DE19754676A1 - Vorrichtung und Verfahren zur periodischen Ablenkung von Lichtstrahlen mit vom Betrag konstanter Ablenkgeschwindigkeit - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur periodischen Ablenkung von Lichtstrahlen mit vom Betrag konstanter AblenkgeschwindigkeitInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit der im Oberbegriff des Patentanspruches 1
angegebenen Art. Nach dem Stand der Technik sind unterschiedliche Lösungen be
kannt. In der Makrotechnik werden rotierende Polygonspiegel verwendet, wobei die
äußeren Fasetten den Strahl ablenken. Die Drehachse steht senkrecht auf der Nor
malen der Spiegelflächen. Weitere Lösung sind die Schwingspiegel, wobei diese
Variante sowohl in der Makrotechnik als auch in der Mikrotechnik eingesetzt werden.
Folgende Lösungen für mikrotechnische hergestellte Schwenkspiegel existieren:
- 1. EP 0 040 302 A2 "An optical ray defections apparatus" 19.05.80
- 2. P 0 463 348 A2 "Improved bistable DMA addressing circuit and method" 29.06.90
- 3. DE 40 44 608 A1 "Mikromechanisch gefertigter Lichtablenker" 23.10.90 (erloschen)
- 4. DE 41 00 358 A1 "Schwingspiegelanordnung" 05.01.91 (erloschen)
- 5. DE 42 24 599 A1 "Elektostatische Ablenkeinkeit" 23.07.92
- 6. DE 42 29 507 A1 "Mikromechanischer 3-D-Aktor" 30.10.91
- 7. DE 42 35 593 A1 "MikromechanischenAblenkeinrichtung für einen Spiegel" 22.10.92 (erloschen)
- 8. DE 195 23 886 A1 "Mikro-Schwenk-Aktuator und Verfahren zu dessen Herstellung" (30.06.95
- 9. DE 195 48 217 A1 " Optisches Strahlablenksystem" 22.12.95
Alle diese aufgeführten Schwenkspiegel sind mikrotechnisch hergestellt und werden
elektrostatisch oder elektrodynamische angetrieben. Die Spiegel werden durch Tor
sions- oder Biegefedern geführt, wobei zwischen Spiegeln mit dem Freiheitsgrad 1
bis 3 unterschieden werden kann. Die Bewegung ist eine Schwingung um eine oder
mehrere feste Achsen. Durch die Ansteuerung des Antriebes kann der Spiegel auf
beliebige Punkte einer Fläche oder einer Linie gerichtet werden. Beim kontinuierli
chem abtasten von Linien oder Flächen werden sie so angesteuert, daß das Ab
tastgeschwindigkeit über jede halbe Periode konstant ist. Die Bewegung des Spie
gels entspricht einer Dreieckschwingung, die der Abtastgeschwindigkeit einer Recht
eckschwingung. So wird eine konstante Abtastgeschwindigkeit über jede halbe Peri
ode erreicht.
Die Dynamik, die Abtastgeschwindigkeit und der Ablenkwinkel, solcher Systeme
sind von der einzutragenden Leistung abhängig, welche hauptsächlich durch die
thermische Belastbarkeit begrenzt wird. Nachteile besitzen die torsionsfedergela
gerten Schwenkspiegeln besonders bei der regelmäßigen Abtastung. Dadurch, daß
durch die Federlagerung ein Feder-Masse-System entsteht, dessen natürliche Be
wegung unter linearen Verhältnissen eine sinusförmige Schwingung mit der Eigen
frequenz ist, kann nur mit einem großen meßtechnischen und regelungstechnischen
Aufwand diesem System die Dreieckschwingung eingeprägt werden. Hierzu ist es
notwendig die Position des Spiegels während des gesamten Bewegungsablaufes zu
messen und entsprechend zu regeln. In den Grenzbereichen kann wegen den auf
tretenden Massenkräfte nur von einer Annäherung an diese ideale Bewegungsform
gesprochen werden. Dieses Verfahren ist nicht nur mit einem großen materiellen
Aufwand verbunden, es ist auch energetisch äußert ungünstig. Der größte Teil der
eingespeisten elektrischen Leistung wird in Wärmeleistung und Blindleistung umge
wandelt. Von Blindleistung wird gesprochen, wenn der Geschwindigkeitsvektor senk
recht auf dem Kraftvektor steht. Dies ist der Fall, wenn die Frequenz der erzwunge
ne Schwingung nicht einer Systemeigenresonanz entspricht. Nur die Komponente
der Kraft, welche in Richtung der Geschwindigkeit zeigt erzeugt Wirkleistung. Je
nach der Phasenverschiebung zwischen Eingang und Ausgang kann der effektive
Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor und dem Kraftvektor bis zu 90° betra
gen. Bei der energetisch günstigsten Erregung, einer harmonischen Erregung des
System mit einer seiner Eigenresonanzen zeigt der Geschwindigkeitsvektor in Rich
tung des Kraftvektors. Es wird fast ausschließlich Wirkleistung erzeugt.
