專利名稱：1bit激光掃描成像芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光偏轉(zhuǎn)掃描芯片，尤其是Ibit激光掃描成像芯片。
背景技術(shù)：
激光投影光源取代高壓氣體放電燈UHP、發(fā)光二極管光源是必然趨勢。激光直接掃描成像取代3IXD、DMD、LCOS等圖像生成器也將成為必然趨勢?，F(xiàn)在市場上的投影機(jī)主要以圖像生成器件和投影光源兩大部分組成。即日本愛普生3LCD (液晶)、美國TI公司的DMD芯片，壟斷了全球投影機(jī)市場，并形成投影機(jī)核心圖像芯片兩大陣營，LCOS尚在發(fā)展過程之中。投影光源一直以高壓氣燈(UHP)占領(lǐng)市場，其優(yōu)點是可以高功率、高亮度、低成本，最大缺點是壽命短(約幾千小時)，成為投影光源的一大瓶頸。近幾年發(fā)光二極管投影光源盡管可以解決壽命問題(約1-2萬小時)但其難以做到高亮度，現(xiàn)在約幾百流明，而UHP燈可以達(dá)到2000-5000流明，仍統(tǒng)治著家用、商用市場領(lǐng)域，由于LED屬于散光源，以及難以解決的散熱問題、使LED光源在相當(dāng)一段時期內(nèi)，要想要取代UHP是還不太可能的。激光具有高亮度、低功耗(比LED、UHP燈更低)、高流明度，光功率20W就可以達(dá)到5000流明，可涵蓋從家用到商用整個市場，壽命可以達(dá)到20000小時， 與LED相當(dāng)。激光既有UHP高壓氣體燈高亮度，又有LED的長壽命、節(jié)能的優(yōu)點，而且激光色彩的艷麗和色域遠(yuǎn)超UHP、LED光源，是一種理想的，綠色無污染投影光源，甚至可以稱為投影機(jī)的“終極光源”。近期國內(nèi)、外紛紛加大步伐研制激光投影光源，推出產(chǎn)品面世。激光投影光源取代高壓氣體放電燈UHP、發(fā)光二極管光源是必然趨勢。目前開發(fā)的激光投影光源都是基于現(xiàn)有的3IXD、DMD、LCOS及其它芯片的基礎(chǔ)之上，用以取代UHP、LED光源，因為UHP、LED都屬于散光源，必須依賴LCD、DMD、LCOS等圖像生成器顯示出一幅完整的畫面，再把圖像投射到顯示屏幕上。一幅圖像有多少個像素則圖像生成芯片就有多少個微米級的“微單元”，因此圖像生成器及其芯片成為技術(shù)最復(fù)雜，加工難度最大、成本最高的的器件，其它各國要想研制出第三種投影圖像芯片難上之難，故日本愛普生、美國TI公司可以壟斷全球3LCD、DMD器件的核心技術(shù)可想而之，并擁有它們的獨有專利。激光是一束極細(xì)的光束，它可以不經(jīng)過IXD、DMD、LCOS等圖像生成器而直接掃描生成圖像，這就省掉了上述器件的加工、制造及其費用，也避免了這類器件的壟斷壁壘。因此可以認(rèn)為，現(xiàn)在的激光光源取代UHP和色輪進(jìn)入3IXD、DMD芯片的投影機(jī)只是一個過渡階段，今后必然要被激光直接掃描的投影方式所取代，采用激光應(yīng)用在3LCD、DMD 方面，無疑是以激光之“腳”適3LCD、DMD之“屢”，可以這么認(rèn)為，隨著激光投影的發(fā)展，激光掃描投影方式必然會完全取代現(xiàn)有的LCD、DMD、LCOS燈芯片！代之而起的是激光掃描專用的芯片。因此開發(fā)激光掃描芯片勢在必行，誰獲得了激光掃描芯片誰就會占領(lǐng)未來激光投影的國內(nèi)、外市場
發(fā)明內(nèi)容
