微鏡結構以及投影裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微鏡結構以及使用其的投影裝置。微鏡結構適用于一數(shù)字微鏡裝置，其包括微鏡片、一對主支柱以及一對接觸柱。微鏡片適于沿擺蕩樞軸擺蕩。擺蕩樞軸沿第一軸線延伸并且與微鏡片的第一側平行。擺蕩樞軸的長度大于微鏡片的第一側的長度。一對主支柱分別設置于擺蕩樞軸的相對兩端，以支撐擺蕩樞軸及微鏡片。一對接觸柱沿第二軸線分別設置于擺蕩樞軸的相對兩側，其中第二軸線垂直于第一軸線。
【專利說明】微鏡結構以及投影裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微鏡結構以及投影裝置，且特別是涉及一種微鏡結構以及使用其的投影裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，各式各樣的投影裝置廣泛的被應用于各種場合。投影裝置為一種用以產(chǎn)生大尺寸影像的顯示裝置。投影裝置的影像產(chǎn)生是利用光閥將光源模塊所產(chǎn)生的照明光束轉換為影像光束，再利用鏡頭模塊來投影此影像光束至熒幕或墻上。由于投影技術的進步以及生產(chǎn)成本的降低，數(shù)字光學處理投影機(digital light processingprojector, DLP projector)已被廣為應用。
[0003]數(shù)字光學處理投影機的關鍵性元件是一種半導體基準元件，一般稱之為數(shù)字微鏡裝置(Digital mirror Device, DMD)0數(shù)字微鏡裝置的芯片能快速且準確地反射光源，以控制數(shù)字光學開關。數(shù)字光學處理投影機不同于過去液晶投影裝置將光線穿透液晶面板成像的方式，而是使光線改經(jīng)由數(shù)字微鏡裝置上的微鏡片反射產(chǎn)生影像。因此，數(shù)字光學處理投影機的重量可降到2.5公斤以下(傳統(tǒng)投影裝置的重量經(jīng)常重達8-15公斤)。此外，數(shù)字光學處理投影機的體積也大幅縮小。一般來說，由于數(shù)字光學處理投影機是使用非偏極化光且是利用微鏡片來開啟數(shù)字光學開關，因而相較于傳統(tǒng)的投影裝置能提供較好的光學效率及更高的分辨率。因此，數(shù)字光學處理投影機非常適用于需要高亮度及高分辨率的用途。并且，由數(shù)字光學處理投影機所產(chǎn)生的再生影像也較正確及穩(wěn)定。
[0004]然而，隨著對顯示品質以及影像放大倍率的要求日益增加，投影裝置的光學引擎的尺寸也因而增加。基此，投影裝置的尺寸也隨之增加，此與數(shù)字光學處理裝置的重量輕且體積小的目的相違背。因此，如何研發(fā)出更輕巧又能維持其顯示品質的光學引擎，確為當前業(yè)界的一個重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種微鏡結構，其尺寸較小且使用其之投影裝置具有較高的分辨率。
[0006]本發(fā)明再一目的在于提供一種投影裝置，其分辨率較高且其微鏡結構的尺寸較小。
[0007]為達上述目的，本發(fā)明的一種微鏡結構適用于數(shù)字微鏡裝置，其包括微鏡片、一對主支柱以及一對接觸柱。微鏡片適于沿擺蕩樞軸擺蕩。擺蕩樞軸沿第一軸線延伸并且與微鏡片的第一側平行。擺蕩樞軸的長度大于微鏡片的第一側的長度。一對主支柱分別設置于擺蕩樞軸的相對兩端，以支撐擺蕩樞軸及微鏡片。一對接觸柱沿第二軸線分別設置于擺蕩樞軸的相對兩側，其中第二軸線垂直于第一軸線。
