MEMS扫描镜视场提供方法和装置

申请号 CN201380017280.0 申请日 2013-03-11 公开(公告)号 CN104303091B 公开(公告)日 2017-12-12
申请人 英特尔公司; 发明人 B·弗里德曼; A·希斯伯格;
摘要 本公开的 实施例 提供用于包括MEMS扫描镜的光 电子 组件的技术和配置。在一个实施例中,该MEMS扫描镜可包括微尺度镜,其被配置成绕所述镜的 弦轴 可旋转以使入射光束偏转进入 光电子 组件的出射窗口;以及 支撑 结构,其被配置成主控所述镜以在镜表面和出射窗口之间提供光输送场,以使得经由所提供的光输送场到出射窗口的偏转光束的路径是无阻碍的。可以描述和/或要求保护其它实施例。
权利要求

1.一种用于提供微机电系统(MEMS)扫描镜无阻碍视场的装置,包括:
与激光设备相关联的光电子组件,其中,所述组件包括具有视场的MEMS扫描镜,并且其中所述MEMS扫描镜包括:
基板,其至少具有顶层;以及
具有大体上椭圆形或圆形形状的微尺度扫描镜,其嵌入在基板的顶层中,其中,所述微尺度扫描镜绕所述微尺度扫描镜的弦轴可旋转以使来自激光设备的光束偏转,并且其中,所述顶层包括在一侧的切口,其被定尺寸以减少所述微尺度扫描镜的阻碍以扩大视场,其中所述切口延伸到所述顶层的边缘。
2.如权利要求1所述的装置,其中,所述切口选自类梯形形状或类矩形形状的中的一个。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述微尺度扫描镜被布置为与多层基板的顶层大体上齐平。
4.如权利要求1所述的装置,其中,所述基板包括被配置成为MEMS扫描镜提供支撑的底层,并且其中,限定基板的框架包括与布置在顶层一侧的切口对应的开口。
5.如权利要求1所述的装置,其中,所述微尺度扫描镜的旋转的弦轴从所述基板的中心轴偏移。
6.如权利要求1所述的装置,其中,所述弦轴是所述微尺度扫描镜的中心轴。
7.如权利要求1所述的装置,其中,所述光电子组件被嵌入在激光设备中,并且被配置成在视场内使由激光设备所产生的入射激光束偏转。
8.如权利要求7所述的装置,其中,所述微尺度扫描镜被配置成在所述微尺度扫描镜被旋转到与静止位置呈约45度度的位置的情况下接收入射激光束。
9.如权利要求1至8中任一项所述的装置,其中,所述微尺度扫描镜包括(Si)。
10.一种用于提供微机电系统MEMS扫描镜无阻碍视场的装置,其包括:
光电子组件,包括:
具有视场的MEMS扫描镜;
偏振分束器,其被配置成使入射光束分裂并使入射光束的至少一部分偏振成反射光束;
相位延迟板,其被设置在所述MEMS扫描镜与所述偏振分束器之间,并且被配置成在反射光束进入所述MEMS扫描镜之前旋转反射光束的偏振;以及
其中,所述MEMS扫描镜被配置成接收具有以大体上直角的旋转的偏振的反射光束,以及在视场内使接收光束偏转,其中所述MEMS扫描镜包括至少具有顶层的基板和嵌入在所述基板的顶层中的微尺度扫描镜,其中,所述顶层包括在一侧的切口,所述切口被定尺寸以减少所述微尺度扫描镜的阻碍以扩大视场,其中所述切口延伸到所述顶层的边缘;
其中,所述相位延迟板被配置成进一步旋转由MEMS扫描镜偏转的光束的偏振,以使得所述偏振分束器能够在光束穿过延迟板之后进一步发射由MEMS扫描镜偏转的光束。
11.如权利要求10所述的装置,其中,所述装置还包括激光设备,其中,所述光电子组件被嵌入在激光设备中,并且被配置成将由激光设备产生的入射激光束转换成视场内的出射光束。
12.如权利要求11所述的装置,其中,所述偏振分束器被配置成将反射光束以相对于所述MEMS扫描镜的平面大体上呈直角对准所述MEMS扫描镜。
13.如权利要求12所述的装置,其中,所述MEMS扫描镜被配置成至少部分地相对于MEMS扫描镜的静止平面可旋转。
14.如权利要求10至13中任一项所述的装置,其中,所述相位延迟板被配置成使被偏振分束器反射的光束的偏振旋转达大约45度,以及进一步使由所述MEMS扫描镜偏转的光束的偏振旋转达大约45度。

