KR101291624B1 - 이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저 - Google Patents

이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저 Download PDF

Info

Publication number
KR101291624B1
KR101291624B1 KR1020097020977A KR20097020977A KR101291624B1 KR 101291624 B1 KR101291624 B1 KR 101291624B1 KR 1020097020977 A KR1020097020977 A KR 1020097020977A KR 20097020977 A KR20097020977 A KR 20097020977A KR 101291624 B1 KR101291624 B1 KR 101291624B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mirror
yoke
micro
pivot
color
Prior art date
Application number
KR1020097020977A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100015427A (ko
Inventor
존 바렛 조지
Original Assignee
톰슨 라이센싱
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 톰슨 라이센싱 filed Critical 톰슨 라이센싱
Publication of KR20100015427A publication Critical patent/KR20100015427A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101291624B1 publication Critical patent/KR101291624B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3111Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying the colours sequentially, e.g. by using sequentially activated light sources
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3164Modulator illumination systems using multiple light sources

Abstract

적어도 네 개의 방향으로 선회시킬 수 있는, 이중축 거울들의 어레이를 갖는, 제어 가능한 반사 디바이스가 설명된다. 마이크로-거울 어레이의 각각의 마이크로-거울은 제 2 동일 평면상의 직교 비틀림 선회부에 의해 거울 어레이 지지부에 부착된 요크에 의해 비틀림 선회부를 통해 지지된다. 거울 및 요크는, 모든 거울/요크 어셈블리에 의해 공유되는 거울 어레이 지지부 상의 공통 노드에 대해 전기적으로 전도성이다. 각각의 거울/요크 어셈블리 하에서, 거울 어셈블리 지지부는, 서로로부터 그리고 거울/요크 어셈블리로부터 전기적으로 절연된 네 개의 플레이트 영역을 갖는다. 거울 어레이 지지부에 통합된 구동기 스위치로부터의 전기적 신호에 응답하여, 쌍으로 구동되는, 이러한 플레이트 영역들은 공통 노드에 대해 선택적으로 전기장을 제공한다. 이러한 전기장은, 거울/요크 어셈블리가 희망하는 반사 상태로 움직이는 것을 돕기 위해 거울과 요크를 끌어당긴다.

