[发明专利]用于投影系统的镜面驱动装置及所属方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电磁驱动装置，以便使镜面在角位置之间交替偏转。本发明特别涉及一种用在投影系统中的镜面驱动装置，以便使镜面在相对于静止位置倾斜的两个角位置之间交替移动，其中，该驱动装置使用了由永磁体与动圈组成的简单组合。

背景技术

在现有技术中，镜面在两个位置之间移动，使得投影图像的像素密度加倍。这通过两个交换的半像产生，每个半像具有总图像的一半像素数。半像由于镜面移动的缘故轻微地相对偏移。例如，一个半像可以向下相对于另一个半像具有位移，该位移相当于像素大小的一半。肉眼将两个互相跟随的图像合成，以便形成唯一的总图像。

当所需要的振幅典型性地非常小时，进入非常高的加速度状态，例如总计12G或更高。

为了实现这样的力，本应用领域中目前使用的驱动器包括多个磁体和多个可移动部件。图1A和1B示出了根据现有技术的这种驱动器，其用来驱动投影仪中的镜面。图1A示出了已组装的构件1，图1B示出了图1A中构件的分解图。为了实现驱动镜面所需要的力，需要两个动圈4、四个永久磁体14以及五个钢元件(四个钢板12和一个基座16)。

如借助附图可以看出的那样，需要许多昂贵的组件，其组装起来很困难并且由于其复杂性而具有出现故障的风险。

故此而需要一种电磁驱动装置，该驱动装置仅仅是一个简单的构件，该构件包括永磁体和线圈，以使得表面在两个互相邻近的角位置之间在高频率下旋转。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电磁驱动装置，其是包括永磁体和线圈的简易元件，以使得表面在两个互相邻近的角位置之间在高频率下旋转。该驱动装置应该特别适用于镜面在两个角位置之间相对于静止状态的旋转。

本发明的目的借助于由永磁体和动圈组成的简易组合来实现。

根据本发明，用于使得镜面在两个角位置之间交替偏转的电磁驱动装置设有固定的磁场构件、镜面支架以及可围绕轴线移动支承的部件，其中磁场构件包括两个磁极，并且磁场构件的其中一个磁极包括两个开口，磁场构件的另一个磁极包括两个臂，这两个臂如下设计，即，在这两个开口中的每一个开口中分别插入一个臂，从而在臂和被臂插入的开口的边缘之间存在空隙，磁场构件的磁通从一个磁极向另一个磁极跨过该空隙；镜面支架的可移动支承的部件包括臂，在该臂上设置镜面并且在轴线的两侧分别设置了动圈，其中镜面支架和磁场构件相互这样设置，即，在这两个开口中的每一个开口中分别至少部分地插入一个动圈并让另一个磁极的臂啮合到各个动圈中，从而磁通通过动圈的线匝。

该电磁驱动装置优选具有下述特征，即，磁场构件包括永磁体、上板和下板，上板形成磁场构件的一个磁极，下板形成磁场构件的另一个磁极。

可移动支承的元件的可移动的支承优选通过扭杆在镜面支架的外围上实现。

外围、扭杆以及镜面支架的臂可以优选地由铸造的铝合金一体地制成。

为了在两个角位置之间转换镜面，可以顺序实施下述方法：在第一步骤中，电流以合适的方向通过动圈流动。由于在电流流过的导体上的力，线圈获得与其绕组以及通过线圈的磁通垂直的力，该力合成扭矩到镜面支架的可移动支承的部件的臂上并且使得镜面偏转到角位置中。在第二步骤中，电流方向并从而扭矩反向，从而使得镜面偏转到另一个角位置中。在第三步骤中，循环重复第一步骤和第二步骤。

其中，这些步骤以非常迅速的次序重复，以致于在镜面支架的可移动支承的部件的臂上出现≥12G的加速度。

动圈是已知的。动圈起初被研发用于扬声器，动圈同时还可以用于使得元件在不同构件中移动并由此来替代步进驱动器或类似物。例如，动圈可以应用在硬盘驱动中以使得支承头部的臂在盘片的范围内摆进或再次摆出。动圈通过下述方式被激活，即，通过绕组传送电流，由此产生垂直的力。由磁体和两个板引起的磁通横穿空隙。从而动圈根据电流方向的不同而向上或向下移动。

相应于本发明的永磁体包括上表面和下表面，上表面形成一个磁极，下表面形成另一个磁极。上表面具有开口，以便容纳动圈，下表面具有臂，该臂插入动圈的开口中。以这种方式创造性地利用仅仅一个永磁体就在围绕驱动装置的两个动圈驱动器的空隙中产生了很高的磁通。

在本发明的一个优选实施例中，除了永磁体，磁体仅包括两个铁磁材料如冲压钢的部件：一个上板和一个下板，它们通过永磁体保持在一起，使得每个板形成一个磁极。上板具有开口，以便容纳动圈，下板具有臂，该臂插入动圈的内部。以这种方式创造性地利用仅一个(例如由稀土金属形成的)永磁体和两个铁磁材料的元件就在围绕驱动装置的两个动圈驱动器的空隙中产生了很高的磁通。