KR20030030225A - 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터 - Google Patents

가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터 Download PDF

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KR20030030225A
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    • G03B21/28—Reflectors in projection beam

Abstract

마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하게 되어 있는 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터가 개시되어 있다.
본 발명의 가동 미러 장치는, 복수개의 마이크로미러를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가동 미러 장치에 있어서, 기판과; 상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과; 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되는 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비하고 상기 바이어스전극 상에 형성된 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 프로젝터는, 광을 조사하는 광원과; 광원으로부터의 광을 파장영역에 따라 분기시켜 서로 다른 각도로 반사 및/또는 투과시키는 광분기유닛과; 상기 광분기유닛을 경유한 입사광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 복수의 회전축을 중심으로 기울어지는 마이크로미러를 소정의 방향 및 각도로 회동시켜 화상을 형성하는 가동 미러 장치와; 상기 가동 미러 장치로부터 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대투과시키는 투사렌즈유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터{Micro-mirror device and a projector employing it}
본 발명은 마이크로미러를 구동하여 입사광의 반사경로를 변환시킬 수 있도록 된 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것으로서, 특히 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하게 되어 있어 칼라휠 없이 칼라 구현이 가능하도록 된 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터에 관한 것이다.
일반적으로 가동 미러 장치는 정전인력에 의해 구동 가능하도록 설치된 복수의 마이크로미러를 포함하여 각 마이크로미러의 기울어짐 각도 또는 기울어짐 방향에 따라 반사각을 달리함으로써 입사되는 광의 반사경로를 변환시킨다. 이 가동 미러 장치는 프로젝션 텔레비전의 화상표시장치, 스캐너, 복사기 및 팩시밀리 등의 광주사장치에 적용된다. 특히, 화상표시장치에 채용시 마이크로미러는 화소 수 만큼 이차원적으로 배열되며, 각각의 마이크로미러를 각 화소에 대한 영상신호에 따라 독립적으로 구동시켜 입사광의 반사 각도를 결정함으로써 화상을 생성한다.
도 1을 참조하면, 종래의 가동 미러 장치(115)는 기판(100)과, 이 기판(100) 상에 마주보는 한쌍의 어드레스전극(101) 및 바이어스전극(102)과, 포스트(105)에 의해 지지된 마이크로미러(106)와, 상기 마이크로미러(106)와 포스트(105) 사이에 연결되어 마이크로미러(106)의 기울어짐시 토션을 받게 되는 토션힌지(110)를 포함하여 구성된다. 상기 바이어스전극(102)에 전압을 인가시 상기 포스트(105) 및 토션힌지(110)를 통해 상기 마이크로미러(106)에 전압이 인가된다. 또한, 상기 한쌍의 어드레스전극(101) 중 어느 한 전극에 전압을 인가하면 그 어드레스전극(101)과 상기 마이크로미러(106) 사이에 걸린 전위차에 의해 발생된 정전인력에 의해 마이크로미러(106)가 상기 토션힌지(110)를 중심으로 회동된다. 그리고, 상기 어드레스전극(101)과 상기 마이크로미러(106) 사이에 걸린 전위차가 없어지면 상기 토션힌지(110)의 복원력에 의해 상기 마이크로미러(100)가 수평 상태로 복원된다. 이와 같이 상기 마이크로미러(106)가 상기 토션힌지(110)를 기준으로 어느 한쪽으로 기울어진 경우에는 소정 칼라에 대해 on, 다른 쪽으로 기울어진 경우에는 off로 작용한다.
도 2를 참조하면, 상술한 바와 같은 종래의 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터가 도시되어 있다. 광원(120)으로부터 출사된 빔이 제1콘덴서(122)에 의해 집광되어 칼라휠(125)로 입사된다. 여기에서, 단판식의 가동 미러 장치에 의해 칼라 화상을 구현하기 위해 상기 칼라휠(125)을 고속으로 회전시켜 R(Red),G(Green),B(Blue)를 순차적으로 가동 미러 장치(115)에 조명한다. 즉, 상기 칼라휠(125)을 통과한 빔은 제2콘덴서(127)를 경유하여 화소 수 만큼의 마이크로미러(106)가 배열된 가동 미러 장치(115)로 입사된다. 각 화소에 대한 영상 신호에 따른 가동 미러 장치의 on-off 구동에 의해 각각의 마이크로미러(106)가 기울어지면 각 화소에 대응되는 칼라의 빔이 적당한 각도로 반사되어 투사렌즈계(133)로 향하고 이 투사렌즈계(133)에 의해 확대된 빔이 스크린(135)에 맺힌다.
