KR20160124154A

KR20160124154A - 미러 시스템 및 투영 장치

Info

Publication number: KR20160124154A
Application number: KR1020167025359A
Authority: KR
Inventors: 라이너 슈트라웁; 케린 되쎌; 니몬지 프레데릭 니캄; 헬무트 그룻첵; 졸탄 레스탼; 졸탄 레스??; 요하네스 바더; 요어크 무코브; 프랑크 샷츠; 지몬 아름브루스터; 슈테판 라이디히; 요헨 프란츠
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2015-01-21
Publication date: 2016-10-26
Also published as: WO2015121037A1; DE102014207891A1; CN106030374A; US20170052363A1; KR102251490B1; US9885866B2; CN106030374B

Abstract

본 발명은, 진동할 수 있게 지지된 미러와; 코일과; 상기 코일이 진동하는 미러에 대한 평형추로서 배치되도록 상기 미러와 코일을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 스프링;을 구비한 미러 시스템에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상응하는 투영 장치에 관한 것이다.

Description

미러 시스템 및 투영 장치{MIRROR SYSTEM AND PROJECTION DEVICE}

본 발명은 미러 시스템 및 상응하는 투영 장치에 관한 것이다.

오늘날 프로젝터는 여러 응용 분야에 사용되고 있다. 프로젝터는 예를 들어 프리젠테이션 목적으로 사용될 수 있거나, 예를 들어 필름을 투영하기 위해 사용될 수 있다.

이미지 또는 동영상을 투영하기 위해 다양한 기술이 사용되고 있다. 예를 들어, 광원이 하나 또는 복수의 LCD 디스플레이 후방에 배치될 수 있고, 이를 통해 광이 통과한다. 즉, LCD-디스플레이상에 표시된 영상이 예를 들어 스크린상에 투영될 수 있다.

대안적으로, 예를 들어 마이크로미러를 이용한 결상(image formation)이 수행될 수 있다. 마이크로미러에 기반한 프로젝터는, 예를 들어 레이저와 같은 광원에 의해 조사될 수 있는 하나 또는 복수의 마이크로미러를 갖는다. 상이한 영상 내용들이 투영되도록, 마이크로미러는 진동에 여기된다. 상기 진동의 진폭에 따라 또는 미러의 상태에 따라, 레이저 빔이 투영면 상에 반사되기도 하고 반사되지 않기도 한다.

통상, 이러한 마이크로미러는 공진 방식으로 진동에 여기된다. 이 경우, 미러의 여기는 예를 들어 진동 회전 운동으로 수행된다.

진동 회전 운동은, 광을 이용하여 예를 들어 작은 각도에 걸쳐 레이저 빔을 넓게 편향시킬 수 있다는 점에서 바람직하다. 이 경우, 여기를 위해 회전 진동 시스템이 이용된다.

일반적으로 진동 에너지의 분리 및 이에 수반되는, 높은 에너지 수요를 야기하는 진동 시스템의 높은 감쇠는 무시된다. 또한, 외부 진동에 의한 여기도 무시된다.

예를 들어, 상기 유형의 시스템이 휴대폰에서 영상 생성을 위한 편향 유닛으로서 사용되는 경우, 그리고 동시에 상기 휴대폰에서 스피커가 활성화되어 있는 경우(예를 들어 비디오 필름의 실행 시), 스피커는 구조 전달음 진동의 전달을 통해 (경우에 따라 공기 진동을 통해서도) 미러 편향 유닛을 그 고유 모드들 중 하나에서 여기할 수 있고, 그럼으로써 결상을 방해할 수 있다.

공진 여기식 미러를 갖는 투영 시스템은 예를 들어 US 2013 250388 A1호에 개시되어 있다.

본 발명은 청구항 제1항의 특징을 갖는 미러 시스템 및 청구항 제15항의 특징을 갖는 투영 장치를 개시한다.

본 발명에 따라, 진동할 수 있게 지지된 미러와, 코일과, 하나 이상의 제1 스프링을 구비한 미러 시스템이 제공되며, 상기 스프링은, 코일이 진동하는 미러에 대한 평형추로서 배치되도록 상기 미러와 코일을 서로 연결한다.

또한, 광원과, 본 발명에 따른 하나 이상의 미러 시스템과, 하나 이상의 미러 시스템의 제어를 위한 제어부를 구비한 투영 장치가 제공된다.

본 발명의 기초 인식은, 공지된 미러 시스템들이 시스템에 따라 높은 감쇠도를 갖는데, 이는 높은 에너지 수요를 갖는다는 것이다. 또한, 일반적인 미러 시스템은 외부 장애에 대해 민감하다.

본 발명의 기초 사상은, 상기 인식을 고려하여, 더 적은 에너지 수요를 가지며 외부 장애에 대해 민감하지 않은 새로운 미러 시스템을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 미러를 가진 미러 시스템을 제공한다. 상기 미러에 제1 스프링을 통해 코일이 연결된다. 이 경우, 코일은 미러에 대한 평형추로서 사용된다.

제1 스프링에 의해 서로 연결된 미러와 코일은, 상기 코일과 미러가 동일 주파수로 진동하는 단일 공진 시스템을 형성한다.

본 발명은, 외함(enclosing) 구조 및 연결 기술 또는 패키징(packaging)을 위한 단일 공진 시스템의 공진 분리를 가능케 하는 장점을 제공한다.