一種Ibit激光掃描成像芯片，它由一片“十”字型反光鏡和2對“十”字型電磁驅(qū)動單元組成，“十”字型反光鏡采用輕、薄磁性材料，半懸浮裝入“十”字型電-磁驅(qū)動磁極內(nèi)， 其中一對水平方向排列的電磁驅(qū)動磁極作行偏轉(zhuǎn)，另一對垂直方向排列的電磁驅(qū)動磁極作幀偏轉(zhuǎn)；行掃描由對稱三角波電流驅(qū)動，產(chǎn)生“正向掃描”和“逆向掃描”，在上升行程期間從左到右正向掃描，完成第一根行掃描；在下降行程期間從右到左逆向掃描，完成第二根行掃描……，圖像信息預(yù)先存入數(shù)字圖像緩存器，并按順序提供第一根行掃描圖像信息、第二根行掃描信息……以此類推；激光調(diào)制/驅(qū)動器使激光產(chǎn)生灰度、色彩等調(diào)制信息，調(diào)制、匯聚的激光束射入“十”字反光鏡偏轉(zhuǎn)掃描；由于采用激光直接掃描成像，不需要LCD、DMD等圖像生成器芯片，本芯片僅作行、幀偏轉(zhuǎn)，圖像由激光掃描產(chǎn)生；由于只有Ibit數(shù)碼位作掃描微鏡，其制造難度和成本理論上僅為IXD、DMD等圖像生成器芯片所需要的像素的N分之
ο本發(fā)明的技術(shù)方案是1、采用激光掃描直接生成圖像，圖像信息由激光調(diào)制器產(chǎn)生出灰度、色彩等激光參數(shù)變量。2、芯片由一片“十”字形反光鏡和2對“十”字形電磁驅(qū)動單磁極組成，其中一對水平方向排列的電磁驅(qū)動磁極作行偏轉(zhuǎn)，另一對垂直方向排列的電磁驅(qū)動磁極作幀偏轉(zhuǎn)；行掃描由等邊三角波電流驅(qū)動，產(chǎn)生“正向掃描”和“逆向掃描”，在上升電流期間從左到右正向掃描，完成第一根行掃描；在下降電流期間從右到左逆向掃描，完成第二根行掃描……， 數(shù)字圖像緩存器按順序提供第一根行掃描圖像信息、第二根行掃描信息……以此類推，幀偏轉(zhuǎn)采用鋸齒波電流驅(qū)動方式。3、“十”字形反光鏡采用輕、薄磁性材料，它的下面有柔韌性好、壽命長的材料作支撐，使其懸浮處于“十”字形電磁驅(qū)動磁極內(nèi)。4、數(shù)字圖像信息先儲存到圖像緩存器，圖像緩存器按照順序提供第一根行掃描圖像信息、第二根行掃描信息、第三……以此類推。5、激光偏轉(zhuǎn)角度可以由“十”字形電磁驅(qū)動磁極進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到偏轉(zhuǎn)所需要的角度。本發(fā)明的有用效果是1、本芯片結(jié)構(gòu)簡單，僅有一個數(shù)碼位(Ibit)實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、角度的調(diào)節(jié)，不參與圖像處理部分的工作，因而對掃描頻率的要求不高。以10MX768SVGA標(biāo)準(zhǔn)畫面為例，每一幀的掃描次數(shù)是768次，以整數(shù)800計算，則每一秒鐘30幀圖像計，為800X30 = 24000次，即頻率為MKHz ；以50幀/秒計，則頻率為800 X 50 = 40000 = 40KHz ；高清1920 X 1080的標(biāo)準(zhǔn)畫面約為50000次，頻率為50KHz，工作于超聲頻狀態(tài)，與一些高保真高音揚聲器差不多。