说明书全文

MEMS扫描镜视场提供方法和装置

技术领域

[0001] 本公开的实施例一般涉及光电子领域,并且更具体地涉及MEMS扫描镜视场提供。

背景技术

[0002] 光电子系统(诸如激光扫描器、投影器、及其它激光设备)的构造中的一项基本设计考虑在于包括在系统中的扫描镜所提供的激光光束的受控偏转的允许的视场(FOV)。该FOV受系统的机械形状因子(物理尺寸)的限制。例如,嵌入在移动设备中的激光投影器单元可能有严格的大小限制以便适合于移动设备。因此,可考虑在投影的方向上严格的大小限制来设计投影器单元,以允许将设计的单元嵌入在移动设备中。在另一方面,由于例如移动设备中投影器单元的短的使用距离,具有相对大的FOV的投影器单元可能是合期望的。激光设备的小形状因子和大FOV要求的组合可以对设计者提出挑战。用于构建具有形状因子限制的激光设备的解决方案之一可以使用微机电系统(MEMS)扫描镜,针对特定机械形状蚀刻的设备。然而,诸如具有MEMS扫描镜的投影器单元之类的激光设备可以由于以上所描述的机械约束而具有非常有限的FOV。附图说明
[0003] 通过以下的详细描述与附图结合将容易地理解实施例。为了促进该描述,相同的附图标记表示相同的结构元件。通过示例的方式而非通过限制的方式在附图的图中示出实施例。
[0004] 图1示意性地图示根据一些实施例的包括光电子组件的示例性光电子设备。
[0005] 图2示意性地图示根据一些实施例的包括在图1的光电子组件中的MEMS扫描镜的示例性横截面顶视图。
[0006] 图3示意性地图示根据一些实施例的图2的MEMS扫描镜的一些部件的侧视图。
[0007] 图4和5示意性地图示根据一些实施例的两个示例性MEMS扫描镜的透视图。
[0008] 图6示意性地图示根据一些实施例的示例性光电子组件的示图。

具体实施方式

[0009] 本公开的实施例包括用于MEMS扫描镜视场提供的技术和配置。
[0010] 在下面的详细描述中,参考了形成其部分的附图,其中相同的附图标记由始至终指定相同的部分,并且其中以图示的方式示出其中可以实践本公开的主题的实施例。应当理解的是,其它实施例可以被利用,并且在不背离本公开的范围的情况下,可以进行结构上或逻辑上的改变。因此,以下的详细描述不应被理解成具有限制意义,并且实施例的范围由所附的权利要求及其等同物限定。
[0011] 为了本公开的目的,短语“A和/或B”意为(A)、(B)或(A和B)。为了本公开的目的,短语“A、B和/或C”意为(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。
[0012] 该描述可以使用基于透视的描述,如顶部/底部,内/外,上/下等。这样的描述仅仅用来促进讨论并不旨在将本文所描述的实施例的应用限制成任何特定的方位。
[0013] 该描述可以使用短语“在实施例中”,“在多个实施例中,”其可各自是指一个或多个相同或不同的实施例。此外,如关于本公开的实施例所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。
[0014] 术语“耦合于”连同其派生词可以在此使用。“耦合”可意为下述的一个或多个。“耦合”可意为两个或更多元件直接物理、电气或光学接触。然而,“耦合”也可意为两个或多个元件间接地彼此接触,但仍彼此协作或交互,并且可意为一个或多个其它元件耦合或连接在据说要被彼此耦合的元件之间。术语“直接耦合”可以意为两个或更多元件直接接触。
[0015] 在各种实施例中,短语“在第二特征上形成、放置、或以其它方式布置的第一特征,”可意为第一特征形成、放置、或布置在所述第二特征之上,且所述第一特征中的至少一部分可以与第二特征中的至少一部分直接接触(例如,直接的物理和/或电接触)或间接接触(例如,在第一特征和第二特征之间具有一个或多个其它特征)。
