离散控制微镜的转动及平移的精密控制制造技术

本发明专利技术公开了一种微镜控制系统，该系统包括被构造成支撑微镜控制系统的底层，并包括在第一端处连接于底层且被构造成围绕轴线转动的止挡板。该微镜控制系统还包括在底侧上通信地连接于止挡板的微镜，并包括被构造成反射光的反射顶侧。止挡板围绕轴线转动成与微镜接触的转动被构造成调节微镜的方位。一方面，该微镜控制系统还包括致动装置，该致动装置通信地连接于止挡板，并被构造成控制止挡板围绕轴线的转动。本发明专利技术的优点包括对离散控制微镜的转动和平移进行精密控制的能力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及孩"竟，且更具体地涉及纟鼓镜控制。技术背景微镜可替代传统的光电子装置或与传统的光电子装置一起应 用于各种光学应用中。理想的是，可以通过非常精密控制的转动与平移来移动樣M竟。插入法是离散控制樣"竟(DCM)方法的实例。纯相位(phase-only)活塞型樣i镜已经被用于相位自适应光学 应用，并且转动微镜已经被用来使光偏转。这些微镜中的大多数已 经被控制为具有连续的位移，该位移由静电力与弹力之间的平衡确 定。模拟控制比数字或离散控制复杂得多，并且不能与诸如MOS、 CMOS等的7>知半导体电子4支术兼容。此外，当电力超过枳4成结构 的弹力时，具有由静电力致动的连续位移的微镜会遭受典型的排出 (snap-down)现象。排出现象限制微镜的平移与转范围。高驱动电压是使用具有由静电力致动的连续位移的微镜时的 另一缺点。为了与IC元件兼容，需要在与电路操作或控制电压相 兼容的低压下来操作微镜。在现有技术的樣i镜阵列中，诸如，例如US专利第4,566,939、 5,083,857、及6，232，936号中的数字樣t镜装置，每个微镜都通过电 压的数字控制而被致动。这种孩H竟具有大转度、低驱动电压，并且能与已知半导体电子技术兼容。然而，这种微镜仅具有一个自由度， 即，围绕单个轴线的转，并且其4又具有两个水平位置。因此，这种 微镜阵列仅仅是光学开关阵列。因此，所需要的是用于对微镜转动及平移运动进行非常灵敏的 控制的系统和方法。
技术实现思路
本专利技术解决现有技术的问题并提供对离散控制微镜(DCM )的 转动及平移的精密控制。如申请人于2004年5月27日提交的名为 "包括具有两个转动自由度的微镜的可变焦距透镜"的US专利申 请No. 10/855,715、申请人的名为"包括具有两个转动自由度及一 个平移自由度的獨U竟的可变焦距透4竟"的US专利申"i青No. 6,934,072、申请人于2004年5月28日提交的名为"微镜阵列透镜 的阵列"的US专利申请No. 10/857,714，以及申"i青人于2004年6 月18日提交的名为"具有多级位置的离散控制微镜，，的US专利申 请No. 10/872,241中所描述的，这些专利的7>开内容结合进来作为 参考，如同在此处完全阐述一样，包括具有两个转动自由度或者具 有两个转动自由度及一个平移自由度(两个转动自由度与一个平移 自由度是独立控制的)的微镜的微镜阵列可任意调节入射光。为此， 需要通过对两个转动自由度的控制或者对两个转动自由度及一个 平移自由度的控制来使光偏转至所需的任意方向。也需要对每个微 镜进行独立平移，以满足相位条件。由于DCM具有许多优点并且 能够具有两个转动自由度和/或一个平移自由度，因此包括DCM的 微镜阵列比传统微镜阵列具有更好的性能。在本专利技术的一个实施例中，微镜控制系统包括被构造成支撑 微4竟控制系统的底层、在支撑件的第一端处通信地连4妾于底层并^皮 构造成围绕支撑件的第二端处的轴线转动的止挡板。该樣i镜控制系统还包括具有顶侧和底侧的微镜板或微镜，该微镜板或微镜在底侧 上通信地连4妄于止挡一反，并且还包括位于顶侧上的^皮构造成反射光 的反射表面。止挡板围绕轴线转动成与微镜接触的转动被构造成调 节微镜的方位。在本专利技术的另 一 实施例中，孩"竟控制系统还包括通信地连4妄于 止挡^反、并^皮构造成控制止挡才反围绕所述轴线的转动的致动装置。 一方面，致动装置包括电极，所述电极被构造成通过静电力控制止挡斥反的转动。另一方面，致动装置包括冲危齿驱动器(comb-drive), 该梳齿驱动器被构造成通过机械力控制止挡板的转动。