激光的偏轉(zhuǎn)角度可以由“十”字型電磁驅(qū)動磁極的磁軛間隙控制調(diào)節(jié)，本芯片的偏轉(zhuǎn)角度可以超過壓電、磁致伸縮等材料。2、本發(fā)明將取代3IXD、DMD、LC0S等圖像生成芯片，避免了這類器件的技術(shù)壟斷壁壘。激光是一束極細(xì)的光束它可以不經(jīng)過IXD、DMD、LC0S等圖像生成器而直接掃描生成圖像，而這些圖像生成器成本占整個投影機(jī)成本的主要成分，它們的技術(shù)復(fù)雜性、加工難度隨著高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷推出呈幾何級數(shù)增加。以激光直接掃描生成圖像，無疑是最佳的選擇，取代3IXD、DMD、LCOS等圖像生成器成為必然。世界上只有激光可以直接掃描生成圖像，沒有其它任何一種光源可以直接掃描生成圖像，因而激光直接掃描成像成為唯一光源。3、加工難度及成本。由于液晶、DMD、LC0S芯片的加工難度與其像素的多少直接相關(guān)，例如，1024X768的DMD芯片就必須有10 X768大約80萬個微鏡組成；DMD芯片微鏡之間僅17微米，每一個微鏡下面都有一微、納米級高速偏轉(zhuǎn)的微單元及驅(qū)動電路，這80萬個微鏡的微、納米級微單元的加工難度及成本可想而知！還有，工作時，這80萬個微鏡的微單元要按照每一位像素的不斷變化進(jìn)行著不同的偏轉(zhuǎn)，它們的驅(qū)動電路也極其復(fù)雜！這些都是造成DMD芯片成品率低的重要原因。3IXD同樣如此。本激光掃描成像芯片僅有一個數(shù)碼位(Ibit)，加工技術(shù)為毫、微米級，其加工難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于3IXD、DMD,以η個像素的成本為N計算，則本芯片的成本理論上只有它們的N分之一 ！芯片工作時也只有一位偏轉(zhuǎn)單元，其驅(qū)動電路也只有η個微型單元的N分之一 ！本發(fā)明取代3IXD、DMD、LCOS等圖像生成器，省掉了這類器件的加工、制造及其費用。4、在激光調(diào)制器方面，3色激光要采用匯聚棱鏡，使紅、綠、藍(lán)三色激光匯聚成為一束激光，投射到激光掃描芯片上。由于激光束的直經(jīng)極小，約Imm左右，棱鏡體積可以在 4 X 4 X 4 (mm)以內(nèi)甚至更小，這對于目前0. 7英時的3IXD液晶投影棱鏡來說，3色激光匯聚棱鏡體積僅為3片液晶匯聚棱鏡的幾百分之一！5、光效率液晶透光方式和它的窗口面積是液晶投影光效低的最大缺點。光線透過液晶體時將損失大部分光源，再由于窗口面積擋住了另一部分光的通過，所以液晶投影的光效最低，只有采用3片液晶之后才能彌補液晶光效的不足；DLP投影的DMD芯片光效比液晶芯片高，但它的各個像素之間存在間隙，不可能達(dá)到全反射；單片DLP還需要色輪， 使單片DLP投影機(jī)的光效只能達(dá)到1/3，本激光掃描芯片僅只有一片，沒有像素間隙問題存在，完全不需要色輪，可以達(dá)到全反射的光效，故其光效率遠(yuǎn)勝過3IXD、DMD、LC0S，是真正的高效、高節(jié)能、綠色光源。6、高清制式的制約。隨著顯示圖像越來越向數(shù)字高分辨率、高色域發(fā)展，新的高清標(biāo)準(zhǔn)不斷提出，使3LCD、DLP、LCOS芯片的制造難度更大，成本更高；而采用激光掃描直接生成的激光投影方式不會給激光掃描芯片帶來什么影響，而且由于激光投影是一種開放式掃描成像，它不會受到制式和高清標(biāo)準(zhǔn)的制約。