KR20080019462A - 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치 - Google Patents

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유로프 빅토르
렙척 아나톨리
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Abstract

압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치가 개시된다. 본 발명의 일 예에 따른 상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징; 상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는 전달하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 및 상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 하우징에 형성된 개방면에 개폐하는 개폐부를 포함한다.
본 발명에 따르면, 적정한 온도에서 광 변조 장치가 작동함으로 효율적인 영상 투사를 할 수 있다.
멤스, 광 변조기, 인쇄회로기판, 캡, 드라이버 IC

Description

압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치{Thermal stabilizer of Spatial Optic Modulating}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기(SOM) 일부분의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기(SOM) 일부분의 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기(SOM)의 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기(SOM) 모듈 패키지의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 시스템의 개념도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치 개념도.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치 개념도.
본 발명은 온도 조절 장치에 관한 것으로, 특히 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치에 관한 것이다.
광 변조기는 광섬유를 또는 광주파수대(光周波數帶)의 자유공간을 전송매체로 하여 송신기에서 신호를 빛에 싣는 회로 또는 장치이다. 광 변조기는 광 메모리, 광 디스플레이, 프린터, 광 인터커넥션, 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 현재 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래의 광학 시스템은 크고 무거운 광학대 위에 미러, 렌즈 등을 조립기구를 이용하여 시스템을 구성한다. 결국, 이렇게 구성한 광학 시스템의 성능을 향상시키기 위해서는 정밀한 스케이지를 이용하여 광축 및 반사각, 반사면 등을 정밀하게 정렬해야 하는 문제점이 있었다.
이에 대하여, 소형화 기술에 의하여 광학 시스템을 구현하고자 하는 시도가 일어났다. 이러한 소형화 기술을 멤스((MEMS: Micro Electro Mechanical System)이라 하며 초소형 전기기계시스템 또는 소자라고 부를 수 있다. 그 응용의 하나로서 광학 분야에 응용되고 있다.
마이크로 머시닝 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이러한 기술을 이용하여 초소형 광 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 마이크로 프레넬 렌즈, 빔스플리터, 45˚ 반사 미러 등을 마이크로머시닝 기술로 제작하여 조립할 수 있다. 더 나아가 마이크로 머시닝 기술이 이용되는 분야는 다양하다. 예 를 들면, 차량용 각종 센서, 잉크젯 프린터 헤드, HDD 자기 헤드 및 소형화 및 고기능화가 급진전되고 있는 휴대형 통신기기 들을 들 수 있다.
특히, 초소형 광 시스템은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화로의 용이성 등의 장점으로 인하여 정보통신장치, 정보 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다. 예를 들면, 마이크로 미러, 마이크로 렌즈, 광섬유 고정대 등의 마이크로 광학 부품은 정보 저장 기록 장치, 대형 화상 표시장치, 광 통신소자, 적응 광학에 응용할 수 있다.
한편으로 대형 화상에 대한 요구는 날이 갈수록 커지고 있다. 각종 회의나 전시회에서는 현란한 색의 그림과 사진, 동화상으로 회의 참가자나 관람객들에게 강한 인상을 주고 있다. 여러 사람이 동시에 자신의 책상에 있는 자료를 볼 수 있을 정도로 밝은 장소에서 대형화상을 보면서 회의를 할 수 있는 것은 대형 화상 표시 장치가 등장하면서부터 이다.
현재 대부분의 대형 화상 표시장치(주로 프로젝터)는 액정을 광스위치로 사용하고 있다. 과거의 CRT 프로젝터에 비해서는 소형이고 가격도 저렴하고 광학계도 간단하여 많이 사용되고 있다. 그러나, 광원으로부터의 빛이 액정판을 투과하여 스크린에 비춰지므로 광손실이 많다는 것이 단점으로 지적되고 있다.
최근에는 광효율이 개선되었지만 근본적인 투과시의 효율저하를 피할 수 없다. 이런 광효율을 개선하고 보다 선명한 상을 얻기 위하여 마이크로 미러를 사용하여 대형 화상을 표시하는 장치가 시판되고 있다.
마이크로 미러는 상하 방향, 회전 방향등의 동적 및 정적인 운동에 따라 여 러 가지로 응용된다. 상하방향의 운동은 위상 보정기나 회절기 등으로 응용되고, 회전방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광 신호 분배기, 광 신호감쇠기, 광원 어레이 등으로 응용된다. 마이크로 미러는 응용에 따라 크기와 개수가 다양하게 제작될 수 있으며, 동작 방향 및 동작 형태에 다라 그 응용의 분야가 달라진다. 물론 그에 따른 마이크로 미러의 제작방식도 달라질 수 있다.
이러한 마이크로 미러가 응용된 대표적인 일 예로, 반사형 변형 가능 격자 광 변조기를 들 수 있다. 이러한, 광 변조기는 미국특허번호 제 5,311,360호에 개시되어 있다. 그러나, 반사형 변경 가능 격자 광 변조기는 마이크로 미러의 위치 제어를 위해서 정전기 방식을 이용하는데, 이의 경우 동작 전압이 비교적 높으며(보통 30V 내외) 인가전압과 변위의 관계가 선형적이지 않은 등의 단점이 있어 결과적으로 광을 조절하는데 신뢰성이 높지 않는 단점이 있다.
이와 더불어, 멤스 기술에 의하여 제작된 광 변조기라 하더라도 열(또는 온도)에 대해서는 민감하다는 문제점이 있다. 특히 높은 온도에서 작동하는 광 변조기는 왜곡된 영상을 발생할 수 있으며 효율에 저하되는 문제점이 발생한다. 또한, 높은 온도에 오랜 시간동안 노출된 광 변조기는 수명이 단축되는 문제점도 있다.
