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使用多稳态状态以增强图像的分辨率的光学设备

阅读:54发布:2022-04-01

专利汇可以提供使用多稳态状态以增强图像的分辨率的光学设备专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种光学设备(1)(例如用于增强图像的 分辨率 ),包括:透明板构件(55),构造成对穿过板构件(55)的光束(L)进行折射,该光束(L)对包括有成行的和成列的 像素 (40)的图像进行投影;以及承载件(30),所述透明板构件(55)刚性地安装到该承载件;其中承载件(30)构造成在第一状态与第二状态之间移动,从而被投影的所述图像(30)沿第一方向(x)被偏移某一分数(ΔP)的像素,特别是1/2像素。根据本发明,承载件(30)构造成多稳态的(例如双稳态或三稳态),其中所述第一状态和第二状态是多稳态(例如双稳态或三稳态)承载件(30)的稳定状态,并且其中光学设备(1)包括 致动器 装置(66),该致动器装置构造成强制实现或启动承载件(30)从第一稳定状态到第二稳定状态的转换,并且反之亦然。,下面是使用多稳态状态以增强图像的分辨率的光学设备专利的具体信息内容。

1.一种光学设备(1),特别是用于增强图像的分辨率的光学设备,所述光学设备(1)包括:
-透明板构件(55),所述透明板构件(55)构造成用于对穿过所述板构件(55)的光束(L)进行折射;
-承载件(33),所述透明板构件(55)刚性地安装到所述承载件(33),其中,所述承载件(33)构造成在至少第一状态与第二状态之间移动,由此使所述光束(L)偏移;
其特征在于:
所述承载件(33)被构造成是多稳态的、特别是双稳态的或三稳态的,其中,所述第一状态和所述第二状态是多稳态的所述承载件(33)的稳定状态,并且其中,所述光学设备(1)包括致动器装置(66),所述致动器装置(66)构造成强制实现或者启动所述承载件(33)的从所述第一稳定状态到所述第二稳定状态的转换以及所述承载件(33)的从所述第二稳定状态到所述第一稳定状态的转换。
2.根据权利要求1所述的光学设备,其特征在于,所述转换与所述承载件(33)绕第一轴线(700)的倾斜运动相对应。
3.根据权利要求1或2所述的光学设备,其特征在于,所述第一稳定状态和所述第二稳定状态均对应于所述承载件(33)的势能的局部最小值(1A、1B),其中,所述两个稳定状态(1A、1B)具有相同的势能或至少大致相同的势能。
4.根据权利要求3所述的光学设备,其特征在于,所述局部最小值(1A、1B)均由势阱形成,其中,每个势阱具有与激活能(2A)相对应的深度(2A)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成使得所述承载件(33)包括一势能,所述势能包括将所述两个稳定状态(1A、1B)分隔开以防止所述两个稳定状态之间的自发转换的至少一个局部最大值(3、3A、3B)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)构造成通过以下方式中的一者来强制实现或启动所述两个稳定状态之间的转换:
-降低所述两个稳定状态之间的势能垒(2A),使得所述两个稳定状态(1A、1B)中的一个稳定状态转变成不稳定状态(1A')、并因此启动向另一个稳定状态(1B)的转换,以及在完成所述转换之后通过将降低的所述势能垒升高回到该势能垒的初始值;
-将所述两个稳定状态之间的势能垒(2A)降低到较小值、并且添加一定量的能量(2A')以启动所述转换,以及在完成所述转换之后将降低的所述势能垒升高回到该势能垒的初始值;
-添加与所述两个稳定状态(1A、1B)之间的势能垒(2A)相对应的一定量的能量;
-施加势能(15A、15B、15C)以强制实现或启动从一个稳定状态(1A、1B)到另一个稳定状态(1B、1A)的所述转换,使得对应的初始稳定状态(1A、1B)的局部最小值升高并且所述初始稳定状态(1A)转变成不稳定状态(1A'),由此触发所述承载件(33)的向所述另一个稳定状态(1B)的转换;
-向所述承载件(33)施加至少一个加速脉冲或多个加速脉冲以强制实现从一个稳定状态(1A、1B)到另一个稳定状态(1B、1A)的所述转换,使得所述承载件(33)获得用以爬出对应的初始稳定状态(1A)的局部最小值以及越过所述局部最大值的动能,由此触发所述承载件(33)的向所述另一个稳定状态(1B)的转换,其中可选地,所述承载件的剩余动能用于在越过所述局部最大值时维持所述承载件的某一速度。
7.根据权利要求4或者引用权利要求4的权利要求5至6中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(33)构造成通过向所述承载件(33)添加超出对应的激活能(2A)一过量能量(2B)的能量(2C)来强制实现或启动所述两个稳定状态(1A、1B)之间的转换,其中特别地,所述光学设备(1)构造成在每次从一个稳定状态(1A、1B)到另一个稳定状态(1B、
1A)的单个转换之后耗散所述过量能量(2B)。
8.根据权利要求7所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成:在每次从所述稳定状态中的一个稳定状态到另一个稳定状态(1A、1B)的转换之后,至少部分地或完全地耗散所述添加的能量(2C)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(33)是三稳态的,其中,所述两个稳定状态(1A、1B)经由呈所述承载件(33)的所述势能的中间势阱(7)的形式的中间稳定状态(7)来连接,所述中间势阱包括所述承载件的所述势能(4)的局部中间最小值,其中,所述中间势阱(7)包括一深度(6),其中特别地,所述中间势阱(7)形成所述承载件(30)的所述势能的全局最小值,并且其中特别地,所述激活能(2A)至多为所述中间势阱(7)的所述深度(6)的二分之一,特别是至多为所述中间势阱(7)的所述深度(6)的十分之一,特别是至多为所述中间势阱(7)的所述深度(6)的百分之一。
10.根据权利要求9所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成以一频率(f1)重复地启动所述两个稳定状态之间的转换,所述频率(f1)至多为所述承载件(33)的振荡器频率(f0)的二分之一,特别是至多为所述承载件(33)的振荡器频率(f0)的十分之一,特别是至多为所述承载件(33)的振荡器频率(f0)的百分之一,特别是至多为所述承载件(33)的振荡器频率(f0)的千分之一。
11.根据权利要求9至10中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)构造成产生至少一个致动脉冲(16)或多个致动脉冲(17A-17D),以强制实现所述承载件(33)的从所述中间稳定状态(7、4)到所述第一稳定状态(1A)或第二稳定状态(1B)的转换,其中特别地,所述致动器装置(66)被构造成以下项中的一者:
-产生单个致动脉冲(16),所述致动脉冲(16)向所述承载件(33)传递足以直接强制实现所述承载件(33)的从所述中间稳定状态(4)到所述第一稳定状态(1A)或所述第二稳定状态(1B)的转换的最小能量(6);
-分多个部分使用所述多个致动脉冲(17A-17D)向所述承载件(33)传递足以强制实现所述承载件(33)的从所述中间稳定状态(4)到所述第一稳定状态或到所述第二稳定状态(1A、1B)的转换的最小能量(6);
-产生周期性激励,特别是谐振激励,从而通过将能量增量馈入到所述承载件(33)中直到所述承载件的动能高到足以爬出所述中间势阱(7)并稳定于所述两个稳定状态(1A、1B)中的一个稳定状态中,来强制实现从所述中间稳定状态(4)到所述两个稳定状态(1A、1B)中的一个稳定状态的转换。
12.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括夹持装置(32A、33),所述夹持装置(32A、33)构造成通过向所述承载件(33)施加夹持来在所述第一稳定状态(1A)和/或在所述第二稳定状态(1B)下对所述承载件(33)进行夹持。
13.根据权利要求12所述的光学设备,其特征在于,所述夹持装置包括至少一个磁体(32A、32AA),特别是永磁体(32A、32AA),所述至少一个磁体(32A、32AA)构造成向所述承载件(33)施加夹持力。
14.根据权利要求12或13所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括脱离装置(31A、32B),所述脱离装置(31A、32B)构造成在所述第一稳定状态(1A)和/或在所述第二稳定状态(1B)下撤销对所述承载件(33)的所述夹持。
15.根据权利要求14所述的光学设备,其特征在于,所述脱离装置(31A、32B)包括以下项中的一者:
-至少一个线圈(31A)和至少一个对应的磁体(32B),所述至少一个线圈和至少一个对应的磁体用于产生用于撤销对所述承载件(33)的所述夹持的洛伦兹力;
-设置在所述承载件(33)上的至少一个线圈(31A)和磁通返回结构,所述至少一个线圈和磁通返回结构用于产生用于撤销对所述承载件(33)的所述夹持的磁阻力(102B);
-至少一个线圈(31A),所述至少一个线圈构造成叠加所述夹持装置的所述至少一个磁体(32A)的磁场,以减小所述承载件与所述至少一个磁体(32A)之间的吸引磁阻力,从而撤销对所述承载件(33)的所述夹持;
-在所述承载件(33)上的至少一个线圈(31A)和导电结构,所述至少一个线圈和导电结构用于借助于在所述结构中感生的涡电流来产生洛伦兹力,从而撤销对所述承载件(33)的所述夹持;
-致动器(31C),所述致动器(31C)构造成向所述承载件(33)施加力以撤销对所述承载件(33)的所述夹持,所述致动器(31C)特别是以下项中的一者:压电致动器磁致伸缩致动器、相变材料、电活性聚合物、热电致动器或双金属。
16.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)包括阻尼装置(36),所述阻尼装置(36)构造成在所述承载件移动到所述第一稳定状态(1A)或所述第二稳定状态(1B)时耗散所述承载件(33)的动能。
17.根据权利要求16所述的光学设备,其特征在于,所述阻尼装置包括以下项中的至少一者:
-机械阻尼器(36A、39),
-涡电流阻尼器(37),
-磁性阻尼器(38),
-有源阻尼器(41)。
18.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括歇止位置限定装置(34、35、663),其中,所述歇止位置限定装置(663)构造成在所述承载件(33)的与所述承载件(33)的稳定状态(1A、1B)相对应的相应歇止位置为所述承载件(33)提供支撑点(61A)。
19.根据权利要求18所述的光学设备,其特征在于,所述歇止位置限定装置(663)包括用于提供对应的支撑点(61A)的以下项中的至少一者:弹簧(34)、止动件(35)、用于产生力的装置。
20.根据权利要求12或13所述的以及根据权利要求18所述的光学设备,其特征在于,所述歇止位置限定装置由所述夹持装置形成。
21.根据权利要求12、13、20中的一项所述的以及根据权利要求16或17所述的光学设备,其特征在于,所述阻尼装置被集成到所述夹持装置中。
22.根据权利要求12或引用权利要求12的权利要求13至21中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述夹持装置包括磁通引导结构(73;73A、73B、73C),所述磁通引导结构(73;
73A、73B、73C)用于引导至少一个磁体(32A、32AA)的磁通量,所述结构(73;73A、73B、73C)与所述承载件(33)的磁通引导部分(72A、72B)形成空气间隙(G),经由所述空气间隙(G)来引导所述磁通量;或者所述磁通引导结构(73A、37B、37C)与所述承载件(33)的磁通引导部分(72b)形成空气间隙(G),其中,所述磁通引导结构包括弹簧(30),经由所述弹簧(30)来弹性地支撑所述承载件(33),其中,所述磁通量是经由所述空气间隙(G)和所述弹簧(30)来引导的。
23.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)的所述承载件(33)包括四个歇止位置和四个支撑点(61A),其中各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态,每个支撑点(61A)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域(331、
332、332、334)处,并且其中,所述承载件(33)是由通用接头(30A、30B)支撑的,特别是在由所述承载件(33)跨越的区域中,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少两个脱离装置(662),特别地包括四个脱离装置(662)。
24.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备的所述承载件(33)包括四个歇止位置和两对支撑点(61A),其中各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态,在每对支撑点中两个支撑点(61A)彼此上下布置,并且其中,所述成对的支撑点(61)布置在所述承载件(33)的相反的边缘区域或部区域处,并且其中,所述承载件(33)是由通用接头(30C、30D、30E、30F)支撑的,特别是在由所述承载件(33)跨越的区域中或在所述承载件(33)外部的区域中,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少两个脱离装置(662),其中特别地,每个脱离装置(662)布置在相关联的支撑点(61A)处或布置在相关联的支撑点(61A)附近。
25.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)的所述承载件(33)包括四个歇止位置和四对支撑点(61A),其中各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态,在每对支撑点中两个支撑点(61A)彼此上下布置,并且其中每对支撑点(61A)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域处,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少四个脱离装置,其中特别地,每个脱离装置布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域(331、332、333、334)处。
26.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)的所述承载件(33)包括两个歇止位置以及两个支撑点(61A)和一旋转轴线(700),各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态(1A、1B),所述旋转轴线(700)穿过由所述承载件(33)跨越的区域,其中,所述支撑点(61A)布置在所述旋转轴线(700)的相反两侧,其中每个支撑点(61A)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域或角部区域处,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少一个脱离装置(662),特别地,所述脱离装置(662)布置在所述承载件(33)的边缘区域上。
27.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)的所述承载件(33)包括两个歇止位置以及两个支撑点(61A)和一旋转轴线(700),各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态(1A、1B),所述两个支撑点(61A)彼此上下布置,所述旋转轴线(700)穿过由所述承载件(33)跨越的区域或延伸到所述承载件(33)外部,其中,所述支撑点(61A)布置在所述承载件的边缘区域或角部区域处,其中每个支撑点(61A)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域或角部区域,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少一个脱离装置(662),特别地,所述至少一个脱离装置(662)布置在所述承载件(33)的边缘区域或角部区域处。
28.根据权利要求18至22所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)的所述承载件(33)包括两个歇止位置和两对支撑点(61A),其中,各个歇止位置对应于所述承载件(33)的不同的稳定状态,在每对支撑点中两个支撑点(61A)彼此上下布置,并且其中,每对支撑点(61A)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域或角部区域处,并且其中,所述致动器装置(66)包括至少两个脱离装置(662),其中特别地,每个脱离装置(662)布置在所述承载件(33)的相关联的边缘区域或角部区域处。
29.根据权利要求25或28所述的光学设备,其特征在于,为了减少振动声,所述光学设备(1)构造成对两个脱离装置(662)进行控制,使得发送到所述两个脱离装置(662)的控制信号被延迟一时间间隔t延迟=1/(2*fch),其中,fch是所述承载件(33)的振荡频率。
30.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(33)经由弹簧(30、30A)连接到支撑框架(51),使得所述承载件(33)能够绕第一轴线(700)在所述第一状态与所述第二状态之间相对于所述支撑框架(51)倾斜。
31.根据权利要求30所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(33)包括第一部件(33A)和第二部件(33B),所述第一部件(33A)经由所述弹簧(30A)连接到所述支撑框架(51),所述第二部件(33B)经由弹簧(30B)连接到所述第一部件(33A),使得所述第二部件(33B)能够绕第二轴线(701)在所述第二部件(33B)的第一状态与第二状态之间相对于所述第一部件(33A)倾斜,由此,特别地,使所述光束(L)偏移;并且其中,所述透明板构件(55)刚性地安装到所述承载件(33)的所述第二部件(33B),其中所述第二部件(33B)也被构造成为双稳态的或三稳态的,并且其中,所述第二部件(33B)的所述第一状态和所述第二状态是双稳态的第二部件或三稳态的所述第二部件(33B)的稳定状态,并且其中,所述致动器装置(66)构造成强制实现或启动所述第二部件(33B)的从所述第二部件的第一稳定状态到所述第二部件的第二稳定状态的转换、以及从所述第二部件的第二稳定状态到所述第二部件的第一稳定状态的转换。
32.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括多个导电线圈(31A)和对应的多个磁体(32B)。
33.根据权利要求30和32所述的光学设备,其特征在于,所述线圈布置在所述支撑框架(51)上,并且所述磁体(32B)布置在所述承载件(33)上。
34.根据权利要求32或33所述的光学设备,其特征在于,每个磁体(32B)恰好与所述线圈(31A)中的一个线圈相关联。
35.根据权利要求32至34中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述磁体(32B)构造成在相关联的所述线圈(31A)上方移动,其中,对应的所述磁体的磁通量平行于对应的所述磁体的正面延伸、并且沿着对应的所述线圈的延伸平面延伸穿过对应的所述线圈。
36.根据权利要求32至34中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述磁体(32B)的正面(400B)附接有磁通引导构件(40B),所述正面面向相关联的所述线圈(31A),并且其中,所述磁通引导构件(40B)与所述承载件(33)的区域(40C)一起形成用于对应的所述磁体(32B)的磁场的磁通返回结构,并且其中,对应的所述磁通引导构件(40B)构造成移动到相关联的所述线圈(31A)的中心开口中,其中,对应的所述磁体的磁通量在对应的所述磁体的所述磁通引导构件中平行于所述磁体的正面延伸、并沿着对应的所述线圈的延伸平面延伸穿过对应的所述线圈。
37.根据权利要求32至35中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述磁体(32B)构造成产生一磁场,所述磁场在对应的所述磁体(32B)的所述正面(400B)处平行于相关联的所述线圈(31A)的绕组轴线(W)来取向。
38.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)是机械双稳态致动器装置(66),所述致动器装置(66)包括中部板(89A),所述中部板(89A)经由至少两个角板(89A)而连接到支撑件(88),特别是以成一体的方式来连接到所述支撑件(88),使得所述中部板(89A)是双稳态的并且包括与所述中部板相对于所述支撑件(88)的两个不同位置相对应的两个稳定状态,其中,所述中部板(89A)连接到所述承载件(33),并且其中,设置有致动器(660),所述致动器(660)构造成强制实现所述中部板(89A)的从所述中部板(89A)的一个稳定状态到另一个稳定状态的转换,由此产生所述承载件(33)在其两个稳定状态(1A、1B)之间的对应转换。
39.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(69a)连接到所述光学设备(1)的支撑件(68a、68c),特别是以成一体的方式连接到所述光学设备(1)的所述支撑件(68a、68c),使得所述承载件是双稳态的并且包括与第一稳定状态和第二稳定状态(1A、1B)相对应的相对于所述支撑件的两个位置,或者使得所述承载件是四稳态的并且包括相对于所述支撑件的与四个稳定状态相对应的四个位置(66、61、62、63)。
40.根据权利要求39所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(69a)在所述承载件的一侧经由接头(64)连接到角板(69b),所述角板(69B)进而经由另外的接头(64)连接到所述支撑件(68a),并且其中,所述承载件在相反侧经由单个接头(64)和弹簧(67)连接到所述支撑件(68c),其中特别地,所述弹簧能够以与所述单个接头(64)成一体的方式形成。
41.根据权利要求39所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(69a)在所述承载件的一侧经由接头(64)连接到角板(69b),所述角板(69b)进而经由另外的接头(64)连接到所述支撑件(68a),并且其中,所述承载件在相反侧经由接头(64)连接到角板(69b),所述角板(69b)进而经由另外的接头(64)连接到所述支撑件(68c),其中特别地,弹簧(67)能够将所述另外的接头(64)连接到所述支撑件(68c),或者所述弹簧(67)能够以与所述支撑件(68b、
68c)成一体的方式形成,或者所述弹簧(67)能够在所述承载件(69a)的所述相反侧以与所述接头(64)和/或所述另外的接头(64)成一体的方式形成。
42.根据权利要求41所述的光学设备,其特征在于,所述接头(64)均包括至少一个扭力梁(64A)。
43.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括至少一个电永磁体(807),所述至少一个电永磁体(807)与所述承载件(33)的磁通引导区域(801)形成间隙(G0),以通过向所述承载件(33)的所述磁通引导区域(801)施加磁阻力(102A)来将所述承载件(33)保持在所述稳定状态中的一个稳定状态中,其中特别地,在所述稳定状态下,所述磁阻力(102A)与作用于所述承载件(33)的反作用力(110A)相平衡,使得所述电永磁体(807)不接触所述磁通引导区域(801),并且特别地,使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力(100A)而移动到另一个稳定状态。
44.根据权利要求1至42中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括至少一个电磁体(808),所述电磁体(808)与所述承载(33)的磁通引导区域(801)形成间隙(G0),以通过向所述承载件(33)的所述磁通引导区域(801)施加磁阻力(102A)来将所述承载件(33)保持在所述稳定状态中的一个稳定状态中,其中特别地,在所述稳定状态下,所述磁阻力(102A)与作用于所述承载件(33)的反作用力(110A)相平衡,使得所述电磁体(808)不接触所述磁通引导区域(801),并且特别地,使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力(100A)而移动到另一个稳定状态。
45.根据权利要求1至42中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括至少一个音圈达(815),所述音圈马达包括线圈(811)和相关联的磁性结构(812),所述磁性结构(812)包括彼此上下布置且具有反向平行的磁化强度的两个永磁体或部分(812a、812b),其中所述磁性结构(812)连接到所述承载件(33),其中,所述音圈马达构造成通过向所述承载件(33)施加洛伦兹力(102A)来将所述承载件(33)保持在所述稳定状态中的一个稳定状态中,其中特别地,在所述稳定状态下,所述洛伦兹力(102A)与作用于所述承载件(33)的反作用力(110A)相平衡,特别地使得当所述洛伦兹力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力(100A)而移动到另一个稳定状态,并且其中特别地,在所述磁性结构的背离所述线圈(811)的一侧布置有磁通返回结构(812c),其中所述磁通返回结构(812c)将所述两个磁体或部分(812a、812b)彼此连接。
46.根据权利要求30所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第一电永磁体(807a),所述第一电永磁体(807a)与所述承载件(33)的第一磁通引导区域(801a)形成第一间隙(G1),以通过向所述承载件(33)的所述第一磁通引导区域(801a)施加力来将所述承载件保持在所述第一稳定状态,其中特别地,在所述第一稳定状态下,所述力与作用于所述承载件(33)的反作用力相平衡,使得所述第一电永磁体(807a)不接触所述第一磁通引导区域(801a),并且特别地使得当所述力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力而移动到所述第二稳定状态。
47.根据权利要求46所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第二电永磁体(807aa),所述第二电永磁体(807aa)与所述承载件(33)的第二磁通引导区域(801aa)形成第二间隙(G2),以通过向所述承载件(33)的所述第二磁通引导区域(801aa)施加力来将所述承载件(33)保持在所述第二稳定状态,其中特别地,在所述第二稳定状态下,所述力与作用于所述承载件(33)的反作用力相平衡,使得所述第二电永磁体(807aa)不接触所述第二磁通引导区域(801aa),并且特别地使得当所述力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力而移动到所述第一稳定状态。
48.根据权利要求31和47所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置包括第三电永磁体(807b),所述第三电永磁体(807b)与所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的第三磁通引导区域(801b)形成第三间隙(G3),以通过向所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的所述第三磁通引导区域施加力来将所述承载件(33)的所述第二部件(33B)保持在所述第二部件的第一稳定状态,其中特别地,在所述第一稳定状态下,所述力与作用于所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的反作用力相平衡,使得所述第三电永磁体(807b)不接触所述第三磁通引导区域,并且特别地使得当所述力被断开时,所述承载件的所述第二部件(33B)通过所述反作用力移动到所述第二部件的第二稳定状态。
49.根据权利要求48所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置包括第四电永磁体(807bb),所述第四电永磁体(807bb)与所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的第四磁通引导区域(801b)形成第四间隙(G4),以通过向所述承载件的所述第二部件(33B)的所述第四磁通引导区域施加力来将所述承载件(33)的所述第二部件(33B)保持在所述第二稳定状态,其中特别地,在所述第二稳定状态下,所述力与作用于所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的反作用力相平衡,使得所述第四电永磁体(807b)不接触所述第四磁通引导区域(801bb),并且特别地使得当所述力被断开时,所述承载件的所述第二部件通过所述反作用力而移动到所述第二部件的第一稳定状态。
50.根据权利要求47所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备包括另外的承载件(333),所述另外的承载件(333)刚性地安装有另外的透明板构件(555),其中,所述另外的承载件(333)构造成在至少第一状态与第二状态之间移动,由此使所述光束(L)偏移;并且其中,所述另外的承载件(333)被构造成是多稳态的,特别是双稳态的或三稳态的,其中所述第一状态和所述第二状态是多稳态的所述另外的承载件(333)的稳定状态,并且其中,所述致动器装置(66)构造成强制实现所述另外的承载件(333)的从所述另外的承载件(333)的所述第一稳定状态到所述第二稳定状态的转换、以及从所述另外的承载件(333)的所述第二稳定状态到所述第一稳定状态的转换,并且其中,所述另外的承载件(333)经由弹簧(30C)连接到所述支撑框架(51),使得所述另外的承载件(333)能够绕第二轴线(701)在所述第一稳定状态与所述第二稳定状态之间相对于所述支撑框架(51)倾斜,由此特别地,使所述光束偏移。
51.根据权利要求50所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第三电永磁体(807b),所述第三电永磁体(807b)与所述另外的承载件(333)的第三磁通引导区域(801b)形成第三间隙(G3),以通过向所述另外的承载件(333)的所述第三磁通引导区域(801b)施加力来将所述另外的承载件(333)保持在所述另外的承载件的第一稳定状态,其中特别地,在所述第一稳定状态下,所述力与作用于所述另外的承载件(333)的反作用力相平衡,使得所述第三电永磁体不接触所述第三磁通引导区域,并且特别地使得当所述力被断开时,所述另外的承载件(333)通过所述反作用力而移动到所述另外的承载件的第二稳定状态。
52.根据权利要求51所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第四电永磁体(807bb),所述第四电永磁体(807bb)与所述另外的承载件(333)的第四磁通引导区域(801bb)形成第四间隙(G4),以通过向所述另外的承载件(333)的所述第四磁通引导区域施加力来将所述另外的承载件(333)保持在所述第二稳定状态,其中特别地,在所述第二稳定状态下,所述力与作用于所述另外的承载件(333)的反作用力相平衡,使得所述第四电永磁体(807bb)不接触所述第四磁通引导区域(801bb),并且特别地使得当所述力被断开时,所述另外的承载件(333)通过所述反作用力而移动到所述另外的承载件的第一稳定状态。