Description

이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저{BIAXIAL MIRROR COLOR SELECTING MICRO MIRROR IMAGER}
본 발명은 일반적으로 프로젝션(projection) 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게, 마이크로-디스플레이들을 포함하는 프로젝션 시스템을 위한 컬러 필터에 관한 것이다.
예컨대, 디지털 광 프로세서(DLPTM)(Texas Instruments) 이미저와 같은, 반사성 광 엔진 또는 이미저(imager)를 이용하는 마이크로 디스플레이 프로젝션 시스템은, 컬러 이미지 또는 비디오 프로젝션 디바이스들{예컨대, 후면 프로젝션 텔레비전(RPTV: rear projection television), 홈 시어터 전면 프로젝션 TV 및 시어터 시스템}에서 점점 이용되고 있다. 도 1에 도시된, 기존의 프로젝션 시스템에서, 이 경우에 UHP 램프인, 광원(10)이 제공되며, 백색 광(즉, 모든 컬러 스펙트럼)을 생성한다. 광원(10)으로부터의 광은, 복수의 이색(dichroic) 필터링 요소를 갖는 컬러 휠(color wheel)(20)을 통과하며, 각각의 이색 필터링 요소는 컬러들: 청색, 녹색 또는 적색 중의 한 컬러의 광 띠(light band)가 통과하도록 허용하고 다른 컬러들의 광은 반사시킨다. 일시적인 패턴의 청색, 녹색, 그리고 적색 광 띠들이 컬러 휠을 통과하도록 컬러 휠(20)은 회전된다. 컬러 휠은 통상적으로 비디오 이미지의 각 프레임 동안 각각의 원색에 대해 적어도 하나의 원색 주기를 생성하도록 충분히 빠르게 회전된다.
적분기(30)는 광원(10)으로부터, 컬러 휠(20)을 통과하도록 허용된 광 띠를 수신하고 상기 광 띠가 릴레이 광학계(40)를 통해 내부 전 반사(TIR: total internal reflection) 프리즘(50)으로 향하게 한다. TIR 프리즘(50)은 상기 광 띠를, DLP 이미저와 같은, 이미저(60) 상으로 편향시킨다. 이미저는, 광 빔의 개별적인 픽셀들의 강도(intensity)를 변조시키며, 상기 개별적인 픽셀들을 TIR 프리즘(50)을 통해 그리고 프로젝션 렌즈 시스템(70)으로 되반사시킨다. DLP에서는 오직 플래시 레이트(flash rate)와 플래시 폭(flash width)만이 변조되며 이는 강도 변조의 느낌을 준다. LCD와 LCOS에서 강도는 직접 변조된다. 프로젝션 렌즈 시스템(70)은 볼 수 있는 이미지를 형성하기 위해 스크린(도시되지 않음) 상으로 광 픽셀들의 초점을 맞춘다. 시청자의 눈에 의해 혼합되어 풀 컬러 이미지(full color image)를 형성하는 세 개의 컬러(청색, 녹색, 및 적색)의 각각의 픽셀들의 신속한 연속적인 행렬들에 의해 컬러 비디오 이미지가 형성된다.
본 명세서 전체에 걸쳐서, 그리고 관련 기술의 실시와 일치되도록, 한 이미지의 작은 영역 또는 점(dot), 광 송신의 대응하는 부분, 그리고 그러한 광 송신을 생성하는 이미저의 부분을 지시하기 위해 픽셀(pixel)이라는 용어가 사용된다.
DLP 이미저(60)는, TIR 프리즘(50)을 통해 그리고 프로젝션 렌즈 시스템(70)으로 광을 반사시키는 각도와, 상기 광이 프로젝션 렌즈 시스템(70)에 의해 프로젝 션되지 않도록 상기 광을 편향시키는 각도 사이에서 이동 가능한, 마이크로-거울들의 행렬을 포함한다. 각각의 마이크로-거울은, 차례로 DLP 이미저(60)로 어드레스되는 비디오 신호에 응답하는 그러한 특정한 마이크로-거울의 일련의 플래시에 의존하여 원하는 강도의 광의 픽셀을 반사시킨다. 따라서, DLP 이미저(60)에서, 이산적인(discrete) 변조된 광 신호들 또는 픽셀들의 행렬을 형성하기 위해, 이미저의 각각의 마이크로-거울 또는 픽셀은, 상기 이미저 또는 광 엔진으로 입력되는 그레이-스케일(gray-scale) 인자에 따라서, 각각의 마이크로-거울 또는 픽셀로 입사되는 광을 변조시킨다.
