KR100209956B1 - 액튜에이티드 미러 어레이 광학계 및 이를 이용한 투사방법 - Google Patents

Abstract

액튜에이티드 미러 어레이(AMA) 광학계 및 이를 이용한 투사 방법이 개시되어 있다. AMA 광학계는 광선을 발생하기 위한 제1 및 제2 광원을 포함한다. 제1 및 제2 반사 부재는 제1 및 제2 광원 앞에 각각 배치되며, 제1 및 제2 광원으로부터 발생되는 광선을 반사하여 그 광로를 변경시킨다. AMA 패널은 그 위에 광선이 조명되는 다수의 미러를 포함하고, 각각의 미러는 그 아래에 구비된 각각의 액튜에이터에 인가되는 화상 신호에 따라 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하도록 변형되며, 제1 반사 부재로부터 반사된 광선이 조명되는 제1 영역과 제2 반사 부재로부터 반사된 광선이 조명되는 제2 영역으로 구분되어진다. 프로젝션 렌즈는 AMA 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 스크린 상에 투사한다. 두 개의 램프를 사용함으로써 광학계 구성 요소들의 열적 손상을 방지하고, AMA 패널 상에서의 조명의 균일성을 확보할 수 있다.

Description

액튜에이티드 미러 어레이 광학계 및 이를 이용한 투사 방법

본 발명은 액튜에이티드 미러 어레이 광학계 및 이를 이용한 투사 방법에 관한 것으로, 특히 화상을 스크린 상에 투영하는데 사용되는 액튜에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하 AMA라 칭함) 패널을 광 변조기로 이용하는 광학계에 있어서, 두 개의 램프를 사용하여 광학계 구성 소자들의 열적 손상을 방지하고 AMA 패널 상에서의 조명의 균일성을 확보할 수 있는 광학계 및 이를 이용한 투사 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광학 에너지(Optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 변조기(Spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(Direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(Projection-type image display device)로 구분된다.

직시형 화상 표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다.

투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라 칭함), 디포머블 미러 어레이(Deformable Mirror Device; 이하 DMD라 칭함), 및 액튜에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array; 이하 AMA라 칭함)를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(Transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(Reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.

LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광 효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광 효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다.

DMD 및 AMA와 같은 광 변조기는 전술한 LCD 타입의 광 변조기가 갖고 있는 문제점들을 해결하기 위하여 개발되었다.

DMD는 5％ 정도의 비교적 양호한 광 효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생한다. 또한, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다.

이에 비해서, AMA는 압전식으로 구동하는 미러 어레이로서, 10％ 이상의 광효율을 제공한다. AMA 광 변조기에서, 각각의 액튜에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액튜에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액튜에이터의 상부에 장착된 각각의 미러들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 미러들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이러한 AMA 광 변조기는 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD 등에 비해 높은 광효율을 얻을 수 있다. 또한, 보통의 실온 광 조건하에서 밝고 선명한 화상을 제공하기에 충분한 콘트라스트(Contrast)를 제공한다. 더욱이, 입사되는 빛의 극성에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 반사되는 빛의 극성에도 영향을 미치지 않는다. 또한, AMA의 반사 특성은 온도에 상대적으로 덜 민감하기 때문에, 고전력의 광원에 의해 쉽게 영향을 받는 다른 장치들에 비해서 스크린의 밝기를 향상시킬 수 있다는 이점을 갖는다.

이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type) 장치와 박막형(thin film type) 장치로 구분된다. 상기 벌크형 AMA는 2개의 압전층들 사이에 중앙 전극을 구비한다. 상기 중앙 전극은 신호 전압을 위한 도전성 에폭시를 갖는 액티브 매트릭스(Active matrix)에 연결된다. 벌크형 AMA의 상부에는 미러층이 위치하는데, 이 미러층은 최대 30V의 전압 하에서 +/-0.25°의 경사각을 갖는다. 이로 인하여, 벌크형 AMA는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 구조물의 조립에 있어서도 많은 어려움이 있다.

이에 따라, 최근에는 미러 어레이들의 질을 완전하게 하기 위하여 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 AMA (이하 TFAMA라 칭함)가 개발되었다. 상기 TFAMA는 본 출원인에 의해서 1995년 5월 26일에 출원된 바 있는 한국 특허 출원 제95-13358호에 개시되어 있다.

