KR20010105785A - Reflection type projector using micro-mirror device - Google Patents

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KR20010105785A KR1020000026709A KR20000026709A KR20010105785A KR 20010105785 A KR20010105785 A KR 20010105785A KR 1020000026709 A KR1020000026709 A KR 1020000026709A KR 20000026709 A KR20000026709 A KR 20000026709A KR 20010105785 A KR20010105785 A KR 20010105785A
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Abstract

Known drives comprise brush holders arranged on a printed circuit board, and an armature with a collector which needs to be threaded or adjusted accordingly during assembly. According to the invention, a brush holder (26) mounted as a component on a printed circuit board (30) is inserted into a recess (23) of a gear housing (10) of the drive (1) and an already assembled armature (14) can be slipped in the radial direction over a collector (18). The disclosed drive is suitable, in particular, for adjusting a vehicle sliding roof.

Description

마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터{Reflection type projector using micro-mirror device}Reflection type projector using micro-mirror device

본 발명은 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터에 관한 것으로서, 상세하게는 비축 오목반사경을 이용하여 마이크로미러 가동장치의 윈도우 표면에서 반사된 표면 반사광의 영향을 줄일 수 있도록 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a reflective projector employing a micromirror moving device, and in particular, employing a micromirror moving device so as to reduce the influence of the reflected light reflected from the window surface of the micromirror moving device using a non-axis concave reflector. It relates to a reflective projector.

일반적으로 마이크로미러 가동장치를 이용한 반사형 프로젝터는 화면을 구성하는 각 화소에 대응되게 구비된 복수의 마이크로미러을 독립적으로 가동시킴으로써, 각 마이크로미러에서 반사광의 경로를 다르게 하여 화상을 형성한다.In general, a reflective projector using a micromirror moving device independently operates a plurality of micromirrors provided corresponding to each pixel constituting a screen, thereby forming an image by changing a path of reflected light in each micromirror.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로미러 가동장치를 이용한 반사형 프로젝터는 광을 조사하는 광원(10)과, 칼라화상을 구현할 수 있도록 칼라를 선택하는 칼라선택수단(20)과, 균일광이 출사되도록 하는 글래스로드(30)와, 입사광을 집속 발산시키는 렌즈요소(40)와, 광의 진행경로를 변환하는 광로변환수단(50)과, 화상을 형성하는 마이크로미러 가동장치(60) 및, 입사된 광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(70)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a reflection type projector using a conventional micromirror movable apparatus includes a light source 10 for irradiating light, a color selecting means 20 for selecting a color to implement a color image, and uniform light emitted. A glass rod 30 to be configured, a lens element 40 to focus and diverge incident light, an optical path converting means 50 to convert a traveling path of the light, a micromirror movable device 60 to form an image, and And a projection lens unit 70 for magnifying and projecting light.

상기 광로변환수단(50)은 임계각 보다 작은 각으로 입사된 광은 반사시키고, 임계각 보다 큰 각으로 입사된 광은 투과시킴으로써 광의 경로를 변환하는 광분리프리즘(51)과, 분리된 광의 경로를 보상하는 보상프리즘(55)을 구비한다.The optical path changing means 50 compensates the optical separation prism 51 for converting the path of the light by reflecting the light incident at an angle smaller than the critical angle and transmitting the light incident at the angle larger than the critical angle, and the path of the separated light. Compensation prism 55 is provided.

상기 광분리프리즘(51)은 상기 광원(10)에서 조사된 광이 입사되는 입사면(51a)과, 입사면(51a)에 대해 경사지게 배치된 임계면(51b)와, 상기 마이크로미러 가동장치(60)와 대향되며 상기 임계면(51b)에서 반사되어 입사된 광과 상기 마이크로미러 가동장치(60)에서 반사된 광을 투과시키는 입출사면(51c)를 가진다.여기서, 상기 임계면(51b)은 상기 입사면(51a)을 통해 임계각 이상의 각으로 입사된 광은 상기 입출사면(51c) 쪽으로 반사시키고, 상기 마이크로미러 가동장치(60) 쪽에서 임계각 미만의 각으로 입사된 광은 투과시킨다. 상기 보상프리즘(55)은 상기 광분리프리즘(51)의 임계면(51b)에 일면이 마주하게 배치되어, 투사렌즈유니트(70)로 향하는 광의 경로를 보상한다.The light splitting prism 51 includes an incident surface 51a on which light emitted from the light source 10 is incident, a critical surface 51b disposed to be inclined with respect to the incident surface 51a, and the micromirror movable apparatus 60. ) And an entrance and exit surface 51c which transmits the light reflected by the critical plane 51b and transmitted by the micromirror movable device 60. Here, the critical plane 51b is the entrance plane. Light incident at an angle greater than or equal to the critical angle through 51a is reflected toward the entrance and exit surface 51c, and light incident at an angle less than or equal to the critical angle from the micromirror movable device 60 is transmitted. The compensation prism 55 is disposed to face one surface of the critical surface 51b of the optical separation prism 51 to compensate for the path of light toward the projection lens unit 70.