53.根据权利要求43至52所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、
807a、807aa、807b、807bb)包括第一磁体(805)和第二磁体(804),所述第一磁体(805)具有第一磁化强度(M1)和第一矫顽力,所述第二磁体(804)具有小于所述第一矫顽力的第二矫顽力,并且其中,围绕所述第二磁体和/或围绕对应的所述电永磁体的磁通引导结构卷绕有导电导体(803)以形成线圈(803),使得当向所述线圈(803)施加电压脉冲时,所述第二磁体(804)的所述磁化强度(M2)被切换,并且产生磁通量,所述磁通量产生所述力。
54.根据权利要求53所述的光学设备,其特征在于,所述第二磁体(804)围绕所述第一磁体(805)延伸,或者所述第一磁体(805)围绕所述第二磁体(804)延伸。
55.根据权利要求53至54中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述导体(803)还围绕所述第一磁体(805)卷绕,使得所述线圈(803)包围所述第二磁体(804)和所述第一磁体(805)。
56.根据权利要求53或54所述的光学设备,其特征在于,围绕所述第一磁体(805)卷绕有另外的单独的所述导体(803a),以形成另外的线圈(803a)。
57.根据权利要求53至56中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、807a、807aa、807b、807bb)包括连接到所述磁体的磁通引导结构(802),所述磁通引导结构(802)与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
58.根据权利要求57所述的光学设备,其特征在于,所述磁通引导结构包括两个间隔开的元件(802),所述第一磁体(805)和所述第二磁体(804)布置在所述两个间隔开的元件(802)之间,使得每个磁体(805、804)均接触这两个元件(802),其中,每个元件(802)包括面向对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)的正面(802f),所述正面(802f)与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
59.根据权利要求53的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、807a、807aa、
807b、807bb)包括另外的第一磁体(805),其中,所述第二磁体(804)布置在两个第一磁体(805)之间,并且其中,所述第二磁体(804)和所述两个第一磁体(805)分别通过底侧而布置在磁通引导结构(802)上,并且其中,所述第二磁体(804)和所述两个第一磁体(805)均包括相反的顶侧(804f、805f),所述顶侧与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、
801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
60.根据权利要求56所述的光学设备,其特征在于,所述第二磁体(804)和所述第一磁体(805)分别通过底侧而布置在磁通引导结构(802),并且其中,所述第二磁体(804)和所述第一磁体(805)均包括相反的顶侧(804f、805f),特别地,所述顶侧与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
61.根据权利要求60的光学设备,其特征在于,所述磁通引导结构(802)包括侧向部分(802p),其中,所述第二磁体(804)和所述第一磁体(805)布置在所述侧向部分之间,并且其中所述侧向部分与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
62.根据权利要求60或61所述的光学设备,其特征在于,所述第二磁体(804)的顶侧(804f)覆盖所述第一磁体(805)的顶侧(805f)。
63.根据权利要求56所述的光学设备,其特征在于,所述第二磁体(804)和所述第一磁体(805)均包括顶侧(804f、805f)和相反的底侧(804g、805g),其中,所述第二磁体(804)的顶侧(804f)覆盖所述第一磁体(805)的顶侧(805f),并且其中,所述第二磁体(804)的底侧(804g)覆盖所述第一磁体(805)的底侧(805g),其中,所述第二磁体(804)的顶侧(804f)与对应的所述磁通引导区域(801、801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)。
64.根据权利要求53至63所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、
807a、807aa、807b、807bb)布置在对应的所述磁通引导区域(801)的第一构件(8011)与第二构件(8012)之间,使得对应的所述电永磁体(807、807a、807aa、807b、807bb)与所述第一构件(8011)形成对应的间隙(G0、G1、G2、G3、G4)并且与所述第二构件(8012)形成的另外的间隙(G00)。
65.根据权利要求53至64中的一项所述的光学设备,其特征在于,至少一个第一永磁体(32)连接到对应的所述磁通引导区域(801)或连接到所述承载件(33),以产生背离对应的所述电永磁体(807)推动对应的所述磁通引导区域(801)或承载件的排斥力,或者朝向对应的所述电永磁体(807)推动对应的所述磁通引导区域(801)或承载件的吸引力。
66.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、807a、807aa、807b、807bb)连接到支撑件(809),特别是连接到所述支撑框架(51)。
67.根据权利要求66所述的光学设备,其特征在于,至少一个第二永磁体(32)连接到与对应的所述电永磁体(807)相邻的所述支撑件(809),以产生背离对应的所述电永磁体(807)推动对应的所述磁通引导区域(801)或承载件(33)的排斥力。
68.根据权利要求53所述的光学设备,其特征在于,所述第一磁体形成为包括中心开口的环形磁体(805),在所述中心开口中布置有磁通引导元件(802m),其中,所述线圈(803)围绕布置在所述元件(802m)下方的所述第二磁体(804)卷绕,并且其中,所述线圈(803)被磁通引导结构(802)的周向壁(802p)包围,并且其中,所述线圈(803)布置在所述环形磁体(805)下方。
69.根据权利要求53至68中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)包括用于产生所述电压脉冲的至少一个电压源(Vin)。
70.根据权利要求69所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电永磁体(807、807a、
807b、807bb)包括至少四个开关(S1、S2、S3、S4),所述电压源(Vin)能够经由所述至少四个开关(S1、S2、S3、S4)连接到所述线圈(803)。
71.根据权利要求69所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)包括至少六个开关(S1、S2、S3_1、S4_1、S3_2、S4_2),所述至少一个电压源(Vin)能够经由所述至少六个开关(S1、S2、S3_1、S4_1、S3_2、S4_2)连接到至少两个所述线圈(803、803a)。
72.根据权利要求53至71中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述至少一个电压源(Vin)构造成通过改变向所述线圈(803)和/或所述另外的线圈(803a)施加的所述电压脉冲的长度来控制所述第二磁体(804)的磁化强度(M2),或者可替代地,通过在保持所述脉冲长度恒定的同时改变这些电压脉冲的电压来控制所述第二磁体(804)的磁化强度(M2)。
73.根据权利要求53至72中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述至少一个电压源(Vin)构造成对所述线圈(803)和/或所述另外的线圈(803a)中的电流进行整形,从而实现所述光学设备(1)的降噪,特别地,通过对由所述电压源(Vin)施加到所述线圈(803)和/或所述另外的线圈(803a)的电压施加脉冲宽度调制来进行。
74.根据权利要求53、56和69所述的光学设备,其特征在于,所述电压源(Vin)构造成在向所述线圈(803)施加电压脉冲时向所述另外的线圈(803a)施加所述电压脉冲,使得在切换所述第二磁体(804)的所述磁化强度(M2)时使经过对应的磁场引导区域(801、801a、
801aa、801b、801bb)的磁通量降低或断开。
75.根据权利要求30或31所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(33)包括弹簧结构(300),所述弹簧结构(300)包括外框架(301),其中,将所述承载件(33)连接到所述支撑框架(51)的所述弹簧(30A)以成一体的方式连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)。
76.根据权利要求75所述的光学设备,其特征在于,将所述承载件(33)连接到所述支撑框架(51)的所述弹簧(30A)由两个第一扭力杆(30A)形成,其中,一个第一扭力杆(30A)从所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的第一臂(301a)突出,而另一个第一扭力杆(30A)从所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的第二臂(301aa)突出,其中,所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第二臂(301aa)与所述第一臂(301a)相对,并且其中,所述第一扭力杆(30A)彼此对齐并限定所述第一轴线(700),并且其中,所述外框架(301)的所述第一臂(301a)和所述第二臂(301aa)由所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的第三臂(301b)和第四臂(301bb)以成一体的方式连接。
77.根据权利要求75或76所述的光学设备,其特征在于,所述弹簧结构(300)包括内框架(302),其中,所述外框架(301)环绕所述内框架(302),并且其中,将所述承载件(33)的所述第二部件(33B)连接到所述承载件(33)的所述第一部件(33A)的所述弹簧(30B)将所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)以成一体的方式连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)。
78.根据权利要求76和77所述的光学设备,其特征在于,将所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述弹簧(30B)由两个第二扭力杆(30B)形成,其中,一个第二扭力杆(30B)从所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的第一臂(302a)延伸到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第三臂(301b),并且其中,另一个第二扭力杆(30B)从所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的第二臂(302aa)延伸到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第四臂(301bb),并且其中,所述第二扭力杆(30B)彼此对齐并限定所述第二轴线(701),并且其中,所述弹簧结构(300)的所述内框架的所述第一臂(302a)和所述第二臂(302aa)由所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的第三臂(302b)和第四臂(302bb)以成一体的方式连接,其中,所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第三臂(302b)与所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第四臂(302bb)相对。
79.根据权利要求76所述的或根据引用权利要求76的权利要求77至78中的一项所述的光学设备,其特征在于,每个第一扭力杆(30A)与紧固区域(303、304)以成一体的方式连接,其中,所述承载件(33)经由所述紧固区域(303、304)连接到所述支撑框架(51)。
80.根据权利要求79所述的光学设备,其特征在于,所述紧固区域(303)中的一个紧固区域包括用于将该紧固区域(303)安装到所述支撑框架(51)的长形孔(303a),并且其中,另一个紧固区域(304)包括标识(307),特别是包括呈凹部的形式的标识。
81.根据权利要求75至80中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述承载件(33)包括连接到所述弹簧结构(300)的加强结构(310)。
82.根据权利要求81所述的光学设备,其特征在于,所述加强结构(310)包括外加强框架(311)和内加强框架(312),其中,所述内加强框架(312)连接到所述弹簧结构(300)的所述内框架(302),并且其中,所述外加强框架(311)连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)。
83.根据权利要求82所述的光学设备,其特征在于,所述板构件(55)与所述内加强框架(312)连接,特别是与所述内加强框架(312)胶合连接。
84.根据权利要求82或83所述的光学设备,其特征在于,所述外加强框架(311)通过以下项中的一者连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301):胶合连接、焊接连接、螺钉、铆钉;和/或其中,所述内加强框架通过以下项中的一者连接到所述弹簧结构的所述内框架:胶合连接、焊接连接、螺钉、铆钉。
85.根据权利要求82至84中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述外加强框架(311)包括第一臂(311a)和相对的第二臂(311aa),其中,所述外加强框架(311)的所述第一臂(311a)和所述第二臂(311aa)由所述外加强框架(311)的第三臂(311b)和第四臂(311bb)连接,其中特别地,所述外加强框架(311)的至少一个臂或每个臂(311a、311a、311b、311b)包括具有一高度(H)的成角度的部分(313),所述高度(H)大于所述成角度的部分(313)的垂直于所述高度(H)的厚度(B)。
86.根据权利要求85所述的光学设备,其特征在于,所述外加强框架(311)的所述第一臂(311a)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第一臂(301a)的底侧,并且其中,所述外加强框架(311)的所述第二臂(311aa)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第二臂(311aa)的底侧,并且其中,所述外加强框架(311)的所述第三臂(311b)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第三臂(301b)的底侧,并且其中,所述外加强框架(311)的所述第四臂(311bb)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的所述第四臂(301bb)的底侧。
87.根据权利要求82至86中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述内加强框架(312)包括第一臂(312a)和相对的第二臂(312aa),其中,所述内加强框架(312)的所述第一臂(312a)和所述第二臂(312aa)由所述内加强框架(312)的第三臂(312b)和第四臂(312bb)连接,其中特别地,所述内加强框架(312)的至少一个臂或每个臂(312a、312a、312b、312b)包括具有一高度(H')的成角度的部分(314),所述高度(H')大于所述成角度的部分(314)的垂直于所述高度(H')的厚度(B')。
88.根据权利要求87所述的光学设备,其特征在于,所述内加强框架(312)的所述第一臂(312a)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第一臂(302a)的底侧,并且其中,所述内加强框架(312)的所述第二臂(312aa)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第二臂(302aa)的底侧,并且其中,所述内加强框架(312)的所述第三臂(312b)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第三臂(302b)的底侧,并且其中,所述内加强框架(312)的所述第四臂(312bb)的顶侧连接到所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的所述第四臂(302bb)的底侧。
89.根据权利要求82至88中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述外加强框架(311)的内边缘(311c)包括用于将所述外加强框架(311)焊接至所述弹簧结构(300)的所述外框架(301)的凹部(311d)。
90.根据权利要求82至89中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述内加强框架(312)的外边缘(312c)包括用于将所述内加强框架(312)焊接至所述弹簧结构(300)的所述内框架(302)的凹部(312d)。
91.根据权利要求76所述的和根据权利要求82至90中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述外加强框架(311)的内边缘(311c)包括两个相对的凹部(311e),以避免所述第一扭力杆(30A)与所述外加强框架(311)之间的接触。
92.根据权利要求30或引用权利要求30的权利要求75至91中的一项所述的光学设备,其特征在于,为了确定所述板构件(55)的空间位置,所述光学设备(1)包括连接到所述支撑框架(51)的至少一个霍尔传感器(90),所述霍尔传感器(90)构造成感测由所述光学设备(1)的磁体(91)产生的磁场,其中,所述至少一个霍尔传感器(90)面向所述磁体(91)。
93.根据权利要求87和92所述的光学设备,其特征在于,所述内加强框架(312)包括从所述内加强框架(312)的所述第三臂(312b)突出的或者从所述内加强框架(312)的所述第四臂(312bb)突出的至少一个翼(92),其中,所述磁体(91)布置在所述至少一个翼(92)上。
94.根据权利要求79所述的或根据当引用权利要求79的权利要求80至93中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述支撑框架(51)包括第一臂(51a)和相对的第二臂(51aa),其中,所述第一臂(51a)和所述第二臂(51aa)由第三臂(51b)和第四臂(51bb)连接,并且其中,所述紧固区域(303)中的一个紧固区域连接到所述第一臂(51a),而另一个紧固区域(304)连接到所述第二臂(51aa)。
95.根据权利要求94所述的光学设备,其特征在于,所述第三臂(51b)和所述第四臂(51bb)均包括开口(51c),所述开口(51c)用于使入射在所述光学设备(1)上的光的视场增大。
96.根据权利要求94或95所述的光学设备,其特征在于,所述支撑框架(51)的所述第一臂(51a)和所述支撑框架(51)的所述第二臂(51aa)均包括凸起(51d),对应的紧固区域(303、304)安装在所述凸起(51d)上,或者所述紧固区域(303)中的一个紧固区域经由中间板(51e)安装到所述支撑框架(51)的所述第一臂(51a),并且另一个紧固区域(304)经由中间板(51e)安装到所述支撑框架(51)的所述第二臂(51aa)。
97.根据权利要求94至96中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述支撑框架(51)包括用于将所述支撑框架(51)安装到另外的部件的四个支腿(98),其中,两个相对的支腿(98)从所述支撑框架(51)的所述第一臂(51a)突出,并且其中,另外的两个相对的支腿(98)从所述支撑框架(51)的所述第二臂(51aa)突出。
98.根据权利要求97所述的光学设备,其特征在于,每个支腿(98)包括安装部分(98a)和桥部分(98b),所述安装部分(98a)用于将所述支撑框架(51)安装到所述另外的部件,所述桥部分(98b)以成一体的方式连接到所述安装部分(98a),其中,所述安装部分(98a)经由所述桥部分(98b)连接到所述支撑框架(51),其中,所述桥部分(98b)包括一宽度,所述桥部分的宽度小于所述安装部分(98a)的宽度。
99.根据权利要求98所述的光学设备,其特征在于,每个安装部分包括用于接纳衬环(99)的凹部(98c)。
100.根据权利要求30至99中的一项所述的光学设备,其特征在于,至少一个单独的质量体(95)安装在所述支撑框架(51)上,特别地用于增加所述支撑框架的惯性矩,并且由此特别地增加所述光学设备(1)的稳定性
101.根据权利要求30至100中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述支撑框架(51)包括凹槽(97a、97b),其中,所述凹槽(97a、97b)中的每个凹槽构造成接纳所述光学设备(1)的至少一个电力缆线(97c)。
102.根据权利要求30所述的或根据引用权利要求30的权利要求75至101中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第一电磁体(808a),所述第一电磁体(808a)与所述承载件(33)的第一磁通引导区域(801a)形成第一间隙(G1),以通过向所述承载件(33)的所述第一磁通引导区域(801a)施加磁阻力来将所述承载件(33)保持在所述第一稳定状态,其中特别地,在所述第一稳定状态下,所述磁阻力与作用于所述承载件(33)的反作用力相平衡,使得所述第一电磁体(807a)不接触所述第一磁通引导区域(801a),并且特别地使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力而移动到所述第二稳定状态。
103.根据权利要求102所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置(66)包括第二电磁体(808aa),所述第二电磁体(808aa)与所述承载件(33)的第二磁通引导区域(801aa)形成第二间隙(G2),以通过向所述承载件(33)的所述第二磁通引导区域(801aa)施加磁阻力来将所述承载件(33)保持在所述第二稳定状态,其中特别地,在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于所述承载件(33)的反作用力相平衡,使得所述第二电磁体(808aa)不接触所述第二磁通引导区域(801aa),并且特别地使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件(33)通过所述反作用力而移动到所述第一稳定状态。
104.根据权利要求31所述的和根据权利要求103所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置包括第三电磁体(808b),所述第三永磁体(808b)与所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的第三磁通引导区域(801b)形成第三间隙(G3),以通过向所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的所述第三磁通引导区域施加磁阻力来将所述承载件的所述第二部件(33B)保持在所述第二部件的第一稳定状态,其中特别地,在所述第一稳定状态下,所述磁阻力与作用于所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的反作用力相平衡,使得所述第三电磁体(808b)不接触所述第三磁通引导区域,并且特别地使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件的所述第二部件(33B)通过所述反作用力而移动到所述第二部件的第二稳定状态。
105.根据权利要求104所述的光学设备,其特征在于,所述致动器装置包括第四电磁体(808bb),所述第四电磁体(808bb)与所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的第四磁通引导区域(801bb)形成第四间隙(G4),以通过向所述承载件的所述第二部件(33B)的所述第四磁通引导区域施加磁阻力来将所述承载件的所述第二部件(33B)保持在所述第二稳定状态,其中特别地,在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于所述承载件(33)的所述第二部件(33B)的反作用力相平衡,使得所述第四电磁体(808bb)不接触所述第四磁通引导区域(801bb),并且特别地使得当所述磁阻力被断开时,所述承载件的所述第二部件(33B)通过所述反作用力而移动到所述第二部件的第一稳定状态。
106.根据权利要求102至105中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述反作用力和对应的所述磁阻力的大小被设定成使得对应的间隙(G1、G2、G3、G4)免于被完全闭合。
107.根据权利要求102至106中的一项所述的光学设备,其特征在于,对应的所述电磁体(808a、808aa、808b、808bb)包括围绕线圈芯部(814)卷绕的导电线圈(813),所述线圈芯部(814)包括两个相反的端部部分(814a、814b),所述端部部分(814a、814b)与相关联的磁通引导区域(801a、801aa、801b、801bb)形成对应的间隙(G1、G2、G3、G4)。
108.根据权利要求30和107所述的光学设备,其特征在于,对应的线圈芯部(814)连接到所述支撑框架(51),其中特别地,所述对应的线圈芯部(814)与所述支撑框架(51)胶合连接。
109.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)包括刚性基板(94),特别是印刷电路板,其中,至少一个或多个挠性的印刷电路板(94d)从所述基板(94)突出,其中,对应的所述挠性印刷电路板(94d)包括焊垫(94e),所述焊垫(94e)用于实现与所述光学设备(1)的致动器的电连接,特别是与对应的电磁体(808a、808aa、808b、
808bb)的电连接。
110.根据权利要求107所述的或根据引用权利要求107的权利要求108至109中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成向对应的所述线圈(813)施加保持电流脉冲(HP)以产生对应的磁阻力,其中,所述板构件(55)的最大倾斜角是能够通过调节所述保持电流脉冲(HP)的大小来调节的。
111.根据权利要求110所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成在所述保持电流脉冲(HP)之前向对应的所述线圈(813)施加加速电流脉冲(AP),以使所述承载件(33)的所述第一部件(33A)或所述第二部件(33B)的两个稳定状态之间的转换加速。
112.根据权利要求111所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成:在所述保持电流脉冲(HP)之前且在所述加速电流脉冲(AP)之后,向与施加有所述加速电流脉冲(AP)和/或所述保持电流脉冲(HP)的所述对应线圈(813)相对的线圈(813)施加制动电流脉冲(BP),以使所述承载件(33)的所述第一部件(33A)或所述第二部件(33B)的两个稳定状态之间的转换减速。
113.根据权利要求110至112中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述光学设备(1)构造成通过以下项中的至少一者来降低由所述光学设备产生的噪声:
-抑制所述保持电流脉冲(HP)、所述加速电流脉冲(AP)和/或所述制动电流脉冲(BP)的较高频率,特别是使用低通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器中的一者来抑制所述保持电流脉冲(HP)、所述加速电流脉冲(AP)和/或所述制动电流脉冲(BP)的较高频率,-使用呈正弦信号形式的、特别是呈削波正弦信号形式的保持电流脉冲(HP)、加速电流脉冲(AP)和/或制动电流脉冲(BP)。
114.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备,其特征在于,所述板构件(55)是刚性的棱镜。

说明书全文

使用多稳态状态以增强图像的分辨率的光学设备

[0001] 本发明涉及根据权利要求1的一种用于增强图像的分辨率的光学设备。
[0002] 这种光学设备通常包括透明板构件(例如玻璃窗)以及承载件,该透明板构件构造成折射穿过该板构件的光束,该光束可以包括成行的和成列的像素的图像进行投影;所述透明板构件刚性地安装到该承载件,其中该承载件构造成绕第一轴线在第一位置与第二位置之间倾斜,使得该板构件绕第一轴线在第一位置与第二位置之间前后倾斜,从而使所述光束偏移(例如,所投影的所述图像沿第一方向偏移某一分数的像素(通常是1/2像素))。该设备还包括致动器装置,该致动器装置构造成使承载件倾斜,并由此围绕所述第一轴线在第一位置与第二位置之间倾斜。这种光学设备例如在US7,279,812以及US5,402,184中公开。
[0003] 通过像素重叠进行的上述图像增强也称为超分辨率投影或超分辨率成像。这里,例如成时间序列的被分成两个子帧,其中连续的子帧可以相对于彼此移动某一分数的像素(例如,1/2或1/3)。子帧以足够快的方式投影,以便它们在人眼看来好像它们被同时投影并叠加。例如,在子帧被对齐的情况下,使得一个子帧中的像素的投影在下一个子帧的中心上,并且依此类推,可以实现近乎两倍高的分辨率的错觉。这种类型的像素偏移可以在一个维度中执行(例如,在x方向上偏移),但是也可以在两个维度(2D)上执行,例如,在图像的x方向以及y方向上偏移(即,沿数字图像的行和列偏移或者将像素进行对角地偏移)。
[0004] 基于以上内容,本发明的根本问题是为产生这样的超分辨率图像提供一种改进的光学设备,其仅需要用于像素偏移的相对少量的能量
[0005] 该问题通过具有权利要求1的特征的光学设备来解决。据此,公开了一种用于增强图像的分辨率的光学设备,包括:
[0006] -透明板构件,该透明板构件构造成折射穿过该板构件的光束,该光束可以对包括成行的和成列的像素的图像进行投影,
[0007] -承载件,所述透明板构件刚性地安装到该承载件,其中该承载件构造成在至少第一状态与第二状态之间移动,由此使所述光束偏移,例如沿第一方向偏移(例如,所投影的所述图像被偏移某一分数的像素,特别地沿第一方向偏移1/2像素),