[0016] 图1示意性地图示示例性光电子设备100,其含有具有根据本公开的一些实施例提供的视场的MEMS扫描镜。在一些实施例中,如图所示,设备100可包括具有多个部件的激光设备104,诸如激光投影器或激光扫描器。该部件可包括与存储器108耦合的处理器106,以及配置成实现从光电子设备100所要求的各种功能的其它部件110。例如,处理器106可以被配置有存储在存储器108中的可执行指令以提供激光投影器、激光扫描器或其它激光设备的功能。根据下面描述的各种实施例,设备100部件可以包括光电子组件120,其被配置成提供具有所需视场的出射光束。在一些实施例中,处理器106、存储器108、其它部件110和光电子组件120可以被布置在相同的基板上。在其它实施例中,处理器102、存储器108、其它部件110和光电子组件120可以被布置在可操作地耦合在一起的不同基板上。通常,光电子组件
120可以被嵌入或以其它方式与设备100相关联。
[0017] 光电子组件120可包括被配置成提供入射光束150的光源124,在一些实施例中,入射光束150为入射激光束。在一些实施例中,光源124可被布置在组件120内,而在其它实施例中,光源可以被布置在组件120之外。根据各种实施例,光源124可以被配置成引导入射光束150,以使光束150穿过光学透镜124并且被MEMS扫描镜132接收和偏转。MEMS扫描镜132可以提供增强的视场或以其它方式满足视场要求,采用将在后文参考图2-5更详细地描述的本公开的技术。
[0018] 在一些实施例中,MEMS扫描镜132的镜可以由硅(Si)制成,不过在各种实施例中,可以使用提供与扫描镜反射质量有关的所需性质的不同材料。在一些实施例中,当MEMS扫描镜132如图所示处于其静止位置时,入射光束150可以以相对于该扫描镜132表面的度A154进入MEMS扫描镜132,该角度可以大体是约45度,在一些实施例中,达到70度或任何撞击角度。其它合适的角度A可以在其它实施例中使用。在处于静止位置时,MEMS扫描镜132可以使入射光束150以出射光束156的形式发生偏转,所述出射光束156可以如图所示通过出射窗口140离开光电子组件120。
[0019] 在一些实施例中,MEMS扫描镜132可以被配置成可旋转的,在一些实施实施例中,至少部分地绕弦轴(chord axis)136可旋转,以便使入射光束150偏转有扫描角B168,所述扫描角B168可以与由出射光束160和164所限定的期望或所需视场(FOV)相对应。为了提供所需FOV,MEMS扫描镜132可以根据本文中进一步描述的技术和配置来进行配置。在一些实施例中,弦轴136可以包括MEMS扫描镜132的中心轴
[0020] 在一些实施例中,光电子组件120可以被配置成满足对光电子组件的形状因子的不同的工程要求。例如,光电子组件120的宽度(即,其平行于出射光束156的方向上的尺寸)可以被要求为在从约2毫米(mm)至5mm的范围内。
[0021] 在一些实施例中,本文所述的光电子设备100可包括在一些实施例中的附加部件。例如,根据一些实施例,处理器106、存储器108和/或其它部件110可以与基于处理器的系统一致,所述基于处理器的系统可以是光电子设备100的一部分,或者包括光电子设备100。用于一个实施例的存储器108可包括任何合适的易失性存储器,诸如,例如合适的动态随机存取存储器(DRAM)。
[0022] 处理器106、存储器108、其它部件110和光电子组件120可以耦合于一个或多个接口(未示出),所述接口被配置成促进上述部件之间的信息交换。一个或多个通信接口(未示出)可提供用于设备100的接口,以通过一个或多个有线或无线网络和/或与任何其它合适的设备进行通信。在各种实施例中,包括光电子组件120的设备100可以是,但不限于,服务器、工作站、台式计算设备或移动计算设备(例如,膝上型计算设备、手持计算设备、手机、平板、智能电话、上网本、超极本等)。