예를 들어 공지된 이중 공진 시스템에 비해, 본 발명의 단일 공진 시스템은 스프링 공차에 대해 민감하지 않다.

바람직한 실시예 및 개선예는 종속 청구항들과, 도면에 기초한 상세한 설명을 참조한다.

일 실시예에서, 미러는 회전 진동하도록 형성된다. 또한, 하나 이상의 제1 스프링은, 코일이 미러의 운동 방향에 반대로 진동하도록, 상기 미러와 코일을 연결한다. 이로써, 매우 간단하게 단일 진동 시스템이 제공된다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은 프레임과, 이 프레임을 미러 및/또는 코일 및/또는 하나 이상의 제1 스프링과 연결하는 하나 이상의 제2 스프링, 특히 적어도 하나의 방향으로 잘 구부러지거나 연성인 스프링을 갖는다. 스프링 및/또는 코일 및/또는 하나 이상의 제1 스프링, 즉, 단일 공진 시스템이 제2 스프링을 통해 프레임과 연결되는 경우, 특히 연성인 스프링에서 단일 공진 시스템이 기계적 외부 조건으로부터 분리된다. 또한, 진동 에너지의 매우 적은 양만이 외함식 패키징으로부터 분리된다.

일 실시예에서 제2 스프링은, 미러 및 코일을 제자리에 보유하면서, 단일 공진 시스템의 공진 주파수에 미미한 영향만을 미칠 정로 연성이다.

다른 일 실시예에서, 코일은 코일 본체, 특히 공동을 갖는 코일 본체 및 상기 코일 본체에 배치된 코일 권선을 포함한다. 공동은, 코일 본체의 질량을 감소시켜 코일 본체의 운동 진폭이 증가할 수 있게 한다. 이는 구동 효율을 증대시킨다.

일 실시예에서, 공동은 벽 또는 리브를 포함한다. 벽 또는 리브는, 각각의 적용에서 요구될 경우, 공동에 기계적 안정성을 부여한다.

일 실시예에서는, 코일 본체의 단부에서 공동이 생략된다. 단일 공진 시스템의 구성에 따라 평형 질량(balance mass)이 형성될 수 있고, 이 평형 질량은 코일 본체가 선형 운동을 수행해야하는 경우 코일 본체의 틸팅 운동을 감소시킨다.

다른 일 실시예에서, 하나 이상의 제1 스프링 및 코일이 제1 평면 내에 배치된다. 또한, 미러는 제1 평면에 대해 평행하게 놓인 제2 평면 내에서 제1 평면의 상부에 배치되며, 상기 미러는 특히 미리 정해진 길이의 웨브를 통해 하나 이상의 제1 스프링과 연결된다. 미러는 제2 평면 내에 배치되는 한편, 코일은 제1 평면 내에 놓이는 경우, 그리고 이들 두 평면 간의 간격이 웨브에 의해 조정되는 경우, 미러의 운동이 매우 정확하게 규정될 수 있다. 예를 들어, 미러는 회전 운동을 하게 하는 한편, 코일은 거의 선형 운동만을 수행하도록 할 수 있다.

다른 일 실시예에서, 하나 이상의 제1 스프링은, 구불구불하게 형성되어 일측 단부에서 웨브와 연결된 4개의 스프링 아암을 갖는다.

다른 일 실시예에서, 하나 이상의 제1 스프링은, 원형으로 형성되어 일측 단부에서 웨브와 연결된 2개의 스프링 아암을 갖는다.

다른 일 실시예에서, 스프링 아암들은 웨브와 연결되지 않은 단부에서, 하나 이상의 제1 스프링을 코일과 연결하는 연결 요소와 연결된다. 대안적으로, 스프링 아암들은 웨브와 연결되지 않은 단부에서 코일과 직접 연결된다.

제1 스프링의 전술한 구성은 단일 공진 시스템의 가변적인 주문형 설계를 가능케 한다.

다른 일 실시예에서, 제2 스프링이 리프 스프링으로서 형성된다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은 하나 이상의 미러 및 코일, 그리고 하나 이상의 제1 스프링을 둘러싸는 하우징을 구비하고, 이 하우징은 특히 하우징의 주변보다 낮은 기압, 특히 진공을 가지며, 기밀식으로 폐쇄된다. 낮은 기압은 미러 및 코일의 운동을 지원한다.