최근까지, 프로젝션되는 이미지의 각 픽셀에 대해 하나의 마이크로-거울이 이용되어 왔으며, 정사각형 거울들의 어레이(array)의 격자(grid)는 이미지 테두리들에 수평하게 정렬되어왔다. 그러나, Smooth PictureTM(Texas Instruments) 기술을 이용하면, 마이크로-거울 어레이의 격자는, 이미지 테두리에 대해 45도 회전되며, 픽셀들은 다이아몬드 모양으로 나타난다. 그러한 어레이에 의해 형성되는 이미지는, 그 후, 정사각형 픽셀 대각선의 절반만큼 변위된 두 개의 연속적인 위치에 나타나도록, 이동 가능한 광학적 구성요소(거울 또는 렌즈)에 의해 변위된다. 연속적인 이미지들의 각각에서 화상 세부묘사의 절반이 디스플레이된다. 이는, 해상도가 마이크로-거울의 총 개수의 두 배가 되도록 한다. 마이크로-거울의 총 개수는 감소될 수 있으며, 이는, 해상도를 유지하면서, 낮은 수준의(low end) 프로젝터들에 대해 낮은 비용의 이미저를 허용한다. 높은-수준의(high-end) 제품들(디지털 시네마 또는 높은 수준의 텔레비전 제품들)에 대해서, 거울의 총 개수는 높게 남아있을 수 있으며, 해상도는 두 배가 된다.
컬러 휠의 사용은, "무지개 효과(Rainbow Effect)"라 불리는 시각적 아티팩트(artifact)를 유발시킨다. 컬러는 연속적으로 플래시 되므로, 초당 800도의 레이트까지 이를 수 있는 신속한 안구 운동{아이 다트(eye dart)} 동안, 디스플레이 상의 정지된 대상의 컬러는 사람의 눈의 망막에서 분리될 것이다. 뇌는 이러한 분리를, 상이한 휘도를 갖는 대상의 다수의 원색의 이미지들로 지각한다. 시각 체계의 휘도 대역폭은 넓지만, 그러나 또한 저역 통과 특성을 갖는다. 컬러 플래시의 속도가 증가되면, 망막 이미지들의 각 분리(angular separation)는 감소되고, 휘도 변화에 대한 민감도는 감소된다. 초당 약 3000개 이상의 컬러가 플래시되면, 동화(assimilation)가 발생하고, 무지개 이미지는 병합된 것으로 보인다. 현재의 단일 이미저 DLPTM 시스템은 초당 1000개의 컬러 플래시보다 낮게 실행되며, 따라서 무지개 효과가 나타난다.
마이크로-거울의 물리적 질량은, 디더링(dithering)을 사용하지 않는 디지털 그레이 스케일의 최하위 유닛을 설정하는, 최대 오프-온-오프 플립 시간(off-on-off flip time)을 제한하므로, 컬러 플래시 속도는 증가시키기 어렵다. 가정용 텔레비전 프로젝터들에서 이용되는 8-비트 그레이 스케일 범위를 이용하면, 최대 플래시 시간은 255배 더 커진다. Smooth PictureTM의 경우, 각각의 컬러는 16.6 mS 이미지당 적어도 두 번 각각의 마이크로-거울을 비추어야 한다. 8.33 mS당 6번 또는 9번의 플래시, 즉, 초당 720에서 1075번의 플래시로 플래시 레이트를 증가시키기 위해 컬러 휠 세그먼트들의 개수를 증가시킴으로써 플래시들은 분포된다.
그러나, 기존의 DLP 이미저들은 다수의 문제를 겪는다. 컬러 휠에 의해 반사되는 컬러들을 갖는 광은 통상적으로 손실되므로, 컬러 휠은 광을 낭비한다. 또한, 컬러 분리(color separation) 또는 분산 아티팩트(break-up artifact)는, 위에서 설명된 것과 같이, 프로젝션 시스템의 이미지 품질을 떨어뜨린다. 그러므로, 개선된 해상도를 갖는, 컬러 분리 및/또는 분산 아티팩트를 감소시키기 위한 시스템이 필요하다.
본 발명은, 적어도 네 방향으로 선회(pivot) 가능한 이중축(bi-axial) 거울들의 어레이를 갖는 제어 가능한 반사 디바이스에 관한 것이다. 네 선회 방향 중의 세 선회 방향에 있는 이중축 거울들의 각각에서, 원색을 갖는 광 빔들의 각각에 대해 하나씩, 적어도 세 개의 원색을 갖는 광 빔이 향해지며, 단일 컬러를 갖는 빔은 반사되어 프로젝션 렌즈로 향해진다. 제 4 선회 방향에서는, 어떠한 컬러 빔도 프로젝션 렌즈로 향해지지 않으며 검은색이 프로젝션된다. 본 반사 디바이스는, 컬러 휠보다는, 발광 다이오드(LED) 또는 투광(flood) 빔 레이저 광원을 이용하는 시스템에 대해 유용하며, 그 이유는, 그러한 시스템은 반사 평면에 대해 편리한 각도에 위치할 수 있는 다수의 광원을 포함하기 때문이다.