[0023] 在各种实施例中,设备100可以具有更多或更少的部件和/或不同的架构。例如,在一些实施例中,设备100可以包括摄像机、键盘、诸如液晶显示器(LCD)屏幕之类的显示器(包括触摸屏显示器)、触摸屏控制器非易失性存储器端口、天线或多天线、图形芯片、ASIC、一个或多个扬声器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)设备、罗盘、加速度计、陀螺仪等等。在各种实施例中,设备100可以具有更多或更少的部件和/或不同的架构。在各种实施例中,本文中所描述的技术和配置可以在受益于本文所述的各种原理的系统中使用,诸如光电子、电光、MEMS设备和系统等。
[0024] 图2示意性地图示根据一些实施例的光电子组件120的某些部分(即,可被用作扫描镜132的MEMS扫描镜组件200)的示例性横截面顶视图。图3示意性地图示根据一些实施例的图2的MEMS扫描镜组件200的一些部件的侧视图300。参考图2和3,MEMS扫描镜组件200(300)可以与关于图1的光电子组件120所描述的实施例一致,反之亦然。
[0025] 参考图2,组件200可包括微尺度扫描镜220和被配置成容纳扫描镜220的非对称微尺度支撑结构224,以便当该扫描镜220如下所述旋转,并由出射光束234(或者,在不同的旋转角度,246和248)和232所限定时,提供针对扫描镜220所偏转的入射光束228的无阻碍视场。如图所示,在一些实施例中,所述支撑结构224可实现出射光束232、234的无阻碍路径,由此提供MEMS扫描镜组件200的增强的视场。在一个实施例中,非对称微尺度支撑结构224可以是大体上线性的,并具有如图3所示的类“]”或“[”形状。该非对称微尺度支撑结构224还可以被配置成为镜220提供至少以由标记250所指示的方向绕其弦轴222可旋转的能
[0026] 例如,扫描镜的全旋转(360度),可以限定大体上球形的三维(3D)空间。三维空间可以由四个象限来限定,其中处于其静止位置的镜220的平面将3D空间划分成两个两象限等分,并且垂直于扫描镜的平面的平面将3D空间限定成其它两个两象限等分。球形3D空间的中心可以大体上符合镜220的几何中心。例如,在标记250所指示的旋转中,镜220的一部分可以横越3D空间的第一象限,而扫描镜的另一部分可以横越3D空间的第二象限,该第二象限与3D空间的第一象限呈对角线相对。在一些实施例中,非对称微尺度支撑结构224可以接近地布置在小于整体(entirety)上,例如,如上述限定的球形3D空间的大圆(great circle)的一半,以便能够来回摆动。
[0027] 如图所示,反射镜220可以是至少从由标记220所指示的其静止位置到由标记240所指示的位置可旋转的,以便提供确保出射光束232、234、246和248的所需视场的扫描角。在一些实施例中,镜220可以被配置成以与标记250所指示的方向相反的方向可旋转的。当扫描镜以250所指示的方向从其静止位置旋转到标记240所指示的第一位置时,出射光束
246和248指示出射光束的不同方向。如图所示,光束234、246、248的路径可以在扫描镜220的旋转期间无阻碍。相反地,在传统的对称的支撑结构的情况下,偏转光束234、246和248的路径可能被结构236的一部分(由虚线表示)所阻碍,所述部分在此处所描述的实施例中可能不存在。
[0028] 图3示意性地图示根据一些实施例的图2的MEMS扫描镜组件200的侧视图300。MEMS扫描镜组件300可以包括被配置成接收微尺度镜340的大体上非对称的线性支撑结构320。在一些实施例中,非对称线性支撑结构320可以被配置为大体上框架形结构,例如,如之前所述的“]”或“[”形状。例如,非对称线性支撑结构320可包括第一臂322、第二臂324和耦合(例如,连结)第一和第二臂322和324的纵向段326。耦合于纵向段326的臂322和324可以限定接收镜340的空间(例如,腔体)。