본 발명은 방열부 및 온도 조절을 위한 개폐 장치를 구비하여 적정한 온도를 유지할 수 있는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치를 제공한다.
또한, 적정한 온도를 유지함으로 인하여 에너지 효율을 높일 수 있는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치를 제공한다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하고 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치는 상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징; 상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는 전달하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 및 상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 하우징에 형성된 개방면에 개폐하는 개폐부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시에에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치는 상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징; 상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는전달하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 상기 하우징에 형성된 일부 개방면에 결합되어 상기 하우징의 내부의 열을 방출하는 방열부; 및 상기 하우징에 결합되며 상기 하우징의 외부에 도출된 상기 방열부의 일단을 수용하는 개폐부 고 정틀; 및 상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 개폐부 고정틀에 형성된 개방면을 개폐하는 개폐부를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 방열부는 상기 하우징에 포함된 압전 회절형 광 변조 장치에 결합될 수 있다.
물론, 상기 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지인 것을 특징으로 하되, 상기 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지는 압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 일정한 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 및 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하는 구동 신호를 전달하는 드라이버 IC를 포함할 수 있다.
또한, 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조 시스템인 것을 특징으로 하되, 상기 압전 회절형 광 변조 시스템은, 소정의 영상 신호에 상응하여 광원의 동작을 조절하기 위한 광원제어신호, 압전 회절형 광 변조기에 포함되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정 픽셀에 상응하여 변조 반사하는 마이크로 미러의 동작을 조절하기 위한 영상제어신호 및 스크린에 영상을 반사하는 스캐너의 동작을 조절하기 위한 스캐너 제어신호를 생성하는 영상 제어부; 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정한 각도로 굴절하고 집광하여 전달하는 조명 렌즈부; 압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 상기 조명 렌즈부로부터 전달된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 상기 영상 제어부에서 전달된 상기 영상제어신호를 수신하고 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하기 위한 동작 신호를 생성하는 드라이버 IC; 및 상기 압전 회절형 광 변조기로부터 전달된 영 상을 스크린에 반사하는 스캐너를 포함할 수도 있다.
여기서, 상기 압전 회절형 광 변조 시스템은 상기 압전 회절형 광 변조기로부터 변조된 영상을 소정의 회절 영상으로 상기 스캐너에 전달하는 이미지 렌즈부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 온도 조절부는 상기 압전 회절형 광 변조 시스템의 영상 제어부에 구비될 수 있다.
상기 기준 온도 신호는 20℃ 내지 60℃에서 정해진 임의의 온도를 기초로 하여 생성된 신호일 수 있다.
또한, 상기 온도 조절부는 상기 하우징 내부에 구비될 수도 있음은 자명하다 할 것이다.
이와 동일하게, 상기 하우징은 상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 홀이 형성될 수 있다. 또한, 상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 투명기판이 형성될 수도 있다.
물론, 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템은 광원으로부터 입사된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조 장치를 포함할 수 있는 시스템으로 구성될 수 있다.
여기서, 시스템의 상기 온도 조절 장치 상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징; 상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는 전달하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 및 상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 하우징에 형성된 개방면에 개폐하는 개폐부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도 조절 장치는 상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징; 상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는전달하는 온도 감지부; 상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 상기 하우징에 형성된 일부 개방면에 결합되어 상기 하우징의 내부의 열을 방출하는 방열부; 상기 하우징에 결합되며 상기 하우징의 외부에 도출된 상기 방열부의 일단을 수용하는 개폐부 고정틀; 및
상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 개폐부 고정틀에 형성된 개방면을 개폐하는 개폐부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 방열부는 상기 하우징에 포함된 압전 회절형 광 변조 장치에 결합될 수도 있다.
여기서 상기 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지인 것을 특징으로 하되, 상기 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지는 압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 일정한 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 및 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하는 구동 신호를 전달하는 드라이버 IC를 포함할 수 있다.
물론, 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조 시스템인 것을 특징 으로 하되, 상기 압전 회절형 광 변조 시스템은 소정의 영상 신호에 상응하여 광원의 동작을 조절하기 위한 광원제어신호, 압전 회절형 광 변조기에 포함되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정 픽셀에 상응하여 변조 반사하는 마이크로 미러의 동작을 조절하기 위한 영상제어신호 및 스크린에 영상을 반사하는 스캐너의 동작을 조절하기 위한 스캐너 제어신호를 생성하는 영상 제어부; 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정한 각도로 굴절하고 집광하여 전달하는 조명 렌즈부; 압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 상기 조명 렌즈부로부터 전달된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 상기 영상 제어부에서 전달된 상기 영상제어신호를 수신하고 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하기 위한 동작 신호를 생성하는 드라이버 IC; 및 상기 압전 회절형 광 변조기로부터 전달된 영상을 스크린에 반사하는 스캐너를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 압전 회절형 광 변조 시스템은 상기 압전 회절형 광 변조기로부터 변조된 영상을 소정의 회절 영상으로 상기 스캐너에 전달하는 이미지 렌즈부를 더 포함할 수도 있다.
또한, 상기 온도 조절부는 상기 압전 회절형 광 변조 시스템의 영상 제어부에 구비될 수도 있다.
여기서, 광 변조 시스템이 작동하기 위하여 적정한 기준 온도는 20℃ 내지 60℃에서 정해진 임의의 온도를 기초로 하여 생성된 신호일 수 있다. 또한, 상기 온도 조절부는 상기 하우징 내부에 구비될 수 있다.