TFAMA는 현미경적인 미러들과 관련하여 박막 압전 액튜에이터(thin film piezo-electric actuators)를 이용하는 반사형 광 변조기로서, 단판식으로 이루어진 미러의 300,000 개 이상의 화소(Pixel)에 걸쳐서 대규모 집적의 균등도를 갖도록 개발되어 왔다. 이러한 TFAMA는 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 나타내는 640×480 화소의 판(panel)들로 구성된다. 상기 화소들은 광효율을 높이도록 미러 표면적을 최대화하기 위해서 캔틸레버(Cantilever) 구조물로 고안된다. 캔틸레버 구조물은 화상 신호 전압이 인가되는 액티브 매트릭스 및 인가된 신호 전압에 의해 작동되는 미러를 포함한다.

단판식(Single panel) TFAMA를 광 변조기로 이용하는 종래의 광학계가 도 1에 도시되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 AMA 광학계(10)는 광선을 방출하기 위한 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프(Metal halide lamp)(11), 상기 램프(11)로 부터 광선을 반사시키기 위한 반사기(Reflector)(15), 상기 램프(11)로 부터 방출된 광선을 평행광으로 만들기 위한 소오스 렌즈(12), 광선을 통과시키기 위한 개구(aperture)를 갖고 화상을 형성하는 광선의 양을 결정하는 소오스 스톱(13), 상기 소오스 스톱(13)을 통과한 광선을 반사시키기 위한 반사 수단(14), 상기 소오스 스톱(13)의 이미지를 프로젝션 스톱(20)에 1:1로 대응시키기 위한 필드 렌즈(16), 다수의 미러를 구비하며 상기 필드 렌즈(16)로 부터 조사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 AMA 패널(18), 광선을 통과시키기 위한 개구를 가지며 상기 변조된 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 프로젝션 스톱(20), 및 상기 프로젝션 스톱(20)을 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(22)를 포함한다.

종래의 AMA 광학계(10)의 동작 원리를 간단히 설명하면 다음과 같다.

먼저, AMA 광학계(10)를 구동시키면, 할로겐 금속 램프(11)로 부터 방출되는 광선이 소오스 렌즈(12)에 의해 평행광으로 집광된 후, 소오스 스톱(13)의 개구를 통과하여 반사 수단(14) 상에 조사된다. 상기 반사 수단(14)으로 부터 반사된 광선은 그 경로가 1차적으로 변경된 후, 필드 렌즈(16)를 통해 평행광으로 AMA 패널(18) 상에 조사된다.

AMA 패널(18)의 각각의 미러는 그 아래에 구비된 액튜에이터에 인가된 화상 신호 전압에 따라서 진동하거나 기울어지거나 구부러지진다. 이에 따라, 필드 렌즈(16)를 통과한 광선은 상기 미러들로부터 반사된 후 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하여 프로젝션 렌즈(22)를 통해 스크린 상에 투사됨으로써 화상을 형성한다. 이때, 상기 AMA 패널(180의 미러로 반사되는 광선의 경로는 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하는 광선의 세기를 결정한다. 즉, 프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과하는 광선의 플럭스는 프로젝션 스톱(20)에 대한 AMA 패널(18)의 미러의 방향에 의해서 제어된다.

상술한 바와 같은 종래의 AMA 광학계(10)에 있어서는, 할로겐 금속 램프(11)로 부터 발생되는 빛의 대부분이 소오스 렌즈(12)를 통하여 반사 수단(14)에 입사된다. 일반적으로, 미러로 이루어진 반사 수단(14)은 입사되는 모든 빛을 100%의 효율로 반사시키지 못한다. 화면의 밝기를 향상시키기 위하여는 많은 광량을 가진 광선을 발생시켜 화소를 형성하여야 하므로, AMA 광학계(10)에서는 가능한 한 고출력을 갖는 할로겐 금속 램프(11)를 사용하여야 한다. 그러나, 할로겐 금속 램프(11)가 고출력을 갖는 경우에는, 그 앞에 위치하는 소오스 렌즈(12), 소오스 스톱(13) 및 반사 수단(14)에 너무 많은 광량이 조사되어 조사되는 빛의 일부가 열로 변하여 상기 소오스 렌즈(12), 소오스 스톱(13) 및 반사 수단(14)에 손상을 주게 된다. 즉, 열적 충격으로 인하여 상기 소오스 렌즈(12), 소오스 스톱(13) 및 반사 수단(14)이 파손되는 문제가 발생한다. 통상적으로 AMA 광학계에서는 광학계를 구성하고 있는 소자들의 열적 파손을 방지하기 위하여 램프(11)의 주위에 냉각 팬(Fan)과 같은 냉각 수단(도시되지 않음)을 배치한다. 그러나, 상술한 바와 같이 고출력을 갖는 램프(11)를 사용하고자 하는 경우에는, 상기 냉각 수단의 냉각 능력을 크게 증가시켜야 하므로 냉각 수단에 부담을 주게 된다.

