WO2015189051A1

WO2015189051A1 - Mikrospiegelvorrichtung und projektionseinrichtung

Info

Publication number: WO2015189051A1
Application number: PCT/EP2015/061959
Authority: WO
Inventors: Rainer Straub; Johannes Baader; Andreas Duell; Frederic Njikam Njimonzie; Joerg Muchow; Helmut Grutzeck
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2014-06-13
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2015-12-17
Also published as: KR102351857B1; KR20170018439A; US10001643B2; US20170108693A1; DE102014211379A1; CN106461933A; CN106461933B

Abstract

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Mikrospiegelvorrichtung mit einer Antriebseinrichtung, welche ein bewegliches Antriebselement, welches in einer ersten Ebene liegt, und eine Führungseinrichtung aufweist, und mit einem Spiegel, welcher federnd mit dem Antriebselement gekoppelt ist und in Ruheposition in einer zweiten Ebene liegt, welche parallel zu der ersten Ebene liegt, wobei die Führungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewegung des Antriebselements auf einer in der ersten Ebene liegenden Gerade zu führen. Ferner offenbart die vorliegende Erfindung eine entsprechende Projektionseinrichtung.

Description

Beschreibung

Titel

MI KROSPI EGELVORRICHTUNG UND PROJEKTIONSEINRICHTUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Mikrospiegelvorrichtung und eine Projektionseinrichtung mit einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung.

Stand der Technik

Mikrospiegel werden heutzutage in einer ständig steigenden Anzahl von Anwendungen eingesetzt. Zu diesen Anwendungen zählen z.B. Projektoren, Scanner oder dergleichen. Der Vorteil der Mikrospiegel liegt darin, dass diese einen geringen Platzbedarf aufweisen und daher sehr flexibel eingesetzt werden können.

Bei Mikrospiegeln handelt es sich üblicherweise um mikroelektromechanische Elemente, die z.B. mit Hilfe der aus der Halbleiterverarbeitung bekannten Verfahren strukturiert und hergestellt werden. Zur Realisierung der Auslenkung der Spiegel in einem solchen Mikrospiegel können unterschiedliche Verfahren verwendet werden. Beispielsweise können elektrostatische Antriebsverfahren, magnetische Antriebsverfahren, piezoelektrische Verfahren oder dergleichen genutzt werden. Dabei bieten einige Antriebsverfahren lediglich die Möglichkeit, den Spiegel in einer Richtung zu kippen. Andere Antriebsverfahren bieten auch die Möglich- keit, die Spiegel in zwei Richtungen zu verkippen. Der Spiegel führt also eine Rotationsbewegung um die Kippachse oder Kippachsen durch.

Bedingt durch die relativ große rotatorische Masse des Antriebs eines solchen Mikrospie- gels kann der Gesamtaufbau, bzw. Teile desselben, bestehend aus quasistatischem Spiegel, resonantem Spiegel, mechanischen Fixierungselementen, Magneten, elektronischen Teilen, samt Verbindungs- insbesondere Klebeflächen zu unerwünschten Schwingungen angeregt werden.

Verbindungsteile aus Kunststoff, insbesondere Klebeverbindungen, können bei solchen Schwingungen eine merkliche plastische Verformung aufweisen, was sich in einer unerwünschten Energiedissipation bemerkbar macht. Besonders kritisch bezüglich der Ener- gieauskopplung sind Massebewegungen in z-Richtung, d.h. senkrecht zur Chipoberfläche oder zur Spiegeloberfläche.

Eine solche Massebewegung in z-Richtung ist aber bedingt durch das Antriebsprinzip bei bekannten Mikrospiegeln ein Bestandteil des normalen Betriebs eines solchen Mikrospie- gels. Fig. 9 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines solchen Mikrospiegels, welcher z.B. aus der DE 10 2012 206 291 bekannt ist.