이 경우, 상기 칼라휠(125)은 고속으로 회전하므로 소음이 발생하고 기계적인 운동으로 인해 안정성에 불리할 뿐만 아니라, 기계적인 한계 때문에 일정한 속도 이상의 속도를 얻기는 어려우므로 칼라 브레이크업(breakup) 현상이 초래된다. 또한, 상기 칼라휠(125)의 경계 부분에서 광손실이 발생되는데 이를 줄이기 위해서는 아주 작은 빔사이즈로 광을 포커싱해야만 한다. 그런데 빔사이즈를 작게 하는데는 일정한 한계가 있으므로 광손실은 불가피하다. 더욱이 칼라휠 자체의 단가가 매우 고가이므로 제조비용 상승의 일요인이 된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하여 칼라휠 없이 칼라 화상 구현을 할 수 있는 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 가동 미러 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 종래의 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터의 개략적인 배치도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가동 미러 장치의 분리 사시도이다.
도 4는 도 3의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가동 미러 장치의 평면도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가동 미러 장치의 스프링힌지의 배치도이다.
도 9는 본 발명에 따른 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터의 개략적인 구성도이다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...기판 10...마이크로미러
20,20a,20b,20c,20d,50a,50b,50c,50d...어드레스전극
25...바이어스전극 27...제1포스트
30...지지판 33...제2포스트
35...중앙부
37,40a,40b,41a,41b,45a,45b,45c,45d...스프링힌지
38...스토퍼부 39...리지드부
50...광원 55...가동 미러 장치
60...광분기유닛 65...투사렌즈유닛
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 가동 미러 장치는, 복수개의 마이크로미러를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가동 미러 장치에 있어서, 기판과; 상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과; 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되는 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비하고 상기 바이어스전극 상에 형성된 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 어드레스전극은, 상기 마이크로미러의 각 코너에 대향되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링힌지는, 상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향으로 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링힌지는, 상기 중앙부를 중심으로 마이크로미러의 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링힌지는, 상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 지지판은, 상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 어드레스전극은, 상기 마이크로미러의 각 변방향에 대해 대향되도록 배치된 것을 특징으로 한다.
복수개의 마이크로미러를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가동 미러 장치에 있어서,
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가동 미러 장치는, 기판과; 상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과; 상기 바이어스전극 상에 세워진 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 리지드부와, 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되도록 상기 리지드부와 중앙부 사이에 연결된 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비한 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스프링힌지는, 상기 복수의 회전축에 대해 각각 동일한 복원력을 갖도록 된 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리지드부는, 그 외형이 패쇄형으로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리지드부는, 다각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 리지드부는, 상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 프로젝터는, 광을 조사하는 광원과; 광원으로부터의 광을 파장영역에 따라 분기시켜 서로 다른 각도로 반사 및/또는 투과시키는 광분기유닛과; 상기 광분기유닛을 경유한 입사광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 복수의 회전축을 중심으로 기울어지는 마이크로미러를 소정의 방향 및 각도로 회동시켜 화상을 형성하는 가동 미러 장치와; 상기 가동 미러 장치로부터 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대투과시키는 투사렌즈유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 가동 미러 장치는, 기판과; 독립적으로 구동되는 복수개의 마이크로미러와; 상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과; 상기 바이어스전극 상에 세워진 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 리지드부와, 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되도록 상기 리지드부와 중앙부 사이에 연결된 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비한 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터에 대해 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 가동 미러 장치는 기판(1)과, 복수의 회전축을 기준으로 기울어짐 가능하도록 된 마이크로미러(10)와, 복수개의 어드레스전극(20) 및 이 어드레스전극(20)과의 상호작용에 의한 정전인력에 의해 상기 마이크로미러(10)가 회동되도록 하는 바이어스전극(25)과, 상기 마이크로미러(10)와 상기 바이어스전극(25) 사이에 개재된 지지판(30)을 포함한다.
