一種白光光源的單dmd投影裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及投影顯示技術領域，特別是一種使用單一白光光源的單DMD投影
目.ο
【背景技術】
[0002]數字光處理(DLP，Digital Light Process1n)投影技術是目前市場上主流的投影技術之一，它將影像信號先經過數字處理再出射投影。DLP投影技術應用數字微鏡元件(DMD，Digital Micromirror Device)來作為主要關鍵處理元件以實現數字光學處理過程。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行分光，色輪由紅、綠、藍濾波系統組成并以固定頻率旋轉，旋轉過程中透過色輪的紅、綠、藍光順序地射在DMD上，形成投影彩色圖像的三色光源。
[0003]采用色輪的DLP投影存在容易產生“彩虹效應”的問題，具體表現為投影圖像的色彩呈現為分離明顯的紅、綠和藍三種單色，嚴重影響畫面觀看，甚至有些觀看者可能因為色彩的迅速變化，而產生眼睛脹痛和頭痛的情況。彩虹效應之所以產生，是因為來自色輪的連續的色彩更替。當色輪旋轉時，屏幕上的圖像在任何給定的瞬間，色彩為紅、綠、藍中的一種，依賴于人眼的視覺暫留現象，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，視覺系統特別靈敏的人仍可察覺顏色變換產生彩虹；同時，當視線為了追蹤畫面中的移動而快速運動時，也會在視網膜上的三個不同的點得到紅色、綠色和藍色的三個圖像，從而產生了彩虹的視覺印象。因此，消除白光光源單芯片DLP投影的彩虹效應成為一個亟待解決的技術難題。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服上述DLP投影的彩虹效應，提供一種不使用色輪的新型白光光源的單DMD投影裝置。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:
[0006]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、一個DMD芯片、投影鏡頭和驅動信號控制單元，所述白光光源發出的白光經光束整形系統入射至DMD芯片，再經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一種基色光的子像素組成，每個所述子像素由可獨立驅動開關的微鏡片構成；所述微鏡片處于打開狀態時，可選擇性的將所屬子像素對應的基色光反射至投射鏡頭；所述驅動信號控制單元將投影畫面轉化為開關信號，分別控制各子像素內微鏡片的開關動作。
[0007]優選的，所述微鏡片由微反射鏡鉸接在硅基板上構成；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；微反射鏡經外部驅動信號控制，以鉸鏈為軸在開關兩個固定角度間旋轉切換。當微反射鏡處于開的角度時，可將對應該微反射鏡選擇性反射膜的色光反射至投射鏡頭；當反射鏡處于“關”的角度時，其反射光射至其它方向，在裝置內部被吸收。
[0008]進一步優選的，所述基色光采用RGB模式，即三色的紅光、綠光和藍光；所述子像素分為紅光子像素、綠光子像素和藍光子像素，對應的選擇性反射膜分別為紅光反射膜、綠光反射膜和藍光反射膜。
[0009]作為前述選擇性反射膜相關技術方案的優選，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。
[0010]本實用新型技術方案由于未采用色輪，每幅顯示畫面中各基色光同時顯示，所以避免了彩虹效應，同時由于采用了多子像素的設計，在像素單元數量一定的前提下，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用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型單DMD投影裝置結構示意圖；
[0012]圖2為DMD芯片結構示意圖；
[0013]圖3為DMD芯片微反射鏡結構示意圖；
[0014]圖4為DMD芯片子像素工作原理示意圖。
[0015]其中:
[0016]1:白光光源；2:光束整形系統；3:DMD芯片；P:像素；PR:紅光子像素；PG:綠光子像素；PB:藍光子像素；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；
[0017]L1:光源光；L2:調制反射光；LR:反射紅光；LG:反射綠光；LB:反射藍光；L3:投影光。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖通過實施例對本實用新型做進一步說明，以便更好地理解本實用新型。
[0019]如圖1是本實用新型DMD投影裝置整體結構示意圖，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1發出的光源光L1經光束整形系統2入射至DMD芯片3，再經DMD芯片3反射形成調制反射光L2，調制反射光L2經投影鏡頭4出射為投影光L3。
[0020]本實用新型DMD芯片3每一個像素由三個子像素構成，如圖2所示，分別為紅光子像素PR、綠光子像素PG和藍光子像素PB。每個子像素由微鏡片構成，微鏡片包括微反射鏡M，如圖3所示為微反射鏡Μ的結構。微反射鏡Μ的底部是一個鉸鏈M3，用于微反射鏡Μ的旋轉，連接鉸鏈的是Τ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、綠光反射膜和藍光反射膜，分別屬于紅光子像素PR、綠光子像素PG和藍光子像素PBo
[0021]本實用新型投機裝置的工作原理如圖4所示，每個像素的三個微反射鏡Μ都使用各自鉸鏈M3鉸接在硅基板Β上，微反射鏡Μ的旋轉角度不同決定了所對應的子像素是開還是關的狀態。例如圖4中的紅光子像素PR和藍光子像素ΡΒ所對應的微反射鏡處于開的狀態，其反射紅光LR和反射藍光LB出射至投影鏡頭4的方向；同時綠光子像素PG的微反射鏡角度處于關的狀態時，其反射光為反射綠光LG射向其它方向，在投影裝置內部被吸收此時像素處于關的狀態；此時該像素輸出紅光和藍光，而綠光沒有輸出。
[0022]本實用新型技術方案未采用色輪，每幅顯示畫面各像素中紅綠藍三基色光同時顯示輸出，避免了彩虹效應。
[0023]應理解，上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于供本領域技術人員了解本實用新型的內容并據以實施，并非【具體實施方式】的窮舉，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的宗旨和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種白光光源的單DMD投影裝置，包括白光光源(1)、光束整形系統(2)、一個DMD芯片(3)、投影鏡頭(4)和驅動信號控制單元，所述光束整形系統(1)發出的白光經光束整形系統(2)入射至DMD芯片(3)，再經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)均由若干各自對應一種基色光的子像素組成，每個所述子像素由可獨立驅動開關的微鏡片構成；所述微鏡片處于打開狀態時，可選擇性的將所屬子像素對應的基色光反射至投射鏡頭(4);所述驅動信號控制單元將投影畫面轉化為開關信號，分別控制各子像素內微鏡片的開關動作。2.根據權利要求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)經外部驅動信號控制，以鉸鏈(M3)為軸在兩個固定角度間旋轉實現開關切換。3.根據權利要求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、綠光和藍光；所述子像素分為紅光子像素(PR)、綠光子像素(PG)和藍光子像素(PB)，對應的選擇性反射膜(M2)分別為紅光反射膜、綠光反射膜和藍光反射膜。4.根據權利要求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、一個DMD芯片、投影鏡頭和驅動信號控制單元，所述白光光源發出的白光經光束整形系統入射至DMD芯片，再經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成，微反射鏡經外部驅動信號控制實現開關切換，當處于打開狀態時，微反射鏡中的選擇性反射膜將相應的色光反射至投影鏡頭出射。本實用新型技術方案由于未采用色輪，避免了彩虹效應，同時由于采用了多子像素的設計，在不要求極高分辨率的場合下可以獲得較好的應用。
【IPC分類】G02B26/08, G03B21/20, G03B21/00
【公開號】CN204989731
【申請號】CN201520652561
【發明人】王歡, 劉洪力, 李建春, 陳昱
【申請人】南京先進激光技術研究院
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年8月26日