KR100267248B1 - 화상표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LED를 사용한 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 DMD(Digital Micromirror Device)에 LED광을 조사함으로써 화상을 디스플레이하도록 하는 장치에 관한 것으로, 콘트롤라의 제어에 따라서 R, G, B의 색상의 광을 조사하는 LED어레이와, 조사된 광을 특정 배율로 조정하기 위한 렌즈군과, 상기 콘트롤러의 제어를 받아 상기 렌즈군을 통하여 입사된 광을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로 미러 어레이를 포함한다.

Description

화상표시장치{APPARATUS FOR VIRTUAL DISPLAY}
본 발명은 LED를 사용한 표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 미러의 집합으로 이루어진 마이크로 미러 어레이에 LED광을 조사함으로써 화상을 디스플레이하도록 하는 장치에 관한 것이다.
화상표시장치는 일반 가정용 전자기기, 산업용기기, 통신용기기 및 게임기등 산업전분야 걸쳐 없어서는 안될 필수적인 장치이고, 기기전체에서 화상표시장치가 차지하는 부피 및 중량이 크기 때문에 소형, 경량화가 추진되어 왔다. 그러한 연구, 개발결과 도 1과 같이 미러(mirror)를 스윙(swing)시킴으로써 상을 형성하는 장치가 개발되었다.
도 1a, b는 종래의 화상표시장치의 모식적 구조도이다.
LED어레이(LED Array)(10)로부터 조사된 광은 확대렌즈(20)를 통하여 스캐닝 미러(30)에서 반사되어 상을 형성한다.
이때 LED어레이(10)가 전면에 부착된 LED구동부(11)는 콘트롤러(미도시)로부터 입력되는 신호에 의해서 LED어레이(10)로부터 소정의 R, G, B칼라의 광을 조사하도록 한다. 또한, 스캐닝 미러(30)는 보이스 코일 모터(31)의 구동에 따라서 회전각도를 다르게 회전시킴으로써 LED어레이(10)로부터 입사되는 광의 반사각을 변경하도록 함으로해서 상을 형성한다. 이때 스캐닝 미러(30)는 보이스 코일 모터(31)에 의해서 일정 회전각도를 반복 회전하는 스윙(swing)운동을 하게 되며, 스윙운동의 진동수는 대략 60Hz정도에서 이루어지며 이 이상의 진동수에서는 보이스 코일 모터(31)를 비롯한 기계적장치에서 진동을 유발하게된다. 특히, 스캐닝 미러(30)를 고속으로 스윙시킬 때에는 미러의 관성으로 인하여 정확한 위치제어가 어렵고, 진동으로 정확한 상을 디스플레이하기 어렵게된다.
본 발명은 이러한 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 스캐닝 미러대신에 마이크로 미러 어레이를 사용함으로써 선명한 화상을 얻을 수있도록한 화상표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소비전력이 작고, 소음이 작은 화상표시장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 스캐닝 미러와 스캐닝 미러의 회전각 이동을 위한 엑튜에이터를 반도체 집적기술형성된 마이크로 미러 어레이로 함으로써 소형화를 이루기 위한 것이다.
도 1a, b는 종래의 화상표시장치의 모식적 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 모식적 구조도이다.
도 3은 본 발명에 사용되는 마이크로 미러의 일 실시예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예의 동작과정을 설명하기 위한 모식도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: LED어레이 20: 확대렌즈 40:마이크로 미러
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 콘트롤라의 제어에 따라서 R, G, B의 색상의 광을 조사하는 LED어레이와 상기 조사된 광을 특정 배율로 조정하기 위한 렌즈군과 상기 렌즈군을 통하여 입사된 광을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로 어레이로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 목적 및 특징을 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 모식적 구조도이다.
LED어레이(10)로부터 조사된 광은 확대렌즈(20)에 입력되고, 확대렌즈(20)를 통과한 광(i)은 마이크로 미러 어레이(40)에서 반사된다. 이때 마이크로 미러 어레이(40)를 형성하는 마이크로 미러들은 반도체 집적기술에 의해서 하나의 기판위에 형성된 반사각을 변경시킬 수 있는 반사체를 포함한다. 마이크로 미러 어레이(40)에서 반사된 광은 마이크로 미러 어레이(40)의 반사체에서 반사되는 각의 상태에 따라서 a, b, c와 같은 여러 가지의 방향을 갖게 된다.