상기 지지판(30)은 상기 바이어스전극(25)상에 설치된 소정 개수의 제1포스트(27)에 의해 지지되고, 상기 마이크로미러(10)를 지지하기 위한 제2포스트(33)가 지지되는 중앙부(35)와, 상기 마이크로미러(10)가 기울어질 때 탄성변형되는 적어도 하나 이상의 스프링힌지(37)를 구비하여 구성될 수 있다.
여기에, 상기 스프링힌지(37)의 탄성력을 안정적으로 보장하기 위해 상기 스프링힌지(37)의 주변에 리지드부(39)를 더 구비할 수 있다. 따라서, 상기 지지판(30)은 상기 제2포스트(33)가 지지되는 중앙부(35)와, 소정 개수의 제1포스트(27)에 의해 지지되는 리지드부(39)와, 상기 중앙부(35)와 리지드부(39) 사이에 적어도 하나 이상 연결된 스프링힌지(37)를 구비하여 구성될 수 있다. 상기 리지드부(39)는 상기 중앙부(35)를 중심으로 폐쇄형으로 형성된다. 상기 리지드부(39)의 외형은 상기 어드레스전극(20)과 마이크로미러(10)와의 대향면을 고려하여 결정되며, 예를 들어 다각형 또는 원형의 외형을 가질 수 있다.
또한, 상기 지지판(30)에는 상기 마이크로미러(10)가 기울어질 때 소정 각도(θ) 이상 기울어지는 것을 방지하기 위해 스토퍼부(38)가 구비된다. 상기 스토퍼부(38)는 상기 마이크로미러(10)가 기울어졌을 때 상기 마이크로미러(10)의 하면과 접할 수 있도록 위치한다.
한편, 상기 바이어스전극(25)에 전압이 가해지면 상기 제1포스트(27), 상기 스프링힌지(37), 제2포스트(33)를 통해 상기 마이크로미러(10)까지 같은 전압을 띄게 되고, 이와 다른 전압을 갖는 어드레스전극(20)과의 정전인력에 의해 상기 마이크로미러(10)가 소정 방향으로 기울어지게 된다. 상기 어드레스 전극(20)은 복수개가 구비되되, 예를 들어 상기 마이크로미러(10)가 수평상태를 유지할 때 제1, 제2, 제3 및 제4 어드레스전극(20a)(20b)(20c)(20d)이 마이크로미러(10)의 각 코너에 대향되게 배치될 수 있다.
또한, 상기 스프링힌지(37)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기중앙부(35)를 중심으로 상기 마이크로미러(10)에 대해 대각선 방향으로 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
상기와 같이 구성된 가동 미러 장치의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.
상기 기판(1)에는 SRAM이 내장되어 있어 SRAM으로부터 화상신호에 따라 상기 제1 내지 제4 어드레스전극(20a)(20b)(20c)(20d) 중 선택적으로 전압이 인가된다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 어드레스전극(20a)(20b)에 소정의 전압을 인가하고 상기 바이어스전극(25)에 상기 제1 및 제2 어드레스전극(20a)(20b)에 인가된 전압과 다른 전압을 인가하면 그 전압차로 인해 상기 마이크로미러(10)와 상기 제1어드레스전극(20a) 사이에 정전인력이 발생한다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 마이크로미러(10)가 상기 제1 및 제2 어드레스전극(20a)쪽으로 기울어진다. 이때, 상기 스프링힌지(37)가 탄성변형되면서 상기 마이크로미러(10)가 소정 방향으로 기울어진다. 상기 마이크로미러(10)가 정전인력의 크기와 상기 스프링힌지(37)의 특성에 따라 기울어지는 방향이 결정되고, 상기 스토퍼부(38)에 의해 소정 각도(θ)를 유지하면서 지지된다. 한편, 상기 제1 및 제2 어드레스전극(20a)(20b)과 상기 바이어스전극(25)에 같은 전압이 가해지면 등전위를 이루므로 그 사이에 발생된 정전인력이 해제되고 상기 스프링힌지(37)의 복원력에 의해 마이크로미러(10)가 수평상태로 복원된다. 이와 마찬가지로 상기 제1 내지 제4 어드레스전극(20a)(20b)(20c)(20d)중 선택적으로 전압이 가해지면 상기 마이크로미러(10)는 사방으로 기울어짐 운동을 할 수 있다. 이때, 상기 마이크로미러(10)가 어느 방향으로 기울어지더라도 상기 스프링힌지(37)의 복원력 즉, 토션 및 텐션이동일한 조건으로 작용되도록 스프링힌지(37)를 배치하는 것이 바람직하다.