또한, 상술한 종래의 AMA 광학계(10)에서는 소오스 스톱(13)의 개구로부터 나오는 광선의 각도가 특정 방향, 즉 AMA 패널(18)의 중앙부를 향하게 된다. 그 결과, AMA 패널(18)의 중앙부에 도달하는 광량과 그 주변부에 도달하는 광량의 차이가 커지게 되어, AMA 패널(18)의 각 미러들이 틸팅(tilting)될 때 광량 변조가 불균일해지는 문제가 발생한다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제1의 목적은 두 개의 램프를 사용하여 광학계 구성 소자들의 열적 손상을 방지하고 AMA 패널 상에서의 조명의 균일성을 확보할 수 있는 AMA 광학계를 제공하는데 있다.

본 발명의 제2의 목적은 상기한 AMA 광학계를 이용하여 광학계 구성 소자들의 열적 손상을 방지하고 AMA 패널 상에서의 조명의 균일성을 확보할 수 있는 투사 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 액튜에이티드 미러 어레이 광학계를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 의한 액튜에이티드 미러 어레이 광학계를 나타내는 개략도이다.

도 3은 도 2의 광학계에서 액튜에이티드 미러 어레이 패널 상의 조명 영역을 나타내는 평면도이다.

도 4는 도 2의 광학계에 사용되는 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 레이아웃도이다.

도 5는 도 2의 광학계에 사용되는 액튜에이티드 미러 어레이 패널 상에서의 미러의 경사 방향을 설명하기 위한 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10,100 : AMA 광학계 11,111a,111bB : 램프

12,112a,112b : 소오스 렌즈 13,113a,113b : 소오스 스톱

14,114a,114b : 반사 부재 15,115a,115b : 반사기

16,116 : 필드 렌즈 18,118 : AMA 패널

20,120 : 프로젝션 스톱 22,122 : 프로젝션 렌즈

상기한 본 발명의 제1의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

광선을 발생하기 위한 제1 및 제2 광원;

상기 제1 및 제2 광원 앞에 각각 배치되며, 상기 제1 및 제2 광원으로 부터 발생되는 광선을 반사하여 그 광로를 변경시키기 위한 제1 및 제2 반사 수단;

그 위에 상기 광선이 조명되는 다수의 미러를 포함하고, 각각의 미러는 그 아래에 구비된 각각의 액튜에이터에 인가되는 화상 신호에 따라 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하도록 변형되며, 상기 제1 반사 수단으로부터 반사된 광선이 조명되는 제1 영역과 상기 제2 반사 수단으로부터 반사된 광선이 조명되는 제2 영역으로 구분되어지는 AMA 패널; 및

상기 AMA 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 스크린 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계를 구비한다.

상기한 본 발명의 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

제1 및 제2 광원으로부터 각각 광선을 발생시키는 단계;

상기 제1 광원으로부터 발생된 광선을 제1 반사 수단에 조사하고, 제2 광원으로부터 발생된 광선을 제2 반사 수단에 조사하여, 각각의 광선의 경로를 변경시키는 단계;

상기 제1 및 제2 반사 수단으로부터 각각 반사된 광선을 다수의 미러와 액튜에이터를 포함하는 AMA 패널의 제1 및 제2 영역에 각각 조사하는 단계;

상기 AMA 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러를 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형시키는 단계; 및

상기 AMA 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로 반사된 광선을 스크린 상에 투사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 방법을 제공한다.

