctθ·+Ktθ=12[(γV0+2αC0)V0+(4γαV0+2α2C0)θ+3γα2θ2]---(4)]]>在方程(4)的右側(cè)，(γV0+2αC0)影響微型鏡20的旋轉(zhuǎn)振幅，(4γαV0+2α2C0)影響微型鏡20的共振頻率(f)，(3γα2)同時(shí)影響微型鏡20的振幅和共振頻率。在此，如果微型鏡20的共振頻率(f)通過(guò)調(diào)整α來(lái)加以控制，那么電極30的驅(qū)動(dòng)電壓V是變化的，因?yàn)閂＝(V0+αθ)。如果電極30的初始電壓V0是變化的，α也是變化的。這樣，不可能同時(shí)控制微型鏡20的頻率(f)和振幅。換句話說(shuō)，用來(lái)控制微型鏡20的頻率(f)和振幅的元件彼此相關(guān)，這樣，如果其中的一個(gè)元件受控，另一個(gè)元件就會(huì)受到被控元件的影響且不能按照期望的那樣受控制。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器，它包括獨(dú)立的頻率控制電極和振幅控制電極，這樣能夠同時(shí)控制微型鏡的共振頻率和振幅，并通過(guò)減小微型鏡旋轉(zhuǎn)軸的彈簧常數(shù)能使微型鏡以更大的旋旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)；并且提供一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法。
相應(yīng)地，為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器。微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括有至少一個(gè)溝槽的微型鏡，用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體，至少一個(gè)電極，它通過(guò)與微型鏡的相互作用產(chǎn)生的靜電力來(lái)使微型鏡旋轉(zhuǎn)。通過(guò)改變至少一個(gè)電極的電壓的幅值或者波形來(lái)控制微型鏡的振幅和頻率。
溝槽在微型鏡的周圍形成，布置在微型鏡旋轉(zhuǎn)軸的附近。
該至少一個(gè)電極包含第一電極，當(dāng)微型鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)用來(lái)控制微型鏡的頻率；和第二電極，當(dāng)微型鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，用來(lái)控制微型鏡的振幅，第二電極工作獨(dú)立于第一電極。
該至少一個(gè)電極的電壓V滿足下列方程V2＝V0+αθ，此處，V0代表該至少一個(gè)電極的初始電壓，α代表任意系數(shù)，θ代表微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度。
第一電極的電壓V1滿足下列方程V12＝V0。
第二電極的電壓V2滿足下列方程V22＝V0。
電極按照梳狀形成以便電極相對(duì)表面的有效面積最大。
溝槽的形成相對(duì)于微型鏡旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。
電極形成為梳狀以便電極相對(duì)表面的有效面積最大。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器。該微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括具有至少一個(gè)溝槽并在溝槽形成基本電極的微型鏡，支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體，至少兩個(gè)電極，它們通過(guò)和基本電極相互作用產(chǎn)生靜電力能使微型鏡旋轉(zhuǎn)，并且相互獨(dú)立工作。
兩個(gè)電極之一通過(guò)改變加到其上的電壓波形來(lái)控制微型鏡的頻率。
另一個(gè)電極通過(guò)改變加到其上的電壓的幅值來(lái)控制微型鏡的振幅。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法，微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括一個(gè)微型鏡，用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體，至少一個(gè)電極，通過(guò)和微型鏡的相互作用產(chǎn)生靜電力能使微型鏡旋轉(zhuǎn)。這種方法包含以下步驟(a)在微型鏡和至少一個(gè)電極之間產(chǎn)生靜電力；(b)設(shè)定至少一個(gè)電極的電壓V，使其滿足一下方程V2＝V0+αθ，在此V0代表兩個(gè)電極的初始電壓，α代表任意系數(shù)，θ代表微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度；(c)通過(guò)改變至少一個(gè)電極的初始電壓V0和任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的頻率和/或振幅。