7、現(xiàn)在和未來激光投影的趨勢在光源方面是取代UHP、LED、LC0S.等，在芯片方面是淘汰現(xiàn)有的冗0、01 丄0)3....芯片，代之而起的是激光直接掃描專用芯片。因此開發(fā)激光掃描芯片、爭奪激光掃描芯片技術(shù)勢在必行，誰獲得了低成本、高性能的激光掃描成像芯片誰就會占領(lǐng)未來世界激光投影市場。我國在3LCD、DLP芯片上毫無專利技術(shù)可言，但在激光投影時代到來時可以為我們提供了一個難得的機(jī)會，我們應(yīng)當(dāng)毫不懈怠，抓住機(jī)遇，抓緊研制，開發(fā)出世界一流的激光掃描芯片來，使我們擺脫在此領(lǐng)域長期沒有自有知識產(chǎn)權(quán)的困境。


圖1-1、圖1-2圖1-3、圖1_4是基本工作原理圖。其中，1——磁軛a，2——磁軛b，3——磁軛c，4——磁軛d，5——反光鏡，6——支撐，10——入射激光，11——反射激光。圖2-1、圖2-2、圖2-3、圖2-4為激光偏轉(zhuǎn)掃描原理圖，其中10——入射激光， 11—反射激光，5——反光鏡，8——圖像緩存器，9——圖像信息處理單元，12——激光調(diào)制/驅(qū)動器，13——激光器，14——圖像信息，16——模擬/數(shù)字變換電路。圖3-1是被動式偏轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖；圖3-2是主動式偏轉(zhuǎn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)圖。其中，1—— 磁軛a，2——磁軛b，3——磁軛c，4——磁軛d，5——反光鏡，6——支撐，7——非磁性連接件，15——線圈。圖4是完整的行、幀激光掃描芯片俯視圖，其中，1——磁軛a，3——磁軛c，01—— 磁軛la，03——磁軛lc，5——反光鏡，15——線圈。圖5-1、圖5-2是2種支撐的實例圖，其中6——支撐。
具體實施例方式1、圖1-1、圖1-2是被動式偏轉(zhuǎn)工作原理圖，其中，反光鏡(5)采用輕、薄型軟磁性材料，正面為鏡面，背面與下面的支撐(6)柔性連接，支撐(6)材料選用柔韌性好、壽命長的材料作成。磁軛a (1)與磁軛d (4)為一對驅(qū)動磁極；磁軛b⑵與磁軛c⑶為另一對驅(qū)動磁極。在偏轉(zhuǎn)芯片未得電工作、也沒有激光發(fā)射時，反光鏡(5)處于水平狀態(tài)，磁軛a(l) 與磁軛d (4)和磁軛b (2)與磁軛c (3) 2對驅(qū)動磁極都不產(chǎn)生磁力。如圖1-1所示，當(dāng)磁軛b⑵與磁軛c (3)驅(qū)動磁極沒有磁性，而磁軛a (1)與磁軛 d(4)產(chǎn)生磁性時，反光鏡(5)由于受到磁軛a(l)與磁軛d(4)的磁力作用將順時針偏轉(zhuǎn)一個角度+ θ，入射激光(10)亦順時針偏轉(zhuǎn)與反射激光(11)呈+ θ角度；如圖1-2所示，當(dāng)磁軛a(l)與磁軛d(4)沒有磁性，磁軛b(》與磁軛cC3)產(chǎn)生磁性時，反光鏡(5)由于受到磁軛bO)與磁軛cC3)的磁力作用將逆時針偏轉(zhuǎn)一個角度-θ，入射激光(10)亦逆時針偏轉(zhuǎn)與反射激光(11)呈-θ角度；如果使磁軛a (1)與磁軛d (4)和磁軛b (2)與磁軛c (3)交替變換磁性，則反光鏡 (5)將產(chǎn)生正、反向交替偏轉(zhuǎn)，入射激光(10)亦將產(chǎn)生正、反向交替偏轉(zhuǎn)，入射激光(10)與反射激光(11)的偏轉(zhuǎn)角度為2Θ。