Die Dynamik der konventionellen beschriebenen Schwingspiegel wird weiter da
durch begrenzt, daß diese nur in einem quasi statischen Betriebsfall betrieben wer
den können, also in einem Bereich wo die frequenzabhängige Verstärkung ver
nachlässigt werden kann. Bei mechanischen Systemen kann bei Betriebsfrequenzen
bis zur Hälfte der Resonanzfrequenz von einem quasistatischen Verhalten gespro
chen werden. Weiter bekannt ist, daß durch eine Schwingung der Spiegel mit der
Eigenresonanz der Energieverbrauch verringert werden kann obwohl der Ablenkwin
kel erhöht wird. Aufgrund des sinusförmigen Verlaufs der Abtastgeschwindigkeit ist
diese Form der Bewegung zur Erzeugung von Bildern ungeeignet, da die einzelnen
Bereiche der Bilder mit einer unterschiedlichen Intensität ausgeleuchtet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Lichtstrahlen periodisch mit nahezu
konstanter Abtastgeschwindigkeit und großem Ablenkwinkel abzulenken, wobei so
wohl die Eigenschaften mikrotechnisch hergestellter Antriebe, wie die hohe Schwin
gungsgüte, die hohen Verstärkungen im Resonanzfall, die hohen Resonanzfrequen
zen aufgrund der geringen Masse und guten die Stoffeigenschaften als auch die
energetisch günstige Schwingung mit der Resonanzfrequenz genutzt werden sollen.
Der meßtechnische und reglungstechnische Aufwand soll auf ein Minimum begrenzt
werden.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruches 1 bis 14 gelöst.
Aus einkristallinen Silizium gefertigte Mikrostrukturen weisen eine sehr hohe
Schwingungsgüte auf. Sie besitzen wegen der geringen Dämpfung resultierend aus
der geringen inneren Reibung eine geringe Bandbreite und eine hohe Verstärkung.
Die Schwingspiegel werden in ihrem ersten, zweiten oder einem höheren Schwin
gungsmode betrieben, dadurch, daß im Resonanzfall der Geschwindigkeitsvektor in
Richtung des Kraftvektors zeigt wird die eingespeiste elektrische Leistung haupt
sächlich in Wirkleistung umgewandelt. So kann bei identischen Aufbau die notwen
dige elektrische Leistung auf ein Minimum gegrenzt werden. Der zuvor beschriebene
Nachteil, der sinusförmige Verlauf der Abtastgeschwindigkeit, wird erfindungsgemäß
durch die Kombination eines mit seiner Eigenresonanz schwingenden Schwenkspie
gels mit einem stationären optischen System gelöst, welches den sinusförmigen
Verlauf der Abtastgeschwindigkeit in einen konstanten Verlauf über jede halbe Peri
ode umwandelt. In den Randbereichen wird der Ablenkwinkel durch die Optik so
vergrößert das ein Verlauf mit konstanter Geschwindigkeit entsteht. Neben der Line
arisierung ist auch eine Vergrößerung der Ablenkwinkels möglich. Hierfür kann eine
besonders geformte Linse oder bestimmte Beugungsgitter verwendet werden. Die
Schwingung mit der Eigenresonanz ist sehr stabil, es genügt die Überwachung der
Schwingungsamplitude um den Ablenkungswinkel und die Geschwindigkeit konstant
zu halten, womit sich der meßtechnische und regelungstechnische Aufwand auf ein
Minimum reduziert.
