对MEMS扫描设备的振幅与双相控制制造技术

一种MEMS扫描设备(“设备”)至少包括：(1)由激光驱动器控制以投影激光束的(一个或多个)激光投影仪；(2)由MEMS驱动器控制以扫描激光束而生成光栅扫描的(一个或多个)MEMS扫描镜；(3)显示器，其被配置为接收光栅扫描；(4)温度计，其被配置为检测当前温度；(5)显示器观察相机，其被配置为捕获所述显示器的预定区域的图像；以及(6)计算机可读介质，其存储温度模型，所述温度模型中的每个温度模型是使用机器学习而自定义构建的。所述设备使用显示器观察相机来捕获(一个或多个)预定图案的(一幅或多幅)图像，所述图像然后被用于提取(一个或多个)特征。将提取的(一个或多个)特征与(一个或多个)理想特征进行比较以识别差异。当所识别的差异大于阈值时，相应地更新(一个或多个)温度模型。度模型。度模型。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对MEMS扫描设备的振幅与双相控制

技术介绍

[0001]微机电系统(MEMS)是通常使用微加工技术制成的小型化机械和/或机电元件。MEMS设备的物理尺度能够从远低于一微米到若干毫米不等。
[0002]MEMS的一种类型的应用涉及光学开关和微镜，以重定向或调制光束。在一些实施例中，微镜可以由MEMS元件准确地控制从而以给定频率来回摆动。在一些实施例中，可以将不同强度的一个或多个激光束(例如，红、绿、蓝光束)组合成单个光束，并且将所述单个光束中继到一个或多个MEMS扫描镜上。然后，(一个或多个)MEMS扫描镜来回摆动，以光栅图案扫描光束以在显示器上投影图像。只要扫描速率足够快，光栅扫描的激光束就可以使用单个扫描点产生稳定图像的印象。这些(一幅或多幅)图像然后可能产生运动的印象。能够通过同步地调制一个或多个激光和扫描激光束的位置来创建这样的(一幅或多幅)投影图像或运动图片。
[0003]然而，每个MEMS设备可以具有独有的一组温度特性，使得每个MEMS设备在不同温度下的行为略有不同。例如，MEMS扫描设备可以包括一个或多个MEMS扫描镜，其中的每个MEMS扫描镜可以具有其自身的温度特性，所述温度特性能够导致投影图像在高温或低温下变形或者超出规格。此外，在MEMS扫描设备的寿命期间，特定温度特性可能逐渐改变，从而导致MEMS设备的性能随着时间而恶化。
[0004]在本文中所要求的主题并不限于解决任何缺点或者仅在诸如上文所描述的环境中操作的实施例。相反，提供该背景仅是为了说明一个示例性技术区域，在其中可以实践在本文中所描述的一些实施例。