물론, 압전 회절형 광 변조 시스템에 구비된 상기 하우징은 상기 압전 회절 형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 홀이 형성될 수 있다.
또 다른 실시예에 따른 상기 하우징은 상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 투명기판이 형성될 수도 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 특정 실시예들은 발명을 구체화하고 발명의 기술적 사상을 더욱 명확하게 하기 위한 예일 뿐이며 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
광 변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용한 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있다.
특히, 미국특허번호 제5,311,360 호에 개시된 정전 구동 방식 격자 광 변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 리본에 부유하는 다수의 변경 가능한 반사형 리본을 포함한다.
먼저, 절연층이 실리콘 기판상에 증착되고 이산화실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착한다. 여기서, 질화실리콘 막은 리본으로 패터닝되고 이산화 실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서 층상에 유지되도록 한다. 단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 변조기는 리본의 두께와 산화물 스페이서의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.
리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기의 격자 진폭은 리본(제1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제2 전극으로서의 역할을 하는 기판 바닥의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기 일부분의 사시도이며 도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시에 따른 압전 회절형 광 변조기 일부분의 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판(110, 210), 절연층(120, 220), 희생층(130, 230), 리본 구조물(140, 240)및 압전체(150, 250)를 포함하는 광 변조 소자가 도시되어 있다. 즉, 광 변조기는 m(m은 임의의 자연수)개의 광 변조 소자를 포함하여 구성될 수 있다.
기판은(110, 210)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(120, 220)은 식각 정지층(etch stop layer)으로 증착되며, 희생층(130,230)으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다.
여기서, 절연층(120, 220) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(120(a), 220(a))이 형성될 수 있다.
희생층(130, 230)은 리본 구조물(140, 240)이 절연층(120, 220)과 일정한 간격으로 이격되어 부유될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(140, 240)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다.
리본 구조물(140, 240)은 절연층(120, 220)과의 거리를 변화되도록 상하동작을 함으로써 입사광의 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 즉, 압전체(150, 250)에 인가되는 정전기적 신호는 리본 구조물(140, 240)을 동작을 유도하게 되며 리본의 동작에 사응하여 입사광은 별개의 휘도를 발생한다. 여기서, 리본 구조물(140, 240)의 형태는 상술한 바와 같이 정전기 방식에 따라 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 압전 방식에 따라 리본의 중심부에 복수의 오픈 홀을 구비할 수도 있다.
또한, 압전체(150, 250)는 리본 및 바닥 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 수축/팽창 동작 또는 좌우 수축/팽창 동작에 따라 리본 구조물(140, 240)을 움직이도록 제어한다.
반사층(120(a), 220(a))은 리본 구조물(140, 240)에 형성된 홀(140(b), 240(b))에 상응하도록 형성한다.
예를 들어, 빛의 파장이 λ인 경우 어떠한 전압도 인가되지 않거나 또는 소정의 전압이 인가된 상태에서 리본 구조물(140, 240)에 형성된 리본 반사층(140(a), 240(a)과 바닥 반사층(120(a), 220(a))이 형성된 절연층(120, 220)간의 간격은 nλ/2(n은 자연수)와 같다.
따라서 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 리본 반사층(140(a), 240(a))에서 반사된 광과 절연층(120, 220)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 nλ와 같아서 보강 간섭을 하여 회절광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 휘도는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.
또한, 상기 인가된 전압과 다른 소정의 전압이 압전체(150, 250)에 인가될 때, 리본 구조물에 형성된 리본 반사층(140(a), 240(a))과 바닥 반사층(120(a), 220(a))이 형성된 절연층(120, 220)간의 간격은 (2n+1)λ/4(n은 자연수)와 같게 된다. 따라서, 0차 회절광(반사광)의 경우 리본 구조물에 형성된 리본 반사층(140(a), 240(a))에서 반사된 광과 절연층(120, 220)의 바닥 반사층(120(a), 220(a))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2n+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 회절광은 최소 휘도를 가진다.
여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. 이러한 간섭의 결과, 광 변조기는 반사 또는 회절광의 광량을 조절하여 신호를 빛에 싣고 전달할 수 있다.
이상에서는, 리본 구조물(140, 240)과 바닥 반사층(120(a), 220(a))이 형성된 절연층(120, 220) 간의 간격이 nλ/2 또는 (2n+1)λ/4인 경우를 설명하였으나, 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 세기를 조절할 수 있는 간격을 가지고 구동할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.
이하에서는, 상술한 도 1에 도시된 형태의 광 변조 소자를 중심으로 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기(SOM)의 평면도이다.
압전 회절형 광 변조기(SOM)(SOM: Spatial Optic Modulator)는 압전체에 소정의 전압을 인가하여 기판과 리본(Ribbon)간의 거리를 변화시킴으로써 입사된 광량 및 휘도를 조절할 수 있는 광 변조기이다.
도 3을 참조하면, 광 변조기는 m(여기서, m은 임의의 자연수)개의 마이크로 미러들로 구성된다. 상세하게 설명하면, 광 변조기는 각각 제1 픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m, 이하 100으로 통칭함)를 포함하여 구성된다. 본 발명에서는 하나의 광 변조 소자가 담당하는 역할이 광의 반사를 위한 마이크로 미러의 역할을 수행하므로 이하에서는 마이크로 미러로 통칭한다.
즉, 광 변조기는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것을 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(100)는 1차원 영상(수직 주사선 또는 수평 주사 선)을 구성하는 m개의 픽셀 중 어느 하나의 픽셀들을 담당한다.