Die Erfindung soll anhand folgender Ausführungsbeispiele beschrieben werden.
Fig. 1 Gehäuse mit einem Schwenkspiegel, einem Magnetkreis und der Linse zur
Strahlkorrektur.
Fig. 2 Gehäuse mit einem Array von Schwenkspiegel, einem Magnetkreis und der
Linse zur Strahlkorrektur.
Fig. 4 Einzelheit eines Schwenkspiegels aus Fig. 2.
Fig. 9 Draufsicht auf eine Schwenkspiegel
Fig. 3 Anordnung mit bewegter Linse
Fig. 8 Transmissionsbeugungsgitter (Echellette Gitter) zur Strahlkorrektur
Fig. 6 Transmissionsbeugungsgitter zur Strahlkorrektur
Fig. 5 Linse zur Strahlkorrektur
Fig. 7 Linse zur Strahlkorrektur,
Fig. 11 Geschwindigkeits- und Amplitudenverlauf von Schwenkspiegel und abge
lenktem Lichtstrahl ohne Vergrößerung der Abtastamplitude
Fig. 10 Geschwindigkeits- und Amplitudenverlauf von Schwenkspiegel und abge
lenktem Lichtstrahl mit Vergrößerung der Abtastamplitude
Die Vorrichtung in Fig. 1 besteht aus der Kombination eines angetriebenen
Schwenkspiegel 10 und dem optischen System zur Strahlkorrektur, bestehend aus
der Linse 2. Der Schwenkspiegel 10 besteht aus einer ebenen verspiegelten Platte.
Der Spiegelantrieb verwendet das elektrodynamische Antriebsprinzip, die Kraft auf
bewegte elektrische Ladungen in einem Magnetfeld. Das Magnetfeld wird durch den
Permanentmagneten 7 generiert. Der Magnetkreis wird durch dem Eisenrückschluß
6 geschlossen und leitet die Feldlinien zu den Strompfaden 9, welche sich unter dem
Spiegel befinden. Der Magnetkreis ist so gestaltet, daß die Feldlinien im Bereich der
Strompfade senkrecht zur den Strompfaden 9 und zur Bewegungsrichtung des
Spiegels laufen und eine Kraft erzeugt wird, welche den Schwenkspiegel 10 aus
lenkt. Die Strompfade sind so orientiert, das ein für die Bewegung ausreichender Teil
senkrecht zur Bewegungsrichtung und parallel zur Drehachse fließt. Der Schwenk
spiegel 10 wird durch Torsionsfedern 8 geführt, welche im Schnitt dargestellt sind.
Infolge des Stromflusses durch die Strompfade 9 wird der Schwenkspiegel um die
Drehachse, die mit der Torsionsfeder 8 zusammenfällt, geschwenkt. Der Schwenk
spiegel 10 in ausgelenkter Position ist durch 13 angedeutet. In dem Gehäuse 1 be
findet sich die Eintrittsöffnung 5 durch welche der Lichtstrahl 3 eintritt und auf den
Schwenkspiegel trifft. Weiter nimmt das Gehäuse die Linse 2, den Eisenrückschluß
und die Lagerstellen der Torsionsfedern 8 auf. Der Schwenkspiegel 10 lenkt den
Lichtstrahl 3 so ab, daß dieser auf die Linse 2 trifft, welche das optische System dar
stellt. Der Eintrittspunkt 4.2 des Lichtstrahls in das optische System ist abhängig von
dem Ablenkwinkel 4.4, dieser ist wiederum abhängig vom Anstellwinkel 4.3 des
Schwenkspiegels 10. Der Anstellwinkel wird aus der Mittellinie 4.5 und der
Schwenkspiegeloberfläche gebildet. Die Linse 2 ist so geformt, daß in Abhängigkeit
des Eintrittspunktes 4.2 der Ablenkwinkel 4.4 so korrigiert wird, das bei einer defi
nierten Schwingung des Schwenkspiegels die abgehenden Lichtstrahlen 4.1 eine
konstante Abtastgeschwindigkeit aufweisen. Die Schwingung des Schwingspiegels
wird durch die Frequenz und die Amplitude definiert. Die Schwingungsform ist durch
das schwingfähige System vorgegeben. Es wird harmonisch mit einer Frequenz er
regt welche einer seiner Eigenresonanzen entspricht. Sie kann, unter linearen Vor
aussetzungen bei einer Schwingung mit der Eigenresonanz mit einem sinusförmigen
Verlauf angenähert werden. Die Abtastgeschwindigkeit wird durch die zeitliche Ände
rung des Ablenkwinkels bestimmt. Die Abtastgeschwindigkeit ist vor dem optischen
System von der Schwingungsform des Schwenkspiegels abhängig. Nach dem opti
schen System ist Abtastgeschwindigkeit über jede halbe Periode konstant. Die Meß-
und Regeleinrichtung ist nur soweit erforderlich, daß sie die Amplitude konstant hält.
Da es sich bei einer Resonanzschwingung um eine sehr stabile Schwingung handelt
ist eine Regelung der Schwingungsform nicht erforderlich.
Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anordnung wie Fig. 1, nur daß anstelle des Einzel
spiegels ein Array vieler kleiner Schwingspiegel 12 verwendet wird. Das Magnetfeld
wird durch einen streifenförmig lateral auf einer Fläche magnetisierten Permanent
magneten 11 erzeugt. Alle Schwenkspiegel werden gleichsinnig angesteuert.
In der Fig. 4 ist eine Einzelheit eines Schwenkspiegels aus Fig. 2 dargestellt. Die
Streifen 11.1 sind so angeordnet, daß die entstehenden Feldlinien 14 im Bereich der
Strompfade so gerichtet sind, daß durch die entstehende Kraft die Schwenkspiegel
12 in die gewünschte Richtung schwenkt.
Die Fig. 3 zeigt einen Schwenkspiegel in der Unteransicht 18 mit darauf befindli
chen Strompfaden 17. Der Schwenkspiegel 18 wird durch die Torsionsfedern 16
geführt, welche in das Festlager 14 münden. Die Anschlüsse 15 kontaktieren die
Strompfade.
Im Gegensatz zu dem Schwenkspiegel 12 kann auch ein entsprechendes opti
sches System wie es in Fig. 9 dargestellt verwendet werden. Es bewegt sich relativ
zum eintreffenden Lichtstrahl 4. Der Lichtstrahl trifft durch die Grundplatte 19 und
vorzugsweise senkrecht auf das optische System, welches in diesem Fall die Linse
22 ist. In Abhängigkeit des Auftreffpunktes in das optische System wird der Licht
strahl abgelenkt. Die Beziehung zwischen dem Ablenkwinkel und der Stellung des
optischen Systems in Bezug auf den auftreffenden Lichtstrahls ist so gewählt, daß
bei einer Schwingung des System mit seiner Eigenfrequenz und einer definierten
Amplitude die Abtastgeschwindigkeit über jede halbe Periode konstant ist. Die Par
allelfederführungen 20 führt die Aufnahme 22.1 für die Linse 22. Die Positionen 21
und 23 zeigen die Feder und die Aufnahme bzw. die Linse in den beiden Totlagen.
Die Fig. 8, Fig. 6, Fig. 5 und Fig. 7 zeigen verschiedene Möglichkeiten für die
Strahlkorrektur zu verwendenden optischen System.
Fig. 6 zeigt ein Transmissionsgitter 26 welches in das lichtdurchlässige Substrat
24 eingearbeitet. Der Ablenkwinkel ist von der Gitterkonstanten abhängig. Entspre
chend des Auftreffpunktes der Lichtstrahlen ist die Gitterkonstante so gewählt, daß
der Ablenkwinkel entsprechend korrigiert wird.