2、圖1-3、圖1-4是主動式偏轉(zhuǎn)工作原理圖，其中，反光鏡(5)采用輕、薄型永磁性材料，并與支撐(6)柔性連接，支撐(6)材料選用柔韌性好、壽命長的材料作成，反光鏡(5) 的極性如圖1-3、圖1-4所示。磁軛a (1)與磁軛b⑵為一對驅(qū)動磁極；磁軛c (3)與磁軛d (4)為另一對驅(qū)動磁極。當(dāng)磁軛a(l)、磁軛b(》、磁軛cC3)、磁軛d(4)均未得電時，2對驅(qū)動磁極均不產(chǎn)生磁力， 反光鏡(5)處于不定狀態(tài)。如圖1-3所示，當(dāng)磁軛a(l)和磁軛c(3)的磁性為N，同時磁軛b(2)和與磁軛d(4) 磁性為S時，帶有磁性的反光鏡(5)由于受到2對驅(qū)動磁極磁力的相斥和相吸的雙重磁力驅(qū)動，發(fā)生順時針偏轉(zhuǎn)一個角度+ θ，入射激光(10)順時針偏轉(zhuǎn)與反射激光(11)呈+ Θ角度。如圖1-4所示，當(dāng)磁軛a(l)和磁軛c(3)的磁性為S，同時磁軛b(2)和與磁軛d(4)磁性為N時，帶有磁性的反光鏡(5)由于受到2對驅(qū)動磁極磁力的相斥和相吸的雙重磁力驅(qū)動，發(fā)生逆時針偏轉(zhuǎn)一個角度-θ，入射激光(10)逆時針偏轉(zhuǎn)與反射激光(11)呈-Θ角度。 如果磁軛a (1)和磁軛c (3)與磁軛b⑵和磁軛d (4)的磁性不斷交替變換，則反光鏡(5)將產(chǎn)生正、反向交替偏轉(zhuǎn)，入射激光(10)亦將產(chǎn)生正、反向交替偏轉(zhuǎn)，入射激光(10) 與反射激光(11)的偏轉(zhuǎn)角度為2 θ。3、在上述2種偏轉(zhuǎn)方式中，反光鏡(5)處于磁軛a (1)、磁軛b (2)和磁軛c (3)、磁軛d(4)之間且不與它們接觸，呈“半懸浮”狀態(tài)，調(diào)節(jié)磁軛a(l)與磁軛b⑵的間距，同時調(diào)節(jié)磁軛c⑶與磁軛d(4)的間距可以調(diào)節(jié)反光鏡(5)的偏轉(zhuǎn)角度大小。4、上述磁力驅(qū)動基本構(gòu)和工作原理適合于行偏轉(zhuǎn)和幀偏轉(zhuǎn)。5、在圖2-1中，行偏轉(zhuǎn)采用對稱三角波掃描，在三角波線性上升、——、時間內(nèi)， 反光鏡(5)作順時針偏轉(zhuǎn)一個角度為+ θ，入射激光(10)也順時針偏轉(zhuǎn)一個角度+ θ ；在三角波線性下降、——12時間段內(nèi)，反光鏡(5)作逆時針偏轉(zhuǎn)角度-θ，入射激光(10)也逆時針偏轉(zhuǎn)一個角度-θ。在圖2-2中，入射激光(10)經(jīng)過2次偏轉(zhuǎn)，反射激光(11)也順時針、逆時針偏轉(zhuǎn)掃描形成相鄰2行圖像，并不斷循環(huán)，完成一幀圖像；在圖2-3中，在三角波一正、一反掃描成像過程中，所有相鄰2行之間的圖像是無間隙的，那么整個一幀圖像亦是無間隙的。6、在圖2-4中，圖像緩存器(8)成為三角波掃描成像的關(guān)鍵。由于圖像信息(14)中有數(shù)字圖像信息，或模擬圖像信息，圖像信息(14)先輸入到模擬/數(shù)字變換電路(16)，對于數(shù)字圖像的圖像信息(14)直接將其傳入到圖像緩存器 (8)，對于模擬圖像信息則必須經(jīng)過模擬/數(shù)字變換電路(16)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像傳送到圖像緩存器(8)，并按像素位順序存入到第1行的 、\、&……1位、第二行的 、\、&……ι 位內(nèi)，以此類推，直到第ι行的X(l、Xl、X2……ι位。