따라서, 각 마이크로 미러(100)에서 반사 및 회절된 광은 광 스캔 장치에 의해 스크린에 2차원 영상으로 투사된다.
예를 들어, VGA 640X480 해상도를 가진 영상이 투사되는 경우, 480개의 수직 픽셀(pixels)로부터 반사된 480개의 픽셀은 광 스캔 장치를 통하여 스크린되며 이러한 동작이 광 스캔 장치의 한 면에 대하여 640번 순차적으로 일어남에 따라 640*480의 해상도를 가진 화면 1 프레임이 생성된다. 여기서, 광 스캔 장치는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 광 스캔 장치는 육각기둥의 형태를 가지며 회전하는 경우를 가정하고 설명한다.
이하, 광 변조 원리에 대해서는 제1 픽셀(pixel #1)을 담당하는 제1 마이크로 미러를 중심으로 설명하지만 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 내용이 적용 가능함을 물론이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 리본 구조물(140)에는 2개의 홀(140(b)-1)로 이 형성되며 3개의 리본 반사층(140(a)-1)이 형성된다. 절연층(120)에는 2개의 홀(140(b)-1)에 상응하여 2개의 바닥 반사층(도면에서는 도시되지 않음)이 형성된다. 그리고 제1 픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2)사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(120)에는 또 하나의 바닥 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 리본 반사층(140(a)-1)과 바닥 반사층의 개수는 3개로 동일하게 된다. 즉, 도 1 및 도 2에 대한 설명에서 상술한 바와 같이 0차 회절광 또는 +1 및 -1 차 회절광을 이 용하여 변조광을 휘도를 조절하는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지의 분해 사시도이다.
도 4을 참조하면, 광 변조기 모듈 패키지(400)는 인쇄회로기판(410), 광 투과성 기판(420), 압전 회절형 광 변조기(430), 드라이버 IC(integrated circuit)(440a 내지 440d), 열방출판(450) 및 커넥터(460)를 포함할 수 있다.
인쇄회로기판(410)은 일반적으로 사용되는 반도체 패키지용 인쇄회로기판이며, 광 투과성 기판(420)은 인쇄회로기판(410) 상면에 부착된다. 그리고 인쇄회로기판(410)에 형성된 구멍에 대응하여 광 변조기(430)가 광 투과성 기판(420)의 상면에 부착된다.
압전 회절형 광 변조기(430)는 기판(410)의 일부 개방면을 통하여 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 출사한다. 또한, 압전 회절형 광 변조기(430)는 광 투과성 기판(420)상에 플립칩 접속되어 있다.
압전 회절형 광 변조기(430) 주위에는 접착제가 형성되어 있어 외부 환경으로부터 밀봉이 제공되고, 광 투과성 기판(420)의 표면을 따라 형성된 전기 배선에 의하여 전기적 접속이 유지된다.
드라이버 IC(440a 내지 440d)는 광 투과성 기판(420)에 부착된 압전 회절형 광 변조기(430)의 주변에 플립칩 접속되어 있으며, 외부로부터 입력되는 제어신호에 따라 압전 회절형 광 변조기(430)에 구동전압을 제공하는 역할을 한다.
열방출판(450)은 압전 회절형 광 변조기(430)와 드라이버 IC(440a 내지 440d)에서 발생된 열을 방출하기 위하여 구비되며 열을 잘 방출하는 금속성 물질이 사용된다.
도 4에 도시된 광 변조기 모듈 패키지(400)의 제조방법은 인쇄회로기판(410)에 커넥터(460)를 부착하는 단계, 광 투과성 기판(420)에 압전 회절형 광 변조기(430) 및 드라이버 IC(440a 내지 440d)를 부착시키는 단계, 압전 회절형 광 변조기(430) 주변에 접착제를 도포하여 실링하는 단계, 인쇄회로기판(410)에 광 투과성 기판(420)를 적층하고 와이어 본딩을 수행하는 단계, 압전 회절형 광 변조기(430) 및 드라이버 IC(440a 내지 440d)에 열방출판(450)을 부착하는 단계를 포함하여 이루어진다.
물론, 도 4에 대하여 설명한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지는 다양한 형태로 구현 가능하며 별도의 구동 원리에 의하여 동작할 수 있음은 본 발명의 기술적 사상으로 비추어 자명하다 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 도 4에서 설명한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지의 온도를 제어하기 위한 온도 조절 장치가 구비될 수 있다. 이 경우, 온도 조절 장치는 온도 감지부, 온도 조절부, 하우징 등을 구비할 수 있다. 하우징은 그 내부에 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지를 포함할 수 있다. 이에 온도 감지부는 하우징의 내부의 온도를 감지하며 이에 상응하는 온도 신호를 생성하여 온도 조절부에 전달할 수 있다.
온도 신호를 전달받은 온도 조절부는 일정한 기준에 의하여 하우징의 온도를 조절할 수 있다. 이에 대한 온도 조절 장치에 관한 상세한 설명은 도 6 및 도 7에서 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 시스템의 개념도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 시스템(580)은 광원(500), 다수의 조명 렌즈부(501, 502), 드라이버 IC(510), 압전 회절형 광 변조기(SOM)(520), 이미지 렌즈부(530), 스캐너(540), 영상 제어부(550)를 포함하여 구성된다.
여기서, 도 5는 소정의 개수의 1차원 형상으로 배열된 압전 회절형 광 변조기(SOM)(520)에 의하여 1차원 영상의 투사를 수행하는 광 변조 시스템을 도시하고 있다. 물론, 스캐너(540)의 회전 운동에 의하여 2차원 영상(예를 들어 640*480 의 해상도를 가지는 영상)의 투사를 수행할 수 있음은 도 3에 대한 설명에서 상술하였다.