[0008]本發(fā)明的一種投影裝置，其包括光源模塊、數(shù)字微鏡裝置以及投影鏡頭。光源模塊用以提供照明光束。數(shù)字微鏡裝置設置于照明光束的傳送路徑上，以反射照明光束而形成影像光束。數(shù)字微鏡裝置包括多個微鏡結構，呈三角形陣列排列。各微鏡結構包括微鏡片、一對主支柱以及一對接觸柱。微鏡片適于沿擺蕩樞軸擺蕩。擺蕩樞軸沿第一軸線延伸并且與微鏡片的第一側平行。擺蕩樞軸的長度大于微鏡片的第一側的長度，其中三角形陣列的第i行中的各微鏡結構的擺蕩樞軸的一端位于三角形陣列的第i+Ι行中對應的微鏡結構的第一側的下方。一對主支柱分別設置于擺蕩樞軸的相對兩端，以支撐擺蕩樞軸以及微鏡片。一對接觸柱沿第二軸線分別設置于擺蕩樞軸的相對兩側。第二軸線垂直于第一軸線。投影鏡頭設置于影像光束的傳送路徑上。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的微鏡結構更包括至少一第一電極以及至少一第二電極，其中第一電極以及第二電極沿第二軸線分別設置于擺蕩樞軸的相對兩側。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的微鏡片的各側的長度實質上為6.5微米。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述的微鏡片的各側的長度小于7.5微米。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的擺蕩樞軸的長度實質上為12.5微米。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述的微鏡片包括接觸端，位于微鏡片的底面。當微鏡片沿著擺蕩樞軸擺蕩且往對應的接觸柱傾倒時，接觸端接觸對應的接觸柱的頂部。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，上述的各接觸端的材料包括鋁(Al)或氮化鋁鈦(AlTiN)。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述的三角形陣列的第i行以及第i+Ι行為交錯排列。
[0016]基于上述，本發(fā)明的數(shù)字微鏡裝置的微鏡結構是沿三角形陣列排列，且擺蕩樞軸沿軸線延伸且平行于微鏡結構的第一側。并且，擺蕩樞軸的長度大于微鏡結構的第一側的長度。如此配置，第i行的各微鏡結構的擺蕩樞軸的一端可隱藏于第i+Ι行中對應的微鏡結構的第一側的下方。微鏡結構的尺寸因而可有效縮減。因此，由于投影裝置具有體積較小的微鏡結構，其體積也可減小，且其分辨率可有效增加。
[0017]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附附圖作詳細說明如下。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種投影裝置的示意圖；
[0019]圖2是圖1的投影裝置的一數(shù)字微鏡裝置的示意圖；
[0020]圖3是圖2的數(shù)字微鏡裝置的一微鏡結構的示意圖；
[0021]圖4是圖3的微鏡結構沿A-A’線的剖面示意圖；
[0022]圖5是圖4的微鏡片的分解示意圖。
[0023]符號說明
[0024]10:投影裝置
[0025]100:光源模塊
[0026]102:照明光束
[0027]104:影像光束
[0028]200:數(shù)字微鏡裝置
[0029]210,210^2101+1:微鏡結構
[0030]212:微鏡片[0031]212a:擺蕩樞軸
[0032]212b:第一側
[0033]212c:底面
[0034]212d:接觸端
[0035]214:主支柱
[0036]216,216a,216b:接觸柱
[0037]218:第一電極
[0038]219:第二電極
[0039]218a、218b、219a、219b:電極
[0040]220:主動面
[0041]230:擺蕩樞軸的一端
[0042]300:投影鏡頭
[0043]Al:第一軸線
[0044]A2:第二軸線
[0045]L1:擺蕩樞軸長度
[0046]L2:第一側長度
【具體實施方式】