[0008] 其中,该承载件构造成多稳态(例如,双稳态、三稳态或四稳态),其中所述第一状态和所述第二状态是多稳态(例如双稳态或三稳态)承载件的稳定状态,并且其中该光学设备包括致动器装置,该致动器装置构造成强制实现或启动该承载件从第一稳定状态到第二稳定状态(或在多稳态承载件的任何两种稳定状态之间)的转换,并且反之亦然。
[0009] 当然,在三稳态承载件(见下文)的情况下,在一实施方式中(例如由致动器装置强制实现或启动的实施方式中),可以在三个稳定状态(第一稳定状态、第二稳定状态和第三稳定状态)之间任意转换。
[0010] 特别地,致动器装置可以包括用于将承载件保持在第一稳定状态或第二稳定状态(或多稳态承载件中的任何其他稳定状态)的夹持装置以及用于克服该夹持装置的影响的脱离装置,以便触发在第一稳定状态与第二稳定状态之间的转换。
[0011] 致动器装置还可以包括歇止位置限定装置,该歇止位置限定装置用于在第一稳定状态或第二稳定状态下限定该承载件的歇止位置。此外,在某些实施方式中,还可以具有四个稳定状态和相应的歇止位置,其中该歇止位置限定装置构造成限定四个稳定状态中的相应的歇止位置。特别地,该歇止位置限定装置构造成当承载件定位在歇止位置时为该承载件提供/产生支撑点。概念“支撑点”并不一定意味着提供物理接触。也可以在没有机械接触的情况下通过一个或多个适当的来提供支撑点。
[0012] 致动器装置可以进一步包括一种阻尼装置,该阻尼装置用于耗散该承载件的能量,特别是在承载件达到第一稳定状态或第二稳定状态时(或在达到多稳态承载件中的任一稳定状态时)的能量。下面描述这些装置的进一步细节。
[0013] 特别地,为了折射光束,该板构件可以具有例如约n=1.5的折射率。也可以使用其他合适的值。
[0014] 本发明的特定实施方式在从属权利要求中陈述并在下面描述。
[0015] 特别地,根据本发明的光学设备可以用于(例如,超分辨率)成像和投影。在这些背景下,本文呈现的光学设备可以形成相机或投影仪中的组件。在相机中,图像被投影到相机的图像传感器上,该图像包括多个像素。
[0016] 此外,根据本发明的一实施方式,所述两个稳定状态之间的所述转换对应于承载件绕第一轴线的倾斜运动和板构件绕第一轴线的倾斜运动,其中,当承载件处于第一稳定状态时,承载件(和板构件)驻留在第一位置,并且其中,当承载件处于第二稳定状态时,承载件驻留在第二位置。
[0017] 此外,根据本发明的一实施方式,第一稳定状态和第二稳定状态均对应于承载件的势能的局部最小值,其中所述两个稳定状态具有相同的势能或至少大致相同的势能。
[0018] 这是有利的,因为稳定状态之间的转换由此成本最小或根本没有能量。
[0019] 这里,特别地,大致相同的势能意味着所述势能偏离小于50%,特别是小于30%,特别是小于20%,特别是小于10%,特别是小于5%、2%、1%、0.1%。
[0020] 此外,根据本发明的一实施方式,所述局部最小值(即所述稳定状态)均由势阱形成,其中每个势阱具有对应于激活能的深度。
[0021] 此外,根据本发明的一实施方式,光学设备构造成使得光学设备的势能包括至少一个局部最大值,该局部最大值能将承载件的所述两个稳定状态隔开,以便防止该两个稳定状态之间的自发转换。特别地,当承载件是双稳态时,存在将两个局部最小值(即稳定状态)隔开的单个局部最大值。此外,在承载件是三稳态的情况下,在两个稳定状态之间存在势能的全局最小值,其中所述两个稳定状态均通过局部最大值来与所述全局最小值隔开。
[0022] 此外,根据本发明的一实施方式,所述致动器装置构造成通过以下方式之一来强制实现在两个稳定状态之间转换(即,从第一稳定状态到第二稳定状态,或反之亦然):仅降低第一稳定状态与第二稳定状态之间的势能垒;将第一稳定状态与第二稳定状态之间的势能垒减小到较小的值,并通过向承载件的动能添加一定量的能量;向承载件的动能添加一定量的对应于第一稳定状态与第二稳定状态之间的势能垒的能量。
[0023] 此外,根据本发明的一实施方式,第一稳定状态和第二稳定状态优选地通过最小或零能量损失的路径来连接。
[0024] 此外,根据本发明的一实施方式,第一稳定状态和第二稳定状态由承载件的势能的两个陡峭的最小值以清楚的方式限定。
[0025] 此外,根据本发明的一实施方式,所述致动器装置构造成:通过向承载件添加超出对应的激活能一过量的能量的能量来强制实现在两个稳定状态之间转换,该激活能对应于两个稳定状态之间的势能垒。这允许在第一稳定状态与第二稳定状态之间启动快速转换。
[0026] 此外,根据本发明的一实施方式,所述光学设备构造成在从一个稳定状态到另一个稳定状态的每次单个转换之后耗散所述过量的能量(例如通过使用粘性阻尼),特别是为了防止在第一稳定状态与第二稳定状态之间的不受控制的转换。
[0027] 此外,根据本发明的一实施方式,所述光学设备构造成在从第一稳定状态到第二稳定状态(并且反之亦然)的每次转换之后耗散所增加的能量(例如通过使用粘性阻尼),特别是对承载件围绕局部稳定的第一状态和第二状态的理想过阻尼自由振荡进行阻尼。
[0028] 此外,根据本发明的一实施方式,光学设备构造成启动所述两个稳定状态之间的循环转换。
[0029] 此外,根据本发明的一实施方式,承载件是三稳态的,其中所述两个稳定状态经由以承载件的势能的中间势阱的形式的中间稳定状态来连接,该中间势阱包括承载件的势能的局部中间最小值(例如,二次最小值),并且其中所述中间势阱包括某一深度。
[0030] 此外,根据本发明的一实施方式,中间势阱的所述局部中间最小值是全局最小值,其可以是但不一定必须是光学设备的承载件的空闲状态(例如,在断电和/或震动冲击和/或设备的任何其他故障之后)。
[0031] 此外,根据本发明的一实施方式,所述激活能至多为中间势阱的深度的二分之一,特别是至多为中间势阱的深度的十分之一,特别是至多为中间势阱的深度的百分之一,使得特别是承载件的所述第一稳定状态与第二稳定状态之间的转换时间T0主要由势阱中的势能决定,其中f0=1/T0是承载件的振荡器频率
[0032] 此外,根据本发明的一实施方式,光学设备构造成以频率f1反复地启动所述第一稳定状态与所述第二稳定状态之间的转换,频率f1为承载件的所述振荡器频f0的至多二分之一,特别是至多十分之一,特别是至多百分之一,特别是至多千分之一。换句话说,以远低于承载件的谐振频率或固有频率f0的频率来进行所述第一稳定状态与第二稳定状态之间的切换。特别地,通过将承载件保持在反转点达到特别是0.5/f1的等待时间来实现该较低频率f1。
[0033] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置被构造成施加静态势能以强制实现或启动从第一稳定状态或第二稳定状态到对应的另一个(即第二或第一)稳定状态的所述转换,使得对应的初始稳定状态的局部最小值升高并且初始稳定状态转换成不稳定状态,从而触发承载件的到所述其他稳定状态的转换。特别地,根据一实施方式,致动器装置进一步构造成:当承载件已经度过所述单个局部最大值(在双稳态承载件的情况下)或已经度过将初始稳定状态与中间稳定状态隔开的所述局部最大值(在三稳态承载件的情况下)时脱离所述静态势能。由于施加静态势能,所以在承载件的第一稳定状态与第二稳定状态之间的切换也被表示为静态切换。
[0034] 此外,根据本发明的一实施方式,所述静态势能是电磁势,其中特别地该致动器装置包括至少一个线圈和至少一个磁体(也见下文),用于施加所述静态势能。
[0035] 当然,根据一实施方式,也可以通过静电荷来实现保持在固定位置(例如,保持在稳定状态之一)。
[0036] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置被构造成向承载件施加加速脉冲(例如,在大约4毫秒、或1毫秒或500微秒的时间尺度上,以强制实现从第一稳定状态或第二稳定状态到对应的另一个(即第二或第一)稳定状态的所述转换,使得承载件获得爬出对应的初始稳定状态的局部最小值并超过所述局部最大值的动能,从而触发承载件到所述另一个稳定状态的转换,其中承载件的可选地剩余动能用于在超过所述局部最大值后维持承载件的某一速度。这也被表示为所述第一稳定状态与第二稳定状态之间的动态切换。
[0037] 特别地,致动器装置包括至少一个线圈以及至少一个磁体,用于向承载件施加所述加速脉冲。
[0038] 此外,根据本发明的一实施方式,光学设备的致动器装置构造成产生至少一个致动(例如,力)脉冲或多个致动(例如,力)脉冲,以强制实现承载件的从中间稳定状态到第一稳定状态或第二稳定状态的转换。
[0039] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置构造成产生单个致动(例如,力)脉冲,该致动脉冲向承载件传递足以直接强制实现承载件的从承载件的中间稳定状态到承载件的第一稳定状态或第二稳定状态的转换的最小能量。
[0040] 此外,根据本发明的一实施方式,特别是用于执行光学设备的起动序列,光学设备的致动器装置构造成:使用所述多个致动(例如,力)脉冲向承载件传递足以强制实现或启动该承载件的在这些部分中的从承载件的中间稳定状态到该承载件的第一稳定状态或第二稳定状态的转换的最小能量。这优选地利用谐振放大来实现。
[0041] 此外,根据本发明的一实施方式,特别是用于进行光学设备的起动序列,致动器装置构造成产生周期性激励,特别是谐振激励(例如,谐波激励、脉冲串或脉冲列或任何其他周期性激励,即特别是以所述振荡器频率f0或接近所述频率f0的谐振激励),以便通过将能量增量馈入到承载件中直到承载件的动能足够高到爬出中间势阱并停留于两个稳定状态之一、从而强制实现从中间稳定状态到第一稳定状态或第二稳定状态的转换。
[0042] 此外,根据本发明的一实施方式,该光学设备构造成:在所述至少一个致动(例如,力)脉冲期间或所述多个致动(例如,力)脉冲期间或所述单个致动(例如,力)脉冲期间或者在所述周期性激励期间,(例如,通过电磁场/力)额外地降低该势能垒,使得必须累积较少的动能以逃离中间势阱。
[0043] 特别地,可以使用由大约时间T0的规则间隔隔开的成串的至少两个(例如方形)力脉冲或多个所述力脉冲来将光学设备的承载件从中间状态驱动到第一稳定状态或第二稳定状态。
[0044] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置包括夹持装置,该夹持装置构造成通过向承载件施加夹持力来夹持处于第一稳定状态和/或第二稳定状态的承载件,该加持力特别地过补偿由承载件产生的弹簧力,或过补偿由可以将承载件连接到支撑件(例如支撑框架)的至少一个或多个弹簧产生的弹簧力。一个或多个弹簧可以与承载件成一体地形成。
[0045] 根据本发明的光学设备的一实施方式,夹持装置包括至少一个磁体,特别是包括被构造成向承载件(例如向承载件的软磁体或可磁化材料部分)施加夹持力的永磁体
[0046] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置包括脱离装置,该脱离装置构造成在第一稳定状态和/或第二稳定状态下撤销该承载件的所述夹持。
[0047] 根据本发明的光学设备的一实施方式,所述脱离装置包括以下之一:
[0048] -至少一个线圈(例如布置在支撑框架上)和至少一个相应的磁体(例如布置在承载件上),该至少一个线圈和至少一个相应的磁体产生用于撤销该承载件的所述夹持的洛伦兹力;
[0049] -设置在承载件上的至少一个线圈和磁通返回结构,该至少一个线圈和磁通返回结构产生用于撤销承载件的所述夹持的磁阻力;
[0050] -至少一个线圈,该至少一个线圈构造成对夹持装置的所述至少一个磁体的磁场进行叠加,以减小承载件与所述至少一个磁体之间的吸引磁阻力,从而撤销所述承载件的所述夹持;
[0051] -位于承载件上的至少一个线圈和导电结构,该至少一个线圈和导电结构用于借助于在所述结构中感生的涡电流来产生洛伦兹力,以便撤销所述承载件的所述夹持;或者[0052] -致动器,该致动器构造成向承载件施加力以撤销所述承载件的所述夹持,该致动器特别是以下中的一者:压电致动器磁致伸缩致动器、相变材料、形状记忆合金(例如镍诺或类似合金)、电活性聚合物或双金属。
[0053] 此外,根据本发明的一实施方式,光学设备包括阻尼装置,该阻尼装置构造成在承载件移动到稳定状态之一时耗散承载件的动能(也参见上文)。
[0054] 此外,根据一实施方式,阻尼装置包括以下中的至少一者:
[0055] -机械阻尼器;
[0056] -涡电流阻尼器(例如,该涡电流阻尼器包括用于由于光学设备的面向移动的承载件/磁体的结构中的涡电流而产生洛伦兹力的磁体);
[0057] -磁性阻尼器(例如,该磁性阻尼器包括用于产生磁阻尼力的磁体);
[0058] -有源阻尼器(例如,该有源阻尼器包括与有源阻尼器的磁体互相作用以产生阻尼力的线圈)。
[0059] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括歇止位置限定装置,其中,该歇止位置限定装置构造成在承载件的对应的歇止位置处为承载件提供支撑点,该对应的歇止位置对应于承载件的稳定状态。
[0060] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,对应的歇止位置限定装置包括至少一个弹簧和/或止动件、或产生用于将承载件接合在提供支撑点的对应的歇止位置的力的装置。
[0061] 此外,在一实施方式中,歇止位置限定装置由夹持装置形成。
[0062] 此外,在一实施方式中,阻尼装置被集成到夹持装置中。
[0063] 此外,在一实施方式中,夹持装置包括用于引导至少一个磁体的磁通量的磁通引导结构,该磁通引导结构与承载件的磁通引导部分形成间隙,以便产生磁阻力,该磁阻力将承载件保持在对应的稳定状态,其中特别是所述磁通引导结构包括弹簧,该承载件经由该弹簧连接到光学设备的支撑件。
[0064] 此外,在一实施方式中,该歇止位置限定装置被设计成提供一对或多对支撑点,其中在每对支撑点中,这些支撑点沿光学设备的光学轴线彼此上下布置,所述光束沿该光学轴线穿过板构件。此外,特别地,提供支撑点的歇止位置限定装置分别可以沿所述光学轴线而彼此上下布置。可替代地,歇止位置限定装置设计成提供在垂直于所述光学轴线的方向上彼此面对的支撑点。特别地,歇止位置限定装置在此可以在垂直于所述光学轴线的方向上彼此面对。
[0065] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,歇止位置限定装置与通用接头(例如,提供通用安装承载件(例如可以绕两个独立的轴线倾斜的承载件)的接头)、旋转轴线、至少一个弹簧中的一者一起构造成:将承载件固定在的每个歇止位置(即提供相应的支撑点),该每个歇止位置与处于空间中的至少三个不同点或正好三个不同点处的承载件的稳定状态之一相对应。这里,承载件可以经由所述旋转接头或轴线或者一个或多个所述弹簧以可移动的方式连接到光学设备的支撑件(例如支撑框架),使得承载件可以在所述(例如第一和第二)稳定状态之间移动。此外,承载件可以绕第一轴线和第二轴线作为整体来倾斜,由此所述光束/被投影的图像沿相应的方向偏移(例如偏移某一分数的像素,特别是偏移1/2像素)。
[0066] 此外,在一实施方式中,光学设备的承载件包括至少四个歇止位置以及四个支撑点,各个歇止位置对应于承载件的稳定状态(即承载件总共具有四个稳定状态),其中每个支撑点是布置在承载件的关联的边缘区域,并且其中该承载件由通用接头(可以由弹簧形成的通用接头)支撑,特别是在由承载件跨越的区域中,并且其中致动器装置包括至少两个脱离装置,特别是包括四个脱离装置。
[0067] 特别地,在光学设备包括两个脱离装置的情况下,这些脱离装置优选地构造为推拉装置,该推拉装置可以拉动承载件并推动承载件以触发两个稳定状态之间的转换。这种脱离装置优选地沿关联的边缘区域布置在两个支撑点之间,但优选地不布置在承载件的对角相对的角部区域。
[0068] 在光学设备包括四个脱离装置的情况下,许多不同的位置是可能的。特别地,对应的脱离装置可以布置在对应的支撑点处。此外,每个脱离装置可以布置在承载件的关联的角部区域处。此外,每个脱离装置可以与关联的支撑点相邻地布置。通常,根据一实施方式,所述两个或四个(或甚至更多,例如八个)脱离装置布置成使得它们可以(例如作为整体)触发四个稳定状态中的每两个稳定状态之间的转换。
[0069] 此外,特别地,根据一实施方式,光学设备在此可以包括用于将承载件夹持在歇止位置的至少四个夹持装置。例如,当触发两个稳定状态之间的转换时,这些夹持装置之一可以维持夹持该承载件,以便与通用接头一起提供限定的旋转轴线。可替代地,夹持装置可以靠近承载件的角部区域布置。这里,只需释放夹持装置来进行该转换。
[0070] 此外,根据另一实施方式,光学设备的承载件包括四个歇止位置和两对支撑点,其中各个歇止位置对应于承载件的稳定状态,在每对的两个支撑点彼此上下布置(例如如上文描述的),并且其中所述成对的支撑点布置在承载件的相对的边缘区域或角部区域,并且其中该承载件由通用接头支撑,特别是在由承载件跨越的区域或在所述承载件外部的区域中,并且其中致动器装置包括布置在关联的支撑点处或布置在关联的支撑点附近的至少两个脱离装置。
[0071] 此外,这里,特别地,光学设备包括用于将承载件夹持在歇止位置的至少两个夹持装置,该夹持装置布置在关联的支撑点处或布置在关联的支撑点附近。
[0072] 此外,根据另一实施方式,光学设备的承载件包括至少四个歇止位置和四对支撑点,其中每个歇止位置对应于承载件的稳定状态,在每对的两个支撑点彼此上下布置,并且其中每对支撑点布置在承载件的关联的边缘区域,并且其中致动器装置包括至少四个脱离装置,其中每个脱离装置布置在承载件的关联的边缘区域(这里,特别是可以仅使用歇止位置的四种组合,例如上、上、下、下的旋转排列)。
[0073] 此外,这里,特别是在每个支撑点处或其附近,夹持装置布置成用于将承载件夹持在对应的歇止位置。
[0074] 此外,根据又一实施方式,光学设备的承载件包括两个歇止位置以及两个支撑点和一旋转轴线,每个歇止位置对应于承载件的稳定状态,旋转轴线穿过由承载件跨越的区域(例如由两个对齐的弹簧形成旋转轴线),其中支撑点布置在旋转轴线的相反侧,其中每个支撑点布置在承载件的关联的边缘区域或角部区域,并且其中致动器装置包括布置在承载件的边缘区域的至少一个脱离装置。
[0075] 这里,光学设备特别地包括用于将承载件夹持在对应的歇止位置的两个夹持装置,其中每个夹持装置布置在关联的支撑点处或布置在关联的支撑点附近。可替代地,两个夹持装置可以布置在彼此上下布置的支撑点之一处,以为两个歇止位置中的每个歇止位置提供夹持。
[0076] 此外,根据另一实施方式,光学设备的承载件包括两个歇止位置以及两个支撑点和一旋转轴线,每个歇止位置对应于承载件的稳定状态,两个支撑点彼此上下布置,旋转轴线(例如由两个对齐的弹簧形成的旋转轴线)穿过由承载件跨越的区域、或在承载件外部延伸,其中支撑点布置在承载件的边缘区域或角部区域处(并且特别地不布置在旋转轴线上,例如与后面的旋转轴线分隔开),其中每个支撑点布置在承载件的关联的边缘区域或角部区域,并且其中致动器装置包括布置在承载件的边缘区域或角部区域的至少一个脱离装置。
[0077] 这里,特别地,光学设备包括用于将承载件夹持在对应的歇止位置的两个夹持装置,其中每个夹持装置布置在关联的支撑点处或布置在关联的支撑点附近。特别地,夹持装置可以彼此上下布置,以在承载件的一侧/边缘区域上提供双重夹持。
[0078] 此外,根据另一实施方式,光学设备的承载件包括两个歇止位置和两对支撑点,其中每个歇止位置对应于承载件的稳定状态,在每对的彼此上下布置的两个支撑点,并且其中每对支撑点布置在承载件的关联的边缘区域或角部区域,并且其中致动器装置包括至少两个脱离装置,其中每个脱离装置布置在承载件的关联的边缘区域或角部区域处。
[0079] 这里,夹持装置可以布置在每个支撑点处或布置在每个支撑点附近。特别地,夹持装置可以以成对的方式彼此上下地布置,以在承载件的相应侧/边缘区域上提供双重夹持。
[0080] 此外,根据本发明的一实施方式,承载件经由弹簧(该弹簧可以是承载件的成一体的区域)连接到支撑框架,使得承载件可以绕第一轴线在所述第一状态与第二状态之间相对于所述支撑框架倾斜。
[0081] 此外,根据本发明的一实施方式,承载件包括第一部件以及第二部件,所述第一部件经由所述弹簧(特别是两个弹簧,特别是两个扭力梁)连接到所述支撑框架,所述第二部件经由弹簧(特别是两个弹簧,特别是两个扭力梁)连接到承载件的第一部件,使得第一部件和第二部件可以作为整体绕第一轴线倾斜,并且第二部件可以绕第二轴线相对于第一部件在第一状态与第二状态之间倾斜,由此所述光束/被投影的图像沿第二方向被偏移(例如被偏移某一分数的像素,特别是被偏移1/2像素),并且其中透明板构件刚性地安装到承载件的第二部件(即,板构件因此可以独立地绕两个轴线倾斜),其中该承载件的所述第二部件也构造成双稳态或三稳态(或其他多稳态),其中所述第二部件的所述第一状态和所述第二状态是承载件的双稳态第二部件或三稳态第二部件的稳定状态,并且其中致动器装置构造成强制实现或启动承载件的第二部件的从其第一稳定状态到其第二稳定状态的转换,并且反之亦然。
[0082] 因此,这里,具有所述第一部件和所述第二部件的承载件总共包括至少四个稳定状态。
[0083] 特别地,承载件的第二部件可以以与承载件的第一部件相同的方式在其稳定状态之间切换。
[0084] 此外,根据本发明的一实施方式,致动器装置包括多个导电线圈和相应的多个磁体。
[0085] 此外,根据本发明的一实施方式,线圈布置在支撑框架上,并且磁体布置在承载件上。在承载件包括所述第一部件和第二部件的情况下,磁体布置在第一部件和第二部件上,使得可以执行绕两个轴线的所述倾斜。
[0086] 此外,根据本发明的一实施方式,用于触发稳定状态之间的转换的每个磁体(脱离装置)与线圈中的恰好一个相关联并面向该磁体所关联的线圈,其中对应磁体相对于其关联的线圈居中。
[0087] 然而,对应磁体也可以被布置成略微偏离中心,以便为另外的组件特别是阻尼元件(诸如电磁阻尼元件、机械阻尼元件、磁性阻尼元件或涡电流制动器)提供空间。
[0088] 因此,当向对应的线圈施加电流时,产生洛伦兹力,该洛伦兹力启动在承载件的第一稳定状态与第二稳定状态之间的转换(例如,第一部件和第二部件一起以绕第一轴线倾斜的形式的转换,或仅第二部件以该第二部件绕第二轴线倾斜的形式的转换)。
[0089] 然而,在某些实施方式中,致动器装置还可以包括不面向线圈的磁体,并且可以用于实现夹持装置。这里,用于触发承载件的稳定状态之间的转换的致动器装置的脱离装置可以使用分离的成对的线圈-磁体(线圈-磁体对)。
[0090] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,磁通引导构件附接到对应磁体的正面,该正面面向所关联的线圈,并且其中所述磁通引导构件与承载件的区域一起形成用于对应磁体的磁场(使磁场闭合)的磁通返回结构,并且其中特别是对应的磁通引导构件布置在关联的线圈的中心开口中。特别地,由于该磁通引导构件,对应磁体的磁场在正面处平行于磁体的正面延伸。
[0091] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,对应磁体不包括附接到对应磁体的正面的磁通引导构件,而是对应磁体构造成在对应磁体的正面处产生取向成大致平行于关联的线圈的绕组轴线(卷绕轴线)的磁场。
[0092] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置是机械双稳态致动器装置,机械双稳态致动器装置包括中部板,该中部板经由两个角板连接(特别是以成一体的方式连接)到支撑件,使得中部板是双稳态的并且包括与中部板相对于支撑件的两个不同位置相对应(并且与角板的不同角位置相对应)的两个稳定状态,其中中部板连接(特别是以成一体的方式连接)到承载件,并且其中设置有致动器,该致动器构造成强制实现中部板的从中部板的一个稳定状态到另一个稳定状态的转换,这产生了承载件在其两个稳定状态之间的相应转换。
[0093] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,承载件连接(特别是以成一体的方式连接)到光学设备的支撑件,使得该承载件是双稳态的并且包括与第一稳定状态和第二稳定状态相对应的相对于支撑件的两个位置,或者该承载件是四稳态的并且包括相对于支撑件的与四个稳定状态相对应的四个位置。
[0094] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,承载件在承载件的一侧经由接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到角板,角板进而经由另外的接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到支撑件,并且其中承载件在相反侧经由单个接头和弹簧来连接(特别是以成一体的方式连接)到支撑件,其中特别地,所述弹簧可以与所述单个接头以成一体的方式形成。
[0095] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,承载件在承载件的一侧经由接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到角板,角板进而经由另外的接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到支撑件,并且其中承载件在相反侧经由接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到角板,该角板进而经由另外的接头来连接(特别是以成一体的方式连接)到支撑件,其中特别是弹簧可以将该另外的接头连接到支撑件,或者弹簧可以与支撑件以成一体的方式形成,或者弹簧可以在承载件的所述相反侧与接头和/或另外的接头以成一体的方式形成。
[0096] 此外,根据本发明的光学设备的又一实施方式,所述接头可以均包括至少一个扭力梁,其中角板的枢转主要与扭力梁的扭转运动相对应,并且其中这些梁的弯曲运动主要产生这些(集成的、成一体的)弹簧的功能。
[0097] 根据光学设备的另外的实施方式,致动器装置包括至少一个电永磁体,该电永磁体与承载件的磁通引导区域形成间隙,以通过向承载件的所述区域施加力来将承载件保持在稳定状态之一。
[0098] 在下面的实施方式中,对应的电磁致动器的这种力可以是磁阻力和/或磁力(例如,磁偶极-偶极相互作用,例如在承载件上布置有永磁体的情况下)。
[0099] 优选地,在所述稳定状态下,电永磁体的所述力与作用于所述承载件的反作用力相平衡,使得该电永磁体不接触该承载件的所述磁通引导区域,并且特别是使得当该磁阻力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到另一个稳定状态(或其他稳定状态之一)。
[0100] 该反作用力至少包括由一个或多个弹簧产生的弹簧力分量,承载件经由该一个或多个弹簧连接到支撑框架,其中该一个或多个弹簧也可以是承载件的成一体的部分或承载件的组件。反作用力还可以包括趋向于加宽所述间隙的磁力分量,例如,该磁力分量是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体(见下文)。
[0101] 特别地,可以通过切换第二磁体的磁化强度(磁化矢量场)来断开这种力(例如磁阻力),使得没有磁通量经由所述间隙引导。这也适用于下面描述的其他电永磁体。
[0102] 可替代地,也可以使用电磁体或音圈达来代替电永磁体。
[0103] 特别地,根据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括至少一个电磁体,该电磁体与承载件的磁通引导区域形成间隙,以通过向承载件的所述磁通引导区域施加磁阻力来将承载件保持在稳定状态之一中,其中特别是在所述稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件的反作用力相平衡,使得电磁体不接触所述磁通引导区域,并且特别是使得当磁阻力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到另一个稳定状态。
[0104] 特别地,根据本发明的光学设备的替代实施方式,致动器装置包括至少一个音圈马达,该音圈马达包括线圈和关联的磁性结构,该关联的磁性结构包括彼此上下布置的两个永磁体、或者包括彼此上下布置的两个(例如以成一体的方式连接的)相邻部分(本文中磁性结构形成单个永磁体),其中磁性结构连接到承载件,其中音圈马达构造通过向所述承载件施加洛伦兹力来将承载件保持在稳定状态之一中,其中特别是在所述稳定状态下,所述洛伦兹力与作用于承载件的反作用力相平衡,特别是使得当洛伦兹力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到另一个稳定状态。特别地,两个磁体或两个部分包括反极化的磁化强度或反向平行的磁化强度,其中磁性结构连接到承载件,并且其中线圈连接到支撑框架。特别地,线圈包括绕线圈轴线卷绕的电导体以形成所述线圈,其中该线圈轴线平行于这些部分或磁体的两个(反向平行的)磁化强度而延伸。
[0105] 此外,特别地,磁通返回结构布置在磁性结构背离线圈的一侧,其中磁通返回结构连接两个磁体/部分。特别地,磁通返回结构由软磁材料特别是磁材料来形成。
[0106] 在下文中,将各个电永磁体描述为致动器。然而,这些致动器中的每个致动器也可以替换为电磁体或音圈马达。
[0107] 根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第一电永磁体,该第一电永磁体与承载件的第一磁通引导区域形成第一间隙,以通过向承载件的所述第一区域施加力来将承载件保持在第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述力与作用于承载件的反作用力相平衡,使得第一电永磁体不接触承载件的所述第一磁通引导区域,并且特别是使得当该力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到第二稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,承载件经由该弹簧连接到支撑框架。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第一间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0108] 此外,根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第二电永磁体,该第二电永磁体与承载件的第二磁通引导区域形成第二间隙,以通过向承载件的所述第二区域施加力来将承载件保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述力与作用于承载件的反作用力相平衡,使得第二电永磁体不接触所述第二磁通引导区域,并且特别是使得当该力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到第一稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,承载件经由该弹簧连接到支撑框架。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第二间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0109] 此外,根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第三电永磁体,该第三电永磁体与承载件的第二部件的第三磁通引导区域形成第三间隙,以通过向承载件的第二部件的所述第三磁通引导区域施加力来将承载件的第二部件保持在第二部件的第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述力与作用于承载件的第二部件的反作用力相平衡,使得第三电永磁体不接触所述第三磁通引导区域,并且特别是使得当所述力被断开时,承载件的第二部件通过所述反作用力移动到第二稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,承载件的第二部件经由该弹簧连接到承载件的所述第一部件。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第三间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0110] 此外,根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第四电永磁体,该第四电永磁体与承载件的第二部件的第四磁通引导区域形成第四间隙,以通过向承载件的第二部件的所述第四磁通引导区域施加力来将承载件的第二部件保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述力与作用于承载件的第二部件的反作用力相平衡,使得第四电永磁体不接触所述第四磁通引导区域,并且特别是使得当所述力被断开时,承载件的第二部件通过所述反作用力移动到第一稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,承载件的第二部件经由该弹簧连接到承载件的所述第一部件。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第四间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0111] 此外,代替包括可以绕两个不同轴线倾斜的部件的承载件,光学设备也可以包括两个叠置的透明板构件,这两个叠置的透明板构件每个都可以绕轴线倾斜,其中这些轴线是不平行的,特别是正交的,使得穿过两个板构件的光束可以在两个维度上(即在两个不同的方向上)偏移。因此,根据光学设备的一实施方式,光学设备包括另外的承载件,将另外的透明板构件刚性地安装到该另外的承载件,其中该另外的承载件构造成在至少第一状态与第二状态之间移动,由此所述光束或被投影的图像被偏移,例如被沿第二方向(特别是与所述第一方向不同的方向,参见上文)偏移,特别是被偏移某一分数的像素,特别是被偏移1/2像素,并且其中该另外的承载件构造成多稳态的,特别是双稳态的或三稳态的,其中所述第一状态和所述第二状态是多稳态的另外的承载件中的稳定状态,并且其中所述致动器装置构造成强制实现该另外的承载件进行从另外的承载件的第一稳定状态到第二稳定状态的转换,并且反之亦然,并且其中所述另外的承载件经由弹簧连接到支撑框架,使得该另外的承载件可以绕第二轴线在该另外的承载件的所述第一稳定状态与所述第二稳定状态之间相对于所述支撑框架倾斜,由此特别是所述光束或被投影的图像被偏移,例如被沿第二方向偏移,特别是被偏移某一分数的像素,特别是被偏移1/2像素。
