DE102018211545B4 - Spiegelvorrichtung und Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung - Google Patents

Abstract

Spiegelvorrichtung mit:einem schwenkbar gelagerten Mikrospiegel (50) mit einer reflektierenden Fläche (54), auf welcher ein von einer spiegelvorrichtungseigenen oder externen Lichtquelle (56) emittierter Lichtstrahl (58) auftrifft, wobei der Mikrospiegel (50) aus einer Ruhelage des Mikrospiegels (50) zu einer Schwingbewegung um eine Drehachse derart anregbar ist, dass ein erster Auftreffwinkel Θ1des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Lichtstrahls (58) innerhalb eines ersten Wertebereichs = [Θ1_min, Θ1_max] variiert; undeinem Abdeckelement (52), welches bezüglich einer Lagerung des Mikrospiegels (50) ortsfest angeordnet ist und für den von der Lichtquelle (56) emittierten Lichtstrahl (58) durchlässig ist, wobei das Abdeckelement (52) so zu dem Mikrospiegel (50) angeordnet ist, dass der von der Lichtquelle (56) emittierte Lichtstrahl (58) durch das Abdeckelement (52) auf die reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) auftrifft und aufgrund von Reflexion an der reflektierenden Fläche (54) auf einer Innenfläche (62) des Abdeckelements (52) auftrifft, wobei ein Teil des auf der Innenfläche (62) auftreffenden Lichts aufgrund von Reflexion an der Innenfläche (62) als Reflexionsstrahl (64) auf der reflektierenden Fläche (54) auftrifft, und wobei das Abdeckelement (52) um einen Neigungswinkel γ geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel (50) ausgerichtet ist;wobei der Neigungswinkel γ so festgelegt ist, dass ein zweiter Auftreffwinkel Θ2des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Reflexionsstrahls (64) innerhalb eines zweiten Wertebereichs = [Θ2_min, Θ2_max] variiert; unddadurch gekennzeichnet, dassdie reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (68) abgedeckt ist, welche für den ersten Wertebereich = [Θ1_min, Θ1_max] einen Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,6 und für den zweiten Wertebereich = [Θ2_min, Θ2_max] einen Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,4 aufweist, wobei der zweite Wertebereich = [Θ2_min, Θ2_max] außerhalb des ersten Wertebereichs = [Θ1_min, Θ1_max] liegt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegelvorrichtung. Ebenso betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung.
• Stand der Technik
• Aus dem Stand der Technik, wie beispielsweise der DE 10 2008 012 810 B4 , sind herkömmliche Spiegelvorrichtungen mit jeweils mindestens einem schwenkbar gelagerten Mikrospiegel, welcher hinter einem lichtdurchlässigen Abdeckelement angeordnet ist, bekannt. Entsprechend ist es auch bekannt, das Abdeckelement geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel auszurichten. Eine ähnliche Spiegelvorrichtung ist aus dem Dokument DE 10 2012 219 666 A1 bekannt.
• 1a und 1b zeigen eine schematische Darstellung einer derartigen herkömmlichen Spiegelvorrichtung und ein mittels der herkömmlichen Spiegelvorrichtung erzeugbares Pixelbild.
• Die in 1a schematisch wiedergegebene Spiegelvorrichtung gemäß dem Stand der Technik umfasst zumindest einen schwenkbar gelagerten Mikrospiegel 10, welcher aus einer Ruhelage des Mikrospiegels 10 zu einer Schwingbewegung um eine (senkrecht zu der Bildebene ausgerichtete) Drehachse anregbar ist. Dem Mikrospiegel 10 vorgelagert ist ein Abdeckelement 12, durch welches ein auf eine reflektierende Fläche 14 des Mikrospiegels 10 ausgerichteter Lichtstrahl 16 fällt. Lediglich beispielhaft weist die herkömmliche Spiegelvorrichtung der 1a noch einen hinter einem zusätzlichen Abdeckelement 18 angeordneten weiteren schwenkbar gelagerten Mikrospiegel 20 auf, mittels welchem der Lichtstrahl 16 vor seiner Transmission durch das Abdeckelement 12 und vor seinem Auftreffen auf der reflektierenden Fläche 14 des Mikrospiegels 10 (um eine in der Bildebene liegende) weitere Drehachse ablenkbar ist.
• Wie in 1a erkennbar ist, wird der auf die reflektierende Fläche 14 des Mikrospiegels 10 auftreffende Lichtstrahl 16 aufgrund seiner Reflexion an der reflektierenden Fläche 14 in Richtung zu dem Abdeckelement 12 abgelenkt, wobei ein Teil eines auf mindestens einer Innenfläche 22 des Abdeckelements 12 auftreffenden Lichts aufgrund von Reflexion an der jeweiligen Innenfläche 22 als sogenannter Reflexionsstrahl 24 erneut auf die reflektierende Fläche 14 des Mikrospiegels 10 auftrifft, während der Rest des auf der jeweiligen Innenfläche 22 des Abdeckelements 12 auftreffenden Lichts als Ausgangsstrahl 26 durch das Abdeckelement 12 transmittiert und auf eine Projektionsfläche 28 auftrifft.