在、——、時間段、反光鏡(5)順時針偏轉(zhuǎn)期間，入射激光(10)從x0、Xl、X2…… ^位正程掃描一行圖像信息；在、_、時間段、反光鏡(5)逆時針偏轉(zhuǎn)期間，入射激光(10)反向從第1、^_1…… X2> Xl、X0位逆程掃描一行圖像信息；當(dāng)完成掃描、——、圖像信息、進(jìn)入掃描、——、期間時，隨即溢出前一行、—— 、的圖像信息，新的圖像信息(14)亦隨即進(jìn)入到圖像緩存器(8)，這樣進(jìn)一行、出一行周而復(fù)始。7、將圖像信息變換成為激光信息的工作過程如圖2-3所示圖像緩存器⑶的數(shù)據(jù)進(jìn)入到圖像信息處理單元(9)，圖像信息處理單元(9)將每一位圖像信息中的R、G、B三色圖像信息的亮度、對比度……及圖像信息變換參數(shù)輸入到激光調(diào)制/驅(qū)動器(12)，使其變換成三色激光器所需的激光信息，此激光信息輸入到R、G、 B三色激光器(1 使每一只激光器按照各自的信息參數(shù)發(fā)光，三色激光經(jīng)光學(xué)鏡頭匯成一束入射激光(10)射到反光鏡(5)上，進(jìn)行偏轉(zhuǎn)掃描成像。8、在圖3-1被動式偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖中，磁軛a (1)、磁軛b⑵、磁軛c (3)、磁軛d (4)上分別安裝一只線圈(15)，磁軛a(l)與磁軛b(2)之間由非磁性連接件(7)固定，磁軛c(3)與磁軛d(4)之間由非磁性連接件(7)固定；電氣上，當(dāng)磁軛a(l)和磁軛d(4)上的線圈(15) 得電時，磁軛cC3)和磁軛d(4)上的線圈(1 不能得電，反之，當(dāng)磁軛c C3)和磁軛d(4)上的線圈(15)得電時，磁軛a(l)和磁軛d(4)上的線圈(15)不能得電，二者必居其一。反光鏡(5)處于驅(qū)動磁極之間的正中位置，反光鏡(5)為軟磁材料，其上面為鏡面，背面與支撐 (6)柔性連接。在圖3-2主動式偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖中，磁軛a(l)與磁軛b (2)固定在一起成為一對驅(qū)動磁極，磁極內(nèi)安裝一個勵磁線圈(1 ；磁軛cC3)與磁軛d(4)固定在一起成為一對驅(qū)動磁極，磁極內(nèi)安裝一個勵磁線圈(15)；電氣上，2個線圈(15)并聯(lián)。反光鏡(5)處于驅(qū)動磁極之間的正中位置，反光鏡(5)為帶有磁性的永磁材料，其上面為鏡面，背面與支撐(6)柔性連接。9、在圖4的激光掃描芯片俯視圖中，磁軛a(l)和磁軛c ( 為水平偏轉(zhuǎn)驅(qū)動磁極， 磁軛Ia(Ol)和磁軛Ic (0 為垂直偏轉(zhuǎn)驅(qū)動磁極，水平驅(qū)動磁極與垂直驅(qū)動磁極互相垂直呈90°，形成“十字”形結(jié)構(gòu)，線圈(15)根據(jù)偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)方式不同安裝在相應(yīng)的磁軛上；反光鏡(5)為“十字”形，處于水平驅(qū)動磁極與垂直驅(qū)動磁極的正中位置，并與水平驅(qū)動磁極和垂直驅(qū)動磁極對準(zhǔn)但不能接觸。10、由于幀掃描頻率很低，所以幀偏轉(zhuǎn)仍采用鋸齒波驅(qū)動方式。11、圖5-1是為薄片形盤式支撐(6)；圖5-2為變異形彈簧支撐(6)。