[0112] 此外,根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第三电永磁体,该第三电永磁体与另外的承载件的第三磁通引导区域形成第三间隙,以通过向该另外的承载件的所述第三磁通引导区域施加力来将该另外的承载件保持在其第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述力与作用于该另外的承载件的反作用力相平衡,使得第三电永磁体不接触所述第三磁通引导区域,并且特别是使得当所述力被断开时,该另外的承载件通过所述反作用力移动到第二稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,该另外的承载件经由该弹簧连接到所述支撑框架。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第三间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0113] 此外,根据光学设备的一实施方式,致动器装置包括第四电永磁体,该第四电永磁体与另外的承载件的第四磁通引导区域形成第四间隙,以通过向该另外的承载件的所述第四区域施加力来将该另外的承载件保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述力与作用于该另外的承载件的反作用力相平衡,使得第四电永磁体不接触所述第四磁通引导区域,并且特别是使得当所述力被断开时,该另外的承载件通过所述反作用力移动到第一稳定状态。特别地,所述反作用力至少包括由所述弹簧形成的弹簧力分量,该另外的承载件经由该弹簧连接到所述支撑框架。此外,反作用力还可以包括趋向于加宽所述第四间隙的磁力分量,该磁力分量例如是由于所述第一永磁体和/或第二永磁体,见下文。
[0114] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体(例如,所述至少一个电永磁体,或所述第一电永磁体、第二电永磁体、第三电永磁体或第四电永磁体)包括具有第一矫顽力的第一磁体和具有小于第一矫顽力的第二矫顽力的第二磁体,并且其中导电导体围绕第二磁体卷绕、和/或围绕对应的电永磁体的磁通引导结构的至少一部分卷绕,以形成包围第二磁体和/或所述部分的线圈,从而当向线圈施加电压脉冲时,第二磁体的磁化强度被切换,生成磁通量,该磁通量产生所述力(例如磁阻力和/或磁力)。
[0115] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体的第二磁体绕第一磁体延伸。特别地,第二磁体可以形成限定中心凹部的环状件(中空圆柱形磁体),第一磁体布置在该中心凹部中。然而,第一磁体也可以绕第二磁体延伸。
[0116] 此外,根据光学设备的一实施方式,所述导体也绕第一磁体卷绕,使得所述线圈包围第二磁体和第一磁体。特别地,导体可以包括在两个磁体之间彼此交叉的部分,使得经卷绕的线圈包括“8”的形状。
[0117] 此外,根据光学设备的一实施方式,围绕第一磁体卷绕另外的单独的导体,以形成包围对应的电永磁体的第一磁体的另外的线圈。
[0118] 另外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体包括连接到磁体的磁通引导结构,该磁通引导结构分别与关联的磁通引导区域(例如所述磁通引导区域,或所述第一磁通引导区域、第二磁通引导区域、第三磁通引导区域或第四磁通引导区域,参见上文)形成对应的间隙(例如所述间隙,或者所述第一间隙、第二间隙、第三间隙或第四间隙)。
[0119] 另外,根据光学设备的一实施方式,磁通引导结构包括两个间隔开的元件,对应的电永磁体的所述第一磁体和所述第二磁体布置在这两个间隔开的元件之间,使得第一磁体和第二磁体接触该磁通引导结构的两个元件、或者以磁通引导方式连接到这两个元件,其中,每个元件包括面向对应的磁通引导区域的正面,该正面分别与关联的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0120] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体包括另外的第一磁体,其中第二磁体布置在两个第一磁体之间,并且其中该两个第一磁体和第二磁体分别通过底侧而布置在磁通引导结构上,并且其中第二磁体和该两个第一磁体均包括相反的顶侧,该顶侧分别与关联的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0121] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体的第二磁体和第一磁体分别通过底侧而布置在磁通引导结构上,并且其中第二磁体和第一磁体均包括相反的顶侧,该顶侧特别地分别与关联的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0122] 此外,根据光学设备的一实施方式,磁通引导结构包括侧向部分,其中对应的电永磁体的所述第二磁体和所述第一磁体布置在所述侧向部分之间,并且其中所述侧向部分与对应的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0123] 此外,根据光学设备的一实施方式,第二磁体的顶侧覆盖第一磁体的顶侧。
[0124] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体的第二磁体和第一磁体每个均包括顶侧和相反的底侧,其中第二磁体的顶侧覆盖第一磁体的顶侧,并且其中第二磁体的底侧覆盖第一磁体的底侧,使得第二磁体完全包围第一磁体,其中第二磁体的顶侧分别与关联的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0125] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体布置在对应的磁通引导区域的第一构件与第二构件之间,使得对应的电永磁体与第一构件形成对应的间隙,并且与所述第二构件形成另外的间隙。这里,特别地,产生的磁阻力将趋向于使所述两个间隙中较小的间隙闭合。
[0126] 此外,根据光学设备的一实施方式,至少一个第一永磁体连接到对应的磁通引导区域或连接到承载件,以分别产生远离相应的所关联的电永磁体移动对应的磁通引导区域或承载件的排斥力,或者产生朝向所关联的电永磁体移动对应的磁通引导区域或承载件的吸引力。
[0127] 此外,根据光学设备的一实施方式,对应的电永磁体连接到支撑件,特别是连接到所述支撑框架。
[0128] 此外,根据光学设备的一实施方式,该至少一个第二永磁体连接到与对应的电永磁体相邻的支撑件(例如支撑框架),以产生背离对应的电永磁体的推动对应的区域或承载件排斥力。
[0129] 此外,根据一实施方式,第一磁体形成为包括中心开口的环形磁体,磁通引导元件布置在该中心开口中,其中线圈围绕布置在所述元件之下的第二磁体卷绕,并且其中线圈被磁通引导结构的周向壁包围,并且其中线圈布置在所述环形磁体之下、在所述磁通引导结构中。
[0130] 应注意,磁通引导区域和电永磁体的位置可以互换,即电永磁体可以安装在该承载件上、安装在另外承载件上或安装在在承载件的第一部件和第二部件上,同时,关联的磁通引导区域随后布置在支撑框架上、或由支撑框架形成。
[0131] 此外,根据一实施方式,光学设备包括至少一个电压源,以产生用于切换例如第二磁体的磁化强度的所述电压脉冲。
[0132] 此外,根据光学设备的一实施方式,光学设备包括至少四个开关,电压源可经由该至少四个开关而连接到线圈(所谓的H桥驱动器)。
[0133] 此外,根据光学设备的一实施方式,光学设备包括至少六个开关,电压源可经由该至少六个开关而连接到线圈和/或连接到另外的线圈。此外,根据光学设备的一实施方式,电压源构造成通过改变向线圈和/或另外的线圈施加的电压脉冲的长度来控制第二磁体的磁化强度,或者可替代地通过在保持脉冲长度恒定的同时改变这些电压脉冲的电压来控制第二磁体的磁化强度。
[0134] 此外,根据光学设备的一实施方式,电压源构造成对所述线圈和/或所述另外的线圈中的电流进行整形,从而实现该光学设备的降噪,特别是通过对施加到该线圈和/或该另外的线圈的电压施加脉冲宽度调制来实现该光学设备的降噪。
[0135] 特别地,根据一实施方式,电压源构造成在向所述线圈施加电压脉冲时向另外的线圈施加所述电压脉冲,使得在第二磁体的磁化强度的切换期间使经过承载件的对应的磁场引导区域的磁通量降低或断开。这可以用于在切换对应的电永磁体时避免承载件的震动,并因此降低设备的噪声。此外,所述线圈和所述另外的线圈可以以导电的方式连接。
[0136] 在使用电永磁体的上述实施方式中,优选地,承载件在不与(例如支撑框架上的)对应的电永磁体或其它止动件进行机械接触的情况下是倾斜的。然而,在替代实施方式中,承载件也可以以机械的方式停止,例如,通过抵接该设备的一些关联的止动件来停止。
[0137] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,承载件再次经由弹簧(例如扭力杆)连接到支撑框架(支撑框架也可以指代为基部),使得承载件可以绕第一轴线在所述第一状态与所述第二状态之间相对于所述支撑框架倾斜。
[0138] 此外,特别地,承载件包括经由所述弹簧连接到所述支撑框架的第一部件以及经由弹簧连接到第一部件的第二部件,使得第二部件可以绕第二轴线相对于第一部件在第一状态与第二状态之间倾斜,由此,特别是所述光束被偏移,并且其中透明板构件刚性地安装到承载件的第二部件,其中所述第二部件也构造成双稳态或三稳态,并且其中所述第二部件的所述第一状态和所述第二状态是承载件的双稳态第二部件或三稳态第二部件的稳定状态,并且其中致动器装置构造成强制实现或启动承载件的第二部件从其第一稳定状态到其第二稳定状态的转换,并且反之亦然。
[0139] 这里,特别地,根据本发明的光学设备的另外的实施方式,承载件包括弹簧结构,该弹簧结构包括外框架,其中将承载件(特别是承载件的第一部件)连接到支撑框架的所述弹簧以成一体的方式连接到弹簧结构的外框架。
[0140] 此外,根据一实施方式,将承载件连接到支撑框架的所述弹簧由两个第一扭力杆形成,其中一个第一扭力杆从弹簧结构的外框架的第一臂突出,而另一个第一扭力杆从弹簧结构的外框架的第二臂突出,其中所述第二臂与弹簧结构的第一臂相对。此外,特别地,所述第一扭力杆彼此对齐并限定了所述第一轴线。此外,弹簧结构的外框架的所述第一臂和所述第二臂可以平行延伸,并且特别是垂直于第一轴线延伸,并且优选地所述第一臂和所述第二臂通过弹簧结构的外框架的第三臂和第四臂以成一体的方式连接。特别地,弹簧的外框架的第三臂和第四臂也可以彼此平行地延伸。
[0141] 此外,根据一实施方式,弹簧结构包括内框架,其中弹簧结构的外框架环绕弹簧结构的内框架,并且其中将承载件的第二部件连接到承载件的第一部件的所述弹簧将弹簧结构的内框架以成一体的方式连接到弹簧结构的外框架。
[0142] 此外,根据一实施方式,将承载件的第二部件/弹簧结构的内框架连接到承载件的第一部件/弹簧结构的外框架的所述弹簧由两个第二扭力杆形成,其中一个第二扭力杆从弹簧结构的内框架的第一臂延伸到弹簧结构的外框架的第三臂,并且其中另一个第二扭力杆从弹簧结构的内框架的第二臂延伸到弹簧结构的外框架的第四臂。此外,特别地,所述第二扭力杆彼此对齐并限定了所述第二轴线。此外,特别地,弹簧结构的内框架的第一臂和第二臂通过弹簧结构的内框架的第三臂和第四臂以成一体的方式连接,其中弹簧结构的内框架的第四臂与弹簧结构的内框架的第三臂相对。
[0143] 特别地,内框架的所述第一臂和所述第二臂平行延伸,并且特别是垂直于第二轴线延伸。特别地,内框架的第三臂和第四臂也可以彼此平行地延伸。
[0144] 特别地,在一实施方式中,弹簧结构的外框架的第一臂沿弹簧结构的内框架的第三臂延伸,弹簧结构的外框架的第二臂沿弹簧结构的内框架的第四臂延伸。此外,特别地,弹簧结构的外框架的第三臂沿弹簧结构的内框架的第一臂延伸,并且弹簧结构的外框架的第四臂沿弹簧结构的内框架的第二臂延伸。
[0145] 特别地,包括内框架和外框架以及第一扭力杆和第二扭力杆的整个弹簧结构形成为平坦板构件,该平坦板构件由金属板坯料切割特别是冲压激光切割或蚀刻以形成所述集成结构(或成一体的结构),所述集成结构包括所述内框架和外框架以及所述第一扭力杆和第二扭力杆。特别地,在冲压的情况下,所有扭力弹簧都被铸造以增加它们的寿命,同时围绕其对应的轴线倾斜。特别是当承载件的第一部件/第二部件倾斜时,第一扭力杆和第二扭力杆产生反作用力,从而试图将承载件的对应部件向后倾斜。
[0146] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,每个第一扭力杆以成一体的方式连接到紧固区域,其中承载件经由所述紧固区域连接到支撑框架。
[0147] 特别地,在一实施方式中,所述紧固区域中的一个紧固区域包括将该紧固区域安装到支撑框架的长形孔,而另一个紧固区域包括标识,特别是以凹部的形式的标识,特别是用于在将弹簧结构安装到光学设备的支撑框架时识别该弹簧结构的取向。此外,特别地,包括标识的另一个紧固区域包括圆形孔,该圆形孔用于将该紧固区域安装到光学设备的支撑框架。特别地,根据一实施方式,紧固区域使用延伸穿过所述长形孔的螺钉来紧固到支撑框架。由于长形孔应力可以最小化,因为当将紧固区域安装到光学设备的支撑框架时孔之间的空间距离的公差具有较小的影响。
[0148] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,承载件包括连接到弹簧结构的加强结构,特别是为了增加弹簧结构的外框架和内框架的硬度和刚度,并且特别是为了减少由光学设备产生的噪声。
[0149] 根据一实施方式,加强结构包括外加强框架和内加强框架,其中内加强框架连接到弹簧结构的内框架,并且其中外加强框架连接到弹簧结构的外框架。
[0150] 特别地,根据本发明的一实施方式,板构件连接(特别是通过胶合或激光焊接)到内加强框架。特别地,板构件可以是玻璃构件。此外,特别地,板构件/玻璃构件可以包括小于或等于5mm,特别是小于或等于2mm,特别是小于或等于0.5mm的厚度。
[0151] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,外加强框架通过以下方式之一连接到弹簧结构的外框架:胶合连接、焊接连接、螺钉、铆钉;和/或其中,内加强框架通过以下方式之一连接到弹簧结构的内框架:胶合连接、焊接连接、螺钉、铆钉。
[0152] 特别地,作为用于形成胶合连接的胶,使用软胶,这特别意味着胶合连接包括大于5%、特别是大于50%、特别是大于100%的断裂伸长率。此外,特别地,胶合连接可以包括小于90、特别是小于60、特别是小于40的肖氏硬度A。
[0153] 此外,在一实施方式中,外加强框架包括第一臂和相对的第二臂,其中外加强框架的第一臂和第二臂通过外加强框架的第三臂和第四臂连接。
[0154] 根据一实施方式,外加强框架的至少一个臂(特别是两个相对的臂或者每个臂)包括成角度的部分,该成角度的部分具有的高度大于该成角度的部分的垂直于所述高度的厚度。
[0155] 此外,根据一实施方式,外加强框架的第一臂的顶侧连接到弹簧结构的外框架的第一臂的底侧,外加强框架的第二臂的顶侧连接到弹簧结构的外框架的第二臂的底侧,外加强框架的第三臂的顶侧连接到弹簧结构的外框架的第三臂的底侧,并且外加强框架的第四臂的顶侧连接到弹簧结构的外框架的第四臂的底侧。
[0156] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,内加强框架包括第一臂和相对的第二臂,其中内加强框架的第一臂和第二臂通过内加强框架的第三臂和第四臂连接。
[0157] 此外,根据一实施方式,内加强框架的至少一个臂(特别是两个相对的臂或者每个臂)包括成角度的部分,该成角度的部分具有的高度大于该成角度的部分的垂直于所述高度的厚度。
[0158] 特别地,根据一实施方式,内加强框架的第一臂的顶侧连接到弹簧结构的内框架的第一臂的底侧,内加强框架的第二臂的顶侧连接到弹簧结构的内框架的第二臂的底侧,内加强框架的第三臂的顶侧连接到弹簧结构的内框架的第三臂的底侧,并且外加强框架的第四臂的顶侧连接到弹簧结构的内框架的第四臂的底侧。
[0159] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,外加强框架的内边缘包括将外加强框架与弹簧结构的外框架焊接的凹部。
[0160] 此外,在一实施方式中,内加强框架的外边缘包括将内加强框架与弹簧结构的内框架焊接的凹部。
[0161] 可替代地,根据一实施方式,所述内边缘和外边缘也可以是直的,并且随后选定内加强框架的外边缘到外加强框架的内边缘的距离,使得焊缝适合所述内边缘与外边缘之间的间隙。
[0162] 特别地,根据一实施方式,内框架和外框架由非磁性材料制成,以避免致动器(例如电磁体、电永磁体、音圈马达等)、弹簧结构与支撑框架之间的磁耦合,从而增加致动器性能。
[0163] 此外,根据一实施方式,外加强框架的内边缘包括两个相对的凹部,以避免第一扭力杆与外加强框架之间的接触。这允许增加弹簧/第一扭力杆的寿命,因为弹簧上的应力较小。
[0164] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,光学设备包括至少一个霍尔传感器,用于确定板构件(或与板构件一起移动的任何其他组件,诸如弹簧结构的内框架或内加强框架)的空间位置。特别地,该至少一个霍尔传感器连接到支撑框架、并被构造成感测由光学设备的磁体产生的磁场,其中该至少一个霍尔传感器面向所述磁体,并且其中该磁体连接到承载件。
[0165] 特别地,该至少一个霍尔传感器可以布置在连接到支撑框架的印刷电路板上。
[0166] 因此,当板构件倾斜时,磁体相对于该至少一个霍尔传感器移动并且该至少一个霍尔传感器构造成产生输出信号,其中光学设备构造成将该输出信号用作致动器(例如电磁体、电永磁体、音圈马达等)的闭环控制中的反馈信号,该致动器构造成使该板构件倾斜(例如使得反馈信号接近期望的参考值),如下面将进一步描述的。
[0167] 此外,根据一实施方式,内加强框架包括从内加强框架的第三臂或第四臂突出的至少一个翼,其中所述磁体布置在所述至少一个翼上。
[0168] 特别地,光学设备包括四个霍尔传感器,用于确定板构件(或与板构件一起移动的任何其他组件,诸如弹簧结构的内框架或内加强框架)的空间位置,其中所述霍尔传感器连接到支撑框架。特别地,这些霍尔传感器中的每个霍尔传感器构造成感测由光学设备的关联的磁体产生的磁场,其中对应的霍尔传感器面向对应的关联的磁体。
[0169] 这里,特别地,内加强框架包括四个翼,其中所述磁体中的每个磁体连接到关联的翼(所述四个翼)。特别地,有两个相对的翼从内加强框架的第三臂突出,并且有两个相对的翼从内加强框架的第四臂突出。
[0170] 特别地,这两个翼中的每个翼从第三臂的端部部分突出,其中特别是第三臂经由这些端部部分中的一个端部部分连接到内加强框架的第一臂,并且其中特别是第三臂经由另一个端部部分连接到内加强框架的第二臂。
[0171] 此外,特别地,另外的两个相对的翼中的每个翼从内加强框架的第四臂的端部部分突出,其中特别是内加强框架的第四臂经由这些端部部分中的一个端部部分连接到内加强框架的第一臂,并且其中特别是内加强框架的第四臂经由另一个端部部分连接到内加强框架的第二臂。
[0172] 可替代地,为了控制承载件绕第一轴线和/或第二轴线的倾斜,光学设备构造成通过数字转换器(LCD)芯片的电感或数字转换器电路(例如德州仪器公司(Texas Instruments)的LDC1612、LDC1614)的电感来部分地测量该致动器/电磁体的线圈中的一个或多个线圈的电感(见下文)。LDC进一步构造成产生指示所述电感的相应的输出信号,其中光学设备构造成将该输出信号用作致动器(例如电磁体、电永磁体、音圈马达等)的闭环控制中的反馈信号,该致动器构造成将该板构件倾斜(例如,使得反馈信号接近期望的参考值),如下面将进一步描述的。
[0173] 此外,可替代地,为了控制承载件绕第一轴线和/或第二轴线的倾斜,光学设备被构造成通过使用以一角度照射该板构件(例如玻璃板)和/或倾斜承载件的光源来以光学的方式测量所述板构件的位置,并被构造成用光学装置(例如光电二极管、或光敏设备、或一些其他光学位置敏感设备(例如PSD、CCD相机)或类似物)测量来自所述光源的板构件或倾斜承载件的反射光或透射光
[0174] 特别地,所述光学设备构造成产生输出信号,其中光学设备构造成将该输出信号用作致动器(例如电磁体、电永磁体、音圈马达等)的闭环控制中的反馈信号,该致动器构造成倾斜该板构件(例如,使得反馈信号接近期望的参考值),如下面将进一步描述的。
[0175] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,支撑框架包括第一臂和相对的第二臂,其中支撑框架的第一臂和第二臂通过第三臂和第四臂连接,并且其中所述紧固区域中的一个紧固区域连接到支撑框架的第一臂,而另一个紧固区域连接到支撑框架的第二臂。
[0176] 特别地,根据一实施方式,支撑框架的第三臂和第四臂均包括(例如长形的)开口,该开口用于使入射在光学设备上(特别是入射在板构件上)的光的视场增大。
[0177] 此外,根据一实施方式,支撑框架的第一臂和支撑框架的第二臂每个都包括凸起,对应的紧固区域安装在该凸起上。可替代地,紧固区域中的一个紧固区域可以经由中间板而安装到支撑框架的第一臂,而另一个紧固区域可以经由中间板安装到光学设备的支撑框架的第二臂。
[0178] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,支撑框架包括用于将支撑框架安装到另外的部件的四个支腿,其中两个相对的支腿从支撑框架的第一臂突出,并且其中另外的两个相对的支腿从支撑框架的第二臂突出。特别地,每个支腿从支撑框架的对应的臂的关联的端部部分突出。
[0179] 特别地,根据一实施方式,每个支腿包括用于将支撑框架安装到所述另外的部件的安装部分、和以成一体的方式连接到安装部分的桥部分,其中安装部分经由桥部分连接到支撑框架。此外,特别地,桥部分包括一宽度,该桥部分的宽度小于安装部分的宽度,使得特别是支腿构造成相对于支撑框架的对应的臂挠曲或弯曲,以在将支撑框架安装到所述另外的部件时噪声去耦和/或机械应力释放。
[0180] 此外,根据一实施方式,每个安装部分包括用于接纳衬环的凹部,螺钉可以延伸穿过该衬环以使用所述螺钉将对应的安装部分紧固到另外的部件。特别地,衬环环绕该螺钉并且特别是用于降噪/对机械振动进行阻尼。衬环可以由弹性材料形成,诸如例如胶、EPDM、橡胶、FKM、NBR等。
[0181] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,至少一个单独的质量体安装在支撑框架上以增加质量,并且从而增加支撑框架的惯性矩,于是增加光学设备的稳定性。特别地,在一实施方式中,光学设备包括两个质量体,其中一个质量体安装到支撑框架的第一臂,并且另一个质量体安装到支撑框架的第二臂。
[0182] 特别地,根据一实施方式,支撑框架由非磁性材料制成,以避免致动器(例如电磁体、电永磁体、音圈马达等)、弹簧结构与支撑框架之间的磁耦合,从而增加致动器性能。
[0183] 此外,特别地,根据一实施方式,支撑框架由具有良好热导率的材料制成,以将热量从致动器以及弹簧结构传递出去(可能有由于入射光而导致的热冲击)。
[0184] 另外,根据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括第一电磁体,该第一电磁体与承载件的第一磁通引导区域形成第一间隙,以通过向承载件的所述第一磁通引导区域施加磁阻力来将承载件保持在第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件的反作用力相平衡,使得第一电磁体不接触所述第一磁通引导区域,并且特别是使得当磁阻力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到第二稳定状态。特别地,第一磁通引导区域从弹簧结构的外框架的第三臂突出,并且特别地该第一磁通引导区域以成一体的方式连接到弹簧结构的外框架的所述第三臂。
[0185] 另外,根据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括第二电磁体,该第二电磁体与承载件的第二磁通引导区域形成第二间隙,以通过向承载件的所述第二磁通引导区域施加磁阻力来将承载件保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件的反作用力相平衡,使得第二电磁体不接触所述第二磁通引导区域,并且特别是使得当磁阻力被断开时,承载件通过所述反作用力移动到第一稳定状态。特别地,第二磁通引导区域从弹簧结构的外框架的第四臂突出,并且特别是该第二磁通引导区域以成一体的方式连接到弹簧结构的外框架的所述第四臂。
[0186] 此外,根据依据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括第三电磁体,该第三电磁体与承载件的第二部件的第三磁通引导区域形成第三间隙,以通过向承载件的第二部件的所述第三磁通引导区域施加磁阻力来将承载件的第二部件保持在其第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件的第二部件的反作用力相平衡,使得第三电磁体不接触所述第三磁通引导区域,并且特别是使得当该磁阻力被断开时,承载件的第二部件通过所述反作用力移动到第二部件的第二稳定状态。特别地,第三磁通引导区域从弹簧结构的内框架的第三臂突出,并且特别是该第三磁通引导区域以成一体的方式连接到弹簧结构的内框架的所述第三臂。
[0187] 此外,根据依据本发明的光学设备的一实施方式,致动器装置包括第四电磁体,该第四电磁体与承载件的第二部件的第四磁通引导区域形成第四间隙,以通过向承载件的第二部件的所述第四磁通引导区域施加磁阻力来将承载件的第二部件保持在第二部件的第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件的第二部件的反作用力相平衡,使得第四电磁体不接触所述第四磁通引导区域,并且特别是使得当该磁阻力被断开时,承载件的第二部件通过所述反作用力移动到第二部件的第一稳定状态。特别地,第四磁通引导区域从弹簧结构的内框架的第四臂突出,并且特别是该第四磁通引导区域以成一体的方式连接到弹簧结构的内框架的所述第四臂。
[0188] 特别地,在上文中,对应的电磁体包括围绕线圈芯部(该线圈芯部优选地由软磁材料形成)卷绕的导电线圈,其中线圈芯部包括分别形成极靴的两个相反的端部部分,这些端部部分与关联的磁通引导区域形成对应的间隙。
[0189] 特别地,对应的线圈芯部可以由以下材料之一形成或包含以下材料之一:铁体、陶瓷铁氧体、铁粉、不锈,例如DIN型1.4004-1.4040不锈钢或其国际等同物(诸如SUS410-SUS440或类似物)。
[0190] 此外,根据一实施方式,配置对应的反作用力,使得防止对应的间隙完全闭合。因此,始终防止对应的磁通引导区域与对应的线圈芯部的端部部分(极靴)接触。为此,所述弹簧(例如第一扭力杆和/或第二扭力杆)设计成使得:在对应的磁通引导区域与所关联的线圈芯部的端部部分之间的接触附近,反作用力大于磁阻力,使得不能发生接触或不能发生咬合。
[0191] 特别地,根据一实施方式,对应的线圈芯部连接到支撑框架,其中特别是对应的线圈芯部被胶合、螺纹连接或焊接到支撑框架。
[0192] 特别地,根据一实施方式,第一电磁体的线圈芯部连接到支撑框架的第三臂。此外,特别地,第二电磁体的线圈芯部连接到支撑框架的第四臂。此外,特别地,第三电磁体的线圈芯部连接到支撑框架的第一臂。此外,特别地,第四电磁体的线圈芯部连接到支撑框架的第二臂。
[0193] 此外,特别地,可以将胶仅被施加到线圈芯部的端部部分或者施加到对应的电磁体的整个底侧,即将胶施加到环绕线圈芯部的线圈的端部部分和底侧。特别地,根据光学设备的一实施方式,线圈芯部与支撑框架之间的间隙小于300μm。
[0194] 此外,根据一实施方式,该胶包括有高导热系数(例如大于0.5W/mK,特别是大于1W/mK)和低热膨胀系数(例如小于10ppm/K,特别是小于100ppm/K,特别是小于200ppm/K)。
[0195] 此外,该胶可以包括有能够传导热和/或具有低热膨胀系数的物体/颗粒(间隔件)(也参见上文)。
[0196] 此外,根据一实施方式,光学设备包括刚性基板,例如用于承载该光学设备的电气组件的刚性基板(特别是印刷电路板),该基板可以连接到支撑框架。特别地,至少一个挠性印刷电路板从所述基板突出,该挠性印刷电路板包括与光学设备的致动器(特别是电磁体、电永磁体或音圈马达)电连接的焊垫。对应的致动器(例如电磁体、电永磁体或音圈马达)优选地包括(相对于彼此)电隔离(电绝缘)的接触垫或构件,对应的致动器经由该接触衬垫或构件而焊接到所述焊垫。这允许将各个致动器自动地焊接/连接到其所关联的挠性印刷电路板的关联的焊垫。
[0197] 特别地,光学设备包括具有这种焊垫的多个挠性印刷电路板,该挠性印刷电路板的数量对应于致动器(例如电磁体、电永磁体或音圈马达)的数量。
[0198] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,光学设备构造成向对应的线圈施加保持电流脉冲(电学的),以产生用于将该承载件(特别是该承载件的第一部件)保持在对应的稳定状态的对应的磁阻力,或产生用于将承载件的第二部件保持在对应的稳定状态的对应的磁阻力(取决于四个线圈中的哪个线圈实际上被提供有保持电流脉冲)。
[0199] 特别地,有利地,仅具有这样的保持电流脉冲来致动该致动器装置需要较少的参数来校准光学设备。
[0200] 此外,根据一实施方式,光学设备也构造成在保持电流脉冲之前向对应的线圈施加加速电流脉冲(电学的),以对承载件的第一部件或第二部件的两个稳定状态之间的转换进行加速。
[0201] 此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第一电磁体的线圈施加加速电流脉冲,以便对承载件(特别是承载件的第一部件)从第二稳定状态到第一稳定状态的转换(例如承载件绕所述第一轴线的倾斜)进行加速。此外,特别地,光学设备构造成向第二电磁体的线圈施加加速电流脉冲,以便对承载件(特别是其第一部件)从第一稳定状态到第二稳定状态的转换(例如承载件绕所述第一轴线的倾斜)进行加速。