상기 마이크로미러 가동장치(60)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각 화소에 대응되게 기판(61)에 설치된 복수의 가동미러(61)와, 이 가동미러(61)를 회동가능하게 지지하는 포스트(63)와, 상기 가동미러(61)를 보호하는 윈도우(65)를 포함하여 구성된다. 상기 가동미러(61)는 상기 기판(61)에 형성된 전극과의 상호 정전인력에 의해 왕복 회전 구동된다.As shown in FIGS. 2 and 3, the micromirror movable device 60 includes a plurality of movable mirrors 61 provided on the substrate 61 so as to correspond to each pixel, and the movable mirrors 61 are rotatable. The post 63 supports and the window 65 which protects the said movable mirror 61 is comprised. The movable mirror 61 is reciprocally driven by mutual electrostatic attraction with an electrode formed on the substrate 61.

따라서, 상기 가동미러(61)는 각 화소에 대응되는 전극의 구동여부 즉, 온 상태(on-state) 또는 오프 상태(off-state) 여부에 따라 반사면의 각이 선택된다. 그러므로, 온 상태(on-state)인 경우의 반사광인 유용반사광 만이 상기 투사렌즈유니트(70)로 향하도록 하고, 오프 상태(off-state)인 경우의 반사광이 상기 투사렌즈유니트(70)를 벗어나 진행하는 무용반사광이 되도록 하여 화상을 형성한다.Accordingly, the movable mirror 61 selects the angle of the reflecting surface according to whether the electrode corresponding to each pixel is driven, that is, whether it is on-state or off-state. Therefore, only the useful reflection light, which is the reflected light in the on-state, is directed to the projection lens unit 70, and the reflected light in the off-state is out of the projection lens unit 70. An image is formed by making the dancing reflecting light proceed.

한편, 상기 마이크로미러 가동장치(60)는 상기 가동미러(61) 뿐만 아니라, 윈도우(65)의 표면에서도 입사광을 반사시킨다. 가동미러(61)를 제외한 부분에서 반사되는 광을 표면반사광이라 한다.On the other hand, the micromirror movable device 60 reflects incident light not only on the movable mirror 61 but also on the surface of the window 65. The light reflected from the portions except the movable mirror 61 is called surface reflection light.

도 1을 살펴보면, 종래의 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터는 상기 마이크로미러 가동장치(60)에서 반사된 유용반사광과 표면반사광 모두가상기 광분리프리즘(51)의 임계면(51b)을 투과하여 진행하고, 표면반사광의 일부가 상기 투사렌즈유니트(70)에 투과한 후, 유용반사광과 함께 스크린으로 향하도록 되어 있다. 이에 따라, 스크린에 형성되는 화상의 콘트라스트가 크게 저하되는 문제점이 있다.Referring to FIG. 1, the reflective projector employing the conventional micromirror movable device transmits the useful reflecting light and the surface reflective light reflected by the micromirror movable device 60 to the critical plane 51b of the optical separation prism 51. And a part of the surface reflection light passes through the projection lens unit 70, and then is directed toward the screen together with the useful reflection light. Accordingly, there is a problem that the contrast of the image formed on the screen is greatly reduced.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 마이크로미러 가동장치의 윈도우 표면에서 반사된 표면 반사광이 스크린으로 향하지 않도록 광분리 구조가 개선된 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터를 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and has a reflection type projector that employs a micromirror moving device having an improved optical separation structure such that the reflected light reflected from the window surface of the micromirror moving device is not directed to the screen. The purpose is to provide.

도 1은 종래의 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면.1 is a schematic view showing an optical arrangement of a reflective projector employing a conventional micromirror movable device.

도 2는 마이크로미러 가동장치를 개략적으로 보인 부분 단면도.2 is a partial cross-sectional view schematically showing the micromirror actuator.