在本专利技术的另 一实施例中，微镜控制系统包括被构造成支撑微 镜控制系统元件的底层，以及支撑件。支撑件在第一端处连接于孩吏 镜控制系统底层，而在第二端处可转动地连4妻于止挡;f反，其中，支 撑件被构造成支撑止挡板并为止挡板提供转动轴线。止挡板可转动 地连接于支撑件，且被构造成围绕支撑件转动并支撑微镜柱。微镜 柱可选地连接于止挡板或连接于微镜的底侧，其中微镜柱被构造成 靠在止挡板上。微镜具有连接于微镜柱的底侧以及包括被构造成反 射光的反射表面的顶侧。致动装置通信地连接于止挡板并构造成控 制止挡板的转动。止挡板围绕轴线转动成与微镜接触的转动被构造 成调节樣M竟的方位。在本专利技术的另 一实施例中， 一种用于对离散控制微镜控制系统 (该系统包括微镜、至少一个止挡板、以及被构造成支撑微镜控制 系统的底层)的转动及平移运动进4亍控制的方法包括以下步骤转 动止挡板以调节微镜的方位；使微镜板靠在转动后的止挡板上；以 及然后根据调节后的方位反射来自微镜的光。通信地连接于止挡板 的致动装置被构造成控制止挡板的转动。本专利技术的优点包括对离散控制微镜的转动和平移进行精密控 制的能力。在下面结合附图对本专利技术的详细描述中，将更详细地描述本发 明的这些和其它特4i。附图说明下面通过附图中的实例(但不限于此)对本专利技术进行说明，在附图中，相同参考标号表示相同元件，并且在附图中图1A至图1E是示出根据本专利技术实施例的微镜控制系统的示意 性示图；图2A至图2B是示出根据本专利技术另一实施例的微镜控制系统 的示意性示图；图3A至图3C是示出根据本专利技术实施例的微镜控制系统的止 挡板的运动的示意性示图；以及图4是根据本专利技术实施例的用于对离散控制的微镜控制系统的 转动及平移运动进行控制的方法的流程图，该离散控制的孩i镜控制 系统包括微镜、至少一个止挡板、以及被构造成支撑该微镜控制系 统的底层。具体实施方式现在参照如在附图中示出的本专利技术的一些实施例来对本专利技术 进行详细描述。在下面的描述中，对多个特定细节进行阐述，以提 供对本专利技术的全面理解。但是，显然，对于本领域技术人员来说， 本专利技术可以在缺少多个或所有这些特定细节的前提下实施。在其它 情况下，为了4吏本专利技术清楚起见，未对7>知的处理步骤和/或结构进 4亍详细i兌明。图1A至图1E示出了根据本专利技术实施例的用于离散控制的微镜 (DCM) 130的樣"竟控制系统100。该孩i镜控制系统100包括构造 成支撑-〖者如止挡板120的其它孩i镜控制系统元件的底层105、支撑 件110，以及孩i4竟^反，即孩M竟130。支撑件110在第一端111处连4妾 于底层105，而在第二端112处可转动地连接于止挡板120。支撑 件110构造成支撑止挡才反120并l是供用于该止挡纟反的转动轴线。止 挡板120可转动地连接于支撑件110,并构造成围绕支撑件110转 动且支撑微镜柱125。微镜柱125连接于微镜130底侧135。可替 换地，农"竟柱连接于止挡板120。微镜柱125纟皮构造成停靠在止挡 板120上，如图1B至图1D所示。微镜130包含有连接于微镜柱 125的底侧135以及具有^皮构造成反射光的反射表面的顶侧140。 致动装置115通信;也(communicatively )连4妄于止挡才反120并4皮构 造成控制止挡一反120的转动。止挡^反120围绕轴线转动成与孩"竟130 相4妾触的转动^皮构造成调节孩"竟130的方位。致动装置115可积4成 地连接于底层105，如图1A至图3B所示。该致动装置可通过由电 才及116形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微镜控制系统，包括：底层，被构造成支撑所述微镜控制系统；止挡板，通信地连接于所述底层，被构造成围绕轴线转动；以及微镜，具有顶侧和底侧，所述微镜在所述底侧上通信地连接于所述止挡板，并包括位于所述顶侧上的被构造成反射光的反射表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁宰赫，赵京一，徐清洙，
申请(专利权)人：立体播放有限公司，埃斯壮有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]