[0047]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種投影裝置的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，投影裝置10包括一光源模塊100、一數(shù)字微鏡裝置200以及一投影鏡頭300。光源模塊100用以提供一照明光束102 (圖1僅繪示照明光束102的一主光束)。數(shù)字微鏡裝置200設置于照明光束102的一傳送路徑上，以反射照明光束來形成一影像光束104。數(shù)字微鏡裝置200包括多個微鏡結構210以及一主動面220。微鏡結構210設置于主動面220上。投影鏡頭300設置于影像光束104的一傳送路徑上，以投射影像光束104至一熒幕(未繪示)上，因而形成影像于熒幕上。在本實施例中，投影裝置10例如為數(shù)字光學處理投影機(digitallight processing projector, DLP projector),其利用微鏡結構210的反射來調整光線以形成影像。
[0048]圖2是圖1的投影裝置的一數(shù)字微鏡裝置的示意圖。請參照圖2，數(shù)字微鏡裝置200包括多個呈三角形(delta)陣列排列的微鏡結構210。在本實施例中，三角形陣列的排列方式代表其第i行的微鏡結構以及第i+Ι行的微鏡結構并非為齊平排列而是呈交錯排列。更具體來說，如圖2的微鏡結構210i及210i+1所示，在第i行中的各微鏡結構210i的設置位置比在第i+Ι行中對應的微鏡結構210i+1高(或低)約半個微鏡結構210的距離。微鏡片212適于沿一擺蕩樞軸212a擺蕩。擺蕩樞軸212a具有相對兩端，且在第i行的各微鏡結構210i的擺蕩樞軸212a的相對兩端230的其中的一端(繪示為右端)位于第i+Ι行中對應的各微鏡結構210i+1的第一側212b下方。在此，i為一正整數(shù)。
[0049]圖3是圖2的數(shù)字微鏡裝置的一微鏡結構的示意圖。圖4是圖3的微鏡結構沿A-A’線的剖面示意圖。請同時參照圖3及圖4，在本實施例中，各微鏡結構210包括一微鏡片212、一對主支柱214以及一對接觸柱216。微鏡片212是用以沿一擺蕩樞軸212a擺蕩。擺蕩樞軸212a沿一第一軸線Al延伸并平行于微鏡片212的第一側212b。如圖3所示，擺蕩樞軸212a的長度LI大于微鏡片212的第一側212b的長度L2。在本實施例中，微鏡片212的各側的長度(例如第一側212b的長度L2)小于7.5微米(μ m)。具體而言，微鏡片212的各側的長度約為6.5微米，且擺蕩樞軸212a的長度LI約為12.5微米。主支柱214分別設置于擺蕩樞軸212a的相對兩端230，以支撐擺蕩樞軸212a以及微鏡片212。接觸柱216則沿垂直于第一軸線Al的第二軸線A2分別設置于擺蕩樞軸212a的相對兩側。
[0050]在本實施例中，微鏡結構210更包括至少一第一電極218以及至少一第二電極219。如圖4所示，在本實施例中，第一電極218包括電極218a及218b。第二電極219包括電極219a及219b。微鏡片212會因一特定電壓而偏斜。若微鏡片212與第一電極218間的電壓差大于微鏡片212與第二電極219間的電壓差,則微鏡片212沿第一軸線Al旋轉，而與第一電極218所在的那一側的接觸柱216a接觸。當然，若微鏡片212與第二電極219間的電壓差大于微鏡片212與第一電極218間的電壓差,微鏡片212也可旋轉而與第二電極219所在的那一側的接觸柱216b接觸。
[0051]圖5是圖4的微鏡片的分解示意圖。請同時參照圖4及圖5，在本實施例中，各微鏡片212包括接觸端212d，其位于微鏡片212的底面212c。當微鏡片212沿著擺蕩樞軸212a擺蕩且往對應的接觸柱216傾斜時，接觸端212d接觸對應的接觸柱216的頂部。在本實施例中，各接觸端212d的材料包括鋁(Al)、氮化鋁鈦(AlTiN)或其任意的組合。相較于現(xiàn)有的接觸端的材料為非晶娃(amorphous silicon, a_Si),接觸端212d的材料為招(Al)或氮化鋁鈦(AlTiN)可較為穩(wěn)定且不易隨時間而變粘稠，進而導致接觸端與接觸柱粘著，使微鏡片無法擺蕩。
[0052]綜上所述，本發(fā)明的數(shù)字微鏡裝置的微鏡結構是沿三角形陣列排列，且擺蕩樞軸沿一軸線延伸且平行于微鏡結構的第一側。并且，擺蕩樞軸的長度大于微鏡結構的第一側的長度。如此配置，第i行的各微鏡結構的擺蕩樞軸的一端可隱藏于第i+Ι行中對應的微鏡結構的第一側的下方。微鏡結構的尺寸因而可有效縮減。因此，由于投影裝置具有體積較小的微鏡結構，其體積可隨之減小，且其分辨率也可增加。