마이크로-거울 어레이의 각각의 마이크로-거울은, 거울 어레이 지지부에 대한 제 2의 동일 평면상의 직교 비틀림 선회부에 의해 부착되는 요크(yoke)에 의한 비틀림 선회부를 통해 지지된다. 거울과 요크는, 모든 거울/요크 어셈블리에 의해 공유되는 거울 어레이 지지부 상의 공통 노드에 대해 전기적으로 전도성이다. 각각의 거울/요크 어셈블리 하에서, 거울 어레이 지지부는, 서로로부터 그리고 거울/요크 어셈블리로부터 전기적으로 절연된 네 개의 플레이트 영역을 갖는다. 거울 어레이 지지부에 통합된 구동기 스위치들로부터의 전기적 신호들에 응답하여, 쌍으로 구동되는, 이러한 플레이트 영역들은 공통 노드에 대해 전기장을 선택적으로 제공한다. 이러한 전기장은, 거울/요크 어셈블리가 원하는 반사 상태로 움직이는 것을 돕기 위해 거울과 요크를 끌어당긴다.
이제 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명이 설명될 것이다.
도 1은 기존의 디지털 광 펄스(DLP) 프로젝션 시스템의 개략도를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 한 예시적 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략도를 도시하는 도면.
도 3a 내지 도 3d는 네 선회 방향의 예시적 이중축 마이크로-거울을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 마이크로-거울의 한 실시예를 도시하는 도면.
도 5a 내지 도 5d는, 도 4에 도시된 마이크로-거울에 대한 네 선회 위치를 도시하는 도면.
본 발명은, 복수의 각도로부터 이미저에 접근하는 복수의 원색 빔들로부터 컬러가 선택되는 단일 마이크로-거울 이미저 디바이스를 통해 컬러를 생성하는 텔레비전 디스플레이와 같은, 컬러 프로젝션 시스템을 제공한다.
도 2는 본 발명의 한 예시적 실시예에 따른 프로젝션 시스템의 개략도이다. 적색, 청색 그리고 녹색 광 빔을 이미저(100)로 제공하기 위해, 세 개의 광 원색 광원(R, G, B)이 각각 위치된다. 이미저(100)로부터의 이미지는 프로젝션 렌즈(200)를 통해 스크린(300)으로 제공된다.
상기 이미저는, 마이크로 거울들(도시되지 않음)의 어레이를 포함하는, 디지털 마이크로-거울 디바이스(DMD: Digital Micro-Mirror Device)이다. 상기 어레이의 각각의 마이크로-거울은 이중축 마이크로 거울이다. 이중축 마이크로-거울(110)은, 광원들(R, G, B)로부터의 광이 프로젝션 렌즈(300)로 출력되도록, 도 3a 내지 도 3d에 도시된, 복수의 디지털 위치를 갖는다. 상기 거울의 적어도 하나의 디지털 위치는 암흑(darkness)을 반사시킨다. 도 3a 내지 도 3d는 각각 다양한 디지털 위치에 있는 예시적 마이크로-거울(110)을 도시하며, 암흑, 또는 적색, 녹색 또는 청색 중의 하나의 선택을 도시한다.
마이크로-거울(110)의 한 예시적 실시예가 도 4에 도시되어있다. 마이크로-거울(110)은, 어레이 지지부(150)에 부착된 요크(120)에 의해 연결된다. 거울 비틀림 선회부(125)는 마이크로-거울(110)을 요크(120)에 연결시키며, 요크 비틀림 선회부(135)는 요크(120)를 어레이 지지부(150)에 연결시킨다. 마이크로-거울(110)이 요크(120)의 상부 표면에 대한 법선에 대해 한 각도로 이동하도록, 마이크로-거 울(110)은 거울 비틀림 선회부(125) 상에서 선회한다. 한 예시에서, 마이크로-거울은, 요크(120)의 상부 표면에 대한 법선에 대해 +/- 12 도만큼 이동할 수 있다. 또한, 요크(120)는, 요크 비틀림 선회부(135)에 의해, 지지부(150)의 표면에 대한 법선에 대해 한 각도로 이동할 수 있다. 여기서 다시, 요크(120)는 지지부(150) 표면에 대한 법선에 대해 +/- 12도로 이동할 수 있다.
거울 선회부(125) 및 요크 선회부(135)는 서로 수직이며, 동일한 평면에 있다. 이는, 마이크로-거울(110)이 두 개의 축 상에서, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 네 개의 방향으로 이동하도록 한다.