도 3은 본 발명에 사용되는 마이크로 미러 어레이를 형성하는 개별소자의 일 실시예를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 반사체(41)는 정전모터(capacity motor)(42)의 수평변위에 의해서 회전 변위가 일어나게 된다. 정전모터(42)는 엇갈리게 맞물리도록 형성된 수많은 발을 갖는 고정체(42a)와 이동체(42b)로 이루어지며, 고정체(42a), 이동체(42b)사이에 인가되는 전계와 보유전하에 의해서 수평변위가 발생되게 된다.수평변위는 힌지결합된 반사체(41)에 전달되고, 수평변위는 회전변위로 변환되어 입사되는 광의 반사각을 변화시키게 된다. 반사체(41)의 저부는 기판(100)에 이동가능한 힌지에 의해서 결합되어 있어 정전모터(42)의 변위를 반사체(41)의 회전변위로 변환할 수 있도록 하고, 반사체(41)의 상부는 후면 지지체(44)와 힌지 결합되어 있다.
상기의 마이크로 미러 어레이(40)의 하나의 반사체(41)는 정전모터(42)에 의해서 회전구동되고, 반사체(41)의 회전각 변위는 입사되는 광의 2배의 입사각변위를 가져오게된다. 또한, 정전모터(42)는 극소량의 전력을 소비하고, 반복주기를 회전모터에 비해서 크게할 수 있기 때문에 저소비전력형, 극소형화, 선명한 상을 얻고자하는 기기에 이러한 장치는 적합하다 할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일실시예의 동작과정을 설명하기 위한 모식도이고, 도 4b는 도 4a에서 화상표시소자(S)의 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도시된 바와 같이, 화상 표시소자(S)에 문자「A」를 표시하기 위한 과정을 도시하기 위한 것이다. LED어레이(10)는 도 4b의 상 P, Q에 대응하는 상을 만들기 위하여 이에 대응하는 LED소자를 특정 밝기, 색상으로 발광시킴으로써 a 라인에 조사한다. 이때 마이크로 미러(40)는 a상태에 위치하게 된다. 도 4a에서 마이크로 미러 어레이(40)가 a상태에 있을 때 입사된 LED어레이(10)의 광은 마이크로 미러 어레이(40)에서 반사되어 화상표시소자(S)에서 도 4b의 a라인과 같은 결상점(P, Q)을 형성한다.
다음 순간, LED 어레이(10)에서는 콘트롤러로부터 결정되고, 지시된 특정 LED를 발광시켜 마이크로 미러 어레이(40)에 입사시킨다. 이때 마이크로 미러 어레이(40)는 콘트롤러로부터 공급된 제어신호에 의해 구동되는 정전모터(42)에 의해서 도4a의 b상태를 유지하여 입사된 광을 반사시킴으로써 도 4b에 도시된 바와 같은 b라인의 결상점을 형성한다. 마찬가지 방법으로 마이크로 미러 어레이(40)가 c, d의 회전각을 유지할 때에는 이에 대응하는 LED가 콘트롤러의 제어신호를 받아 발광되고, 이 상태에서는 도 4 b에 도시된 c, d 라인의 발광점들을 형성하게 된다. 이때 마이크로 미러 어레이(40)의 스윙이 일정속도로 사람의 눈의 잠상 유지시간 보다 빠르게 이루어진다고 하면 사람의 눈은 도 4 b에 형성된 각각의 라인으로 이루어져 있는 결상점들이 형성하는 전체 상을 한 순간에 이루어진 상으로 인식하게 되고, 칼라의 동화상의 표현이 가능하게 된다.
상기의 본 발명에 의하면, 부피가 크고, 중량이 많이 나가는 보이스 코일을 이용한 반사미러 대신에 반도체 집적기술로 생산할 수 있는 마이크로 미러를 사용에 입사되는 입사광을 반사시키도록 함으로써 화상표시장치를 소형, 경량화 할 수 있다.
또한, 마이크로 미러의 엑튜에이터로 정전 모터를 사용함으로써 전력소비량을 최소화하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 콘트롤라의 제어에 따라서 R, G, B의 색상의 광을 조사하는 LED어레이;
    상기 LED어레이의 조사된 광을 특정 배율로 조정하고 초점을 맞추기 위한 렌즈군;
    상기 콘트롤러의 제어를 받아 상기 렌즈군을 통하여 입사된 광을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로 미러 어레이를 포함하는 것을 특징으로 화상표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 마이크로 스캐너 어레이내의 반사체는 정전모터로 발생된 수평변위에의해서 회전 변위되는 것을 특징으로하는 화상표시장치.
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