激活投影裝置的偏轉(zhuǎn)裝置的方法、投影裝置及其偏轉(zhuǎn)裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激活投影裝置的偏轉(zhuǎn)裝置的方法、偏轉(zhuǎn)裝置以及投影裝置。
【背景技術】
[0002]所謂李薩如投影儀(Lissajous projector)已知為現(xiàn)有技術，其中使用了在兩個軸中共振或幾乎共振從而正弦振動的鏡。在此原理中，這些鏡子，也表示為共振掃描儀，能夠?qū)崿F(xiàn)比非共振操作掃描儀大得多的振幅。相對于掃描激光投影具有更大振幅，等同于更高的光學分辨率。
[0003]由此，DE10 2009 058 762 Al 公開了用于將李薩如圖形(Lissajous figures)投影到投影表面上的投影裝置的偏轉(zhuǎn)裝置，為了使光束繞至少一個第一和第二偏轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)裝置被設計成用于生成李薩如圖形。偏轉(zhuǎn)裝置包括，用于生成相對于偏轉(zhuǎn)軸的振蕩的偏轉(zhuǎn)單元和用于生成偏轉(zhuǎn)單元的激活信號的控制裝置，具有基本上對應于偏轉(zhuǎn)單元的共振頻率的第一和第二激活頻率，其中偏轉(zhuǎn)單元的品質(zhì)因數(shù)>3000，并且激活裝置包括控制回路，該控制回路設計成以取決于所測得的偏轉(zhuǎn)單元的振蕩的相位位置的方式閉環(huán)控制第一和/或第二激活頻率，使得振蕩的最大振幅保持在偏轉(zhuǎn)單元的共振區(qū)。從而，品質(zhì)因數(shù)Q定義為共振頻率f0對帶寬B的比值，Q = fO/B，并且表示振幅隨頻率而變化的帶寬B定義為在阻尼達到3.0ldB的位置處的共振峰值的寬度。
[0004]除其他外，使用這種類型的共振操作掃描儀，考慮到偏轉(zhuǎn)單元的最小速度，如果利用定義的時間常量對光束強度進行時間積分，投影面的邊緣處強度過大的問題將發(fā)生在振蕩的反轉(zhuǎn)點處。圖4下部沿著一條線顯示關于時間積分的電磁輻射強度，伴隨著具有基本上對應于振蕩的共振頻率的恒定激活頻率(圖4，頂部圖)的共振掃描儀的共振操作和恒定的最大振蕩振幅(圖4中心)。可以認識到，線的端點處的強度增大，而線的中間強度最低。由于強度在線的端點處增大，這種掃描儀的應用范圍可能是受限制的。
[0005]存在一些應用，不期望在端點處的時間積分的光強度增加，而是在另一個位置，例如在線的中間或根據(jù)強度圖樣。這例如可以是具有照射任務的情況，如果，例如被掃描線的中心比線的外側邊界更重要。然而，其他應用旨在實現(xiàn)盡可能均勻的以時間方式對線照射。因此，如果一個區(qū)域或表面被照射，邊緣處的強度比照射表面中間的強度更高也會發(fā)生在光束二維偏轉(zhuǎn)的情況下。
[0006]因此，在這種情況下應用以準靜態(tài)(非共振)方式且?guī)缀鮿蛩僖苿拥膾呙鑳x。然而，由于可用的驅(qū)動力較低而不能夠?qū)崿F(xiàn)偏轉(zhuǎn)單元的大振幅的問題，以及偏轉(zhuǎn)單元的很軟的彈簧懸架可能成為必要的問題，發(fā)生在以準靜態(tài)的方式運行的掃描儀上。然而，軟彈簧懸架通常對于沖擊和震動是非常敏感的，并因此直到現(xiàn)在不能夠有意義地應用于一些領域，如汽車領域。
[0007]然而，具有相應地硬的懸掛的偏轉(zhuǎn)單元的、魯棒性非常好的掃描儀對沖擊和震動較大的應用通常是必要的。在大多數(shù)情況下，如果這種掃描儀共振操作，那么它只能生成較尚的振幅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此，本發(fā)明的目的是，限定掃描儀的概念，允許實現(xiàn)相對于震動和沖擊必要的魯棒性，其中要避免或減少投影面上不想要的過大的強度。
