发布时间:2018年10月30日
特约作者:Sinjin Dixon-Warren博士
基于Redmond WA的微孔与STMicroelectronics合作，一直是小型激光扫描扫描（LBS）投影机市场的技术领导者。最近，TechInsights基于微孔-Stmicroelectronics LBS投影仪技术分析了两个消费项目的样本，该技术在Picop®扫描技术品牌下销售。在这里，我们将总结我们这种巧妙技术逆向工程的一些结果。乐动篮球快讯
目前，索尼的MP-CL1A移动投影机和中国Ragentek的VOGA V投影机平板手机都采用了PicoP技术。TechInsights发现MP-CL1A包含一个5激光MicroVision模块，而VOGA V包含一个3激光模块。这两种投影仪都使用了相同的意法半导体制造的磁驱动扫描硅镜模。本文的重点是索尼设备。
图1：索尼MP-CL1A投影仪 - 倾斜视图
图2:索尼MP-CL1A投影仪-前视图
MP-CL1A紧凑，尺寸为77mm×150mm×14mm厚，如图1所示。它是使用5 V USB电缆供电，并具有标准的HDMI输入和USB输出。图2中所示的投影仪的前面具有窗口，通过肉眼可以容易地看到扫描微镜。
图3:Sony MP-CL1A投影仪主PCB
图4：索尼MP-CL1A投影仪模块
图5:MicroVision微镜模块-前视图
拆下该设备后，可以看到索尼生产的主PCB和安装在PCB左端的MicroVision投影仪模块，如图3所示。微镜窗口位于图像的左下角。
通过移除金属屏蔽，揭示了53mm×63mm投影仪模块的内部工作。图4中所示的模块具有五个激光器，可能是两个红色，两个绿色和一个蓝色，光学组合器和Col-Sm-12 Col-Lglime光的各种其他镜头。然后将组合的激光束从微镜反射并通过窗口反射。投影仪的操作取决于五个激光器的同步调制和以光栅图案扫描镜子。成对的红色和绿色激光器用于减少投影图像中的斑点斑点。
移除MicroVision微镜模块后，我们可以更近距离地观察硅微镜。微镜悬挂在带有洛伦兹线圈的框架上的扭转弹簧上，如图5所示。硅模被永磁体包围。下面将更详细地讨论，通过通过洛伦兹线圈的交流电流，微镜被驱动成光栅运动。
图6:MicroVision/STMicroelectronics PM54A Micromirror Die
Techinsights能够从其中一个投影仪模块中取出一个完整的PM54A模具，如图6所示。该模具为7.30 mm x 4.56 mm，很明显是意法半导体基于MicroVision的技术制造的。它的特点是一个中央微镜安装在垂直方向的扭转弹簧外框架。外框架采用洛伦兹线圈，并通过水平方向的扭转弹簧安装到模具基板上。简单的检查表明，两组扭转弹簧将允许镜子在两个正交的方向倾斜，从而允许反射的激光束所需的光栅运动。
另外两个值得注意的特点是Wheatstone Bridge应变传感器结构位于内扭力弹簧的底端和右扭力弹簧的右端，如图7和图8所示。这两个传感器向通过洛伦兹线圈驱动电流的控制器提供反馈。
图7:STMicroelectronics/MicroVision PM54A外扭力弹簧和应变传感器细节
图8:STMicroelectronics/MicroVision PM54A内扭力弹簧和应变传感器细节
磁驱动MicroVision微镜装置的操作方式在美国专利US20100079836A1中描述。图9显示了该专利的图3。下面的文字描述了交流驱动电流的应用如何能诱导微镜沿两个正交旋转轴的运动:
图9:美国专利20100079836 A1(图3)
图3为带有微机电系统(MEMS)扫描镜的扫描平台的平面图。扫描平台114包括云台340和扫描镜116。框架340通过挠度310和312耦合到扫描平台114，扫描镜116通过挠度320和322耦合到框架340。万向节340有一个驱动线圈连接到驱动线350。电流被驱动到驱动线350产生电流在驱动线圈。114扫描平台还包含一个或多个集成的压阻式位置传感器。在某些实施例中，扫描平台114为每个轴包括一个位置传感器。其中两个互连线360与驱动线350耦合。其余的互连为每个轴提供集成位置传感器。
在操作中，外部磁场源（未示出）施加驱动线圈上的磁场。通过外部磁场源施加在驱动线圈上的磁场具有线圈平面中的部件，并且相对于两个驱动轴，大约45°定向。线圈绕组中的平面电流与面内磁场相互作用，以在导体上产生平面外洛伦兹力。由于驱动电流在万向节340上形成环路，因此电流反转扫描轴的符号。这意味着Lorentz力还在扫描轴上反转符号，从而导致磁场的平面和正常的扭矩。该组合扭矩根据扭矩的频率内容产生两个扫描方向上的响应。
MicroVision微镜MEMS技术是MEMS工程和设计的一个精巧的例子。TechInsights对该技术有额外的分析，包括MEMS模具的横截面分析，这是总结在我们最近的报告这里。