본 발명에 의하면, 두 개의 광원, 즉 제1 램프와 제2 램프를 사용하여 그 앞에 각각 제1 및 제2 소오스 렌즈, 제1 및 제2 소오스 스톱, 그리고 제1 및 제2 반사 수단을 배치한다. 제1 램프로부터 발생된 광선은 제1 소오스 렌즈 및 제1 소오스 스톱을 순차적으로 통과한 후 제1 반사 수단에 의해 반사되어 AMA 패널의 제1 영역에 조사된다. 제2 램프로부터 발생된 광선은 제2 소오스 렌즈 및 제2 소오스 스톱을 순차적으로 통과한 후 제2 반사 수단에 의해 반사되어 AMA 패널의 제2 영역에 조사된다. AMA 패널의 제1 영역에 구비된 액튜에이터들은 제2 영역에 구비된 액튜에이터들과 서로 대칭적으로 배치되어 있으므로, 상기 액튜에이터들에 화상 신호 전압을 인가하면 제1 영역의 미러들과 제2 영역의 미러들은 서로 마주보는 방향으로 틸팅 된다. 이에 따라, 제1 영역의 미러들 및 제2 영역의 미러들 각각으로부터 반사된 광선들의 경로는 모두 프로젝션 렌즈를 향하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 AMA 광학계에 의하면, 두 개의 램프를 사용함으로써 램프의 출력을 둘로 나눌 수 있다. 따라서, 소오스 렌즈, 소오스 스톱 및 반사 수단 등에 가해지는 열적 충격의 양이 감소되므로, 램프 주위에 배치된 냉각 수단의 냉각 능력 부담을 줄일 수 있다. 또한, 종래의 AMA 광학계에 비해 고출력의 램프를 사용하여도 광학계 구성 소자들의 열적 손상을 방지할 수 있으므로, 보다 밝은 화면을 구현할 수 있다.

또한, AMA 패널의 양쪽에서 광선이 조사되므로, 중앙부에서 산봉우리 같은 조명 강도가 나타나지 않아 중앙부 및 주변부의 광량비를 크게 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명에 의한 단판식 박막형 AMA를 광 변조기로 이용하는 광학계를 나타내는 개략도로서, 단판식 단색(Monochrome) 시스템을 예시한다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 AMA 광학계(100)는 광선을 방출하기 위한 제1 및 제2 램프(111a, 111b), 제1 및 제2 소오스 렌즈(112a, 112b), 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b), 제1 및 제2 반사 부재(114a, 114b), 제1 및 제2 반사기(115a, 115b), 필드 렌즈(116), AMA 패널(118), 프로젝션 스톱(120), 및 프로젝션 렌즈(122)를 포함한다.

광선을 방출하기 위한 제1 및 제2 램프(111a, 111b)는 바람직하게는, 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프와 같은 아크 램프로서 스펙트럼에서 장파장의 적외선(LWIR) 내지 자외선(UV)을 방출한다. 제1 반사기(115a)는 제1 소오스 렌즈(112a)에 대해 반대 방향으로 제1 램프(111a)로 부터 방출되는 광선을 반사시켜 다시 제1 소오스 렌즈(112a)로 향하게 하는 역할을 한다. 제2 반사기(115b)는 제2 소오스 렌즈(112b)에 대해 반대 방향으로 제2 램프(111b)로 부터 방출되는 광선을 반사시켜 다시 제2 소오스 렌즈(112b)로 향하게 하는 역할을 한다.

제1 및 제2 소오스 렌즈(112a, 112b)는 제1 및 제2 램프(111a, 111b)로 부터 각각 방출되는 광선을 평행광으로 만들어 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)에 조사시킨다. 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)은 광학적으로 불투명한 부재이며, 광선을 통과시키도록 형성된 개구를 갖는다. 상기 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)은 화상을 형성하는 광선의 양을 결정한다. 제1 및 제2 반사 부재(114a, 114b)는 바람직하게는 미러로 구성되며, 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)을 통과한 각각의 광선을 반사시켜 그 경로를 AMA 패널(18)로 향하도록 변경시키는 역할을 한다.