다른 일 실시예에서, 하우징은 미러의 상부에서 적어도 부분적으로 레이저 빔을 투과시킨다. 대안적으로, 하우징은 미러 상에 윈도우, 특히 제1 평면 또는 제2 평면에 대해 경사지게 세팅되어 레이저 빔을 투과시키는 윈도우를 갖는다. 그럼으로써, 본 발명에 따른 미러 시스템이 외부 광원, 예를 들어 레이저를 사용하는 것이 가능해진다. 또한, 경사지게 세팅된 윈도우는 반사를 방지한다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은 자석, 특히 영구 자석을 포함하며, 이 자석은, 코일이 자석의 자기장 내에 놓이도록 하우징에 배치된다. 이를 통해, 물리적인 접촉 없이 코일의 운동이 여기될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은 자속 편향판을 포함하며, 이 자속 편향판은, 자석의 자기장이 코일의 영역 내에서 제1 평면을 거의 수직으로 또는 거의 수평으로 관통하도록 자석에 배치된다. 따라서, 코일의 원하는 운동 방향에 따라 미러 시스템의 효율이 최적화될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은, 미러의 미러 편향을 검출하도록 구성되고 특히 하나 이상의 제1 스프링 상에 배치되는 하나 이상의 제1 측정 장치, 특히 하나 이상의 압전 저항을 갖는다. 이로써 미러의 운동이 정확히 검출될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 코일에 전기 에너지를 공급하는 공급 라인이 제2 스프링 상에 배치된다. 이는 코일과, 제어 장치 또는 전기 에너지원의 간단한 연결을 가능케 한다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은, 미러 및/또는 코일 및/또는 하나 이상의 제1 스프링으로 구성된 그룹의 편향을 검출하도록 구성되고 특히 하나 이상의 제2 스프링 상에 배치되는 하나 이상의 제2 측정 장치, 특히 하나 이상의 압전 저항을 갖는다. 이는 본 발명의 단일 공진 시스템의 운동이 검출할 수 있게 한다.

다른 일 실시예에서, 미러 시스템은, 하나 이상의 제2 측정 장치의 측정값을 기초로 하여, 미러 및/또는 코일 및/또는 하나 이상의 제1 스프링으로 구성된 그룹이 미리 정해진 주파수에 의해 여기되는 방식으로 코일을 제어하도록, 또는 외부로부터 발생한 여기가 능동적으로 억제 제어되는 방식으로 코일을 제어하도록 구성된 제어 장치를 갖는다. 따라서, 예를 들어 영상 스페클(speckle)이 매우 가변적으로 감소할 수 있다. 또한, 외부로부터 발생한 여기가 능동적으로 감쇠될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 미러는, 상부면에 반사면이 배치되고 하부면에 미러를 기계적으로 안정화하도록 형성된 보강 요소가 배치된 기판을 갖는다. 이로써, 미러가 가속력에 의한 하이 다이내믹 운동 시에도 너무 강하게 변형되지 않는 점이 보장된다.

전술한 구성들 및 실시예들은, 유의미한 경우 서로 임의로 조합될 수 있다. 본 발명의 또 다른 가능한 구성, 전개 및 구현은, 실시예들과 관련하여 전술되거나 후술되는 본 발명의 특징들의 명시되지 않은 조합들도 포함한다. 특히, 통상의 기술자는 본 발명의 각각의 기본 형태에 대한 개선 또는 보완으로서의 개별 양태를 추가할 수도 있다.

이하, 도면에 도시된 실시예의 개략적인 도해를 참조로 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 블록선도이다.
도 2는 본 발명에 따른 투영 장치의 일 실시예의 블록선도이다.
도 3은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 7은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 8은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 9는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 10은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 11은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 12는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 13은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 14는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 15는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 16은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 17은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 18은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 19는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 20은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 21은 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 22는 본 발명에 따른 미러 시스템의 일 실시예의 개략도이다.

모든 도면에서는, 달리 명시되지 않는 한, 동일하거나 기능이 동일한 요소 및 장치에는 동일한 도면 부호가 부여되어 있다.

도 1은 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 블록선도이다.

미러 시스템(S)은 스프링(F)을 통해 코일(Su)과 연결되는 미러(Sp)를 포함한다.

이 경우, 코일(Su)은 미러(Sp)에 대해 평형추를 형성하도록 배치된다.

도 2는 본 발명에 따른 투영 장치(P)의 일 실시예의 블록선도이다.

투영 장치(P)는 제어부(SE)와 연결된 미러 시스템(S)를 포함한다. 또한, 미러 시스템(S)를 조사하는 광원(L)이 제공된다. 광원(L)의 광 빔은 미러 시스템(S)에 의해 반사된다. 제어 장치(SE)를 통해 레이저가 제어됨으로써, 미러의 경사 각도에 따라 레이저가 제어될 수 있다. 따라서, 예를 들어 제2 레이저에 의해 영상 투영이 생성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

미러 시스템(S)은, 예를 들어 하우징 및 외부 패키징과 미러 시스템의 연결을 위한 프레임(1)을 포함한다.

코일 본체(2) 및 코일 권선(7)을 포함하는 코일(20)이 프레임(1) 내에 배치된다. 또한, 제1 스프링(F) 및 연결 요소(14)를 통해 코일(20)과 연결되는 미러(3)가 프레임(1) 내에 배치된다.

스프링(F)은 별도로 도시되지 않는다. 오히려, 웨브(41)(도 4 참조) 및 그 영역(40)을 통해 미러(3)를 연결 요소(14)와 연결하는 스프링(F)의 4개의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)이 도시된다. 웨브(41)는 영역(40)에서만 4개의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)과 연결된다. 또한, 도 3에는, 각각 스프링 아암(4a, 4b)과 스프링 아암(4c, 4d)을 서로 연결하는 연결 웨브(45a, 45b)가 제공된다. 연결 웨브는 선택적이다.

코일(20), 미러(3), 연결 요소(14) 및 스프링 아암(4a 내지 4d)으로 이루어진 단일 공진 시스템은, 마찬가지로 구불구불하게 형성된 4개의 연성 스프링(5)을 통해 프레임(1)과 연결된다. 스프링들(5) 중 2개는 코일 본체(2)와 연결된다. 스프링들(5) 중 다른 2개는 스프링 아암(4a 내지 4d)을 둘러싸는 U자형의 연결 요소(14)의 단부와 연결된다.