[0029] 镜340可以绕如标记380所示的其弦轴旋转。在一些实施例中,该弦轴可以符合扫描镜340的中心轴,并且可包括两个纵向段360和362,分别从第一和第二臂322和324(例如,在位于大体上朝向第一和第二臂322和324的端部的点342和344处)延伸以大体上在镜340的弦轴的第一端点和第二端点处接合镜340。在一些实施例中,非对称线性支撑结构320可具有多种不同的形状(未示出),诸如半椭圆形、半圆形等。在所有描述的实施例中,非对称线性支撑结构320可以被配置成当如标记380所示以及参照附图2描述的那样旋转时,提供针对扫描镜340所偏转的入射光束的无阻碍视场。
[0030] 包括扫描镜组件300的光电子组件120的一部分可以以许多不同的方式来实现,以便为上文参考图2和3所描述的可旋转镜提供充分的支撑,同时确保扫描镜所偏转的光束(例如,激光束)的所需的FOV。图4和5示意性地图示根据一些实施例的两个示例性MEMS扫描镜组件400和500的透视图。根据各种实施例,组件400和500的部件可以与关于图2-3的扫描镜组件200(300)的部件描述的实施例一致,反之亦然。图4和5的组件400和500还可以包括未在图2和3中描绘的部件。
[0031] 图4的扫描镜组件400可以包括具有被配置成绕弦轴404可旋转的大体上椭圆形或圆形形状的镜402,以及被配置成容纳扫描镜402的非对称微尺度支撑结构406。在一些实施例中,弦轴404可以是镜402的中心轴。在一些实施例中,镜402可以被配置成具有多于一个自由度,例如,镜可以被配置成可旋转的,并且扫描两个正交的平面(例如垂直平面(使用弦轴404)和平平面(未示出))中的入射光束。非对称微尺度支撑结构406可包括具有至少两层的多层基板,如图4所示。所述层可以包括任何已知种类的(例如,双的、三个的等)绝缘体上的硅(SOI)晶片。例如,非对称多层基板支撑结构406可包括上层(基板)408和下层(基板)414,其直接地或经由一个或多个中间层(例如框架410)而结合在一起。下层414可以被用作该多层基板支撑结构406的背衬。具有弦轴404的镜402可以被布置/嵌入到多层基板406中,大体上与上层408相齐平,如图所示。多层基板支撑结构406可以被配置成以允许镜402绕弦轴404可旋转的方式主控镜402以使入射光束偏转,所述入射光束可以例如由光源124提供。
[0032] 为了提供该功能,多层基板支撑结构406可以在上层408处具有切口418,该切口可以被定尺寸以使得镜402能够提供偏转光束的增强的/扩大的FOV和如标记440所指示的所需的旋转自由度。在一些实施例中,多层基板结构可以在结构406的至少一侧上具有切口418,如图4中所示。在一些实施例中,该切口可延伸至结构406的两侧,例如,当入射光束可以被定向在70度或更大的角度时。该切口418可至少部分地由上层408和中间层中的开口来限定,如果存在的话。在一些实施例中,切口418可具有大体上类梯形的形状,如图4中所示。
然而,在一些实施例中,切口418可以具有被配置成在旋转期间为被扫描镜402偏转的光束(例如,激光束)提供无阻碍路径的其它形状。例如,切口418可具有大体上矩形的形状。
[0033] 在静止位置,如前面所描述的,镜402可以被布置成大体上与多层基板结构406的上层408的表面平面齐平。当镜402从其静止位置顺时针旋转时,镜402的上(右)部分420可移动至上层408的平面之下,如标记430所指示,而另一方面,镜402的下(左)部分422可移动至上层408的平面之上,如标记432所指示。如参考图1和2所描述的以大体上45度对准所述镜的入射光束(未示出)可被镜402所偏转,并且可以经由由切口418所限定的光输送场提供的无阻碍路径而离开光电子组件120。
