KR100268377B1 - 균일한이미지를반사하는미소거울들을구비한반사형미러어레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사형디스플레이장치에 사용되는 반사형미러어레이에 관한 것으로, 픽셀에 해당하는 각 미소거울이 평행광의 입사면에 나란한 방향의 제 1 길이가 입사면에 수직한 방향의 제 2 길이보다 길게 된 반사면을 갖는, 다수의 미소거울들을 구비하는 반사형미러어레이이다. 이러한 형태의 반사면은, 각 미소거울들이 제공하는 입사각이 서로 다름에도 불구하고 반사된 각 이미지의 형태를 서로 균일한 정사방형이 되도록 한다. 따라서, 이 반사형미러어레이가 응용된 투사형디스플레이장치는 별도의 이미지보정부가 필요없으므로 광학계의 구성이 간단하며 높은 광효율을 제공한다.

Description

균일한 이미지를 반사하는 미소거울들을 구비한 반사형미러어레이.

본 발명은 반사형미러어레이에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광원으로부터 입사하는 평행광의 경로를 변환하는 반사형미러어레이에 관한 것이다. 이 반사형미러어레이는 투사형디스플레이장치 등에 사용된다.

반사형미러어레이는, 투사형디스플레이장치에서 광에 이미지를 담기 위한 광변조(light modulation) 수단으로 널리 사용되고 있다. 종래의 반사형미러어레이에는 구동장치가 달린 48만개의 정사방형 미소거울이 800 x 600의 매트릭스형태로 배열된다. 이렇게 배열된 미소거울 하나 하나에 의해 반사된 이미지는 스크린상의 화소와 1 : 1 대응된다.

도 1a 및 1b에 보인 것처럼, 종래의 정사방형 미소거울의 대각선 길이와 동일한 직경을 갖는 평행광이 미소거울의 표면과의 각도 θ=30°를 이루면서 입사할 때, 입사하는 평행광은 미소거울(10)에 의해 빔폭의 절반 만이 반사된다. 따라서 미소거울의 유효반사면적(도 1a의 빗금으로 표시된 면적)은 정사각형 반사면(10)의 절반인 직사각형 면적이 되며, 반사된 이미지도 직사각형의 형태를 갖는다. 그리고, 입사광과 반사면이 이루는 각인 θ가 작을수록 유효반사면적은 줄어들며 광손실은 커진다. 도 1a에서, 원 안의 면적은 입사하는 평행광의 면적이며 반사광과 반사면 사이의 각 φ는 입사광과 반사면 사이의 각 θ와 같다.

도 2는, 상술한 정사방형 미소거울들(10)이 배열된 종래의 반사형 미러 어레이를 이용한 투사형디스플레이장치를 보여준다. 광원(21)으로부터 발생된 빛이 시준렌즈(23)에 의해 평행광이 되며, 이 평행광은 반사형미러어레이(100)에 입사한다. 입사한 평행광은 반사형미러어레이(100)에 의해 반사되고, 이때 배열된 각 미소거울의 구동장치들에 의해 서로 다른 각도로 입사광들을 반사한다. 따라서, 반사된 이미지의 형태는 각 미소거울마다 조금씩 달라진다. 이렇게 각각의 형태가 다른 이미지는 이미지 보정부(25)에서 균일한 정사방형 이미지로 보정되어 확대렌즈(27)를 통해 스크린(29)으로 투사된다.

상술한 바와 같이, 정사방형 미소거울들이 배열된 반사형미러어레이는 입사광에 대한 광손실을 발생한다. 그러므로, 이와 같은 반사형미러어레이를 이용하는 투사형디스플레이장치 역시 입사광에 대해 광손실을 발생한다. 뿐만 아니라, 이러한 투사형 디스플레이 장치는 각 미소거울이 갖는 유효반사면적이 입사광과 각 미소거울이 이루는 각도가 달라짐에 의해 발생되는 서로 다른 형태의 이미지를 보정하기위해 별도의 이미지보정부(25)를 필요로 한다.