Der Mikrospiegel der Fig. 9 weist eine Antriebsfeder F1 auf, über welche ein Antriebskör- per A mit der Halterung H verbunden ist. Über eine zweite Feder F2 ist der Spiegel SP mit dem Antriebskörper A gekoppelt. Auf dem Antriebskörper A ist an dessen Rand ferner eine Spule S angeordnet, die von einem durch den Magneten M erzeugten Magnetfeld durchdrungen wird. Je nach Orientierung des Magnetfeldes wird der Antriebskörper an dem Rand, welcher die Spule aufweist, nach oben oder unten, also in z-Richtung bewegt. Wird der Antriebskörper zyklisch in eine solche rotatorische Bewegung versetzt, wird der Spiegel ebenfalls in eine rotatorische Bewegung versetzt. Wie in Fig. 9 zu erkennen ist, ist die Bewegung des Antriebskörpers A in z-Richtung ein elementarer Bestandteil des Antriebskonzepts der Fig. 9 und kann bei dem gezeigten Antriebskonzept nicht vermieden werden.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung offenbart eine Mikrospiegelvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Projektionseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 1 .

Demgemäß ist vorgesehen: Eine Mikrospiegelvorrichtung mit einer Antriebseinrichtung, welche ein bewegliches Antriebselement, welches in einer ersten Ebene liegt, und eine Führungseinrichtung aufweist, und mit einem Spiegel, welcher federnd mit dem Antriebselement gekoppelt ist und in Ruheposition in einer zweiten Ebene liegt, welche parallel zu der ersten Ebene liegt, wobei die Führungseinrichtung ausgebildet ist, eine Bewegung des Antriebselements auf einer in der ersten Ebene liegenden Gerade zu führen. Ferner ist vorgesehen:

Eine Projektionseinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle, mit mindestens einer Mikrospiegelvomchtung nach einem der vorherigen Ansprüche, und mit einer Steuereinrich- tung, die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Mikrospiegelvomchtung anzusteuern.

Vorteile der Erfindung Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass eine Bewegung des Antriebskörpers in z-Richtung, wie sie bei herkömmlichen Mikrospiegeln vorkommt, zu verstärkten Schwingungen und damit auch zu verstärkten Verformungen in einer Trägerstruktur des Mikrospiegels führt. Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Möglichkeit vorzusehen, den Spiegel der Mikrospiegelvomchtung in eine rotatorische Bewegung bzw. Schwingung zu versetzen, und dabei das Antriebselement der Mikrospiegeleinrichtung lediglich in einer Ebene zu bewegen, welche zu der Ebene, in welcher der Spiegel in einer Ruheposition liegt parallel ist. Dabei schließt die Bewegung in einer Ebene auch leichte Bewegungen in andere Richtungen ein, die z.B. auf Grund von Bauteiltoleranzen oder Verformungen von Bauteilen auftreten können.

Um das Antriebselement lediglich in der vorgegebenen Richtung bewegen zu können, sieht die vorliegende Erfindung eine Führungseinrichtung vor, die die Bewegung des Antriebselements einschränkt. Die Führungseinrichtung ist dabei derart ausgebildet, dass das Antriebselement entlang einer Geraden geführt wird, die in der ersten Ebene liegt, parallel zu der zweiten Ebene, in welcher der Spiegel liegt. Mit Hilfe der Führungseinrichtung wird es folglich möglich, die Bewegung des Antriebselements aus der vorgesehenen Ebene heraus zu beschränken. Dadurch können die Schwingungen, welche in der gesamten Mikrospiegelvomchtung bzw. in Trägerelementen der Mikrospiegelvomchtung hervorgerufen werden, auf ein Minimum reduziert werden. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. In einer Ausführungsform weist die Führungseinrichtung mindestens eine erste Feder, insbesondere eine Blattfeder, auf, welche in der Richtung der Geraden die geringste Fe- dersteifigkeit aufweist und mit dem mindestens einen Antriebselement gekoppelt ist. Da die Gerade die gewünschte Bewegungsvorrichtung vorgibt, kann die Feder hierdurch so ausgebildet werden, dass eine Bewegung in der gewünschten Richtung leicht angeregt werden kann, wobei Bewegungen in andere Richtungen erschwert werden. Die Feder kann z.B. in alle anderen Bewegungsrichtungen eine Federsteifigkeit aufweisen, die um Größenordnungen über der Federsteifigkeit in der gewünschten Richtung liegt.

