李沙育双轴扫描元件及其扫描频率产生方法技术

李沙育双轴扫描元件及其扫描频率产生方法，其中李沙育双轴扫描元件以一快轴共振频率与一慢轴共振频率进行扫描，该频率产生方法首先根据该双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率；接着根据一系统频率以及该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率决定多个快轴正整数以及多个慢轴正整数；再根据该多个快轴正整数以及该多个慢轴正整数决定该快轴频率与该慢轴频率的一最简整数比，其中该最简整数比为该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率的比值，该比值小于10；最后根据该最简整数比决定一扫描轨迹重复频率，从而使该双轴扫描元件根据该扫描轨迹重复频率进行扫描，其中该扫描轨迹重复频率大于24Hz。

【技术实现步骤摘要】
李沙育双轴扫描元件及其扫描频率产生方法
所公开的实施例涉及一种李沙育双轴扫描元件及其扫描频率产生方法。
技术介绍
微型投影装置可分为微型投影机与口袋型投影机，微型投影机更小更轻，主要是用来与移动装置整合，可以内嵌在移动装置中，如手机、超级移动电脑(Ultra-MobilePC，UMPC)、数字相机等，并通过移动装置的电池提供电源，或可独立式微型投影机；口袋型投影机与传统投影机相似，但重量与体积更为轻薄。目前已经相继开发出厚度只有数毫米，大小数公分移动电话用微型投影机。微型投影机需要一双轴扫描元件或两个一轴扫描元件，以将激光扫描投影至二维屏幕上。双轴扫描投影可大致分为两类：循序扫描(rasterscan)与李沙育扫描(Lissajousscan)。双轴扫描一般又分成快轴与慢轴。循序扫描的慢轴必须保持在60Hz，快轴一般大于18kHz以上，其优点在于投影画面品质较佳，画面不闪烁且解析度高。扫描元件的共振频率无法达到如60Hz的低频，因此采用强制驱动(forcedactuation)的方式，以准静态(quasi-static)的方式，使元件以60Hz的频率振动。准静态的出力与扫描角度的关系为：其中T为驱动力所造成的力矩，K为扭转轴的刚性，θ为扫描角度。由前述的公式可得知，大出力才能达到大角度，两者呈现正比关系。此外，降低K值可提高扫描角度，但却造成了元件强度不足，扭转轴较容易断裂。过大的K值虽可增加元件强度，但相对应的，驱动力也必须增加，耗能也增加。李沙育扫描的慢轴不限制在60Hz，可根据扫描结构，设定其共振频率。当致动器驱动在共振频率时，扫描角度为如下的关系为：其中Q为元件的品质因子(qualityfactor)，一般扫描元件的材料为硅，其Q值一般大于1500，因此利用共振效应可有效放大振动位移，即使出力较小，也可达成大角度扫描，元件耗能也较小，例如小于50mW。因此李沙育扫描元件可根据需求，设计共振频率，在结构设计上较有弹性。总而言之，循序式扫描元件耗能较大但画面线条平行，且画面比较不会闪烁，扫描线密度覆盖率较高。李沙育扫描元件由于水平与垂直皆驱动于共振频率，具有低耗能的优势，但扫描轨迹较为复杂，不容易预测，必须开发相关技术分析与预测扫描轨迹。此外，李沙育扫描的画面是否闪烁与扫描线密度以及频率比值有关。
技术实现思路
实施例公开一种李沙育双轴扫描元件的扫描频率产生方法，其中李沙育双轴扫描元件以一快轴共振频率与一慢轴共振频率进行扫描，该频率产生方法首先根据该双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率；接着根据一系统频率以及该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率决定多个快轴正整数以及多个慢轴正整数；再根据该多个快轴正整数以及该多个慢轴正整数决定该快轴频率与该慢轴频率的一最简整数比，其中该最简整数比为该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率的比值，该比值小于10；最后根据该最简整数比决定一扫描轨迹重复频率，从而使该双轴扫描元件根据该扫描轨迹重复频率进行扫描，其中该扫描轨迹重复频率大于24Hz。实施例亦公开一种李沙育双轴扫描元件，包括有一对快轴、一对慢轴、一反射镜、一质量块以及一框架，其中该反射镜通过该对快轴连接于该质量块，该质量块通过该对慢轴连接于该框架，当该双轴扫描元件被驱动时，该等快轴以一快轴共振频率扭转，该等慢轴以一慢轴共振频率扭转，其特征在于：该双轴扫描元件被驱动时，该双轴扫描元件以一扫描轨迹重复频率大于24Hz以及由一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率的一比值进行扫描，其中该比值小于10；其中该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率根据该双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定。以上的关于实施例内容的说明及以下的实施方式的说明用以示范与解释实施例的精神与原理，并且提供权利要求书更进一步的解释。附图说明图1所示为实施例所公开的李沙育双轴扫描元件。图2所示为实施例所公开的李沙育双轴扫描元件的扫描方法。图3所示为实施例所公开的李沙育扫描轨迹。图4A至图4D绘示不同m、n值的情况下的扫描轨迹。图5A为图4B的扫描轨迹的局部放大。图5B为图4D的扫描轨迹的局部放大。图6说明慢轴频率对于扫描密度的影响。【主要元件符号说明】11快轴12快轴13反射镜14质量块15慢轴16慢轴17框架L阴影区域边长L1对角线长度L2对角线长度具体实施方式实施例提出一种李沙育双轴扫描元件及扫描频率产生方法，可使李沙育扫描投影画面同时兼顾覆盖率以及画面闪烁的要求，并提升扫描线密度与解析度。以下在实施方式中详细叙述实施例的详细特征以及优点，其内容足以使本领域技术人员了解实施例的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求书及附图，本领域技术人员可轻易地理解实施例相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明实施例的观点，但非以任何观点限制实施例的范围。图1所示为实施例所公开的李沙育双轴扫描元件，特别说明的是，图中元件的形状、大小以及尺寸仅为说明示意之用，并非实际限定元件的形状、大小以及尺寸。图1所示的李沙育双轴扫描元件包括有快轴11、12、慢轴15、16、一反射镜13、一质量块14以及一框架17，反射镜13设置中央，通过该对快轴11、12连接于质量块14，而质量块14通过该对慢轴15、16连接于该框架17，激光照射到反射镜13，然后反射到屏幕。当双轴扫描元件被致动器驱动时，快轴以一快轴共振频率扭转，带动反射镜13扫描做快轴扫描，慢轴以一慢轴共振频率扭转，带动反射镜13以慢轴扫描。由于快慢轴互相垂直，因此可扫描出投影画面。图1所示的李沙育双轴扫描元件，当其被驱动时，该双轴扫描元件系以一扫描轨迹重复频率大于24Hz以及由一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率的一比值进行扫描，其中该比值小于10，其中该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率系根据该双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定。关于扫描轨迹重复频率大于24Hz以及比值小于10的细节将于后续配合图2进行说明。在一实施例中，双轴扫描元件可以压电式、静电式或电磁式来驱动。在一实施例中，双轴扫描元件系以压电材料制作。图2所示为实施例所公开的李沙育双轴扫描元件的扫描方法。李沙育双轴扫描元件具有两个共振频率fx0以及fy0。李沙育扫描元件使用共振原理使扫描角度放大，当驱动频率为fx=fx0、fy=fy0时，扫描角度最大。实际操作时，可允许驱动频率偏离共振频率，虽然会使扫描角度稍微变小，但相对的驱动频率的选择也较有弹性。因此，可以根据扫描角度最大的共振频率来选定快轴偏离共振频率以及慢轴偏离共振频率。首先根据该李沙育双轴扫描元件的快轴共振频率以及慢轴共振频率决定一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率(步骤20)，这边将共振频率定义为fx0、fy0。快轴偏离共振频率(快轴驱动频率)、慢轴偏离共振频率(慢轴驱动频率)分别定义为fx、fy。接着根据一系统频率以及快轴偏离共振频率与慢轴偏离共振频率决定多个快轴正整数M以及多个慢轴正整数N(步骤21)。根据选定的快轴偏离共振频率fx与慢轴偏离共振频率fy，并依据系统频率fclk找出多组整数。在一实施例中根据以及找出快慢轴频率。依据上述的公式，找出所有可能的M、N，假设M有i个，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种李沙育双轴扫描元件的扫描频率产生方法，其中该李沙育双轴扫描元件以一快轴共振频率与一慢轴共振频率进行扫描，包括有：根据该李沙育双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率；根据一系统频率以及该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率决定多个快轴正整数以及多个慢轴正整数；根据该多个快轴正整数以及该多个慢轴正整数决定一最简整数比，其中该最简整数比为该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率的比值，该比值小于10；根据该最简整数比决定一扫描轨迹重复频率；以及该双轴扫描元件根据该扫描轨迹重复频率进行扫描，其中该扫描轨迹重复频率大于24Hz。

