CN1160221A - 分别供电的薄膜致动反射镜阵列 - Google Patents
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Abstract
一种M×N薄膜致动反射镜阵列，包括一有源矩阵，该有源矩阵包括一带有M×N对连接端阵列及M×N晶体管阵列的基底；及一M×N致动机构阵列，各致动机构有一致动及一反光部分，其中该致动部分还包括第一及第二部分。各致动机构具有第一薄膜电极、薄膜电致位移元件、第二薄膜电极、一弹性元件及第一和第二导管。由于第一部分中的第一薄膜电极各自地与偏置信号源电连接，且第二薄膜电极各自地与一晶体管电连接，各致动机构与阵列中同一行或列内的其它致动机构电断开，从而使偏置信号及电信号被各自地施加给各薄膜致动反射镜。
Description
本发明涉及一种光学投影系统；且更具体地，涉及一种用于该系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列。
在现有技术的各种视频显示系统中，已知一种光学投影系统能够提供大幅度的高质量显示。在这样一光学投影系统中，来自一灯的光线被均匀地照射在例如一M×N致动反射镜阵列上，其中各反射镜与各致动器相耦合。这些致动器呆由响应施加于其的电场而变形的电致位移材料制成，例如为压电材料或电致伸缩材料。
来自各反射镜的反射光束入射在例如一光学反射体的孔径上。通过对各致动器施加一电信号，各反射镜与入射光束的相对位置被改变，从而导致来自各反射镜的反射光束的光路发生偏差。当各反射光束的光路发生变化时，自各反射镜反射的通过该孔径的光量被改变，从而调制光束的强度。通过该孔径被调制的光束经一适当的光学装置，例如一投影透镜被传送到一投影屏幕上，从而在其上显示一图象。
在图1中，示有用于一光学投影系统中的一M×N的薄膜致动反射镜101的阵列100的截面视图，该阵列公开在题为：“薄膜致动反射镜阵列及其制造方法”，美国序列号为08/331,399的共有未决且同时申请的专利申请中，其包括有：一有源矩阵10、一M×N致动机构95的阵列90、一M×N支持元件22的阵列20及一M×N反射镜75的阵列70。
该有源矩阵10包括一基底12、一M×N晶体管阵列(未示出)及一M×N连接端14的阵列13。阵列100中的各致动机构95具有至少一由电致位移材料制成的薄膜层55，该电致位移材料可为例如锆钛酸铅(PZT)的压电材料或例如铅镁铌酸盐(PMN)的电致伸缩材料、第一薄膜电极65、第二薄膜电极45及一由陶瓷材料制成的弹性元件35，其中第一及第二薄膜电极65、45分别位于薄膜电致位移元件55的顶部及底部，且弹性元件35位于第二薄膜电极45的底上。第一薄膜电极65用作为该薄膜致动反射镜中的公共偏置电极，及第二薄膜电极45用作为各薄膜致动反射镜101中的信号电极。各支持元件22用于将各致动机构95固定就位，使各致动机构95伸出悬臂并通过提供一由例如钨(W)的金属制成的导管24使各致动机构95中的第二薄膜电极45与有源矩阵10中的各连接端14电连接。并且，由例如铝(Al)的反光材料制成的各反射镜75位于各致动机构95的顶上。
在薄膜致动反射镜101的阵列100中，在位于各致动机构95中的第一及第二薄膜电极65、45之间的薄膜电致位移元件55上施加一电信号，使其发生变形，进而使位于其顶上的反射镜75变形，从而改变了入射光束的光路。
上述薄膜致动反射镜111的阵列100也存在有缺陷，由于各致动机构95中的第一薄膜电极65与阵列100中同一行或列内其它的第一薄膜电极(未示出)相互连接，如果各致动机构95中的一个由于例如短路的某种原因而失效，则阵列100中同一行或列内的所有其它致动机构也将无法工作。
因此，本发明的主要目的是提供一种用于光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列，其中各一薄膜致动反射镜中的第一薄膜电极与该阵列的同一行或列中任何其它致动反射镜中的其它第一薄膜电极相分离，从而允许将一偏置信号各自地施加至各薄膜致动反射镜。
根据本发明的一个方面，提供有一种用于光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列，其中M及N为整数，各薄膜致动反射镜可使一入射光束的光路发生偏差，该阵列包括有：包括一带有M×N对连接端阵列及M×N晶体管阵列的基底的有源矩阵，其中各对中的一连接端各自地与一偏置信号源相连接，而各对中的另一连接端则与阵列中的一晶体管电连接，该晶体管用于提供一电信号给各薄膜致动反射镜；及一M×N致动机构阵列，各致动机构包括第一薄膜电极、一薄膜电致位移元件、第二薄膜电极、一弹性元件及第一和第二导管，该第一薄膜电极形成在薄膜电致位移元件的顶上，该薄膜电致位移元件形成于第二薄膜电极的顶上，该第二薄膜电极在弹性元件的顶上形成，各致动机构具有一致动及一反光部分，该致动部分还具有第一及第二部分，该第一及第二部分用作为分别接收一偏置信号及一电信号的路径，其中该第二薄膜电极有一条带，该条带使致动部分的第一部分中的第二薄膜电极的一部分与该电极的其它部分电绝缘，该致动部分的第一部分被成形以使第一部分中第二薄膜电极的电绝缘部分与第一薄膜电极相接，该电绝缘部分还通过第一导管与电连接至偏置信号源的连接端相电连接，从而使第一薄膜电极起到一反射镜及一偏置电极的作用用，而第二部分中的第二薄膜电极通过第二导管与电连接至晶体管的连接端相电连接，从而起到一信号电极的作用。
