MEMS projector

Schlieren optica voor een MEMS projector

Promotor:  Herbert De Smet
Begeleider:  Roel Beernaert, Jelle De Smet
Richting:  Fotonica - EM Photonics
Academisch jaar:  2010-2011

#studenten:  1
#scripties:  1

Trefwoorden:  MEMS, literatuurstudie, Schlieren optica, projectie.



Probleemstelling:

Een van de bekendste toepassingen van “Micro-Electro-Mechanical Systems” (MEMS) is ongetwijfeld Texas Instruments’ “Digital Micromirror Device” (DMD). Zo’n array bestaat simpelweg uit microspiegels die door elektrostatische aantrekking (elektroden onder de spiegel), kunnen omklappen naar twee uiterste toestanden. Elke spiegel correspondeert met een pixel op het scherm. De array werkt als een lichtklep in projectiesystemen. Een heel interessant fenomeen hierbij is pull-in. Dit treedt op op het moment dat de verschilspanning tussen spiegel en elektrode zodanig groot is, dat de mechanische tegenwerking van de spiegel zelf niet meer sterk genoeg is om de elektrostatische kracht tegen te houden. Een alternatieve methode voor deze spiegels is analoge hoek-sturing, waarbij de spiegels buiten het bereik van pull-in blijven. Door het variëren van de hoek kunnen verschillende tinten grijs worden bereikt. Om het contrast van dergelijke projectoren te verbeteren is Schlieren optica een goede optie. Deze beroemde techniek wordt gebruikt in verschillende domeinen zoals fotografie, aërodynamica, enz. Het basisidee om Schlieren optica toe te passen is, door het tegenhouden van ongewenste lichtstralen, een projector te verkrijgen met hoger contrast.

Doelstelling:


Ontwerp en realisatie van een MEMS-projector is het doel van deze thesis. Het eerste deel is een literatuurstudie over o.a. MEMS, microspiegels en Schlieren optica. Dan zal de optica voor de projector worden ontworpen en gesimuleerd in de simulatiesoftware “ ZEMAX”. Vervolgens zal een basis projector worden gebouwd, waarbij microspiegel arrays worden voorzien door CMST.

Locatie:

CMST Ardoyen + thuis
Schlieren optics for a MEMS projector

Promoter:  Herbert De Smet
Supervisor:  Roel Beernaert, Jelle De Smet
Field of interest:  Photonics, EM Photonics
Academic year:  2010-2011

#students:  1
#thesises:  1

Keywords:  MEMS, literature study, Schlieren optics, projection.




Problem:


One of the most famous applications of “Micro-Electro-Mechanical Systems” (MEMS) is undoubtedly “Digital Micromirror Device” (DMD), made by Texas Instruments. Such array basically comprises micromirrors that can tilt to two extreme states, via electrostatic attraction (electrodes below the mirror). Each mirror corresponds to a pixel on the screen. The array acts as a light valve in projection systems.
A crucial phenomenon is pull-in. It occurs when the voltage difference between the mirror and the electrode is so high and the mechanical counteraction of the mirror is not able to cope with the electrostatic force anymore. An alternative method to use these mirrors could be analogue angle steering, keeping the mirrors within the range not to go in pull-in. By varying the mirror angle different gray shades can be achieved. To improve the contrast for these projectors, Schlieren optics is a good option. This famous technique is used in different domains such as photography, aerodynamics, etc. The basic idea to employ Schlieren optics is to stop undesired rays, yielding a higher contrast projector.



Objectives:

Design and realization of a MEMS projector is the purpose of this thesis. The first part is a literature study including MEMS, micromirrors and Schlieren optics. Consequently the projector for the optics will be designed and simulated in the simulation software ZEMAX. Then, a basic projector will be built, where micro mirror arrays are provided by CMST.


Location:

CMST Ardoyen + at home
Comments