도 3은 마이크로미러 가동장치를 개략적으로 보인 부분 사시도.3 is a partial perspective view schematically showing the micromirror movable device.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터의 광학적 배치를 개략적으로 보인 도면.4 is a schematic view showing an optical arrangement of a reflective projector employing a micromirror movable apparatus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110...광원 111...램프110.Light 111.Lamp

113...반사경 120...칼라선택수단113 Reflector 120 Color selection means

121...구동원 125...칼라휠121 Driving source 125 Color wheel

140...파리눈렌즈 유니트 150...비축 오목반사경140 ... fly-eye lens unit 150 ... stock concave mirror

160...마이크로미러 가동장치 170...투사렌즈유니트160 ... micromirror actuator 170 ... projection lens unit

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터는, 광을 생성 조사하는 광원과; 상기 광원에서 조사된 광을 복수의 영역으로 구획하여 집속발산시키고 이를 재차 집속시켜 구획된 입사광을 혼합시킴으로써 균일광이 되도록 하는 파리눈렌즈(Fly-eye lens) 유니트와; 상기 파리눈렌즈 유니트를 투과한 광의 광축에 대해 경사지게 배치되어, 입사광을 입사광축에 대해 소정 각도 벗어난 방향으로 집속 반사시키는 비축 오목반사경과; 각 화소에 대응되게 마련된 복수의 가동미러와, 이 가동미러를 감싸며 상기 비축 오목반사경 쪽에서 입사된 입사광의 대부분을 투과시키는 윈도우를 구비하고, 상기 가동미러의 구동 상태에 따라 입사광을 서로 반사경로가 다른 유용반사광과 무용반사광으로 반사시키는 마이크로미러 가동장치와; 상기 마이크로미러 가동장치에서 반사된 유용반사경의 경로 상에 배치되어, 이 유용반사광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a reflective projector employing a micromirror movable device according to the present invention comprises: a light source for generating and irradiating light; A fly-eye lens unit for dividing the light irradiated from the light source into a plurality of regions, focusing and diverging the light from the light source, and mixing the incident light to be uniform light; A non-axis concave reflector disposed obliquely with respect to the optical axis of the light passing through the fly's eye lens unit to focus and reflect incident light in a direction deviated by a predetermined angle from the incident optical axis; A plurality of movable mirrors provided corresponding to each pixel, and a window covering the movable mirrors and allowing most of incident light incident from the non-axis concave reflector, and having different reflection paths from the incident light depending on the driving state of the movable mirror; A micromirror movable device for reflecting the useful reflection light and the dance reflection light; And a projection lens unit disposed on the path of the useful reflecting mirror reflected by the micromirror movable apparatus, the projection lens unit configured to enlarge and project the useful reflecting light.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of a reflective projector employing a micromirror movable apparatus according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 반사형 프로젝터는 광을 생성 조사하는 광원(110)과, 파리눈렌즈 유니트(140)와, 입사광의 진행경로를 변환하는 비축오목반사경(150)과, 마이크로미러 가동장치(160)와, 입사광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트(170)를 포함하여 구성된다. 또한, 본 발명은 상기 광원(110)과 상기 광로변환수단(150) 사이의 광로 상에 마련되어 칼라화상을 구현할 수 있도록 하는 칼라선택수단(120)과, 이 칼라선택수단(120)을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈(131)를 더 포함하는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 4, the reflective projector according to the present invention includes a light source 110 for generating and irradiating light, a fly-eye lens unit 140, a stockpiling reflector 150 for converting a traveling path of incident light, and a micro And a mirror movable device 160, and a projection lens unit 170 for expanding and projecting incident light. In addition, the present invention is provided on the optical path between the light source 110 and the optical path conversion means 150, color selection means 120 to implement a color image, and the light transmitted through the color selection means 120 It is preferable to further include a collimating lens 131 to focus the light to be parallel light.

상기 광원(110)은 광을 생성하는 램프(111)와, 이 램프(111)에서 출사된 광을 반사시켜 그 진행경로를 안내하는 반사경(113)을 포함한다. 상기 반사경(113)은 상기 램프(111)의 위치를 일 초점으로 하고, 광이 집속되는 지점을 다른 초점으로 하는 타원경인 것이 바람직하다.The light source 110 includes a lamp 111 for generating light and a reflector 113 for reflecting the light emitted from the lamp 111 and guiding a path of the light. It is preferable that the reflector 113 is an ellipsoidal mirror having the position of the lamp 111 as one focal point and the point where the light is focused as another focal point.

