CN1148596C - 用于图像显示器的微型镜装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种图像显示器的微型镜装置，其中，可通过转动驱动一镜。本发明的微型镜装置包括一基底；一对凸出地形成在基底上表面上的第一柱，彼此之间以预定距离间隔开；形成在基底上的各电极；一由各第一柱支承的支承板，并以由第一柱支承的部位作为铰接点而设置成可转动的；一凸出地形成在支承板上的第二柱；以及由第二柱支承的镜，用于反射入射在其表面上的光，其中，镜的斜度可通过电极和镜之间的静电吸引进行控制。

Description

用于图像显示器的 微型镜装置

本发明涉及一种用于图像显示器的微型镜装置，借助于该装置可以改变入射光的传播路径，更为具体地说，涉及一种图像显示器的微型镜装置，借助于该装置可以通过转动一镜来改变入射光的传播路径。

通常，图像显示器的微型镜装置包括多个反射镜，安装成可由一静电力驱动并反射预定角度的入射光。微型镜装置应用于诸如投影电视的图像显示器、扫描仪、影印机以及传真机等光扫描装置。特别是，当微型镜装置用作图像显示器时，对应于像素数量的许多反射镜按两维布置，而光根据视频信号通过驱动相应于各像素的相应反射镜被反射，从而对亮度进行控制。

参见图1，传统的微型镜装置包括一基底8，借助于第一和第二柱3和7沿铅垂方向相对于基底1彼此分隔开的弹性板5和反射镜8，以及围绕反射镜8设置在弹性板5上的用于屏蔽入射光的传播的光屏蔽板6。

一电极2形成在基底1上。电极2借助于电极2和弹性板5之间的相互静电吸引而将反射镜8抬起。弹性板5由第一柱3支承并位于基底1上的一预定位置。弹性板5包括一水平单元5a，其直接接触第一柱3并保持水平状态，以及一弹性单元5b，用于支承第二柱7并根据电极2的接通和断开状态而借助于所述相互静电吸引沿铅垂方向被提起。反射镜8通过第二柱7设置在弹性单元5b上，并在弹性单元5b抬起时沿铅垂方向被抬起。光屏蔽板6安装在弹性板5的水平单元5a上，以便围绕反射镜8设置。

具有上述结构的传统微型镜装置按照图2和3中所示的原理改变入射光的传播路径。

图2示意地示出一微型镜装置，其中，在电极2和弹性板5之间具有电势差。如图2所示，由于弹性板5因静电吸引而朝向电极2弯曲，弹性板5的回复力变大。弹性单元5b下凹致回复力等于静电吸引的位置处。相应地，设置在弹性单元5b上的反射镜8朝向电极2下移。由于光屏蔽板6设置在水平单元5a上，其垂直高度得以保持。因此，光屏蔽板6凸出在反射镜周围，从而屏蔽入射在反射镜上的、将由反射镜8的反射面予以倾斜和反射的光L，并阻止光投射到置在反射路径上的投影透镜10上。

图3示意地示出电极2和弹性板5之间的静电吸引去除后的微型镜装置。如图3所示，弹性单元5b因回复力而与水平单元5a具有相同的高度。在此情况下，反射镜8被抬起而具有光屏蔽板6顶端的高度。因此，入射在反射镜8上的、将由其反射面倾斜和反射的光L在不受光屏蔽板6影响的情况下投射到设置在光路上的投影透镜10上。

微型镜装置按照参照图2和3所说明的方式操作。因此，朝向投影透镜的光的亮度相对于各个像素进行确定。由于亮度由具有上述结构的传统微型镜装置中的光屏蔽确定，入射光的角度应当约为80°或更大。因此诸如投影透镜等光学系统难以布置。同样，由于入射在光屏蔽板端部上的光被衍射，影屏对比度由于该光而劣化。当这样一种微型镜装置用于显示装置时，多个光屏蔽板难以等高度布置以对应于具有两维排列结构的所有像素。

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种微型镜装置，借助于它可以通过改进水平支承板的结构籍由各反射镜的转动改变入射光的传播路径。

因此，为实现上述目的，提供了一种用于图像显示器的微型镜装置，包括一基底；一对凸出地形成在基底上表面上的第一柱，彼此之间以预定距离间隔开；形成在基底上的各电极；一支承板，由各第一柱支承并以由所述第一柱支承的部位作为铰接点可转动地予以设置；一凸出地形成在支承板上的第二柱；以及由第二柱支承、用于反射入射在其表面上的光的反光镜，反射镜的斜度可借助于电极和反射镜之间的静电吸引予以控制。

通过参照附图详细描述其实施例，本发明的上述目的和优点将变得更加明显，其中

图1是用于传统的图像显示器的微型镜装置的透视示意图；

图2和图3说明传统图像显示器的微型镜装置的操作；

图4是本发明一实施例的图像显示器的微型镜装置的分解透视示意图；

图5是图4的平面示意图；以及

图6和7是剖视示意图，说明本发明实施例的图像显示器的微型镜装置的操作。

图4是本发明一实施例的微型镜装置的分解透视示意图。图5是一平面图，表示各镜从图4拆除的状态。

如图4和5所示，微型镜装置包括一基底10、一对在基底10上形成的第一柱20、在基底10上形成的电极15、一支承板30、一凸出地形成在支承板30上的第二柱40以及由第二柱40支承的镜50。