權(quán)利要求
1.一種Ibit激光掃描成像芯片，其特征在于，磁軛a(l)和磁軛c(3)為水平偏轉(zhuǎn)驅(qū)動磁極，磁軛Ia(Ol)和磁軛Ic (0 為垂直偏轉(zhuǎn)驅(qū)動磁極，水平驅(qū)動磁極與垂直驅(qū)動磁極互相垂直呈90°，形成“十字”形結(jié)構(gòu)，線圈(15)根據(jù)驅(qū)動方式的不同安裝在相應(yīng)的磁軛上；反光鏡(5)為“十字”形，處于水平驅(qū)動磁極與垂直驅(qū)動磁極的正中位置，并與水平驅(qū)動磁極和垂直驅(qū)動磁極對準(zhǔn)且不能接觸，反光鏡(5)的下面與支撐(6)柔性連接，且處于磁軛a(l)、磁軛b(2)和磁軛c(3)、磁軛d(4)之間并不與它們接觸，呈“半懸浮”狀態(tài)，反光鏡(5)的上面為鏡面；入射激光(10) 射到反光鏡(5)，然后折射出反射激光(11)，行偏轉(zhuǎn)采用對稱三角波掃描方式，實現(xiàn)激光束的線性無間隙掃描，幀采用鋸齒波偏轉(zhuǎn)掃描方式，在三角波線性上升、——、時間內(nèi)，反光鏡(5)作順時針偏轉(zhuǎn)一個角度為+ θ，入射激光(10)也順時針偏轉(zhuǎn)一個角度+ θ ；在三角波線性下降、——12時間段內(nèi)，反光鏡(5)作逆時針偏轉(zhuǎn)一個角度-θ，入射激光(10)也逆時針偏轉(zhuǎn)一個角度-θ ；入射激光(10)經(jīng)過 2次偏轉(zhuǎn)，使其反射激光(11)掃描形成相鄰2行圖像，并不斷循環(huán)完成一幀圖像；圖像信息(14)先輸入到模擬/數(shù)字變換電路(16)后再存入到圖像緩存器(8)，并按像素位順序存入到第1行的Xo、Xi> X2……位、第二行的K、X1 > x2……I位內(nèi)，以此類推，直到第Xn行的X0> Xi、X2......Xn位；在、一、時間段、反光鏡(5)順時針偏轉(zhuǎn)期間，入射激光(10)從Xo、X1, 位正程掃描一行圖像信息；在、——12時間段、反光鏡(5)逆時針偏轉(zhuǎn)期間，入射激光(10)逆向從第ι、χη-1…… X2> Xl、X0位逆程掃描一行圖像信息；當(dāng)完成掃描、一ti圖像信息、進(jìn)入掃描ti—12期間時，隨即溢出前一行、一ti 的圖像信息，新的圖像信息(14)亦隨即進(jìn)入到圖像緩存器(8)，這樣進(jìn)一行、出一行，周而復(fù)始；圖像緩存器(8)的數(shù)據(jù)輸出到圖像信息處理單元(9)，圖像信息處理單元(9)將每一位圖像信息中的R、G、B三色圖像的亮度、對比度……及圖像變換信息輸入到激光調(diào)制/驅(qū)動器(1 ，使其變換成三色激光器所需的激光信息，此激光信息輸入到R、G、B三色激光器 (13)使每一只激光器按照各自的信息參數(shù)發(fā)光，三色激光經(jīng)光學(xué)鏡頭匯聚成一束入射激光 (10)射到反光鏡(5)上，折射出的反射激光(11)掃描成像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ibit激光掃描成像芯片，其特征在于，反光鏡(5)的偏轉(zhuǎn)有主動式驅(qū)動和被動式驅(qū)動方式2種，其中1)在主動式偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖中，磁軛a(l)與磁軛b(》固定在一起成為一對驅(qū)動磁極，并在磁軛b(》上安裝一個勵磁線圈(1 ；磁軛cC3)與磁軛d(4)固定在一起成為一對驅(qū)動磁極，并在磁軛d(4)上安裝一個勵磁線圈(15)；電氣上，磁軛b(2)與磁軛d(4)上的線圈 (15)電氣并聯(lián)。