• Der auf der reflektierenden Fläche 14 auftreffende Reflexionsstrahl 24 wird erneut reflektiert und von der reflektierenden Fläche 14 in Richtung zu dem Abdeckelement 12 abgelenkt. Das auf der mindestens einen Innenfläche 22 des Abdeckelements 12 auftreffende Licht transmittiert (größtenteils) als sogenannter Artefakt-Lichtstrahl 30 durch das Abdeckelement 12 und trifft auf der Projektionsfläche 28 auf. Da der Artefakt-Lichtstrahl 30 jedoch zweimal an der reflektierenden Fläche 14 des Mikrospiegels 10 (und an der mindestens einen Innenfläche 22 des Abdeckelements 12) abgelenkt wurde, weicht ein Auftreffpunkt P2 des Artefakt-Lichtstrahls 30 in der Regel deutlich von einem Auftreffpunkt P1 des Ausgangsstrahls 26 ab.
• 1b zeigt eine Draufsicht auf die Projektionsfläche 28 mit dem mittels der herkömmlichen Spiegelvorrichtung der 1a bewirkten Pixelbild. Erkennbar ist, dass das Pixelbild zusätzlich zu den mittels des Ausgangsstrahls 26 bewirkten Bild-Pixeln P1 eines „gewünschten Pixelbilds“ auch auf den Artefakt-Lichtstrahl 30 zurück zu führende störende Artefakt-Pixel P2 aufweist. Eine Lichtintensität der Artefakt-Pixel P2 liegt häufig bei etwa 0,5 % bis 1 % einer Lichtintensität der Bild-Pixel P1.
• Offenbarung der Erfindung
• Die Erfindung schafft eine Spiegelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
• Vorteile der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung schafft Spiegelvorrichtungen, welche jeweils zum Erzeugen eines Pixelbildes auf einer Projektionsfläche geeignet sind, wobei ein Auftreten von sichtbaren Artefakt-Pixeln, welche auf eine unerwünschte Reflexion an dem mindestens einen Abdeckelement der jeweiligen Spiegelvorrichtung zurückzuführen sind, unterdrückt/verhindert ist. Die mittels der vorliegenden Erfindung geschaffenen Spiegelvorrichtungen eignen sich somit zur Erzeugung von Pixelbildern mit einer gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Bildqualität. Wie unten genauer erläutert wird, muss trotz der verbesserten Bildqualität auf eine Anordnung des mindestens einen schwenkbar gelagerten Mikrospiegels hinter seinem schützenden Abdeckelement nicht verzichtet werden. Der schwenkbar gelagerte Mikrospiegel kann somit problemlos mittels seines Abdeckelements als Teil einer flüssigkeitsdichten oder hermetischen Verpackung vor Verschmutzungen und Beschädigungen geschützt sein. Die Verbesserung der Bildqualität des mittels einer erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung erzeugten Pixelbildes ist somit auch ohne eine Steigerung eines Verschmutzungs- und/oder Beschädigungsrisikos möglich.
• Die mittels der vorliegenden Erfindung bewirkten Spiegelvorrichtungen haben damit eine hohe Robustheit und eignen sich für eine hochqualitative Bildprojektion mit einer gesteigerten Bildqualität. Wie nachfolgend genauer erläutert wird, bewirkt die vorliegende Erfindung kosteneffektive Möglichkeiten zur Verbesserung der Bildqualität eines mittels einer Spiegelvorrichtung erzeugten Pixelbildes. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass zu ihrer Realisierung lediglich kleine Änderungen an einer herkömmlichen Geometrie einer Spiegelvorrichtung gemäß dem Stand der Technik auszuführen sind. Somit ist es beispielsweise nicht notwendig, eine Ausdehnung der reflektierenden Fläche des Mikrospiegels zu reduzieren, um ein Auftreffen des Reflexionsstrahls auf der reflektierenden Fläche zu verhindern. Eine Realisierung der vorliegenden Erfindung schränkt damit auch eine Designfreiheit beim Entwerfen von Spiegelvorrichtungen nicht/kaum ein.
• Erfindungsgemäß liegt der zweite Wertebereich = [Θ_{2_min}, Θ_{2_max}] außerhalb des ersten Wertebereichs = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}]. Wie unten genauer erläutert wird, ist dies einfach gewährleistbar.
• In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Spiegelvorrichtung weist die Beschichtung für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizienten von mindestens 0,75 und/oder für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_min}, Θ₂__max] einen Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,3 auf. Beispielsweise kann die Beschichtung für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizienten von mindestens 0,85 und/oder für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] einen Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,25 aufweisen. Damit kann eine Reflexion des auf der reflektierenden Fläche des Mikrospiegels auftreffenden Reflexionsstrahls verlässlich verhindert werden, während gleichzeitig die gewünschte Ablenkung/Reflexion des auf der reflektierenden Fläche auftreffenden Lichtstrahls zur Erzeugung eines Pixelbildes gewährleistet bleibt.