Fig. 8 ist ein Transmissionsgitter mit bevorzugter Brechung 25 dargestellt, wel
ches in das lichtdurchlässige Substrat 24 eingearbeitet ist. Im Gegensatz zu einem
normalen Tranzmissionsgitter (Fig. 6) wo nur ein Teil des Lichtes in die erste Ord
nung gebeugt wird, wird bei dieser Art Gitter nahezu das gesamte Licht in der ersten
Ordnung konzentriert.
In der Fig. 5 und Fig. 7 sind zwei Linsen 27 und 28 dargestellt welche aus dem
das lichtdurchlässige Substrat 24 hergestellt sind. Fig. 5 wird ausschließlich für die
Linearisierung der Auslenkung verwendet. Der Ablenkwinkel ist von der Krümmung
der Linse abhängig. Entsprechend des Auftreffpunktes der Lichtstrahlen ist die
Krümmung so gewählt, daß der Ablenkwinkel entsprechend korrigiert wird Fig. 7 er
möglicht zusätzlich noch eine Vergrößerung des Ablenkwinkels.
Die Fig. 11 zeigt den normierten Verlauf des Ablenkwinkels 32 und den Verlauf
der Abtastgeschwindigkeit 31 vor der Strahlkorrektur durch das Linsen System 2 und
den durch das Linsensystem korrigierten Verlauf des Ablenkwinkels 33 und der
Abtastgeschwindigkeit 34. Auf der Ordinate 29 ist der normierte Ablenkwinkel und
die Abtastgeschwindigkeit aufgetragen. Die Abrisse 30 zeigt den Verlauf der
Schwingung über eine volle Periode. Der Verlauf des Ablenkwinkels vor der Korrek
tur ist eine sinusförmige Schwingung. Die Zeitpunkte 0 und π entspricht der neutra
len Stellung des Schwenkspiegels 10, die Totlagen, die Punkte mit der größten
Auslenkung 13 entsprechen π/2 und 3π/2 auf der Abzisse. Das optische System kor
rigiert den zeitabhängigen Ablenkwinkel so, daß eine Dreieckschwingung entsteht.
Die Geschwindigkeit ist die Änderung des Ablenkwinkels mit der Zeit. Aus der Drei
eckschwingung der Auslenkung wird so eine Rechteckschwingung der Geschwindig
keit, eine konstante Geschwindigkeit über jede halbe Periode.
Die in Fig. 10 zeigt zusätzlich zur Lineariesierung eine Vergrößerung des Ab
lenkwinkels 35 und den der Abtastgeschwindigkeit 36 durch das Linsensystem.
1
Gehäuse
2
Linse,
2.1
Eintrittsfläche
3
Eintretender Lichtstrahl
4
Vom Schwingspiegel abgelenkte Lichtstrahlen,
4.1
vom optischen System korri
gierte Lichtstrahlen,
4.2
Auftreffpunkt auf das optische System,
4.3
Anstellwinkel
des Schwenkspiegels,
4.4
Ablenkwinkel infolge des Anstellwinkels
5
Eintrittsöffnung
6
Eisenrückschluß
7
Permanentmagnet
8
Torsionsfeder im Schnitt
9
Strompfad
10
Schwenkspiegel
11
Streifenförmig magnetisierter Permanentmagnet,
11.1
ein einzelner Streifen
12
Verkleinerter Schwenkspiegel
13
Schwenkspiegel in ausgelenkter Position
14
Magnetische Feldlinien
15
Anschlüsse für Strompfad
16
Torsionsfeder in der Draufsicht
17
Strompfade in der Draufsicht
18
Schwenkspiegel in der Draufsicht
19
Grundplatte
20
Parallelfederführung in der ausgelenkten Position
21
Parallelfederführung in der neutralen Position
22
Bewegliche Linse in der neutralen Position
23
Linse in der ausgelenkten Position
24
Glaskörper
25
Transmissionsbeugungsgitter mit bevorzugter Brechung
26
Transmissionsbeugungsgitter
27
Linse zur Strahlkorrektur
28
Linse zur Strahlkorrektur und Vergrößerung des Ablenkwinkels
29
Darstellung der normierten Auslenkung
30
Darstellung einer vollen Periode
31
Verlauf der Winkelgeschwindigkeit des Schwenkspiegels
32
Verlauf der Amplitude des Schwenkspiegels
33
Verlauf der Abtastamplitude des Lichtstahls
34
Verlauf der Abtastgeschwindigkeit des Lichtstahls
35
Verlauf der vergrößerten Abtastamplitude des Lichtstahls Verlauf der
vergrößerten Abtastgeschwindigkeit des Lichtstahls.