以预定距离彼此分隔开的所述对第一柱20凸出地形成以相对于基底10在铅垂方向上具有一预定高度并支承支承板30。

电极15包括一对布置在基底10上的基极11，彼此之间以预定距离分隔开；以及一形成在基底10上的连接电极13，以便接触第一柱20的一端用以向镜50供以电压。因此，根据电极15的接通和断开状态，在基极11和镜50之间产生静电相互吸引，从而转动镜50。

支承板30由所述对第一柱20支承并以由第一柱20支承的部分为铰接点转动。支承板30由用以支承第二柱40的水平支承板31和一对弹簧33组成，所述对弹簧用于分别将所述对第一支柱20连接于水平支承板31的两端。这里，水平支承板31形成得具有预定的宽度和预定的厚度，且几乎不产生弹性变形。所述对弹簧33因镜50和基极11之间的相互静电吸引而产生弹性变形。因此，当产生静电吸引时，具有相反方向的转矩作用在相应对弹簧33上。相应地，水平支承板31转动，而镜50上下倾斜。

第二柱40凸出地形成以在水平支承板31的中部具有一预定高度并支承镜50的中心。镜50的倾角由静电吸引所决定。相应地，镜50上表面上的入射光的反射角度得以改变。

微型镜配置的一实例将参照图5予以说明。镜50的平面是方形的。在镜50于穿过镜50中的x和y两个正交轴的座标系中划分为四个区域的状态下，第一支柱20、电极15以及支承板30的配置情况如下。

所述对第一柱20分别位于第一象限I和第三象限III，以便相对于第二柱40的中心呈点对称并靠近y轴。所述对连接电极13设置在基底10上，以便以第二柱40的中心为基准接触各第一柱20的一端。

各基极11的大部分位于第二象限II和第四象限IV。这里，所述对基极可设置成相对于第二柱40呈点对称或者相对于第二柱40不对称。特别是，当基极11相对于第二柱非对称布置时，可以改善转动路径的平直度。

水平支承板31设置成其宽度的中心位于x轴上。第二柱40位于x轴与y轴相交的位置处。分别位于第一象限I和第三象限III的各弹簧33将水平支承板31两端的侧面连接于各第一柱20的上端。

这里，第一柱20成形得相对低于第二柱40，从而镜50不接触基底10和支承板30。因此，在镜50接触基底10和支承板30之前，支承板30的最大位移部位接触基底10。因此，可以防止镜50因接触而损坏或误操作。

在微型镜装置中，多个第一柱20、电极15、支承柱30、第二柱40以及镜50以两维排列结构设置在基底10上。

下面参见图6和7说明本发明实施例的微型镜装置的操作。

如图6和7所示，镜50由于基极11和镜30之间的电势差而产生的静电吸引而倾斜。即，一转矩向下施加在一个弹簧上，一转矩向上施加在另一弹簧上。因此，各弹簧33产生弹性变形，而镜50倾斜至弹簧33的回复力与静电吸引相平衡的位置处。镜50的倾斜角度和方向根据电压是否施加于基极15而得以确定。

因此，如图6所示，当镜50倾斜设置时，入射光投射到投影透镜60上。当镜50按图7所示设置时，入射光没有投射到投影透镜60上。

根据具有上述结构的本发明，由于光的传统路径通过利用微型镜装置中的支承板的转矩使镜转动来确定，因此易于布置诸如投影透镜等光学系统，且几乎不发生衍射。因此提高了影屏对比度和光利用效率。

Claims (3)

1.一种用于图像显示器微型镜装置，包括：

一基底；

一对第一柱，凸出地形成在所述基底的上表面上，彼此之间以预定距离间隔开；

形成在所述基底上的各电极；

一支承板，由所述各第一柱支承并以由所述各第一柱支承的部位为铰接点以可转动方式予以设置；

一第二柱，凸出地形成在所述支承板上；以及

一镜，由所述第二柱支承用以反射入射在其表面上的光；

其中，所述镜的斜度可通过所述电极和所述镜之间的静电吸引进行控制；

所述各第一柱成形得相对地低于所述第二柱，使得在所述镜的各边沿接触所述基底或支承板之前所述支承板的最大移动部位接触所述基底，从而防止所述镜接触基底或支承板，所述一对第一柱相对于所述第二柱的中心呈点对称；

其中，所述电极包括：

一对设置在所述基底上的基极，彼此之间以预定距离间隔开；以及

一形成在所述基底上的连接电极，用以接触所述第一柱的一端以向所述镜供以电压。

2.如权利要求1所述的微型镜装置，其中，所述电极包括：

一对设置在所述基底上的基极，彼此之间以预定距离间隔开；以及

形成在所述基底上的连接电极，用以接触所述第一柱的一端以向所述镜供以电压。

3.如权利要求1所述的微型镜装置，其中，所述支承板包括：

一用于支承所述第二柱的水平支承板；以及

一对在所述镜和所述电极之间的相互静电吸引作用下而产生弹性变形的弹簧，用于将所述对第一柱连接于所述水平支承板的两端，

其中，在所述镜由于所述静电吸引而向上和向下倾斜时，沿相反方向的转矩作用在所述对弹簧上。

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