• Bevorzugter Weise ist der Mikrospiegel aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in einem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels anregbar, wobei für den Neigungswinkel γ gilt: γ > 2β_max. Wie unten genauer erläutert wird, ist in diesem Fall immer gewährleistet, dass der zweite Auftreffwinkel Θ₂ des auf den schwingenden Mikrospiegel auftreffenden Reflexionsstrahls außerhalb des ersten Wertebereichs liegt.
• Sofern der Mikrospiegel aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in dem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels anregbar ist, kann ein Winkel α zwischen dem auf der reflektierenden Fläche des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels auftreffenden Lichtstrahl und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels ausgerichteten Achse definierbar sein, wobei die Beschichtung für einen Auftreffwinkel kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten von mindestens 0,6 und für einen Auftreffwinkel größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max+ 2γ den Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,4 aufweist. Auch in diesem Fall kann die Beschichtung für den Auftreffwinkel kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten von mindestens 0,75 und/oder für den Auftreffwinkel größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2y den Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,3 aufweisen. Beispielsweise kann die Beschichtung für den Auftreffwinkel kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten von mindestens 0,85 und/oder den Auftreffwinkel größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,25 aufweisen.
• Sofern der Mikrospiegel aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in dem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels anregbar ist, und der Winkel α zwischen dem auf der reflektierenden Fläche des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels auftreffenden Lichtstrahl und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels ausgerichteten Achse definierbar ist, kann die Beschichtung bei einem Auftreffwinkel Θ₀ = α - β_max + γ eine Reflexionskante aufweisen. Wie unten genauer ausgeführt ist, bewirkt eine derartige Ausbildung der Beschichtung die oben beschriebenen Vorteile.
• Die vorausgehend beschriebenen Vorteile sind auch bei einem Ausführen eines korrespondierenden Herstellungsverfahrens für eine Spiegelvorrichtung gewährleistet. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung gemäß den oben erläuterten Ausführungsformen der Spiegelvorrichtung weiterbildbar ist.
• Figurenliste
• Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
• 1a und 1b eine schematische Darstellung einer derartigen herkömmlichen Spiegelvorrichtung und ein mittels der herkömmlichen Spiegelvorrichtung erzeugbares Pixelbild;
• 2a und 2b eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer physikalischen Eigenschaft der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung; und
• 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Spiegelvorrichtung.
• Ausführungsformen der Erfindung
• 2a und 2b zeigen eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung und ein Koordinatensystem zum Erläutern einer physikalischen Eigenschaft der erfindungsgemäßen Spiegelvorrichtung.
• Die in 2a schematisch dargestellte Spiegelvorrichtung weist beispielhaft nur einen schwenkbar gelagerten Mikrospiegel 50 und lediglich das einzige dem Mikrospiegel 50 zugeordnete Abdeckelement 52 auf. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die Spiegelvorrichtung als optionale Weiterbildung noch einen zusätzlichen schwenkbar gelagerten Mikrospiegel, eventuell mit einem zusätzlichen Abdeckelement, aufweisen kann. Eine Ausführbarkeit der im Weiteren beschriebenen Spiegelvorrichtung ist somit nicht auf Vorrichtungen mit nur dem einen schwenkbar gelagerten Mikrospiegel 50 und seinem Abdeckelement 52 beschränkt.
• Der schwenkbar gelagerte Mikrospiegel 50 hat eine reflektierende Fläche 54, auf welcher ein von einer spiegelvorrichtungseigenen oder externen Lichtquelle 56 emittierter Lichtstrahl 58 auftrifft. Außerdem ist der Mikrospiegel 50 aus einer (in 2a nicht wiedergegebenen) Ruhelage des Mikrospiegels 50 zu einer Schwingbewegung um eine (senkrecht zu der Bildebene der 2a ausgerichtete) Drehachse derart anregbar, dass ein erster Auftreffwinkel/Lichteinfallswinkel Θ₁ des auf den schwingenden Mikrospiegel 50 auftreffenden Lichtstrahls 58 innerhalb eines ersten Wertebereichs von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} variiert. Wie in 2a erkennbar, ist der erste Auftreffwinkel Θ₁ definiert als Winkel zwischen dem auf den Mikrospiegel 50 auftreffenden Lichtstrahl 58 und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche 54 des schwingenden Mikrospiegels 50 ausgerichteten (mitvariierenden) Achse 60.
