(57)【要約】磁気駆動システム（１００）は、導電体及び磁場装置（１６０）を含み、磁場を発生させる。磁場装置は、マグネット及び磁気透過性材料を含み、導電体が電流を流すときに駆動トルクを生成する導電体の領域内に磁場を集束させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのマグネットと、
前記少なくとも１つのマグネットの上方でプラットフォーム平面内に名目上配向した導電コイルを有する可動プラットフォームと、
前記マグネットと前記プラットフォーム平面との間の磁気透過性材料の少なくとも１つの下方磁場集束プレートと、
前記プラットフォーム平面の少なくとも部分的に上方の磁気透過性材料の少なくとも１つの上方磁場集束プレートと、を備える装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマグネットは、
Ｓ極が下を向くと共にＮ極が上を向いて配向した第１マグネットと、
前記第１マグネットに平行に配向し、下を向くＮ極及び上を向くＳ極を有する第２マグネットと、を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１及び第２マグネットは、前記プラットフォーム平面の空間を少なくとも部分的に占有する段差部を含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの上方磁場集束プレートは、前記プラットフォーム平面の空間を少なくとも部分的に占有する段差部を含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記可動プラットフォームはジンバル構造を含み、前記可動プラットフォームが第１軸上で前記プラットフォーム平面の外に回転可能であり、前記可動プラットフォームは、前記第１軸から実質的に９０度の第２軸上で前記ジンバル構造に対して回転可能である反射部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
Ｓ極が下を向くと共にＮ極が上を向いて配向され、且つ、上を向く第１段差部を有する第１マグネットと、
前記第１マグネットに平行に配向され、下を向くＮ極及び上を向くＳ極を有し、且つ、上を向く第２段差部を有しており、前記第１及び第２段差部が凹領域を形成する、第２マグネットと、
前記第１及び第２マグネットの上方且つ前記凹領域内のプラットフォーム平面内に名目上配向した導電コイルを有する可動プラットフォームと、
前記プラットフォーム平面内に発生する磁場を集束させるように、前記プラットフォーム平面の下方の前記凹領域内に配置された、磁気透過性材料の少なくとも１つの下方磁場集束プレートと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項７】
前記プラットフォーム平面の上方に配置された、磁気透過性材料の少なくとも１つの上方磁場集束プレートをさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの下方磁場集束プレートは、磁場及び前記導電コイルの間の相対角度に影響するように、少なくとも１つの突出脚部を含むことを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記導電コイルは外周部を有し、且つ、前記少なくとも１つの下方磁場集束プレートが、前記導電コイルの前記外周部の外側にあるように形成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１及び第２マグネットの間、且つ、前記可動プラットフォームの下方に配置された磁気透過性コアをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記導電コイルは内周部を有し、前記磁気透過性コアが前記導電コイルの下方且つ前記導電コイルの前記内周部内に配向されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
光を生成するための光源と、
前記光を反射するためのミラーであって、当該ミラーはプラットフォーム平面内の可動プラットフォームに搭載されており、前記可動プラットフォームが前記導電コイルを含む、ミラーと、
磁場を生成するための少なくとも１つのマグネットと、
前記プラットフォーム平面の下方に配置された、磁気透過性材料の少なくとも１つの下方磁場集束プレートと、
前記プラットフォーム平面の少なくとも部分的に上方に配置された、磁気透過性材料の少なくとも１つの上方磁場集束プレートと、を備えることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの下方磁場集束プレートは、２つの下方磁場集束プレートを備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのマグネットは、一方向に、且つ、プラットフォーム平面を遮断するのに十分に遠くに突出する段差部を含むことを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの上方磁場集束プレートは、前記少なくとも１つのマグネットに向かって突出する段差部を含む２つの上方磁場集束プレートを備えることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