본 발명의 목적은, 상술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로 광원으로부터 입사하는 평행광의 광손실을 최소화하고 입사각에 관계없이 균일한 이미지를 반사하는 미소거울들로 구성된 반사형미러어레이를 제공함에 있다.

도 1a 및 1b는 종래의 반사형미러어레이의 픽셀에 해당하는 미소거울이 갖는 입사광에 대한 유효반사면적을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래의 기술인 반사형미러어레이를 이용한 투사형디스플레이장치의 개략도,

도 3a 및 3b는 본 발명에 따른 반사형미러어레이의 픽셀에 해당하는 미소거울이 갖는 입사광에 대한 유효반사면적을 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명에 따른 반사형미러어레이를 이용하는 투사형디스플레이장치를 보여주는 도면이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 정사방형 미소거울 100 : 반사형미러어레이

25 : 이미지보정부 30 : 직사방형 미소거울

300 : 반사형미러어레이

위와 같은 목적을 달성하기 위한 반사형미러어레이는, 각 미소거울이 평행광의 입사면에 나란한 방향의 제 1 길이가 입사면에 수직한 방향의 제 2 길이보다 긴 반사면을 갖는, 다수의 미소거울들을 포함한다. 여기서 입사면이란 반사면에 입사하는 입사광의 진행방향과 반사면의 법선을 포함하는 평면을 말한다. 이하, 도면을 참조하여 본발명의 구성 및 작용을 설명하겠다.

도 3a와 도 3b에서 보인 것처럼, 실선으로 표시된 직사각형은, 입사면에 나란한 방향의 제 1 길이와 입사면에 수직한 방향의 제 2 길이의 비가

인, 본 발명에 따른 반사형미러어레이의 픽셀에 해당하는 미소거울의 표면적(30)이다. 이와 같은 반사면(30)과 θ=30°의 각도를 이루면서 입사하는, 빔직경이l인 평행광은 정사방형의 유효반사면적(도 3a에서 빗금친 정사각형)으로 반사되며, 따라서 반사된 이미지도 정사방형으로 형성된다.

도 4는, 본 발명에 따른 미러어레이를 이용하는 투사형디스플레이장치를 보여주는 도면이다. 광원(41)으로부터 발생된 빛은 시준렌즈(43)에 의해 평행광이 되어 본 발명에 의한 반사형미러어레이(300)로 입사한다. 입사된 평행광들은, 각 미소거울에 구비된 구동장치가 제공하는 입사각과 미소거울의 반사면(30)에 의해 서로 다른 각도로 반사되며, 반사된 각 이미지의 형태는 정사방형으로 서로 균일하다. 이 반사광들은 확대렌즈(27)에 의해 확대되어 스크린(29)으로 투사된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사형미러어레이의 미소거울들은 입사광과 반사면 간의 각도와 관계없이 균일한 정사방형의 이미지를 반사한다. 따라서, 본 발명에 따른 반사형미러어레이를 이용하는 투사형영상장치는, 도 2의 이미지보정부(25)가 필요없으므로 광학계의 구성이 간단해지며, 늘어난 유효반사면적으로 인해 최소의 광손실만을 갖는다.

Claims (4)

1. 입사하는 평행광을 반사하여 광경로를 변환하는 반사형미러어레이에 있어서, 평행광의 입사면에 나란한 방향의 제 1 길이가 입사면에 수직한 방향의 제 2 길이보다

   

   배 길게 된 반사면을 갖는 다수의 미소거울들을 포함하며, 여기서 θ는 미소거울의 반사면과 입사하는 평행광의 광축이 이루는 최소각인 반사형미러어레이.
2. 제1항에 있어서, 상기 각 미소거울은 반사면과 입사광과 이루는 각에 관계없이 반사면에 입사하는 입사광의 단면적과 동일한 단면적의 반사광으로 반사시키는 반사형미러어레이.
3. 제1항에 있어서, 상기 각 미소거울은 직사각형의 반사면을 갖는 반사형미러어레이.
4. 제1항에 있어서, 투사형디스플레이장치에서 광변조를 위해 사용되는 반사형미러어레이.

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