第二電極通過(guò)改變方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的共振頻率(f)，微型鏡的共振頻率(f)可以通過(guò)下面的方程來(lái)描述f=12πKt-γ2αI]]>其中，Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表微型鏡的慣性矩，γ2代表與微型鏡旋旋轉(zhuǎn)角度θ變化相關(guān)的電容變化。
第二電極通過(guò)改變方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的共振頻率(f)，當(dāng)相位差為π/2的電壓加到第一和第二電極上時(shí)，微型鏡的共振頻率(f)可以由如下方程描述f=12πKt-γ2αI]]>其中，Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表微型鏡的慣性矩，γ2代表與微型鏡旋旋轉(zhuǎn)角度θ變化相關(guān)的電容變化。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法，該驅(qū)動(dòng)器包括微型鏡，用來(lái)支撐微型鏡使之旋轉(zhuǎn)的彈性體，至少一個(gè)電極，通過(guò)與微型鏡相互作用產(chǎn)生靜電力能使微型鏡旋轉(zhuǎn)。這種方法包括通過(guò)改變至少一個(gè)電極的驅(qū)動(dòng)電壓波形來(lái)控制微型鏡共振頻率的步驟。


通過(guò)參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。
附圖1為傳統(tǒng)微型鏡驅(qū)動(dòng)器的平面示意圖；附圖2為說(shuō)明微型鏡旋轉(zhuǎn)的示意圖；附圖3為電容變化隨著微型鏡旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線；附圖4為根據(jù)本發(fā)明微型鏡驅(qū)動(dòng)器的平面圖；附圖5為用來(lái)說(shuō)明驅(qū)動(dòng)電壓和微型鏡運(yùn)動(dòng)之間關(guān)系的曲線；附圖6為用來(lái)說(shuō)明微型鏡驅(qū)動(dòng)電壓隨著微型鏡旋旋轉(zhuǎn)角度變化的曲線。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D4，根據(jù)本發(fā)明，微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括框架100，微型鏡110，具有足夠大空間的溝渠108，在其中微型鏡110能夠旋轉(zhuǎn)，用來(lái)彈性支撐微型鏡使之能旋轉(zhuǎn)的彈性體105，驅(qū)動(dòng)微型鏡110所必須的至少一個(gè)電極。
微型鏡110包括反射鏡110b，通過(guò)它可以反射入射到微型鏡110上的光線，至少一個(gè)溝槽110b在反射鏡110a周圍形成。
該電極包括第一電極115，它通過(guò)控制施加到驅(qū)動(dòng)微型鏡110的電壓的幅值來(lái)控制微型鏡110的旋轉(zhuǎn)振幅；第二電極120，121，122和123，通過(guò)控制電壓的波形來(lái)控制微型鏡110的共振頻率(f)，并工作獨(dú)立于第一電極115。例如，第一電極115可以設(shè)置在溝渠108任何一側(cè)與彈性體105平行的方向上。第二電極120，121，.122，123最好均設(shè)置為插入溝槽110b中。
基本電極113被設(shè)置在面對(duì)第一電極115和第二電極120，121，122，123的地方，與第一電極115和第二電極120，121，.122，123相互作用以產(chǎn)生靜電力。尤其是微型鏡，由于基本電極113形成在微型鏡110溝槽110b的側(cè)壁，可以獲得很大的微型鏡的驅(qū)動(dòng)力的有效面積達(dá)到最大。也就是說(shuō)，當(dāng)溝槽110b在微型鏡110附近形成而不是象通常那樣在沒(méi)有溝槽的平面上形成的時(shí)候，對(duì)電極而言可以獲得更大的面積，用來(lái)提高微型鏡的驅(qū)動(dòng)力。為了將基本電極113和第一、二電極115，120至123的相對(duì)表面面積最大化，第一電極115，第二電極120至123，以及基本電極113形成為梳狀，基本電極113被布置和第一電極115或第二電極120至123之一成嚙合狀(in gear)。反射鏡110a其形成可以具有最小的表面積但是不能失去反射光束的功能。此外，溝槽110b最好形成為關(guān)于微型鏡110的旋轉(zhuǎn)軸C對(duì)稱。
接著，將在下面介紹具有上述結(jié)構(gòu)的微型鏡驅(qū)動(dòng)器的控制方法。
因?yàn)橛苫倦姌O113和第一、二電極115，120至123之間相互作用產(chǎn)生的靜電力，微型鏡110旋轉(zhuǎn)。在此，用來(lái)驅(qū)動(dòng)微型鏡110的電極電壓V可以表述為用來(lái)確定電壓V幅值的項(xiàng)和用來(lái)確定電壓V的波形的項(xiàng)。比如，微型鏡110的驅(qū)動(dòng)電壓V可以形成為V2＝V0+αθ，在此V0代表初始電壓，α代表任意系數(shù)。