[0202] 此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第三电磁体的线圈施加加速电流脉冲,以便对承载件的第二部件从第二稳定状态到第一稳定状态的转换(例如承载件的第二部件绕所述第二轴线的倾斜)进行加速。此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第四电磁体的线圈施加加速电流脉冲,以便对承载件的第二部件从第一稳定状态到第二稳定状态的转换(例如,承载件的第二部件绕所述第二轴线的倾斜)进行加速。
[0203] 此外,根据本发明的光学设备的又一实施方式,光学设备构造成:在保持电流脉冲之前和加速电流脉冲之后、与向施加有所述加速脉冲和/或保持脉冲的对应的线圈相对的线圈施加制动电流脉冲(电学的),以对承载件(例如承载件的第一部件)两个稳定状态或承载件的第二部件的两个稳定状态之间的转换进行减速。
[0204] 特别地,根据一实施方式,光学设备构造成向第一电磁体的线圈施加制动电流脉冲,以便对承载件(特别是承载件的第一部件)从第一稳定状态到第二稳定状态(例如承载件绕所述第一轴线倾斜)的转换进行减速。此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第二电磁体的线圈施加制动电流脉冲,以便对承载件(特别是承载件的第一部件)从第二稳定状态到第一稳定状态(例如承载件绕所述第一轴线的倾斜)的转换进行减速。
[0205] 此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第三电磁体的线圈施加制动电流脉冲,以便对承载件的第二部件从第一稳定状态到第二稳定状态的转换(例如,承载件的第二部件绕所述第二轴线的倾斜)进行加速。此外,根据一实施方式,光学设备构造成向第四电磁体的线圈施加制动电流脉冲,以便对承载件的第二部件从第二稳定状态到第一稳定状态的转换(例如承载件的第二部件绕所述第二轴线的倾斜)进行减速。
[0206] 根据本发明的光学设备的另外的实施方式,光学设备包括存储器(例如半导体存储器),特别是EPROM或EEPROM,其中,特别是针对承载件(例如第一部件)或承载件的第二部件的每个倾斜频率,并且特别是针对光学设备的多个不同(操作)温度,存储了对应的电流脉冲(例如保持电流脉冲、加速电流脉冲或制动电流脉冲)的开始时间和结束时间。
[0207] 特别地,对于每个电磁体(致动器),包括以下参数的参数组可以被存储在所述存储器中:倾斜频率、加速电流脉冲开始时间、加速电流脉冲结束时间、加速电流脉冲的幅度、保持电流脉冲开始时间、保持电流脉冲结束时间、保持电流脉冲幅度、制动电流脉冲开始时间、制动电流脉冲结束时间、制动电流脉冲幅度。
[0208] 此外,根据本发明的一个方面,公开了一种校准方法,其中通过使用来自光学设备上(例如在板构件上)的光源或光图案的传输或反射来校准该光学设备,同时倾斜该承载件(例如第一部件)和/或该承载件的第二部件并优化关于保持电流脉冲、加速电流脉冲和/或制动电流脉冲的参数。
[0209] 此外,根据一实施方式,光学设备构造成执行校正算法以补偿由于光学设备的(操作)温度的变化引起的所述参数的变化。
[0210] 该算法可以使用查找表或函数(诸如n阶多项式)来改变保持电流脉冲、加速电流脉冲和/或制动电流脉冲的时序和幅度。
[0211] 根据本发明的光学设备的又一实施方式,光学设备构造成通过以下方式中的至少一种来减少由光学设备产生的噪声:
[0212] -抑制该保持电流脉冲、加速电流脉冲和/或制动电流脉冲的较高频率,特别是通过使用低通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器中的一种,
[0213] -使用以正弦信号的形式(特别是以削波正弦信号的形式)的保持电流脉冲、加速电流脉冲和/或加速脉冲。
[0214] 此外,根据本发明的光学设备的一实施方式,板构件可以是刚性棱镜,该刚性棱镜用于对光束进行转向并且特别是改变入射光的角度。另外,具有棱镜的整个光学设备可以相对于入射束旋转,以在更宽的范围内对输出光束进行转向。
[0215] 特别地,光学设备可以用于各种各样的技术应用中,特别是用于提高目标或空间的3D扫描的分辨率。这里,还可以使用除了镜之外的光学设备来更详细地扫描较小的区域。
[0216] 此外,根据本发明的光学设备还可以用于增加3D打印的分辨率以及通过多路复用像素来增加图片或视频的分辨率。
[0217] 此外,光学设备也可以用于减少散斑(斑点去噪)。板构件(例如玻璃)的角运动/倾斜,例如绕所述第一轴线和第二轴线的角运动/倾斜(例如法向像素偏移运动或另外的运动)减少了激光散斑。板构件的倾斜运动可以对应于或类似于利萨如图形(Lissajous figure)。
[0218] 此外,根据本发明的一实施方式,板构件可以是漫射器,该漫射器可以正好布置在激光光源之后。
[0219] 此外,根据本发明的光学设备可以用于激光影院和激光电视(TV)应用。
[0220] 此外,特别是根据本发明的又一方面,公开了一种用于增强图像分辨率的光学设备,该光学设备包括:
[0221] -透明板构件,该透明板构件构造成对穿过该板构件的光束进行折射,该光束可以对包括有成行的和成列的像素的图像进行投影;
[0222] -承载件,所述透明板构件刚性地安装到该承载件,其中该承载件构造成在至少第一状态与第二状态之间移动,由此所述光束被偏移,例如沿第一方向偏移(例如,被投影的所述图像沿第一方向被偏移某一分数的像素,特别是被偏移1/2像素);
[0223] 其中,光学设备包括致动器装置,该制动器装置构造成强制实现或启动该承载件的从第一状态到第二状态(或在该承载件的任何两个状态之间)的转换,并且反之亦然。
[0224] 本发明的这个方面可以使用本文所述的各个特征(特别是在与权利要求1有关的从属权利要求中的各个特征)进一步表征,其中本文中的概念“稳定状态”可以被概念“状态”代替。
[0225] 在下文中,参考附图描述了本发明的另外的优点、特征以及实施方式,在附图中:
[0226] 图1示出了在单个方向x上或在两个方向x和y上将图像偏移某一分数的像素的原理;
[0227] 图2A-图2D示出了根据本发明的光学设备的实施方式的不同视图;
[0228] 图3示出了根据本发明的具有第一稳定状态和第二稳定状态的设备的双稳态承载件的势能;
[0229] 图4示出了根据本发明的设备的三稳态承载件的势能,该设备还具有中间稳定状态(除了第一稳定状态和第二稳定状态);
[0230] 图5A示出了使用所述状态的静态切换在图3的双稳态承载件的两个稳定状态之间的转换;
[0231] 图5B示出了使用静态切换在图4的三稳态承载件的两个稳定状态之间的转换;
[0232] 图6A示出了使用所述状态的动态切换在图3的双稳态承载件的两个稳定状态之间的转换;
[0233] 图6B示出了使用动态切换在图4的三稳态承载件的两个稳定状态之间的转换;
[0234] 图6C示出了光学设备的起动序列,其中承载件通过力反冲从中间稳定状态进入第一(或第二)稳定状态。
[0235] 图6D示出了光学设备的起动序列,其中承载件通过谐振放大从中间稳定状态进入第一(或第二)稳定状态。
[0236] 图7A-图7E示出了根据本发明的光学设备的夹持装置和脱离装置的不同实施方式;
[0237] 图8A-图8C示出了根据本发明的光学设备的夹持装置和脱离装置所采用的不同的力平衡;
[0238] 图9示出了根据本发明的设备针对稳定状态之一的框图,该框图解释了可能的夹持机构、释放机构、机械歇止位置限定机构和阻尼机构,其中为承载件提供了机械硬停止(硬止动);
[0239] 图10示出了图9的实施方式的各个力起作用的位置;
[0240] 图11示出了图9的实施方式的变型(对于一个稳定状态),其中没有为承载件提供机械止动件;
[0241] 图12示出了图11的实施方式的各个力起作用的位置;
[0242] 图13A-图13G示出了根据本发明的光学设备的不同实施方式,涉及针对四个不同歇止位置/稳定状态(A至C)和两个不同歇止位置/稳定状态(D至G)的经定义的歇止位置和致动器位置;
[0243] 图14A-图14E示出了根据本发明的光学设备的不同实施方式,涉及弹簧或旋转接头/弯曲部的位置和构型,承载件经由该弹簧或旋转接头/弯曲部而连接到支撑框架;
[0244] 图15A-图15D示出了如图15A所示的光学设备的不同的实施方式,涉及根据本发明的光学设备的阻尼装置的构型以及致动器装置(脱离装置)的磁体和线圈的构型;
[0245] 图16A-图16C示出了根据本发明的光学设备实现两种稳定状态的进一步的框图;
[0246] 图17A-图17L示出了根据本发明的光学设备的关于阻尼装置的构型的不同实施方式;
[0247] 图18A-图18B示出了根据本发明的光学设备的关于夹持装置和脱离装置的不同实施方式;
[0248] 图19A、图19B示出了根据本发明的包括双稳态机械致动器装置的光学设备的不同实施方式;
[0249] 图20A-图20D示出了根据图13C和图13G的实施方式如何来实现振动声的减少;
[0250] 图21A、图21B示出了根据本发明的光学设备的实施方式,其中承载件铰接到支撑件,使得该承载件是四稳态的(图21A)或双稳态的(图21B);
[0251] 图22示出了根据本发明的包括具有至少两个稳定状态的双稳态承载件或三稳态承载件的光学设备的实施方式,其中夹持装置使用磁阻力来提供阻尼并限定该承载件的歇止位置;
[0252] 图23示出了根据本发明的包括具有四个稳定状态的四稳态承载件(参见图21A)的光学设备的实施方式,其中接头与弹簧以一体的方式形成,承载件经由该接头铰接到支撑框架;
[0253] 图24示出了在图22中所示的实施方式的变型;
[0254] 图25示出了根据本发明的光学设备的实施方式的两个视图(即图2中所示的实施方式的变型),该光学设备包括具有可以分别绕关联的轴线独立地倾斜的第一部件和第二部件的承载件,其中板构件的倾斜角是可调节的;
[0255] 图26示出了不同的视图,其中致动器装置使用限定承载件的歇止位置的磁阻力以及洛伦兹力来提供脱离装置;
[0256] 图27示出了根据本发明的光学设备的叠置,以将入射光束实现对应于xN个不同的状态的转换(光学切换),其中x是由个体设备提供的承载件的倾斜角,并且N是经叠置的设备/承载件的数量;
[0257] 图28示出了图26中所示的致动器相对于承载件/板构件及其旋转轴线的另外的可能的布置;
[0258] 图29示出了本发明的具有致动器装置的另外的实施方式的示意图,该致动器装置包括至少一个电永磁体;
[0259] 图30示出了可以用于根据本发明的光学设备的电永磁体的不同构型(A)至M));
[0260] 图31示出了根据本发明的光学设备的承载件的稳定状态/点;
[0261] 图32示出了作用于承载件的不同力和一个或多个弹簧的势能,承载件经由该一个或多个弹簧耦接到支撑框架;
[0262] 图33示出了调节该承载件的保持点的可能性;
[0263] 图34两个电永磁体之间的承载件的非接触式切换与接触式切换。
[0264] 图35示出了承载件的非接触式切换中稳定状态之间的转换;
[0265] 图36示出了用于驱动电永磁体的单个线圈的电压源;
[0266] 图37示出了用于驱动电永磁体的两个线圈的电压源;
[0267] 图38示出了用于产生电永磁体的剩余磁化强度的电压脉冲以及用于断开所述剩余磁化强度的电压脉冲;
[0268] 图39示出了切换序列,其中承载件从第一稳定状态倾斜到第二稳定状态并返回到第一稳定状态;
[0269] 图40示出了通过施加到电永磁体的线圈上的电压脉冲来进行电流整形的不同可能性;
[0270] 图41示出了根据本发明的包括具有两个部件的承载件的光学设备的实施方式的不同透视图和分解图,其中每个部件可以通过两个电永磁体在两个稳定状态之间倾斜;
[0271] 图42示出了根据本发明的包括两个单独的承载件的光学设备的实施方式的不同透视图和分解图,其中每个承载件承载有透明板构件,其中每个承载件可以通过两个电永磁体在两个稳定状态之间倾斜;
[0272] 图43示出了具有单个承载件的实施方式的示意图,该单个承载件可以通过两个电永磁体绕对角轴线倾斜;
[0273] 图44示出了根据本发明的光学设备的另外的实施方式的分解图,该光学设备包括用于透明板构件的承载件,该承载件可以绕对角轴线在两个稳定状态之间倾斜;
[0274] 图45示出了根据本发明的光学设备的另外的致动器,该致动器包括与设备的承载件的磁通引导区域相互作用的电磁体;
[0275] 图46示出了根据本发明的使用图45中所示类型的致动器的光学设备的另外的实施方式;
[0276] 图47示出了在图46中所示的光学设备的底侧的透视图;
[0277] 图48示出了在图46和图47中所示的光学设备的分解图;
[0278] 图49示出了图46至图48中所示的类型的光学设备的平面图,该光学设备具有额外的质量体,以增加质量并且从而增加设备的支撑框架的惯性矩,以抑制所述支撑框架的运动;
[0279] 图50示出了图46至图49中所示的光学设备的支撑框架的实施方式的透视图;
[0280] 图51示出了支撑框架的替代实施方式的透视图;
[0281] 图52示出了支撑框架的另外的替代实施方式的透视图;
[0282] 图53示出了图46至图49中所示的光学设备的弹簧结构的平面图;
[0283] 图54示出了图46至图49中所示的光学设备的承载件的弹簧结构和加强结构的分解图;
[0284] 图55示出了组装件的底侧的透视图,该组件包括图54中所示的弹簧结构和加强结构;
[0285] 图56示出了包括内加强框架和外加强框架的加强结构;
[0286] 图57示出了加强结构的替代实施方式;
[0287] 图58示出了图46至图49中所示的光学设备的细节,即连接到光学设备的印刷电路板的霍尔传感器,该霍尔传感器通过布置在内加强框架上的永磁体来感测磁场,以确定板构件的空间位置;
[0288] 图59示出了图46至图49中所示的光学设备的印刷电路板(PCB)的布局;
[0289] 图60示出了可以分成多个部分的印刷电路板的另外的变体;
[0290] 图61示出了图60中所示的替代印刷电路板;
[0291] 图62示出了电连接件的模式,特别是用以将设备与电学测试针(诸如弹簧针(pogo pin))快速地连接的位于PCB上的过孔;这节省了在校准期间以正手测试PCB和设备的时间;
[0292] 图63示出了施加到图46至图49中所示的光学设备的电磁体(致动器)的线圈的保持电流脉冲;
[0293] 图64示出了施加到光学设备的相对的致动器(电磁体)的线圈的保持电流脉冲、加速电流脉冲和制动电流脉冲;
[0294] 图65示出了具有正弦形状或可替代地削波正弦形状的保持脉冲;
[0295] 图66示出了不同的保持脉冲,其中去除(例如过滤掉)某些较高频率以降噪;
[0296] 图67示出了倾斜构件的各个机械频率;线示出了通过对电流脉冲进行滤波来阻隔频率的可能性,因为由此将不会使更大的频率退出;
[0297] 图68示出了光学设备的板构件的替代实施方式,其中这里,板构件形成为棱镜;
[0298] 图69示出了入射在棱镜上的光的角以及出射光束的角(偏向角);
[0299] 图70示出了随时间变化的不同的光束角,如图68所示;以及;
[0300] 图71示出了也可以在本发明的实施方式中用作致动器的音圈马达的截面图;
[0301] 图72示出了具有用于接纳光学设备的电力缆线的凹槽的支撑框架的透视图;并且[0302] 图73示出了具有挠性构件的光学设备的基板(例如印刷电路板),该挠性构件用于将印刷电路板电连接到致动器,特别是连接到光学设备的电磁体。
[0303] 图71示出了音圈马达形式的致动器的替代实施方式,该致动器也可以与图46至图49中所示的实施方式一起使用。本发明涉及光学设备,该光学设备允许以1D方式(例如平地)沿第一方向x(例如对应于图像的行像素)将由光束L投影的图像IM偏移某一分数的像素;或以2D方式(例如水平地和竖直地或甚至对角地)沿第一方向x和第二方向y(例如相对于图像的列像素)将由光束L投影的图像IM偏移某一分数的像素(例如1/2像素)ΔP,其中在y方向上的偏移表示为ΔP'。
[0304] 图2示出了与图1的示意图结合的根据本发明的光学设备1的实施方式,该光学设备1允许以2D方式分别在第一位置与第二位置之间倾斜透明构件55,使得穿过该板构件55的光束被偏移所述分数的像素ΔP、ΔP'(也参见图1)。然而,也可以容易地修改设备1以允许仅在一个方向上倾斜(例如通过省略第二部件33B并将板构件55直接安装到第一部件33A,使得该设备仅可以绕第一轴线70旋转)。
[0305] 特别地,如图1所示,板构件55包括两个平行的平坦表面55a、55b,它们彼此背离并沿板构件55的延伸平面来延伸。因此,经过板构件55的光束L在每个表面55a、55b处折射,并且最后,入射光束L平行于透射光束L行进。特别地,选择第一位置和第二位置(例如倾斜角或任何其他合适的坐标),使得光束L的偏移ΔP、ΔP'对应于图像IM的某一分数(例如1/2)的像素。当然,在本发明的所有实施方式中,也可以使用不透明但形成镜的板构件55。然后,设备1在对应的稳定状态下提供限定的反射角,而不是光束的偏移。
[0306] 详细地说,光学设备1除了包括所述透明板构件55之外(该透明板构件55构造成折射穿过板构件55的光束L,其中该光束L对包括成行的和成列的像素P的图像IM投影),光学设备1还包括承载件33,所述透明板构件55刚性地安装到该承载件33,其中承载件33构造成在第一状态与第二状态之间移动,从而所投影的所述图像IM沿第一方向x偏移所述分数ΔP的像素,特别是1/2像素。
[0307] 为了允许图像IM在两个维度(2D)上移位,承载件可以包括第一部件33A和第二部件33B,该第一部件33A可以形成为第一框架构件33A,并且该第一框架构件33A经由两个弹簧30A连接到光学设备1的周围支撑框架51,第二部件33B可以形成为第二框架构件33B,该第二框架构件33B经由两个弹簧30B连接到第一框架构件33A。这里,将第一部件33A连接到支撑框架51的弹簧30A彼此对齐并沿所述第一轴线700延伸,而将第二框架构件33B连接到第一框架构件33A的弹簧30B也彼此对齐并沿第二轴线701延伸,其中所述轴线700、701可以垂直于彼此延伸。
[0308] 因此,承载件33可以绕第一轴线700在所述第一状态与第二状态之间相对于所述支撑框架51倾斜。这里,安装有板构件55的第二部件33B与第一部件33A一起倾斜/移动。此外,第二部件33B可以相对于第一部件33A倾斜/移动。这允许使板构件55绕所述两个轴线700、701以2D的方式独立地倾斜。
[0309] 此外,承载件33(特别是第一部件33A与第二部件33B一起)构造成双稳态或三稳态,其中所述第一状态和所述第二状态是双稳态承载件或三稳态承载件33的稳定状态。特别地,以相同的方式,承载件33的第二部件33B也构造成双稳态或三稳态的,其中第二部件33B的所述第一状态和第二状态是双稳态第二部件或三稳态第二部件33B的稳定状态,
[0310] 为了实现所述稳定状态1A、1B之间的转换,光学设备1包括致动器装置66,该致动器装置66构造成强制实现承载件33(例如第一部件33A和第二部件33B)的从其第一稳定状态1A到其第二稳定状态1B的转换,并且反之亦然。此外,所述致动器装置66构造成强制实现承载件33的第二部件(第二框架构件)33B的从其第一稳定状态转换到其第二稳定状态,并且反之亦然。
[0311] 可替代地,在通用接头的情况下,如例如与图13A结合所描述的,承载件33可以在四个稳定状态之间倾斜。
[0312] 特别地,致动器装置66包括多个导电线圈31A和相应的多个磁体32B,其中线圈31A布置在支撑框架51上,并且其中磁体32B布置在承载件33上。特别地,四个磁体32B布置在第一部件33A上,并且另外的四个磁体32B布置在第二部件33B上。此外,每个磁体32B恰好与线圈31A中的一个相关联,并且在平行于对应磁体32B的磁化强度(磁化作用,磁化矢量场,magnetization)而延伸的方向上每个磁体32B面向其关联的线圈31A。优选地,对应的磁体32B在其关联的线圈31A上居中,以便有效地产生洛伦兹力,以启动承载件33的稳定状态1A、
1B之间的转换(相对于对应的轴线700、701),稳定状态1A、1B在此对应于承载件33(和板构件55)绕对应的轴线700、701的倾斜运动。洛伦兹力的方向取决于对应的线圈31A中的电流方向,并且在图2C的截面中竖向向上或向下地指向。
[0313] 通常,在本文所述的所有实施方式中,致动器装置66、660(例如线圈31A)可以通过未示出的电子控制单元来控制,并且该电子控制单元可以控制例如承载件33/板构件55的被限定的倾斜运动,以便实现如本文所述的光学设备1的光束L的分辨率增强/偏移(或反射角的变化)。
[0314] 根据图2A至图2D,致动器装置66还包括夹持装置32A,该夹持装置32A在此包括四个磁体32A,这四个磁体32A构造成通过向承载件33的对应的部件33A、33B施加夹持力来将承载件33的第一部件33A和第二部件33B夹持在对应的稳定状态1A、1B,该夹持力对承载件33的弹簧力进行过补偿,该弹簧力在此由承载件33本身提供,特别是由所述弹性元件700A、
700B提供。
[0315] 为了启动或触发稳定状态1A、1B之间的转换(即,为了触发承载件33的倾斜运动,致动器装置66还包括脱离装置和磁体32B,该脱离装置由所述线圈31A形成,该磁体32B构造成通过在相应的线圈31A中施加适当的电流来抵消将承载件30/第二部件30B夹持在对应的第一稳定状态1A和/或第二稳定状态1B的所述夹持。
[0316] 此外,为了对承载件33的运动进行阻尼,光学设备1还包括阻尼装置36,该阻尼装置36在承载件移动到稳定状态1A、1B之一时耗散承载件的动能,使得承载件33的运动以限定的方式停止。
[0317] 此外,如图2D所示,光学设备可以包括形成非线性弹簧34的片材,该片材可以另外包含阻尼装置36A(例如,耗散能量)和端部止动件35(也参见图9),其中线圈31A布置在支撑框架51上。
[0318] 在上文中,承载件33是倾斜的,并且用于描述该运动的合适的坐标可以是倾斜角。然而,这里任何两个稳定状态1A、1B之间的运动的坐标通常可以是空间位置、角位置或空间的任何其他一维、二维或三维参数。
[0319] 此外,所述局部最小(或局部阱)状态(在本文中也称为稳定状态)1A和1B特别地被认为在任何情况下都是可互换的(特别是这也适用于3A和3B,见下文)。
[0320] 在下文中,大多数时候,仅考虑绕一个轴线70的倾斜以便描述本发明,特别是承载件30的稳定状态1A与1B之间的转换,这些稳定状态在这里可以对应于绕轴线70的最大倾斜角。然而,如上所述,本发明可以容易地应用于2D倾斜。
[0321] 此外,所述稳定状态1A与1B之间的时间转换(并且反之亦然)在本文中也称为切换事件,或简称为切换。
[0322] 从能量的角度来看,如图3所示,本发明描述了一种所谓的双稳态系统(这里是双稳态承载件33),该双稳态系统意味着系统/光学设备1具有承载件33的至少两个能量上相等或者至少能量上相似的有利(稳定)的状态,这两个状态具有局部最小能量1A和1B。
[0323] 优选地,这些状态1A与1B之间的转换代价最小或没有能量,因为稳定状态1A和1B具有相同或相似的势能,其中通过隔开该稳态1A、1B的势能最大状态3来阻止所述稳定状态1A、1B之间的自发转换。
[0324] 此外,可以通过将势能垒2A暂时降低到负值、或者通过将势能垒2A降低到较小能量并增加至少这些量的能量、或者从一开始就增加能量2A,来实现光学设备1在状态1A与1B之间的强制转换。
[0325] 特别地,稳定状态1A和1B可以与最小能量损失或零能量损失的路径7连接。
[0326] 此外,稳定状态1A和1B由两个陡峭的势能8和9清晰地限定,如图3中所示。
[0327] 此外,承载件30还可以形成具有至少一个额外的能量上有利的状态4的双稳态系统(参见图4),即三稳态系统,其中第一稳定状态1A和第二稳定状态1B通过可以形成(例如二次)势阱7的中间局部最小状态4来连接。
[0328] 特别地,在一实施方式中,最小状态4不仅是局部的,并且还是全局最小状态,该状态可以但不一定必须是光学设备的1个空闲状态(例如在断电、和/或震动冲击、和/或设备的任何其他故障之后)。
[0329] 通过施加静态(例如电磁)势能15(例如使用相应的线圈31A和关联的磁体32B,还参见图2A-图2D以及图7和图8)来触发双稳态系统(参见图5A)或三稳态系统(参见图5B)的静态切换。通过提高势能(从15A、到15B、到15C),局部最小/稳定状态1A转换到不稳定状态1A’,从而触发到最小/稳定状态1B的切换。在经过局部最大状态3A之后,静态势能15可以脱离。
[0330] 此外,双稳态系统(见图6A)或三稳系统(见图6B)的动态切换由剩余能量2C触发,特别是通过施加短促的加速脉冲来触发(例如由相应的线圈31A和磁体32B来调节,也参见图2A-图2D以及图7和图8)。在脉冲期间吸收的能量2C最初以动能的形式出现,然后能量2C的能量2A被转换成势能以超过局部最大值3A(三稳态时)或3(双稳态时)。剩余动能2B可选地用于在超过局部最大值3A、3时维持最小速度。
[0331] 此外,如图6A所示,双稳态系统或三稳态系统的动态切换可以详细地涉及:势能的最小上升10达量2A、势能的随后下降11达所述量2A、最小能量2B的耗散12(防止意外的外跳)、能量量2A的耗散13(用于吸收围绕稳定状态1A的局部振荡)、以及完全停止14。
[0332] 此外,特别地,当对如图6B所示的三稳态系统进行动态切换时,从稳定状态1A到稳定状态1B的快速转换可以由相15A、15B驱动,其中使用能量(例如储存在机械弹簧中的弹性能)来首先对转换进行加速以及随后对该转换进行减速。
[0333] 可选地,在相11中施加额外的减速脉冲(被延迟到加速脉冲的转换时间的至少一半)以在达到稳定状态1B之前(即理想地,在达到稳定状态1B之前不久)部分地或完全地去除剩余动能2B。
[0334] 此外,当承载件33形成如图5B所示的三稳态系统时,激活能2A为势阱7的深度6的至多二分之一、至多十分之一、至多百分之一或甚至至多千分之一。换句话说,状态1A与1B之间的转换时间主要由势阱7中的势能6确定,从而限定了所谓的(例如谐波)振荡器周期T0和振荡器频率f0=1/T0。
[0335] 这里,优选地,稳定状态1A与1B之间的循环转换以频率f1开始,其中频率f1是f0的至多二分之一、至多十分之一、至多百分之一或者甚至至多千分之一。换句话说,状态1A、1B之间的切换以远低于振荡器的谐振频率f0的频率进行。
[0336] 当起动三稳态承载件33(参见例如图6C)时,可以使用具有最小能量6的单个致动脉冲16来使承载件33从恒稳态4进入稳定状态1A(或1B)。之后,可以如上文所述的那样来执行状态1A与1B之间的转换。
[0337] 此外,还可以使用多个这样的致动脉冲17A-17D通过所获取的最小能量6来起动承载件33(参见例如图6D),该最小能量6通过系统的谐振放大将承载件33从恒稳态4带到稳定状态1A(或1B)。
[0338] 这里,例如谐波激励、脉冲串、或基础频率处的任何其他周期性激励或接近基础频率f0的任何其他周期性激励都可以用于通过将增量的能量馈入振荡器中、直到势能足够高而通过状态3A(或3B)并停留于局部最小状态1A(或1B)之一,从而从恒稳态4起动该系统。例如,可以使用由大约时间T0的规则间隔所隔开的一串至少两个(例如方形)脉冲或多个所述脉冲来将系统从状态4驱动到稳定状态1A或1B。
[0339] 如已经指出的,根据本发明的光学设备优选地包括夹持装置32a,该夹持装置32a可以由一个或多个磁体(特别是永磁体)形成,如图7A-图7E所示(为简单起见,图7A-图7E仅示出了处于稳定状态1A、1B之一的夹持)。
[0340] 这里,由承载件33(表示为弹簧)提供的力100A被所述至少一个永磁体32A略微地过补偿,所述至少一个永磁体32A通过磁阻力102A来吸引承载件33的软磁体或可磁化材料部分(在图8中为断开状态)。在图2A-图2D中,在支撑框架51上设置有两个磁体32A,以便夹持在承载件33的第一部件33A的相对的材料部分,并且在支撑框架51上还设置有两个磁体32A,以便夹持承载件33的第二部件33B的相对的材料部分,从而将承载件33保持在对应的稳定状态1A、1B。
[0341] 为了触发从一个稳定状态1A到另一个稳定状态1B的转换或反之亦然,致动器装置66包括脱离装置(即,设置有脱离机构)。
[0342] 为此,如图7A-图7E所示,它可以包括至少一个额外的(例如有源)元件(诸如线圈31A(也见上文)),以将力平衡(见图8)从断开状态(力102A>力100A)反转到接通状态(或从一个稳定状态到另一个稳定状态1A、1B)。
[0343] 例如,在图7A中,脱离装置由布置在承载件33上的至少一个线圈31A(例如被布置在支撑框架51上)和至少一个相应的磁体32B提供,以产生排斥的洛伦兹力101(音圈解决方案,VCM)。
[0344] 根据图8A,该力101使力平衡反转,产生:
[0345] 力102A<力100A+力101,
[0346] 从而承载件33将离开其当前的稳定状态。
[0347] 此外,如图7B所示,线圈31A可以与承载件33上的磁性返回结构结合以用作脱离装置,该脱离装置产生额外的磁阻力102B(与力102A相反),该额外的磁阻力102B将力平衡反转,产生:
[0348] 力102A<力100A+力102B,
[0349] 从而承载件33将离开其当前的稳定状态。
[0350] 此外,如图7C所示,线圈31A可以用于对永磁体32A的磁场进行叠加,从而产生很少净磁阻力或没有净磁阻力,至少是:
[0351] 力102A+力102B<力100A,
[0352] 这允许承载件33离开其当前的稳定状态。
[0353] 这里,磁体32B也可以安装在承载件33上,并且承载件33的所述结构可以是可磁化材料。
[0354] 此外,如图7D所示,线圈31A可以与承载件33的导电结构组合以用作脱离装置,以通过使用在承载件33的所述结构中感生的涡电流来产生排斥的洛伦兹力。
[0355] 此外,如图7E所示,高力短行程致动器31C(诸如压电致动器或磁致伸缩致动器)、相变材料(例如镍钛诺)、电活性聚合物、双金属可以用来施加必要的力。
[0356] 优选地,光学设备的稳定状态1A与1B之间的转换由高弹性机械弹簧30控制,该弹簧30例如由承载件33或至少承载件的区域形成。这些区域可以被形成,或这些区域可以包括例如结合图2A-图2D(或图14A-14E中的30A-30F)在上文中描述的所述弹簧或弹性元件30A、30B。通常,这种弹簧30或这种弹性元件可以是片簧、扭力弹簧、扭力梁、弯曲梁、膜。因此,该弹簧/承载件30特别构造成周期性地提供、存储和吸收对移动质量(惯性力)进行加速和减速所需的能量,该移动质量特别是针对于承载件33(或承载件的组件,例如第一部件
30A和/或第二部件30B)和板构件55。
[0357] 弹簧/承载件33或所述弹性元件由具有高抗拉强度、高耐久性和在循环条件下很少能量耗散(高弹性材料)的弹簧合金(例如弹簧钢合金、Cu-Be合金、Cu-Zn合金)制成。
[0358] 此外,如图8B所示,两个额外的(例如弹性或粘弹性)非线性弹簧34可以用于限定局部势阱1A和1B的形状(例如使来自永磁体的磁阻力线性化)。
[0359] 特别地,一个或多个弹簧34的目的是加宽空间和时间窗口,在该空间和时间窗口中,系统可以减速并且能量可以被移除。如图8A所示,所述弹簧34增加了势阱的势能6。
[0360] 图9以示意图的形式(以示例性形式示出了一个稳定状态1A或1B)示出了光学设备1的与夹持、脱离、歇止位置(例如停止)和阻尼有关的组件。特别是为了将承载件33夹持在对应的歇止位置(稳定状态),设备的致动器装置包括夹持装置661。此外,为了触发稳定状态/歇止位置之间的转换,致动器装置包括脱离装置(触发件)662。此外,为了限定对应的歇止位置,致动器装置包括被构造成为承载件33提供支撑点的歇止位置限定装置663。
[0361] 除了一个或多个弹簧34之外,还可以使用另外的(例如非弹性的)弹簧35(例如产生力100C的机械硬停止)通过结合磁力来限定端部位置1A或1B。
[0362] 如右手侧所示,阻尼装置36可以包括以下中的至少一者:机械阻尼器36A、39,涡电流阻尼器37,磁性阻尼器38和/或有源阻尼器41;该机械阻尼器36A、39在承载件33上产生力103;该涡电流阻尼器37包括用于产生洛伦兹力104的磁体32C,洛伦兹力104是由于在面向承载件33/磁体32C的结构中的涡电流而产生的;该磁性阻尼器38(包括磁体32D、32E)用于产生力105;该有源阻尼器41(例如包括与磁体32E相互作用的线圈31B)用于产生力106。
[0363] 在这方面,图10示出了上述力100A、102A、102B、101、100C、103、104、105、106作用和贡献的位置。