磁気駆動は「ローレンツ力」を利用する。そこでは、通電導体上の力が導体内の電流及び導体を横切る磁場の力に関係する。もたらされる力は、導電内の電流の方向に垂直であり、なお且つ、磁場に垂直である。
【背景技術】
【０００２】
磁気作動システムでは、より強力な磁場を形成するようにより大きな磁石を使用することによって、電力効率が得られる。しかしながら、より大きい磁石は、より重く且つ結果としてのシステムの容量要求を増加する。換言すると、導体内の電流を増加させることにより、容量及び重量は減少可能であるが、増加した電力消費が負担となる。すなわち、磁気駆動システムでは、電力消費と重量／容量との間にトレードオフが存在することが分かっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
磁気駆動システムにおいて、電力消費及び重量／容積の両方を減少させることが望まれている。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】本発明の様々な実施形態に従った磁気駆動システムの断面視を示す。
【図２】導電コイルを有する可動プラットフォームを備える磁気駆動装置の斜視図。
【図３】複数の磁場集束プレートを有する磁気駆動システムの分解図。
【図４】複数の磁場集束プレートを有する磁気駆動システムの分解図。
【図５】図３〜４の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図６】図３〜４の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図７】図３〜４の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図８】図３〜４の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図９】複数の磁場集束プレートを有する磁気駆動システムの分解図。
【図１０】複数の磁場集束プレートを有する磁気駆動システムの分解図。
【図１１】図９〜１０の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図１２】図９〜１０の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図１３】図９〜１０の磁気駆動システムの平面図及び断面図。
【図１４】カラーレーザープロジェクタを示す図。
【図１５】本発明の様々な実施形態に従ったモバイル機器のブロック図。
【図１６】本発明の様々な実施形態に従ったモバイル機器を示す図。
【図１７】本発明の様々な実施形態に従ったヘッドアップディスプレイシステムを示す図。
【図１８】本発明の様々な実施形態に従ったアイウェアを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
以下の詳細な説明は、本発明が実施され得る特定の実施形態を示す図面が参照される。これら実施形態は、当業者が本発明を実施することができるように十分詳細に説明される。本発明の様々な（相違する）実施形態は、相互に排他的である必要がないことを理解すべきである。例えば、一実施形態に関連してここに説明される特定の形状、構造又は特徴は、本発明の技術的範囲から離れることなく、他の実施形態で実施可能である。さらに、各開示した実施形態の個々の要素の位置又は配置を本発明の技術的範囲から離れることなく修正可能であることを理解すべきである。したがって、以下の詳細な説明は発明を限定するものではなく、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によって定められると共にその均等の全範囲に亘って適切に解釈される。図面を通して、図中の同じ番号は、同じ又は類似の機能を示す。
【０００６】
図１は、本発明の様々な実施形態に従った磁気駆動システムの断面を示している。磁気駆動システム１００は、磁場（Ｂ場）装置１６０、磁気駆動装置１１０、上方磁場集束プレート（ｕｐｐｅｒ  ｆｉｅｌｄ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）１５２及び下方磁場集束プレート（ｌｏｗｅｒ  ｆｉｅｌｄ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｐｌａｔｅ）１５４を含む。磁場駆動装置１１０は、断面図において１１２で示される導電コイルを含む。Ｂ場装置１６０は、導電コイル１１２に交差する磁場を生成する。Ｂ場は矢印１２０で示される。
【０００７】
ある実施形態では、Ｂ場装置１６０は、複数の様々な配向を有するマグネットを含む。これらマグネットは、導電コイルの領域内にＢ場１２０を“集束（Ｆｏｒｃｕｓ）”させるように協働し、発生した力が最大の効果を有する。他の実施形態では、Ｂ場装置１６０は複数のマグネット及び（１つの）磁気透過性コアを含み、生成したＢ場を集束させることを助ける。
【０００８】
上方及び下方磁場集束プレート１５２、１５４は磁気透過性材料を含む。当該磁気透過性材料は、導電コイル１１２の領域内でＢ場をさらに集束させるように配置される。本発明の様々な実施形態は、マグネット及び磁気透過性材料の様々な順列（置換）を組み合わせることにより、より大きいローレンツ力が望まれる導電コイルの領域内でＢ場を集束させる。これら順列は、図３〜１３を参照して以下に示される。
【０００９】
