[发明专利]1bit激光扫描成像芯片

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种激光偏转扫描芯片，尤其是1bit激光扫描成像芯片。 

技术背景

激光投影光源取代高压气体放电灯UHP、发光二极管光源是必然趋势。 

激光直接扫描成像取代3LCD、DMD、LCOS等图像生成器也将成为必然趋势。 

现在市场上的投影机主要以图像生成器件和投影光源两大部分组成。即日本爱普生3LCD(液晶)、美国TI公司的DMD芯片，垄断了全球投影机市场，并形成投影机核心图像芯片两大阵营，LCOS尚在发展过程之中。投影光源一直以高压气灯(UHP)占领市场，其优点是可以高功率、高亮度、低成本，最大缺点是寿命短(约几千小时)，成为投影光源的一大瓶颈。近几年发光二极管投影光源尽管可以解决寿命问题(约1--2万小时)但其难以做到高亮度，现在约几百流明，而UHP灯可以达到2000-5000流明，仍统治着家用、商用市场领域，由于LED属于散光源，以及难以解决的散热问题、使LED光源在相当一段时期内，要想要取代UHP是还不太可能的。激光具有高亮度、低功耗(比LED、UHP灯更低)、高流明度，光功率20W就可以达到5000流明，可涵盖从家用到商用整个市场，寿命可以达到20000小时，与LED相当。激光既有UHP高压气体灯高亮度，又有LED的长寿命、节能的优点，而且激光色彩的艳丽和色域远超UHP、LED光源，是一种理想的，绿色无污染投影光源，甚至可以称为投影机的“终极光源”。近期国内、外纷纷加大步伐研制激光投影光源，推出产品面世。激光投影光源取代高压气体放电灯UHP、发光二极管光源是必然趋势。 

目前开发的激光投影光源都是基于现有的3LCD、DMD、LCOS及其它芯片的基础之上，用以取代UHP、LED光源，因为UHP、LED都属于散光源，必须依赖LCD、DMD、LCOS等图像生成器显示出一幅完整的画面，再把图像投射到显示屏幕上。一幅图像有多少个像素则图像生成芯片就有多少个微米级的“微单元”，因此图像生成器及其芯片成为技术最复杂，加工难度最大、成本最高的的器件，其它各国要想研制出第三种投影图像芯片难上之难，故日本爱普生、美国TI公司可以垄断全球3LCD、DMD器件的核心技术可想而之，并拥有它们的独有专利。 

激光是一束极细的光束，它可以不经过LCD、DMD、LCOS等图像生成器而直接扫描生成图像，这就省掉了上述器件的加工、制造及其费用，也避免了这类器件的垄断壁垒。 

因此可以认为，现在的激光光源取代UHP和色轮进入3LCD、DMD芯片的投影机只是一个过渡阶段，今后必然要被激光直接扫描的投影方式所取代，采用激光应用在3LCD、DMD方面，无疑是以激光之“脚”适3LCD、DMD之“屡”，可以这么认为，随着激光投影的发展，激光扫描投影方式必然会完全取代现有的LCD、DMD、LCOS灯芯片！代之而起的是激 光扫描专用的芯片。因此开发激光扫描芯片势在必行，谁获得了激光扫描芯片谁就会占领未来激光投影的国内、外市场。 

发明内容

一种1bit激光扫描成像芯片，它由一片“十”字型反光镜和2对“十”字型电磁驱动单元组成，“十”字型反光镜采用轻、薄磁性材料，半悬浮装入“十”字型电-磁驱动磁极内，其中一对水平方向排列的电磁驱动磁极作行偏转，另一对垂直方向排列的电磁驱动磁极作帧偏转；行扫描由对称三角波电流驱动，产生“正向扫描”和“逆向扫描”，在上升行程期间从左到右正向扫描，完成第一根行扫描；在下降行程期间从右到左逆向扫描，完成第二根行扫描……，图像信息预先存入数字图像缓存器，并按顺序提供第一根行扫描图像信息、第二根行扫描信息……以此类推；激光调制/驱动器使激光产生灰度、色彩等调制信息，调制、汇聚的激光束射入“十”字反光镜偏转扫描；由于采用激光直接扫描成像，不需要LCD、DMD等图像生成器芯片，本芯片仅作行、帧偏转，图像由激光扫描产生；由于只有1bit数码位作扫描微镜，其制造难度和成本理论上仅为LCD、DMD等图像生成器芯片所需要的像素的N分之一。 

本发明的技术方案是： 

1、采用激光扫描直接生成图像，图像信息由激光调制器产生出灰度、色彩等激光参数变量。