상술한 예에서는 상기 스프링힌지(37)가 상기 마이크로미러(10)의 대각선 방향으로 하나 구비되어 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 마이크로미러(10)의 대각선 방향으로 제1 및 제2 스프링힌지(40a)(40b)가 구비될 수도 있다.
또는 도 7에 도시된 바와 같이 상기 마이크로미러(10)의 변방향에 대해 평행하게 제3 및 제4 스프링힌지(41a)(41b)가 배치될 수 있다.
또 다른 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2포스트(33)가 지지되는 중심부(35)의 각 변으로부터 연장된 제5, 제6, 제7 및 제8 스프링힌지(45a)(45b)(45c)(45d)가 구비될 수 있다.
상기한 스프링힌지의 여러 가지 배치에 대한 실시예는 상기 마이크로미러(10)의 복수의 회동축에 대해 모두 동일한 조건의 배치를 만족하고 있다.
이상은 상기 어드레스전극(20)이 상기 마이크로미러(10)의 각 코너에 대향되도록 배치된 경우를 설명하였으나, 도 9에 도시된 바와 같이 어드레스전극이 상기 마이크로미러(10)의 변방향에 대해 대향되도록 배치될 수 있다. 여기서는, 제5, 제6, 제7 및 제8 어드레스전극(50a)(50b)(50c)(50d)이 상기 마이크로미러(10)의 각 변방향으로 배치되어 있고, 전술한 지지판(30)이 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이 상기 어드레스전극(50a)(50b)(50c)(50d)이 마이크로미러(10)의 변방향으로 배치된 경우에는 상기 마이크로미러(10)의 변방향에 평행한 제3 및 제4 회전축(X')(Y')을 중심으로 마이크로미러(10)가 회동된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가동 미러 장치는 다축 구동 특히, 2축 구동을 할 수 있어 마이크로미러(10)를 사방으로 기울게 할 수 있다. 이와 같이 구성된 마이크로미러(10)가 복수개 배열되어 각각 독립적으로 기울어지게 조절됨으로써 화상을 형성한다.
다음은 상기의 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 따른 가동 미러 장치를 채용한 프로젝터는, 광을 조사하는 광원(50)과, 이 광원(50)으로부터의 빔을 파장영역에 따라 분리시켜 각각 다른 각도로 투과 및/또는 반사시키는 광분기유닛(60)과, 상기 광분기유닛(60)으로부터 각각 분리된 R,G,B 삼색광을 집속 및/또는 발산시킴으로써 입사광의 진행경로를 가이드하는 가동 미러 장치(55)와, 상기 가동 미러 장치(55)로부터의 광이 스크린(70)으로 향하도록 확대 투과시키는 투사렌즈유닛(65)을 포함한다.
상기 가동 미러 장치(55)는 복수개의 마이크로미러(10)가 2차원 배열되어 각각의 화상신호에 따라 독립적으로 구동됨으로써 광의 진행경로를 변경하도록 되어 있다. 본 발명에 따른 가동 미러 장치는 전술한 바와 같으며, 여기서는 간단하게 하나의 마이크로미러(10)의 구동 상태만을 나타내어 설명하기로 한다. 종래와 같이 마이크로미러(106)의 회전축이 하나일 때에는 가동 미러 장치에 의해 각 칼라마다 on-off의 두 상태가 선택되었다. 그런데 본 발명에서처럼 회전축이 다수개 특히, 2개일 때에는 상기 마이크로미러(10)가 좌우상하의 네방향으로 기울어짐 가능하므로칼라휠(도 2의 125) 없이도 칼라를 구현할 수 있다.
상기 광분기유닛(60)은 상기 광원(50)으로부터의 광을 파장영역에 따라 R,G,B삼색으로 분리시키는 것으로, 제1이색미러(61), 제2이색미러(63) 및 한쌍의 제1 및 제2 전반사미러(62)(64)를 구비한다. 예를 들어, 상기 제1이색미러(61)는 레드(R) 반사용 이색미러로서 레드 파장영역의 광은 상기 제1전반사미러(62)쪽으로 반사시키는 한편, 나머지 그린(G)과 블루(B) 파장영역의 광은 투과시킨다. 그리고, 상기 제2이색미러(63)는 예를 들어, 그린 파장영역의 광을 반사시키고 나머지 광은 투과시키는 그린반사용 이색미러로서, 상기 제1이색미러(61)를 투과한 그린광(G)과 블루광(B)은 상기 제2이색미러(63)로 입사된 후 그린광(G)은 상기 제2전반사미러(64)쪽으로 반사되고 블루광(B)은 그대로 투과된다.
따라서, 상기 레드광(R)은 상기 제1전반사미러(62)에 의해, 상기 그린광(G)은 상기 제2전반사미러(64)에 의해, 그리고 상기 블루광(B)은 상기 제2이색미러(63)에 의해 서로 다른 각도로 가동 미러 장치(55)쪽으로 입사된다. 그러면, R,G,B 각각의 서로 다른 입사각과 각각의 입사각에 대응하는 상기 마이크로미러(10)의 경사각에 따라 R,G,B가 선택적으로 상기 투사렌즈유닛(65)에 입사되어 칼라를 구현한다.
도 11은 가동 미러 장치(55)의 미작동시의 준비상태를 도시한 것으로서, 가동 미러 장치의 일구성 요소인 마이크로미러(10) 하나만을 대표적으로 나타내어 마이크로미러의 동작에 따른 칼라 구현에 대해 설명하고자 한다. 여기서, R, G, B로 표시된 것은 각각 상기 제2이색미러(63), 제1,2 전반사미러(62)(64)로부터 출사되는 광의 출발점을 도식적으로 나타낸 것이다. 그리고, BALCK로 표시된 것은 블랙화상의 형성을 위한 마이크로미러(10)의 기울기를 정하기 위해 참고용으로 표시한 것이다. 이때, 소정의 기준축(I)에 대해 상기 마이크로미러(10)가 기울지 않은 상태에서는 R,G,B 모두 상기 투사렌즈유닛(65)으로 들어가지 못한다.
한편, 도 12와 같이 상기 마이크로미러(10)가 Y축을 중심으로 도면상 화살표 반대 방향으로 회동하여 기울어질 경우 레드(R)만 투사렌즈유닛(65)쪽으로 들어가고 나머지 다른 색의 광은 상기 투사렌즈유닛(65) 밖으로 발산되어 레드칼라가 구현된다. 또한, 상기 마이크로미러(10)가 Y축을 중심으로 도면상 화살표 방향으로 기울어질 경우 블루(B)만이 상기 투사렌즈유닛(65)으로 들어가고 나머지 레드나 그린은 투사렌즈유닛(68) 밖으로 발산되어 블루칼라가 구현된다.
또한, 도 13과 같이 상기 마이크로미러(10)가 X축을 중심으로 도면상 화살표 방향으로 기울어지면 R,G,B 모두 뿐만 아니라 불필요한 표면 반사광도 모두 상기 투사렌즈유닛(65)으로 들어가지 못해 블랙화상이 구현된다. 그리고, 반대방향으로 기울어지면 그린칼라(G)가 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 가동 미러 장치에서 상기 어드레스 전극(20a)(20b)(20c)(20d)(50a)(50b)(50c)(50d) 중 선택적으로 전압을 인가함으로써 상기 마이크로미러(10)를 적어도 2축의 회전축을 중심으로 사방으로 기울어지게 할 수 있고, 그 기울어진 방향에 따라 R,G,B 칼라를 선택적으로 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가동 미러 장치 및 이를 채용한 프로젝터는 1패널 방식이면서 칼라휠이 필요없기 때문에 칼라휠의 고속회전에 의한 소음과 진동 및 기계적 운동으로 인한 불안정성이 제거될 뿐 아니라, 상대적으로 고가인 칼라휠의 제작비용을 절감함으로써 생산원가가 절감된다. 또한, 칼라휠의 경계부분에서 발생되는 광손실을 줄일 수 있고, 전력 소모를 줄일 수 있어 휴대형 장치의 구성이 가능하다.

Claims (33)

  1. 복수개의 마이크로미러를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가동 미러 장치에 있어서,
    기판과;
    상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과;
    상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되는 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비하고 상기 바이어스전극 상에 형성된 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 코너에 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 가동미러 장치.
  3. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향으로 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 마이크로미러의 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 구비된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 구비된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 지지판은,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 변방향에 대해 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  8. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향으로 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  9. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 마이크로미러의 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 구비된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 구비된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  11. 제 1항 또는 제 7항에 있어서, 상기 지지판은,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  12. 복수개의 마이크로미러를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가동 미러 장치에 있어서,
    기판과;
    상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과;
    상기 바이어스전극 상에 세워진 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 리지드부와, 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되도록 상기 리지드부와 중앙부 사이에 연결된 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비한 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 코너에 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 복수의 회전축에 대해 각각 동일한 복원력을 갖도록 된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향 또는 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  17. 제 15항에 있어서, 상기 지지판은,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 변방향에 대해 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  19. 제 12항 또는 제 18항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향 또는 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 배치된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  21. 제 15항 또는 제 19항에 있어서, 상기 리지드부는,
    그 외형이 패쇄형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 리지드부는,
    다각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 리지드부는,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 가동 미러 장치.
  24. 광을 조사하는 광원과;
    광원으로부터의 광을 파장영역에 따라 분기시켜 서로 다른 각도로 반사 및/또는 투과시키는 광분기유닛과;
    상기 광분기유닛을 경유한 입사광을 선택적으로 반사시킬 수 있도록 복수의 회전축을 중심으로 기울어지는 마이크로미러를 소정의 방향 및 각도로 회동시켜 화상을 형성하는 가동 미러 장치와;
    상기 가동 미러 장치로부터 입사되는 광이 스크린으로 향하도록 확대투과시키는 투사렌즈유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 가동 미러 장치는,
    기판과;
    독립적으로 구동되는 복수개의 마이크로미러와;
    상기 기판에 마련된 복수개의 어드레스전극 및 상기 복수개의 어드레스전극과의 상호작용에 의해 상기 마이크로미러를 복수의 회전축을 중심으로 기울어짐 가능하도록 하는 바이어스전극과;
    상기 바이어스전극 상에 세워진 소정 개수의 제1포스트에 의해 지지된 리지드부와, 상기 마이크로미러를 지지하기 위한 제2포스트를 지지하는 중앙부와, 상기 마이크로미러가 복수의 회전축을 중심으로 기울어질 때 탄성변형되도록 상기 리지드부와 중앙부 사이에 연결된 적어도 하나 이상의 스프링힌지를 구비한 지지판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 코너에 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  27. 제 25항 또는 제 26항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향 또는 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 리지드부는,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 어드레스전극은,
    상기 마이크로미러의 각 변방향에 대향되도록 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  31. 제 25항 또는 제 30항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부를 중심으로 상기 마이크로미러의 대각선 방향 또는 변방향에 대해 평행하게 적어도 하나 이상 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 스프링힌지는,
    상기 중앙부의 각 변으로부터 연장되어 배치된 것을 특징으로 하는 프로젝터.
  33. 제 31항에 있어서, 상기 리지드부는,
    상기 마이크로미러가 회동시 소정 각도 이상 기울어지지 않도록 해주는 스토퍼부를 구비한 것을 특징으로 하는 프로젝터.
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