[0364] 图11示出了图9中所示的实施方式的变型,其中在此没有承载件33的机械止动件。相反,光学设备1包括夹持装置,该夹持装置还提供用于将承载件33的歇止位置限定在稳定状态1A或1B中的歇止位置限定装置663,该歇止位置限定装置663可以使用磁阻力来限定所述歇止位置。
[0365] 同样,图12示出了上述力100A、101、102B、103、104、105、106作用和贡献的位置。
[0366] 此外,与图9相比,图16A、16B和16C示出了针对承载件33/弹簧30的两个期望位置的光学设备1的框图。为此,根据图16A,磁体32C和32B、线圈31A不需要加倍,因为磁性夹持件为两个位置提供夹持,而脱离(释放)机构为两个所需位置提供脱离功能662,在两个所需位置中可以夹持该承载件33/弹簧30。此外,在图16A中可以省略止动件35。
[0367] 在图16B的替代图中,线圈31A和磁体32B不需要加倍,但也可以加倍。这里,需要将端部止动件35和夹持件32A加倍。
[0368] 特别地,在根据图16A的实施方式中,将承载件保持在两个歇止位置/稳定状态1A、1B是通过磁阻力实现的。为此,光学设备1包括与处于两个歇止位置的承载件33的磁通引导部分72a、72b形成间隙的磁通返回结构73a、73b、74,从而产生磁阻力,该磁阻力将承载件33保持在对应的歇止位置。这里,在对应的歇止位置,可以通过涡电流阻尼器37来实现阻尼,但也可以通过所有其他描述的可能的阻尼装置36来实现该阻尼。此外,为了产生磁通量,磁体32A可以布置在所述部分72a、72b上。可替代地或另外地,磁体32AA可以定位在磁通返回结构73a、73b、74的底部,在承载件33/部分72b的两个歇止位置中引导磁通经过该底部。
[0369] 此外,图16C示出了图16B中所示的实施方式的变型,其中连接到承载件33的弹簧30形成磁通返回结构73a、73b、72b的一部分,使得在承载件33/部分72b的两个歇止位置中引导磁通经过该弹簧。
[0370] 此外,图13A至图13C示出了关于承载件30/板构件55的限定的位置(支撑点61A)的不同实施方式,其中在此承载件33包括分别对应于稳定状态的四个限定的歇止位置(例如倾斜角),其中这些歇止位置由合适的支撑点61A提供,这些支撑点61A由相应的歇止位置限定装置663(图13A至图13F中未示出)产生,并且特别是通过承载件33的旋转接头或轴线来产生。
[0371] 根据图13A,光学设备1在承载件33的四个侧面/边缘区域331、332、333、334中的每一个上提供一个限定的支撑点61A(即通过对歇止位置进行限定的装置663(诸如止动件等)产生)。然而,仅需要三个支撑点61A来限定与承载件33/板构件55的歇止位置相对应的对应平面。因此,在由如本文所述的弹簧30A、3B提供的旋转接头的情况下(两个旋转轴线700、701),仅需要两个另外的经限定的支撑点61A。
[0372] 根据图14B,可以通过提供具有第一部件33A和保持板构件55的第二部件33B的承载件33来实现这种旋转接头,如结合图2A至图2D(也参见图25)所描述的。
[0373] 特别是在图13A中,致动器装置包括至少两个脱离装置662(用虚线圆圈表示一些可能的位置),特别是包括四个脱离装置662。这里,在光学设备包括两个脱离装置662的情况下,该两个脱离装置优选地构造为推拉装置,该推拉装置可以(例如沿轴线A)拉动承载件33并推动承载件以触发两个稳定状态之间的转换。这种脱离装置优选地沿关联的边缘区域(例如331)布置在两个支撑点61A之间,但优选地不布置在对角相对的角部区域。在光学设备包括四个脱离装置662的情况下,许多不同的位置是可能的。特别地,对应的脱离装置662可以布置在对应的支撑点61A处。此外,每个脱离装置662可以布置在承载件33的关联的角部区域处(例如在边缘区域331和边缘区域332相遇的区域中)。此外,每个脱离装置662可以与关联的支撑点61A相邻地布置。通常,根据一实施方式,所述两个或四个脱离装置662布置成使得它们可以(作为整体)触发四个稳定状态中的每两个稳定状态之间的转换。
[0374] 此外,特别地,光学设备在此可以包括用于将承载件33夹持在歇止位置的至少四个夹持装置(图13A中仅示出一个)。例如,当触发两个稳定状态之间的转换时,夹持装置661之一可以对夹持该承载件33进行维持,以便与通用接头一起提供限定的旋转轴线。可替代地,夹持装置661可以靠近承载件33的角部区域(例如边缘区域相遇的地方)布置。这里,只需释放该夹持装置661以进行在稳定状态/歇止位置之间的转换。
[0375] 此外,根据图13B,光学设备1可以使用旋转接头30C/弯曲部30C以将板构件55/承载件33连接到支撑框架51、并为承载件33/板构件55提供在彼此的顶部上(例如在承载件33的两个对角相对的角部区域上)的两个限定的支撑点61A。同样,三个支撑点61A足以限定承载件33的歇止位置/稳定状态。这里,一个这样的支撑点由旋转接头(该旋转接头可以是图14A、14C、14D、14E的接头30C、30D、30E、30F之一)提供。
[0376] 此外,特别地,致动器装置包括至少两个脱离装置662(虚线圆圈表示一些可能的位置),这两个脱离装置662布置在关联的支撑点61A处或布置在关联的支撑点附近。此外,这里,特别地,光学设备包括用于将承载件夹持在歇止位置的至少两个夹持装置661,该夹持装置661布置在关联的支撑点处或布置在关联的支撑点附近(图13B中仅示出一个夹持装置661)。
[0377] 图13C示出了一变体,其中在板构件55的所有四个侧面上均具有一个在另一个顶部上的两个限定的支撑点61A。在图13C中,承载件33/板构件33不具有通过可以提供通用接头或旋转轴线的弹簧而限定的支撑件,但是可以具有用于支撑歇止位置的引导弹簧。
[0378] 这里,特别地,致动器装置包括至少四个脱离装置662(脱离装置的一些可能位置用虚线圆圈表示),其中每个脱离装置布置在承载件33/板构件55的关联的边缘区域331、332、333、334处。这里,特别地,在每个支撑点61A处或其附近,夹持装置661布置为将承载件
33夹持在对应的歇止位置(图13C中仅示出一个夹持装置661)。
[0379] 根据图14A、14C、14D、14E,如已经示出的,图13B的布置可以与万向节30C,单个挠性梁30E、30F,或两个挠性梁30D(参见图14D)结合使用。特别地,如图14E所示,梁30F可以具有交叉构型,其中四个臂从中心区域延伸,该中心区域允许承载件30的旋转支撑。也可以使用实现对应功能的其他接头。
[0380] 此外,图13D、图13E和图13F示出了承载件33的可能的支撑点61A,假定该承载件33可以有两个不同的歇止位置(对应于例如两个稳定状态1A、1B)。
[0381] 根据图13D,承载件33的每个歇止位置的三个歇止位置支撑点由旋转轴线700(例如如本文所述的两个对齐的弹簧30所产生的)和单个支撑点61A提供,它们可以在如本文所述的歇止位置限定装置的帮助下产生。这里,旋转轴线700可以沿承载件33/板构件55的对角延伸。
[0382] 这里,特别地,致动器装置包括布置在承载件33的边缘区域上(例如在边缘区域331处、或边缘区域331、332相遇处)的至少一个脱离装置662。这里,光学设备特别地包括将承载件33夹持在对应的歇止位置的两个夹持装置661(仅示出了一个夹持装置),其中每个夹持装置661布置在关联的支撑点61A处或布置在关联的支撑点附近。可替代地,两个夹持装置661可以布置在一个在另一个的顶部上的支撑点61A之一处,以为两个歇止位置中的每个歇止位置提供夹持。
[0383] 此外,图13E示出了图13D的实施方式的变型,其中在此两个支撑点61A布置成一个在另一个的顶部上。
[0384] 此外,图13F示出了图13E的实施方式的变型,其中旋转轴线700沿板构件55/承载件33的角部区域延伸。
[0385] 特别是在图13E、图13F中,脱离装置662可以布置在承载件33/板构件55的角部区域上。此外,特别地,光学设备在此可以包括将承载件33夹持在对应的歇止位置的两个夹持装置661(仅示出了一个夹持装置661),其中每个夹持装置661布置在关联的支撑点61A处或其附近。
[0386] 图13G示出了一变体,其中在板构件55的两个相对的角部区域上具有一个在另一个顶部上的两个限定的支撑点61A。在图13G中,承载件33/板构件55不具有通过可以提供旋转轴线的弹簧所限定的支撑件,但是可以具有用于支撑歇止位置的引导弹簧。
[0387] 此外,图15A至图15D示出了光学设备1不同实施方式,涉及光学设备1的阻尼装置36。与图2A-图2D和图24中相反,所有阻尼装置和止动件都布置在致动器装置66的脱离装置的对应的线圈附近。根据图15B,对应磁体32B布置在承载件30上(例如布置在第一部件30A或第二部件30B上),也参见图15A,其中磁体32B布置在关联的电线圈31A之上,其中磁体32b的磁化强度和线圈32A的绕组轴线(卷绕轴线)是平行的。
[0388] 特别地,磁通引导构件40B附接到对应磁体32B的正面400B,该正面400B面向关联的线圈31A。所述磁通引导构件40B与所述承载件33的区域40C一起形成用于对应磁体32B的磁场的磁通返回结构,其中特别是对应的磁通引导构件40B布置在关联的线圈31A的中心开口中。由于该返回结构,磁场平行于线圈31A的中心开口内的构件40B/正面400B延伸。
[0389] 线圈31A和磁体32B构造成提供洛伦兹力,该洛伦兹力将磁体32B推离线圈31A,使得可以触发承载件30的稳定状态1A、1B之间的转换(例如整个承载件绕第一轴线70的倾斜、和/或第二部件30B绕第二轴线71相对于第一部件30A的倾斜)。
[0390] 为了在达到对应的稳定状态1A、1B时对这种运动进行阻尼,光学设备1包括阻尼装置36(这里,例如每个稳定状态1A、1B有四个这样的阻尼装置36)。如图15B所示,阻尼装置包括阻尼元件36A,该阻尼元件包含阻尼材料诸如橡胶(也见下文),该阻尼元件36A可以布置在支撑框架51上,即在此在对应的磁体32B之下,特别是邻近夹持磁体32A,特别是围绕磁体32A。
[0391] 特别地,所述橡胶可以是PDMS、硅树脂、聚酯、任何弹性体、聚醚基聚氨酯、含氟弹性体、氟橡胶、具有增强的粘弹性的材料(如氟橡胶)、非顿材料等,并且所述橡胶可以提供为橡胶-金属包覆成型物、橡胶涂层、橡胶胶水、橡胶间隙填充物等。
[0392] 此外,阻尼元件36A(例如类橡胶阻尼器)可以包括气囊,例如该阻尼元件可以由硅泡沫或气凝胶、EPDM泡沫或任何其他泡沫形成。阻尼元件36A也可以是任何震动吸收(例如类橡胶的或多孔的)涂层。
[0393] 对应的阻尼装置36还包括由支撑框架51的材料部分形成的涡电流制动器37(也参见图9),其中一旦对应的磁体32B足够靠近所述材料部分37(所述材料部分随后可以相对于磁体32B侧向布置)就感生出电流,其中所述材料部分37由对应的线圈31A环绕。
[0394] 此外,图15B示出了阻尼元件36B(其也可以用作弹簧,也参见图9和图8B的弹簧34),用于当磁体32B到达磁体32A时该阻尼元件36B接触该磁体32B或被附接到磁体32B的正面的软磁部分40B。这里,所述软磁部分40B与承载件30的区域40C一起形成用于磁体32B的磁场的返回结构。阻尼元件/弹簧36B可以由橡胶或所述阻尼材料形成,并且可以(例如以一体的方式)附接到阻尼元件36A。
[0395] 此外,磁体32B和32A(或任何其他磁体对)可以形成用于阻尼装置的磁体-磁体排斥对38(也参见图9,图9示出了磁体32D和32E)。
[0396] 此外,也可以使用有源反作用线圈-磁体布置装置来耗散能量,这可以通过磁体32B和线圈31A实现,例如,通过用霍尔传感器来感测磁体32B的位置、或者通过测量该线圈
31A中的感生电压或线圈31A中的感生电流、或者借助于电容测量(例如,承载件33与支撑框架51之间的电容)和施加到线圈31A的电流的相应控制来实现。
[0397] 此外,阻尼装置36可以包括空气动力学(空气)阻尼元件39。这里,例如以密封室中的针孔形式,或以有泄漏的封闭室的形式。
[0398] 此外,阻尼装置36还可以包括流体动力学阻尼装置(油、凝胶、水、具有高抗剪切应力的阻尼油脂)。
[0399] 图15C示出了图15B的变体,其中与图15B相反,其中磁体32A由阻尼元件36A的阻尼材料环绕并嵌入阻尼材料中,使得磁体32A可以振动,图15C的实施方式的磁体32A嵌入支撑件51(没有包围阻尼材料)中,并且因此包括相对于支撑件51的精确位置。
[0400] 阻尼元件36B布置在支撑件51上,并且可以由橡胶(或所述阻尼材料)形成,并且因此阻尼元件也提供弹簧效果。阻尼元件36B的阻尼优选非线性的(例如,最初相对较软,然后变得较硬)。阻尼元件36B可以围绕充满气体特别是空气的腔。
[0401] 此外,在图15D中示出了变体,其与图15B相反,涡电流制动器37使用线圈31A之下的材料部分来实现,该部分不突出(但可以突出)到线圈31的中心开口中,如图15B中那样,并且该部分布置在磁体32A的面向线圈31A/磁体32B的正面。此外,不存在改变磁体32B的磁场形状的构件40B,该磁场现在被定向成在对应磁体32B的正面400B处平行于关联的线圈31A的绕组轴线W(线圈31A的电导体绕该绕组轴线卷绕以形成线圈31A)。
[0402] 此外,图17A示出了阻尼装置36的进一步变形,该阻尼装置36大致如图15B所示地构造,其也使用空气阻尼。这里,额外地,可以使用基于磁阻的制动器,该制动器包括至少一个磁体32B和附接到磁体32B的正面的软磁部分40B,该磁体32B可以是致动器装置66的用于与关联的线圈31A一起脱离(即触发稳定状态之间的转换)的磁体,但磁体32B也可以是单独的磁体,以及用于磁体32B的磁场的返回结构40C,该结构40C也形成包围件,并且当磁体32B的软磁部分40B接近其与稳定状态(例如1A或1B)相关的端部位置时,该结构40C具有用于与磁体32B的软磁部分40B一起形成间隙的区域。由于该间隙,产生对该磁体32B制动并因此对附接有磁体32B的承载件33进行制动的磁阻力。线圈和返回结构可以分开。
[0403] 此外,线圈31A和返回结构40C不必布置成一个在另一个的顶部上,如图17A的切面AAA和AA所示。这里,切面AA示出了使用磁体32B和相关线圈31A的脱离装置,用于触发承载件33在稳定状态之间的转换,而切面AAA示出了使用结构40C和具有软磁部分40B的磁体32B的磁阻制动器。
[0404] 此外,包围件40C通过空气通道39连接到环境大气,以提供额外的空气阻尼。
[0405] 此外,图17B示出了阻尼元件36A的实施方式,该阻尼元件36A组合了橡胶材料和阻尼油脂36N。
[0406] 在此,阻尼元件36A包括在阻尼油脂元件36N之上的橡胶元件36B,该阻尼油脂元件36N和橡胶元件36B嵌入支撑框架51中(或者布置在支撑框架51的允许调节阻尼元件的位置的元件诸如调节螺钉上),其中,该组合36B、36E用作弹簧34以及全止动件35,如图17B所示。
[0407] 图17C至图17L示出了阻尼装置36的另外的实施方式,其中在此例如承载件30的一部分50与对应的阻尼元件36互相作用。
[0408] 根据图17C,阻尼装置36可以包括底部安装的阻尼元件36A(例如胶、或间隙填充物、或模制部分)和顶部安装的阻尼元件36C,该底部安装的阻尼元件36A特别是与磁体32A相邻并嵌入到支撑框架51中,该顶部安装的阻尼元件36C在顶部安装的阻尼元件36C与所述部分50(例如模制部分、片弹簧状部分、经分配的硅树脂液滴、泡沫、刚性泡沫、气凝胶,它们有孔或没有孔)之间具有间隙。
[0409] 此外,根据图17C、图17D所示,阻尼装置36可以包括:阻尼器36D(例如,磁性涂层、磁体包覆成型物、共模制件、间隙填充物或模制部分)以及顶部安装的类橡胶的非线性阻尼元件36C(图17C),该阻尼器36D特别是包围磁体32A,特别是与磁体32A相邻并且至少部分地嵌入到支撑框架51中;该顶部安装的橡胶状非线性阻尼元件36C特别是阻尼元件36E,并且在阻尼元件36E与部分50之间没有间隙(噪声较小,延长制动阶段),见图17D。
[0410] 此外,根据图17E,阻尼装置36可以包括顶部安装的弹性或粘弹性非线性阻尼元件36F,并且在顶部安装的弹性或粘弹性非线性阻尼元件36F与部分50之间没有间隙(例如,具有非线性力行程特征的片金属或塑料弹簧)。
[0411] 进一步根据图17F,阻尼装置36可以包括侧面安装的阻尼元件36G(例如模制部分、包覆成型的磁体)。
[0412] 在图17C至图17F中所示的所有实施方式中,顶部安装的阻尼元件36C、36E、36F也可以附接到壳体/支撑框架51而不是磁体32A的顶部表面36D。这在图17G-图17I中示出。
[0413] 此外,如图17J-图17L所示,阻尼区域和夹持区域也可以分开。这里,顶部安装的阻尼元件36L和36M位于对应磁体32A(其也可以是环形磁体)旁边或围绕对应磁体32A或在对应磁体32A内。
[0414] 在光学设备1的组装期间,可以将阻尼装置位置相对于夹持装置位置D进行固定或调节。
[0415] 需要注意的是,通常,可以使用诸如以下的各种元件的组合来对局部势阱(即稳定状态1A和1B)的形状进行限定,
[0416] -磁体-磁体排斥对
[0417] -磁体-磁体吸引对
[0418] -磁体-(铁磁性金属)对
[0419] -非线性机械弹簧
[0420] -机械铰接件/连结机构
[0421] -触觉机构
[0422] -电磁元件
[0423] -电动力(涡电流)元件。
[0424] 此外,图18A和图18B示出了根据本发明的设备相对于夹持装置的其他的实施方式。
[0425] 例如,如图18A所示,该装置可以包括具有至少一个交替磁化强度方向的磁体32A,该磁化强度方向形成与单个磁体相比不同的力-距离特性。这可以设计有或没有磁通闭合装置40B和40C。因此,通过使用正电压或负电压为线圈31A供电,磁体32B可以相对于壳体/支撑框架51向上或向下移动。
[0426] 特别地,包括磁通闭合装置40B,由永磁体32B引起的磁场B32B而不是由磁体32A引起的磁场B32A使该磁通闭合装置40B饱和,经组合的磁体32A在变得极为接近时夹持到磁体32B,并且随后保持被夹持。
[0427] 此外,作为替代,图18B示出了作为夹持装置的两个相对的磁化磁体40A和40D的布置,其中40D大于40A和线圈31A,使得磁通闭合装置40B在线圈不激活时处于不饱和或仅部分饱和,并且在线圈激活时确实处于饱和或过饱和。
[0428] 因此,至少在线圈31A不激活时,磁通闭合装置40B将40A与40D之间的排斥力转换成吸引力。当激活时,线圈31A的场B31使闭合装置40B饱和或部分饱和,因此不再能够调节吸引力,因此磁体40A和40D以与不存在40B时相同的方式相互排斥。
[0429] 40B中的磁化强度/饱和度也可能超出计划。
[0430] 此外,各个稳定状态位置也可以以使用屈曲的机械方式来限定,如图19A和图19B所示。特别地,如图19B所示,这种构型也可以是弹簧加载的。同样在这里,上面讨论的释放机构和阻尼机构也适用。
[0431] 特别地,根据图19A的致动器装置66是机械双稳态致动器装置66,其包括中部板89A,该中部板89A经由至少两个角板89B连接(特别是以一体的方式连接)到光学设备1的支撑件88,使得中部板89A是双稳态的并且包括与中部板89A相对于支撑件88的两个不同位置相对应的两个稳定状态。这里应注意,也可以使用四个角板89B以将中部板89A连接到支撑件88,以便抑制中部板89A的旋转。此外,中部板89A被连接到保持有透明光学板构件55的承载件33。此外,提供致动器660,该致动器660构造成强制实现中部板89A的从中部板89A的一个稳定状态到另一个稳定状态的转换,这产生了承载件33在其两个稳定状态之间的相应的转换(这两个位置与角板的两个不同的角位置相对应,其中一个位置在图19A中示出,而另一个位置在图19A中用线表示)。致动器660可以是电磁致动器、电活性聚合物(EAP)、压电致动器、磁致伸缩致动器、相变材料、形状记忆合金
[0432] 此外,如图19B所示,在支撑件88的一侧上,在该侧上可以包括弹簧87,该弹簧用于将紧角板89b和中部板89A弹性地预张紧,其中支撑件88的该侧可以被引导装置86引导。
[0433] 此外,根据图21A和图21B,在一实施方式中,承载件33(这里指代为承载件69a)可以连接(特别是以一体的方式连接)到光学设备1的支撑件68a、68c(例如,如本文所述的支撑框架),使得它是双稳态的(参见图21B)并且包括与第一稳定状态和第二稳定状态(例如状态1A、1B)相对应的相对于支撑件的两个位置,或者它是四稳态的(参见图21A)并且包括相对于支撑件68a、68c的、与四个稳定状态相对应的四个稳定位置66、61、62、63。
[0434] 特别地,如图21A所示,承载件69a在承载件的一侧经由接头64连接到角板69a,该角板69a进而经由另外的接头64连接到支撑件68a,并且其中承载件69a在相反侧经由接头64连接到角板69b,该角板69b进而经由另外的接头64连接到支撑件68c,其中特别是弹簧67可以将另外的接头64连接到支撑件68c,或者弹簧可以与支撑件68b、68c以一体的方式形成,或者弹簧可以在承载件69a的所述相反侧上与接头64和/或另外的接头64以一体的方式形成(也参见图23)。
[0435] 两个角板69b和四个接头的特定布置允许承载件69a呈现四个稳定状态/歇止位置,这些稳定状态/歇止位置在图21A中用数字60至63表示。
[0436] 此外,图21B示出了仅使用三个接头64和一个角板69b的图21A的变型,其允许承载件69a的两个稳定状态被指示为稳定状态60和61。特别地,这里,承载件69a在承载件的一侧经由接头64连接到角板69b,该角板69b进而经由另外的接头64连接到支撑件68a,并且其中承载件69a(或33)在相反侧经由单个接头64和弹簧67连接到支撑件68c,其中特别是所述弹簧67可以与所述单个接头64以一体的方式形成。
[0437] 可以通过如本文所述的致动器装置66来触发图21A和图21B的稳定状态之间的转换。
[0438] 此外,图22示出了根据本发明的光学设备1的实施方式,其特别地包括如结合图14B所述的支撑点61A的构型。
[0439] 特别地,保持板构件55的承载件33通过两个弹簧33(例如扭力梁)与两个支撑框架51连接,其中两个弹簧33对齐,从而形成沿承载件33/板构件55对角地延伸的旋转轴线700。
承载件33可以通过使用致动器装置66倾斜,如图16B中示意性所示。
[0440] 为了提供设备1的致动器装置66的夹持装置,承载件33在角部区域包括两个磁通引导部分72a、72b,即顶部磁通引导部分72a和底部磁通引导部分72b,这两个磁通引导部分72a、72b彼此上下布置,并且它们可以经由磁体32A(然而在图22中省略)连接或被直接连接。
[0441] 在歇止位置,小空气间隙G形成有连接到支撑框架51的磁通返回结构。空气间隙G在两个歇止位置都是最小的,使得相应的磁阻力将承载件33夹持在这些位置。
[0442] 详细地说,所述返回结构包括第一顶部磁通引导部分73a、第二顶部磁通引导部分73b和底部磁通引导部分73c以及磁体32aa,该磁体32aa将底部磁通引导部分73c连接到第一顶部磁通引导部分73a和第二顶部磁通引导部分73b。
[0443] 如图22中可见,顶部部分73a、73b具有不同的高度,因此顶部部分72a可以与顶部部分73a、73b形成两个最小间隙G,这两个最小间隙与两个可能的歇止位置(稳定状态)相对应。在每个歇止位置,底部部分72b与返回结构的底部部分73c形成小的空气间隙。
[0444] 致动器装置66的脱离装置/功能件与夹持装置间隔开,并且与所述返回结构成对角地相对地布置(即,在旋转轴线700的另一侧)。特别地,可以使用线圈和磁体来强制实现在两个稳定状态之间进行转换,其中线圈可以布置在支撑框架51上,而相应的磁体可以布置在承载件33上。可替代地,可以用磁阻力代替洛伦兹力来触发承载件33的两个稳定状态之间的转换。也可以使用本文描述的任何其他合适的力/致动器。
[0445] 相同的致动器可以进一步用于实现具有四个稳定状态的系统,例如,通过在成对角的角部中另外使用左角部致动器并使用弹簧结构30,该弹簧结构30避免空气间隙闭合(也参见图14E或图28)。
[0446] 此外,图24(特别与图26结合)示出了图22的实施方式的变型,其中,这里使用了两个致动器装置66D,它们布置在承载件33/框架支撑件51的相对的角部区域中,其中在此,在附近布置对应的致动器装置66D的夹持功能件和脱离功能件。
[0447] 如图26所示,对应的致动器装置66D包括布置在承载件33(形成顶部磁通引导部分72)与底部磁通引导部分72(在图24中的较低的一者)之间的磁体32A。磁体32A布置在长形线圈31A的顶部,使得包括如切面A-A所示截面区域,可以使用线圈31A和磁体32A的部分32B来产生洛伦兹力(例如,使得线圈31A和磁体部分32B彼此排斥),以触发从承载件33的一个稳定状态到另一个稳定状态的转换。
[0448] 此外,为了实现夹持装置,提供了返回结构,使得磁体32A和线圈31A的布置包括根据图26的磁通返回结构73的截面区域(切面B-B)。
[0449] 在根据图24的细节中,所述返回结构包括顶部磁通引导部分73(图24的上部部分)和底部磁通引导部分73(它们分别布置在支撑框架51上)以及磁体32AA,该磁体32AA布置在底部磁通引导部分74上,该磁体32AA将底部73与顶部73连接。
[0450] 此外,在承载件33的歇止位置,在顶部磁通引导部分与底部磁通引导部分72和73之间形成小的空气间隙G,以产生将该承载件33夹持在对应的歇止位置的磁阻力。由于承载件33(即彼此上下布置的两个部分72)与关联的环绕部分73一样布置得稍高或稍低,因此当承载件33在与歇止位置/稳定状态相对应的位置向下/向上倾斜时,承载件33的左角部区域中的空气间隙G最小,或者当承载件33在所述右角部区域中向下倾斜时(并且因此在承载件33的左角部区域中向上倾斜),在右角部区域中的空气间隙G最小。
[0451] 此外,设备1可以包括降噪减振装置76(其可以包括以下中的至少一者:阻尼板,橡胶,环,像含氟弹性体、聚氨酯、硅树脂这样的材料))。
[0452] 为了与设备1的组件(尤其是与线圈31A和/或相应的控制单元以及传感器)进行电接触,设备1可以包括挠性(柔性、可弯曲的)扁平缆线80,其可以与用于支撑线圈(并且特别是也支撑其他组件)的印刷电路板以一体的方式形成,其中连接件81可以设置在挠性扁平缆线80的端部处。
[0453] 此外,图23示出了图21A中所示的承载件69a的设计的应用,其中图21A中所示的示意性截面大致与沿图23的细节中的虚线的切面相对应。
[0454] 这里,将对应的角板69b连接到中部板/承载件69a或33的两个接头64与弹簧67以一体的方式形成。为此,接头64由扭力梁形成,该扭力梁沿接头64的对应的旋转轴线700延伸,当中部板33被整平时该梁受到扭转变型(参见图21A),其中通过对应的扭力梁64a在垂直于对应的旋转轴线700的方向上的弯曲运动来实现相应的弹簧67。这里,可以由致动器装置66触发四个可能的稳定状态60至63之间的转换,该致动器装置66作用于与对应的内部接头64相邻的承载件33/69a。致动器装置66可以包括用于该任务的承载件33/69a的对应的区域之下的线圈和磁体。
[0455] 然而,也可以使用本文所述的所有其他致动器装置(特别是没有机械硬止动件的情况下)以及本文所述的所有阻尼设备。
[0456] 特别地,结构的预应变可以通过力F来实现,而不是通过螺钉F'对这样弯曲的结构进行固定。
[0457] 如前所述,设备1可以包括降噪减振设备76(例如阻尼板,橡胶,环,像含氟弹性体、聚氨酯、硅树脂这样的材料),以及带有连接件81的挠性扁平缆线80(也见上文)。
[0458] 此外,图25示出了根据本发明的光学设备的另外的实施方式,其中承载件经由弹簧30A、30B支撑,如上所述,并且因此示出了四个稳定位置(见图13A以及图2A-图2D)。致动器装置66可以如图15B或图15D所示的那样设计,即,磁体32b可以用其软磁部分(磁通引导部分)40B突出到关联的线圈31A的中心开口中(图15B),但致动器装置也可以不包括如结合图15D所解释的这种引导结构40B。
[0459] 根据一实施方式,弹簧34、端部止动件35、阻尼装置36(可以使用本文所述的所有阻尼装置,特别是根据图17和/或图9的阻尼装置)或以其他方式提供的支撑点61A(这里,该组件34、35、36、61A布置成与致动器装置66的脱离装置31A、32B间隔开)优选地设计成高度可调节的(即,在大致垂直于板构件55的方向上可调节),以便可以根据具体需要来调节板构件(例如玻璃)55的倾斜。此外,线圈可以包括如结合图15B所述的涡电流制动器。
[0460] 如前所述,设备1可以包括降噪减振设备76(例如阻尼板,橡胶,环,像含氟弹性体、聚氨酯、硅树脂这样的材料)以及带有连接件81的挠性扁平缆线80(也见上文)。
[0461] 另外,图27公开了本发明的另外的方面,即包括多个叠置的根据本发明的光学设备的系统。通过可以相互独立地倾斜的这样的板构件55的叠置件,可以将入射光束实现对应于xN个不同的状态的转换(光学切换),其中x是由个体设备提供的承载件的倾斜角,并且N是经叠置的板构件55/设备1的数量。如结合图25所述的,可以通过高度可调节的装置来提供不同的角度x。
[0462] 此外,特别地,在本发明的一实施方式中,机械杠杆效应(例如10x、100x或0.1x、0.01x)可以用于放大短行程致动器(诸如压电致动器或磁致伸缩致动器)或用于缩小长行程致动器(诸如EM致动器),有利于所确定的位置和所放大的加速力的准确性。
[0463] 最后,如图20A至图20D所示,用正确的延迟来起动本文关于图13C和图13G的实施方式所述的致动器,将显著降低稳定时间。
[0464] 详细地说,在图13C和图13D的致动器装置的两个相对的脱离装置66从上/下构型切换到下/上构型。如果传到第二脱离装置66的波形被延迟达最佳时间
[0465] T延迟=1/(2*fch)
[0466] 其中,fch是承载件33的特性振荡与传到另一个(第一)脱离装置66的波形的关系,以沿光学轴线的光学非相关性坐标的方式而不是以板构件55的倾斜角的方式示出了振动声效应。
[0467] 此外,通常,激活能2A优选地被设计得尽可能少。
[0468] 此外,优选地,系统的占空比很小,例如,用于光学切换(例如,两个稳定点之间的转换)的线圈致动脉冲(线圈上的电流)的占空比小于设备1接通(例如,在“接通”状态)期间的总时间的90%,特别是小于该总时间的50%,特别是小于该总时间的10%,特别是小于该总时间的5%,特别是小于该总时间的1%,其中该总时间是用于在稳定状态之间转换的切换时间与用于将承载件保持在对应的稳定状态的保持时间之和。
[0469] 优选地,短加速脉冲通常用于使系统超过势垒,从那时起,实际上不需要进一步的能量供应(在随后的切换被触发之前)。
[0470] 在减速阶段或阻尼阶段期间吸收的能量可以被暂时存储在下一个循环中并在其中重复使用(例如,可储存在电容器或超级电容器中的电能、可储存在弹簧系统中的机械能(弹性能量)、可储存在在经耦合的次级振荡系统中的能量(振荡的动能和势能)。
[0471] 最后,结合各个实施方式的上述任何内容都可以容易地应用于两个不同的调节轴700、701,如结合图2A至图2D所解释的。
[0472] 图29示出了根据本发明的光学设备1的又一实施方式的示意图。
[0473] 同样在这里,光学设备1可以用于对光束或被投影的图像进行偏移,特别是用于增强图像的分辨率,并且该光学设备包括透明板构件(未示出)和承载件33,该透明板构件被构造成对穿过该板构件的所述光束进行折射,所述透明板构件刚性地安装到承载件33;其中承载件33构造成在第一状态与第二状态之间移动,由此所述光束被偏移。特别地,承载件33构造成多稳态的,这里例如是双稳态的,其中所述第一状态和所述第二状态是多稳态承载件33的稳定状态。此外,为了使承载件33倾斜,承载件经由弹簧30或多个弹簧30耦接到支撑件(例如支撑框架),其中光学设备1包括致动器装置66,该致动器装置66构造成强制实现承载件33的从第一稳定状态到第二稳定状态的转换,并且反之亦然。这里,特别是所述致动器装置包括至少一个电永磁体807。这里,电永磁体807构造成借助于与由一个或多个所述弹簧30提供的反作用力100A的作用相反的磁阻力102A,从而将承载件33保持在稳定状态。
一旦电永磁体807释放该承载件33(例如通过使磁阻力102A转向),反作用力100A就将承载件33移出当前的稳定状态并进入另一个稳定状态(这里可以存在另外的电永磁体,以将承载件再次保持在所述另一个稳定状态)。
[0474] 图30A)至图30M)示出了这种电永磁体807的不同构造。