광원(500)은 소정의 파장을 갖는 영상을 투사할 수 있으며 광원으로부터 출사된 광은 조명 렌즈부(501, 502)를 통하여 일정한 각도로 굴절되고 집광되어 압전 회절형 광 변조기(520)에 전달된다..
조명 렌즈부(501, 502)는 광원으로부터 전달된 광의 이동 방향을 변환하여 압전 회절형 광 변조기에 집광하여 전달한다.
드라이버 IC(510)은 영상 제어부(550)에서 전달되는 영상 제어 신호를 수신하여 압전 회절형 광 변조기(520)를 구성하는 각각의 압전 회절형 광 변조 소자에 상응하는 영상 제어 신호를 전달하는 역할을 한다. 각 압전 회절형 광 변조 소자에 상응하여 전달되는 영상 제어신호는 별개의 정보를 가지게 된다. 즉, 드라이버 IC(510)는 영상 제어부(550)에서 전달된 영상제어신호를 수신하고 압전 회절형 광 변조기(520)를 구동하기 위한 구동 신호를 생성할 수 있다.
압전 회절형 광 변조기(520)는 전달된 단일 영상 형태의 선형광을 회절시켜 조성의 회절 계수를 갖는 회절 영상으로 형성한 후 스캐너(540)으로 주사시키는 것으로서, 소정의 형상의 박막 및 후막 구조를 갖는 다수의 압전 회절형 광 변조 소자를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 압전 회절형 광 변조기(520)의 온도를 제어하기 위하여 온도 조절 장치가 구비될 수 있다.
즉, 압전 회절형 광 변조기(520)는 각각의 압전 회절형 광 변조 소자에 상응한 영상제어신호에 따라 광 변조 소자의 회절의 정도를 제어할 수 있다. 이를 통하여 광원으로부터 전달된 영상(예를 들어 640X480 픽셀 크기를 갖는 영상)을 스캐너에 투사할 수 있다.
물론, 압전 회절형 광 변조기는(520)는 도 3에서 설명된 형태와는 달리 다른 형태로 구성될 수 있음은 자명하다 할 것이다. 즉, 그 용도에 따라 별개로 구성될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 예에 따르면, 입사광의 반사 효율을 극대화하기 위한 마이크로 미러(미도시)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
이미지 렌즈부(530)는 압전 회절형 광 변조기(520)으로부터 입사되는 소정의 회절계수를 갖는 회절빔을 스캐너(540) 등에 영상을 전달하는 역할을 수행하는 것 으로서, 보다 구체적으로 프로젝션 렌즈이다.예를 들면, 회절빔의 소정의 회절계수가 +1, -1차인 경우 휘도를 증가시키기 위해서 두 회절빔을 서로 집광하여 스캐너(540) 등에 영상을 전달할 수 있다.
스캐너(540)는 상기 이미지 렌즈부(530)를 통과하여 전달된 영상을 스크린(560)에 반사하는 역할을 한다. 물론, 상술한 바와 같이 광 스캔 장치는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다. 또한, 640X480 해상도를 가지는 영상이 광원으로부터 전달되는 경우 480개의 압전 회절형 광 변조 소자를 포함하는 광 변조기는 한 번에 480개의 수직 픽셀을 스캐너에 투사하며 이러한 작업이 스캐너 한 면당 640번 일어나는 경우 화면 1 프레임이 생성될 수 있다. 이에 대해서는 도 3에서도 상술하였다.
영상 제어부(550)는 외부로부터 전달된 영상신호에 상응하여 우선 광원(500)을 제어하기 위한 광원제어신호, 상기 압전 회절형 광 변조기(SOM)(520)를 구성하는 압전 회절형 변조 소자(또는 마이크로 미러)의 각 동작을 제어하는 영상제어신호 및 스캐너(540)의 회전 및 동작은 제어하는 스캐너 제어신호로 변환하여 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광원제어신호는 광원(500)이 투사할 영상에 대한 정보를 포함하며 광원의 동작을 조절하는 제어신호이다. 즉, 광원(500)에서 투사할 영상의 각 픽셀에 상응하는 RGB 정보와 이에 상응하는 광원의 동작을 제어하는 신호이다.
또한, 영상제어신호는 압전 회절형 광 변조기(520)를 구성하는 마이크로 미 러의 각 동작을 위하여 드라이버 IC를 통해 압전체에 인가되는 전압에 대한 정보가 포함되어 있다. 즉, 각 마이크로 미러의 동작을 광원으로부터 입사된 광에 대하여 별도의 동작을 수행하여야 하므로 동시에 전달될 영상제어신호는 각 마이크로 미러에 따라 다를 수 있다.
또한, 스캐너 제어신호는 스캐너(540)가 상술한 압전 회절형 광 변조기로부터 반사된 영상(또는 광)을 일정한 시간동안 하나의 화면으로 생성하기 위하여 스캐너의 동작을 조절하는 신호이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 스캐너는 육각기둥의 모양으로 일정한 주기로 회전할 수 있다. 즉, 육각기둥에서 일면에서 480픽셀이 640번 반사되어야 하므로 상기 광원제어신호 및 영상제어신호에 상응하여 스캐너(540)가 동작하도록 조절하는 신호이다.