스프링(5)은, 미러(3) 및 코일(20)을 제자리에 보유하면서, 단일 공진 시스템의 진동의 공진 주파수에 미미한 영향만을 미칠 정도로 연성이다.

도 3에서, 미러(3)가 배치된 제2 평면은 코일(20) 및 스프링 아암(4a 내지 4d)이 배치된 제1 평면 하부에 배치된다. 미러(3)는 코일(20) 및 스프링 아암(4a 내지 4d) 하부에 놓인다.

도 3의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)은 구불구불하게 형성되며, 4개의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)의 중간에 놓인 웨브(40)으로부터 웨브(40) 및 스프링 아암(4a 내지 4d)을 U자형으로 둘러싸는 연결 요소(14)를 향해 연장된다.

도 3의 미러 시스템(S)의 중간에는, 위로부터 아래로, 미러 시스템을 중간에서 대칭으로 분리하는 절단 축(A)이 도시되어 있다.

도 4는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도를 도 3의 절단 축(A)을 따르는 측면도로 도시한다.

도 4에서, 웨브(41)가, 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d) 및 코일(20)의 제1 평면상에 놓인 제2 평면 내에 미러를 어떻게 배치하는지가 도시된다.

또한, 도 4에서 미러(3)의 운동 방향(100a, 100b) 및 영역(40)의 운동 방향(101a, 101b) 그리고 코일(20)의 운동 방향(102a, 102b 및 103a, 103b)이 도시된다.

미러(3)의 운동 방향(100a, 100b)은 미러(3)의 중심을 중심으로 하는 회전 운동을 나타낸다. 미러(3)는 그의 종축을 중심으로 공진 진동한다. 운동 방향(101a, 101b)은 제1 평면 내의 영역(40)의 선형 운동을 나타낸다. 운동 방향(102a, 102b)은 미러(3) 방향으로의 제1 평면 내에서 코일(20)의 선형 운동을 나타낸다. 마지막으로, 운동 방향(103a, 103b)은, 제1 평면으로부터 운동 방향(102a, 102b)에 대해 수직인 방향을 가리키는 선형 운동을 나타낸다.

이하에서는 미러 시스템(S)의 기능이 상세히 설명된다.

방향(100a)으로 미러가 진동할 경우, 웨브(41)의 하부 영역 및 영역(40)이 스프링 아암(4a 내지 4d)에 대한 미러의 간격을 통해 통상 선형으로 방향(101a)으로 운동한다. 코일(20)은 이에 대해 반대 방향(102a)으로 보상 운동을 한다. 코일(20)이 회전축(100a, 100b)으로부터 이격되어 배치되기 때문에, 코일은 실질적으로 선형 운동(102a, 102b) 그리고 추가로 약간의 틸팅 운동(103a, 103b)만을 수행한다.

도 4에서 코일 본체(2) 내에 배치된 공동(6)이 코일 본체 질량의 감소를 위해 사용됨으로써, 코일 본체(2)의 운동 진폭이 커지고, 이에 의해 다시 구동 효율이 향상된다.

또한, 연결 웨브(45a, 45b)는 구동 효율의 향상을 위해 사용되며, 코일(20)의 선형 구동 운동으로, 또는 그 반대로의 미러(3)의 회전 진동 운동의 전환을 지원한다.

도 5는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략적인 평면도이다. 도 3에 반해, 미러(3)가 놓인 제2 평면은, 코일(20) 및 스프링 아암(4a 내지 4d)이 놓인 제1 평면 상에 놓인다.

도 5에서, 미러(3)가 타원형으로 형성된 것을 볼 수 있다. 다른 실시예에서 미러(3)의 다른 구성도 가능하다.

일 실시예에서, 코일 본체(2) 내에는 코일 본체의 질량의 감소를 위한 공동(6)이 존재한다. 공동(6)은 임의로 형성될 수 있다. 정지된 상태로 유지되는 공동 벽(16)은 안정화를 위해 이용되며, 일 실시예에서는 리브들을 구비할 수 있거나, 또는 안정화가 불필요할 경우에는 완전히 생략된다.

도 6은, 도 5의 미러 시스템을 기초로 하는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 6에서, 코일(20)은 코일 본체(2)의 3개의 측면에 공동(6)을 포함한다. 미러(3)로부터 가장 멀리 이격되어 배치된 사각형 코일 본체(2)의 측면은 공동(6)을 포함하지 않는다.

코일 본체(2)의 단부에서 공동(6)이 생략됨으로써, 코일 본체(2)의 운동 방향(103a, 103b)으로의 틸팅 운동을 감소시키는 평형 질량이 형성될 수 있다.

도 7은, 도 3의 미러 시스템을 기초로 하는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 3에서 스프링 아암(4a 내지 4d)을 코일(20)과 연결하는 연결 요소(14)가 도 7에서는 제거된다. 스프링 아암(4a 내지 4d)은 영역(40)으로부터 코일 본체(2)로 직접 안내된다.

일 변형예에서, 도 7에 도시된 스프링 아암(4a 내지 4d)은 예를 들어 리프 스프링으로 대체될 수 있다.