技术实现思路

[0005]提供本概要是为了以简化形式介绍概念的选择，其在下文的详细描述中进一步描述。本概要不是为了识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不是为了用于辅助确定所要求保护的主题的范围。
[0006]每个MEMS器件可以具有各种独有的温度特性，使得每个MEMS设备在不同温度下的行为可能略有不同。例如，MEMS扫描设备可以包括一个或多个MEMS扫描镜，其中的每个MEMS扫描镜具有其自身的温度特性，所述温度特性能够导致投影图像在高温或低温下变形或者超出规格。在本文中所描述的原理通过使用机器学习构建对每个MEMS扫描设备自定义的(一个或多个)温度模型来解决以上问题，并且使得所述MEMS扫描设备使用(一个或多个)自定义温度模型来基于当前温度修改其行为。此外，在MEMS扫描设备的寿命期间，特定温度特性可能逐渐改变。在本文中所描述的原理也允许MEMS扫描设备使用从显示器观察相机获得的反馈在其寿命期间更新(一个或多个)温度模型。
[0007]在本文中所描述的实施例涉及一种MEMS扫描设备。所述MEMS扫描设备包括：一个或多个激光投影仪、一个或多个MEMS扫描镜、显示器、温度计、以及显示器观察相机。所述一个或多个激光投影仪由激光驱动器来控制以投影激光束。所述一个或多个MEMS扫描镜由MEMS驱动器控制，以进行扫描(即，转向)并且在扫描时反射激光束而在显示器上投影光栅
扫描。所述温度计被配置为检测MEMS扫描设备的温度。所述显示器观察相机被配置为捕获显示器的预定区域的图像。
[0008]所述MEMS扫描设备也包括一个或多个计算机可读介质，其存储一个或多个温度模型。所述一个或多个温度模型中的每个温度模型是使用机器学习自定义构建的，以识别在特定MEMS扫描设备的温度与以下中的至少一项之间的关系：(1)MEMS扫描镜中的至少一个MEMS扫描镜的振幅，或者(2)MEMS扫描镜中的至少一个MEMS扫描镜的相移。在一些情况下，所述一个或多个温度模型在制造时被构建并且在制造过程期间被存储在MEMS扫描设备中。替代地或另外地，所述一个或多个温度模型由MEMS设备自身来构建。
[0009]如上文所简要提到的，在所述MEMS扫描设备的寿命期间，特定温度特性可能逐渐变化。所述MEMS扫描设备被配置为使用从显示器观察相机接收到的反馈来更新(一个或多个)现有的温度模型。首先，所述MEMS扫描设备使用温度计来检测当前温度。同样地，所述MEMS扫描设备基于当前温度和(一个或多个)温度模型在显示器的预定区域处投影一个或多个预定图案。所述显示器观察相机捕获(一个或多个)投影图案的一幅或多幅图像。然后，所述MEMS扫描设备从所捕获的图像中提取一个或多个特征。所述一个或多个特征可以包括(但不限于)一个或多个点或者一条或多条线的位置。然后，将从所捕获的一幅或多幅图像中提取的(一个或多个)特征与一个或多个理想特征进行比较，以确定在所提取的(一个或多个)特征与(一个或多个)理想特征之间是否存在足够的差异。响应于识别从所捕获的(一幅或多幅)图像提取的特征与(一个或多个)理想特征之间的足够的差异，然后更新(一个或多个)温度模型中的至少一个温度模型。
[0010]在一些实施例中，所述更新所述一个或多个温度模型包括：响应于识别在从所捕获的一幅或多幅图像中提取的(一个或多个)特征与一个或多个理想特征之间的足够的差异，调整(1)MEMS驱动器的一个或多个控制参数或(2)激光驱动器的一个或多个控制参数中的至少一项以减轻所述差异。基于当前温度和对MEMS驱动器和/或激光驱动器的至少一个控制参数的调整，然后更新所述一个或多个温度模型中的至少一个温度模型。
[0011]在一些情况下，对所述一个或多个模型的所述更新可以由用户手动地触发。替代地或另外地，可以以预定时间间隔来自动地执行更新。在一些实施例中，可以基于先前更新中的差异量或调整量来调整预定时间间隔。例如，当对MEMS驱动器和/或激光驱动器的至少一个控制参数的调整大于阈值时，可以减小所述预定时间间隔。替代地或另外地，当对MEMS驱动器和/或激光驱动器的至少一个控制参数的调整低于阈值时，可以增加所述预定时间间隔。