물론, 영상 제어부(550)는 스캐너, 압전 회절형 광 변조기(550) 등에 대한 성능을 측정하여 이에 상응하는 제어동작을 유지하는 제어신호를 발생할 수도 있다. 이 경우, 각 동작에 상응하는 신호를 전달받아야 함은 자명하다 할 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 도 4와 마찬가지로 도 5에서 설명한 압전 회절형 광 변조 시스템의 온도를 제어하기 위한 온도 조절 장치가 구비될 수 있다. 이 경우, 온도 조절 장치는 온도 감지부, 온도 조절부, 하우징 등을 구비할 수 있다. 하우징은 그 내부에 압전 회절형 광 변조 시스템을 포함할 수 있다. 이에 온도 감지부는 하우징의 내부의 온도를 감지하며 이에 상응하는 온도 신호를 생성하여 온도 조절부에 전달할 수 있다.
온도 신호를 전달받은 온도 조절부는 일정한 기준에 의하여 하우징의 온도를 조절할 수 있다. 이에 대한 온도 조절 장치에 관한 상세한 설명은 도 6 및 도 7에서 설명한다.
도 5에서는 도 4에서 설명한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지에 대하여 간략하게 도시하였다. 즉 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지(570)은 도 4에서 상술한 바와 같이, 드라이버 IC(510) - 압전 회절형 광 변조기(520)를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치의 개념도이다.
상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조기는 일반적으로 20℃ 내지 60℃ 부근에서 가장 효율적인 동작을 수행할 수 있다. 즉, 적정한 온도를 유지하지 않는 경우, 입사된 영상의 왜곡뿐 아니라 광 변조장치의 효율에도 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치는 하우징(610), 압전 회절형 광 변조 장치(620), 방열부(630), 온도 감지부(640), 온도 조절부(650) 및 온도 조절 개폐부(660-1, 660-2)를 포함한다.
하우징(610)는 일정한 온도를 조절하기 위하여 그 대상이 되는 압전 회절형 광 변조 시스템 또는 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지를 둘러싸는 역할을 한다. 즉, 온도를 조절하는 대상에 따라서 본 발명의 온도 조절 장치의 구성은 달라질 수 있다.
물론, 하우징의 상부에는 변조된 입사광이 전달될 수 있도록 개방부를 형성 하였으나 본 발명의 기술적 사상으로 비추어 보아 투명한 기판으로 형성할 수도 있을 것이다.
압전 회절형 광 변조 장치(620)는 도 4에서 설명한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지일 수 있다. 또한, 도 5에서 설명한 압전 회절형 광 변조 시스템일 수도 있다. 즉, 압전 회절형 광 변조 장치(620)는 온도 조절의 대상이 되는 구성요소에 따라 별도의 장치를 의미할 수 있다. 특히, 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지의 온도를 조절하기 위하여 온도 조절 장치를 구성하는 경우 도 5에서 설명한 압전 회절형 광 변조 시스템의 일부 구성 요소 등(예를 들어 각종 렌즈(501, 502, 530), 광원(500), 스캐너(540))은 온도 조절 장치의 외부에 구성될 수 있다.
방열부(630)는 하우징에 일부 개방면에 삽입되어 하우징 내부의 열을 하우징 외부로 방출할 수 있다. 또한, 방열부(630)는 하우징(610) 내부 공간에 구비된 압전 회절형 광 변조 장치(620)와 직접 결합되거나 결합되지 않을 수도 있다. 물론 방열부(630)는 열전도도가 높은 물질로 구성될 수 있다.
물론, 도 4에서 설명한 압전 회절형 광 변조 장치가 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지의 경우, 모듈 패키지에 포함된 방열판(450)이 구비되어 있으므로 방열부(630)는 별도로 구비되지 않을 수 있다.
여기서, 온도 조절 장치는 별도의 방열부(630)를 구비하지 않을 수 있다. 즉, 개폐기(660-1)의 동작만으로 온도 조절이 가능할 수 있기 때문이다. 이에 대한 상세한 설명은 도 7에 대한 설명에서 서술한다.
온도 감지부(640)는 하우징 내부의 온도를 감지할 수 있다. 일반적으로 온도 감지 센서는 서미스터, IC 온도센서 등이 될 수 있다. 온도 감지부에서 감지된 온도는 온도 신호로 생성되어 온도 조절부(650)에 전달될 수 있다.
온도 조절부(650)는 온도 감지부(640)에서 전달된 온도 신호를 저장된 기준 온도 신호와 비교하고 일정한 동작 신호를 생성하여 온도 조절 개폐부(660)로 전달할 수 있다. 더욱 상세하게 설명하면, 기준 온도가 감지 온도보다 낮은 경우 개폐부가 열리는 동작 신호를 생성하며 기준 온도가 감지 온도보다 높은 경우 개폐부가 닫히는 동작 신호를 생성 할 수 있다.
물론, 본 발명의 일 예로서의 온도 조절부(650)는 도 6에서 도시된 바와 같이 온도 조절 장치의 외부에 구비되어 도시되었으나 온도 조절 장치의 내부에 구비될 수도 있음은 본 발명의 기술적 사상에 비추어 자명하다 할 것이다.
또한, 온도 조절부(650)는 온도 조절 장치가 압전 회절형 광 변조 시스템에 대한 온도 조절을 하는 경우, 압전 회절형 광 변조 시스템의 영상 제어부(550)에 포함되어 구비될 수도 있다.
온도 조절 개폐부(660)는 개폐부(660-1)와 개폐부 고정틀(660-2)를 포함할 수 있다.
개폐부(660-1)는 온도 조절부에서 전달된 동작 신호에 따라 개폐부 고정틀에 대하여 일정한 개방면을 열고 닫을 수 있다. 물론, 개폐부(660-1)는 다양한 방식으로 구현될 수 있다(예를 들어, 회전형, 여닫이식, 미닫이식 등). 이하에서는 미닫이식 동작을 중심으로 설명한다.
