KR19990055243A - 투사형 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

하나의 AMA 패널을 사용하여 광 손실 없이 컬러 화상을 표시할 수 있는 투사형 화상 표시 장치 장치는, 광원, 프로젝션 렌즈, AMA 패널, 색 분리 수단, 그리고 상기 색 분리 수단과 AMA 패널의 사이에 위치하고, 하나의 렌즈 요소가 상기 AMA 패널의 세 개의 화소들에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소를 통해 대응되는 AMA 패널의 화소에 광선을 포커싱하기 위한 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 하나의 AMA 패널과 세 개의 색 분리 수단을 통해 광 손실 없이 모든 컬러 화상을 표시할 수 있다.

Description

투사형 화상 표시 장치

본 발명은 투사형 화상 표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화상을 스크린 상에 투영하는데 사용되는 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Array ; AMA) 패널을 포함하는 투사형 화상 표시 장치에 있어서, 하나의 AMA 패널을 사용하여 광 손실 없이 컬러 화상을 표시할 수 있는 투사형 화상 표시 장치에 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 ; LCD), 디포머블 미러 디바이스(Deformable Mirror Device ; DMD), 및 액츄에이티드 미러 어레이(AMA)를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2 개의 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 광효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광효율은 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 광효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생한다. 또한, 매우 복잡하고 값비싼 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다.

AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿(slit)이나 핀홀(pinhole)과 같은 개구(aperture)를 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서, 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD에 비해 높은 광효율(10% 이상의 광효율)을 얻을 수 있다. 또한, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트(contrast)가 향상되어 보다 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.

AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O₃) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한, PMN(Pb(Mg, Nb)O₃) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 구성할 수도 있다.

이러한 AMA는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 벌크형 AMA는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 AMA는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 AMA는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형층의 응답이 느리다는 단점이 있다. 이에 따라, 최근에는 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 AMA가 개발되었다. 예를 들면, 본 출원인이 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허 출원 제95-13353호(발명의 명칭 : 광로 조절 장치의 제조 방법)에 이러한 박막형 AMA가 개시되어 있다.

박막형 AMA는 현미경적인 미러들과 관련하여 박막 압전 액츄에이터(thin film piezoelectric actuators)를 이용하는 반사형 광 변조기로서, 단판식으로 이루어진 미러의 300,000 개 이상의 화소(pixel)에 결쳐서 대규모 집적의 균등도를 갖도록 개발되어 왔다. 이러한 박막형 AMA는 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 신호가 인가되는 액티브 매트릭스 및 인가된 신호 전압에 의해 작동되는 미러를 포함한다.

도 1은 단판식 박막형 AMA를 이용하여 순차적으로 적색, 녹색 및 청색의 광선들을 스크린 상에 투사하여 상기 색 광선(colored light)에 대응되는 컬러 화상을 표시할 수 있는 종래의 투사형 화상 표시 장치를 도시한다.

스크린 상에 컬러 화상을 표시하기 위해서는 적색, 녹색 및 청색의 세 개의 광선들이 AMA와 같은 공간 광 변조기에 의해 변조되어야 하는데, 특히 단판식의 광 변조기를 이용하는 투사 시스템에서는 이러한 광 변조기에 순차적으로 적색, 녹색 및 청색광들을 조사시키기 위한 수단을 필요로 한다.

도 1을 참조하면, 종래의 투사형 화상 표시 장치(10)는 광선을 방출하기 위한 170W 내지 250W의 금속 할로겐 램프(metal halide lamp)(11), 램프(11)로부터 방출된 광선을 평행광으로 만들기 위한 소오스 렌즈(12), 컬러 휠(color wheel)(15), 광선을 통과시키기 위한 개구(aperture)를 갖고 화상을 형성하는 광선의 양을 결정하는 소오스 스톱(13), 소오스 스톱(13)을 통과한 광선의 경로를 1차적으로 변경시키기 위한 소오스 미러(14), 소오스 스톱(13)의 이미지를 프로젝션 스톱(20)에 1：1로 대응시키기 위한 필드 렌즈(16), 다수의 미러를 구비하며 필드 렌즈(16)로부터 조사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 AMA 패널(18), 광선을 통과시키기 위한 개구를 가지며 상기 변조된 광선의 플럭스를 집중시키기 위한 프로젝션 스톱(20), 그리고 상기 프로젝션 스톱(20)을 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(22)를 포함한다.