[0475] 通常,对应的电永磁体807至少包括第一磁体805和第二磁体804,所述第一磁体805具有磁化强度M1和第一矫顽力,并且所述第二磁体804具有小于第一矫顽力的第二矫顽力,并且其中导电导体803绕第二磁体卷绕以形成线圈803。此外,对应的电永磁体807包括电压源(Vin)(参见图36和图37),该电压源构造成向线圈803施加电压脉冲,以便切换第二磁体804的磁化强度(M2)。特别地,线圈803可以卷绕或部分地围绕两个磁体804、805,并且线圈803甚至可以围绕磁通引导结构的元件802卷绕,特别是围绕延伸穿过磁通引导区域
801的磁通路径进行卷绕,参见图30B)。
[0476] 此外,根据图30A),电永磁体807包括连接到磁体804、805的磁通引导结构802,该磁通引导结构802利用承载件33的磁通引导区域801形成对应的间隙G0。这里,特别地,磁通引导结构包括两个彼此间隔开的磁通引导元件802,所述第一磁体805与所述第二磁体804布置在这两个磁通引导元件802之间,使得每个磁体805、804接触这两个元件802,其中每个元件802包括面向磁通引导区域801的正面802f,该正面802f与磁通引导区域801形成间隙G0。
[0477] 可以使用图30A)来容易地解释图30A)至图30L)中所示的电永磁体807的工作原理。在第一磁体805的第一磁化强度M1指向左侧的情况下,将第二磁体804的磁化强度M2也切换到左侧,如图30A)所示,这种情况下产生了一磁通量,该磁通量经由左手侧的元件802和磁通引导结构801而引导回到磁通引导结构的在右手侧的另一个元件802。这产生了一磁阻力,该磁阻力与作用于承载件801的反作用力(例如一个或多个弹簧力)相反从而试图使间隙G0最小化。
[0478] 切换第二磁体804的磁化强度M2,使得磁化强度M1、M2反向平行地将该结构802内的磁通量闭合,使得磁阻力消失并且承载件33的磁通引导区域801被一个或多个弹簧力推离电永磁体807,使得承载件33移动到另一个(例如第二)稳定状态。
[0479] 可以通过向围绕第二磁体804的线圈803施加电流脉冲来实现第二磁化强度M2的切换。有利地,仅需要能量来改变第二磁体804的磁化强度M2的方向,而不需要将其保持在已切换的方向上。因此,可以通过一系列电流脉冲来驱动致动器807,这节省了相当大的能量。
[0480] 特别地,两个磁体804、805都布置成使它们的磁化强度M1、M2平行或反向平行、并且大致沿承载件33或透明板构件55的延伸平面延伸。可替代地,参见图30D)的下部部分,承载件33/磁通引导区域801也可以垂直于所述磁化强度延伸,以在双向箭头所示的方向上进行倾斜运动。
[0481] 如图30B)所示,线圈803也可以环绕第一磁体805。此外,图30B)还示出了一实施方式,根据该实施方式,线圈308的部件或单独的线圈308围绕磁通引导元件802的一部分进行卷绕。
[0482] 此外,第一磁体305可以被单独的另外的线圈803a包围(参见图30C)。
[0483] 此外,如图30D所示,至少一个额外的永磁体32可以附接到承载件33(或附接到承载件33的磁通引导区域801)。如果具有磁体32的承载件33不是非常接近,则磁力(偶极-偶极相互作用)占主导地位《,ΕΡΜ接通》:偶极-偶极相互作用,《EPM断开》:被忽略的力,例如,磁阻力非常低。
[0484] 如果磁体32与EPM 807非常接近(例如小于1mm),则将EPM 807接通从而产生偶极-偶极相互作用,在EPM 807断开的情况下,产生朝向元件802的磁阻力。
[0485] 根据磁体32和EPM 807的极化,偶极-偶极相互作用/力可以是相互排斥的或相互吸引的。力方向取决于场梯度。
[0486] 在至少一个磁体32位于两个元件/板802之间的情况下,主要地,机械力矩将分别作用于一个或多个磁体32和承载件33上(未示出)。将偶极-偶极相互作用或/和磁阻力与机械弹簧结合使用,可以创建承载件33的稳定止动点。
[0487] 额外的优点可以是:在EPM的切换期间,由于没有力冲击于承载件的区域801,因而噪声降低。
[0488] 另外,如图30E)所示,这样的永磁体32也可以附接到电永磁体807的非磁性支撑件809,以便与所述区域801上设置的永磁体32排斥地相互作用。
[0489] 所述一个或多个永磁体32也可以用于加强承载件33/801的力矩。
[0490] 根据图30F)和图30G),第二磁体804也可以在周向上绕第一磁体延伸,其中单个线圈803可以围绕两个磁体(图30F),或者其中额外的线圈803a可以包围内部的第一磁体805,使得外部线圈803还包围另外的线圈803a(参见图30G)。
[0491] 此外,根据图30H),电永磁体807可以布置在承载件33的磁通引导区域801的第一构件8011与第二构件8012之间,使得电永磁体807形成两个间隙G0和G00,即是分别与构件8011和8012形成该两个间隙。因此,可以根据当电永磁体807接通时,哪个构件8011、8012更接近电永磁体807,从而将板801从两侧吸引到电永磁体。因此,可以实现两种接触或两个稳定点。
[0492] 此外,如图30I)所示,电永磁体807可以包括另外的第一磁体805,其中第二磁体804位于两个第一磁体805之间,并且其中第二磁体804和两个第一磁体805在单个磁通引导结构/板802上布置有底侧。这里,第二磁体804和两个第一磁体805均包括相反的顶侧804f、
805f,这些顶侧与永磁体32形成间隙G0,该永磁体32附接到承载件33的区域801,该区域801可以是承载件33的磁通引导区域801,但也可以是非磁性的。
[0493] 这里,特别地,硬磁性的第一磁体(大矫顽力)805在与永磁体32相对的相反方向上被磁化(参见图301))。
[0494] 此外,如图30J)所示,第二磁体804环绕第一磁体805,其中第二磁体804和第一磁体805在磁通引导结构802上布置有底侧,该磁通引导结构802包括侧向部分802p,所述第一磁体805和第二磁体804布置在这些侧向部分802p之间,其中第二磁体804和第一磁体805均包括相反的顶侧804f、805f,其中第二磁体804的顶侧804f覆盖第一磁体805的顶侧805f。特别地,所述侧向部分802p与承载件33的磁通引导区域801形成间隙G0。
[0495] 此外,在图30K)中,第二磁体804不覆盖第一磁体的顶侧305f。然而,可替代地,顶侧804f可以覆盖第一磁体805。这里,两个磁体仅仅使它们的底侧布置在单个磁通引导结构/板802上,而第二磁体804的顶侧804f和第一磁体805的顶侧805f与永磁体32形成间隙G0,该永磁体32附接到承载件33的区域801(区域801可以是磁通引导区域801,但也可以是非磁性的)。特别地,安装有永磁体32和第一磁体805,使它们产生排斥力。
[0496] 最后,图30L)示出了没有单独的磁通引导结构802的构型。这里,第二磁体804再次环绕第一磁体805,其中第二磁体804和第一磁体805均包括顶侧804f、805f和相反的底侧804g、805g,其中第二磁体804的顶侧804f覆盖第一磁体805的顶侧805f,并且其中第二磁体
804的底侧804g覆盖第一磁体805的底侧805g,使得第一磁体805完全被第二磁体804包围,其中第二磁体804的顶侧804f与承载件的磁通引导区域801的第一构件8011形成间隙G0,而第二磁体804的底侧804g与承载件33的磁通引导区域801的第二构件8012形成另外的间隙G00。同样在这里,板801可以根据当电永磁体807接通时,哪个构件8011、8012更接近电永磁体807,从而将板801从两侧吸引到电永磁体。因此,也可以实现两种接触或两个稳定点。
[0497] 特别地,在图30A)至图30L)中,第一磁体805的磁化强度向上或向下地指向。可以借助于电压源和线圈803(并且特别是另外的线圈803a)来将第二磁体804的磁化强度M2切换成与一个或多个第一磁体805的固定的磁化强度M1平行或反向平行。
[0498] 另外,线圈803a可以用于产生第二电磁场以微调总的结果的场。此外,该线圈可以用于感测目的,并且该线圈可以通过在EPM中的切换期间保持磁通量来降低噪声(801上没有高的力脉冲)。
[0499] 此外,特别是承载件33的磁通引导区域801(例如,可移动板)、以及所有其他磁通引导区域801a、801aa、801b、801bb可以由软磁体/磁通引导材料形成,诸如钢、弹簧钢、钴铁软磁合金,例如铁钴磁性合金、海波可合金(hyperco)。
[0500] 此外,根据图30M),第一磁体805可以是环形磁体805,其中此处第二磁体804被线圈803包围并且被布置在磁通引导结构802的底部上,该磁通引导结构802包括周向壁802p,该周向壁802p包围所述线圈803。此外,环形磁体805的中心开口填充有磁通引导元件802m,第二磁体布置在该磁通引导元件802m之下。线圈803布置在环形磁体805之下。
[0501] 在上述实施方式中,承载件33/磁通引导区域801可以形成弹簧结构的整体部件。换句话说,连接该承载件33/区域801(例如,非磁性支撑件,特别是支撑框架51,见下文)的弹簧可以与承载件33或该承载件的部件以一体的方式形成。
[0502] 此外,图31示出了根据本发明的光学设备的承载件33的稳定状态/稳定点。特别地,本发明提供以下优点:承载件可以在稳定点处不与电永磁体807接触的情况下移动,电永磁体807用于将承载件33保持在对应的稳定点。这是有益的,因为它在很大程度上减少了噪声、磨损,否则在承载件抵靠支撑框架(或结构)51/电永磁体807的硬停止时会产生噪声、磨损。
[0503] 如图31A)至图31D)所示,电永磁体807可以用于吸引或释放所述承载件33或板构件(例如玻璃)55,该承载件33或板构件55包含弹簧结构30、30A、30B或与弹簧结构30、30A、30B连接,该弹簧结构30、30A、30B将承载件33或其部件支撑在支撑件(例如支撑框架51)上。
[0504] 特别地,当弹簧加载的承载件(例如铁板)33在电永磁体807附近或与电永磁体接触时,出现稳定的接触点(点C),因为磁(阻)力超过弹簧排斥力(当负的弹簧力与距离成比例时,磁力是1/距离,即距离的倒数)。
[0505] 当力相互抵消时(在距离xA处的点A),出现在弹簧排斥力与磁吸引力之间没有接触的稳定点,参见图31A、图31B、图31C。
[0506] 点A是稳定的工作点。由于不稳定的力平衡,点B不稳定。在点B之后,朝向点C在停止处发生咬合。
[0507] 可以移动点A以增加xA。当A等于B时达到最大值xA,此后系统变得不稳定。
[0508] 可以通过以下方式移动点A以增加xA:
[0509] ·通过改变电永磁体807到金属结构的间隙,例如通过改变电永磁体807到承载件的所述磁通引导区域801的间隙(参见图31A、图31B、图31C),
[0510] ·降低一个或多个弹簧30、30A、30B的弹性常数(图31中未示出),
[0511] ·增强电永磁体807的剩余磁化强度Mr或增强磁体的磁场(见下一张图32)
[0512] 因为电永磁体807的磁化强度Mr可以通过电流脉冲来改变,所以它可以在生产之后用于微调。
[0513] 进一步地,图31D)示出了当一个或多个弹簧30、30A、30B的弹性常数足够高或者全止动件足够接近(x_止动件
[0514] 图32示出了用于稳定工作点A的不同力,即承载件33上的电永磁体(EPM)807(或可替代地电磁体)的力(称为“磁力”)、弹簧结构30、30A、30B的力(称为“弹簧力”)以及弹簧能量、弹簧和EPM 807的能量、以及净力(即磁力与弹簧力之间的差)。
[0515] 图33示出了连续调节(通过可切换的第二磁体804的可变磁化强度,该可变磁化强度示出为最大值的80%、60%、40%、20%、0%的值)。
[0516] 这里,(例如通过适当的脉冲整形)降低EPM 807的可调节的(例如半硬磁性的)第二磁体804的剩余[或磁场强度,这将使从弹簧锚固件朝向EPM807的表面的势能最小值(即工作点)移动。
[0517] 特别地,具有适当厚度的间隔件可以提供全止动件,以避免移动超过最大允许的工作行程。
[0518] 约束强度(即,势能的最小点附近的局部弯曲)随着挠曲的增加而减小。接近最大行程时发生最小的消失和咬合。
[0519] 特别地,关于图33应注意,代替EPM,电磁体也可以用作如本文所述的致动器。
[0520] 图34示出了承载件33的开关/切换操作。
[0521] 理想的操作是在状态A3与A4之间进行非接触式切换操作(没有能量损失,沿弹簧势能循环)。接触式切换发生在C1与C2之间,其中承载件33击中对应的EPM 807,这里指代为EPM1和EPM2。
[0522] 此外,图35示出了开关/切换操作循环:
[0523] -(1)EPM1和EPM2 807两者断开,一个或多个弹簧机械地偏到A3;
[0524] -(2)从A3自由振荡到A4(在振荡期间仅由弹簧能量损失来阻尼);
[0525] -(3)当达到A3时接通EPM1 807;
[0526] -(4)在新的最小状态A3'周围自由振荡围,(围绕A3'发生振荡,直到耗散了所有动能过剩能量)。当弹簧系统没有动能并且选择磁力使得稳定的能量点发生在A3时,根据位置精度,可以通过接通磁体(EPM1)来抑制围绕A3'的振荡;当短时间接通EPM2时,可以通过插入短暂的反向脉冲来抑制用于抑制动能的进一步减速;
[0527] -(5)断开EPM1 807,从A3自由振荡到A4;
[0528] -(6)达到A4时接通EPM2 807;
[0529] -(7)在新的最小状态A4'周围自由振荡,(围绕A4'发生振荡,直到耗散了所有动能过剩能量),见点(4);
[0530] -(8)断开EPM 1,返回到状态A3;
[0531] -(9)重复次序。
[0532] 为了向电永磁体807的线圈施加电压脉冲,该电永磁体包括电压源Vin。特别地,每个电永磁体包括其自己的电压源。然而,也可以使用公共电压源。
[0533] 根据图36,电压源Vin可以构造成全H桥驱动器。这里,当开关S1和S4闭合并且S3和S2断开时,在线圈803中产生正电流。此外,当开关S1和S4断开并且开关S3、S2闭合时,线圈803中产生负电流。通过使开关S2和S4闭合并使开关S1和S3断开,可以实现断开状态。
[0534] 特别地,对于每个线圈803、803a,使用一个H桥。
[0535] 以并联方式向电压源Vin施加一个或多个电容器,可以缓冲电源电压。这样,即使电压源仅能够输送所需脉冲电流的一小部分,也可以脉冲期间保证有限电压降。例如,实现全H桥驱动器的DRV8872刷式DC马达驱动器可以用于本发明。
[0536] 图37示出了两个线圈803、803a的切换。由于一次只需要对一个线圈施加脉冲,可以使用一个该半桥来驱动“总线”,并且每个线圈一个该半桥,即六个开关S1、S2、S3_1、S4_1、S3_2、S4_2就完全足够驱动线圈803、803a。
[0537] 例如:当开关S1、S4_1、S3_2闭合并且开关S3_1、S4_2、S2断开时,在线圈803中产生正电流。
[0538] 此外,当开关S1、S4_2、S3_1闭合并且开关S3_2、S4_1、S2断开时,在803a中产生正电流。
[0539] 当开关S2、S4_1、S4_2闭合并且开关S1、S3_1、S3_2断开时,可以实现断开状态。
[0540] 特别地,如这里已经描述的,半桥电路或全桥电路的开关Sx的控制信号可以由控制单元(例如,微控制器、DSP、PLD、FPGA、ASIC)产生,这些控制单元可以使用例如针对每个EPM的两个定时器输出比较驱动器(或PWM发生器)、或针对每个开关的一个定时器输出比较驱动器来产生切换信号(脉冲信号)。
[0541] 为了减少控制单元所需的输出引脚的数量,可以使用串联至并联转换器。
[0542] 如图38所示,使用电压源Vin/控制单元,可以通过改变对一个或多个线圈803(803a)施加的电压脉冲的长度、或者可替代地通过改变这些脉冲的电压同时保持脉冲长度恒定,从而控制对应的EPM 807(或807a、807aa、807b、807bb,见下文)的剩余磁化强度。
[0543] 在这方面,图38示出了:借助于电压脉冲810a来进行的电永磁体807(EPM1)的剩余磁化强度Mr(EPM1)的生成,以及借助于另外的(反向)电压脉冲810a来进行的磁化强度Mr的消除。
[0544] 由于一次只有一个线圈803不处于断开状态,因此一个可控电压源Vin就足够了。可以使用D/A转换器、缓冲运算放大器或PWM电压源来实现这种可编程的电压源Vin。
[0545] 特别地,图39示出了两个EPM 807(表示为EPM 1和EPM2)的切换,其中上面两个曲线图示出了相应的电压脉冲810a,该电压脉冲810a用于在对应的EPM中产生在第三和第四曲线图(从顶部到底部算)中示出的对应的剩余磁化强度Mr。下面的曲线图“倾斜角玻璃(°)或像素偏移(mm)”表示承载件33的综合的倾斜。应注意,当所有剩余磁化强度为零时,发生两个稳定状态之间的切换。
[0546] 通过调节对应的脉冲长度pt-接通EPM1、pt-断开EPM1、pt-接通EPM2、pt-断开EPM2(例如,小于或等于10微秒、小于或等于50微秒、小于或等于150微秒),或者电流值小于或等于0.5A、小于或等于3A、小于或等于10A,可以调节对应的EPM(例如EPM1或EPM2)的磁化强度。
[0547] 当脉冲时序的速度为零并且其动能为零或接近最小值(在转折点处)时,脉冲时序用于将承载件33夹持在保持位置(稳定状态)。见图34和图35。
[0548] 特别地,设备的频率f小于或等于45Hz、小于或等于50Hz、小于或等于60Hz、或小于或等于65Hz,而周期由T=1/f给出。
[0549] 此外,在图39中,tm1是EPM 1《接通》的时间,tm2是EPM2《接通》的时间。此外,tA和tB是承载件33(例如板/万向节)从一个稳定状态到另一个稳定状态的切换时间。
[0550] 在切换时间tA或tB期间,额外的短脉冲可以将该弹簧系统进一步加速或减速。
[0551] 在图39中,仅示出了两个EPM。在使用四个EPM的情况下,另外两个EPM被相移90°。
[0552] 特别地,可以单独地调节所有时间(例如,tM1、tM2、tA、tB、Pt-接通EPM1、Pt-断开EPM1、Pt-接通EPM2、Pt-断开EPM2),以调节致动器装置(例如,EPM和相互作用的一个或多个弹簧30、30A、30B)。
[0553] 此外,如图40所示,可以通过相应地改变电压来对施加到线圈803(803a)的各个电流进行整形。
[0554] 特别地,EPM的线圈803中的不同电流水平导致不同的磁场值H,以部分地切换EPM。因此,可以基于EPM的线圈803的磁场Hc对EPM进行编程(例如,通过在《接通》状态中设定相应的磁化强度Mr)。
[0555] 此外,对施加到线圈803的切换脉冲810a的电流进行整形允许降低在设备1的操作期间的噪声。
[0556] 特别地,可以通过将电压(参见图40A中的脉冲810a的电压a1、a2)改变成较低的值以便具有较缓的电流I增加,和/或通过增加各个脉冲810a的脉冲长度来实现降低噪声(参见图40A)。
[0557] 此外,如图40B)所示,使用PWM(脉冲宽度调制)信号b来对电流脉冲进行整形,由于电流I的最终形状,这也有助于降低噪声。
[0558] 此外,在次级线圈803a中使用反向脉冲有助于避免在致动脉冲期间的吸引力,该吸引力通常会在设备1中的磁性材料处导致噪声。脉冲可以与(EPM1、EPM2的)pt-接通的脉冲长度一样长。
[0559] 此外,还可以施加具有幅度调制的电流,该电流表现出的频率被180度相移到线圈803上(特别是803a上)的可审计噪声上以消除噪声。特别地,可以驱动EPM,使得经激励的设备振荡被衰减。
[0560] 除了电流整形之外,额外的阻尼材料(例如具有粘弹性行为的阻尼材料,例如聚氨酯、硅树脂等)可以设置在振动声部件上(例如阻尼带;包覆成型的阻尼材料;喷涂的阻尼材料;通过插入、胶合等来施加的阻尼材料)。
[0561] 此外,具有阻尼特性的聚合物材料(特别是由玻璃、纤维或颗粒增强的聚合物材料)可以用于基部/支撑框架51。
[0562] 可以在安装螺钉上使用更多阻尼垫圈
[0563] 为了控制EPM的切换,可以进行位置感测,以便确定承载件的位置,特别是承载件的倾斜角。
[0564] 为此,线圈803或803a或额外的线圈可以用于测量由于移动承载件33而在对应的线圈中感生的电压或电流。可替代地,磁性霍尔传感器可以用于位置感测。
[0565] 此外,麦克也可以用于位置感测(这样的麦克风也可以用于感测设备是否仍在工作和/或设备是否被调节)。特别地,如果设备没有被调节,则它可以击中磁体或硬停止(不稳定),如果设备被调节得很好(所有脉冲有正确时序),则噪声模式将更低且不同。由于噪声模式,可以调节该设备。
[0566] 可以使用另外的一个或多个LED(发光二极管)来决定何时接通EPM以及降噪。此外,使用一个或多个LED,可以控制从承载件的一个倾斜位置偏移到另一个倾斜位置的像素偏移的量。这是有利的,因为所述像素偏移可以随温度、寿命周期、材料磨损等而变化。
[0567] 此外,使用光源(诸如LED),可以通过测量行进通过对应的间隙G0、G00、G1、G2、G3、G4的光(强度)的量来测量间隙距离(位置)。
[0568] 此外,为了补偿温度漂移,特别是承载件33的保持/工作点的温度漂移,可以在设备1上设置温度传感器。这种传感器还可以用于进行设备的温度依赖性操作。
[0569] 可以通过以下方式来完成在对应的EPM保持固定位置(Δx)/工作点的位置处进行承载件的倾斜角的调节:
[0570] -重新调节时序tA和tB(弹簧加速和减速的时间);
[0571] -重新调节对应的EPM的磁化强度Mr,(通过改变对应的脉冲长度pt-接通EPM1、pt-接通EPM2或通过改变脉冲电压/电流(见图39);
[0572] -使用额外的音圈或线圈(例如803、803a)来微调磁力(脉冲式电流或连续电流),见图40(电流整形);特别地,
[0573] -这样的电子调节可以避免组装后的机械微调
[0574] -可替代地,可以通过螺钉进行机械微调,以便单独调节在对应的EPM与承载件33之间的对应的间隙
[0575] 此外,关于校准,设备可以适于某一温度和频率。特别地,设备1可以具有不同的工作环境,即不同的温度状态、不同的操作频率、针对不同的光和光学设备的不同的玻璃倾斜角(工作点)。因此,根据本发明的光学设备1可以包括具有已存储的校正值的EPROM/数据存储设备,这些EPROM/数据存储设备已经在单个设备的生产之后被校准。
[0576] 此外,图41示出了根据本发明的光学设备1的实施方式,该光学设备包括第一电永磁体807a、第二电永磁体807aa、第三电永磁体807b和第四电永磁体807bb。
[0577] 如前所述,光学设备1包括透明板构件55和承载件33,该透明板构件55构造成对穿过该板构件55的光束L进行折射(也参见上文),承载件33经由两个弹簧30A连接到支撑框架51,该支撑框架51包括四个臂51a、51aa、51b、51bb,使得承载件33可以绕与所述弹簧30A对齐的第一轴线700相对于所述支撑框架51在所述第一状态与第二状态之间倾斜。这使得光束L(或图像IM)在第一方向上偏移,特别是偏移某一分数ΔP的像素,特别是偏移1/2像素。
特别地,两个弹簧30A将承载件连接到相对的臂51b、51bb,该臂51b、51bb通过支撑框架51的平行臂51a、51aa连接。所述平行臂中的每个臂(即第一臂51a和第二臂51aa)具有安装在该臂上的电永磁体807a、807aa(指定为第一电永磁体807a和第二电永磁体807aa)。特别地,两个电永磁体807a、807aa包括由两个元件802组成的磁通引导结构,由线圈803包围的第一磁体805和第二磁体804在两个元件802之间延伸。这些永磁体807a、807aa如上所述得那样起作用,特别参见图30A)和图30B)。
[0578] 对应的电永磁体807a、807aa的两个元件802面向承载件33的第一部件33A的关联的磁通引导区域801a、801aa,其中区域801a布置于第一臂51a的顶部,而另一个区域(801aa)布置于第二臂51aa上。这样,在元件802和对应的区域801a、801aa之间形成两个间隙G1和G2;其中可以控制两个电永磁体807a、807aa,使得在承载件33抵抗弹簧30A的作用而朝向对应的电永磁体807a、807aa倾斜时,可以使每个间隙G1、G2最小化;其中承载件33通过对应的电永磁体807a、807aa而保持在每个稳定状态(在每个稳定状态中对应的电磁体的力等于弹簧30A提供的反作用力),使得承载件不接触对应的电永磁体807a、807aa。因此,间隙G1、G2永远不会完全消失。
[0579] 此外,如图41所示,承载件33包括第一部件33A和第二部件33B,该第一部件33A经由所述弹簧30A连接到所述支撑框架51(即连接到第三臂51b和第四臂51bb),并且该第二部件33B经由所述弹簧30B连接到第一部件33A,使得该第二部件33B可以绕第二轴线701相对于第一部件33A而在第二部件33B的第一状态与第二状态之间倾斜,其中该第二轴线701垂直于第一轴线700延伸,由此特别地沿第二方向偏移所述光束L(或所投影的图像IM),特别是偏移某一分数ΔP'的像素,特别是偏移1/2像素。
[0580] 如从图41可以看出的,透明板构件55刚性地安装到承载件33的第二部件33B,其中所述第二部件33B也构造成双稳态或三稳态。同样对于第二部件33B,设备1包括另外两个永磁体807b、807bb,其中一个安装到第三臂50b,而另一个安装到相对的第四臂51bb。
[0581] 同样在这里,第三电永磁体807b和第四电永磁体807bb每个都包括由两个元件802组成的磁通引导结构,由线圈803包围的第一磁体805和第二磁体804在两个元件802之间延伸。这里,特别是两个元件802包括弯曲形状,使得当元件802从下方安装到关联的第三臂51b和第四臂51bb时,对应元件802的正面面向承载件33的第二部件33B的关联的磁通引导区域801b、801bb并与对应的区域801b、801bb形成间隙G3、G4。两个元件802可以通过杆825连接以机械地加强该组装件。
[0582] 同样,这些永磁体807b、807bb如上所述得那样起作用,特别参见图30A)和图30B)。
[0583] 因此,根据图41的设备1能够使用弹簧30A、30B来使单个透明板构件55(例如玻璃)在两个维度上倾斜,承载件33的第一部件33A和第二部件33B经由该弹簧30A、30B弹性地支撑在框架构件51和四个电永磁体807a、807aa,807b、807bb上。
[0584] 此外,对应的电永磁体807a、807aa、807b、807bb与所关联的磁通引导区域801a、801aa、801b、801bb之间的距离819(参见图31A)可以通过机械系统(例如借助于调节螺钉)来调节。此外,通过在承载件33的基部51处使用间隔件或螺钉827,可以调节该间隙,这允许承载件33的基部的倾斜。
[0585] 此外,可以经由螺钉827调节该倾斜角。
[0586] 此外,承载件33包括用于板构件(例如玻璃55)的夹持件822,该夹持件822构造成支撑该板构件55的全部四个边缘(另外可以施加胶)。
[0587] 此外,垫圈823可以用于使衬环76上具有恒定的力,使得阻尼材料不会被压缩得太多。
[0588] 此外,垫圈76可以用于阻尼并被接纳在支撑框架51中的凹部中。
[0589] 为了有利于组装过程,可以使用包括支撑物829的安装部件826以帮助安装各个组件。特别地,支撑物829和垫圈823用于使得具有经由衬环作用于壳体/支撑框架51上有恒定力。因此,衬环76以相等的力夹持于对应的凹部的两侧。
[0590] 图42示出了根据本发明的光学设备1的另外的实施方式。这里,设备1包括一个叠置在另一个的顶部上的两个承载件33和333,其中每个承载件33、333承载有透明板构件55。
[0591] 特别地,上承载件33通过两个相对的弹簧30连接到支撑框架51的上侧,改两个相对的弹簧30与第一旋转轴线700对齐,承载件33可以绕该第一旋转轴线700相对于支撑框架51倾斜。特别地,两个弹簧30将承载件33连接到相对的臂51b、51bb,该相对的臂51b、51bb通过支撑框架51的平行臂51a、51aa连接。所述平行臂中的每个臂(即第一臂51a和第二臂
51aa)具有安装在该臂上的电永磁体807a、807aa(指定为第一电永磁体807a和第二电永磁体807aa)。
[0592] 特别地,两个电永磁体807a、807aa包括由两个元件802组成的磁通引导结构,由线圈803包围的第一磁体805和第二磁体804在两个元件802之间延伸。这些电永磁体807a、807aa如上所述得那样起作用,特别参见图30A)和图30B)。
[0593] 对应的电永磁体807a、807aa的两个元件802面向相关联的磁通引导区域801a、801aa,其中一个相关联的磁通引导区域设置在第一臂51a上,另一个区域设置在第二臂
51aa上。这样,形成两个间隙G1和G2,其中可以控制两个电永磁体807a、807aa,使得在承载件33抵抗弹簧30A的作用而朝向对应的电永磁体807a、807aa倾斜时,可以使每个间隙最小化;其中承载件33通过对应的电永磁体807a、807aa而保持在每个稳定状态(在每个稳定状态中对应的电磁体的力等于由弹簧30A提供的反作用力),使得承载件33不接触对应的电永磁体807a、807aa。因此,间隙G1、G2永远不会完全消失。
[0594] 通过上承载件,光束L可以在第一方向上偏移。为了在不同的第二方向上也进行偏移,另外的承载件333经由弹簧30连接到支撑框架51的底侧,使得另外的承载件可以绕正交于第一轴线700延伸的第二旋转轴线701倾斜,其中同样在这里,两个弹簧30也与第二旋转轴线701对齐。
[0595] 这里,特别是两个弹簧30连接到支撑框架51的第一臂51a和第二臂51aa的底侧。
[0596] 同样对于另外的承载件333,设备1包括另外两个永磁体807b、807bb,其中一个安装到第三臂51b,而另一个安装到相对的第四臂51bb。
[0597] 同样在这里,第三电永磁体807a和第四电永磁体807aa每个都包括由两个元件802组成的磁通引导结构,由线圈803包围的第一磁体805和第二磁体804在两个元件802之间延伸。进而,两个元件802与另外的承载件333的对应的磁通引导区域801b、801bb形成间隙G3、G4。
[0598] 同样,这些电永磁体807b、807bb如上所述得那样起作用,特别参见图30A)和图30B)。
[0599] 因此,根据图42的设备1能够使用弹簧30使两个叠置的透明板构件55、555(例如眼镜)在一个维度上绕不同的轴线700、701倾斜,承载件33、333经由该弹簧30弹性地支撑在框架构件51和四个永磁体807a、807aa,807b、807bb上。
[0600] 同样在这里,所述距离819(见上文)——即对应的稳定位置中的间隙G1、G2、G3、G4的高度——可以通过机械系统(例如螺钉)来调节。特别地,间隔件820用于调节该承载件33的高度并校正倾斜误差。
[0601] 此外,磁通引导结构的元件802可以由保持结构821保持,该保持结构821可以具有软磁特性并且因此也可以用作元件802的延伸。
[0602] 最后,根据图43,也可以使用两个对角布置的电永磁体801a、801aa来构造更简单的双向设备1,该电永磁体801a、801aa布置在承载件33/透明板构件55的相对的角部区域。
[0603] 这里,旋转轴线/倾斜轴线在两个电永磁体807a、807aa之间沿承载件33对角地延伸。此外,承载件可以被支撑在弹簧上,该弹簧抵抗对应的电永磁体807a、807aa的保持力的作用而负载该承载件。
[0604] 最后,图44示出了特别对应于图43中所示的构型的实施方式。
[0605] 此外,光学设备1包括透明板构件55和承载件33,该透明板构件55构造成对穿过该板构件55的光束L进行折射(也参见上文),承载件33经由两个弹簧30连接到支撑框架51,该支撑框架51包括四个臂51a、51aa、51b、51bb,使得承载件33可以绕第一轴线700倾斜,该第一轴线700相对于支撑框架51成对角地延伸。特别地,第一臂51a与支撑框架51的第二臂51aa相对地布置,其中这两个臂通过两个平行臂51b、51bb(即第三臂51b和第四臂51bb)连接。
[0606] 同样,由于承载件33的倾斜——如前面图41至图42所示,承载件33本身形成了对板构件55进行保持的框架——照射在板构件55上的光束L(或图像IM)在第一方向上偏移,特别是偏移某一分数ΔP的像素,特别是偏移1/2像素。
[0607] 特别地,承载件33的成一体的弹簧30分别将承载件33连接到支撑框架51的角部区域,即是:连接到第一臂51a和第四臂51b相遇的第一角部区域,并连接到第三臂51b和第二臂51aa相遇的第二角部区域。相应地,旋转轴线700从支撑框架51的所述第一角部区域延伸到第二角部区域,承载件33并且因此板构件55可以绕该旋转轴线700在两个稳定状态之间倾斜。