도 8은, 도 3의 미러 시스템을 기초로 하는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 3에 반해, 코일 본체(2) 또는 연결 요소(14)의 단부로부터 구불구불하게 프레임(1)으로 직접 안내되는 제2 스프링(5)이 제공되지 않는다.

오히려, 도 8의 프레임(1)은, 단일 공진 시스템의 운동 방향(102a, 102b)으로의 운동이 가급적 방해를 덜 받도록 형성된 추가 스프링 요소(500)를 갖는다. 또한, 이 스프링 요소는 운동 방향(102a, 102b)에 대한 횡방향 운동을 차단한다.

이는, 방향 "102a, 102b"으로 최대한 연성이지만, 다른 모든 방향으로는 최대한 강성인 스프링 요소(500)의 특수한 형상에 의해 이루어진다.

도 9는, 도 3의 미러 시스템을 기초로 하는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 3에 도시된 미러 시스템(S)은, 도 9에서 2개의 캡(50, 51)으로 구성된 하우징(G)을 구비한다. 캡(50, 51)은, 미러(3)가 기밀식으로 폐쇄되고, 선택적으로 하우징이 주위 압력에 비해 낮은 내부 압력을 포함하거나 진공 상태를 취하도록 구성된다.

또한, 캡(50)은 레이저 빔 투과성이거나, 영상 조사 과정에서 반사를 방지하기 위해 선택적으로 경사지게 세팅되기도 하는 윈도우(50a)를 갖는다.

캡(50)의 하부에는, 미러 시스템(S)을 기판상에 고정할 수 있는 플라스틱 접착부(52)가 위치한다.

또한, 도 9의 코일 시스템(S)은 자석(200)을 가지며, 이 자석은 예를 들어 마찬가지로 접착부(53)를 이용하여 미러(3) 반대편을 향하는 하우징(G) 측면에 고정될 수 있다.

접착부(52, 53) 및 기판은 높은 감쇠도를 가질 수 있다. 그러나 도시된 연성 스프링(5)(또는 도 8의 스프링(500))은 이러한 감쇠와 관련이 없는데, 그 이유는 시스템이 연성 스프링(5)에 의해 분리되어 시스템 자체 내에서 코일 본체(2)가 미러(3)의 운동에 대한 카운터 질량으로서 이용되기 때문이다.

단일 공진 시스템의 구동은 자석(200)의 영구 자장 내에 있는 코일 권선(7)을 통해 수행된다.

또한, 도 9의 영구 자석(200)에는 자속 편향판(201)이 배치됨으로써, 영구 자석(200)의 자기장의 자속선이 가급적 수직으로 코일 본체(20) 또는 코일 분기(7a, 7b)를 통해 연장된다.

자석(200)의 극의 하부에서 유도되는 자기장은, 도 8에서 102a 또는 102b로 표시된 방향으로 힘이 형성되도록 안내되어야 한다. 이를 위해, 영구 자석의 자기장이 자속 편향판(201)에 의해 안내될 수 있다. 이로써, 코일의 영역 내에서 도 9에 도시된 자기장 방향(70)이 형성된다. 코일 분기(7a, 7b)의 전류장(current field)과의 연결 시에 방향(102a, 102b)으로의 힘이 형성된다. 코일 분기(7a)는 본질적으로 코일 분기(7b)의 반대 전류 방향을 갖는다.

미러(3)가 진동하도록 하기 위해, 코일(20)의 전기장 방향이 변경되거나 펄스 형태로 제어된다.

도 10은, 도 9의 미러 시스템을 기초로 하는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 10의 미러 시스템(S)은 자속 편향판(201)를 포함한다. 이 변형예에서, 통상 이는 운동 방향(102a, 102b)으로 힘을 형성하는 코일 분기(7b)이다. 추가로, 외부 코일 분기(103a, 103b)의 수직 운동이 이용될 수 있다. 도 10의 자기장 형태는 자속 편향판에 의해 구현될 수 있다.

도 11은, 미러로부터 먼 측면에서 본, 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 11에서 스프링(F)은 스파이럴 스프링(400)으로서 형성된다.

스파이럴 스프링(400)으로 인해, 코일 본체(2)가 도 3과는 다른 형태로 운동한다.

미러(3)가 방향(100a, 100b)으로 진동하는 경우, 영역(40)은 여전히 방향(101a, 101b)으로 운동한다. 코일 본체(2)의 단부 자체는 그 단부에서, 코일 본체(2)의 신장부에 대해 실질적으로 수직인 운동, 도 12에서 운동 방향(1002a, 1002b)을 기술함으로써, 미러(3)의 회전 운동은 코일(20)의 틸팅 운동을 통해 보상된다.

스파이럴 스프링의 낮은 강성으로 인해, 도 4와는 상이한 운동이 방향(101a, 101b)으로 나타난다.

현수는, 비틀림에는 약하나 모든 선형 공간 방향으로는 가급적 강한 제2 스프링을 통해 수행되어야 한다. 이는 도 11 및 도 13에 도시된다. 여기서, 미러(3)는 토션 스프링(44a)을 통해 미러 평면 내에서 자체적으로 외부 프레임(1)과 연결되며, 코일(20)은 그 회전점에서 스프링(44b)을 통해 외부 프레임(1)과 연결된다. 물론, 시스템이 도 3 내지 도 5와 같이 임의의 연성 스프링과 연결될 수도 있으며, 이에 의해 외부로부터의 진동을 통한 여기 가능성이 증가한다.