상기 칼라선택수단(120)은 상기 램프(111)의 다른 초점 주변에 마련되며, 적색(R), 청색(B), 녹색(G) 파장의 광을 각각 투과시키는 필터들을 갖는 칼라휠(121)과, 상기 필터가 교대로 광로 상에 위치되도록 상기 칼라휠(121)을 회전구동시키는 구동원(125)을 구비한다. 따라서, 상기 칼라휠(121)의 일 회전시 각 칼라에 대응되게 형성된 화상들을 중첩시켜 일 프레임의 화상을 생성한다.The color selecting means 120 is provided around the other focal point of the lamp 111 and has a color wheel 121 having filters for transmitting light of red (R), blue (B), and green (G) wavelengths, respectively. And a driving source 125 for rotating the color wheel 121 so that the filters are alternately positioned on the optical path. Therefore, when one rotation of the color wheel 121, images formed corresponding to each color are superimposed to generate an image of one frame.

상기 콜리메이팅렌즈(131)는 상기 반사경(113)에 의해 집속 발산된 광을 수속하여 평행광이 되도록 한다. 그리고, 상기 파리눈렌즈 유니트(140)는 상기 마이크로미러 가동장치(160)로 향하는 광이 균일광이 되도록 하기 위하여 마련된 것으로, 소정 간격 이격되게 배치된 한 쌍의 파리눈 렌즈(Fly-eye lens)를 포함하여 구성된다. 이 파리눈렌즈 유니트(140)는 상기 콜리메이팅렌즈(131)를 투과하여 입사된 광을 복수의 영역으로 구획하여 집속발산시키고 이를 재차 집속시켜 구획된 입사광을 혼합시킴으로써 균일광이 되도록 한다. 또한, 파리눈렌즈 유니트(140)는 입사광의 단면형상을 원형에서 상기 마이크로미러 가동장치(160)의 형상에 맞는 사각형으로 바꾸어준다.The collimating lens 131 converges the light focused by the reflector 113 to be parallel light. In addition, the fly-eye lens unit 140 is provided to make the light directed to the micromirror movable device 160 to be uniform light, and a pair of fly-eye lenses disposed at predetermined intervals. It is configured to include. The fly's eye lens unit 140 divides the incident light transmitted through the collimating lens 131 into a plurality of areas, focuses and diverges them, and then focuses them again to mix the partitioned incident light to become uniform light. In addition, the fly's eye lens unit 140 changes the cross-sectional shape of the incident light from a circle to a quadrangle that matches the shape of the micromirror movable device 160.

상기 비축 오목반사경(150)은 상기 파리눈렌즈 유니트(140)를 투과하여 진행하는 광축에 대해 경사지게 배치되어, 입사광을 입사광축에 대해 소정 각도 벗어난 방향 즉, 마이크로미러 가동장치(160)로 향하도록 집속 반사시킨다.The non-axis concave reflector 150 is disposed to be inclined with respect to the optical axis passing through the fly's eye lens unit 140 so that the incident light is directed toward the micromirror movable device 160 in a direction deviated by a predetermined angle from the incident optical axis. Focus reflection.

여기서, 마이크로미러 가동장치(160)는 상기 비축 오목반사경(150)에서 입사된 광에 대해 상대적으로 경사지게 배치된다.Here, the micromirror movable device 160 is disposed to be inclined relative to the light incident from the non-axis concave reflector 150.

상기 마이크로미러 가동장치(160)는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 각 화소에 대응되게 구비된 복수의 가동미러(도 2의 61)와, 각 가동미러(61)를 회동가능하게 지지하는 포스트(도 3의 63)와, 상기 가동미러(61)를 보호하는 윈도우(도 2의 65)를 포함하는 것으로, 앞서 설명된 구성과 실질적으로 동일 내지 유사하므로 그 자세한 설명은 생략한다.As described with reference to FIGS. 2 and 3, the micromirror movable apparatus 160 is capable of rotating the movable mirrors 61 and the plurality of movable mirrors 61 of FIG. 2 provided corresponding to each pixel. It includes a post (63 of FIG. 3) and a window (65 of FIG. 2) for protecting the movable mirror 61, and is substantially the same as or similar to the above-described configuration, so a detailed description thereof will be omitted. .

상기 비축 오목반사경(150)에서 입사되고, 상기 마이크로미러 가동장치(160)에서 반사된 광 중, 온 상태인 가동미러(61)에서 반사되어 진행하는 유용반사광만이 상기 투사렌즈유니트(170) 쪽으로 향하고, 오프 상태인 가동미러(61)에서 반사되어 진행하는 무용반사광과 윈도우(65)에서 반사된 표면반사광은 투사렌즈유니트(170)에서 벗어난 경로로 진행한다.Of the light reflected by the non-axis concave reflector 150 and reflected by the micromirror movable device 160, only useful reflected light reflected by the movable mirror 61 in an on state is directed toward the projection lens unit 170. The dance reflection light reflected by the movable mirror 61 in the off state and the surface reflection light reflected by the window 65 travel in a path deviating from the projection lens unit 170.