从下面结合附图给出的优选实施例的描述中，本发明的上述及其它目的与特征将变为一目了然。附图中：
图1为一先前公开的M×N薄膜致动反射镜的截面视图；
图2为一根据本发明的M×N薄膜致动反射镜的俯视图；
图3A及3B为图2中所示的M×N薄膜致动反射镜的截面视图。
图2、3A及3B分别示出了根据本发明的用于一光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜301的阵列300的俯视图及一对截面视图，其中M及N为整数。应该指出，图2及3A至3B中出现的相同部分用相同的参照数字表示。
图2中，示出了本发明的M×N薄膜致动反射镜301的阵列300的俯视图，该阵列300包括有一源矩阵210及一M×N致动机构200的阵列。
该有源矩阵210包括一由绝缘材料制成并具有一M×N对连接端214、215的阵列及一M×N晶体管阵列(未示出)的基底212，其中各对中的连接端214各自地与一偏置信号源(未示出)电连接，而各对中的另一连接端215与阵列中的一晶体管电连接，该晶体管用于提供一电信号给各致动机构200。
各致动机构200具有一致动及一反光部分400、401，其中致动部分400有第一及第二部分280、285，该第一及第二部分280、285用作为分别接收一偏置信号及电信号的通路。
图3A及3B中，分别示出了图2中所示的各薄膜致动反射镜301的第一及第二部分280、285的截面视图。
各致动机200包括由导电及反光材料制成的第一薄膜电极265，由压电或电致伸缩材料制成的薄膜电致位移元件255，由导电材料制成的第二薄膜电极245，由绝缘材料制成的弹性元件235及由金属制成的第一和第二导管226、227。在各致动机构200中，第一薄膜电极265形成在薄膜电致位移元件255的顶上，该薄膜电致位移元件255则形成于第二薄膜电极245的顶上，及该第二薄膜电极245在弹性元件235的顶上形成。以这样的方式在第二薄膜电极245上形成一条带247：该条带247使致动部分400的第一部分280中第二薄膜电极245的一部分与其的其它部分电绝缘。并且，各致动机构200被成形以使第一部分280中的第一薄膜电极265与致动部分400的第一部分280中第二薄膜电极245的电绝缘部分处于电连接，并通过第一导管226及该对中连接至偏置信号源的连接端214与该偏置信号源电连接。从而使第一薄膜电极265用作为一反射镜及一偏置电极。第二薄膜电极245的其它部分通过第二导管227与电连接至晶体管的连接端215电连接，从而使其起到一信号电极的作用。
在本发明的M×N薄膜致动反射镜301的阵列300中，由于第一薄膜电极265通过连接端214、致动部分400的第一部分280中的第一导管226及第二薄膜电极245的电绝缘部分，各自地与偏置信号源电连接，及第二薄膜电极245通过连接端215及致动部分400的第二部分285中的第二导管227，各自地与一晶体管电连接，各致动机构200与阵列300中同一行或列内的其它致动机构200是电断开的，从而使偏置信号及电信号被各自地施加给各薄膜致动反射镜301。在本发明的阵列300中，即使一致动机构200由于例如短路的某种原因而失效，阵列300中同一行或列内的所有其它致动机构200不受其影响。
虽然仅对于优选实施例描述了本发明，但熟悉本技术的人员可以作出各种改型与变化，而不脱离由所附权利要求书定义的本发明的范围。
Claims (6)
1、一种用于一光学投影系统中的M×N薄膜致动反射镜阵列，其中M及N为整数，各薄膜致动反射镜可使一入射光束的光路发生偏差，该阵列包括：
一有源矩阵，包括一带有M×N对连接端阵列及M×N晶体管阵列的基底，其中各对中的一连接端各自地与一偏置信号源相连，而各对中的另一连接端与阵列中的一晶体管电连接，该晶体管用于提供一电信号给各薄膜致动反射镜；及
一M×N致动机构阵列，各致动机构包括第一薄膜电极、一薄膜电致位移元件、第二薄膜电极、一弹性元件及第一和第二导管，第一薄膜电极形成在薄膜电致位移元件的顶上，薄膜电致位移元件形成在第二薄膜电极的顶上，第二薄膜电极形成在弹性元件的顶上，各致动机构具有一致动及一反光部分，该致动部分还具有第一及第二部分，该第一及第二部分被用作为分别接收一偏置信号及一电信号的路径，其中第二薄膜电极有一条带，该条带使该致动部分的第一部分中第二薄膜电极的一部分与其的其它部分电绝缘，该致动部分的第一部分被成形以使该第一部分中第二薄膜电极的电绝缘部分与第一薄膜电极相连接，该电绝缘部分还通过第一导管与电连接偏置信号源的连接端电连接，从而使第一薄膜电极起到一反射镜及一偏置电极的作用，且第二部分中的第二薄膜电极通过第二导管与电连接至晶体管的连接端电连接，从而起到一信号电极的作用。
2、根据权利要求1所述的阵列，其中第一薄膜电极由导电及反光材料制成。
3、根据权利要求1所述的阵列，其中第二薄膜电极由导电材料制成。
4、根据权利要求1所述的阵列，其中薄膜电致位移元件由压电或电致伸缩材料制成。
5、根据权利要求1所述的阵列，其中弹性元件由绝缘材料制成。
6、根据权利要求1所述的阵列，其中第一及第二导管由金属制成。
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