도 11에는 도 3과 마찬가지로 미러 시스템(S)의 중간의 절단 라인(A)이 도시된다.

도 12는 본 발명에 따른, 도 11의 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도를 절단 라인(A)의 단면도로 도시한다.

방향(1002a, 1002b)으로의 운동은, 제1 평면에 대해 수직으로, 미러(3)로부터 가장 멀리 이격된 코일(20)의 후방 부분의 운동이며, 미러(3)의 구동을 위해, 예를 들어 방향(75)으로 영구 자석에 의해 형성된 자기장을 통해 코일 분기(7a) 내의 교류 전류와 조합되어 이용될 수 있다. 자석(200)의 상응하는 배치는 도 14에 도시된다.

코일 분기(7b)는 방향(1002a, 1002b)으로의 작용 없이 유지되는데, 그 이유는 자기장이 방향(1002a, 1002b)에 대해 수직으로만 작용함으로써 시스템의 공진 여기를 위해 작용하지 않기 때문이다.

또한, 상기 시스템이 회전 방향(110a, 110b)을 갖는 제2 회전점을 포함하는 것을 주목해야 한다. 제2 회전점은 미러(3)에 가장 인접한 코일(20)의 부분에 위치한다.

도 11 및 도 12의 시스템이 회전점(100a,b 및 110a,b)에 현수되는 경우, 즉, 제2 스프링(5)을 통해 프레임(1)과 연결되는 경우, 외부로부터의 진동 작용을 통한 여기 가능성이 최소화된다.

미러 시스템(S)의 모든 실시예에서, 연성 스프링(5 또는 500, 또는 44a 및 44b)을 통해, 코일(20)에 대한 전류 공급 라인뿐만 아니라, 예를 들어 압전 저항 효과를 통해 미러 편향을 검출하는 신호 라인도 안내될 수 있다.

진동 미러 편향의 값의 검출은 압전 저항으로서 구성된 제1 측정 장치(M1)를 통해 스프링(4a 내지 4d 또는 400)상에서 구현될 수 있다.

또한, 연성 스프링(5, 500 또는 44a, 44b)상에서도, 압전 저항으로 구성된 제1 측정 장치(M1)가 진동 미러 편향의 검출을 위해 이용될 수 있다. 제1 측정 장치(M1)는 바람직하게는, 코일 본체(2) 또는 연결 요소(14)에 인접한 스프링 영역 내에 배치된다.

추가로, 유연하게 현수된 단일 공진 시스템의 편향을 측정하기 위해, 압전 저항으로서 구성된 제2 측정 장치(M1)가 연성 스프링(5, 500 또는 44a, 44b) 내에 장착될 수 있다. 제2 측정 장치는 바람직하게는, 외부 프레임(1)에 가까이 장착된다. 이러한 유형의 측정 저항에 의해, 자석-/코일 시스템이 미러(3)의 여기를 위해서 이용될 뿐만 아니라, 능동적으로, 유연하게 현수된 미러-/코일 시스템이 편향에 영향을 주는 것도 가능하다.

예를 들어, 일 실시예에서, 더 높은 주파수 진동 미러 진동에 부가적으로, 연성 시스템이 낮은 주파수로 여기될 수 있다. 이로써, 영상 품질, 즉, 영상의 스페클이 가변적으로 영향을 받을 수 있다.

미러(3)의 약한 저주파 운동을 통해, 영상 시야에 방해 작용을 하는 레이저 간섭이 방지될 수 있다. 또한, 영상의 스페클 제거는 영상 내용에 따라 가변적으로 수행될 수 있다. 따라서, 예를 들어 비디오 시퀀스는 정적 영상 내용과는 다르게 스페클이 제거될 수 있다. 정적 영상 내용은 텍스트를 포함하는지의 여부에 따라 상이하게 스페클 제거될 수도 있다.

일 실시예에서, 외부로부터 발생한 여기는 조절 시스템에 의해 능동적으로 억제될 수 있다. 예를 들어, 미러에 대한 충격 또는 미러(3)의 근처의 음원이 미러(3)의 진동 및 영상 품질에 영향을 미치지 않는다.

도 13은 도 11 및 도 12의 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 실시예의 개략적 평면도이다.

도 13에서, 코일 본체(2) 및 미러(3)로 구성된 단일 공진 시스템이 한편으로, 스프링(44a)을 통해 미러(3)의 진동 축에 현수되며, 다른 한편으로, 스프링(44b)을 통해 미러(3)에 가장 가까운 코일 본체(2)의 단부에 현수되는 것을 알 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 14의 미러 시스템(S)에서, 자석(200) 및 자속 편향판(201)은, 코일 분기(7a)를 포함하는 코일 본체(2)의 단부가 자석(200)의 자기장에 의해 횡방향으로 관통되도록 배치된다. 이는, 코일 분기(7a)의 전류 공급 시, 코일 본체의 상기 단부가 운동 방향(1002a, 1002b)으로 운동할 수 있게 한다.

도 15는, 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 미러(3)의 일 실시예의 개략도이다.

