[发明专利]用于微镜的控制装置、用于控制微镜的方法和图像投影系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于微镜的控制装置、用于控制微镜的方法和图像投影系统。

背景技术

微镜通常用于图像投影，其中，例如激光束聚束地射到双轴悬挂的微镜上并且被微镜转向到投影面上。通过激光束的强度和在需要时的色彩调制与微镜运动的同步，能够在投影面上光栅成像。

在此这样地进行控制，使得微镜水平地和垂直地翻转，从而按行地实现图像构成。在每个扫描线之后，垂直轴线的翻转例如稍微增加，使得各个扫描线被不同地投影到投影面上。该过程可以用超过50Hz的图像重复频率（帧频）迭代，使得对于观察者形成静止图像或在需要时运动图像过程的印象。

微镜可以通过致动元件翻转，其中，机械式、静电式、磁式或以其它方式产生的力选择地被施加到多个致动元件上，以便实现微镜相对于微镜的翻转轴线中的一个或两个的偏转。由于微镜基于按像素的图像构成而几乎持续地在运动中，为了致动元件的致动需要高的能量。恰恰当将这样的投影系统应用在具有有限的能量存储的器具、例如具有蓄电池作为能量源的便携式电子器具中时，希望的是，减少由对微镜的控制引起的能量消耗，以便延长器具的运行持续时间。

文献US 7,515,329 B2例如公开了用于以分给两个镜轴的控制信号来谐振地控制MEMS镜的方法。

发明内容

本发明按照一种实施方式创造了一种用于控制微镜的方法，具有以下步骤：生成具有第一频率的第一控制信号，该第一控制信号对微镜围绕第一翻转轴线的翻转运动编码；生成具有第二频率的第二控制信号，该第二控制信号对微镜围绕垂直于第一翻转轴线的第二翻转轴线的翻转运动编码，该第二频率小于第一频率；通过以第一频率对第二控制信号的二进制调制、例如脉宽调制来调制第二控制信号；和以经调制的第二控制信号和第一控制信号控制微镜的力耦合输入元件。

按照另一种实施方式，本发明提供了一种用于控制微镜的控制装置，具有：第一信号发生器，它被设计用于生成具有第一频率的第一控制信号，该第一控制信号对微镜围绕第一翻转轴线的翻转运动编码；第二信号发生器，它被设计用于生成具有第二频率的第二控制信号，该第二控制信号对微镜围绕垂直于第一翻转轴线的第二翻转轴线的翻转运动编码，该第二频率小于第一频率；调制器，它与第一信号发生器和第二信号发生器连接，并且该调制器被设计用于通过以第一频率对第二控制信号的二进制调制、例如脉宽调制来调制第二控制信号；和致动装置，它与调制器连接，并且该致动装置被设计用于以经调制的第二控制信号和第一控制信号控制微镜的力耦合输入元件。

按照另一种实施方式，本发明创造了一种图像投影系统，具有：微镜装置，它具有至少一个具有多个力耦合输入元件的微镜；图像生成装置，它被设计用于按照预确定的图像数据产生光束并且将光束指向到微镜装置的所述至少一个微镜上；图像数据生成装置，它被设计用于生成预确定的图像数据并且馈入到图像生成装置中；和按照本发明的控制装置，它被设计用于通过控制多个力耦合输入元件来产生所述至少一个微镜的翻转运动，从而由图像生成装置产生的光束被所述至少一个微镜转向以生成与图像数据相应的图像。

本发明的基本构思是，通过适当的二进制调制、例如脉宽调制对微镜围绕垂直翻转轴线的翻转运动的控制信号的高频信号部分进行调制，以便能够不仅通过用于微镜围绕水平翻转轴线的翻转运动的控制信号而且能够通过用于围绕垂直翻转轴线的翻转运动的控制信号提供对于微镜的水平翻转运动所需的致动能量。由于两个控制信号的频率部分的谱分开，通过本发明能够实现的是，致动能量被这样地分配到用于垂直翻转运动的控制信号上，即垂直翻转运动不受影响或几乎不受影响。

这一方面提供了以下优点，即在对微镜加载按照本发明生成的控制信号时，引入的致动能量可以显著地被提高。附加的能量可以例如用于实现更大的水平偏转角度，这在具有16：9的当前图像投影系统中相对于传统的4：3的图像宽高比是有优势的。

另一方面，例如在已有的具有足够的水平偏转角度的系统中，能够以成本低廉的方式减少驱动和控制系统的芯片面积。

最后，按照本发明能够有利地使用控制电子装置中的数字转换等级。与传统的直线驱动级相比，为此所需的芯片面积更小并且到达更高的效率。由此能够更有效地将所需的致动能量用于微镜的运动，这恰好在便携式电子产品中有助于延长能量存储器的运行时间。