[0012]在一些实施例中，所述一个或多个温度模型可以包括表示在温度与MEMS扫描镜中的每个MEMS扫描镜的振幅之间的关系的模型。例如，所述MEMS扫描设备可以包括两个单维扫描镜(即，第一扫描镜和第二扫描镜)。所述第一扫描镜以第一振幅在第一维度上扫描，并且所述第二扫描镜以第二振幅在第二维度上扫描。所述第一维度和所述第二维度相交(例如，彼此正交)。所述第一扫描镜和所述第二扫描镜被配置为中继激光束以将光栅扫描投影到显示器上。
[0013]所述一个或多个模型至少包括：(1)表示在温度与对应于第一扫描镜的第一振幅之间的关系的模型，或者(2)表示在温度与对应于第二扫描镜的第二振幅之间的关系的模型。在一些实施例中，所述一个或多个特征中的至少一个特征被用于更新表示在温度与第
一振幅之间的关系的模型；以及一个或多个特征中的至少一个特征被用于更新表示在温度与第二振幅之间的关系的模型。
[0014]在一些实施例中，所述MEMS扫描镜之一是双相扫描镜。双相扫描镜在扫描周期中双向地来回扫描激光束，并且在所述扫描周期中的前向方向上投影的点和在所述扫描周期中的后向方向上投影的对应点在双相扫描方向上一致。所述双向扫描的相位在不同的温度下可能轻微移动，从而导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种MEMS扫描设备，包括：一个或多个激光投影仪，其由激光驱动器控制以投影激光束；一个或多个MEMS扫描镜，其由MEMS驱动器控制以进行扫描并且在扫描时反射所述激光束以生成光栅扫描；显示器，其被配置为接收由所述一个或多个MEMS扫描镜生成的所述光栅扫描；温度计，其被配置为检测所述MEMS扫描设备的温度；显示器观察相机，其被配置为捕获所述显示器的预定区域的图像；一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读介质，在其上存储有一个或多个温度模型和计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被构造为使得当由所述一个或多个处理器运行时，使得所述MEMS扫描设备执行以下操作：由所述温度计检测当前温度；基于所述当前温度和所述一个或多个温度模型在所述显示器的所述预定区域处投影一个或多个预定图案，其中，所述一个或多个温度模型中的每个温度模型是使用机器学习而自定义构建的，表示在温度与以下中的至少一项之间的关系：(1)所述一个或多个MEMS扫描镜中的至少一个MEMS扫描镜的振幅，或者(2)所述MEMS扫描镜中的至少一个MEMS扫描镜的相移；由所述显示器观察相机捕获所投影的一个或多个预定图案的一幅或多幅图像；从所捕获的一幅或多幅图像中提取一个或多个特征；将从所捕获的一幅或多幅图像中提取的所述一个或多个特征与一个或多个理想特征进行比较，以确定在从所捕获的一幅或多幅图像中提取的所述一个或多个特征与所述一个或多个理想特征之间是否存在足够的差异；以及响应于确定存在所述足够的差异，来更新所述一个或多个温度模型中的至少一个温度模型。2.根据权利要求1所述的MEMS扫描设备，所述更新所述一个或多个模型中的至少一个模型包括：响应于识别在从所捕获的一幅或多幅图像中提取的所述一个或多个特征与所述一个或多个理想特征之间的所述足够的差异，来调整以下中的至少一项以减轻所述差异：(1)所述MEMS驱动器的一个或多个控制参数，或者(2)所述激光驱动器的一个或多个控制参数；以及基于所述当前温度和对以下中的至少一项的所述调整来更新所述一个或多个温度模型中的至少一个温度模型：(1)所述MEMS驱动器的所述一个或多个控制参数，或者(2)所述激光驱动器的所述一个或多个控制参数。3.根据权利要求2所述的MEMS扫描设备，其中，所述更新所述一个或多个模型中的至少一个模型是以预定时间间隔来执行的。4.根据权利要求3所述的MEMS扫描设备，其中：当对(1)所述MEMS驱动器的所述一个或多个控制参数或者(2)所述激光驱动器的所述一个或多个控制参数中的至少一项的调整大于阈值时，所述预定时间间隔减小；或者当对(1)所述MEMS驱动器的所述一个或多个控制参数或者(2)所述激光驱动器的一个
或多个控制参数中的至少一项的调整小于阈值时，所述预定时间间隔增大。5.根据权利要求1所述的MEMS扫描设备，其中：所述一个或多个MEMS扫描镜包括第一单维扫描镜和第二单维扫描镜；所述第一单维扫描镜被配置为以第一振幅在第一维度上进行扫描；所述第二单维扫描镜被配置为以第二振幅在第二维度上进...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：