미러(3)가 동적 진동 미러 운동 시 가속력에 의해 너무 강하게 변형되지 않도록 하기 위해, 미러를 특수하게 구성할 수 있다. 도 15는 미러(3)의 하부면에 장착될 수 있는 리브 구조를 도시한다.

도 4 및 도 12에서 리브(601)는, 제1 스프링(F) 또는 스프링 아암(4a 내지 4d)에 대한 스페이서로서도 이용되는 웨브(41)를 부분적으로 대체한다.

리브는 미러(3)의 중심으로부터 바깥쪽으로 별 모양으로 연장된다.

도 16은 도 15의 미러(3)의 개략적 횡단면도이다.

도 16에서, 오직 웨브(41)가 제1 스프링(5)에 대한 미러의 간격을 결정하는 것을 볼 수 있다. 개별 리브(601)들은 더 짧고, 바람직한 기계적 안정성이 보장되도록 강하게 또는 깊게 구현된다.

도 17은 반사면으로부터 먼 미러(3)의 하부면으로부터 바라본, 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 미러(3)의 다른 일 실시예의 개략도이다.

도 17에서 리브 구조는 도 15 및 도 16과 다르게 구성된다. 리브 구조는 실질적으로, T자 빔 형태의 중앙 바아(602)를 포함하며, 중앙 바아는 거의 미러(3)의 단부까지 연장되며 미러(3)의 회전 축에 대해 평행하게 연장된다. 이에 의해, 한편으로 작은 회전 관성이 달성되며, 다른 한편으로 미러(3)가 더 안정되는데, 그 이유는 중앙 영역에서 높이가 더 증가하기 때문이다.

도 18은 도 17의 미러(3)의 개략도를 단면도로 도시한다.

스페이서로서 기능하는 도 18의 웨브(41)가 도 16에서 보다 더 작은 구조 높이를 갖는데, 그 이유는 미러(3)가 중앙 영역 내에서 약간만 움직임으로써, 전체 구조 높이가 도 16의 미러(3)의 구조 높이와 필적하기 때문이다. 물론 도 18의 미러(3)가 변형에 대한 안정성이 더 양호하다.

T자형 빔(602)이 회전 축에 가까이 놓임으로써, 도 16 및 도 18의 미러들(3) 사이의 회전 관성 모멘트는 약간만 변경된다.

리브(601)가 회전 축의 중앙 영역에만 제공되기 때문에, 외부에 놓인 미러(3)의 부분이 안정화되도록, 리브(601)가 외측을 향해 형성되어야 한다. 리브(601)의 수 및 구성은 구체적인 구성에 따른다. 최적의 위치 및 형태는 예를 들어 계산 프로그램에 의해 결정될 수 있다.

도 19는 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 19에서, 미러가 코일(20)의 중간에, 즉, 코일(20)상에 배치된다. 정방형 코일 본체(2)의 내측에서 제1 평면 내에, 코일 본체(2)를 연결하기 위해, 웨브(41)의 영역(40)을 접촉하는 스프링 아암(4a 내지 4d)이 위치한다. 코일 본체(2)는 2개의 제2 스프링(5)과 프레임(1)을 연결시킨다.

도 20은 도 19의 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도를 단면도로 도시한다.

도 19 및 도 20의 실시예에서, 코일 본체(2)는 미러(3)에 대해 대응 회전식으로 진동하며, 진동 에너지의 패키징 분리의 방지를 가능케 한다.

미러(3)의 운동은 이전과 같이 회전식으로 운동 방향(100a, 100b)으로, 그리고 웨브(41)의 영역(40)은 이전과 같이 방향(101a, 101b)으로 선형으로 운동한다. 미러가 방향(100a)으로 운동하는 경우, 코일 본체(2)는 반대 방향(1003a, 1004a)으로 진동한다. 방향(1010a, 1010b)으로의 코일 본체의 용이한 운동이 가능하다.

도 21은 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

도 3에서 스프링 아암(4a 내지 4d)을 코일(20)과 연결하는 연결 요소(14)는 도 21에서 제거된다. 스프링 아암(4a 내지 4d)은 영역(40)으로부터 코일 본체(2)로 직접 안내된다.

일 변형예에서, 도 21에 도시된 스프링 아암(4a 내지 4d)이 예를 들어 리프 스프링으로 대체될 수 있다.

도 22는 도 1의 미러 시스템(S)를 기초로 하는, 본 발명에 따른 미러 시스템(S)의 일 실시예의 개략도이다.

또한, 미러 시스템(S)은, 패키징과 코일을 연결하는 2개의 제2 스프링(5)을 포함한다. 미러(Sp)의 운동을 검출하는 제1 측정 장치(M1)가 제1 코일(F)에 배치된다. 또한, 제2 코일의 회전 또는 운동, 그리고 코일(Su), 스프링(F) 및 미러(Sp)로 구성된 단일 공진 시스템의 운동을 검출하는 제2 측정 장치(M2)가 제2 코일(5) 중 하나에 장착된다. 제1 및 제2 측정 장치(M1, M2)는, 제1 및 제2 측정 장치(M1, M2)의 측정값을 기초로 코일(Su)을 제어하는 제어 장치(ST)와 연결된다.

앞에서 본 발명을 바람직한 실시예를 참조로 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않으며 다양한 방식으로 변형될 수 있다. 특히, 본 발명은 본 발명의 핵심으로 벗어나지 않는 한, 다양한 방식으로 변경되거나 변형될 수 있다.