[0034] 图5示意性地图示根据一些实施例的另一示例性MEMS扫描镜组件500。稍微类似于参照图4描述的实施例,扫描镜组件500可包括被配置成绕弦轴504可旋转的具有大体上椭圆形或圆形形状的微尺度镜502,以及支撑结构506。在一些实施例中,弦轴504可以是镜502的中心轴。支撑结构506可包括如图5中所示的支撑结构。在一些实施例中,支撑结构可以是多层基板结构。在一些实施例中,支撑结构506可以至少包括可大体上由框架510限定的上层(基板)508。在一些实施例中,下层(基板)(未示出)可被用作支撑结构506的背衬。具有弦轴504的镜502可以如图所示被布置在上层508上。支撑结构506可以被配置成以允许镜502绕镜的弦轴504可旋转的方式主控镜502以使入射光束偏转,所述入射光束可以例如由光源124所提供。
[0035] 为了提供该功能,支撑结构506可具有切口518,该切口518可被定尺寸以向镜502提供偏转光束的所需FOV,以及如由标记540所指示的所需的旋转自由度。在一些实施例中,所述结构可以在结构506的一侧具有切口518,如图5中所示。切口518可至少部分地由上层508以及中间层中的开口所限定,如果存在的话。在一些实施例中,切口518可具有大体上类梯形的形状,如图5中所示。然而,在一些实施例中,切口518可具有其它形状,其被配置成在旋转期间为被扫描镜502所偏转的光束(例如激光束)提供无阻碍的路径。例如,切口518可具有大体上矩形的形状。为了进一步提供上面提到的功能,扫描镜502可以被布置在上层
508中,以使得弦轴504可以从支撑结构506的中心轴544偏移达例如如标记560所指示的长度。从中心轴544偏移的扫描镜502的配置,允许切口518足以在绕中心轴544旋转期间为被镜502所偏转的入射光束提供无阻碍视场,同时维持镜502的足够强的支撑结构506。
[0036] 在静止位置,所述扫描镜502可以被布置成与支撑结构506的上层508的表面平面大体上齐平。当扫描镜502从其静止位置顺时针旋转时,扫描镜502的上(右)部分520可以移动至上层508的平面之下,如由标记530所指示,而另一方面,扫描镜502的下(左)部分522可移动至上层508的平面之上,如由标记532所指示。如参考图1和2所描述的以相对于扫描镜502表面大体上45度对准扫描镜502的入射光束(未示出),可被扫描镜502偏转,并且可以经由切口518所限定的光输送场提供的无阻碍路径而离开光电子组件120。
[0037] 图6示意性地图示根据一些实施例的示例性光电子组件600的示图。该示例性光电子组件600采用了下面将会更充分描述的各种特征,使得如参考图2简要描述的传统的对称的MEMS扫描镜组件能够解决所需视场的问题。然而,示例性光电子组件600可使用参考图2-5描述的非对称MEMS扫描镜组件。图6图示由支撑结构606所支撑的镜602的横截面视图。在一些实施例中,所述支撑结构可以是传统的对称结构,即,被配置成在由全框606所限定的腔体中接收镜602。示例性组件600还可以包括偏振分束器610,其被配置成分裂入射光束
620和使入射光束620的至少一部分偏振成反射光束620以被扫描镜602接收和偏转。
[0038] 注意与参考图1-5所描述的实施例相比,在具有对称的扫描镜组件602-606的组件600的实施例中,入射光束620可以相对于扫描镜602的平面大体上平行,而光束624可至少部分地被分束器610反射,以使得其可以以相对于扫描镜602的平面大体上直角而对准扫描镜602。类似于参考图1-5所描述的实施例,扫描镜602被配置成绕其弦轴(在一些实施例中为中心轴)604可旋转的。
[0039] 组件600可包括相位延迟板614,其被配置成旋转反射光束624的偏振以及进一步旋转由扫描镜602偏转的出射光束628(630)的偏振,以便使得偏振分束器610能够在光束穿过延迟板614之后发射被扫描镜602偏转的光束628(630)。例如,相位延迟板614可以被配置成将反射光束624的偏振旋转约45度,并且进一步将出射光束628(630)的偏振旋转约45度。因此,相对于反射光束624(在通过相位延迟板的偏振旋转之前)的出射光束628(630)的所得到的偏振可以是大约90度,其偏振可以允许具有旋转的偏振的出射光束628(630)穿过如图所示的偏振分束器610,并且例如通过光电子组件600的出射窗口(未示出)离开。