• Das Abdeckelement 52 ist bezüglich einer Lagerung des Mikrospiegels 50 ortsfest angeordnet. Außerdem ist das Abdeckelement 52 für den von der Lichtquelle 56 emittierten Lichtstrahl 58 durchlässig, wobei das Abdeckelement 52 so zu dem Mikrospiegel 50 angeordnet ist, dass der von der Lichtquelle 56 emittierte Lichtstrahl 58 durch das Abdeckelement 52 auf die reflektierende Fläche 54 des Mikrospiegels 50 auftrifft. Aufgrund von Reflexion an der reflektierenden Fläche 54 wird der auf der reflektierenden Fläche 54 auftreffende Lichtstrahl 58 in Richtung zu dem Abdeckelement 52 abgelenkt und trifft deshalb auf mindestens einer Innenfläche 62 des Abdeckelements 52 auf, wobei unter der jeweiligen Innenfläche 62 des Abdeckelements 52 eine zu der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 ausgerichtete Fläche des Abdeckelements 52 zu verstehen ist. Ein Teil des auf der jeweiligen Innenfläche 62 auftreffenden Lichts wird aufgrund von seiner Reflexion an der jeweiligen Innenfläche 62 als sogenannter Reflexionsstrahl 64 in Richtung zu der reflektierenden Fläche 54 zurückgespiegelt, während der Rest des auf der jeweiligen Innenfläche 62 auftreffenden Lichts als Ausgangsstrahl 66 durch das Abdeckelement 52 transmittiert.
• Der Reflexionsstrahl 64 trifft erneut auf der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 auf, wobei für den auf der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 auftreffenden Reflexionsstrahl 64 ein zweiter Auftreffwinkel/Lichteinfallswinkel Θ₂ definierbar ist. Der zweite Auftreffwinkel Θ₂ ist beispielsweise definiert als Winkel zwischen dem auf den Mikrospiegel 50 auftreffenden Reflexionsstrahl 64 und der senkrecht zu der reflektierenden Fläche 54 des schwingenden Mikrospiegels 50 ausgerichteten (mitvariierenden) Achse 60.
• Allerdings ist die reflektierende Fläche 54 Mikrospiegels 50 zumindest teilweise mit einer Beschichtung 68 abgedeckt, welche einerseits eine gute Reflexion des an der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 abzulenkende Lichtstrahl 58 (mit einem vergleichsweise hohen Reflexionskoeffizienten/Reflexionsfaktor R) gewährleistet, jedoch andererseits eine Reflexion des auf der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 auftreffenden Reflexionsstrahl 64 als Artefakt-Lichtstrahl 70 unterdrückt/verhindert. Der Artefakt-Lichtstrahl 70 ist deshalb in 2a nur gestrichelt eingezeichnet.
• Wie in 2a erkennbar ist, ist das Abdeckelement 52 um einen Neigungswinkel γ geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel 50 ausgerichtet. Der Neigungswinkel γ ist beispielsweise als Winkel zwischen einer senkrecht zu dem Abdeckelement 52 ausgerichteten Achse 72 und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche 54 des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels 50 ausgerichteten Achse 74 in 2a eingezeichnet. Der Neigungswinkel γ ist so festgelegt, dass der zweiter Auftreffwinkel Θ₂ des auf den schwingenden Mikrospiegel auftreffenden Reflexionsstrahls 64 innerhalb eines zweiten Wertebereichs von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} und außerhalb des ersten Wertebereichs von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} liegt.
• In dem Koordinatensystem der 2b gibt eine Abszisse einen Auftreffwinkel/Einfallswinkel Θ an, während mittels einer Ordinate der von dem Auftreffwinkels/Einfallswinkels Θ abhängige Reflexionskoeffizient/Reflexionsfaktor R der Beschichtung 68 der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 wiedergegeben ist. Erkennbar ist, dass die Beschichtung 68 für den ersten Wertebereich von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} einen Reflexionskoeffizienten R von mindestens 0,6 und für den zweiten Wertebereich von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} einen Reflexionskoeffizienten R von höchstens 0,4 aufweist. Die Beschichtung 68 beeinflusst somit die Reflexion des Lichtstrahls 58 an der reflektierenden Fläche 54 zur gewünschten Erzeugung des Ausgangsstrahls 66 nicht/kaum, verhindert/unterbindet jedoch beim Auftreffen des Reflexionsstrahls 64 auf der reflektierenden Fläche 54 dessen Reflexion und wirkt damit dem unerwünschten Auftreten des Artefakt-Lichtstrahls 70 vorteilhaft entgegen.