Claims

미러 시스템(S)이며,
진동할 수 있게 지지된 미러(Sp, 3)와,
코일(Su, 20)과,
코일(Su, 20)이 진동하는 미러(Sp, 3)에 대한 평형추로서 배치되도록 상기 미러(Sp, 3)와 코일(Su, 20)을 서로 연결하는 하나 이상의 제1 스프링(F)을 구비한 미러 시스템(S).
제1항에 있어서, 미러(Sp, 3)는 회전 진동하도록 형성되며,
하나 이상의 스프링(F)은, 코일(Su, 20)이 미러(Sp, 3)의 운동 방향에 반대로 진동하도록, 상기 미러(Sp, 3)와 코일(Su, 20)을 연결하는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
프레임(1)과,
상기 프레임(1)을 미러(Sp, 3) 및/또는 코일(Su, 20) 및/또는 하나 이상의 제1 스프링(F)과 연결하는 하나 이상의 제2 스프링(5), 특히 적어도 하나의 방향으로 잘 구부러지거나 연성인 스프링을 구비한 미러 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 코일(Su, 20)은, 코일 본체(2), 특히 공동(6)을 갖는 코일 본체(2)와, 상기 코일 본체(2)에 배치된 코일 권선(7)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제1 스프링(F) 및 코일(Su, 20)이 제1 평면 내에 배치되고, 미러(Sp, 3)는, 제1 평면에 대해 평행하게 놓인 제2 평면 내에서 제1 평면의 상부에 배치되며, 상기 미러(Sp, 3)는 특히 미리 정해진 길이의 웨브(41)를 통해 하나 이상의 제1 스프링(F)과 연결되는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
제5항에 있어서, 하나 이상의 제1 스프링(F)이, 구불구불하게 형성되어 일측 단부에서 웨브(41)와 연결된 4개의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)을 갖거나, 하나 이상의 제1 스프링(F)이, 원형으로 형성되어 일측 단부에서 웨부(41)와 연결된 2개의 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)을 가지며,
이때, 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)이 타측 단부에서, 하나 이상의 제1 스프링(F)을 코일(Su, 20)과 연결하는 연결 요소(14)와 연결되거나, 스프링 아암(4a, 4b, 4c, 4d)이 타측 단부에서 코일(Su, 20)과 직접 연결되는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미러 시스템은 적어도 미러(Sp, 3) 및 코일(Su, 20), 그리고 하나 이상의 제1 스프링(F)을 둘러싸는 하우징(G)을 구비하고, 하우징(G)은 특히 하우징(G)의 주변보다 낮은 기압, 특히 진공을 가지며, 기밀식으로 폐쇄되는, 미러 시스템.
제7항에 있어서, 하우징(G)은 미러(Sp, 3)의 상부에서 적어도 부분적으로 레이저 빔을 투과시키거나, 미러(Sp, 3)상에 윈도우, 특히 제1 평면 또는 제2 평면에 대해 경사지게 세팅되며 레이저 빔을 투과시키는 윈도우를 갖는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 미러 시스템은 자석(200), 특히 영구 자석(200)을 구비하며, 상기 자석(200)은, 코일(Su, 20)이 자석(200)의 자기장 내에 놓이도록 하우징(G)에 배치되는, 미러 시스템.
제9항에 있어서, 자석(200)의 자기장이 코일(Su, 20)의 영역 내에서 제1 평면을 거의 수직으로 또는 거의 수평으로 관통하도록, 자석(200)에 배치된 자속 편향판(201)을 구비한 미러 시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 미러(Sp, 3)의 미러 편향을 검출하도록 구성되며 특히 하나 이상의 제1 스프링(F)상에 배치되는 하나 이상의 제1 측정 장치(M1), 특히 하나 이상의 압전 저항을 구비한 미러 시스템.
제3항에 있어서, 미러(Sp, 3) 및/또는 코일(Su, 20) 및/또는 하나 이상의 제1 스프링(F)으로 구성된 그룹의 편향을 검출하도록 구성되며, 특히 하나 이상의 제2 스프링(5)상에 배치되는 하나 이상의 제2 측정 장치(M2), 특히 하나 이상의 압전 저항을 구비한 미러 시스템.
제12항에 있어서, 하나 이상의 제1 측정 장치(M1) 및/또는 하나 이상의 제2 측정 장치(M2)의 측정값을 기초로 하여, 미러(Sp, 3) 및/또는 코일(Su, 20) 및/또는 하나 이상의 제1 스프링(F)으로 구성된 그룹이 미리 정해진 주파수에 의해 여기되는 방식으로 코일(Su, 20)을 제어하도록, 또는 외부로부터 발생한 여기가 능동적으로 억제 제어되는 방식으로 코일(Su, 20)을 제어하도록 구성된 제어 장치(ST)를 구비한 미러 시스템.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 미러(Sp, 3)는, 상부면에 반사면이 배치되고 하부면에 미러(Sp, 3)를 기계적으로 안정화하도록 형성된 보강 요소(601)가 배치된 기판을 갖는 것을 특징으로 하는, 미러 시스템.
투영 장치이며,
광원(L)과,
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 미러 시스템(S)과,
하나 이상의 미러 시스템(S)의 제어를 위한 제어부(SE)를 구비한 투영 장치.