거울 선회부(125)와 요크 선회부(135) 모두는 전기적으로 전도성인 비틀림 막대이다. 거울(110)과 요크(120)는 또한 전기적으로 전도성이며, 지지부(150) 상의 한 공통 노드에 연결된다. 지지부(150) 표면상의 네 개의 독립적인 전기적으로 전도성인 플레이트 영역(300, 400, 500, 600)은 마이크로 거울(110)의 네 모퉁이의 밑에 있다. 플레이트 영역(300, 400, 500, 600)은 인력 캐패시턴스 플레이트의 역할을 한다. 한 실시예에서, 플레이트 영역(300, 400, 500, 600)은 쌍으로 동작한다. 예컨대, 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 같이, 컬러(color) 또는 암흑을 선택하기 위해 거울(110)의 네 테두리 중의 하나가 지지부(150) 표면을 향해 선택적으로 끌어당겨지도록, 두 플레이트(300, 500)는 요크를 동작시키기 위한 것이고, 두 플레이트(400, 600)는 거울을 동작시키기 위한 것이다.
적색(R), 녹색(G), 그리고 청색(B)의 삼 원색의 빔들은 거울 편향 각도의 두 배인 각도들로부터 거울(110) 표면을 향한다. 도 3a 내지 도 3d에 도시된 것과 같 이 각각의 빔은 상이한 방향으로부터 입력된다. 한 실시예에서, 삼 원색의 각각의 빔들은 약 24도의 각도로 거울 표면을 향할 수도 있으며, 이 각도는 +/- 12도의 거울 편향 각도의 두 배이다.
도 5a 내지 5d를 참조하면, 컬러(color) 또는 암흑을 선택할 때, 전도성 플레이트 영역들(300, 400, 500, 600) 중의 두 영역은 거울/요크 구조에 연결된 공통 노드에 대해 중성(N)이고, 전도성 영역들(300, 400, 500, 600) 중의 두 영역은 거울(110) 및 요크(120)의 전위에 대해 활성(+)이다. 활성(+) 플레이트들은 요크(120)와 거울(110)을 끌어당긴다. 실제의 전압은 거울(110) 및 요크(120)에 대해 양의 값 또는 음의 값 중의 한 값일 수도 있다. 이것은 그러한 인력(attraction)을 제공하는 상기 전위차로부터의 장(field)이다. 전도성 플레이트 영역들(300, 400, 500, 600)과 거울(110) 및 요크(120) 사이에 큰 전기장을 전개할 수 있는 능력은 빠른 거울 위치 전환 속도를 제공한다.
거울과 요크 사이의 전하차는, 거울과 요크 사이의 전압에 비례하는 세기로, 거울과 요크 사이에 장을 생성한다. 이러한 장은 플레이트 영역들 사이의 거리를 최소화시키려 한다. 이중축 거울을 이동시키는 과정은 거울과, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 것과 같이 서로 나란한 제어 플레이트 쌍들 사이의 전압차를 수반한다. 2개의 축은 정사각형 거울 하에서 대각선이므로, 이는 네 개의 거울 테두리 중의 하나가 마운팅 표면(mounting surface)으로 가능한 한 가까이 이동하도록 한다. 제어 플레이트상의 N은, 거울에 대한 전압차가 없음을 의미한다. 인력을 촉진시키기 위한 전압 펄스가, 거울들 아래의 실리콘 내에 통합된 구동기를 통해, 제어 플레이트 에 인가될 수도 있다.
구동 신호가 없을 때, 거울 비틀림 선회부(125)와 요크 비틀림(135)은, 지지부(150) 표면에 평행한 중성 상태로 거울(110)을 되돌리는 복원력을 제공한다. 이미저 동작 도중에 비틀림 선회 복원은 중요한 요소는 아니다.
"아이 다트" 도중, 사람의 망막 상의 한 지점은, 초당 최대 800도까지 위치를 변경시킬 수 있다. 만일 융합을 일으킬 정도로 컬러 샘플링이 빠르지 않다면, 즉, 27도/샘플보다 작다면, 컬러 분리 다중 이미지들은 삼 원색으로 착색된 것으로 보일 것이다. 이러한 무지개 효과를 방지하는 것은, 컬러 융합이 공간적으로 발생하도록, 컬러 플래시가 매우 빠르거나 또는 상이한 컬러들이 공존하며 균일하게 분포될 것을 요구한다. 본 명세서에서 설명되는 마이크로-거울 어레이는 픽셀 수준에서 다수의 컬러를 선택할 수 있으며 컬러 휠에 비하여 컬러 플래싱 속도를 대단히 증가시킬 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 마이크로-거울 어레이는 또한 공간적으로 샘플링되는 디스플레이 상에 컬러를 제공할 수도 있다.