도 2는 컬러 휠(15)의 확대도이다. 도시된 바와 같이, 컬러 휠(15)은 적색, 녹색 및 청색 투과 필터들(transmission filters)의 일련의 색 단편들로 구성되며 모터와 같은 구동 장치에 의해 그 축에 대해 회전하면서 백색광의 컬러를 변화시킨다.

상기한 구조를 갖는 종래의 단판식 투사형 화상 표시 장치(10)의 동작 원리를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

램프(11)로부터 방출되는 광선이 소오스 렌즈(12)에 의해 평행광으로 집광된 후, 컬러 휠(15)을 향해 포커싱된다. 상기 컬러 휠(15)은 그것의 컬러 단편들이 순차적으로 백색광을 차단하도록 그 축에 대해 회전한다. 이에 따라, 백색광이 컬러 휠(15)을 통과한 후에는 적색, 녹색 및 청색의 색 광선들로 순차적으로 변하게 되며, 이러한 색 광선들은 소오스 스톱(13)의 개구를 통과하여 소오스 미러(14)로 조사되어 그 광로가 1차적으로 변경된 후 필드 렌즈(16)로 입사된다. 필드 렌즈(16)를 순차적으로 통과한 적색, 녹색 및 청색 광선은 평행광으로 AMA 패널(18)에 순차적으로 조사된다. 상기 AMA 패널(18)의 미러는 그 아래에 구비된 액츄에이터에 인가된 신호에 따라 상기 광선들을 변조시킨다. 그 결과, 상기 AMA 패널(18)의 미러로부터 반사된 적색, 녹색 및 청색 광선은 필드 렌즈(16)에 집광된 후 프로젝션 스톱(20) 상에 조사된다.

프로젝션 스톱(20)의 개구를 통과한 색 광선은 프로젝션 렌즈(22)에 의해 스크린 상에 투사됨으로써 그에 대응되는 컬러 화상을 표시한다. 예를 들어, 적색 광선이 상기 AMA 패널(18)에 조사되면, 이때 AMA 패널(18)은 적색에 상응하는 화상을 형성시켜 스크린 상에 투사한다. 그리고, 순차적으로 녹색 광선에 의한 녹색 화상, 및 청색 광선에 의한 청색 화상이 스크린 상에 표시된다. 그러나, 육안으로는 적색, 녹색 및 청색 각각의 단색 화상들이 합쳐져서 모든 색상(full color)으로 인식된다.

상술한 종래의 단판식 투사형 화상 표시 장치에 의하면, 컬러 휠을 사용하여 백색광을 적색, 녹색 및 청색광으로 순차적으로 변화시킨다. 상기 컬러 휠은 각각 1/3의 면적을 차지하고 있는 3 개의 색 단편들(즉, 적색, 녹색 및 청색 단편들)이 순차적으로 백색광을 차단하도록 그 축에 대해 회전하고 있으므로, 램프로부터 방사되는 전체 백색광의 2/3가 항상 손실된다. 따라서, 약 70% 정도의 광 손실이 발생하여 화면의 밝기(즉, 휘도)가 감소된다.

본 발명의 목적은 AMA 패널을 포함하는 투사형 화상 표시 장치에 있어서, 하나의 AMA 패널을 사용하여 광 손실 없이 컬러 화상을 표시할 수 있는 투사형 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 투사형 화상 표시 장치를 도시한 개략도이다.

도 2는 도 1에 사용되는 컬러 휠의 확대도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 투사형 화상 표시 장치를 도시한 개략도이다.

도 4는 도 3의 'A' 부분의 확대도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 투사형 화상 표시 장치를 도시한 개략도이다.