• Beispielsweise kann die Beschichtung 68 für den ersten Wertebereich von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} einen Reflexionskoeffizienten R von mindestens 0,75, insbesondere einen Reflexionskoeffizienten R von mindestens 0,85 haben. Eine Intensitätsabschwächung des Ausgangsstrahls 66 muss somit nicht befürchtet werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Beschichtung 68 für den zweiten Wertebereich von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} einen Reflexionskoeffizienten R von höchstens 0,3, vorzugsweise einen Reflexionskoeffizienten von höchstens 0,25 aufweisen. Die Intensität des Artefakt-Lichtstrahls 70 ist für alle hier genannten Höchstwerte des Reflexionskoeffizienten R für den zweiten Wertebereich von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} vernachlässigbar gering. Bei einer Projektion eines Pixelbildes mittels des von der in 2a schematisch dargestellten Spiegelvorrichtung ausgesendeten Ausgangsstrahls 66 sind die Intensitäten der auf den Artefakt-Lichtstrahl 70 zurück zu führenden Artefakt-Pixel so gering, dass die Artefakt-Pixel nicht sichtbar/wahrnehmbar sind. Das mittels der Spiegelvorrichtung erzeugte Pixelbild weist deshalb eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Bildqualität auf. Da die Artefakt-Pixel aufgrund ihrer geringen Intensitäten nicht sichtbar/wahrnehmbar sind, weist das auf einer Projektionsfläche erzeugte Pixelbild auch einen im Vergleich mit dem Stand der Technik gesteigerten Helligkeitskontrast, bzw. ein verbessertes Kontrastverhältnis, zwischen den mittels des Ausgangsstrahls 66 erzeugten Bild-Pixeln und unbeleuchteten Teilflächen der Projektionsfläche auf. Der gesteigerte Helligkeitskontrast verbessert eine Wahrnehmbarkeit des auf der Projektionsfläche erzeugten Pixelbilds für einen Betrachter und erleichtert diesem auch ein Erkennen der mittels des Pixelbilds ihm optisch angezeigten Information.
• Beispielsweise kann ein erster Mittelwert R₁ des Reflexionskoeffizienten R der Beschichtung 68 innerhalb des ersten Wertebereichs von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} um einen Faktor von mindestens 3, insbesondere um einen Faktor von mindestens 5, bevorzugt um einen Faktor von mindestens 7, höher als ein zweiter Mittelwert R₂ des Reflexionskoeffizienten R der Beschichtung 68 innerhalb des zweiten Wertebereichs von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} sein. Ein Helligkeitskontrast/Kontrastverhältnis des mittels der Spiegelvorrichtung erzeugten Pixelbilds kann auf diese Weise um denselben Faktor zwischen dem ersten Mittelwert R₁ und dem zweiten Mittelwert R₂ gesteigert werden.
• Eine chemische Realisierung der Beschichtung 68 mit der gewünschten Abhängigkeit ihres Reflexionskoeffizienten R von dem Auftreffwinkel/Einfallswinkel Θ, d.h. mit dem gewünschten Mindestwert des Reflexionskoeffizienten R für den ersten Wertebereich von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max}, mit dem gewünschten Höchstwert des Reflexionskoeffizienten R für den zweiten Wertebereich von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} und/oder mit dem gewünschten Faktor zwischen dem ersten Mittelwert R₁ und dem zweiten Mittelwert R₂, ist leicht möglich. Es wird deshalb auf die zum Bilden der Beschichtung 68 geeigneten Materialien und ihre gewünschten Konzentrationen hier nicht genauer eingegangen.
• Wie in 2a außerdem erkennbar ist, ermöglicht die Spiegelvorrichtung die oben beschriebenen Vorteile, ohne dass dazu eine Verkleinerung der reflektierenden Fläche 54 des Mikrospiegels 50 notwendig wäre. Zum Gewährleisten dieser Vorteile sind auch keine besonderen Anforderungen an eine Geometrie oder ein Design der Spiegelvorrichtung einzuhalten. Die in 2a schematisch dargestellte Spiegelvorrichtung kann somit mit einer relativ großen Designfreiheit ausgebildet werden.
• Im Allgemeinen ist ein Winkel α zwischen dem auf der reflektierenden Fläche 54 des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels 50 auftreffenden Lichtstrahl 58 und der senkrecht zu der reflektierenden Fläche 54 des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels 50 ausgerichteten Achse 74 bekannt, bzw. mittels einer Justage festlegbar. Ebenso ist die Spiegelvorrichtung meistens so ausgebildet, dass der Mikrospiegel 50 aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in einem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels 50 anregbar ist. Der aktuelle Verstellwinkel β des zu der Schwingbewegung angeregten Mikrospiegels 50 ist der Winkel zwischen der senkrecht zu der reflektierenden Fläche des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels ausgerichteten Achse 74 und der senkrecht zu der reflektierenden Fläche 54 des schwingenden Mikrospiegels 50 ausgerichteten (mitvariierenden) Achse 60.