한 실시예에서, 예컨대 Smooth PictureTM 기술 다이아몬드 모양의 픽셀을 이용하여, 수직 시간 프레임은, 부드러운(smooth) 화상 이미지들의 각각에 대해 하나씩인, 두 개의 절반으로 분할된다. 각각의 절반 프레임 시간은 이때 하나 이상의 서브-프레임 주기들로 분할된다. 각각의 서브-프레임 주기는 최대 수의 최하위 플래시(LSFs: Least Signifiant Flashes)를 유지할 수 있다. 한 LSF는, 마이크로-거울의 기계적 능력 내에서 가장 빠른 플래시이다. 거울 플래시들에 의해 생성되는 밝기는 LSF들의 선형 합(linear sum)이다. 사람의 눈은 로그(log) 기반의 밝기 증가를 요구하며, 따라서 입력 신호는 감마(gamma) 보정된다.
한 이미지의 더 어두운 부분들은 더 미세한 스텝 크기(step size)를 요구한다. 컬러 선택 마이크로-거울은 컬러들을 전환시킬 수 있으며(즉, 검은색-컬러-검은색 또는 컬러 1-컬러 2-컬러 1) 단일 축 마이크로-거울의 LSF(검은색-광-검은색)와 유사한 속도로 LSF를 생성할 수 있다. 그러한 배열은, 주어진 색 온도의 백색을 생성하기 위해, 플래시들이, 광원의 컬러 피크(color peak)에 시간 맞춤 되도록(time customized) 허용한다. 한 실시예에서, 주어진 광원은, 61% 녹색, 31% 적색 그리고 8% 청색을 갖는 희망하는 백색을 생성할 수도 있으며, 따라서 어두운 회색(dark gray)은 8 개의 LSF 녹색 + 4 개의 LSF 적색 + 1 개의 LSF 청색일 수도 있다. 이것은 "백색 패킷(white packet)"이다. 마이크로-거울은 이러한 "백색 패킷" 컬러 전환 패턴을 반복하며, 점점 더 밝은 백색을 생성한다. 이러한 배열은, 흑백 이미지가 눈의 휘도 민감도를 만족시키기 위한 최대 컬러 전환 속도를 생성한다. 만일 픽셀이 착색된다면, 한 원색의 희망하는 강도가 도달됨에 따라서 백색 생성 시퀀스가 종료된다. 다른 두 원색은, 두 번째 원색에 대한 희망하는 강도가 도달될 때까지, 상기 두 컬러의 백색 패턴 비율로 지속된다. 마지막으로, 희망하는 강도가 만족될 때까지 세 번째 원색이 지속된다.
이러한 접근방법을 위해서는 많은 횟수의 거울 이동이 요구된다. 백색 비율을 유지시키면서 각각의 컬러 플래시를 늘임으로써 "백색 패킷" 시퀀스가 느려질 수 있으므로, 본 발명은 이러한 문제를 다룬다. 무지개를 회피하기 위해, 컬러 샘 플링 레이트는 초당 3000 샘플을 초과해야 한다. 예컨대, 5 μS의 LSF라면, 위의 실시예에서의 최소 "백색 패킷"은 65 μS이며, 이는 초당 15385개의 샘플을 제공한다. 각각의 백색 패킷 내의 컬러 샘플을 5배만큼 늘이는 것은, 최소 "백색 패킷"을, 거울 움직임 횟수의 오분의 일을 갖는 초당 3077개의 컬러 샘플로 감소시킨다.
정지 이미지들의 경우, 인접 원색 픽셀들이 망막 상에서 12도 보다 적게 분리되었을 때 컬러 융합이 발생한다. 이는 컬러 서브-픽셀 디스플레이를 위한 기초이다. 만일 인접 픽셀들이 동시에 동일한 컬러를 나타내지 않는다면 무지개 제거가 공간적으로 달성될 수 있다. 이러한 배열은, 아이 다트 무지개 없이, 더 느린 컬러 플래시 샘플링 속도를 허용한다. 예컨대, 만일 한 프레임 시간당 두 번씩, 상기 줄무늬들에 수직인 한 픽셀을 계단화하는 대신 RGB 줄무늬들이 플래시된다면, 각각의 픽셀은 올바르게 모든 삼 원색을 나타내고, 줄무늬들은 보이지 않을 것이며 컬러들은 융합될 것이다.
전술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 가능성들 중의 일부를 설명한다. 본 발명의 범위 및 사상 내에서 많은 수의 다른 실시예들이 가능하다. 그러므로, 전술한 내용은, 제한하는 것이라기 보다는 예시적인 것으로서 고려되도록 의도되었으며, 본 발명의 범위는, 첨부된 청구항들 및 상기 청구항들의 등가물들의 모든 범위에 의해 주어진다.
본 발명은 일반적으로 프로젝션(projection) 시스템에 이용 가능하며, 더욱 상세하게, 마이크로-디스플레이들을 포함하는 프로젝션 시스템을 위한 컬러 필터에 이용 가능하다.