도 6은 도 5의 'B' 부분의 확대도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 투사형 화상 표시 장치 111 : 램프

112 : 소오스 렌즈 113 : 소오스 스톱

114 : 소오스 미러 116 : 필드 렌즈

118 : AMA 패널 120 : 프로젝션 스톱

122 : 프로젝션 렌즈 124, 125, 126 : 색 분리 수단

130 : 마이크로렌즈 어레이 140 : 마이크로 필드렌즈 어레이

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광선을 발생하기 위한 광원; 화상을 스크린 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈; 광선을 반사시키기 위한 미러의 화소들로 구성되며, 각 미러가 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형되는 AMA 패널; 상기 광원으로부터 발생된 광선을 적색, 녹색 및 청색의 광선으로 분리하여 상기 AMA 패널로 조사하기 위한 색 분리 수단; 그리고 상기 색 분리 수단과 AMA 패널의 사이에 위치하고, 하나의 렌즈 요소가 상기 AMA 패널의 세 개의 화소들에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소를 통해 대응되는 AMA 패널의 화소에 광선을 포커싱하기 위한 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 투사형 화상 표시 장치를 제공한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 투사형 화상 표시 장치에 의하면, 다이크로익 필터와 같은 색 분리 수단에 의해 얻어진 적색, 녹색 및 청색 광선을 마이크로렌즈 어레이를 통해 AMA 패널에 조사한다. 상기 마이크로렌즈 어레이는 하나의 렌즈 요소가 AMA 패널의 세 개의 화소들에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지므로, 마이크로렌즈 어레이의 하나의 렌즈 요소에 입사되는 적색, 녹색 및 청색 광선은 서로 다른 각도로 AMA 패널의 대응되는 세 개의 화소에 조사된다. 따라서, 하나의 AMA 패널을 이용하여 모든 컬러 화상을 표시할 수 있으며, 세 개의 다이크로익 필터를 통해 적색, 녹색 및 청색 광선을 분리 및 합성하므로 종래의 컬러 휠을 사용하는 단판식 투사형 화상 표시 장치에 비해 광 손실을 줄여 화면의 밝기를 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 단판식 박막형 AMA 패널을 포함하는 투사형 화상 표시 장치를 도시한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 투사형 화상 표시 장치(100)는, 광선을 방출하기 위한 광원(111), 소오스 렌즈(112), 소오스 스톱(113), 소오스 미러(114), 필드 렌즈(116), AMA 패널(118), 프로젝션 스톱(120), 프로젝션 렌즈(122), 색 분리 수단(124, 125, 126), 그리고 마이크로렌즈 어레이(130)를 포함한다.

광선을 방출하기 위한 상기 광원(111)은, 바람직하게는, 170W 내지 250W의 할로겐 금속 램프로서 스펙트럼에서 장파장의 적외선(LWIR) 내지 자외선(UV)을 방출한다.

소오스 렌즈(112)는 상기 램프(111)로부터 방출되는 광선을 집광시키는 역할을 한다. 소오스 스톱(113)은 광학적으로 불투명한 부재이며, 광선을 통과시키도록 형성된 개구를 갖는다. 상기 소오스 스톱(113)은 화상을 형성하는 광선의 양을 결정한다. 소오스 미러(114)는 소오스 스톱(113)을 통과한 광선을 반사하여 그 광로를 색 분리 수단(124, 125, 126)으로 향하도록 변경시키는 역할을 한다.

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

세 개의 색 분리 수단(124, 125, 126)은, 바람직하게는 다이크로익 필터(dichroic filter)들이다. 다이크로익 필터는 빛을 파장에 따라 선택적으로 통과시키는 광 필터로서, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 제1 다이크로익 필터(124)는 청색광(B)을 반사시키고 녹색광(G) 및 적색광(R)을 투과시키며, 제2 다이크로익 필터(125)는 녹색광(G)을 반사시키고 청색광(B) 및 적색광(R)을 투과시키며, 제3 다이크로익 필터(126)는 적색광(R)을 반사시키고 청색광(B) 및 녹색광(G)을 투과시킨다.

AMA 패널(118)은 조사된 광선을 반사시키기 위한 미러의 화소들로 구성되며, 각각의 미러는 그 하부에 형성된 액츄에이터에 인가되는 신호에 따라 광선의 세기를 변조한다. 즉, 각각의 미러는 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중에서 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형된다.

마이크로렌즈 어레이(130)는 상기 색 분리 수단(124, 125, 126)과 AMA 패널(118)의 사이에 위치한다. 상기 마이크로렌즈 어레이(130)는 하나의 렌즈 요소(132)가 상기 AMA 패널(118)의 세 개의 화소들(119a, 119b, 119c)에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소(132)를 통해 AMA 패널(118)의 대응되는 화소에 광선을 포커싱하는 역할을 한다.

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 패널(118)의 각 미러로부터 반사된 광선의 세기를 제어한다.

프로젝션 렌즈(122)는 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한 광선을 스크린(도시되지 않음) 상에 투사하는 역할을 한다.

이하, 상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 투사형 화상 표시 장치(100)의 작동 원리를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 도 3의 'A' 부분을 확대하여 도시한 것으로, 마이크로렌즈 어레이(130)와 AMA 패널(118)에서 광선의 전파 경로를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 할로겐 금속 램프(111)로부터 방출되는 광선이 소오스 렌즈(112)에 의해 집광된 후, 소오스 스톱(113)의 개구를 통과하여 소오스 미러(114)로 조사된다. 상기 소오스 미러(114) 상에 조사된 광선은 전량이 반사되어 필드 렌즈(116)로 입사된 후, 평행광으로 제1 다이크로익 필터(124) 상에 조사된다.

제1 다이크로익 필터(124)는 청색광(B)을 반사시키고 녹색광(G)과 적색광(R)을 투과시킨다. 상기 청색광(B)은 마이크로렌즈 어레이(130)로 전달되며, 상기 제1 다이크로익 필터(124)를 투과한 녹색광(G)과 적색광(R)은 제2 다이크로익 필터(125)에 입사된다. 제2 다이크로익 필터(125)는 녹색광(G)을 반사시키고 청색광(B) 및 적색광(R)을 투과시키므로, 상기 녹색광(G)은 마이크로렌즈 어레이(130)로 전달되고 적색광(R)은 제3 다이크로익 필터(126)로 조사된다. 제3 다이크로익 필터(126)는 적색광(R)을 반사시키고 청색광(B) 및 녹색광(G)을 투과시키므로, 상기 적색광(R)은 마이크로렌즈 어레이(130)로 전달된다.

이와 같이 세 개의 다이크로익 필터(124, 125, 126)를 통해 얻어진 청색광(B), 녹색광(G) 및 적색광(R)은 마이크로렌즈 어레이(130)를 통해 AMA 패널(118)로 입사된다. 상기 마이크로렌즈 어레이(130)는 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 렌즈 요소(132)가 AMA 패널(118)의 세 개의 화소들(119a, 119b, 119c)에 대응되도록 형성된다. 따라서, 마이크로렌즈 어레이(130)의 하나의 렌즈 요소(132)에 입사되어진 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)은 서로 다른 각도로 AMA 패널(118)로 전파되어, 적색광은 AMA 패널의 R-화소(122a)에 포커싱되고, 녹색광(G)은 G-화소(122b)에 포커싱되며, 청색광(B)은 B-화소(122c)에 포커싱된다.

상기 AMA 패널(118)의 각 화소의 미러는 그 아래에 구비된 액츄에이터에 인가된 신호에 따라서 광선을 변조한다. 만일, 특정 액츄에이터에 오프(OFF) 전압, 즉 제로(0)의 전압이 인가되면, 상기 액츄에이터에 대응되는 미러가 틸팅되지 않으며 상기 미러에 조사되는 적색광, 녹색광 또는 청색광은 프로젝션 스톱(120)을 통과하지 못하게 된다. 그러나, 특정 액츄에이터에 온(ON) 전압이 인가되면, 상기 액츄에이터에 대응되는 미러가 틸팅되고 상기 미러에 조사되는 적색광, 녹색광 또는 청색광은 그 세기가 변조되어 상기 제1 다이크로익 필터(124), 제2 다이크로익 필터(125) 및 제3 다이크로익 필터(126) 및 필드 렌즈(116)를 거쳐 프로젝션 스톱(120)으로 향한다. 상기 프로젝션 스톱(120)의 개구를 통과한 적색광, 녹색광 또는 청색광은 프로젝션 렌즈(122)에 의해 스크린 상에 투사되어 그에 대응되는 컬러 화상을 표시한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 단판식 박막형 AMA 패널을 포함하는 투사형 화상 표시 장치를 도시한 개략도이고, 도 6은 'B' 부분의 확대도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 투사형 화상 표시 장치(100)는, 광선을 방출하기 위한 광원(111), 소오스 렌즈(112), 소오스 스톱(113), 소오스 미러(114), 필드 렌즈(116), AMA 패널(118), 프로젝션 스톱(120), 프로젝션 렌즈(122), 색 분리 수단(124, 125, 126), 마이크로렌즈 어레이(130), 그리고 마이크로 필드렌즈 어레이(140)를 포함한다.

