CN101738723A - 数字显示装置 - Google Patents

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张仁淙
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Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd
Hon Hai Precision Industry Co Ltd
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    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
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    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • G—PHYSICS
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Abstract

本发明提供一种数字显示装置，其包括一光源、一将光源发出的光线会聚的会聚组件、一对从会聚组件投射的光线是否进入显示光路进行控制，从而产生数字显示图像的微镜装置；及一接收该数字图像并将该数字图像进行投影显示的投影组件。该数字显示装置中的微镜装置通过微机电工艺和CMOS工艺制成，具有体积小、重量轻、成本低等优点，较适用于小型化的手持式行动通讯装置内，用于日期或时间显示。

Description

数字显示装置
技术领域
本发明涉及一种数字显示装置，尤其涉及一种微机电(MEMS)数字显示装置。
背景技术
目前，数字显示装置普遍采用7段LED数码管显示，它由7个发光二极管排列成一“日”字的形状，当某个二极管导通时，对应的字段就发光，对相应的二极管进行控制使某些二极管导通，导通的二极管发光后就构成一个数字。但此种结构设计体积较大，不适于放置在小型化的手持式行动通讯装置内。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种较小体积的数字显示装置。
一种数字显示装置，其包括一光源、一会聚该光源发出的光线的会聚组件、一对穿透该会聚组件的光线是否进入显示光路进行控制，从而产生数字图像的微镜装置；及一接收该数字图像并将该数字图像进行投影显示的投影组件，该微镜装置进一步包括：一基底；一形成于该基底上的吸光层；悬浮于该吸光层上的多个微镜片，该多个微镜片排列成若干个“日”字的形状；多个固定单元，用于将多个微镜片连接于该基底；多个第一电极和多个第二电极，其中一个第一电极和一个第二电极分别设置于每个微镜片的相对两侧的下方；一控制器，用于控制每个微镜片下方的第一电极或第二电极的电势，使第一电极或第二电极通过静电力吸引该微镜片朝向该第一电极或第二电极的方向偏转。
相较于现有技术，该数字显示装置中的微镜装置通过微机电工艺和互补金属氧化物半导体工艺制成，具有体积小、重量轻、成本低等优点，较适用于小型化的手持式行动通讯装置内，用于日期或时间显示。
附图说明
图1是本发明实施例提供的数字显示装置的立体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的七个微镜片排列成一“日”字的形状的俯视示意图。
图3是本发明实施例提供的微镜片的立体结构示意图。
图4是图3中的微镜片偏转后的立体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例作进一步的详细说明。
请一并参阅图1至图3，本发明实施例提供了一种数字显示装置100。该数字显示装置100包括一光源20、一会聚组件40、一微镜装置60及一投影组件80。
该光源20为激光光源或LED光源。
该会聚组件40包括两个会聚透镜401和402，用于会聚从光源20发出的光线。
该微镜装置60用于对从会聚组件40投射的光线是否进入显示光路进行控制，从而产生数字显示图像。
该投影组件80包括两个投影透镜801和802，用于接收数字图像并将该数字图像在一投影屏幕90上进行投影显示。
该微镜装置60通过微机电(Micro Flectro Mechanical，MEMS)工艺及互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺制成，其包括一硅基底601、一形成于该硅基底601上的吸光层607、多个悬浮于该吸光层607上的微镜片603、多个固定单元604、设置在硅基底601上的多个第一电极6062和多个第二电极6064、及一个控制器608。