Claims (10)

  1. 복수의 마이크로-거울을 갖는 프로젝션 시스템으로서,
    네 개 이상의 전도성 영역을 갖는, 플레이트;
    거울;
    상기 플레이트와 상기 거울 사이에 위치하는 요크(yoke); 그리고
    상기 거울이 네 개 이상의 방향으로 이동할 수 있도록 상기 요크를 상기 거울과 상기 플레이트에 연결시키는, 제 1 선회(pivot) 수단 및 제 2 선회 수단
    을 포함하며,
    네 개 이상의 전도성 영역은 쌍으로 동작하고, 네 개 이상의 전도성 영역 중 대각선에 위치한 한 쌍은 상기 거울을 동작시키고, 네 개 이상의 전도성 영역 중 대각선에 위치한 다른 쌍은 상기 요크를 동작시키는 프로젝션 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제 1 선회 수단은 상기 거울을 상기 요크에 연결시키는, 프로젝션 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 선회 수단은 상기 거울을 제 1 축을 중심으로 선회시키는, 프로젝션 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제 2 선회 수단은 상기 플레이트를 상기 요크에 연결시키는, 프로젝션 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 2 선회 수단은 상기 거울을, 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 선회시키는, 프로젝션 시스템.
  6. 마이크로-거울로서,
    네 개 이상의 전도성 영역(300, 400, 500, 600)을 갖는, 플레이트(150);
    거울 비틀림 선회부(125) 상에서 선회하는 거울(110); 및
    상기 플레이트와 상기 거울 사이에 위치하고, 요크 비틀림 선회부(135)에 의해 이동하는 요크(120)로서, 상기 요크 비틀림 선회부 및 거울 비틀림 선회부는 서로 수직이며, 동일한 평면에 있는, 요크(120)를
    포함하고, 상기 거울이 네 개 이상의 방향으로 움직일 수 있도록, 상기 요크 비틀림 선회부는 상기 요크를 상기 플레이트에 연결시키고, 상기 거울 비틀림 선회부는 상기 거울을 상기 요크에 연결시키고,
    상기 네 개 이상의 전도성 영역(300, 400, 500, 600)은 쌍으로 동작하고, 상기 네 개 이상의 전도성 영역(300, 400, 500, 600) 중 대각선에 위치한 한 쌍은 상기 거울을 동작시키고, 상기 네 개 이상의 전도성 영역(300, 400, 500, 600) 중 대각선에 위치한 다른 쌍은 상기 요크를 동작시키는 마이크로 거울.
  7. 제6항에 있어서, 상기 거울은 상기 요크의 상부 표면에 대해 이동하는, 마이크로-거울.
  8. 제7항에 있어서, 상기 거울은 제 1 축을 중심으로 선회하는, 마이크로-거울.
  9. 제8항에 있어서, 상기 요크는 상기 플레이트의 표면에 대해 이동하는, 마이크로-거울.
  10. 제9항에 있어서, 상기 요크 비틀림 선회부는 상기 거울을, 상기 제 1 축에 수직인 제 2 축을 중심으로 선회시키는, 마이크로-거울.
KR1020097020977A 2007-04-12 2007-04-12 이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저 KR101291624B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2007/009140 WO2008127238A1 (en) 2007-04-12 2007-04-12 Biaxial mirror color selecting micro mirror imager