図２は、導電コイルを備える可動プラットフォームを有する磁気駆動装置の斜視図である。装置１１０は、可動プラットフォーム２４０及びミラー２１６を含む。図２で示された実施形態では、可動プラットフォーム２４０は固定部２１０及び２１２で装置１１０のフレームに結合したジンバル構造であり、ミラー２１６は固定部２２０及び２２２で可動プラットフォーム２４０に結合されている。可動プラットフォーム２４０は、電流を通過可能な導電コイル１１２を有する。ある実施形態では、固定部２１０及び／又は２１２は、（複数の）導電体を含み、導電コイル１１２の双方向に電流を流す。
【００１０】
固定部２１０及び２１２により、可動プラットフォーム２４０が、１の角度寸法（又は「駆動軸」と称される）で移動することが可能である。同様に、固定部２２０及び２２２により、ミラー２１６が第２駆動軸を移動することを可能とする。図２を代表する実施形態では、２つの駆動軸が９０度離れているが、これは本発明を限定しない。
【００１１】
動作中、様々なＢ場装置が磁場１２０を導電コイル１１２に印加し、且つ、集束させる。導電コイルに印加された磁場は、コイルの平面に成分を有し、２つの駆動軸に対して大体４５°で配向している。コイル巻線内の面内電流が、面内磁場と相互作用し、導電体上に面外ローレンツ力を発生させる。駆動電流が可動プラットフォーム２４０上にループを形成するので、電流が駆動軸に亘って（ａｃｒｏｓｓ）符号（ｓｉｇｎ）を反転させる。これは、また、ローレンツ力が駆動軸に亘って符号を反転させ、その結果、磁場の平面内で磁場に垂直なトルクが発生する。この組み合わされたトルクが該トルクの周波数成分に応じて２つのスキャン方向への応答を形成する。
【００１２】
図２で表された実施形態では、１の磁場が両駆動軸のミラーの角運動を形成することに使用される。プラットフォーム２４０の移動を引き起こすために、Ｂ場１２０が導電コイル１１２に垂直であると共に導電コイル１１２の平面内の成分を有する。さらに、これら平面内の垂直なＢ場ベクトル成分の強度が増加した場合、必要な駆動電力が削減される。駆動トルクは、磁性Ｂ場及びコイル駆動電流の垂直成分の生成に関係付けられる。すなわち、Ｂ場の１０％増加により電流が１０％減少する。コイル電流を駆動するのに必要な電力が電流の２乗に関係付けられるので、Ｂ場における１０％の増加の結果、駆動電力が２１％減少する。
【００１３】
本発明の様々な実施形態が図２で示された磁気駆動装置に関係して説明される。例えば、図２に示されるとおり、導電コイルが楕円形であり、且つ、可動プラットフォームの駆動軸にほぼ９０度で駆動軸を有するミラーを備えるジンバル可動プラットフォーム上にある。本発明の様々な実施形態は、任意の磁気駆動装置で利用されてもよく、図２で示した装置に限定されない。例えば、以下に説明するマグネットアセンブリ及び磁気駆動システムを利用して、任意の可動プラットフォームに任意の形状を有する任意の導電体にローレンツ力を提供することができる。
【００１４】
図３は、複数の磁場集束プレートを有する磁場駆動システムの分解図を示す。磁気駆動システム３００は、底部プレート３０２、マグネット３１０及び３２０、磁気透過性コア３３０、下方磁場集束プレート３４２及び３４４、磁気駆動装置１１０、上方磁場集束プレート３５２及び３５４、並びに、ダイキャリア３６０を含む。
【００１５】
システム３００が組み立てられるとき、磁気駆動装置１１０がマグネット３１０、３２０及び下方磁場集束プレート３４２、３４４の上方、且つ、上方磁場集束プレート３５２、３５４の下方に名目上配置される。装置１１０上の導電コイルは、名目上「プラットフォーム平面」内にあると云える。導電コイルが静止しているとき、それはプラットフォーム平面にあり、また、それが移動しているとき、それはプラットフォーム平面に対して角変位を有し得る。この専門用語は、コイルが存在する平面を示すべく選択されており、任意のさらなる構造的限定を意味するものではない。さらに、様々な実施形態は、「上方（ａｂｏｖｅ）」「下方（ｂｅｌｏｗ）」「上（ｕｐ）」「下（ｄｏｗｎ）」等の用語を使用して説明されている。これら用語は、構成要素の相対的な配置及び配向を説明するものであり、いずれの絶対的な配向を意味するものではない。
【００１６】
底部プレート３０２、マグネット３１０、３２０及び磁気透過性コア３３０が、Ｂ場装置１６０（図１）のようなＢ場装置を形成する。マグネット３１０及び３２０が、装置１１０上の導電コイルの下に配置された永久磁石であり、尚且つ、様々な磁気配向を有する。例えば、マグネット３１０は下を向くＮ極及び上を向くＳ極を有し、マグネット３２０はＮ極が上を向くと共にＳ極が下を向いた状態でマグネット３１０に平行に配向される。マグネット３１０及び３２０はプラットフォーム平面に垂直に配向して示されている。
【００１７】
ある実施形態では、マグネット３１０及び３２０が配向して、それらが装置１１０の駆動軸に対して整合（整列）しない磁場を形成する。例えば、図３に示すとおり、装置１１０上の導電コイルは、楕円長軸及び短軸上に２つの駆動軸を有する楕円形状である。しかしながら、発生した磁場が駆動軸のいずれにも整合しないように、マグネット３１０及び３２０が配向される。意図的にマグネット３１０及び３２０を駆動軸に対して整合させないことにより、発生したＢ場が、楕円内の駆動トルクが必要とされる地点で導電コイルに交差するように位置することが可能である。図２のＢ場１２０に示されている。
【００１８】