[0040] 因此,组件600可提供浅机械设置,其中,提供入射光620的光源(例如,激光源124)、偏振分束器610和延迟板614可以被布置在与扫描镜604相距短距离处,从而提供所需的形状因子(例如光电子组件600的低宽度)。所描述的配置还提供了陡峭的光束入射角(例如,相对于扫描镜平面大体上呈直角),这可确保穿过偏振分束器610的偏转光束628(630)的无阻碍光输送场。
[0041] 在一些实施例中,与上文参考图2-5所描述的那些类似的非对称扫描镜组件可以与组件600一起使用。例如,非对称扫描镜组件602-606可以以相对于入射光束620呈0和45度之间的角度而布置在组件600中。当镜602处于其静止位置时,偏振分束器610可被配置成将反射光束624以较小的入射角(例如,相对于扫描镜602的表面呈0到45度范围内的角度)定向到扫描镜602中。为了达到这个目的,偏振分束器610可以被配置成大体上非方形。使用与参考图4-5所描述的相类似的在支撑结构606的一侧的部分切口可以增加出射光束628(630)的扫描角度,从而实现出射光束628(630)的所需视场。
[0042] 示例1是一种用于提供微机电系统(MEMS)扫描镜无阻碍视场的装置,其包括与激光设备相关联的光电子组件,其中,所述组件包括具有视场的MEMS扫描镜,并且其中所述MEMS扫描镜包括:具有大体上椭圆形或圆形形状的微尺度扫描镜;以及非对称微尺度线性框架支撑结构,其被配置成主控所述镜以使得所述镜能够绕所述镜的弦轴可旋转,其中所述镜的一部分横越大体上球形的三维(3D)空间的第一象限,而所述镜的另一部分横越与第一象限对角线相对的3D空间的第二象限,所述球形3D空间的中心大体上符合微尺度扫描镜的几何中心。所述非对称微尺度线性框架支撑结构接近地布置在球形3D空间的小于整个大圆上以减少所述镜的阻碍并扩大所提供的视场。
[0043] 示例2可以包括示例1的主题,并且进一步包括所述非对称微尺度线性框架支撑结构接近地布置在大圆的大约一半上。
[0044] 示例3可以包括示例1的主题,并且进一步规定所述非对称微尺度线性框架支撑结构包括具有第一臂、第二臂以及连结第一臂和第二臂的第一纵向段的]-或[-形框架,其限定接收所述镜的腔体,以及分别从第一和第二臂延伸以大体上在弦轴的第一端点和第二端点处接合所述镜的第二纵向段和第三纵向段。
[0045] 示例4可以包括示例1的主题,并且进一步规定所述光电子组件被嵌入在激光设备中,并且被配置成在视场内使由激光设备所产生的入射激光束偏转。
[0046] 示例5可以包括示例4的主题,并且进一步规定所述视场由光电子组件的非对称微尺度线性框架支撑结构所限定的腔体的尺寸来至少部分地限定。
[0047] 示例6可以包括示例4的主题,并且进一步规定所述镜被配置成在所述镜被旋转到与静止位置呈至少约70度的位置的情况下接收入射激光束。
[0048] 示例7可以包括示例4的主题,并且进一步规定所述装置是激光扫描器或激光投影器中所选的一个。
[0049] 示例8可以包括示例1的主题,并目进一步规定所述镜包括硅(Si)。
[0050] 示例9可以包括示例1至8中任一个的主题,并且进一步规定所述弦轴是所述镜的中心轴。
[0051] 示例10是一种用于提供微机电系统(MEMS)扫描镜无阻碍视场的装置,其包括:与激光设备相关联的光电子组件,其中,所述组件包括具有视场的MEMS扫描镜,并且其中所述MEMS扫描镜包括:基板,其至少具有顶层;以及具有大体上椭圆形或圆形形状的微尺度镜,其嵌入在基板的顶层中,其中,所述镜是绕所述镜的弦轴可旋转的以使来自激光设备的光束偏转,并且其中,所述顶层包括在一侧的切口,其被定尺寸以减少所述镜的阻碍以扩大视场。
[0052] 示例11可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述切口选自类梯形形状或类矩形形状中的一个。