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100015427A KR20100015427A (ko) 2010-02-12
KR101291624B1 true KR101291624B1 (ko) 2013-08-01

Family

ID=38720319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097020977A KR101291624B1 (ko) 2007-04-12 2007-04-12 이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100103499A1 (ko)
EP (1) EP2140300A1 (ko)
JP (1) JP5103518B2 (ko)
KR (1) KR101291624B1 (ko)
CN (1) CN101652697B (ko)
WO (1) WO2008127238A1 (ko)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015194454A1 (ja) * 2014-06-20 2015-12-23 コニカミノルタ株式会社 画像投影用光学ユニット及びプロジェクター
JP6424899B2 (ja) * 2014-12-18 2018-11-21 コニカミノルタ株式会社 光学ユニット及びそれを備えたプロジェクター
WO2016098859A1 (ja) * 2014-12-18 2016-06-23 コニカミノルタ株式会社 光学ユニット及びそれを備えたプロジェクター
JP6424898B2 (ja) * 2014-12-18 2018-11-21 コニカミノルタ株式会社 光学ユニット及びそれを備えたプロジェクター
JP6669158B2 (ja) * 2015-03-04 2020-03-18 コニカミノルタ株式会社 光学ユニット及びそれを備えたプロジェクター
CN106526785B (zh) * 2016-12-27 2017-09-12 西安交通大学 偏转轴相交于反射镜表面的低高度双轴偏转装置及方法
CN110398880B (zh) * 2018-04-24 2021-09-28 台湾积体电路制造股份有限公司 曝光设备及曝光方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020070590A (ko) * 2001-03-02 2002-09-10 삼성전자 주식회사 마이크로미러 디바이스 및 이를 채용한 프로젝터

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19712201A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Bodenseewerk Geraetetech Mikromechanische Spiegel-Anordnung
US6198180B1 (en) * 1999-06-30 2001-03-06 Sandia Corporation Micromechanisms with floating pivot
US6567574B1 (en) * 2000-10-06 2003-05-20 Omm, Inc. Modular three-dimensional optical switch
KR100413799B1 (ko) * 2001-10-09 2004-01-03 삼성전자주식회사 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터
US6900915B2 (en) * 2001-11-14 2005-05-31 Ricoh Company, Ltd. Light deflecting method and apparatus efficiently using a floating mirror
CA2502298A1 (en) * 2002-10-11 2004-04-22 Exajoule Llc Micromirror systems
US6825968B2 (en) * 2002-10-11 2004-11-30 Exajoule, Llc Micromirror systems with electrodes configured for sequential mirror attraction
US7224508B2 (en) * 2004-09-13 2007-05-29 Space Photonics, Inc. MEMS-based optical communications beam steering apparatus
JP2006323358A (ja) * 2005-04-20 2006-11-30 Ricoh Co Ltd 光偏向装置、光偏向アレー、光学システム、画像投影表示装置および画像形成装置
JP4484778B2 (ja) * 2005-07-08 2010-06-16 富士フイルム株式会社 微小薄膜可動素子および微小薄膜可動素子アレイ並びに微小薄膜可動素子の駆動方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020070590A (ko) * 2001-03-02 2002-09-10 삼성전자 주식회사 마이크로미러 디바이스 및 이를 채용한 프로젝터

Also Published As

Publication number Publication date
US20100103499A1 (en) 2010-04-29
WO2008127238A1 (en) 2008-10-23
JP5103518B2 (ja) 2012-12-19
EP2140300A1 (en) 2010-01-06
CN101652697A (zh) 2010-02-17
CN101652697B (zh) 2012-12-12
KR20100015427A (ko) 2010-02-12
JP2010526323A (ja) 2010-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6999224B2 (en) Micromirror modulation method and digital apparatus with improved grayscale
JP4111074B2 (ja) プロジェクタ
EP1220538B1 (en) Optical engine for front or rear screen SLM display systems
KR101136674B1 (ko) 픽셀 시프트 색 투사 시스템
KR101291624B1 (ko) 이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저
US20080158263A1 (en) System and method for increasing bit-depth in a display system
US20030043468A1 (en) Projection apparatus
JP2010271443A (ja) プロジェクタ及び映像表示方法
KR101373688B1 (ko) 이중축 거울 컬러 선택 마이크로 거울 이미저
US6020940A (en) Liquid crystal projector and method of driving the projector
US6650460B2 (en) Projection type display apparatus
US7517096B2 (en) Projection display system with micro-mirror light modulator
US10462434B2 (en) Projection device and projection method
US20090290128A1 (en) Tiled color filter for a projection system
CN1868217A (zh) 像素偏移彩色投影系统
KR20050042156A (ko) 개선된 모션 양상을 갖는 펄스 폭 변조된 디스플레이
US7090353B1 (en) System and method for improved digital projection
Kikuchi et al. High‐pixel‐rate grating‐light‐valve laser projector
WO2005048237A1 (en) Sequential display technique that displays the color green second

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee