一種白光光源的單dmd投影裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投影顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種使用單一白光光源的單DMD投影裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字光處理(DLP，Digital Light Process1n)投影技術(shù)是目前市場上主流的投影技術(shù)之一，它將影像信號先經(jīng)過數(shù)字處理再出射投影。DLP投影技術(shù)應(yīng)用數(shù)字微鏡元件(DMD，Digital Micromirror Device)來作為主要關(guān)鍵處理元件以實(shí)現(xiàn)數(shù)字光學(xué)處理過程。目前采用白光光源的單DMD芯片DLP投影裝置采用色輪對白色光進(jìn)行分光，色輪由紅、綠、藍(lán)濾波系統(tǒng)組成并以固定頻率旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中透過色輪的紅、綠、藍(lán)光順序地射在DMD上，形成投影彩色圖像的三色光源。
[0003]采用色輪的DLP投影存在容易產(chǎn)生“彩虹效應(yīng)”的問題，具體表現(xiàn)為投影圖像的色彩呈現(xiàn)為分離明顯的紅、綠和藍(lán)三種單色，嚴(yán)重影響畫面觀看，甚至有些觀看者可能因?yàn)樯实难杆僮兓a(chǎn)生眼睛脹痛和頭痛的情況。彩虹效應(yīng)之所以產(chǎn)生，是因?yàn)閬碜陨喌倪B續(xù)的色彩更替。當(dāng)色輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，屏幕上的圖像在任何給定的瞬間，色彩為紅、綠、藍(lán)中的一種，依賴于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，在無法察覺顏色變換的情況下把幾種單色混合成新的色彩。然而，視覺系統(tǒng)特別靈敏的人仍可察覺顏色變換產(chǎn)生彩虹；同時(shí)，當(dāng)視線為了追蹤畫面中的移動而快速運(yùn)動時(shí)，也會在視網(wǎng)膜上的三個不同的點(diǎn)得到紅色、綠色和藍(lán)色的三個圖像，從而產(chǎn)生了彩虹的視覺印象。因此，消除白光光源單芯片DLP投影的彩虹效應(yīng)成為一個亟待解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述DLP投影的彩虹效應(yīng)，提供一種不使用色輪的新型白光光源的單DMD投影裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種白光光源的單DMD投影裝置，包括白光光源、光束整形系統(tǒng)、一個DMD芯片、投影鏡頭和驅(qū)動信號控制單元，所述白光光源發(fā)出的白光經(jīng)光束整形系統(tǒng)入射至DMD芯片，再經(jīng)DMD芯片反射至投影鏡頭出射形成投影；所述DMD芯片的每個像素均由若干各自對應(yīng)一種基色光的子像素組成，每個所述子像素由可獨(dú)立驅(qū)動開關(guān)的微鏡片構(gòu)成；所述微鏡片處于打開狀態(tài)時(shí)，可選擇性的將所屬子像素對應(yīng)的基色光反射至投射鏡頭；所述驅(qū)動信號控制單元將投影畫面轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號，分別控制各子像素內(nèi)微鏡片的開關(guān)動作。
[0006]優(yōu)選的，所述微鏡片由微反射鏡鉸接在硅基板上構(gòu)成；所述微反射鏡中部為支撐部，所述支撐部頂部為選擇性反射膜，底部為連接硅基板的鉸鏈；微反射鏡經(jīng)外部驅(qū)動信號控制，以鉸鏈為軸在開關(guān)兩個固定角度間旋轉(zhuǎn)切換。當(dāng)微反射鏡處于開的角度時(shí)，可將對應(yīng)該微反射鏡選擇性反射膜的色光反射至投射鏡頭；當(dāng)反射鏡處于“關(guān)”的角度時(shí)，其反射光射至其它方向，在裝置內(nèi)部被吸收。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述基色光采用RGB模式，即三色的紅光、綠光和藍(lán)光；所述子像素分為紅光子像素、綠光子像素和藍(lán)光子像素，對應(yīng)的選擇性反射膜分別為紅光反射膜、綠光反射膜和藍(lán)光反射膜。
[0008]作為前述選擇性反射膜相關(guān)技術(shù)方案的優(yōu)選，所述選擇性反射膜采用真空蒸鍍或離子鍍方式鍍在微反射鏡的支撐部上。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案由于未采用色輪，每幅顯示畫面中各基色光同時(shí)顯示，所以避免了彩虹效應(yīng)，同時(shí)由于采用了多子像素的設(shè)計(jì)，在像素單元數(shù)量一定的前提下，分辨率低有所降低，在沒有極高分辨率要求的場合下可以獲得較好的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明單DMD投影裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為DMD芯片結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為DMD芯片微反射鏡結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為DMD芯片子像素工作原理示意圖。
[0011]其中:
I:白光光源；2:光束整形系統(tǒng)；3:DMD芯片；P:像素！I3R:紅光子像素；PG:綠光子像素；PB:藍(lán)光子像素；M1:支撐部；M2:選擇性反射膜；M3:鉸鏈；M:微反射鏡；B:硅基板；4:投影鏡頭；
L1:光源光；L2:調(diào)制反射光；LR:反射紅光；LG:反射綠光；LB:反射藍(lán)光；L3:投影光。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，以便更好地理解本發(fā)明。
[0013]如圖1是本發(fā)明DMD投影裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖，與普通的基于白光光源的投影裝置不同的是沒有色輪。所述白光光源I發(fā)出的光源光LI經(jīng)光束整形系統(tǒng)2入射至DMD芯片3，再經(jīng)DMD芯片3反射形成調(diào)制反射光L2，調(diào)制反射光L2經(jīng)投影鏡頭4出射為投影光L3o
[0014]本發(fā)明DMD芯片3每一個像素由三個子像素構(gòu)成，如圖2所示，分別為紅光子像素PR、綠光子像素PG和藍(lán)光子像素PB。每個子像素由微鏡片構(gòu)成，微鏡片包括微反射鏡M，如圖3所示為微反射鏡M的結(jié)構(gòu)。微反射鏡M的底部是一個鉸鏈M3，用于微反射鏡M的旋轉(zhuǎn)，連接鉸鏈的是T形的支撐部Ml，支撐部Ml的頂部為選擇性反射膜M2，鍍膜的方式可以采用真空蒸鍍、離子鍍等多種不同的方式；在本實(shí)施例中，該選擇性反射膜M2分別為紅光反射膜、綠光反射膜和藍(lán)光反射膜，分別屬于紅光子像素PR、綠光子像素PG和藍(lán)光子像素PB。
[0015]本發(fā)明投機(jī)裝置的工作原理如圖4所示，每個像素的三個微反射鏡M都使用各自鉸鏈M3鉸接在硅基板B上，微反射鏡M的旋轉(zhuǎn)角度不同決定了所對應(yīng)的子像素是開還是關(guān)的狀態(tài)。例如圖4中的紅光子像素PR和藍(lán)光子像素PB所對應(yīng)的微反射鏡處于開的狀態(tài)，其反射紅光LR和反射藍(lán)光LB出射至投影鏡頭4的方向；同時(shí)綠光子像素PG的微反射鏡角度處于關(guān)的狀態(tài)時(shí)，其反射光為反射綠光LG射向其它方向，在投影裝置內(nèi)部被吸收此時(shí)像素處于關(guān)的狀態(tài)；此時(shí)該像素輸出紅光和藍(lán)光，而綠光沒有輸出。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案未采用色輪，每幅顯示畫面各像素中紅綠藍(lán)三基色光同時(shí)顯示輸出，避免了彩虹效應(yīng)。
[0017]應(yīng)理解，上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于供本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并非【具體實(shí)施方式】的窮舉，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種白光光源的單DMD投影裝置，包括白光光源(I)、光束整形系統(tǒng)(2)、一個DMD芯片(3)、投影鏡頭(4)和驅(qū)動信號控制單元，所述光束整形系統(tǒng)(I)發(fā)出的白光經(jīng)光束整形系統(tǒng)(2)入射至DMD芯片(3)，再經(jīng)DMD芯片(3)反射至投影鏡頭(4)出射形成投影，其特征在于: 所述DMD芯片(3)的每個像素(P)均由若干各自對應(yīng)一種基色光的子像素組成，每個所述子像素由可獨(dú)立驅(qū)動開關(guān)的微鏡片構(gòu)成；所述微鏡片處于打開狀態(tài)時(shí)，可選擇性的將所屬子像素對應(yīng)的基色光反射至投射鏡頭(4);所述驅(qū)動信號控制單元將投影畫面轉(zhuǎn)化為開關(guān)信號，分別控制各子像素內(nèi)微鏡片的開關(guān)動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的白光光源的單DMD投影裝置，其特征在于:所述微鏡片由微反射鏡(M)鉸接在硅基板(B)上構(gòu)成；所述微反射鏡(M)中部支撐部(Ml)，所述支撐部(Ml)頂部為選擇性反射膜(M2)，底部為連接硅基板(B)的鉸鏈(M3);微反射鏡(M)經(jīng)外部驅(qū)動信號控制，以鉸鏈(M3)為軸在兩個固定角度間旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)開關(guān)切換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光光源的單DMD投影裝置，其特征在于:所述基色光采用三色的紅光、綠光和藍(lán)光；所述子像素分為紅光子像素(PR)、綠光子像素(PG)和藍(lán)光子像素(PB)，對應(yīng)的選擇性反射膜(M2)分別為紅光反射膜、綠光反射膜和藍(lán)光反射膜。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的白光光源的單DMD投影裝置，其特征在于:所述選擇性反射膜(M2)采用真空蒸鍍或離子鍍方式鍍在所述支撐部(Ml)上。
【專利摘要】一種白光光源的單DMD投影裝置，包括白光光源、光束整形系統(tǒng)、一個DMD芯片、投影鏡頭和驅(qū)動信號控制單元，所述白光光源發(fā)出的白光經(jīng)光束整形系統(tǒng)入射至DMD芯片，再經(jīng)DMD芯片反射至投影鏡頭出射形成投影，DMD芯片的每個像素紅、綠、藍(lán)三色子像素組成，每個所述子像素包含微鏡片，由微反射鏡鉸接在硅基板上構(gòu)成，微反射鏡經(jīng)外部驅(qū)動信號控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)切換，當(dāng)處于打開狀態(tài)時(shí)，微反射鏡中的選擇性反射膜將相應(yīng)的色光反射至投影鏡頭出射。本發(fā)明技術(shù)方案由于未采用色輪，避免了彩虹效應(yīng)，同時(shí)由于采用了多子像素的設(shè)計(jì)，在不要求極高分辨率的場合下可以獲得較好的應(yīng)用。
【IPC分類】G03B21/00, G02B26/08, G03B21/20
【公開號】CN105182661
【申請?zhí)枴緾N201510531843
【發(fā)明人】王歡, 劉洪力, 李建春, 陳昱
【申請人】南京先進(jìn)激光技術(shù)研究院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月26日