In einer Ausführungsform ist die mindestens eine erste Feder an deren Ende, welches nicht mit dem Antriebselement gekoppelt ist, mit einer Trägerstruktur der Mikrospiegelvor- richtung gekoppelt. Dies ermöglicht es, mit Hilfe der Feder eine Relativbewegung des Antriebselements gegenüber der Trägerstruktur hervorzurufen.

In einer Ausführungsform sind eine Vielzahl von ersten Federn vorgesehen, welche symmetrisch verteilt mit einem auf der ersten Ebene senkrecht stehenden Pfosten gekoppelt sind, wobei der Pfosten mit der Trägerstruktur der Mikrospiegelvorrichtung gekoppelt ist. Dadurch wird die Steifigkeit des Gesamtsystems in allen Richtungen außer der ge- wünschten Richtung, in welcher die Federn die geringste Federsteifigkeit aufweisen, in Abhängigkeit von der Anzahl der Federn erhöht bzw. vervielfacht.

In einer Ausführungsform weist die Mikrospiegelvorrichtung eine Magnetvorrichtung auf, wobei das Antriebselement eine elektrische Spule aufweist, und wobei die Magnetvorrich- tung ausgebildet ist, ein Magnetfeld zu erzeugen, welches auf die Spule eine Kraft derart ausübt, dass das Antriebselement auf der Geraden bewegt wird. Dies ermöglicht es, eine Bewegung des Antriebselements ohne einen direkten physischen Kontakt des Antriebselements zu dem Magneten zu bewirken. In einer Ausführungsform ist die Magnetvorrichtung derart an der Trägerstruktur angeordnet, dass in einer Ruheposition der Antriebseinrichtung die Spule senkrecht von dem Magnetfeld durchdrungen wird. Dadurch wird die maximal mögliche Kraft in der gewünschten Richtung auf die Antriebseinrichtung ausgeübt. In einer Ausführungsform weist das Antriebselement mindestens eine zweite Feder auf, welche ausgebildet ist, den Spiegel derart mit dem Antriebselement zu koppeln, dass der Spiegel bei einer Schwingungsbewegung des Antriebselements auf der Geraden in eine zyklische rotatorische Bewegung versetzt wird. Dadurch wird es möglich basierend auf einer linearen Pendelbewegung des Antriebselements eine rotatorische Bewegung des Spiegels hervorzurufen.

In einer Ausführungsform weist die mindestens eine zweite Feder eine meanderförmige Struktur, insbesondere mit hohem Aspektverhältnis, auf, welche derart ausgebildet ist, dass die mindestens eine zweite Feder zumindest teilweise aus der ersten Ebene heraus kippbar ist. Durch die meanderförmige Struktur der Feder wird erreicht, dass bei hoher Federsteifigkeit und kleiner Baugröße trotzdem die mechanischen Spannungen gering bleiben.

In einer Ausführungsform ist die Führungseinrichtung ausgebildet, eine rotatorische Bewegung des Antriebselements aus der ersten Ebene heraus in einem vorgegebenen Tole- ranzbereich bereitzustellen. Wird eine lediglich in einem engen Rahmen vorgegebene rotatorische Bewegung des Antriebselements ermöglicht, verbessert sich die Umsetzung der linearen Bewegung des Antriebselements in eine rotatorische Bewegung des Spiegels. In einer Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung ausgebildet, den Spiegel derart anzutreiben, dass dieser eine zyklische Bewegung mit einer Frequenz von mehr als 10kHz, insbesondere von 18kHz bis 22kHz ausführt.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzu- fügen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospie- gelvorrichtung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung; und

Fig. 9 eine Darstellung eines herkömmlichen Mikrospiegels.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.

Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung 1 . Die Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 1 weist eine Antriebseinrichtung 2 auf. Ferner ist ein Spiegel 6 federnd mit der Antriebseinrichtung 2 gekoppelt. Dabei ist die Antriebseinrichtung 2 in einer ersten Ebene 4 angeordnet und der Spiegel 6 in einer zweiten Ebene 7, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 parallel zu der ersten Ebene 4 liegt.