圖5所示為根據(jù)微型鏡110的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)電壓V的施加時(shí)間和驅(qū)動(dòng)電壓的波形隨著任意系數(shù)α的變化曲線。在此，臨界角度θc代表了因靜電力微型鏡可以旋轉(zhuǎn)的最大角度。如圖5所示，根據(jù)α的變化電壓的波形隨之變化。
圖6所示為相對(duì)于旋旋轉(zhuǎn)角度θ的驅(qū)動(dòng)電壓V2的變化曲線。如圖6所示，驅(qū)動(dòng)電壓V2與微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度θ成正比，相應(yīng)地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓V2達(dá)到指定的電平時(shí)，α依賴于初始電壓V0。換句話說(shuō)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電壓V2達(dá)到指定的電平時(shí)，如果初始值V0變化，α也變化。
當(dāng)V2＝V0+αθ并且只使用一個(gè)電極時(shí)，通過(guò)替換V2方程(2)可以重新寫(xiě)成下面的方程。Iθ··+Ctθ·+Ktθ=τ(θ,V)=12ddθ(CV2)=12dCdθV2+12CdV2dθ=12dCdθ(V0+αθ)+12Cα]]>(5)如上所述，如果 ，C＝C0+γθ，通過(guò)替換 ，C＝C0+γθ，相應(yīng)地方程(5)可以重新寫(xiě)成以下的方程。Iθ··+Ctθ·+[Kt-γα]θ=τ(θ,V)=12(γV0+αC0)---(6)]]>在此，Kt-γα影響微型鏡110的頻率， 影響微型鏡110的振幅。根據(jù)方程(6)，可在改變初始電壓V0的同時(shí)，改變微型鏡110的系數(shù)α和振幅的時(shí)候控制頻率(f)，。
當(dāng)V2＝V0+αθ，V12＝V0，V22＝αθ(V1代表第一電極的電壓，V2代表第二電極的電壓)時(shí)，微型鏡110的驅(qū)動(dòng)電壓可以以下面的方程描述。
V＝V12+V22V12＝V0V22＝αθ (7)將方程(7)代入方程(2)并將方程(2)重寫(xiě)成關(guān)于微型鏡110旋旋轉(zhuǎn)角度θ的形式，可以獲得下面的方程。Iθ··+Ctθ·+Ktθ=12ddθ(CV2)=12(dCdθ)(V12+V22)+12Cddθ(V12+V22)]]>=12(dCdθ)V12+12(dCdθ)V22+12C(dV12dθ)+12C(dV12dθ)---(8)]]>在方程(8)的右邊，第一項(xiàng) 涉及到第一電極115，這樣以下標(biāo)1標(biāo)注。另一方面，第二項(xiàng) 涉及到第二電極120至123，這樣被以下標(biāo)2標(biāo)注。如上所述，C相對(duì)于θ線性變化，這樣對(duì)于第一電極115和第二電極120至123，關(guān)于θ的電容差異項(xiàng)可以分別以γ1和γ2表述。相應(yīng)地，(dCdθ)1=γ1,(dCdθ)2=γ2.]]>通過(guò)替換V12＝V0，V22＝αθ，方程(8)可以重寫(xiě)為下列方程。Iθ··+Ctθ·+Ktθ=12γ1V0+12γ2αθ+12C2α---(9)]]>通過(guò)替換C2＝C20+γ2θ，此處C20表示當(dāng)θ為0時(shí)C2的值，方程(9)可以重寫(xiě)為下面的方程。Iθ··+Ctθ·+Ktθ=12γ1V0+12γ2αθ+12(C20+γ2θ)α=12γ1V0+γ2αθ+12C20α---(10)]]>關(guān)于微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度θ，方程(10)可以寫(xiě)成下面的方程Iθ··+Ctθ·+(Kt-γ2α)θ=12(γ1V0+αC20)---(11)]]>
方程(11)左邊的(Kt-γ2α)為θ的系數(shù)，影響微型鏡110的共振頻率(f)，在方程(11)右邊的 影響微型鏡110的振幅。換句話說(shuō)，使用方程(1)、(2)和(11)，微型鏡的共振頻率(f)可以用下面的方程描述。f=12πKt-γ2αI---(12)]]>根據(jù)方程(12)，微型鏡110的共振頻率(f)可由改變?nèi)我庀禂?shù)α來(lái)控制，微型鏡110的振幅可以由方程(11)中的 控制。當(dāng)微型鏡110的共振頻率(f)通過(guò)改變?chǔ)量刂茣r(shí)，微型鏡110的振幅也會(huì)受到α變化的影響。然而，微型鏡110的振幅可以通過(guò)控制V0來(lái)控制。這樣，由于V0是個(gè)獨(dú)立變量，它不受α變化的影響，就可能控制微型鏡110的振幅而不考慮微型鏡110共振頻率(f)的控制。相應(yīng)地，就可能同時(shí)滿意地控制微型鏡110共振頻率和振幅。