마이크로 필드렌즈 어레이(140)는 마이크로렌즈 어레이(130)와 AMA 패널(118)의 사이에 위치한다. 상기 마이크로 필드렌즈 어레이(140)는 마이크로렌즈 어레이(130)의 렌즈 요소(132)들 간의 피치와 동일한 피치로 배열되는 다중 렌즈 요소(142)들로 이루어진다. 즉, 마이크로 필드렌즈 어레이(140)는 하나의 렌즈 요소(142)가 AMA 패널(118)의 세 개의 화소들(119a, 119b, 119c)에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소(142)를 통해 AMA 패널(118)의 대응되는 화소에 조사되는 적색광(R), 녹색광(G) 및 청색광(B)의 각도를 조절하는 역할을 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상 표시 장치에 의하면, 다이크로익 필터와 같은 색 분리 수단에 의해 얻어진 적색, 녹색 및 청색 광선을 마이크로렌즈 어레이를 통해 AMA 패널에 조사한다. 상기 마이크로렌즈 어레이는 하나의 렌즈 요소가 AMA 패널의 세 개의 화소들에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지므로, 마이크로렌즈 어레이의 하나의 렌즈 요소에 입사되는 적색, 녹색 및 청색 광선은 서로 다른 각도로 AMA 패널의 대응되는 세 개의 화소에 조사된다. 따라서, 하나의 AMA 패널을 이용하여 모든 컬러 화상을 표시할 수 있으며, 세 개의 다이크로익 필터를 통해 적색, 녹색 및 청색 광선을 분리 및 합성하므로 종래의 컬러 휠을 사용하는 단판식 투사형 화상 표시 장치에 비해 광 손실을 줄여 화면의 밝기를 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 (4)

1. 광선을 발생하기 위한 광원(111);

   화상을 스크린 상에 투사하기 위한 프로젝션 렌즈(122);

   광선을 반사시키기 위한 미러의 화소들로 구성되며, 각 미러가 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형되는 액츄에이티드 미러 어레이(AMA) 패널(118);

   상기 광원(111)으로부터 발생된 광선을 적색, 녹색 및 청색의 광선으로 분리하여 상기 AMA 패널(118)로 조사하기 위한 세 개의 색 분리 수단(124, 125, 126); 그리고

   상기 색 분리 수단(124, 125, 126)과 상기 AMA 패널(118)의 사이에 위치하고, 하나의 렌즈 요소(132)가 상기 AMA 패널(118)의 세 개의 화소들(119a, 119b, 119c)에 대응되는 다중 렌즈 요소들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소를 통해 대응되는 상기 AMA 패널(118)의 화소에 광선을 포커싱하기 위한 마이크로렌즈 어레이(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 색 분리 수단(124, 125, 126)은 세 개의 다이크로익 필터인 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 광원(111)으로부터 발생된 광선을 평행광으로 만들어 상기 색 분리 수단(124, 125, 126)에 조사하기 위한 필드 렌즈(118)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 어레이(130)와 상기 AMA 패널(118)의 사이에 위치하며, 상기 마이크로렌즈 어레이(130)의 렌즈 요소들 간의 피치와 동일한 피치로 배열되는 다중 렌즈 요소(142)들로 이루어지며, 각각의 렌즈 요소를 통해 대응되는 상기 AMA 패널(118)의 화소에 조사되는 광선의 각도를 조절하기 위한 마이크로 필드렌즈 어레이(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상 표시 장치.