Claims (14)
1. Vorrichtung und Verfahren zur Ablenkung von Lichtstrahlen dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die Kombination aus einer schwingfähig gelager
ten verspiegelten Platte, welche harmonisch mit einer Frequenz im Bereich
einer seiner Eigenfrequenzen erregt wird und die auftreffenden Lichtstrahlen
periodisch über einen Winkelbereich ablenkt, wobei die Änderung des Ab
lenkwinkels pro Zeiteinheit, die Ablenkgeschwindigkeit, über jede halbe Peri
ode nicht konstant sein muß und einem stationären optischen System, wel
ches den Ablenkwinkel der zuvor von der Platte periodisch abgelenkten
Lichtstrahlen in der Weise abändert, daß die das optische System verlas
senden Lichtstrahlen eine veränderte Ablenkgeschwindigkeit aufweisen, vor
zugsweise eine über jede halbe Periode konstante Ablenkgeschwindigkeit.
2. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeich
net, daß die schwingende verspiegelte Platte durch Stege mit einer defi
nierten Nachgiebigkeit an einem Rahmen befestigt sind, welche so angeord
net sind, daß sie eine Drehung der Platte um eine definierte Achse zulassen,
wobei die Stege hauptsächlich auf Torsion, Biegung, Zug und oder Druck
belastet werden.
3. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 und 2 dadurch gekenn
zeichnet, daß die verspiegelte Platte angetrieben wird, wobei die Platte mit
in den Antrieb integriert sein kann.
4. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 3 dadurch gekenn
zeichnet, daß die von der verspiegelten Platte abgelenkten Lichtstrahlen in
Abhängigkeit von der Stellung dieser Platte auf definierte Punkte der Ein
trittsfläche eines optischen Systems fallen und dieses so geformt ist, daß in
Abhängigkeit des Eintrittspunktes und des Eintrittswinkels die Lichtstrahlen
definiert durch Brechung, Beugung und oder Reflexion abgelenkt werden.
5. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 4 dadurch gekenn
zeichnet, daß das optische System der Art ausgebildet ist, daß in Abhän
gigkeit der zeitlichen periodischen Änderung des Anstellwinkels der Platte,
das optische System den Ablenkwinkel der austretenden Lichtstrahlen so
ändert, daß die Lichtstrahlen eine konstante Ablenkgeschwindigkeit über je
de halbe Periode aufweisen, wobei der von der Platte vorgegebene Ablenk
winkel durch das stationäre optische System zusätzlich vergrößert werden
kann.
6. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 5 dadurch gekenn
zeichnet, daß anstelle einer schwingenden Platte ein Array einer Vielzahl
kleiner schwingenden Platten verwendet wird, welche nahezu die gleiche
Fläche abdecken und gleichsinnig angesteuert werden.
7. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 6 dadurch gekenn
zeichnet, daß der oder die Platten elektrodynamisch angetrieben werden,
wobei sich auf ihrer Unterseite Strompfade befinden, welche sich in einem
zeitlich konstantem Magnetfeld befinden und so angeordnet sind, daß ein für
die Bewegung der Platte genügend größer Teil senkrecht zur Bewegungs
richtung und parallel zur Drehachse der Platte fließt, wobei der Hauptanteil
der Feldlinien des Magnetfeldes senkrecht zur Bewegungsrichtung und
senkrecht zur Drehachse der Platte laufen.
8. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 7 dadurch gekenn
zeichnet, daß die verspiegelten Platten mit mikrotechnisch Verfahren her
gestellt werden.
9. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 8 dadurch gekenn
zeichnet, daß anstelle der verspiegelten Platte ein schwingfähig gelagertes
optisches System, welches harmonisch mit einer seiner Eigenfrequenzen er
regt wird und sich relativ zum in das optisches System eintreffenden Licht
strahlen bewegt verwendet wird und so aufgebaut ist, daß in Abhängigkeit
des Eintrittpunktes und des Eintrittswinkels der abzulenkenden Lichtstrahlen
in das optische System diese abgelenkt werden und auf das stationäre opti
sche System verzichtet werden kann.
10. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 9 dadurch gekennzeich
net, daß das optische System die Lichtstrahlen durch Brechung, Reflexion
und oder Beugung abgelenkt werden, wobei das optische System so geformt
sein kann, daß dessen Geschwindigkeitsverlauf nicht der Abtastgeschwin
digkeit der abgelenkten Lichtstrahlen entsprechen muß.
11. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 10 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Frequenz mit der die Vorrichtung betrieben wird der er
sten, zweiten oder einer anderen Systemeigenfrequenz des schwingfähigen
Systems entspricht.
12. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 11 dadurch gekenn
zeichnet, daß für die Bewegung eine sinusförmige Schwingung bevorzugt
wird.
13. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 12 dadurch gekenn
zeichnet, daß die Platte auch mit anderen Frequenzen als der Eigenfre
quenz betrieben werden kann und die Schwingungsform nicht einem Sinus
entsprechen muß.
14. Vorrichtung und Verfahren nach Patentanspruch 1 bis 13 dadurch gekenn
zeichnet, daß Lichtstrahlen, insbesondere Laserstrahlen abgelenkt werden,
wobei ebenfalls auch nicht hierunter fallende andere elektromagnetische
Strahlungen abgelenkt werden können.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997154676 DE19754676A1 (de) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Vorrichtung und Verfahren zur periodischen Ablenkung von Lichtstrahlen mit vom Betrag konstanter Ablenkgeschwindigkeit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997154676 DE19754676A1 (de) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Vorrichtung und Verfahren zur periodischen Ablenkung von Lichtstrahlen mit vom Betrag konstanter Ablenkgeschwindigkeit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19754676A1 true DE19754676A1 (de) | 1999-06-17 |
Family
ID=7851285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997154676 Withdrawn DE19754676A1 (de) | 1997-12-10 | 1997-12-10 | Vorrichtung und Verfahren zur periodischen Ablenkung von Lichtstrahlen mit vom Betrag konstanter Ablenkgeschwindigkeit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19754676A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002047241A1 (de) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Gatzen Hans Heinrich | Mikromechanische, schwenkbare vorrichtung mit magnetischem antrieb sowie verfahren zu deren herstellung |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987006358A1 (en) * | 1986-04-18 | 1987-10-22 | G. Rodenstock Instrumente Gmbh | System for adjusting a light beam in an impingement plane |
DE19606095A1 (de) * | 1995-02-25 | 1996-08-29 | Samsung Electro Mech | Spiegelantriebsverfahren und -vorrichtung für ein Mikrospiegelfeld |
-
1997
- 1997-12-10 DE DE1997154676 patent/DE19754676A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1987006358A1 (en) * | 1986-04-18 | 1987-10-22 | G. Rodenstock Instrumente Gmbh | System for adjusting a light beam in an impingement plane |
DE19606095A1 (de) * | 1995-02-25 | 1996-08-29 | Samsung Electro Mech | Spiegelantriebsverfahren und -vorrichtung für ein Mikrospiegelfeld |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PETERSEN,Kurt,E.: Silicon Torsional Scanning Mirror. In: IBM J. RES. DEVELOP., Vol.24, No.5, Sep. 1980, S.631-637 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002047241A1 (de) * | 2000-12-08 | 2002-06-13 | Gatzen Hans Heinrich | Mikromechanische, schwenkbare vorrichtung mit magnetischem antrieb sowie verfahren zu deren herstellung |
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