[0608] 此外,支撑框架包括第三角部区域和第四臂区域,该第三角部区域即是第一臂51a和第三臂51b相遇的位置,该第四臂区域即是第二臂51aa和第四臂51bb相遇的位置。现在,为了将承载件保持在对应的稳定状态——在对应的稳定状态中承载件33绕轴线倾斜达预定量——第一电永磁体807a布置在所述第三角部区域,而第二电永磁体807aa布置在第四角部区域,即相对于第一电永磁体807a正好相对。第二电永磁体807aa允许将承载件33保持在另一个稳定状态。
[0609] 特别地,两个电永磁体807a、807aa包括由两个元件802组成的磁通引导结构,由线圈803包围的第一磁体805和第二磁体804在两个元件802之间延伸。这些电永磁体807a、807aa如上所述得那样起作用,特别参见图30A)和图30B)。
[0610] 对应的电永磁体807a、807aa的两个元件802面向相关联的磁通引导区域801a、801aa,该相关联的磁通引导区域801a、801aa也是承载件33的角部区域(参见图44)。
[0611] 因此,在所述元件802与承载件33的关联的区域801a、801aa之间形成两个间隙G1和G2,其中可以控制两个电永磁体807a、807aa,使得在承载件33抵抗与承载件33成一体的弹簧30的作用而朝向对应的电永磁体807a、807aa倾斜时,可以使每个间隙G1、G2最小化;其中承载件33通过对应的电永磁体807a、807aa而保持在每个稳定状态(在每个稳定状态中对应的电磁体的力等于由弹簧提供的反作用力),使得承载件33不接触对应的电永磁体807a、807aa。因此,间隙G1、G2永远不会完全消失。
[0612] 此外,如前所述,可以经由图41、图42和图44中所示的连接件81(特别是经由挠性缆线)来实现与设备1的电连接。
[0613] 此外,各种安装螺钉在图41、图42和图44中指示为828。
[0614] 特别地,在结合图41至图44描述的实施方式中,上面描述的额外的线圈803a可以用于产生第二电磁场,以微调总的结果的场。此外,该线圈803a可以用于感测目的。
[0615] 根据本发明的又一实施方式,光学设备1可以包括如图45所示的致动器装置66,该致动器装置66包括至少一个电磁体808,该电磁体808与承载件33的磁通引导区域801形成间隙G0,以通过向承载件33的所述磁通引导区域801施加磁阻力102A来将承载件33保持在稳定状态之一,其中特别是在所述稳定状态下,所述磁阻力102A与作用于承载件33的反作用力110A相平衡,特别地使得电磁体808不接触所述磁通引导区域801,并且特别是使得当磁阻力被断开时,承载件33通过所述反作用力110A移动到另一个稳定状态。这里,可以由承载件30所包含的弹簧结构300提供反作用力,该弹簧结构300将在下面进一步描述。
[0616] 特别地,电磁体808形成夹持装置并且还(与反作用力一起)限定支撑点61A。支撑点61A或致动器808(例如,808a、808aa、808b、808bb)可以如结合图13A至图13G所描述的那样定位,即定位在点61A处。特别地,在磁阻致动器的情况下,磁阻致动器仅产生吸引力并因此形成夹持装置(例如,在图13A至图13G中的位置661处)。通过将相应的(保持电流)转为断开,对应的磁阻致动器释放该承载件,并且因此该磁阻致动器也可以被认为形成了脱离装置。
[0617] 在下面进一步描述的所有实施方式中,电磁体/致动器808(与磁通引导区域801一起)也可以替换为音圈马达815,如图71所示。这里,音圈马达包括线圈811和关联的磁性结构812,该磁性结构812包括彼此上下布置的两个永磁体812a、812b,或包括彼此上下布置的两个(例如以成一体的方式连接的)两个部分812a、812b(这里磁性结构是单个永磁体812)。磁体/部分812a、812b均包括磁化强度(例如,NS或SN,参见图71),其中该两个磁化强度是反平行的。此外,特别地,磁性结构812连接到承载件33,并且其中线圈811连接到支撑框架51。
特别地,线圈811包括的电导体,该电导体绕线圈轴线卷绕以形成所述线圈811,其中线圈轴线平行于部分812a、812b或磁体812a、812b的磁化强度延伸。此外,特别地,磁通返回结构
812c布置在磁性结构812背离线圈811的一侧上,其中磁通返回结构812c将两个磁体/部分
812a、812b彼此连接,以将磁通从一个磁体/部分812a引导到另一个磁体/部分812b。特别地,磁通返回结构由软磁材料特别是铁磁材料形成。
[0618] 因此,向线圈811施加合适的电流,产生洛伦兹力,在图71中该洛伦兹力使承载件33向下倾斜。特别地,音圈马达815构造成通过所述洛伦兹力来将承载件33保持在对应的稳定状态,该洛伦兹力特别地与作用于承载件33的反作用力相平衡,使得承载件优选地不接触机械止动件。此外,在洛伦兹力被断开的情况下,承载件通过上述反作用力而移动到另一个稳定状态。
[0619] 特别地,音圈致动器815形成夹持装置(661)和脱离装置(662)并且还(与反作用力一起)限定支撑点61A。致动器815可以如结合图13A至图13G那样定位在661或662处或支撑点61A处(当致动器与反作用力一起形成止动件时)。
[0620] 此外,图46至图49示出了根据本发明的可以采用如上所述的致动器808或815的光学设备1的另外的实施方式。
[0621] 这里,光学设备1还包括承载件33,该承载件33经由弹簧30A(例如,以两个第一扭力杆30A的形式)连接到支撑框架51,使得承载件33可以绕第一轴线700在第一状态与所述第二状态之间相对于所述支撑框架51倾斜。如图46所示,入射在板构件55上的光束L因此可以偏移(例如,偏移到布置在图46中的光学设备之下的图像传感器上),如本文所述。
[0622] 此外,承载件33包括第一部件33A和第二部件33B,该第一部件33A经由所述弹簧30A连接到所述支撑框架51,该第二部件33B经由弹簧30B(例如以两个第二扭力杆的形式)连接到第一部件33A,使得第二部件33B可以绕第二轴线701相对于第一部件33A而在第二部件33B的第一状态与第二状态之间倾斜,从而特别是将所述光束L偏移。特别地,透明板构件
55刚性地安装到承载件33的第二部件33B,其中所述第二部件33B也构造成双稳态或三稳态的,并且其中第二部件33B的所述第一状态和第二状态是双稳态第二部件或三稳态第二部件33的稳定状态。
[0623] 此外,为了提供所述反作用力,承载件33特别地包括(例如,单件式)弹簧结构300,该弹簧结构300包括外框架(例如,矩形框架)301,其中将承载件33连接到支撑框架51的所述弹簧30A以成一体的方式连接到弹簧结构300的外框架301。
[0624] 此外,所述弹簧30A优选地由两个第一扭力杆30A形成,其中一个第一扭力杆30A从弹簧结构300的外框架301的第一臂301a突出,而另一个第一扭力杆30A从弹簧结构300的外框架301的第二臂301aa突出。特别地,第二臂301aa与弹簧结构300的外框架301的第一臂301a相对。此外,所述第一扭力杆30A彼此对齐并限定所述第一轴线700。更具体地说,外框架301的所述第一臂301a和所述第二臂301aa彼此平行地延伸、并且特别是垂直于第一轴线
700延伸。特别地,所述第一臂301a和第二臂301aa通过弹簧结构300的外框架301的第三臂
301b和第四臂301bb以成一体的方式连接。特别地,第三臂和第四臂也彼此平行地延伸。
[0625] 如图53所示,更具得地,弹簧结构300还可以包括内框架302,其中外框架301环绕内框架302,并且其中所述弹簧30B将承载件33的第二部件33B连接到承载件33的第一部件33A,所述弹簧30B将弹簧结构300的内框架302以成一体的方式连接到弹簧结构300的外框架301。
[0626] 优选地,所述弹簧30B由两个第二扭力杆30B形成,其中一个第二扭力杆30B从弹簧结构300的内框架302的第一臂302a延伸到弹簧结构300的外框架301的第三臂301b,而另一个第二扭转杆30B从弹簧结构300的内框架302的第二臂302aa延伸到弹簧结构300的外框架301的第四臂301bb。特别地,第二扭力杆30B也彼此对齐并限定所述第二轴线701。此外,特别地,弹簧结构300的内框架302的第一臂302a和第二臂302aa通过弹簧结构300的内框架
302的第三臂302b和第四臂302bb以成一体的方式连接,其中弹簧结构300的内框架302的第三臂302b与弹簧结构300的内框架302的第四臂302bb相对。
[0627] 特别地,同样在这里,弹簧结构300的内框架302的所述第一臂302a和所述第二臂302aa平行延伸,并且特别是垂直于第二轴线701延伸。特别地,弹簧结构300的内框架302的第三臂302b和第四臂302bb也可以彼此平行地延伸。
[0628] 此外,特别地,弹簧结构的外框架301的第一臂301a沿弹簧结构300的内框架302的第三臂302b延伸,弹簧结构300的外框架301的第二臂301aa沿弹簧结构300的内框架302的第四臂302bb延伸,弹簧结构300的外框架301的第三臂301b沿弹簧结构300的内框架302的第一臂302a延伸,并且弹簧结构300的外框架301的第四臂301bb沿弹簧结构的内框架302的第二臂302aa延伸。
[0629] 特别地,如图53所示,包括内框架302和外框架301以及第一扭力杆30A和第二扭力杆30B的整个弹簧结构300形成为平坦板构件,该平坦板构件形成为一体件。
[0630] 此外,为了将弹簧结构300紧固到支撑框架51,每个第一扭力杆30A以成一体的方式连接到紧固区域303、304,其中承载件33经由所述紧固区域303、304连接到支撑框架51。
[0631] 特别地,所述紧固区域303中的一个紧固区域包括用于将该紧固区域303安装到支撑框架(51)的长形孔303a。此外,另一个紧固区域304可以包括标识307(例如,在紧固区域的边缘处以凹部的形式),以在将弹簧结构300安装到支撑框架51时识别弹簧结构300的取向。
[0632] 特别地,包括标识307的另一个紧固区域304可以包括圆形孔304a,用于将该紧固区域304安装到支撑框架51。
[0633] 特别地,使用螺钉306将紧固区域303、304紧固到支撑框架51(参见图48),该螺钉306延伸穿过所述孔303a、304a。由于长形孔303a,当将紧固区域303、304安装到支撑框架51时,可以使应力最小化。
[0634] 此外,如图48、图54至图57所示,承载件33包括加强结构310,以使弹簧结构300稳定。为此,加强结构310连接到弹簧结构300,特别是为了增加弹簧结构300的外框架301和内框架302的硬度和刚度,并且还特别地为了减少在承载件33的操作/倾斜期间的由光学设备产生的噪声。
[0635] 详细地,加强结构310包括外加强框架311和内加强框架312,其中内加强框架312连接到弹簧结构300的内框架302,并且其中外加强框架311连接到弹簧结构300的外框架301。
[0636] 特别地,通过在板构件55与翼96之间提供胶合连接GC,板构件55优选地安装到承载件的第二部件33B,所述翼96从内加强框架312突出,如图47所示。
[0637] 特别地,如图54所示,外加强框架311包括第一臂311a和相对的第二臂311aa,其中外加强框架311的第一臂311a和第二臂311aa通过外加强框架311的第三臂311b和第四臂311bb连接。
[0638] 同样,内加强框架312包括第一臂312a和相对的第二臂312aa,其中内加强框架312的第一臂312a和第二臂312aa通过内加强框架312的第三臂312b和第四臂312bb连接。
[0639] 此外,加强结构(例如,内加强框架312和外加强框架311)优选地包括弯曲部313、314(例如,在外加强框架311的臂311a、311aa、311b、31bb处、和内加强框架312的臂312a、
312aa、312b、312bb处),以增加该加强结构的刚度。
[0640] 特别地,这种弯曲部由外加强框架311或内加强框架312的成角度的部分313、314形成(参见图54和图55)。各个成角度的部分313、314包括高度H、H',这些高度明显大于对应的成角度部分313、314的厚度B、B'(该厚度B、B'可以与相应的金属片的厚度相对应,对应的框架311、312由该金属片形成)。
[0641] 由于这些弯曲部313、314,加强结构可以由具有小质量的薄金属片形成。特别地,如图54中的外加强框架311的第二臂31b所示,由于高的第二惯性矩ly=(B*H3)/12,在y方向上实现了高的刚度,其中B表示金属片厚度或成角度的部分313的厚度,并且其中H指代该成角度的部分的高度。
[0642] 关于加强结构310与弹簧结构之间的连接(参见图54),该连接可以通过胶合或焊接或任何其他合适的连接技术来实现,外加强框架311的第一臂311a的顶侧优选地连接到弹簧结构300的外框架301的第一臂301a的底侧,并且其中外加强框架311的第二臂311aa的顶侧优选地连接到弹簧结构300的外框架301的第二臂301aa的底侧,并且其中外加强框架311的第三臂311b的顶侧优选地连接到弹簧结构300的外框架301的第三臂301b的底侧,并且其中外加强框架311的第四臂311bb的顶侧优选地连接到弹簧结构300的外框架301的第四臂301bb的底侧。
[0643] 以相同的方式,内加强框架312的第一臂312a的顶侧优选地连接到弹簧结构300的内框架302的第一臂302a的底侧,并且其中内加强框架312的第二臂312aa的顶侧优选地连接到弹簧结构300的内框架302的第二臂302aa的底侧,并且其中内加强框架312的第三臂312b的顶侧优选地连接到弹簧结构300的内框架302的第三臂302b的底侧,并且其中内加强框架312的第四臂312b的顶侧连接到弹簧结构300的内框架302的第四臂302bb的底侧。
[0644] 此外,根据图56所示的实施方式,外加强框架311的内边缘311c可以包括用于将外加强框架311与弹簧结构300的外框架301焊接的凹部311d。
[0645] 同样地,内加强框架312的外边缘312c可以包括凹部312d,以将内加强框架312焊接到弹簧结构300的内框架302。
[0646] 可替代地,如图57所示,所述内边缘311c和外边缘312c也可以是直的,并且选择内加强框架312的外边缘312c到外加强框架311的内边缘311c的距离,使得焊缝适合于所述内边缘311c与外边缘312c之间的间隙。
[0647] 此外,如图57所示,外加强框架311的内边缘311c包括两个相对的凹部311e,以避免第一扭力杆30A与外加强框架311之间的接触。这里,扭力杆30A布置在所述凹部311e附近,该凹部311e在第一扭力杆30A与外加强框架311之间提供空隙。
[0648] 此外,如图56和图58所示,为了确定板构件55的空间位置,光学设备1包括被连接到支撑框架51的至少一个霍尔传感器90,该霍尔传感器90构造成感测由光学设备1的永磁体91产生的磁场,其中该至少一个霍尔传感器90面向所述磁体91。
[0649] 特别地,该霍尔传感器90可以布置在被连接到支撑框架51的印刷电路板94上。印刷电路板94的可能的实施方式在图59至图61中示出。根据图59,PCB 94包括中心开口94c,该中心开口94c与板构件55对齐,使得光可以(经由所述中心开口94c)穿过印刷电路板94。PCB 94可以包括焊垫94a,该焊垫94a可以彼此成对角地对齐、或彼此平行地对齐,以优化可焊性。此外,所有焊垫94a可以具有彼此相同的相对距离,以优化自动化过程。
[0650] PCB 94可以进一步包括对齐特征件94b(例如用于引脚的对齐特征件)。可以在支撑框架51上设置相应的对齐特征件,以便在支撑框架51与PCB94之间具有限定的位置。对齐特征件94b中的至少一个可以形成为长形孔,以解决部件中的公差。
[0651] 此外,如图60和图61所示,PCB 94可以具有不同的形状和尺寸,以使加工成本和尺寸最小化。特别地,PCB 94可以由FR4、刚性的挠性件、具有加强件的挠性件、挠性件(flex)制成。
[0652] 特别地,如图60和图61所示,通过改变PCB形状(例如,通过仅使用如图61所示的右手部件94'),可以从相同的PCB 94(包括部件94'、94”)制造用于两个设备的两个PCB。
[0653] 此外,图62示出了电连接件/垫94h的图案,该电连接件/垫94h可以布置在印刷电路板94(特别是PCB 94上的过孔)上,以将设备1和电学测试针(诸如弹簧针)快速地连接;这节省了预先测试PCB 94和校准期间的测试该设备1的时间。
[0654] 优选地,上述一个或多个霍尔传感器90集成在PCB 94上,该PCB 94连接到支撑框架51。因此,当板构件55被倾斜时,磁体91相对于霍尔传感器90移动,并且霍尔传感器90产生输出信号,该输出信号可以用作致动器(例如808a、808aa、808b、808bb)的闭环控制中的反馈信号,从而使板构件55倾斜(例如,使得反馈信号接近期望的参考值)。
[0655] 特别地,为了将对应的永磁体91安装到内加强框架312,该内加强框架包括从内加强框架312的第三臂312b和/或第四臂312bb突出的相应数量的翼92,其中对应的磁体91布置在其关联的翼上,如图58中所示为单个磁体91。
[0656] 特别地,光学设备1可以包括用于确定板构件55的空间位置的四个霍尔传感器90,霍尔传感器90经由PCB 94连接到支撑框架51。特别地,这些霍尔传感器90中的每个霍尔传感器构造成感测由光学设备1的关联的磁体91产生的磁场,其中对应的霍尔传感器90面向对应的关联的磁体91,如图85所示。这里,特别地,内加强框架312包括四个翼92,其中所述磁体91中的每个磁体连接到(所述四个翼的)关联的翼92。特别地,有两个相对的翼92从内加强框架312的第三臂312b突出,并且有两个相对的翼92从内加强框架312的第四臂312bb突出。特别地,如图56所示,这两个翼92中的每个翼从内加强框架312的第三臂312b的端部部分突出,其中特别是第三臂312b经由这些端部部分中的一个端部部分连接到内加强框架312的第一臂312a,并且其中特别是第三臂312b经由另一个端部部分连接到内加强框架312的第二臂312aa。此外,特别地,另外两个两对的翼92中的每个翼从内加强框架312的第四臂
312bb的端部部分突出,其中特别是第四臂312bb经由这些端部部分中的一个端部部分连接到内加强框架312的第一臂312a,并且其中特别是第四臂312bb经由另一个端部部分连接到内加强框架312的第二臂312aa。
[0657] 支撑框架51的不同可能的设计在图50至图52中具体示出,支撑框架51(使用其弹簧结构300和加强结构310)支撑该承载件33并且还保持PCB94。
[0658] 据此,支撑框架51包括第一臂51a和相对的第二臂51aa,其中第一臂51a和第二臂51aa通过支撑框架51的第三臂51b和第四臂51bb连接,并且其中弹簧结构300的所述紧固区域303中的一个紧固区域(参见图53)连接到第一臂51a,而弹簧结构300的另一个紧固区域
304(参见图53)连接到支撑框架51的第二臂51aa。
[0659] 此外,如图50和图51所示,支撑框架51的第三臂51b和第四臂51bb均可以包括长形开口51c,用于使入射在光学设备1上的光的视场增大。可替代地,如图52所示,这些开口也可以省略。
[0660] 此外,如图50和图52所示,支撑框架51的第一臂51a和支撑框架51的第二臂51aa每个都包括凸起51d,对应的紧固区域303、304安装在该凸起51d上。
[0661] 可替代地,如图51所示,紧固区域303、304中的每个紧固区域都可以经由中间板51e安装到支撑框架51的关联的第一臂51a或第二臂51aa。
[0662] 此外,如图50至图52所示,支撑框架51可以包括用于将支撑框架51安装到另外的部件的四个支腿98,其中两个相对的支腿98从支撑框架51的第一臂51a突出,并且其中另外的两个相对的支腿98从支撑框架51的第二臂51aa突出。特别地,每个支腿98从对应的臂51a、51aa的关联的端部部分突出。
[0663] 此外,特别地,每个支腿98包括安装部分98a和桥部分98b,该安装部分98a用于将支撑框架51安装到所述另外的部件,该桥部分98b以成一体的方式连接到安装部分98a,其中安装部分98a经由桥部分98b连接到支撑框架51,其中桥部分98b包括小于安装部分98a的宽度的宽度,使得对应的支腿98可以相对于支撑框架51的对应的臂51a、51aa弹性地挠曲,从而在将支撑框架51安装到所述另外的部件时,噪声解耦和/或机械应力释放。
[0664] 此外,每个安装部分98a包括用于接纳衬环99的凹部98c,螺钉可以延伸穿过该衬环99,以使用所述螺钉将对应的安装部分98a紧固到另外的部件。
[0665] 此外,根据图49所示的实施方式,光学设备1可以包括一个或两个相对的质量体95,其中对应的质量体安装在支撑框架51上。由于该至少一个质量体95,可以增加支撑框架
51的惯性矩,这提高了光学设备1的稳定性。
[0666] 为了启动对应的稳定状态之间的转换,光学设备1可以包括致动器装置66,该致动器装置66包括四个单独的致动器808a、808aa、808b、808bb,更详细地如图46和图48所示。
[0667] 特别地,光学设备1包括第一电磁体808a,该第一电磁体808a与承载件33的第一磁通引导区域801a形成第一间隙G1,该第一电磁体通过向承载件33的所述第一磁通引导区域801a施加磁阻力来将承载件33保持在第一稳定状态。特别地,在所述第一稳定状态,所述磁阻力与作用于承载件33的反作用力相平衡,使得第一电磁体808a不接触所述第一磁通引导区域801a,并且特别是使得在磁阻力断开时,借助于所述反作用力将承载件33移动到第二稳定状态。特别地,第一磁通引导区域801a从弹簧结构300的外框架301的第三臂301b突出,并且特别是该第一磁通引导区域801a以成一体的方式连接到所述第三臂301b。
[0668] 此外,提供第二电磁体808aa,该第二电磁体808aa与承载件33的第二磁通引导区域801aa形成第二间隙G2,该第二电磁体通过向承载件33的第二磁通引导区域801aa施加磁阻力来将承载件33保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件33的反作用力相平衡,使得第二电磁体808aa不接触所述第二磁通引导区域801aa,并且特别是使得当磁阻力被断开时,借助于所述反作用力将承载件33移动到第一稳定状态。特别地,第二磁通引导区域801aa从弹簧结构300的外框架301的第四臂301bb突出,并且特别是该第二磁通引导区域801aa以成一体的方式连接到所述第四臂301bb。
[0669] 因此,使用第一电磁体801a和第二电磁体801aa,承载件33(特别是第一部件33A)可以绕由两个对齐的第一扭力杆30A限定的第一轴线700倾斜。对应的反作用力由第一扭力杆30A提供,并且当第一部件33A绕第一轴线700倾斜时形成该对应的反作用力。
[0670] 为了使承载件33的第二部件33B独立地绕由两个对齐的第二扭力杆30B限定的第二轴线701倾斜,光学设备1包括第三电磁体808b和第四电磁体808bb。
[0671] 特别地,第三电磁体808b与承载件33的第二部件33B的第三磁通引导区域801b形成第三间隙G3,该第三电磁体通过向承载件33的第二部件33B的第三磁通引导区域施加磁阻力来将承载件33的第二部件33B保持在其第一稳定状态,其中特别是在所述第一稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件33的第二部件33B的反作用力相平衡,使得第三电磁体808b不接触所述第三磁通引导区域801b,并且特别是使得当该磁阻力被断开时,承载件33的第二部件33B借助于所述反作用力移动到其第二稳定状态。特别地,第三磁通引导区域
801b从弹簧结构300的内框架302的第三臂302b突出,并且特别是第三磁通引导区域801b以成一体的方式连接到所述第三臂302b。
[0672] 此外,第四电磁体808bb与承载件33的第二部件33B的第四磁通引导区域801bb形成第三间隙G4,该第四电磁体808bb通过向承载件33的第二部件33B的所述第四磁通引导区域801bb施加磁阻力来将承载件的第二部件33B保持在第二稳定状态,其中特别是在所述第二稳定状态下,所述磁阻力与作用于承载件33的第二部件33B的反作用力相平衡,使得第四电磁体808bb不接触所述第四磁通引导区域801bb,并且特别是使得当该磁阻力被断开时,承载件33的第二部件33B借助于所述反作用力移动到其第一稳定状态。特别地,第四磁通引导区域801bb从弹簧结构300的内框架302的第四臂302bb突出,并且特别是该第四磁通引导区域801bb以成一体的方式连接到所述第四臂302bb。此外,对应的反作用力由第二扭力杆提供,并且当承载件33的第二部件33B绕第二轴线701倾斜时形成该对应的反作用力。
[0673] 特别是对应的反作用力和对应的磁阻力的大小总是被设定成使得对应的间隙G1、G2、G3、G4免于完全闭合,从而防止对应的致动器808a、808aa、808b、808bb咬合到关联的磁通引导区域801a、801aa,801b、801bb。
[0674] 在上述实施方式中,每个单独的致动器/电磁体808a、808aa、808b、808bb包括导电线圈813,该导电线圈813围绕线圈芯部814卷绕(线圈芯部优选地由软磁材料形成),该线圈芯部814包括分别形成极靴的两个相反的端部部分814a、814b。特别地,所述间隙G1、G2、G3、G4由所述端部部分814a、814b与关联的磁通引导区域801a、801aa,801b、801bb形成。
[0675] 如图46中特别示出的,对应的线圈芯部814连接到支撑框架51,其中特别是对应的线圈芯部814与支撑框架51胶合。
[0676] 特别地,还参见图48和图50至图52,第一电磁体808a的线圈芯部814连接到支撑框架51的第三臂51b,特别是连接到从第三臂51b突出的翼97。此外,特别地,第二电磁体808aa的线圈芯部814连接到支撑框架51的第四臂51b,特别是连接到从第四臂51bb突出的翼97。此外,特别地,第三电磁体808b的线圈芯部814连接到支撑框架51的第一臂51a,特别是连接到从第一臂51a突出的翼97。此外,特别地,第四电磁体808bb的线圈芯部814连接到支撑框架51的第二臂51aa,特别是连接到从第二臂51aa突出的翼97。
[0677] 此外,如图46所示,胶合连接GC可以仅提供给对应的线圈芯部814的端部部分814a、814b、或者提供给对应的电磁体808a、808aa、808b、808bb的整个底侧,即提供给部分
814a、814b和线圈813,其中特别地,线圈芯部814与支撑框架51之间的间隙、特别是对应的翼97小于300μm。
[0678] 特别地,胶合连接GC优选地包括高的导热系数(例如大于0.5W/mK,特别是大于1W/mK)和低的热膨胀系数(例如小于10ppm/K,特别是小于100ppm/K,特别是小于200ppm/K)。
[0679] 此外,如图72所示,支撑框架51可以包括分别用于接纳电力缆线97c的凹槽97a、97b。由于凹槽97a、97b,限定了缆线97c的位置并且缆线布置成使得确保快速组装过程并且倾斜板构件55的视场不失真。特别地,从支撑框架51的第一臂51a和第二臂51aa突出的翼97可以均包括这样的用于接纳缆线97c的凹槽97a。此外,支撑框架51的第三臂51b和第四臂
51bb的翼97可以均包括这样的用于接纳光学设备1的缆线97c的凹槽97b。
[0680] 此外,根据一实施方式,根据图46至图49的光学设备可以包括根据图71的四个音圈马达815而不是致动器808a、808aa、808b、808bb,其中每个线圈811连接到支撑框架51的关联的臂51a、51aa、51b、51bb(也参见图50至图52)。此外,光学设备1然后可以优选地包括四个磁性结构812,如结合图71所描述的,其中第一磁性结构812连接到弹簧结构300的外框架301的第三臂301b,使得第一磁性结构812面对安装到支撑框架51的第三臂51b的与第一磁性结构812关联的线圈811。此外,特别地,第二磁性结构812可以连接到弹簧结构300的外框架301的第四臂301bb,使得第二磁性结构812面对安装到支撑框架51的第四臂51bb的与第二磁性结构812关联的线圈811。此外,特别地,第三磁性结构812可以连接到弹簧结构300的内框架302的第三臂302b,使得第三磁性结构812面对安装到支撑框架51的第一臂51a的与第三磁性结构812关联的线圈811。此外,特别地,第四磁性结构812可以连接到弹簧结构300的内框架302的第四臂302bb,使得第四磁性结构812面对安装到支撑框架51的第二臂
51aa的与第四磁性结构812关联的线圈811。此外,这里,特别地,磁通返回结构812c连接到每个磁性结构812,如结合图71所述的。
[0681] 此外,如图73所示,各个致动器(例如电磁体808a、808aa、808b、808bb)可以焊接到挠性印刷电路板的焊垫94d(也称为挠性件),其中对应的挠性件94d经由电连接件94f(例如,通过焊接或插入式连接)而电连接到光学设备1的(更刚性的)基板94(例如印刷电路板)。特别地,由于对应的致动器的焊接连接,该致动器的线圈(例如813)电连接到印刷电路板94,以接收对应的保持电流脉冲。
[0682] 此外,为了实际上产生将承载件部件33A、33B保持在对应的倾斜位置的所述磁阻力,光学设备1构造成将相应的保持电流脉冲HP施加到对应的线圈813,如图63所示。这里,A0、A1、B0和B1表示对应的线圈的频道,其中A0和A1对应于致动器808a、808aa的相对的线圈,并且B0和B1对应于致动器808b、808bb的相对的线圈。当对应的保持脉冲HP结束时,反作用力将对应的承载件的部件(第一部件33A或第二部件33B)倾斜到另一个(相对的)稳定状态,在该另一个(相对的)稳定状态中,另外的保持电流脉冲再次保持该对应的承载件部件33A、33B。
[0683] 为了对稳定状态之间的转换进行加速,对于两个相对的致动器A0、A1,还可以采用对电流脉冲进行加速和制动,如图64所示。
[0684] 具体参数即全局参数,如:定义了保持电流脉冲HP的起动时间的保持_偏置(Hold_Offset),以及马达相关参数,诸如:
[0685] -加速脉冲_电流(用于增加转换时间)
[0686] -制动脉冲_电流(用于增加转换时间)
[0687] -保持_电流(设备的角度)
[0688] -加速脉冲_持续时间(用于增加转换时间)
[0689] -制动脉冲_持续时间(用于增加转换时间)
[0690] -保持_抖动(调节转换(过渡)时序、避免过冲)
[0691] -加速脉冲_偏置(预期为0),(调节转换时序,避免过冲)
[0692] -制动脉冲_偏置(预期的0),(调节转换时序,避免过冲),
[0693] 以上参数可以存储在光学设备1的存储器中。
[0694] 此外,为了减少光学设备1在致动该承载件的倾斜运动时产生的噪声,光学设备1可以构造成使用以正弦(或正弦曲线)信号的形式特别是如图65所示的以削波正弦(或正弦曲线)信号的形式的保持电流脉冲HP、加速电流脉冲AP和/或制动电流脉冲BP。此外,如图66(A)至66(D)所示,特别地通过使用低通滤波器、陷波滤波器、带通滤波器中的一种,可以对保持电流脉冲HP(以及加速电流脉冲AP和/或制动电流脉冲BP)的较高频率进行抑制。
[0695] 这里,在从左到右的面板中(图66的(A)到(D)),从保持电流脉冲HP中移除较高频率的部分,该保持电流脉冲如可以通过对应信号的增加的振荡形状看出。图67中示出了在没有滤波器的情况下使用保持电流脉冲来测量的33的经激发的机械频率的原始频谱
[0696] 此外,应注意,板构件55可以具有不同的光学功能,从仅透明(例如玻璃)板开始,用于使光束偏移(例如在图像传感器上)。特别地,如图68至图70所示,板构件55也可以是棱镜55,该棱镜55由如本文所述的光学设备1绕至少一个轴线倾斜,使得入射光的角i调节至偏向角d(图70中的光束角d),如图68至图70所示。
[0697] 除了上面已经提到的应用之外,根据本发明的光学设备1还可以用于超分辨率成像而且还可以用于超分辨率投影,并且然后根据本发明的光学设备1集成在光学组装件中,特别是与多个光学元件集成在一起。典型应用包括微投影仪、家用投影仪、商用投影仪、电影放映机、娱乐投影仪、微型投影仪、平视显示器头戴式显示器数码相机移动电话相机、虚拟现实显示器、扩增实境显示器和机器视觉系统、光学开关(例如用于纤维耦接)、状态被定义的光学衰减器或图像拼接。
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