该多个微镜片603排列成若干个“日”字的形状。在本实施例中，以每七个微镜片603按一“日”字形排列形成一个微镜片组合605，每个微镜片组合605代表一个数字，可根据显示数字的多少来设置多个微镜片组合605。在本实施例中，使用4个微镜片组合605来显示时间。在本实施例中，该微镜片603的材料为多晶硅，当然，也不局限于此种材料，铝合金也可以。该微镜片603为一长条结构，为了增强该微镜片603的反射效果，可在微镜片603表面镀上金或铜等金属。
每个微镜片603是通过该固定单元604与该硅基底601连接。每个固定单元604包括两个分别连接于该微镜片603两端的扭臂6042及两个将该扭臂6042固定于硅基底601的支撑件6044。该每个支撑件6044与该吸光层607之间设有绝缘层602，该绝缘层602的材料为氮化硅或氧化硅。其中，该扭臂6042由多晶硅材料制成，具有弹性，扭动时能发生形变。该扭臂6042与该微镜片603经点焊或胶粘固接在一起，也可以与微镜片603一体成型。
每个微镜片603的相对两侧的下方分别设置一个第一电极6062和一个第二电极6064。该控制器608为一脉宽调制控制器(Pulse-Width Modulation，PWM)，是通过半导体制造工艺，即CMOS工艺形成在硅基底601上。该控制器608可分别控制该第一电极6062和第二电极6064的电势，通过静电吸引来决定微镜片603偏转的方向，达到控制反射光线的目的。
请参阅图4，在第一电极6062上施加电压后，该微镜片603朝向第一电极6062的方向偏转。同理，在第二电极6064上施加电压后，该微镜片603朝向第二电极6064的方向偏转。在本实施例中，当微镜片603朝向第一电极6062的方向偏转时，其可将光线反射至投影透镜802中，当微镜片603朝向第二电极6064的方向偏转时，其反射光线会偏离投影透镜802，不能进入显示光路，从而不能在投影屏幕90显示影像。
该数字显示装置100的工作原理为：当光源20发出的光经过两个会聚透镜402后投射到该微镜装置60上，由于微镜装置60上的吸光层607会吸收微镜片603覆盖区域外的所有光线，使得投射到此区域的光线不能被反射至投影透镜802，从而在投影屏幕90上形成暗区区域，而多个微镜片603可调整偏转方向，对从会聚透镜402投射的光线是否进入显示光路，即是否进入投影透镜802进行控制，从而产生数字显示图像，然后该投影透镜802接收该数字图像并将该数字图像投影显示在投影屏幕90上。
相较于现有技术，该数字显示装置100中的微镜装置60通过微机电工艺和CMOS工艺制成，具有体积小、重量轻、成本低等优点，较适用于小型化的手持式行动通讯装置内，用于日期或时间显示。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，可以理解的是，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种数字显示装置，其包括一光源、一会聚该光源发出的光线的会聚组件、一对穿透该会聚组件的光线是否进入显示光路进行控制，从而产生数字图像的微镜装置；及一接收该数字图像并将该数字图像进行投影显示的投影组件，其特征在于，该微镜装置包括：
一基底；
一形成于该基底上的吸光层；
悬浮于该吸光层上的多个微镜片，该多个微镜片排列成若干个“日”字的形状；
多个固定单元，用于将多个微镜片连接于该基底；
多个第一电极和多个第二电极，其中一个第一电极和一个第二电极分别设置于每个微镜片的相对两侧的下方；
一控制器，用于控制每个微镜片下方的第一电极或第二电极的电势，使第一电极或第二电极通过静电力吸引该微镜片朝向该第一电极或第二电极的方向偏转。
2.如权利要求1所述的数字显示装置，其特征在于，每个微镜片为一长条结构。
3.如权利要求1所述的数字显示装置，其特征在于，每个固定单元进一步包括两个分别连接于该微镜片两端的扭臂及两个将该扭臂固定于基底的支撑件。
4.如权利要求3所述的数字显示装置，其特征在于，该每个支撑件与该吸光层之间设有绝缘层。
5.如权利要求3所述的数字显示装置，其特征在于，该扭臂与该微镜片经点焊或胶粘固接在一起。
6.如权利要求3所述的数字显示装置，其特征在于，该扭臂与该微镜片一体成型。
7.如权利要求3所述的数字显示装置，其特征在于，该扭臂的材料为多晶硅。
8.如权利要求1所述的数字显示装置，其特征在于，该微镜装置由微机电工艺和互补金属氧化物半导体工艺制成。
9.如权利要求1所述的数字显示装置，其特征在于，该微镜片的材料为多晶硅。
10.如权利要求1所述的数字显示装置，其特征在于，该微镜片的表面进一步包括一金或铜的金属层。
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