[0053] 示例12可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述镜被布置为大体上与多层基板的顶层齐平。
[0054] 示例13可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述基板包括被配置成为MEMS扫描镜提供支撑的底层,并且其中,限定基板的框架包括与布置在顶层一侧的切口对应的开口。
[0055] 示例14可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述镜的旋转的弦轴从所述基板的中心轴偏移。
[0056] 示例15可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述弦轴是所述镜的中心轴。
[0057] 示例16可以包括示例10的主题,并且进一步规定所述光电子组件被嵌入在激光设备中,并且被配置成在视场内使由激光设备所产生的入射激光束偏转。
[0058] 示例17可以包括示例16的主题,并目进一步规定所述镜被配置成在所述镜被旋转到与静止位置呈约45度角度的位置的情况下接收入射激光束。
[0059] 示例18可以包括示例10至17中任一个的主题,并且进一步规定,所述镜包括硅(Si)。
[0060] 示例19是一种用于提供微机电系统(MEMS)扫描镜无阻碍视场的装置,其包括光电子组件,所述光电子组件包括偏振分束器,其被配置成使入射光束分裂并且使入射光束的至少一部分偏振成反射光束;相位延迟板,其被配置成旋转反射光束的偏振;以及具有视场的MEMS扫描镜,并且其被配置成接收具有大体上直角的旋转的偏振的反射光束以及在视场内使接收光束偏转,其中,所述相位延迟板被配置成旋转由MEMS扫描镜偏转的光束的偏振,以使得偏振分束器能够在光束穿过延迟板之后发射被MEMS扫描镜所偏转的光束。
[0061] 示例20可以包括示例19的主题,并且进一步规定,所述装置还包括激光设备,其中,所述光电子组件被嵌入在激光设备中,并且被配置成将由激光设备产生的入射激光束转换成视场内的出射光束。
[0062] 示例21可以包括示例20的主题,并且进一步规定,所述偏振分束器被配置成将反射光束以相对于扫描镜的平面大体上直角对准MEMS扫描镜。
[0063] 示例22可以包括示例21的主题,并且进一步规定
[0064] 示例23可以包括示例19至23中任一个的主题,并且进一步规定,MEMS扫描镜被配置成至少部分地相对于MEMS扫描镜的静止平面可旋转。
[0065] 示例24是一种用于提供微机电系统(MEMS)扫描镜无阻碍视场的装置,其包括与激光设备相关联的光电子组件,其包括MEMS扫描镜;以及用于MEMS扫描镜所偏转的光束的出射窗口,其中,所述MEMS扫描镜包括:微尺度镜,其被配置成绕所述镜的弦轴可旋转以使入射光束偏转进入出射窗口;以及支撑结构,其被配置成主控所述镜以在镜表面和出射窗口之间提供光输送场,以使得经由所提供的光输送场到出射窗口的偏转光束的路径是无阻碍的。
[0066] 示例25可以包括示例24的主题,并且进一步规定,所述激光设备选自激光扫描器或激光投影器中的一个。
[0067] 以最有助于理解所要求保护的主题的方式,将各种操作描述为依次的多个离散的操作。然而,描述的次序不应解释为暗示这些操作一定依赖于次序。本公开的实施例可以被实现成根据需要使用任何合适的硬件和/或软件来配置的系统。
[0068] 尽管为了描述的目的已经在此说明和描述某些实施例,在不背离本公开的范围的情况下,被预期以实现相同目的的各种替换和/或等同实施例或实现方式可被取代以用于所示出和描述的实施例。本申请旨在涵盖对此处讨论的实施例的任何适配或变化。因此,显然意图在于,此处所描述的实施例仅由权利要求及其等同物所限制。
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