在控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的另一種方法中，通過(guò)在第一電極115和第二電極120至123上施加指定相位差的電壓來(lái)控制微型鏡110的共振頻率(f)。例如，如果相位差為π/2的電壓施加到第一電極115和第二電極120至123上，γ2α具有負(fù)值。這樣微型鏡110的共振頻率(f)可以由以下方程來(lái)描述。f=12πKt-γ2αI---(13)]]>在此，Kt代表彈性體105的彈簧常數(shù)，I代表慣性矩，γ2代表隨著微型鏡110的旋轉(zhuǎn)角度θ的變化量的電容的變化量。根據(jù)方程(13)，可以通過(guò)控制確定電壓波形的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡110的共振頻率(f)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明由于微型鏡驅(qū)動(dòng)器中的微型鏡110包括溝槽110b，使用來(lái)安裝電極的配備的面積最大化，因此微型鏡110的質(zhì)量可以比傳統(tǒng)平面型微型鏡有所減小。隨著微型鏡質(zhì)量的減小，微型鏡110的慣性矩I減小。如果微型鏡110的慣性矩I減小，并且微型鏡110的共振頻率(f)維持在指定的水平，那么根據(jù)方程(12)彈性體105的彈簧常數(shù)Kt減小。然而，微型鏡110是在抵抗具有指定彈簧常數(shù)Kt的彈性體105的彈性恢復(fù)力的作用下驅(qū)動(dòng)的。這樣，彈性體105具有的彈簧常數(shù)Kt越低，使微型鏡110旋轉(zhuǎn)指定的旋旋轉(zhuǎn)角度所需的驅(qū)動(dòng)力就越小。換句話說(shuō)，隨著彈性體105的彈簧常數(shù)Kt的降低，就可能獲得微型鏡110更大的旋旋轉(zhuǎn)角度而只需更小的驅(qū)動(dòng)力。相應(yīng)地，根據(jù)本發(fā)明的微型鏡驅(qū)動(dòng)器使用溝槽110b作為用來(lái)安裝電極的配置區(qū)域，這樣使用溝槽110b減小了彈性體105的彈簧常數(shù)Kt。
如上所述，基本電極113和第一電極115、第二電極120至123形成為梳狀。由于基本電極113被布置與第一電極115或者第二電極120至123成嚙合狀，基本電極113和第一電極115、第二電極120至123的相對(duì)表面面積可最大，這樣使用指定的電壓就可以使基本電極113和第一電極115、第二電極120至123之間相互作用產(chǎn)生的有效靜電力達(dá)到最大。
同時(shí)，隨著微型鏡110旋轉(zhuǎn)軸C和第一電極115或第二電極120至123之間的距離L1的減小，微型鏡110的臨界角θc增加。如果微型鏡110的臨界角θc增加，靜電力影響微型鏡110的程度增加，這樣，微型鏡共振頻率(f)可以控制的范圍增加了，甚至當(dāng)微型鏡110以很大的旋旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)時(shí)。在本發(fā)明中，由于第一電極115和第二電極120至123布置在溝槽的側(cè)壁，就可減小微型鏡110旋轉(zhuǎn)軸和第一電極115或第二電極120至123之間的距離L1。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明的微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括用來(lái)控制微型鏡共振頻率的電極和用來(lái)控制微型鏡振幅的電極，該振幅控制電極工作獨(dú)立于共振頻率控制電極且不受共振頻率控制電極的影響，就可能同時(shí)控制微型鏡的共振頻率和振幅。
此外，通過(guò)減小微型鏡的慣性矩和彈性體的彈簧常數(shù)，同時(shí)維持微型鏡的有效面積，根據(jù)本發(fā)明的微型鏡驅(qū)動(dòng)器可以獲得很大的微型鏡旋轉(zhuǎn)角度。
最后，根據(jù)本發(fā)明由于安裝共振頻率控制電極和振幅控制電極的配備區(qū)域布置在微型鏡驅(qū)動(dòng)器的微型鏡中，就可使用較低的電壓獲得更大的驅(qū)動(dòng)力。此外，由于微型鏡轉(zhuǎn)軸和電極之間的距離減小并且彼此相互作用的電極相對(duì)表面的面積增加，即使當(dāng)微型鏡以較大的旋旋轉(zhuǎn)角度旋轉(zhuǎn)時(shí)微型鏡共振頻率可以控制的范圍擴(kuò)展了。
權(quán)利要求
1.一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器，包含具有至少一個(gè)溝槽的微型鏡；用來(lái)支撐微型鏡使其能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體；至少一個(gè)通過(guò)和微型鏡相互作用產(chǎn)生的靜電力來(lái)使微型鏡旋轉(zhuǎn)的電極；其中通過(guò)改變至少一個(gè)電極電壓的幅值或波形來(lái)控制微型鏡的振幅和頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中溝槽在微型鏡的周圍形成使之布置在微型鏡軸線附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中該至少一個(gè)電極包含在微型鏡旋轉(zhuǎn)期間用來(lái)控制微型鏡頻率的第一電極；和在微型鏡旋轉(zhuǎn)期間用來(lái)控制微型鏡振幅的第二電極，并且第二電極工作獨(dú)立于第一電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中該至少一個(gè)電極的電壓V滿足下面的方程V2＝V0+αθ，其中V0代表了該至少一個(gè)電極的初始電壓，α代表了任意系數(shù)，θ代表了微型鏡旋轉(zhuǎn)的角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中第一電極的電壓V1滿足下面的方程V12＝V0。