マグネット３１０及び３２０は、略Ｌ字形状で示されるが、これに本発明は限定されない。ある実施形態では、マグネット３１０及び３２０が三角形であり、他の実施形態では、マグネット３１０及び３２０が矩形状である。マグネット３１０及び３２０は、ベースプレート３０２に搭載されて示される。ある実施形態では、本発明を限定することはないが、ベースプレート３０２が磁気透過性材料から形成されて、磁気回路を「閉鎖（ｃｌｏｓｉｎｇ）」することを助ける。
【００１９】
コア３３０はスチールのような磁気透過性材料から形成される。コア３３０は導電コイルの下方でマグネット３１０及び３２０の間に配置される。装置１１０上の導電コイルは、上方から見たときに内周部及び外周部を有する。ある実施形態では、上方から見たときにコア３３０が完全に導電コイルの内周部内にある。
【００２０】
コア３３０が磁場のためのより低いリラクタンス（磁気抵抗）経路を提供することにより、導電コイルを通過する磁場が９０度に近い角度でコア３３０（及びコイルの内周部）を出入りする傾向にある。これは、所定の磁界強度の駆動トルクをさらに提供する。
【００２１】
ダイキャリア３６０は、図３に示した様々な要素を包囲することに使用される。例えば、装置１１０は機械的及び／又は電気的にダイキャリア３６０に接続可能である。さらに、図３に示された様々な磁場集束プレートをダイキャリア３６０によって適切な位置に保持可能である。ダイキャリア３６０は、装置１１０の可動プラットフォームの上方の開口と共に表されている。この開口は、光を侵入させ、且つ、ミラーで反射することを可能とする。
【００２２】
図４は、図３と同じ磁気作動システムを示すが、ダイキャリア３６０を有していない。図４により明確に示されているとおり、様々な磁場集束プレートが様々な形状を有することができる。いくつかの実施形態では、磁場集束プレートが導電コイルの外周部の外側に配置される。磁場集束プレート３４２、３４４、３５２及び３５４は、磁場の低リラクタンス経路を提供する磁気透過性材料から形成される。磁場集束プレートの戦略的な形状及び配置を通して、マグネット３１０及び３２０によって生成された磁場が、高磁場強度が必要とされる導電コイルの領域に「誘導（ｓｔｅｅｒ）」され得る。
【００２３】
図４で表された実施形態では、上方磁場集束プレート３５２、３５４は、段差部３５３、３５５を有している。組立時、上方磁場集束プレートの段差部が磁場の低リラクタンス経路を提供する。これは、磁場がプラットフォーム平面と実質的に平行な上方磁場集束プレートを通って移動することを促進する。また図４で表された実施形態では、下方磁場集束プレートは、実質的に平坦であり、全体としてプラットフォーム平面の下方にある。段差状の上方磁場集束プレートと略平坦な下方磁場集束プレートとの組み合わせは、磁場が導電コイルに略平行に移動することを促進する。上方及び下方磁場集束プレートは、高磁場強度が必要とされるコイル領域近傍に、磁場の低リラクタンス経路を提供するようにさらに形成される。
【００２４】
磁性において存在する１つの問題は、（それを必要とする場所に磁場を得ることが出来たとしても）、Ｂ場の「配向（ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）」を制御することが非常に困難なことである。なぜなら、透過性材料の外にそれが「放射（ｓｐｒａｙ）」し易いからである。磁場集束プレートは、それ（磁場）が透過性材料から出るときに、磁場の「放射」を制御するために、様々な突出脚部を有している。例えば、下方磁場集束プレート３４２、３４４は脚部３４３、３４５を含む。ある実施形態では、全ての磁場集束プレートは、１又は複数の突出脚部を含む。１又は複数の脚部が当該脚部内に放射を包含させ、且つ、当該脚部内のサイズ及び形状変化を助けることにより、Ｂ場と導電コイルとの間の相対角度に影響する磁場に亘って、ある程度の制御を提供する。
【００２５】
図５〜８は、図３〜４の磁気駆動システムの平面図及び断面図である。図５は、ベースプレート３０２及び磁気透過性コア３３０の平面図及び断面図である。図６は、ベースプレート３０２、コア３３０及びマグネット３１０及び３２０の平面図及び断面図である。
【００２６】
図７は、上方磁場集束プレート３５２及び３５４を含む平面図及び断面図である。図７に示すとおり、上方磁場集束プレート３５２及び３５４は、プラットフォーム平面の上に名目上配置されている。しかしながら、上方磁場集束プレートの段差部３５３、３５５は、プラットフォーム平面内の幾分の空間を占有し、且つ、マグネット３１０及び３２０直近まで延びている。上方磁場集束プレート３５２及び３５４の低リラクタンスは、マグネット３１０及び３２０から段差部３５３及び３５５を通って上方に、且つ、プラットフォーム平面の上のプレートの水平部を通って、磁場を誘導することを助ける。
【００２７】
上方磁場集束プレート３５２及び３５４は任意の形状を有してもよい。図７に示すとおり、ある実施形態では、段差部が外端部であり、且つ、水平部が磁場の必要な領域近傍に延びている。いくつかの実施形態は、上方磁場集束プレートの形状を変更し、且つ、他の実施形態は上方磁場集束プレートの厚みを変更する。実施形態によっては、２よりも多い又は少ない上方磁場集束プレートが含まれる。例えば、実施形態によっては、１つの上方磁場集束プレートが含まれる。また、例えば、実施形態によっては、３以上の上方磁場集束プレートが含まれる。さらに、実施形態によっては、上方磁場集束プレート３５２及び３５４が省略される。この実施形態は、上方磁場集束プレートに関連する容量及び重量を排除する。
【００２８】
図８は、下方磁場集束プレート３４２及び３４４を含む平面図及び断面図である。図８に示すとおり、下方磁場集束プレート３４２及び３４４は、マグネット３１０及び３２０の上方、且つ、プラットフォーム平面の下方に名目上配置されている。下方磁場集束プレート３４２及び３４４の低リラクタンスは、マグネット３１０及び３２０から水平に磁気透過性材料を通って磁場を誘導することを助ける。実施形態によっては、２よりも多い又は少ない下方磁場集束プレートが含まれる。例えば、実施形態によっては、１つの下方磁場集束プレートが含まれる。また、例えば、実施形態によっては、３以上の下方磁場集束プレートが含まれる。さらに、実施形態によっては、下方磁場集束プレート３４２及び３４４が省略される。この実施形態は、下方磁場集束プレートに関連する容量及び重量を排除する。
【００２９】
図９は、複数の磁場集束プレートを有する磁気駆動システムの分解図である。磁気駆動システム９００は、底部プレート３０２、マグネット９１０及び９２０、磁気透過性コア３３０、下方磁場集束プレート３４２及び３４４、磁気駆動装置１１０、上方磁場集束プレート９５２及び９５４、及び、ダイキャリア３６０を含む。
【００３０】
システム９００が組み立てられるとき、磁気駆動装置１１０は、マグネット９１０、９２０及び下方磁場集束プレート３４２、３４４の上方、且つ、下方磁場集束プレート９５２、９５４の下方に名目上配置される。装置１１０上の導電コイルは、名目上「プラットフォーム平面」内にあると云える。導電コイルが静止しているとき、それはプラットフォーム平面にあり、また、それが移動しているとき、それはプラットフォーム平面に対して角変位を有し得る。この専門用語は、コイルが存在する平面に参照すべく選択されており、任意のさらなる構造的限定を意味するものではない。さらに、様々な実施形態は、「上方（ａｂｏｖｅ）」「下方（ｂｅｌｏｗ）」「上（ｕｐ）」「下（ｄｏｗｎ）」等の用語を使用して説明されている。これら用語は、構成要素の相対的な配置及び配向を説明するものであり、いずれの絶対的な配向を意味するものではない。
【００３１】
底部プレート３０２、マグネット９１０、９２０及び磁気透過性コア３３０が、Ｂ場装置１６０（図１）のようなＢ場装置を形成する。マグネット９１０及び９２０は様々な磁気配向を有する永久磁石である。例えば、マグネット９１０は下を向くＮ極及び上を向くＳ極を有し、マグネット９２０はＮ極が上を向くと共にＳ極が下を向いた状態でマグネット９１０に平行に配向される。マグネット９１０及び９２０はプラットフォーム平面に垂直に配向して示されている。
【００３２】
いくつかの実施形態では、マグネット９１０及び９２０が配向して、それらが装置１１０の駆動軸に対して整合しない磁場を形成する。例えば、図９に示すとおり、装置１１０上の導電コイルは、楕円長軸及び短軸上に２つの駆動軸を有する楕円形状である。しかしながら、発生した磁場が駆動軸のいずれにも整合しないように、マグネット９１０及び９２０が配向される。意図的にマグネット９１０及び９２０を駆動軸に対して整合させないことにより、発生したＢ場が、楕円内の駆動トルクが必要とされる地点で導電コイルに交差するように位置することが可能である。図２のＢ場１２０に示されている。
【００３３】
マグネット９１０及び９２０は、略Ｌ字形状で示されるが、これに本発明は限定されない。ある実施形態では、マグネット９１０及び９２０が三角形であり、他の実施形態では、マグネット９１０及び９２０が矩形状である。マグネット９１０及び９２０は、ベースプレート３０２に搭載されて示されている。ある実施形態では、本発明を限定することはないが、ベースプレート３０２は、磁気透過性材料から形成されて、磁気回路を「閉鎖（ｃｌｏｓｉｎｇ）」することを助ける。
【００３４】
マグネット９１０及び９２０は段差部９１２及び９２２を含む。段差部は、下方磁場集束プレート及び装置１１０が存在する凹領域を形成する。段差部は矩形状で示されているが、しかしながら、これは本発明を限定しない。例えば、マグネットの段差部が任意の形状であり、尚且つ、マグネット９１０及び９２０上のいずれの位置に配置されてもよい。
【００３５】
コア３３０はスチールのような磁気透過性材料から形成される。コア３３０は導電コイルの下方でマグネット９１０及び９２０の間に配置される。装置１１０上の導電コイルは、上方から見たときに内周部及び外周部を有する。ある実施形態では、上方から見たときにコア３３０は完全に導電コイルの内周部内にある。
【００３６】
コア３３０が磁場のためのより低いリラクタンス経路を提供することにより、導電コイルを通過する磁場が９０度に近い角度でコア３３０（及びコイルの内周輪郭部）を出入りする傾向にある。これは、所定の磁界強度の駆動トルクをさらに提供する。
【００３７】
ダイキャリア３６０は、図９に示した様々な要素を包囲することに使用される。例えば、装置１１０は、機械的及び／又は電気的にダイキャリア３６０に接続可能である。さらに、図９に示された様々な磁場集束プレートをダイキャリア３６０によって適切な位置に保持可能である。ダイキャリア３６０は、装置１１０の可動プラットフォームの上方で開口と共に表されている。この開口は、光を侵入させ、且つ、ミラーで反射することを可能とする。
【００３８】
図１０は、図９と同じ磁気作動システムを示すが、ダイキャリア３６０を有していない。図１０により明確に示されているとおり、様々な磁場集束プレートが様々な形状を有してもよい。ある実施形態では、磁場集束プレートが、導電コイルの外周部の外側に配置される。磁場集束プレート３４２、３４４、９５２及び９５４は、磁場の低リラクタンス経路を提供する磁気透過性材料から形成される。磁場集束プレートの戦略的な形状及び配置を通して、マグネット９１０及び９２０によって生成された磁場が、高磁場強度が必要とされる導電コイルの領域に「誘導（ｓｔｅｅｒ）」され得る。
【００３９】
図１０で表された実施形態では、上方磁場集束プレート９５２、９５４は、マグネット９１０及び９２０の段差部に接触するか、あるいは、ほぼ接触する。組立時、上方磁場集束プレートの段差部が磁場の低リラクタンス経路を提供する。これは、磁場がプラットフォーム平面と略平行な上方磁場集束プレートを通って移動することを促進する。また図１０で表された実施形態では、下方磁場集束プレートは、ほぼ平坦であり、全体としてプラットフォーム平面の下方にある。段差状のマグネットと上方磁場集束プレートと下方磁場集束プレートとの組み合わせは、磁場が導電コイルに略平行に移動することを促進する。上方及び下方磁場集束プレートは、高磁場強度が必要とされるコイル領域近傍で磁場の低リラクタンス経路を提供するようにさらに形成される。
【００４０】
図１１〜１３は、図９〜１０の磁気駆動システムの平面図及び断面図である。図１１は、ベースプレート３０２、磁気透過性コア３３０、及び、マグネット９１０及び９２０の平面図及び断面図である。
【００４１】
図１２は、上方磁場集束プレート９５２及び９５４を含む平面図及び断面図である。図１２に示すとおり、マグネット９１０及び９２０は、プラットフォーム平面の下方に名目上配置されている。しかしながら、マグネット９１０及び９２０の段差部９１２及び９２２は、プラットフォーム平面内の幾分の空間を占有し、且つ、上方磁場集束プレート直近まで延びている。上方磁場集束プレート９５２及び９５４の低リラクタンスは、マグネット９１０及び９２０からの磁場を、段差部９１２及び９２２からプラットフォーム平面の上のプレートの水平部を通して誘導することを助ける。
【００４２】
上方磁場集束プレート９５２及び９５４は任意の形状を有してもよい。図１２に示すとおり、ある実施形態では、上方磁場集束プレートが、外端部で段差部９１２及び９２２に接触し、且つ、磁場が必要とされる領域近傍に延びる。いくつかの実施形態は、上方磁場集束プレートの形状を変更し、且つ、他の実施形態は上方磁場集束プレートの厚みを変更する。実施形態によっては、２よりも多い又は少ない上方磁場集束プレートが含まれる。例えば、実施形態によっては、１つの上方磁場集束プレートが含まれる。また、例えば、実施形態によっては、３以上の上方磁場集束プレートが含まれる。さらに、実施形態によっては、上方磁場集束プレート９５２及び９５４が省略される。この実施形態は、上方磁場集束プレートに関連する容量及び重量を排除する。
【００４３】
図１３は、下方磁場集束プレート３４２及び３４４を含む平面図及び断面図である。図１３に示すとおり、下方磁場集束プレート３４２及び３４４は、マグネット９１０及び９２０の上方、且つ、プラットフォーム平面の下方に名目上配置されている。下方磁場集束プレート３４２及び３４４の低リラクタンスは、マグネット９１０及び９２０から水平に磁気透過性材料を通って磁場を誘導することを助ける。実施形態によっては、２よりも多い又は少ない下方磁場集束プレートが含まれる。例えば、実施形態によっては、１つの下方磁場集束プレートが含まれる。また、例えば、実施形態によっては、３以上の下方磁場集束プレートが含まれる。さらに、実施形態によっては、下方磁場集束プレート３４２及び３４４が省略される。この実施形態は、下方磁場集束プレートに関連する容量及び重量を排除する。
【００４４】
図１４は、カラーレーザー投射装置（プロジェクタ）を示す。システム１４００は、画像処理要素１４０２、レーザー光源１４１０、１４２０及び１４３０を含む。また、投射システム１４００は、ミラー１４０３、１４０５及び１４０７、折り畳みミラー（ｆｏｌｄ  ｍｉｒｒｏｒ）１４５０、磁気駆動システム１００、ミラー２１６、ドライバ１４９２及びデジタル制御要素１４９０を含む。
【００４５】
動作中、画像処理要素１４０２は、ノード１４０１上にビデオデータを受け取り、デジタル制御要素１４９０からピクセルクロックを受け取り、そして、ピクセルが表示されるときにコマンドされた輝度値を生成してレーザー光源を駆動する。画像処理要素１４０２は、ビデオデータからカラー輝度値を生成するのに有用な任意の適切なハードウェア及び／又はソフトウェアを含んでもよい。例えば、画像処理要素１４０２は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１又は複数のプロセッサ等を含んでもよい。
【００４６】
レーザー光源１４１０、１４２０及び１４３０は、コマンドされた輝度値を受け取り、光を生成する。各光源は、案内光学（ｇｕｉｄｉｎｇ  ｏｐｔｉｃｓ）を介してミラー２１６に向けられる光の狭ビームを生成する。例えば、青色レーザー光源１４３０は、ミラー１４０３に反射されてミラー１４０５及び１４０７を通過する青色光を生成する。緑色レーザー光源１４２０は、ミラー１４０５に反射されてミラー１４０７を通過する緑色光を生成する。赤色レーザー光源１４１０は、ミラー１４０７に反射される赤色光を生成する。１４０９で赤、緑及び青色光が混合される。混合レーザー光は、ミラー２１６に向けて折り畳みミラー１４５０に反射される。ミラー２１６を反射した後、レーザー光は折り畳みミラー１４５０をバイパスして、１４８０でラスターパターンをスイープ（ｓｗｅｅｐ）すると共に画像を形成する。