[0009]該目的通過本發(fā)明的方法、偏轉(zhuǎn)裝置以及投影裝置來實現(xiàn)。進一步的發(fā)展將在示例性實施例中推導出來。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，用于激活(控制)偏轉(zhuǎn)裝置的方法包括至少一個偏轉(zhuǎn)單元，并且提出了用于將軌跡投影至投影面的投影裝置。所述偏轉(zhuǎn)裝置(22)對引導至其上的電磁輻射進行偏轉(zhuǎn)，以生成軌跡，并且，所述至少一個偏轉(zhuǎn)單元通過從控制裝置發(fā)送的激活信號(控制信號)被激活(控制)，以產(chǎn)生振蕩，在每種情況下具有振蕩方向變化處的繞至少一個偏轉(zhuǎn)軸方向的轉(zhuǎn)動振幅，其中，在共振的情況下，所述振蕩具有最大振幅，產(chǎn)生的軌跡在所述最大振幅處到達所述投影面的邊緣。
[0011]振蕩的轉(zhuǎn)動振幅從而定義為給定振動的方向變化，在任何振蕩期間繞偏轉(zhuǎn)軸的偏轉(zhuǎn)板的偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)單元通常在偏轉(zhuǎn)板的轉(zhuǎn)動振幅具有最小速度。如果振蕩的轉(zhuǎn)動振幅，例如以周期函數(shù)的形式，如正弦函數(shù)，則函數(shù)的最大值形成轉(zhuǎn)動振幅。
[0012]繞至少一個偏轉(zhuǎn)軸的偏轉(zhuǎn)單元的振蕩的最大振幅為繞至少一個偏轉(zhuǎn)軸的偏轉(zhuǎn)單元的振蕩振幅在共振的情況下能夠達到的最大振幅，即預定的最大激活振幅(預定最大控制振幅)和激活頻率(控制頻率)在至少一個偏轉(zhuǎn)軸的共振頻率區(qū)域，優(yōu)選兩個或多于兩個軸。投影面的邊緣只可以利用偏轉(zhuǎn)單元的最大振幅的存在由產(chǎn)生的軌跡達到或照射到。即，投影表面的邊緣只有在以下情況下可以被照射到，由具有預定的最大激活振幅的控制裝置給定偏轉(zhuǎn)單元的激活并且激活頻率被調(diào)諧或匹配至偏轉(zhuǎn)單元的共振頻率。這通常在暫態(tài)過程(瞬態(tài)響應)或動作時間(穩(wěn)定時間)之后生效。因此，在共振的情況下，偏轉(zhuǎn)單元通常至少時間上地在振蕩的最大振幅被操作，為了也能照射投影面的邊緣。
[0013]振蕩的最大振幅的區(qū)域包括與振蕩的最大振幅值相差達I %的振幅。作為規(guī)律，最大激活振幅是固定地預定的并且不應超過一個值，取決于各偏轉(zhuǎn)單元，例如為了避免損壞偏轉(zhuǎn)單元。
[0014]如果只提供一個偏轉(zhuǎn)軸，軌跡可以在投影面上成像在一條線上。然后，投影面的邊緣由線的端點確定。投影面可以在另一個維度被掃描，例如通過網(wǎng)格/光柵掃描方法，為了盡管這樣的情況下也照亮整個投影表面。方法并不一定限制于單一偏轉(zhuǎn)軸。在電磁輻射繞幾個偏轉(zhuǎn)軸偏轉(zhuǎn)的情況下，軌跡可以形成李薩如圖形。幾個偏轉(zhuǎn)軸，例如2或3可通過例如幾個連續(xù)布置的偏轉(zhuǎn)單元或單個、多軸偏轉(zhuǎn)單元來實現(xiàn)。李薩如圖形可以在投影面的區(qū)域上成像。
[0015]本申請的上下文中的預定值也可以是一個值區(qū)域，或由函數(shù)組成。例如，預定的區(qū)域可以是相對于時間恒定的或可以時間上變化。此外，預定的值或值區(qū)域可以此外周期性地自身重復。然而，預定的值或值區(qū)域應當也存在于振蕩的最大振幅區(qū)域外，并且尤其應當具有比振蕩的最大振幅小的值。