필드 렌즈(116)는 상기 제1 및 2 소오스 스톱(113a, 113b)의 이미지가 프로젝션 스톱(120)에 1:1로 대응되도록 하기 위하여, 상기 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)을 통과한 각각의 광선을 광 손실 없이 AMA 패널(118)로 조사하는 역할을 한다.

AMA 패널(118)은 조사된 광선을 반사시키기 위한 다수의 미러(117a, 117b)를 포함하며, 상기 미러(117a, 117b)는 그 아래에 구비된 액튜에이터(119a, 119b)에 인가되는 전기 신호에 따라서 광선의 세기를 변조한다. 즉, 각각의 미러(117a, 117b)는 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중에서 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형된다.

프로젝션 스톱(120)은 광학적으로 불투명한 부재이며, 광학적으로 반사면인 전면 및 광선을 통과시키도록 형성된 개구를 구비한다. 바람직하게는, 상기 개구는 핀홀 또는 슬릿이다. 상기 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하는 광선의 플럭스는 AMA 광 변조기(118)의 각 미러(117a, 117b)로 부터 반사된 광선의 세기를 제어한다. 프로젝션 렌즈(122)는 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하여 그에 상응되는 화상을 표시하는 기능을 수행한다.

상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 AMA 광학계(100)의 작동 원리를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, AMA 광학계(100)를 구동시키면, 할로겐 금속 램프와 같은 아크 램프로 구성된 제1 램프(111a) 및 제2 램프(111b)로 부터 각각 방출된 광선들이 그 앞에 배치된 제1 및 제2 소오스 렌즈(112a, 112b)를 통해 평행광으로 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b) 상에 조사된다. 상기 제1 및 제2 소오스 스톱(113a, 113b)의 개구를 통과한 각각의 광선은 제1 및 제2 반사 부재(114a, 114b)에 조사된다. 상기 제1 반사 부재(114a)로 부터 반사된 광선은 필드 렌즈(116)에 의해 평행광으로 AMA 패널(118)의 제1 영역(118a)에 조사되며, 상기 제2 반사 부재(114b)로 부터 반사된 광선은 필드 렌즈(116)에 의해 평행광으로 AMA 패널(118)의 제2 영역(118b)에 조사된다.

도 3은 상기 AMA 패널(118) 상의 조명 영역을 나타내는 평면도이다. 도 3을 참조하면, 제1 반사 부재(114a)로 부터 반사된 광선이 조명되는 제1 영역(118a)과 상기 제2 반사 부재(114b)로 부터 반사된 광선이 조명되는 제2 영역(118b)은 AMA 패널(118)의 중앙부 (빗금친 부분)에서 서로 겹치게 된다. 이와 같이 제1 영역(118a)과 제2 영역(118b)이 겹쳐지는 중앙부에서는 조명 방향에 따라 AMA 패널(118)의 미러 틸팅 방향이 결정되므로, 상기한 부분이 노이즈(Noise)로 작용하지 않는다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 AMA 패널(118)의 양 쪽에서 광선이 조사되므로, 중앙부에서 산봉우리 같은 조명 강도가 나타나지 않아 중앙부 및 주변부의 광량비를 크게 향상시킬 수 있다.

도 4는 상기 AMA 패널(18)의 레이아웃도로서, 상기 AMA 패널(118)의 제1 영역(118a)에서의 액튜에이터들(119a)과 제2 영역(118b)에서의 액튜에이터들(119b)이 서로 대칭적으로 배치되어 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 액튜에이터들(119a,119b)에 화상 신호 전압을 인가하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 영역(118a)에서의 미러들(117a)과 제2 영역(118b)에서의 미러들(117b)은 서로 마주보는 방향으로 틸팅된다. 이에 따라, 제1 영역(118a)의 미러들(117a) 및 제2 영역(118b)의 미러들 (117b) 각각으로부터 반사된 광선들의 경로는 모두 프로젝션 렌즈(122)를 향하게 된다.

만일, 상기 AMA 패널(118)의 액튜에이터들(119a, 119b)에 화상 신호 전압을 인가하지 않으면 (즉, 전압 OFF시), AMA 패널(118)의 각 미러들(117a, 117b)이 진동하거나 기울어지거나 구부러지지 않는다. 그 결과, 광선은 상기 프로젝션 스톱(120)에서 벗어나서 상을 맺게 되므로 스크린(도시되지 않음) 상에 도달되지 못한다.