• Der erste Auftreffwinkel Θ₁ des Lichtstrahls 58 auf der reflektierenden Fläche 54 des schwingenden Mikrospiegels 50 ist gemäß Gleichung (Gl. 1) definierbar mit: $${\mathrm{\Theta }}_1=\mathrm{\alpha -\beta }$$

  
• Entsprechend ist der zweite Auftreffwinkel Θ₂ des Reflexionsstrahls 64 auf der reflektierenden Fläche 54 des schwingenden Mikrospiegels 50 gemäß Gleichung (Gl. 2) definierbar mit: $${\mathrm{\Theta }}_2=\mathrm{\alpha }-3\mathrm{\beta }+2\mathrm{\gamma }$$

  
• Um zu gewährleisten, dass der zweite Auftreffwinkel Θ₂ des Reflexionsstrahls 64 auf der reflektierenden Fläche 54 für alle Verstellwinkel β des zu der Schwingbewegung angeregten Mikrospiegels 50 immer innerhalb des zweiten Wertebereichs von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} und außerhalb des ersten Wertebereichs von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max} liegt, muss nach Gleichung (Gl. 3) gelten: $$\Delta ={\mathrm{\Theta }}_{2\_\text{min}}-{\mathrm{\Theta }}_{1\_\text{max}}>0$$

  
• Mittels der Gleichungen (Gl. 1) und (Gl. 2) lassen sich die folgenden Gleichungen (Gl. 4) und (Gl. 5) für die Grenzwerte Θ_{1_max} und Θ_{2_min} herleiten: $${\mathrm{\Theta }}_{1\_\text{max}}=\mathrm{\alpha }-\left(-{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}\right)=\mathrm{\alpha }+{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}$$

  

  $${\mathrm{\Theta }}_{2\_\text{min}}=\mathrm{\alpha }-3{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}+2\mathrm{\gamma }$$

  
• Bei einem Winkel α von 30°, einem maximalen Verstellwinkel β_max von 7,0°, einem Neigungswinkel γ von 15,0° lassen sich somit die Grenzwerte Θ_{1_min} = 23° und Θ_{1_max} = 37° und die Grenzwerte Θ_{2_min} = 39° und Θ_{2_max} = 81° berechnen.
• Gleichung (Gl. 3) vereinfacht sich damit zu Gleichung (Gl. 6): $$\Delta =\left(\mathrm{\alpha }-3{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}+2\mathrm{\gamma }\right)-\left(\mathrm{\alpha }+{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}\right)=2\left(\mathrm{\gamma }-2{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}\right)>0$$

  
• Der zweite Auftreffwinkel Θ₂ des Reflexionsstrahls 64 auf der reflektierenden Fläche 54 liegt somit für alle Verstellwinkel β des zu der Schwingbewegung angeregten Mikrospiegels 50 immer innerhalb des zweiten Wertebereichs von Θ_{2_min} bis Θ_{2_max} und außerhalb des ersten Wertebereichs von Θ_{1_min} bis Θ_{1_max,} wenn für den Neigungswinkel γ gilt: $$\mathrm{\gamma }>2{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}$$

  
• Vorzugsweise ist deshalb Gleichung (Gl. 7) für den Neigungswinkel γ erfüllt.
• Mittels der Gleichungen (Gl. 1) und (Gl. 2) lässt sich auch ausdrücken, dass es vorteilhaft ist, wenn die Beschichtung 68 für den Auftreffwinkel Θ kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten R von mindestens 0,6 und für den Auftreffwinkel Θ größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3 β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten R von höchstens 0,4 aufweist. Die Beschichtung 68 hat vorzugsweise für den Auftreffwinkel Θ kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten R von mindestens 0,75 (insbesondere von mindestens 0,85) und für den Auftreffwinkel Θ größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten R von höchstens 0,3 (insbesondere von höchstens 0,25).
• Wie anhand des Koordinatensystems der 2b erkennbar ist, kann die Beschichtung 68 bei einem Auftreffwinkel Θ₀ zwischen den Grenzwerten Θ_{1_max}), und Θ_{2_min} eine Reflexionskante aufweisen. Der Auftreffwinkel Θ₀ liegt vorzugsweise im gleichen Abstand zu den Grenzwerten Θ_{1_max} und Θ_{2_min}. Dies ist erfüllt, wenn nach Gleichung (Gl. 8) gilt: $${\mathrm{\Theta }}_0=\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$2$}\right.\left({\mathrm{\Theta }}_{2\_\text{min}}+{\mathrm{\Theta }}_{1\_\text{max}}\right)=\mathrm{\alpha }-{\mathrm{\beta }}_{\text{max}}+\mathrm{\gamma }$$

  
• Als optionale Weiterbildung kann noch eine antireflektierende Beschichtung auf einer von der mindestens einen Innenfläche 62 weg gerichteten Außenfläche des Abdeckelements 52 aufgebracht sein.
• 3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für eine Spiegelvorrichtung.
• Mittels des im Weiteren beschriebenen Herstellungsverfahrens kann beispielsweise die vorausgehend erläuterte Spiegelvorrichtung produziert werden. Eine Ausführbarkeit des Herstellungsverfahrens ist jedoch nicht auf das Herstellen dieser Spiegelvorrichtung beschränkt.