[0016]利用所提出的方法，可以至少暫時地防止具有振蕩的最大振幅的偏轉(zhuǎn)單元的永久共振操作。即，在偏轉(zhuǎn)單元已達到最大振幅之后，通過設置激活信號可以將該偏轉(zhuǎn)單元的振蕩的轉(zhuǎn)動振幅設置或減少到小于振蕩的最大振幅的振蕩的轉(zhuǎn)動振幅。因此，振蕩的轉(zhuǎn)動振幅通常不是相對于時間恒定的。投影面內(nèi)的電磁輻射強度分布可以根據(jù)預定圖案改變或設置，通過該方法。尤其是，至少可以減少在投影面的邊緣處不想要的強度增加。
[0017]激活信號通常以取決于最大激活振幅和匹配/調(diào)諧到振蕩的共振頻率的激活頻率的方式設置。設置的激活信號可以在開始操作偏轉(zhuǎn)裝置之前進行校準。所述校準也可以發(fā)生在偏轉(zhuǎn)裝置的操作過程中。最大激活振幅和匹配到振蕩的共振頻率的激活頻率，例如可以在開始操作偏轉(zhuǎn)裝置之前確定。然后，在設置激活信號時，以如下方式將最大激活振幅和匹配到振蕩的共振頻率的激活頻率考慮在內(nèi)，使得振蕩的轉(zhuǎn)動振幅至少暫時地具有在最大振幅以外的區(qū)域預定值，利用設置的激活信號。在每個情況下，要設置的激活信號因而確定強度分布或投影面上的強度圖案。
[0018]偏轉(zhuǎn)單元的共振頻率的移位可以例如由于溫度或振蕩等外部影響而發(fā)生。因此，在這種情況下至少激活信號的激活頻率應當適應于偏轉(zhuǎn)單元的移位的共振頻率?？紤]到這樣，在特定的時間間隔對偏轉(zhuǎn)信號重新進行校準可以是必要的。例如，可以在偏轉(zhuǎn)裝置的每個啟動操作之前進行校準。也可以在固定的時間間隔，如每小時、每天、每周、每月或每年進行校準。
[0019]在進一步的改進中，該方法包括以下步驟:
[0020]-通過由所述控制裝置發(fā)送的激活信號激活(控制)所述至少一個偏轉(zhuǎn)單元，用于產(chǎn)生繞所述至少一個偏轉(zhuǎn)軸的共振操作，
[0021]-確定表示所述偏轉(zhuǎn)單元的振蕩的轉(zhuǎn)動振幅的信號，
[0022]-將確定的信號與表示所述振蕩的最大振幅的值比較，和
[0023]-如果經(jīng)比較所述振蕩的轉(zhuǎn)動振幅的值對應于所述振蕩的最大振幅，則以如下方式改變激活信號，使得所述振蕩的轉(zhuǎn)動振幅的至少暫時地被減小到所述振蕩的最大振幅的區(qū)域以外的預定值。
[0024]振蕩的最大振幅表示的值可以例如存儲在控制裝置中。
[0025]可以設想到，在第一時間間隔內(nèi)，以如下方式利用第一激活信號激活所述偏轉(zhuǎn)單元，使得所述振蕩的最大振幅在瞬態(tài)響應后達到，并且，在第二時間間隔內(nèi)，隨后利用第二激活信號激活所述偏轉(zhuǎn)單元，其中，以使得所述振蕩的轉(zhuǎn)動振幅被減小的方式，所述第二激活信號不同于所述第一激活信號的振幅，其中，所述第一時間間隔和第二時間間隔是連續(xù)的。第一時間間隔的第二時間間隔例如直接地彼此連續(xù)并且彼此替換。
[0026]在每種情況下，激活信號的時間順序可以通過將第一和第二時間間隔串在一起而給出。還可以設想到其他的時間間隔。例如，其中選定了大約為零的激活振幅的第三時間間隔在第二時間間隔之后開始。然后振蕩的轉(zhuǎn)動振幅同樣定為零值。投影面的中間的電磁輻射的駐留時間或時間積分強度可以通過這樣增加。此后偏轉(zhuǎn)單元可以再次以諧振方式操作，即第一間隔在第三時間間隔后再出現(xiàn)。所述的時間間隔都應小于30ms，優(yōu)選地小于10ms。對人眼可見的閃爍效應可以通過這種方式減少或避免。所述的時間間隔可以大于
0.05ms或大于0.1ms或大于0.5ms或大于Ims0
[0027]在進一步的改進中，直接達到所述振蕩的最大振幅之后，利用所述第二激活信號以如下方式激活偏轉(zhuǎn)單元，使得振蕩的轉(zhuǎn)動振幅減小至預定值。投影面的邊緣區(qū)域內(nèi)的電磁輻射的駐留時間或時間積分強度可以通過這樣減小。因此投影面的邊緣區(qū)域可以限定為圍繞投影面的邊緣的范圍，達到投影面的