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中第二電極的電壓V2滿足下面的方程V22＝V0。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中電極形成為梳狀以便電極的相對(duì)表面的有效面積可以最大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中形成的溝槽相對(duì)于微型鏡的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中電極形成為梳狀以便電極的相對(duì)表面的有效面積能夠最大。
10.一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器，包括具有至少一個(gè)溝槽和在溝槽上形成基本電極的微型鏡；用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體；至少兩個(gè)通過(guò)與基本電極相互作用產(chǎn)生的靜電力能使微型鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的電極，并且彼此相互獨(dú)立工作。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中溝槽在微型鏡的周圍形成以便布置在微型鏡旋轉(zhuǎn)軸附近。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電極和基本電極形成為梳狀，基本電極被布置成與每個(gè)電極成嚙合狀，以便基本電極和兩個(gè)電極中的每個(gè)的相對(duì)表面的有效面積可以達(dá)到最大。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電極中的一個(gè)用來(lái)通過(guò)改變施加到其上的電壓波形來(lái)控制微型鏡的頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中另外一個(gè)電極通過(guò)改變施加到其上的電壓的幅值來(lái)控制微型鏡的振幅。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電極的電壓V滿足下面的方程V2＝V0+αθ，其中V0代表兩個(gè)電極的初始電壓，α代表了任意系數(shù)，θ代表了微型鏡旋轉(zhuǎn)的角度。
16.根據(jù)權(quán)利要求18所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電極包含用來(lái)控制微型鏡振幅的電極，并且電壓V1滿足下面的方程V12＝V0。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中兩個(gè)電極包括用來(lái)控制微型鏡共振頻率的電極，并且電壓V2滿足下面的方程V22＝V0，微型鏡的頻率可以通過(guò)改變?chǔ)羴?lái)控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的微型鏡驅(qū)動(dòng)器，其中溝槽形成為相于微型鏡的旋轉(zhuǎn)軸對(duì)稱。
19.一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法，該微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括微型鏡、用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體、至少一個(gè)通過(guò)和微型鏡相互作用產(chǎn)生的靜電力能使微型鏡旋轉(zhuǎn)的電極，該方法包括以下步驟(a)在微型鏡和至少一個(gè)電極之間產(chǎn)生靜電力；(b)設(shè)定該至少一個(gè)電極的電壓使之滿足下列方程V2＝V0+αθ，其中V0代表兩個(gè)電極的初始電壓，α代表了任意系數(shù)，θ代表了微型鏡旋轉(zhuǎn)的角度。(c)通過(guò)改變?cè)撝辽僖粋€(gè)電極的初始電壓V0和任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的頻率和/或振幅。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中在步驟(b)中該至少一個(gè)電極包含具有電壓V1的第一電極，其被設(shè)定滿足下列方程V12＝V0。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其中在步驟(b)中該至少一個(gè)電極包含具有電壓V2的第二電極，它被設(shè)定滿足下面的方程V2＝αθ。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中第一電極和第二電極彼此獨(dú)立工作。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中第二電極通過(guò)改變方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的共振頻率(f)，微型鏡的共振頻率可以用以下的方程來(lái)描述f=12πKt-γ2αI]]>其中，Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表微型鏡的慣性矩，γ2代表與微型鏡旋旋轉(zhuǎn)角度θ變化相關(guān)的電容變化。