만일, 상기 AMA 패널(118)의 액튜에이터들(119a, 119b)에 화상 신호 전압을 인가하면, AMA 패널(118)의 각 미러들(117a, 117b)이 사용되어지는 실시예에 따라 진동하거나 기울어지거나 구부러지게 된다. AMA 패널(118)의 제1 영역(118a)의 미러들(117a)과 제2 영역(118b)의 미러들(117b)은 서로 마주보는 방향으로 틸팅되므로, 각 미러들(117a, 117b)로 부터 반사된 광선들의 경로는 모두 프로젝션 렌즈(122)를 향하게 된다. 즉, 이와 같이 틸팅된 미러들(117a, 117b)로 부터 반사된 광선들은 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한 후 프로젝션 렌즈(112)를 통해 스크린 상에 투사된다. 이때, 상기 미러들(117a, 117b)로 부터 반사되는 광선의 경로는 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하는 광선의 세기를 결정한다. 즉, 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과하는 광선의 플럭스는 프로젝션 스톱(120)에 대한 AMA 패널(118)의 미러의 방향에 의해서 제어된다.

여기서, 도 3은 단판식 AMA를 사용한 단색 시스템을 예시하고 있으나, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 의하면, 적색, 녹색 및 청색 투과 필터들(Transmission filters)의 일련의 색 단편들로 이루어진 컬러 휠(Colour wheel)을 사용하여 순차적으로 적색, 녹색 및 청색 광을 단판식(Single panel) AMA에 조사함으로써 적색, 녹색 및 청색 화상들을 표시할 수 있는 단판식 컬러 시스템에 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 의하면, 3판식(Three panel) AMA를 사용하는 다판식 컬러 시스템에 본 발명을 적용할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 두 개의 광원, 즉 제1 램프와 제2 램프를 사용하여 그 앞에 각각 제1 및 제2 소오스 렌즈, 제1 및 제2 소오스 스톱, 그리고 제1 및 제2 반사 수단을 배치한다. 제1 램프로부터 발생된 광선은 제1 소오스 렌즈 및 제1 소오스 스톱을 순차적으로 통과한 후 제1 반사 수단에 의해 반사되어 AMA 패널의 제1 영역에 조사된다. 제2 램프로부터 발생된 광선은 제2 소오스 렌즈 및 제2 소오스 스톱을 순차적으로 통과한 후 제2 반사 수단에 의해 반사되어 AMA 패널의 제2 영역에 조사된다. AMA 패널의 제1 영역에 구비된 액튜에이터들은 제2 영역에 구비된 액튜에이터들과 서로 대칭적으로 배치되어 있으므로, 상기 액튜에이터들에 화상 신호를 인가하면 제1 영역의 미러들과 제2 영역의 미러들은 서로 마주보는 방향으로 틸팅된다. 이에 따라, 제1 영역의 미러들 및 제2 영역의 미러들 각각으로부터 반사된 광선들의 경로는 모두 프로젝션 렌즈를 향하게 된다.

따라서, 본 발명에 의한 AMA 광학계에 의하면, 두 개의 램프를 사용함으로써 램프의 출력을 둘로 나눌 수 있다. 따라서, 소오스 렌즈, 소오스 스톱 및 반사 수단 등에 가해지는 열적 충격의 양이 감소되므로, 램프 주위에 배치된 냉각 수단의 냉각 능력 부담을 줄일 수 있다.

또한, 종래의 AMA 광학계에 비해 고출력의 램프를 사용하여도 광학계 구성 소자들의 열적 손상을 방지할 수 있으므로, 보다 밝은 화면을 구현할 수 있다.

