JP2017138589A - Mems装置及びmems装置の動作方法 - Google Patents
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Abstract
Description
車両用のアダプティブヘッドライトシステムでは、マイクロミラー及び相応するMEMSアクチュエータが、水平光分布のために使用可能である。国際公開第2012/089387号(WO2012/089387 A1)から、例えば、磁気によって駆動可能なマイクロミラーが既知である。このマイクロミラーは、ここで、バネによって回転可能に支承され、反対の回転方向において通電される2つの導体ループによって回転される。これらの導体ループは、外部磁界によって偏向される。ここで、このミラーの偏向はストッパ構造によって制限可能である。
第1の態様では、本発明は、請求項1の特徴部分に記載された構成を有するMEMS装置を実現する。
本発明のMEMS装置は、第1のストッパによって、マイクロミラー装置の十分に規定された停止ポジションが得られる、という利点を有している。この停止ポジションにおける最大旋回角度は、例えば、事前の光学的な測定によって既知である。従って、停止ポジションを、特定の旋回角度に亘る角度偏向を正確に特定するための基準ポジションとして入手することができる。測定装置は、絶対尺度、即ち、旋回位置と旋回角度との間の関係を特定せずに、電流に対するマイクロミラー装置の旋回位置の依存性を測定することができ、旋回位置と旋回角度との間のこの関係は、計算装置によって、既知の最大旋回角度に基づいて提供可能である。このために、例えば、規則的な間隔で、例えばMEMS装置の起動時に、はじめにマイクロミラー装置を停止ポジションまで動かし、次に、計算装置が、印加された電流に対する旋回角度の依存性を計算することが可能である。次に、通常の動作状態において、任意の旋回角度に対して、アクチュエータ装置によるマイクロミラー装置の制御を、印加された電流に対する旋回角度のこの計算された依存性に基づいて実行することができる。
図1は、本発明の第1の実施形態のMEMS装置100の概略的な横断面図を示しており、図2は、MEMS装置100の概略的な平面図を示している。ここで図1は、軸A−Aに沿った横断面図である。
Claims (9)
- MEMS装置(100;500)であって、
基板(101)と、
前記基板(101)上に配置されているマイクロミラー装置(112)であって、少なくとも1つのマイクロミラー(102)を有し、かつ、少なくとも1つの軸(201)を中心に静止ポジションから旋回角度(α)に亘って旋回可能であるマイクロミラー装置(112)と、
前記基板(101)上に配置されている少なくとも1つの第1のストッパ(103,104)と、
電流(I)の印加によって、前記マイクロミラー装置(112)を旋回させるように構成されているアクチュエータ装置(203)と、
前記アクチュエータ装置(203)によって印加された前記電流(I)を測定し、かつ、前記印加された電流(I)に対する前記マイクロミラー装置(112)の旋回位置の依存性を測定するように構成されている測定装置(204)と、
前記マイクロミラー装置(112)の停止ポジションを識別するように構成されている識別装置(205)であって、当該停止ポジションにおいて、前記印加された電流(I)の変化時に前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の変化が生じないこと、及び/又は、前記印加された電流(I)の変化時に前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の変化が少なくとも所定の値だけ変化することを前記測定装置(204)が測定した場合に、前記マイクロミラー装置(112)は最大旋回角度(αmax)に亘って旋回されており、かつ、少なくとも1つの第1のストッパ(103,104)に接触している、識別装置(205)と、
前記印加された電流(I)に対する前記旋回角度(α)の依存性を、前記測定装置(204)によって測定された、前記印加された電流(I)に対する前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の前記依存性と、前記識別装置(205)によって識別された前記停止ポジションと、前記停止ポジションにおける既知の最大旋回角度(αmax)とに基づいて計算するように構成されている計算装置(206)と、
を備えていることを特徴とするMEMS装置(100;500)。 - 前記マイクロミラー装置(112)は、少なくとも2つのバネ部材(202a,202b)を介して前記基板(101)と接続されており、
第1のバネ部材(202a)上に、第1のホイートストンハーフブリッジ(305)が配置されており、
第2のバネ部材(202b)上に、第2のホイートストンハーフブリッジ(306)が配置されており、
前記第1のホイートストンハーフブリッジ(305)と前記第2のホイートストンハーフブリッジ(306)とが接続されて、1つのホイートストンフルブリッジ(403)を構成し、
前記測定装置(204)は、前記ホイートストンフルブリッジ(403)に印加されている電圧を測定することによって、前記印加されている電流(I)に対する前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の前記依存性を測定するように構成されている、請求項1に記載のMEMS装置(100;500)。 - 前記マイクロミラー装置(112)は、保持装置(111)を有している、請求項1又は2に記載のMEMS装置(100;500)。
- 前記マイクロミラー装置(112)が最大旋回角度(αmax)に亘って旋回されている場合に、前記保持装置(111)は、少なくとも1つの第1のストッパ(104)に接触している、請求項3に記載のMEMS装置(100;500)。
- 前記保持装置(111)は、少なくとも1つの第2のストッパ(105)を有しており、
前記マイクロミラー装置(112)が最大旋回角度(αmax)に亘って旋回されている場合に、前記保持装置(111)の少なくとも1つの第2のストッパ(105)は、少なくとも1つの第1のストッパ(103,104)に接触している、請求項3に記載のMEMS装置(100;500)。 - 前記停止ポジションにおける前記最大旋回角度(αmax)を測定するように構成されている角度測定装置(801)を備えている、請求項1に記載のMEMS装置(100;500)。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載のMEMS装置(100;500)の動作方法であって、
前記アクチュエータ装置(203)によって、前記マイクロミラー装置(112)を、電流(I)の印加によって旋回させるステップ(S1)と、
前記測定装置(204)によって、前記アクチュエータ装置(203)によって印加された電流(I)を測定するステップ(S2)と、
前記測定装置(204)によって、前記印加された電流(I)に対する前記マイクロミラー装置(112)の旋回位置の依存性を測定するステップ(S3)と、
前記印加された電流(I)の変化時に前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の変化が生じないこと、及び/又は、前記印加された電流(I)の変化時に前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の変化が少なくとも所定の値だけ変化したことが測定されると直ちに、前記識別装置(205)によって前記マイクロミラー装置(112)の停止ポジションを識別するステップ(S4)と、
前記測定装置(204)によって測定された、前記印加された電流(I)に対する前記マイクロミラー装置(112)の前記旋回位置の依存性と、前記識別装置(205)によって識別された前記停止ポジションと、前記停止ポジションにおける既知の最大旋回角度(αmax)とに基づいて、前記計算装置(206)によって、前記印加された電流(I)に対する前記旋回角度(α)の依存性を計算するステップ(S5)と、
を有していることを特徴とする、MEMS装置(100;500)の動作方法。 - さらに、前記印加された電流(I)に対する前記旋回角度(α)の計算された前記依存性に基づいて、前記アクチュエータ装置(203)によって、前記マイクロミラー装置(112)を固定の旋回角度(α)に亘って、電流(I)の印加によって旋回させるステップ(S6)を有している、請求項7に記載の動作方法。
- さらに、前記角度測定装置(801)によって、前記停止ポジションにおける前記最大旋回角度(αmax)を測定するステップ(S5a)を有している、請求項7又は8に記載の動作方法。
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