Die Antriebseinrichtung 2 weist ein Antriebselement 3 auf, mit welchem der Spiegel 6 gekoppelt ist. Ferner weist die Antriebseinrichtung 2 eine Führungseinrichtung 5 auf, die eine Bewegung des Antriebselements 3 auf einer in der ersten Ebene 4 liegenden Gerade 8 führt. In einer Ausführungsform kann die Führungseinrichtung 5 z.B. als ein schienenarti- ges Element 5 ausgebildet sein, welches die Bewegung in Richtung der Geraden 8 führt.

In einer Ausführungsform kann die Führungseinrichtung 5 z.B. eine ersten Feder oder eine Vielzahl von ersten Federn 9-1 - 9-n aufweisen. Die ersten Federn 9-1 - 9-n können dabei in der Richtung der Geraden 8 die geringste Federsteifigkeit aufweisen und mit dem mindestens einen Antriebselement 3 gekoppelt sein. Dadurch erleichtern die ersten Federn 9-1 - 9-n eine Bewegung in der Richtung der Geraden 8 und erschweren eine Bewegung des Antriebselements 3 in alle anderen Richtungen. Um die Bewegung des Antriebselements 3 zu steuern, können die ersten Federn 9-1 - 9-n neben dem Antriebselement 3 auch mit einer Trägerstruktur 10 der Mikrospiegelvorrichtung 1 , 1 -1 - 1 -n gekop- pelt sein.

Das Antriebselement 3 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine zyklische bzw. schwingende Bewegung in der ersten Ebene 4 zu vollziehen. Dies ermöglicht es eine re- sonante Anregung des Systems aus Antriebselement 3 und Spiegel 6 durchzuführen, wo- durch es möglich wird, eine definierte Bewegung des Spiegels 6 mit einer vorgegebenen Frequenz zu erzeugen.

Die Bewegung des Spiegels 6 selbst hängt von der Art der federnden Kopplung zwischen Spiegel 6 und Antriebselement 3 ab. In einer Ausführungsform kann die federnde Kopp- lung z.B. derart ausgeführt sein, dass der Spiegel 6 eine rotatorische Bewegung um eine Achse durchführt, die in etwa mittig zwischen dem Spiegel 6 und dem Antriebselement 3 liegt, wenn das Antriebselement 3 auf der Geraden 8 hin und her bewegt wird.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projekti- onsvorrichtung 17. Die Projektionseinrichtung 17 kann z.B. ein Videoprojektor zur Projektion von Filmen oder Bildern an eine Leinwand sein. Die Projektionseinrichtung 17 kann aber auch eine Projektionseinrichtung 17 sein, die z.B. in einem HUD-Display in einem Fahrzeug eingesetzt wird. Weitere Ausführungen sind ebenfalls möglich.

Die Projektionseinrichtung 17 weist eine Lichtquelle 18 auf, die z.B. eine herkömmliche Lampe, eine LED-Lampe, eine Laserlichtquelle oder dergleichen sein kann. Die Lichtquelle 15 ist derart angeordnet, dass diese eine Vielzahl von Mikrospiegeln 1 -1 - 1 -n anstrahlt (in Fig. 2 durch gestrichelte Linien dargestellt). Die einzelnen Mikrospiegelvorrichtungen 1 -1 - 1 -n des Arrays spiegeln das Licht in Richtung z.B. einer Leinwand oder dergleichen (in Fig. 2 nicht separat dargestellt).

Die Projektionseinrichtung 17 weist ferner eine Steuereinrichtung 19 auf, die die Mikrospiegelvorrichtungen 1 -1 - 1 -n ansteuert. Dazu kann die Steuereinrichtung 19 je nach Ausführungsform z.B. eine oder mehrere Steuerspannungen bereitstellen, die die Ausrichtung der einzelnen Mikrospiegelvorrichtungen 1 -1 - 1 -n steuern. Die Steuereinrichtung 19 kann in einer Ausführungsform auch dazu ausgebildet sein, die Lichtquelle 18 anzusteuern. Ferner kann die Steuereinrichtung 19 auch eine Schnittstelle aufweisen, über welche die Steuereinrichtung 19 z.B. Bilddaten empfangen kann. Diese Schnittstelle kann z.B. eine HDMI-Schnittstelle, eine DVI-Schnittstelle oder dergleichen sein. Diese Schnittstelle kann aber auch eine Netzwerkschnittstelle oder dergleichen sein.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung 1 in einer Seitenansicht.