또한, AMA 패널의 양쪽에서 광선이 조사되므로, 중앙부에서 산봉우리 같은 조명 강도가 나타나지 않아 중앙부 및 주변부의 광량비를 크게 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 광선을 발생하기 위한 제1 및 제2 광원(111a, 111b);

   상기 제1 및 제2 광원(111a, 111b)앞에 각각 배치되며, 상기 제1 및 제2 광원으로부터 발생되는 광선을 반사하여 그 광로를 변경시키기 위한 제1 및 제2 반사 수단(114a, 114b);

   그 위에 상기 광선이 조명되는 다수의 미러(117)를 포함하고, 각각의 미러(117)는 그 아래에 구비된 각각의 액튜에이터(119)에 인가되는 화상 신호에 따라 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하도록 변형되며, 상기 제1 반사 수단으로부터 반사된 광선이 조명되는 제1 영역(118a)과 상기 제2 반사 수단으로부터 반사된 광선이 조명되는 제2 영역(118b)으로 구분되어지는 액튜에이티드 미러 어레이 패널(118); 및

   상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 스크린 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(122)를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계.
2. 제1항에 있어서, 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널(118)의 제1 영역(118a)에서의 액튜에이터들(119a)과 제2 영역(118b)에서의 액튜에이터들(119b)은 서로 대칭적으로 배치된 것을 특징으로 하는 광학계.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 영역(118a)의 미러들(117a)과 제2 영역(118b)의 미러들(117b)들은 서로 마주보는 방향으로 변형되는 것을 특징으로 하는 광학계.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 광원(111a)과 제1 반사 수단(114a) 사이에 배치되며, 상기 제1 광원(111a)으로 부터 발생된 광선을 평행광으로 만들기 위한 제1 소오스 렌즈(112a) 및 상기 제1 소오스 렌즈(112a)를 통과한 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 제1 소오스 스톱(113a)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 광원(111b)과 제2 반사 수단(114b) 사이에 배치되며, 상기 제2 광원(111b)으로 부터 발생된 광선을 평행광으로 만들기 위한 제2 소오스 렌즈(112b) 및 개구를 가지며 상기 제2 소오스 렌즈(112b)를 통과한 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 제2 소오스 스톱(113b)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계.
6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 수단 (114a, 114b)로 부터 각각 반사된 광선을 평행광으로 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널(118)에 조사하기 위한 필드 렌즈(116), 및 개구를 가지며 상기 개구를 통과하는 광선의 플럭스가 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널(118)의 각 미러로부터 반사되는 광선의 세기를 제어하는 프로젝션 스톱(120)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광학계.
7. 제1 및 제2 광원으로부터 각각 광선을 발생시키는 단계;

   상기 제1 광원으로부터 발생된 광선을 제1 반사 수단에 조사하고, 제2 광원으로부터 발생된 광선을 제2 반사 수단에 조사하여, 각각의 광선의 경로를 변경시키는 단계;

   상기 제1 및 제2 반사 수단으로부터 각각 반사된 광선을 다수의 미러와 액튜에이터를 포함하는 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에 각각 조사하는 단계;

   상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러를 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형시키는 단계; 및

   상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 스크린 상에 투사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 영역에서의 액튜에이터들과 제2 영역에서의 액튜에이터들을 서로 대칭적으로 배치하는 것을 특징으로 하는 투사 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 제1 영역의 미러들과 제2 영역의 미러들을 서로 마주보는 방향으로 변형시키는 것을 특징으로 하는 투사 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 제1 광원으로부터 발생된 광선을 상기 제1 반사 수단에 조사하는 단계 전에, 상기 제1 광원으로부터 발생된 광선을 제1 소오스 렌즈에 조사하여 평행광으로 만드는 단계; 및 상기 제1 소오스 렌즈를 통과한 광선을 개구를 갖는 제1 소오스 스톱에 보내서 그 광선의 플럭스를 집중시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 투사 방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 제2 광원으로부터 발생된 광선을 상기 제2 반사 수단에 조사하는 단계 전에, 상기 제2 광원으로부터 발생된 광선을 제2 소오스 렌즈에 조사하여 평행광으로 만드는 단계; 및 상기 제2 소오스 렌즈를 통과한 광선을 개구를 갖는 제2 소오스 스톱에 보내서 그 광선의 플럭스를 집중시키는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 투사 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 스크린 상에 투사하는 단계 전에, 상기 액튜에이티드 미러 어레이 패널의 제1 및 제2 영역에서의 각 미러로부터 반사된 광선을 개구를 갖는 프로젝션 스톱으로 보내서 상기 개구를 통과하는 광선의 플럭스가 상기 미러로부터 반사된 광선의 세기를 제어하도록 하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 투사 방법.