反光鏡(5)處于驅(qū)動磁極之間的正中位置，反光鏡(5)與支撐(6)柔性連接，反光鏡(5)為帶磁性的永型軟磁材料，其上面為鏡面；2)在被動式偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)圖中，磁軛a(l)、磁軛M2)、磁軛c(3)、磁軛d(4)上分別安裝一只線圈(15)，磁軛a(l)與磁軛b(2)之間由非磁性連接件(7)連接固定，磁軛c(3)與磁軛 d(4)之間由非磁性連接件(7)連接固定；電氣上，當(dāng)磁軛a(l)和磁軛d(4)上的線圈(15)得電時，磁軛cC3)和磁軛d(4)上的線圈(1 不能得電；反之，當(dāng)磁軛cC3)和磁軛d(4)上的線圈(15)得電時，磁軛a(l)和磁軛d(4)上的線圈(15)不能得電，二者必居其一；反光鏡(5)處于驅(qū)動磁極之間的正中位置，反光鏡(5)與支撐(6)柔性連接，反光鏡(5)為軟磁材料，其上面為鏡面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ibit激光掃描成像芯片，其特征在于，調(diào)節(jié)磁軛a(l)與磁軛b(2)的間距，同時調(diào)節(jié)磁軛c (3)與磁軛d(4)的間距可以調(diào)節(jié)反光鏡(5)的偏轉(zhuǎn)角度大
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Ibit激光掃描成像芯片，其特征在于，柔性連接支撐(6)可以選用薄片形盤式支撐，或者變異形彈簧支撐。
全文摘要
一種1bit激光掃描成像芯片，它由一片“十”字型反光鏡和2對“十”字型電磁驅(qū)動磁極組成，“十”字型反光鏡采用輕、薄磁性材料，半懸浮裝入“十”字型電-磁驅(qū)動磁極內(nèi)，其中一對水平方向排列的電磁驅(qū)動磁極作行偏轉(zhuǎn)，另一對垂直方向排列的電磁驅(qū)動磁極作幀偏轉(zhuǎn)；行掃描由對稱三角波電流驅(qū)動，產(chǎn)生“正向掃描”和“逆向掃描”，在上升行程期間從左到右正向掃描，完成第一根行掃描；在下降行程期間從右到左逆向掃描，完成第二根行掃描……，圖像信息預(yù)先按順序存入數(shù)字圖像緩存器，激光調(diào)制/驅(qū)動器使激光產(chǎn)生灰度、色彩等調(diào)制信息控制RGB激光，匯聚后的激光束射入“十”字反光鏡偏轉(zhuǎn)掃描；由于采用激光直接掃描成像，不需要LCD、DMD等圖像生成器芯片，本芯片僅作行、幀偏轉(zhuǎn)，圖像由激光掃描產(chǎn)生；由于只有1bit數(shù)碼位作掃描微鏡芯片，其制造難度和成本理論上僅為LCD、DMD、Lcos等芯片所需像素的N分之一。
文檔編號H02N11/00GK102591009SQ201110001638
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者陳友余 申請人:陳友余