상기 투사렌즈유니트(170)는 입사된 유용반사광을 스크린(미도시) 쪽으로 향하도록 확대 투사시킨다.The projection lens unit 170 enlarges and projects the incident useful reflected light toward the screen (not shown).

상기한 바와 같이, 구성된 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터는 비축 오목반사경을 이용하여 광의 진행경로를 변환함으로써, 마이크로미러 가동장치에서 반사된 유용반사광, 무용반사광 및 표면반사광 중에서 유용반사광 만이 투사렌즈유니트를 통하여 스크린에 투영되도록 하여, 높은 콘트라스트를 확보할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 파리눈렌즈 유니트를 이용하여 광원에서 조사된 광이 균일광이 되도록 함으로써, 높은 효율의 조명이 가능하다.As described above, the reflective projector employing the micromirror movable apparatus according to the embodiment of the present invention is configured to convert the traveling path of the light by using the non-axis concave reflector, so that the useful reflecting light reflected from the micromirror movable apparatus, the reflected light and the Of the surface reflection light only useful reflection light is projected on the screen through the projection lens unit, there is an advantage that a high contrast can be secured. Further, by using the fly's eye lens unit to make the light irradiated from the light source become uniform light, high efficiency illumination is possible.

Claims (2)

광을 생성 조사하는 광원과;A light source for generating and irradiating light; 상기 광원에서 조사된 광을 복수의 영역으로 구획하여 집속발산시키고 이를 재차 집속시켜 구획된 입사광을 혼합시킴으로써 균일광이 되도록 하는 파리눈렌즈(Fly-eye lens) 유니트와;A fly-eye lens unit for dividing the light irradiated from the light source into a plurality of regions, focusing and diverging the light from the light source, and mixing the incident light to be uniform light; 상기 파리눈렌즈 유니트를 투과한 광의 광축에 대해 경사지게 배치되어, 입사광을 입사광축에 대해 소정 각도 벗어난 방향으로 집속 반사시키는 비축 오목반사경과;A non-axis concave reflector disposed obliquely with respect to the optical axis of the light passing through the fly's eye lens unit to focus and reflect incident light in a direction deviated by a predetermined angle from the incident optical axis; 각 화소에 대응되게 마련된 복수의 가동미러와, 이 가동미러를 감싸며 상기 비축 오목반사경 쪽에서 입사된 입사광의 대부분을 투과시키는 윈도우를 구비하고, 상기 가동미러의 구동 상태에 따라 입사광을 서로 반사경로가 다른 유용반사광과 무용반사광으로 반사시키는 마이크로미러 가동장치와;A plurality of movable mirrors provided corresponding to each pixel, and a window covering the movable mirrors and allowing most of incident light incident from the non-axis concave reflector, and having different reflection paths from the incident light depending on the driving state of the movable mirror; A micromirror movable device for reflecting the useful reflection light and the dance reflection light; 상기 마이크로미러 가동장치에서 반사된 유용반사경의 경로 상에 배치되어, 이 유용반사광을 확대 투사시키는 투사렌즈유니트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터.And a projection lens unit disposed on a path of the useful reflector reflected from the micromirror movable device, the projection lens unit for enlarging and projecting the useful reflected light. 제1항에 있어서, 상기 광원과 상기 파리눈렌즈 유니트 사이의 광로 상에 마련되며, 적색(R), 청색(B), 녹색(G) 파장의 광을 각각 투과시키는 필터들을 갖는 칼라휠과, 상기 필터가 교번으로 광로 상에 위치되도록 상기 칼라휠을 구동하는 구동원을 구비한 칼라선택수단과;The color wheel of claim 1, further comprising: a color wheel provided on an optical path between the light source and the fly's eye lens unit and having filters for transmitting light of red (R), blue (B), and green (G) wavelengths, respectively; Color selection means having a drive source for driving the color wheel such that the filter is alternately positioned on an optical path; 상기 칼라선택수단과 상기 파리눈렌즈 유니트 사이의 광로 상에 배치되어, 상기 칼라선택수단을 투과한 광을 집속시켜 평행광이 되도록 하는 콜리메이팅렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 가동장치를 채용한 반사형 프로젝터.And a collimating lens disposed on an optical path between the color selecting means and the fly's eye lens unit to focus light transmitted through the color selecting means to be parallel light. Reflective Projector
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