[0053]雖然已結合以上實施例公開了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術領域】中熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作些許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍應以附上的權利要求所界定的為準。
【權利要求】
1.一種微鏡結構，適用于數(shù)字微鏡裝置，其特征在于包括: 微鏡片，適于沿擺蕩樞軸擺蕩，其中該擺蕩樞軸沿第一軸線延伸并且與該微鏡片的第一側平行，該擺蕩樞軸的長度大于該微鏡片的該第一側的長度； 一對主支柱，分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩端，以支撐該擺蕩樞軸以及該微鏡片；以及 一對接觸柱，沿第二軸線分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩側，該第二軸線垂直于該第一軸線。
2.如權利要求1所述的微鏡結構，還包括至少一第一電極以及至少一第二電極，其中該第一電極以及該第二電極沿該第二軸線分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩側。
3.如權利要求1所述的微鏡結構，其中該微鏡片的各側的長度實質上為6.5微米。
4.如權利要求1所述的微鏡結構，其中該微鏡片的各側的長度小于7.5微米。
5.如權利要求1所述的微鏡結構，其中該擺蕩樞軸的長度實質上為12.5微米。
6.如權利要求1所述的微鏡結構，其中該微鏡片包括接觸端，位于該微鏡片的底面，當該微鏡片沿著該擺蕩樞軸擺蕩且往對應的接觸柱傾斜時，該接觸端接觸對應的接觸柱的頂部。
7.如權利要求6所述的微鏡結構，其中各該接觸端的材料包括鋁或氮化鋁鈦。
8.一種投影裝置，其特征在于包括: 光源模塊，用以提供照明光束； 數(shù)字微鏡裝置，設置于該照明光束的傳送路徑上，以反射該照明光束而形成影像光束，該數(shù)字微鏡裝置包括多個微鏡結構，呈三角形陣列排列，各該微鏡結構包括: 微鏡片，適于沿擺蕩樞軸擺蕩，該擺蕩樞軸沿第一軸線延伸并且與該微鏡片的第一側平行，該擺蕩樞軸的長度大于該微鏡片的該第一側的長度，其中該三角形陣列的第i行中的各微鏡結構的擺蕩樞軸的一端位于該三角形陣列的第i+Ι行中對應的微鏡結構的第一側的下方； 一對主支柱，分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩端，以支撐該擺蕩樞軸以及該微鏡片；以及 一對接觸柱，沿第二軸線分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩側，該第二軸線垂直于該第一軸線；以及 投影鏡頭，設置于該影像光束的傳送路徑。
9.如權利要求8所述的投影裝置，其中該三角形陣列的第i行的微鏡結構與第i+Ι行的微鏡結構交錯排列。
10.如權利要求8所述的投影裝置，其中各該微鏡結構還包括至少一第一電極以及至少一第二電極，其中該第一電極以及該第二電極沿該第二軸線分別設置于該擺蕩樞軸的相對兩側。
11.如權利要求8所述的投影裝置，其中各該微鏡片的各側的長度實質上為6.5微米。
12.如權利要求8所述的投影裝置，其中各該微鏡片的各側的長度實質上小于7.5微米。
13.如權利要求8所述的投影裝置，其中該擺蕩樞軸的長度實質上為12.5微米。
14.如權利要求8所述的投影裝置，其中各該微鏡片包括接觸端，位于各該微鏡片的底面，當各該微鏡片沿著對應的擺蕩樞軸擺蕩且往對應的接觸柱傾斜時，對應的接觸端接觸對應的接觸柱的頂部。
15.如權利要求14所 述的投影裝置，其中各該接觸端的材料包括鋁或氮化鋁鈦。
【文檔編號】G03B21/00GK103529548SQ201310271843
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權日:2012年7月6日
【發(fā)明者】李悅榮, 范姜冠旭 申請人:立景光電股份有限公司