Die Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 3 weist eine Trägerstruktur 10 auf, die den Spiegel 6 und die Antriebseinrichtung 2 umgibt und in deren Mitte einen Hohlraum für den Spiegel 6 und die Antriebseinrichtung 2 aufweist. Der Hohlraum ist in etwa zweigeteilt, wobei die linke Hälfte den Spiegel 6 und einen Teil des Antriebselements 3 aufweist und die rechte Hälfte den zweiten Teil des Antriebselements 3 sowie die Führungseinrichtung 5 aufweist. In etwa in der Mitte der rechten Hälfte des Hohlraums ist ein Pfosten 1 1 angeordnet, der Bestandteil der Trägerstruktur ist und sich von oben nach unten durch den Hohlraum erstreckt. Die Führungseinrichtung 5 weist die ersten Federn 9-1 und 9-2 auf, die rechts und links an dem Pfosten befestigt sind und an deren anderem Ende mit dem Antriebselement 3 gekoppelt sind. In Fig. 3 ist ferner eine zweite Feder 16 in Form eine Schnecke dargestellt, die den Spiegel 6 an das Antriebselement 3 koppelt. Die Schneckenform der zweiten Feder 16 soll andeuten, dass die lineare Bewegung des Antriebselements 3 in eine rotatorische Bewegung des Spiegels 6 gewandelt wird.

Schließlich weist die Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 3 zwei Federelemente 25-1 , 25-2 auf, die das Antriebselement jeweils an den seitlichen Enden mit der Trägerstruktur 10 koppeln. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist das Antriebselement 3 an keinem Punkt fest mit der Trägerstruktur 10 gekoppelt. Vielmehr ist das Antriebselement 3 federnd aufgehängt. Die ersten Federn 9-1 und 9-2 können z.B. derart ausgebildet sein, dass das Antriebselement 3 nicht nur eine rein translatorische Bewegung von links nach rechts und zurück ausführt. Vielmehr können die ersten Federn 9-1 und 9-2 so ausgelegt sein, dass eine minimale, in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegende rotatorische Bewegung des Antriebselements 3 möglich wird. Dies kann die Umsetzung der linearen Bewegung des Antriebselements 3 in eine rotatorische Bewegung des Spiegels 6 unterstützen.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemä- ßen Mikrospiegelvorrichtung 1 in einer perspektivischen Aufsicht. Dabei liegt der Spiegel 6 in der Ansicht der Fig. 4 unter der Antriebseinrichtung 2 und das Ober- und Unterteil der Trägerstruktur 10 sind nicht dargestellt. Es ist folglich von der Trägerstruktur 10 lediglich ein Rahmen um die Antriebseinrichtung 3 und den Spiegel 6 zu sehen. Die Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 4 basiert auf der Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 3 und unterscheidet sich von dieser dahingehend, dass die Führungseinrichtung 5 eine Vielzahl von als Blattfedern ausgeführten ersten Federn 9-3 - 9-18 aufweist, von denen sich jeweils 8 Federn senkrecht zu der Geraden 8 in der ersten Ebene 4 liegend auf zwei Seiten des Pfostens 1 1 von dem Pfosten 1 1 zu dem Antriebselement 3 erstrecken. Der Pfosten 1 1 seinerseits ist mit dem Gehäuse fest verbunden, so dass ein direkter mechanischer Kontakt zu dem Rahmen 10 besteht. Das Blatt der Blattfedern 9-3 - 9-18 liegt dabei jeweils senkrecht von oben nach unten. Folglich weisen die Blattfedern 9-3 - 9-18 in der Richtung der Geraden 8 ein geringere Federsteifigkeit auf, als von oben nach unten. Die zweite Feder 16 ist in Fig. 4 als eine meanderförmige Struktur 4 ausgebildet, die in Ruheposition in der ersten Ebene 4 liegt. Die meanderförmige Struktur 4 ermöglicht bei einer annähernd linearen lateralen Bewegung des Antriebselements 3 eine rotatorische Bewegung des Spiegels 6.

Die Federelemente 25-1 , 25-2 sind in Fig. 4 als Balken ausgeführt, die sich über die gesamte innere Breite der Trägerstruktur 10 erstrecken und in deren Mitte mit der Trägerstruktur 10 gekoppelt sind.

Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemä- ßen Mikrospiegelvorrichtung 1 in einer perspektivischen Aufsicht. Dabei liegt der Spiegel 6 in der Ansicht der Fig. 5 über der Antriebseinrichtung 2 und das Ober- und Unterteil der Trägerstruktur 10 sind nicht dargestellt.

Die Mikrospiegeleinrichtung der Fig. 5 weist eine Magnetvorrichtung 12 auf, die dazu aus- gebildet ist, ein Magnetfeld 14 zu erzeugen, so dass die Antriebseinrichtung 3 in eine Schwingung versetzt wird, wenn die Spule 13, die sich auf dem Antriebskörper befindet, mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird. Dies wird in Zusammenhang mit Fig. 8 im Detail erläutert. Die Magnetvorrichtung 12 ist in der Darstellung der Fig. 5 auf der dem Spiegel 6 abgewandten Seite der Antriebseinrichtung 3 angeordnet.

Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung 1 in einer perspektivischen Aufsicht. Dabei liegt der Spiegel 6 in der Ansicht der Fig. 6 ebenfalls über der Antriebseinrichtung 3 und das Ober- und Unterteil der Trägerstruktur 10 sind nicht dargestellt. Die Mikrospiegelvorrichtung 1 der Fig. 6 basiert auf der Mikrospiegelvorrichtung der Fig. 4, bei welcher die Führungseinrichtung 5 jeweils acht Blattfedern 9-3 - 9-18 auf jeder Seite des Pfostens 1 1 aufweist.

Die Mikrospiegeleinrichtung 1 der Fig. 6 ist in einer Phase der Bewegung des Spiegels 6 gezeigt, in welcher der Spiegel 6 leicht nach links gekippt ist. Diese Stellung des Spiegels 6 wird bei einer Bewegung des Antriebselements 3 von links nach rechts hervorgerufen.

In Fig. 6 ist zu erkennen, dass die Blattfedern 9-3 - 9-18 ausgehend von dem Pfosten nach links gebogen sind. Das gesamte Antriebselement 3 ist also aus der Ruheposition nach links verschoben und befindet sich auf der Bewegung zurück in die Ruheposition. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mikrospiegelvorrichtung 1 gemäß Fig. 6.

In Fig. 7 ist eine Phase der Bewegung des Spiegels 6 dargestellt, in welcher der Spiegel 6 5 maximal nach links rotiert ist. Gleichzeitig sind die ersten Federn 9-3 - 9-18 maximal nach rechts ausgelenkt. Die Fig. 7 zeigt die Position der einzelnen ersten Federn 9-3 - 9-18 in einer maximalen Auslenkung.

Die Bewegung wird durch eine Richtungsumkehr fortgesetzt, bei welcher die ersten Fel o dem 9-3 - 9- 18 entspannt werden und damit das Antriebselement 3 wieder nach links bewegen. Dadurch wird der Spiegel aus der maximal gekippten Position wieder aufgerichtet.

Die Figs. 6 und 7 machen deutlich, wie durch eine laterale lineare Auslenkung des An- 15 triebselements 3 eine rotatorische Bewegung des Spiegels 6 hervorgerufen werden kann.

Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Magnetvorrichtung 12.

20 Die Magnetvorrichtung 12 weist ein um einen Magnet 30, z.B. einen Hartmagneten 30, u- förmig angeordnetes Gehäuse 31 auf. Aus dem Magnet 30 treten die Linien des Magnetfeldes 14 derart heraus, dass diese unter dem Magneten 30 senkrecht heraustreten. Unter dem Magnet 30 ist eine Spule 13 angeordnet, die in einer Ausführungsform auf dem Antriebselement 3 angeordnet ist. Wird die Spule 13 von den Magnetfeldlinien des Mag-

25 netfeldes 14 senkrecht durchdrungen ergibt sich eine Kraft auf die Spule 13 und damit z.B. auf das Antriebselement 3, in lateraler Richtung. Durch eine Ansteuerung des Magneten 13 mit einer Wechselspannung einer vorgegebenen Frequenz kann die Spule 13 und damit das Antriebselement 13 in eine Schwingung mit der vorgegebenen Frequenz versetzt werden.