【技术特征摘要】
1.一种李沙育双轴扫描元件的扫描频率产生方法，其中该李沙育双轴扫描元件以一快轴共振频率与一慢轴共振频率进行扫描，包括有：根据该李沙育双轴扫描元件的该快轴共振频率以及该慢轴共振频率决定一快轴偏离共振频率与一慢轴偏离共振频率；根据一系统频率以及该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率决定多个快轴正整数以及多个慢轴正整数；根据该多个快轴正整数以及该多个慢轴正整数决定一最简整数比，其中该最简整数比为该快轴偏离共振频率与该慢轴偏离共振频率的比值，该比值小于10；根据该最简整数比决定一扫描轨迹重复频率；以及该双轴扫描元件根据该扫描轨迹重复频率进行扫描，其中该扫描轨迹重复频率大于24Hz。2.如权利要求1所述的扫描频率产生方法，其中该快轴共振频率与该慢轴共振频率为扫描角度最大的共振频率。3.如权利要求1所述的扫描频率产生方法，其中该快轴共振频率大于15kHz。4.如权利要求3所述的扫描频率产生方法，其中该慢轴共振频率大于1.5kHz。5.如权利要求1所述的扫描频率产生方法，其中该比值小于5。6.如权利要求5所述的扫描频率产生方法，其中该快轴共振频率大于15kHz。7.如权利要求6所述的扫描频率产生方法，其中该慢轴共振频率大于3kHz。8.一种李沙育双轴扫描元件，包括有一对快轴、一对慢轴、一反射镜、一质量块以及一框架，其中该反射镜通过该对快轴连接于该质量块，该质量块通过该对慢轴连接于该框架，当该李沙育双轴扫描元件被驱动时，所述快轴以一快轴共振频率扭转，所述慢轴以一慢轴共振频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈重德，张平，李耀辉，王郁仁，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71