24.權(quán)利要求22所述的方法，其中第二電極通過(guò)改變方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡的共振頻率(f)，當(dāng)相位差為π/2的電壓加到第一電極和第二電極上時(shí)，微型鏡的共振頻率可以通過(guò)以下方程描述f=12πKt-γ2αI]]>其中，Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表慣性矩，γ2代表隨著微型鏡旋轉(zhuǎn)角度θ的變化電容的變化。
25.一種控制微型鏡驅(qū)動(dòng)器的方法，該微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括微型鏡、用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體、至少一個(gè)通過(guò)和微型鏡相互作用產(chǎn)生的靜電力能使微型鏡旋轉(zhuǎn)的電極，該方法包含通過(guò)改變至少一個(gè)電極驅(qū)動(dòng)電壓的波形來(lái)控制微型鏡共振頻率的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，還包含通過(guò)改變至少一個(gè)電極的驅(qū)動(dòng)電壓的幅值來(lái)控制微型鏡的振幅。
27.根據(jù)權(quán)利要求25或26，其中至少一個(gè)電極包含第一電極，其電壓V1被設(shè)定滿足下面的方程V12＝V0，其中V0代表至少一個(gè)電極的初始電壓。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中至少一個(gè)電極包含第二電極，其電壓V2被設(shè)定滿足下面的方程V2＝αθ，其中α代表任意系數(shù)，θ代表微型鏡的旋旋轉(zhuǎn)角度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中第一電極和第二電極彼此獨(dú)立工作。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中第二電極通過(guò)控制方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡共振頻率(f)，微型鏡的共振頻率(f)可以通過(guò)以下方程表述f=12πKt-γ2αI]]>其中Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表慣性矩，γ2代表隨著微型鏡旋轉(zhuǎn)角度θ的變化電容的變化。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中第二電極通過(guò)控制方程V2＝αθ中的任意系數(shù)α來(lái)控制微型鏡共振頻率(f)，當(dāng)把相位差為π/2的電壓加在第一電極和第二電極上時(shí)，微型鏡的共振頻率(f)可以通過(guò)下面的方程表述f=12πKt-γ2αI]]>其中Kt代表彈性體的彈簧常數(shù)，I代表慣性矩，γ2代表隨著微型鏡旋轉(zhuǎn)角度θ的變化電容的變化。
全文摘要
提供一種微型鏡驅(qū)動(dòng)器,它能同時(shí)控制微型鏡的共振頻率和振幅,使用較低的電壓能使微型鏡以很大的角度旋轉(zhuǎn)。微型鏡驅(qū)動(dòng)器包括具有至少一個(gè)溝槽的微型鏡,用來(lái)支撐微型鏡使之能夠旋轉(zhuǎn)的彈性體,至少一個(gè)電極,它通過(guò)和微型鏡相互作用產(chǎn)生靜電力來(lái)使微型鏡旋轉(zhuǎn)。微型鏡的振幅和頻率可以通過(guò)改變至少一個(gè)電極電壓的幅值或者波形來(lái)加以控制。相應(yīng)地,就可能通過(guò)增加微型鏡的有效面積,換句話說(shuō)通過(guò)增加微型鏡驅(qū)動(dòng)器的面積,使用較低的電壓來(lái)獲得更大的驅(qū)動(dòng)力和更大的旋旋轉(zhuǎn)角度度,這樣能向微型鏡加靜電力同時(shí)維持光束的反射路徑。
文檔編號(hào)G02B26/10GK1375721SQ0211835
公開(kāi)日2002年10月23日 申請(qǐng)日期2002年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月2日
發(fā)明者閔英熏, 崔桓榮, 慎炯宰, 李定觀 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社