投影儀的安裝更自由——用于便攜終端的薄型MEMS反光鏡

超小型投影儀、即“微型投影儀”的目標(biāo)用途是內(nèi)置于手機(jī)、智能手機(jī)以及數(shù)碼相機(jī)等便攜終端?？履峥滥苓_(dá)光電開(kāi)發(fā)出了可作為這種微型投影儀的顯示元件使用的MEMS反光鏡模塊，模塊最厚部分只有7mm。該模塊還配備了紅色、綠色和藍(lán)色半導(dǎo)體激光器作為光源，可投射1024×768像素的影像。

MEMS反光鏡模塊能提高配備投影儀功能的便攜終端的設(shè)計(jì)自由度。例如，設(shè)想安裝于普通的翻蓋手機(jī)時(shí)，配備在主顯示屏的背面，這樣便可在畫(huà)面的垂直方向投射影像（圖1）。也就是說(shuō)，可實(shí)現(xiàn)邊確認(rèn)顯示屏畫(huà)面邊操作投影儀等功能的使用方式。

用于微型投影儀的MEMS反光鏡模塊方面，美國(guó)維視（Microvision）等已實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化。不過(guò)，“使用原來(lái)的模塊時(shí)，針對(duì)影像的投射方向，需要終端具有一定程度的厚度”（柯尼卡美能達(dá)光電技術(shù)開(kāi)發(fā)本部業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)部部長(zhǎng)藤森秀之）。因此，安裝在終端上的位置和投影方向是有限的，從手機(jī)背面投影的安裝方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

圖1：可從手機(jī)背面投影
使用此次開(kāi)發(fā)的MEMS反光鏡，從手機(jī)等的背面很容易在主顯示屏畫(huà)面的垂直方向投射影像（a）。MEMS反光鏡模塊的最厚部分只有7mm（b）。原來(lái)的MEMS投影儀一般需要終端在影像的投射方向具有一定的厚度（c）。


利用一個(gè)元件即可掃描兩個(gè)軸

之所以能夠?qū)崿F(xiàn)在便攜終端背面安裝的方式，是因?yàn)樾麻_(kāi)發(fā)出了采用壓電方式的MEMS反光鏡（圖2）。

圖2：開(kāi)發(fā)出壓電方式MEMS反光鏡
柯尼卡美能達(dá)光電開(kāi)發(fā)的MEMS反光鏡采用壓電方式（a）。利用一個(gè)元件即可掃描水平方向和垂直方向的兩個(gè)軸（二維）（b）。（圖（b）由本站根據(jù)柯尼卡美能達(dá)光電的資料制作）


該反光鏡的尺寸為12mm見(jiàn)方，厚度只有數(shù)百μm。壓電方式利用既薄又小的壓電元件驅(qū)動(dòng)反光鏡，特點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)小型化。維視公司的MEMS反光鏡采用電磁方式，利用磁鐵驅(qū)動(dòng)反光鏡（表1）。由于需要使用磁鐵，所以一般而言不利于實(shí)現(xiàn)薄型化。



另外，此次的MEMS反光鏡利用一個(gè)元件即可掃描相對(duì)于垂直方向和水平方向的兩個(gè)軸，這也為實(shí)現(xiàn)模塊的小型化做出了貢獻(xiàn)（圖2（b））。單獨(dú)配備了在垂直方向以60Hz的頻率、在水平方向以30kHz的頻率驅(qū)動(dòng)的能動(dòng)部分?！耙酝膲弘姺绞組EMS反光鏡大多只能掃描一個(gè)軸，因此需要配備兩個(gè)反光鏡”（柯尼卡美能達(dá)光電藤森）。此次只利用一個(gè)反光鏡即可，進(jìn)一步應(yīng)用了壓電方式容易實(shí)現(xiàn)小型化的特點(diǎn)。

在23cm遠(yuǎn)的距離投射A4尺寸的影像

不過(guò)，壓電方式MEMS反光鏡一般存在反光鏡的位移量較小的缺點(diǎn)（表1）。因此，投射角度不能過(guò)大，例如，“要想投射A4尺寸的畫(huà)面，需要約60cm的投射距離”（柯尼卡美能達(dá)光電技術(shù)開(kāi)發(fā)中心業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)部開(kāi)發(fā)小組組長(zhǎng)金野賢治）。

針對(duì)這一課題，柯尼卡美能達(dá)光電“通過(guò)優(yōu)化MEMS的構(gòu)造，擴(kuò)大了位移量”（金野）。通過(guò)改進(jìn)，能以23cm的投射距離投射A4尺寸的畫(huà)面。

此次開(kāi)發(fā)的MEMS反光鏡模塊最厚部分為7mm，最薄部分只有2.7mm。較厚的位置是配備半導(dǎo)體激光源的部分，“如果半導(dǎo)體激光器能實(shí)現(xiàn)小型化，MEMS反光鏡還能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)薄型化”（柯尼卡美能達(dá)光電的金野）。（記者：小谷 卓也）