【００４７】
実施形態によっては、ミラー２１６は、ドライバ１４９２からノード１４９３に受け取った電気刺激に応答して２軸上を回転する。例えば、ミラー２１６（図２）は、導電コイル１１２内の電流とＢ場１２０との間の相互作用に応答して２軸上を回転する。
【００４８】
磁気駆動システム１００は、ここに説明した実施形態のいずれでもよい。例えば、システム１００は、図３〜１３を参照して説明したシステムのいずれを含んでもよい。プロジェクタ１４００は例示の用途として説明され、本発明の種々の実施形態は限定されない。例えば、ここに説明されたコンパクトなマグネットアセンブリが、本発明の技術的範囲から離れることなく他の機械的駆動システムで使用されてもよい。
【００４９】
図１５は、本発明の様々な実施形態に従うモバイル機器のブロック図である。図１５に示すとおり、モバイル機器１５００は、ワイヤレスインターフェイス１５１０、プロセッサ１５２０、メモリ１５３０及び走査プロジェクタ１４００を含む。走査プロジェクタ１４００は、１４８０でラスターイメージを描写する。走査プロジェクタ１４００は図１４を参照して説明される。実施形態によっては、走査プロジェクタ１４００は、先の図面に示された、又は、先の図面を参照して説明したような波長混合装置を含む。
【００５０】
走査プロジェクタ１４００は、任意の画像ソースから画像データを受け取ることができる。例えば、いくつかの実施形態では、走査プロジェクタ１４００は、画像を保持するメモリを含む。他の実施形態では、走査プロジェクタ１４００は、ビデオ画像を含むメモリを含む。さらなる実施形態では、走査プロジェクタ１４００は、コネクタ、ワイヤレスインターフェイス１５１０等のような外部ソースから受け取った画像を表示する。
【００５１】
ワイヤレスインターフェイス１５１０は、任意のワイヤレス伝送及び／又は受信機能を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ワイヤレスインターフェイス１５１０は、ワイヤレスネットワーク上で通信可能なネットワークインターフェイスカード（ＮＩＣ）を含む。また、例えば、いくつかの実施形態では、ワイヤレスインターフェイス１５１０は携帯電話機能を含んでもよい。さらなる実施形態では、ワイヤレスインターフェイス１５１０は、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器を含んでもよい。本技術分野の当業者は、本発明の技術的範囲から離れることなく、ワイヤレスインターフェイス１５１０が任意の種類のワイヤレス通信機能を含むことができることを理解するであろう。
【００５２】
プロセッサ１５２０は、モバイル機器１５００内の様々なコンポーネントで通信可能な任意の種類のプロセッサであってもよい。例えば、プロセッサ１５２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）ベンダーから手に入る内蔵プロセッサ、又は、市販のマイクロプロセッサであってもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサ１５２０は、走査プロジェクタ１４００に画像又はビデオデータを提供する。画像又はビデオデータはワイヤレスインターフェイス１５１０から得られるか、あるいは、ワイヤレスインターフェイス１５１０から得られたデータから引き出されてもよい。例えば、プロセッサ１５２０を通して、走査プロジェクタ１４００は、ワイヤレスインターフェイス１５１０から直接的に受け取った画像又はビデオを表示可能である。また、例えば、プロセッサ１５２０は、ワイヤレスインターフェイス１５１０から受け取った画像及び／又はビデオを追加するようにオーバーレイを提供するか、あるいは、ワイヤレスインターフェイス１５１０から受け取ったデータに基づいて保存された画像を変化させてもよい（例えば、ワイヤレスインターフェイス１５１０が位置座標を提供するＧＰＳ形態において、マップ表示を修正すること）。
【００５３】
図１６は、本発明の様々な実施形態に従ったモバイル機器を示す。モバイル機器１６００は、通信機能あり又はなしのハンドヘルド（携帯用）投射器であってもよい。例えば、実施形態によっては、モバイル機器１６００は、他の機能を少なからず持たないハンドヘルドプロジェクタであってもよい。また、例えば、いくつかの実施形態では、モバイル機器１６００は、通信用に利用可能な機器であってもよく、例えば、携帯電話、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信器等を含んでもよい。さらに、モバイル機器１６００は、ワイヤレス（例えばＷｉＭａｘ）又はセルラー接続を介して、より大きいネットワークに接続可能であり、あるいは、この機器は、無制限スペクトル（例えば、ＷｉＦｉ）接続を介してデータメッセージ又はビデオコンテンツを受け取ることが可能である。
【００５４】
モバイル機器１６００は、１４８０にて光で画像を形成するように走査プロジェクタ１４００を含む。また、モバイル機器１６００は、多くの他の種類の回路を含んでもよいが、それらは明確性のために図１６から意図的に省略されている。
【００５５】
モバイル機器１６００は、ディスプレイ１６１０、キーパッド１６２０、オーディオポート１６０２、コントロールボタン１６０４、カードスロット１６０６及びオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）ポート１６０８を含む。これらのいずれの要素も不可欠ではない。例えば、モバイル機器１６００は、ディスプレイ１６１０、キーパッド１６２０、オーディオポート１６０２、コントロールボタン１６０４、カードスロット１６０６又はＡ／Ｖポート１６０８のいずれかを有さずに、走査プロジェクタ１４００のみを含んでいればよい。いくつかの実施形態は、これらの要素のサブセットを含む。例えば、アクセサリプロジェクタ製品は、走査プロジェクタ１４００、コントロールボタン１６０４及びＡ／Ｖポート１６０８を含むことができる。
【００５６】
ディスプレイ１６１０は、任意の種類のディスプレイである。例えば、実施形態によっては、ディスプレイ１６１０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーンを含む。ディスプレイ１６１０は、１４８０で投射された同じコンテンツ又は異なるコンテンツを常に表示可能である。例えば、アクセサリプロジェクタ製品が同じコンテンツを常に表示可能であるのに対して、携帯電話形態がディスプレイ１６１０上に異なるコンテンツを表示するが１４８０で１種類のコンテンツを投射してもよい。キーパッド１６２０は電話のキーパッド又は他の種類のキーパッドであってもよい。
【００５７】
Ａ／Ｖポート１６０８は、ビデオ及び／又はオーディオ信号を受け取り及び／又は伝送する。例えば、Ａ／Ｖポート１６０８は、デジタルオーディオ及びビデオデータを運ぶのに適切なケーブルを受容するデジタルポートであってもよい。さらに、Ａ／Ｖポート１６０８は、コンポジット入力を受け取るようにＲＣＡジャックを含んでもよい。さらに、Ａ／Ｖポート１６０８は、アナログビデオ信号を受け取るようにＶＧＡコネクタを含んでもよい。いくつかの実施形態では、モバイル機器１６００がＡ／Ｖポート１６０８を通して外部信号ソースに接続されてもよく、また、モバイル機器１６００がＡ／Ｖポート１６０８を通して受容したコンテンツを投射してもよい。他の実施形態では、モバイル機器１６００は、コンテンツのオリジネータ（発信器）であってもよく、Ａ／Ｖポート１６０８がコンテンツを異なる機器に伝送することに使用される。
【００５８】
オーディオポート１６０２はオーディオ信号を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、モバイル機器１６００は、オーディオ及びビデオを保存及び再生可能なメディアプレイヤーである。この実施形態では、ビデオが１４８０で投射され、オーディオがオーディオポート１６０２で出力され得る。別の実施形態では、モバイル機器１６００は、Ａ／Ｖポート１６０８でオーディオ及びビデオを受け取るアクセサリプロジェクタであってもよい。これらの実施形態では、モバイル機器１６００が１４８０でビデオコンテンツを投射し、オーディオポート１６０２でオーティオコンテンツを出力可能である。
【００５９】
また、モバイル機器１６００は、カードスロット１６０６を含む。いくつかの実施形態では、カードスロット１６０６に差し込まれたメモリカードが、オーディオポート１６０２で出力されるオーディオ及び／又は１４８０で投射されるビデオデータのためのソースを提供可能である。カードスロット１６０６は、例えば、マルチメディアメモリカード（ＭＭＣ）、メモリスティックＤＵＯ、セキュアデジタル（ＳＤ）メモリカード及びスマートメディアカードを含む任意の種類のソリッドステートメモリ装置を受容する。前述のリストは例示であり、全てを網羅するものではない。
【００６０】
図１７は、本発明の様々な実施形態に従ったヘッドアップディスプレイシステムを示す。プロジェクタ１４００が、１７００でヘッドアップディスプレイを投射するように車両のダッシュボードに搭載されて示されている。自動車のヘッドアップディスプレイが図１７に示されているが、これは本発明を限定するものではない。例えば、本発明の様々な実施形態は、航空電子機器用途、航空交通管制用途及び他の用途におけるヘッドアップディスプレイを含む。
【００６１】
図１８は、本発明の様々な実施形態に従ったアイウェア（眼鏡）を示す。アイウェア１８００は、アイウェアの視界にディスプレイを投射するようにプロジェクタ１４００を含む。いくつかの実施形態では、アイウェア１８００が透明であり、他の実施形態では、アイウェア１８００が半透明である。例えば、アイウェアは拡張現実の用途に使用可能であり、そこでは、装着者が現実の世界に重なったプロジェクタ１４００からのディスプレイを見ることが可能である。また、例えば、アイウェアは仮想現実の用途に使用可能であり、そこでは、装着者の全体視がプロジェクタ１４００によって生成される。１つだけのプロジェクタ１４００が図１８に示されているが、これは本発明を限定するものではない。例えば、実施形態によっては、アイウェア１８００は各目に１つずつ２つのプロジェクタを含む。
【００６２】
特定の実施形態に従って本発明を説明したが、本技術分野の当業者が理解するように、発明の技術的範囲から離れることなく改変及び変更が実施可能であることを理解すべきである。このような改変及び変更は、本発明の技術的範囲及び添付のクレーム内であると見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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