개폐부(660-1)의 동작원리를 설명하면 다음과 같다. 우선, 온도 감지부(640) 는 하우징(610) 내부의 온도를 감지하고 이에 상응한 온도신호를 생성하여 온도 조절부(650)에 전달한다.
온도 조절부(650)는 전달된 온도 신호와 이미 지정되어 저장된 기준온도 신호와 비교한다. 이 때, 온도 감지부(640)에서 감지되어 생성된 온도 신호가 기준 온도 신호보다 작은 경우, 온도 조절부(650)는 개폐부가 열린 면을 닫도록 하는 동작 신호를 개폐부(660-1)에 전달할 수 있다.
여기서, 기준 온도 신호는 20℃ 내지 60℃ 까지의 임의의 온도를 기초로 생성된 신호일 수 있다. 물론, 반대로 감지되어 생성된 온도 신호가 기준 온도 신호보다 큰 경우, 온도 조절부(650)은 개폐부가 닫힌 면을 열도록하는 동작 신호를 개폐부(660-1)에 전달할 수 있다.
개폐부 고정틀(660-2)은 개폐부(660-2)의 미닫이 동작을 위해 구비되는 외부 고정틀이다. 개폐부(660-1)는 개폐부 고정틀(660-2)에 일부 개방면을 열고 닫을 수 있도록 개폐부 고정틀(660-2)에 동작 가능한 형태로 결합되어 있다..
도 6에서는 개폐부 고정틀(660-2)을 별도로 구비한 것으로 설명하였으나 상술한 바와 같이 방열부(630)를 구비하지 않는 경우 개폐부(660-1)는 하우징(610)에 동작 가능한 형태로 결합될 수도 있다. 즉, 이 경우에는 별도의 방열부(630) 및 고정틀(660-2)는 온도 조절 장치에 포함되지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치 개념도이다. 도 7에서 설명하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치는 도 6에서 설명한 온도 조절 장치와 유사하므로 동일한 구성요소에 대해서는 설명을 생략한다.
본 발명의 따른 실시예에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치는 하우징(710), 압전 회절형 광 변조 장치(720), 개폐부(730), 온도 감지부(740) 및 온도 조절부(650)를 포함한다.
상술한 도 6의 개폐부(660-1)가 개폐부 고정틀(660-2)이 아닌 하우징(610)에 결합되어 동작하는 경우가 도 7에서 설명할 온도 조절 장치이다.
하우징(710), 압전 회절형 광 변조 장치(720), 온도 감지부(730) 및 온도 조절부(750)는 도 6에서 설명한 구성요소와 동일한 기능을 수행하는 바 설명은 생략한다.
개폐부(730)는 온도 조절부(750)에서 전달된 동작 신호에 따라 하우징의 일정한 개방면을 열고 닫을 수 있다. 물론, 도 7의 개폐부(730)도 도 6의 개폐부(660-1)와 동일하게 다양한 방식으로 구현될 수 있다(예를 들어, 회전형, 여닫이식, 미닫이식 등).
온도 조절부(750)는 전달된 온도 신호와 이미 지정되어 저장된 기준온도 신호와 비교한다. 이 때, 온도 감지부(740)에서 감지되어 생성된 온도 신호가 기준 온도 신호보다 작은 경우, 온도 조절부(750)는 개폐부가 열린 면을 닫도록 하는 동작 신호를 개폐부(730)에 전달할 수 있다.
물론, 반대로 감지되어 생성된 온도 신호가 기준 온도 신호보다 큰 경우, 온도 조절부(750)은 개폐부가 닫힌 면을 열도록하는 동작 신호를 개폐부(730)에 전달 할 수 있다.
도 6 및 도 7에서 상술한 온도 조절 장치는 상술한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지 또는 압전 회절형 광 변조 시스템이 적정한 온도를 조절하기 하우징(610, 710) 내부의 열을 방출하거나 보존할 수 있다. 이 경우, 본 발명의 일 실시예로 상술한 온도 조절 장치를 포함하는 프로젝터 시스템을 구성할 수 있다.
즉, 온도 조절 장치를 구비한 압전 회절형 프로젝터 시스템은 상술한 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지 또는 압전 회절형 광 변조 시스템을 포함할 수 있다. 이는 본 발명의 기술적 사상으로 비추어보아 자명하다 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 압전 회절형 광 변조 장치의 온도장치를 이용하여 광 변조 장치의 작동 효율을 증진시킬 수 있다.
또한, 방열부 및 개폐장치를 구비한 온도 조절 장치를 제공함으로서 온도에 대한 신뢰성이 증가하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 적정한 온도를 유지함으로 인하여 에너지 효율을 높이는 효과도 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징;
    상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는 전달하는 온도 감지부;
    상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 및
    상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 하우징에 형성된 개방면에 개폐하는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  2. 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징;
    상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는전달하는 온도 감지부;
    상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부;
    상기 하우징에 형성된 일부 개방면에 결합되어 상기 하우징의 내부의 열을 방출하는 방열부; 및
    상기 하우징에 결합되며 상기 하우징의 외부에 도출된 상기 방열부의 일단을 수용하는 개폐부 고정틀; 및
    상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 개폐부 고정틀에 형성된 개방면을 개폐하는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 방열부는,
    상기 하우징에 포함된 압전 회절형 광 변조 장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지인 것을 특징으로 하되,
    상기 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지는,
    압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 일정한 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 및
    상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하는 구동 신호를 전달하는 드라이버 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조 시스템인 것을 특징으로 하되,
    상기 압전 회절형 광 변조 시스템은,
    소정의 영상 신호에 상응하여 광원의 동작을 조절하기 위한 광원제어신호, 압전 회절형 광 변조기에 포함되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정 픽셀에 상응하여 변조 반사하는 마이크로 미러의 동작을 조절하기 위한 영상제어신호 및 스크린에 영상을 반사하는 스캐너의 동작을 조절하기 위한 스캐너 제어신호를 생성하는 영상 제어부;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 일정한 각도로 굴절하고 집광하여 전달하는 조명 렌즈부;
    압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 상기 조명 렌즈부로부터 전달된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기;
    상기 영상 제어부에서 전달된 상기 영상제어신호를 수신하고 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하기 위한 동작 신호를 생성하는 드라이버 IC; 및
    상기 압전 회절형 광 변조기로부터 전달된 영상을 스크린에 반사하는 스캐너 를 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 시스템은,
    상기 압전 회절형 광 변조기로부터 변조된 영상을 소정의 회절 영상으로 상기 스캐너에 전달하는 이미지 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 압전 회절형 광 변조 시스템의 영상 제어부에 구비되는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 온도 신호는 20℃ 내지 60℃에서 정해진 임의의 온도를 기초로 하여 생성된 신호인 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 하우징 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 투명기판이 형성된 것을 특징으로 하는 압전 회절형 광 변조 장치의 온도 조절 장치.
  12. 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템에 있어서,
    광원으로부터 입사된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징;
    상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는 전달하는 온도 감지부;
    상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부; 및
    상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 하우징에 형성된 개방면에 개폐하는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 온도 조절 장치는,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치를 둘러싸고 있는 하우징;
    상기 하우징의 내부 온도를 측정하고 이에 상응하는 온도 신호를 생성하는전달하는 온도 감지부;
    상기 온도 감지부로부터 전달된 상기 온도 신호를 기준 온도 신호와 비교하여 소정의 동작 신호를 생성하여 전달하는 온도 조절부;
    상기 하우징에 형성된 일부 개방면에 결합되어 상기 하우징의 내부의 열을 방출하는 방열부;
    상기 하우징에 결합되며 상기 하우징의 외부에 도출된 상기 방열부의 일단을 수용하는 개폐부 고정틀; 및
    상기 온도 조절부로부터 전달된 상기 동작 신호에 상응하여 상기 개폐부 고정틀에 형성된 개방면을 개폐하는 개폐부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 방열부는,
    상기 하우징에 포함된 압전 회절형 광 변조 장치에 결합되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지인 것을 특징으로 하되,
    상기 압전 회절형 광 변조기 모듈 패키지는,
    압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 일정한 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기; 및
    상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하는 구동 신호를 전달하는 드라이버 IC를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  17. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    압전 회절형 광 변조 장치는 압전 회절형 광 변조 시스템인 것을 특징으로 하되,
    상기 압전 회절형 광 변조 시스템은,
    소정의 영상 신호에 상응하여 광원의 동작을 조절하기 위한 광원제어신호, 압전 회절형 광 변조기에 포함되어 상기 광원으로부터 출사된 광을 일정 픽셀에 상응하여 변조 반사하는 마이크로 미러의 동작을 조절하기 위한 영상제어신호 및 스크린에 영상을 반사하는 스캐너의 동작을 조절하기 위한 스캐너 제어신호를 생성하는 영상 제어부;
    상기 광원으로부터 출사된 광을 일정한 각도로 굴절하고 집광하여 전달하는 조명 렌즈부;
    압전체의 수축 및 팽창에 따라 구동되는 리본의 상하 동작에 상응하여 상기 조명 렌즈부로부터 전달된 광을 변조하여 반사하는 압전 회절형 광 변조기;
    상기 영상 제어부에서 전달된 상기 영상제어신호를 수신하고 상기 압전 회절형 광 변조기를 구동하기 위한 동작 신호를 생성하는 드라이버 IC; 및
    상기 압전 회절형 광 변조기로부터 전달된 영상을 스크린에 반사하는 스캐너를 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 압전 회절형 광 변조 시스템은,
    상기 압전 회절형 광 변조기로부터 변조된 영상을 소정의 회절 영상으로 상기 스캐너에 전달하는 이미지 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 압전 회절형 광 변조 시스템의 영상 제어부에 구비되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  20. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기준 온도 신호는 20℃ 내지 60℃에서 정해진 임의의 온도를 기초로 하여 생성된 신호인 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  21. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 온도 조절부는 상기 하우징 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  22. 제 31 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도록 상기 하우징의 일면에 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
  23. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 압전 회절형 광 변조 장치에 입사되며 반사되는 영상이 투과될 수 있도 록 상기 하우징의 일면에 투명기판이 형성된 것을 특징으로 하는 온도 조절 장치를 구비한 프로젝터 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109213231A (zh) * 2018-08-17 2019-01-15 深圳奥比中光科技有限公司 温度控制系统
KR20210109779A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 연세대학교 산학협력단 광 변조기의 온도 제어 방법 및 그를 위한 장치
CN113495043A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 江苏长电科技股份有限公司 微尺度衍射图像检测装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109213231A (zh) * 2018-08-17 2019-01-15 深圳奥比中光科技有限公司 温度控制系统
KR20210109779A (ko) * 2020-02-28 2021-09-07 연세대학교 산학협력단 광 변조기의 온도 제어 방법 및 그를 위한 장치
CN113495043A (zh) * 2020-03-18 2021-10-12 江苏长电科技股份有限公司 微尺度衍射图像检测装置
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