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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Ansprüche

1 . Mikrospiegelvorrichtung (1 , 1 -1 - 1 -n), mit einer Antriebseinrichtung (2), welche ein bewegliches Antriebselement (3), welches in einer ersten Ebene (4) liegt, und eine Führungseinrichtung (5) aufweist; mit einem Spiegel (6), welcher federnd mit dem Antriebselement (3) gekoppelt ist und in Ruheposition in einer zweiten Ebene (7) liegt, welche parallel zu der ersten Ebene (4) liegt; wobei die Führungseinrichtung (5) ausgebildet ist, eine Bewegung des Antriebselements (3) auf einer in der ersten Ebene (4) liegenden Gerade (8) zu führen.

2. Mikrospiegelvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei die Führungseinrichtung (5) mindestens eine erste Feder (9-1 - 9-n), insbesondere eine Blattfeder, aufweist, welche in der Richtung der Geraden (8) die geringste Federsteif- igkeit aufweist und mit dem mindestens einen Antriebselement (3) gekoppelt ist.

3. Mikrospiegelvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine erste Feder (9-1 - 9-n) an deren Ende, welches nicht mit dem Antriebselement (3) gekoppelt ist, mit einer Trägerstruktur (10) der Mikrospiegelvorrich- tung (1 , 1 -1 - 1 -n) gekoppelt ist.

4. Mikrospiegelvorrichtung nach Anspruch 3, wobei eine Vielzahl von ersten Federn (9-1 - 9-n) vorgesehen sind, welche symmetrisch verteilt mit einem auf der ersten Ebene (4) senkrecht stehenden Pfosten (1 1 ) gekoppelt sind, wobei der Pfosten (1 1 ) mit der Trägerstruktur (10) der Mikrospiegelvorrichtung (1 , 1 - 1 - 1 -n) gekoppelt ist.

5. Mikrospiegelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, mit einer Magnetvorrichtung (12); wobei das Antriebselement (3) eine elektrische Spule (13) aufweist; und wobei die Magnetvorrichtung (12) ausgebildet ist, ein Magnetfeld (14) zu erzeugen, wel- ches auf die elektrische Spule (13) eine Kraft (15) derart ausübt, dass das Antriebselement (3) auf der Geraden (8) bewegt wird.

6. Mikrospiegelvorrichtung Anspruch 5, wobei die Magnetvorrichtung (12) derart an der Trägerstruktur (10) angeordnet ist, dass in einer Ruheposition der Antriebseinrichtung (2) die elektrische Spule (13) senkrecht von dem Magnetfeld (14) durchdrungen wird.

7. Mikrospiegelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Antriebselement (3) mindestens eine zweite Feder (16) aufweist, welche ausgebildet ist, den Spiegel (6) derart mit dem Antriebselement (3) zu koppeln, dass der Spiegel (6) bei einer Schwingungsbewegung des Antriebselements (3) auf der Geraden (8) in eine zyklische rotatorische Bewegung versetzt wird.

8. Mikrospiegelvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die mindestens eine zweite Feder (16) eine meanderformige Struktur aufweist, welche derart ausgebildet ist, dass die mindestens eine zweite Feder (16) zumindest teilwei- se aus der ersten Ebene (4) heraus kippbar ist.

9. Mikrospiegelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Führungseinrichtung (5) ausgebildet ist, eine rotatorische Bewegung des An- triebselements (3) aus der ersten Ebene (4) heraus in einem vorgegebenen Toleranzbereich bereitzustellen.

10. Mikrospiegelvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Antriebseinrichtung (2) ausgebildet ist, den Spiegel (6) derart anzutreiben, dass dieser eine zyklische Bewegung mit einer Frequenz von mehr als 10kHz, insbesondere von 18kHz bis 30kHz ausführt.

1 1 . Projektionseinrichtung (1 ), mit mindestens einer Lichtquelle (18); mit mindestens einer Mikrospiegelvorrichtung (1 , 1 -1 - 1 -n) nach einem der vorherigen Ansprüche; und mit einer Steuereinrichtung (19), die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Mikrospiegelvorrichtung (1 , 1 -1 - 1 -n) anzusteuern.