• In einem Verfahrensschritt S1 wird ein schwenkbar gelagerter Mikrospiegel der späteren Spiegelvorrichtung mit einer reflektierenden Fläche, auf welcher bei einem Betrieb der späteren Spiegelvorrichtung ein von einer spiegelvorrichtungseigenen oder externen Lichtquelle emittierter Lichtstrahl auftrifft, derart ausgebildet, dass, sofern der Mikrospiegel aus einer Ruhelage des Mikrospiegels zu einer Schwingbewegung um eine Drehachse angeregt wird, ein erster Auftreffwinkel des auf den schwingenden Mikrospiegel auftreffenden Lichtstrahls innerhalb eines ersten Wertebereichs variiert. Vorzugsweise wird der Mikrospiegel derart ausgebildet, dass der Mikrospiegel aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel in einem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels anregbar ist/angeregt wird.
• In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird ein bezüglich einer Lagerung des Mikrospiegels ortsfestes Abdeckelement, welches für den von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahl durchlässig ist, derart zu dem Mikrospiegel angeordnet, dass der von der Lichtquelle emittierte Lichtstrahl durch das Abdeckelement auf die reflektierende Fläche des Mikrospiegels auftrifft, an der reflektierenden Fläche auf mindestens eine Innenfläche des Abdeckelements reflektiert wird und ein Teil des auf der jeweiligen Innenfläche auftreffenden Lichts an der jeweiligen Innenfläche als Reflexionsstrahl auf die reflektierenden Fläche reflektiert wird. Das Abdeckelement wird um einen Neigungswinkel γ geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel ausgerichtet. Der Neigungswinkel γ wird so festgelegt, dass ein zweiter Auftreffwinkel des auf den schwingenden Mikrospiegel auftreffenden Reflexionsstrahls innerhalb eines zweiten Wertebereichs und außerhalb des ersten Wertebereichs liegt. Aus den oben erläuterten Gründen wird der Neigungswinkel γ vorzugsweise so festgelegt, dass für den Neigungswinkel γ gilt: γ > 2β_max.
• Außerdem wird die reflektierende Fläche des Mikrospiegels in einem Verfahrensschritt S3 zumindest teilweise mit einer Beschichtung abdeckt, welche für den ersten Wertebereich einen Reflexionskoeffizient von mindestens 0,6 und für den zweiten Wertebereich einen Reflexionskoeffizient von höchstens 0,4 aufweist. Damit gewährleistet auch eine mittels des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens produzierte Spiegelvorrichtung die oben schon erläuterten Vorteile.
• Die Verfahrensschritte S1 bis S3 können in beliebiger Reihenfolge, gleichzeitig oder zeitlich überlappend ausgeführt werden. Auch weitere Merkmale der vorausgehend erläuterten Spiegelvorrichtung können mittels einer Weiterbildung des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens ausgebildet werden.

Claims (10)

1. Spiegelvorrichtung mit: einem schwenkbar gelagerten Mikrospiegel (50) mit einer reflektierenden Fläche (54), auf welcher ein von einer spiegelvorrichtungseigenen oder externen Lichtquelle (56) emittierter Lichtstrahl (58) auftrifft, wobei der Mikrospiegel (50) aus einer Ruhelage des Mikrospiegels (50) zu einer Schwingbewegung um eine Drehachse derart anregbar ist, dass ein erster Auftreffwinkel Θ₁ des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Lichtstrahls (58) innerhalb eines ersten Wertebereichs = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] variiert; und einem Abdeckelement (52), welches bezüglich einer Lagerung des Mikrospiegels (50) ortsfest angeordnet ist und für den von der Lichtquelle (56) emittierten Lichtstrahl (58) durchlässig ist, wobei das Abdeckelement (52) so zu dem Mikrospiegel (50) angeordnet ist, dass der von der Lichtquelle (56) emittierte Lichtstrahl (58) durch das Abdeckelement (52) auf die reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) auftrifft und aufgrund von Reflexion an der reflektierenden Fläche (54) auf einer Innenfläche (62) des Abdeckelements (52) auftrifft, wobei ein Teil des auf der Innenfläche (62) auftreffenden Lichts aufgrund von Reflexion an der Innenfläche (62) als Reflexionsstrahl (64) auf der reflektierenden Fläche (54) auftrifft, und wobei das Abdeckelement (52) um einen Neigungswinkel γ geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel (50) ausgerichtet ist; wobei der Neigungswinkel γ so festgelegt ist, dass ein zweiter Auftreffwinkel Θ₂ des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Reflexionsstrahls (64) innerhalb eines zweiten Wertebereichs = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] variiert; und dadurch gekennzeichnet, dass die reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (68) abgedeckt ist, welche für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,6 und für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ_{2_max}] einen Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,4 aufweist, wobei der zweite Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] außerhalb des ersten Wertebereichs = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] liegt.
2. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung (68) für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,75 und/oder für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ_{2_max}] einen Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,3 aufweist.
3. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Beschichtung (68) für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,85 und/oder für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] einen Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,25 aufweist.
4. Spiegelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mikrospiegel (50) aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in einem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels (50) anregbar ist, und wobei für den Neigungswinkel γ gilt: γ > 2β_max.
5. Spiegelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mikrospiegel (50) aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in dem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels (50) anregbar ist, und ein Winkel α zwischen dem auf der reflektierenden Fläche (54) des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels (50) auftreffenden Lichtstrahl (58) und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche (54) des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels (50) ausgerichteten Achse (74) definierbar ist, und wobei die Beschichtung (68) für einen Auftreffwinkel (Θ) kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,6 und für einen Auftreffwinkel (Θ) größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,4 aufweist.
6. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Beschichtung (68) für den Auftreffwinkel (Θ) kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,75 und/oder für den Auftreffwinkel (Θ) größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,3 aufweist.
7. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Beschichtung (68) für den Auftreffwinkel (Θ) kleiner-gleich Θ_{1_max} = α + β_max den Reflexionskoeffizienten (R) von mindestens 0,85 und/oder für den Auftreffwinkel (Θ) größer-gleich Θ_{2_min} = α - 3β_max + 2γ den Reflexionskoeffizienten (R) von höchstens 0,25 aufweist.
8. Spiegelvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Mikrospiegel (50) aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in dem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels (50) anregbar ist, und der Winkel α zwischen dem auf der reflektierenden Fläche (54) des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels (50) auftreffenden Lichtstrahl (58) und einer senkrecht zu der reflektierenden Fläche (54) des in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegels (50) ausgerichteten Achse (74) definierbar ist, und wobei die Beschichtung (68) bei einem Auftreffwinkel Θ₀ = α - β_max + γ eine Reflexionskante aufweist.
9. Herstellungsverfahren für eine Spiegelvorrichtung mit den Schritten: Ausbilden eines schwenkbar gelagerten Mikrospiegels (50) der späteren Spiegelvorrichtung mit einer reflektierenden Fläche (54), auf welcher bei einem Betrieb der späteren Spiegelvorrichtung ein von einer spiegelvorrichtungseigenen oder externen Lichtquelle (56) emittierter Lichtstrahl (58) auftrifft, derart, dass, sofern der Mikrospiegel (50) aus einer Ruhelage des Mikrospiegels (50) zu einer Schwingbewegung um eine Drehachse angeregt wird, ein erster Auftreffwinkel Θ₁ des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Lichtstrahls (58) innerhalb eines ersten Wertebereichs = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max]} variiert (S1); und Anordnen eines bezüglich einer Lagerung des Mikrospiegels (50) ortsfesten Abdeckelements (52), welches für den von der Lichtquelle (56) emittierten Lichtstrahl (58) durchlässig ist, derart zu dem Mikrospiegel (50), dass der von der Lichtquelle (56) emittierte Lichtstrahl (58) durch das Abdeckelement (52) auf die reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) auftrifft, an der reflektierenden Fläche (54) auf eine Innenfläche (62) des Abdeckelements (52) reflektiert wird und ein Teil des auf der Innenfläche (62) auftreffenden Lichts an der Innenfläche (62) als Reflexionsstrahl (64) auf die reflektierenden Fläche (54) reflektiert wird, wobei das Abdeckelement (52) um einen Neigungswinkel γ geneigt zu dem in seiner Ruhelage vorliegenden Mikrospiegel (50) ausgerichtet wird (S2); gekennzeichnet durch die Schritte, dass: der Neigungswinkel γ so festgelegt wird, dass ein zweiter Auftreffwinkel Θ₂ des auf den schwingenden Mikrospiegel (50) auftreffenden Reflexionsstrahls (64) innerhalb eines zweiten Wertebereichs = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] variiert; und die reflektierende Fläche (54) des Mikrospiegels (50) zumindest teilweise mit einer Beschichtung (68) abgedeckt wird, welche für den ersten Wertebereich = [Θ_{1_min}, Θ_{1_max}] einen Reflexionskoeffizient (R) von mindestens 0,6 und für den zweiten Wertebereich = [Θ_{2_min}, Θ₂__max] einen Reflexionskoeffizient (R) von höchstens 0,4 aufweist (S3), wobei der zweite Wertebereich = [Θ_{2_}min, Θ₂__max] außerhalb des ersten Wertebereichs = [Θ1_min, Θ1_max] liegt.
10. Herstellungsverfahren nach Anspruch 9, wobei der Mikrospiegel (50) derart ausgebildet wird, dass der Mikrospiegel (50) aus seiner Ruhelage zu der Schwingbewegung um die Drehachse für alle Verstellwinkel β in einem Verstellwinkelbereich zwischen -β_max und β_max in Bezug zu der Ruhelage des Mikrospiegels (50) anregbar ist, und wobei der Neigungswinkel γ so festgelegt wird, dass für den Neigungswinkel γ gilt: γ > 2β_max.

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