KR20080076540A - 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 조명계의 개구수를 적절하게 조정하여 무한 초점 심도를 갖도록 하는 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
회절형, 광변조기, 디스플레이, 개구수, 초점심도, 무한초점심도

Description

개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치{Display apparatus of the diffractive optical modulator having focus depth dependent on the numerical aperture}
도 1은 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 3a는 도2의 광원계와 오목 렌즈, 제1 실린더 렌즈, 제2 실린더 렌즈로 이루어진 조명계의 사시도이고, 도 3b는 도 2의 광원계와 오목 렌즈, 제1 실린더 렌즈, 제2 실린더 렌즈로 이루어진 조명계의 정면도이고, 도 3c는 광원계와 오목 렌즈, 제1 실린더 렌즈, 제2 실린더 렌즈로 이루어진 조명계의 평면도이다.
도 4a는 도 2의 볼록 렌즈와 스캐너를 포함하고 있는 투사계의 정면도이며, 도 4b는 도 2의 볼록 렌즈와 스캐너를 포함하고 있는 평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102 : 디스플레이 광학계 104 : 디스플레이 전자계
106 : 광원계 108 : 조명계
110 : 회절형 광변조기 112 : 투사계
116 : 필터계 118 : 스크린
본 발명은 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 조명계의 개구수를 적절하게 조정하여 무한 초점 심도를 갖도록 하는 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
차세대 디스플레이 장치로서 각종 평판 디스플레이 장치(FPD:Flat Panel Display)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 중 일반화된 디스플레이 장치에는 액정의 전기광학적 특성을 이용하는 액정 디스플레이 장치(LCD:Liquid Crystal Display)와, 가스 방전을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel) 등이 있다.
그 중 액정 디스플레이 장치(이하, " LCD" 라 약칭함)는 시야각이 좁고 응답속도가 느릴 뿐 아니라 반도체 제조공정을 이용한 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor) 및 전극 등을 형성하여야 하므로 공정이 복잡하다는 난점이 있다.
플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 제조 공정이 단순하여 대면적화에 유리하 다는 장점은 있으나, 전력 소비가 클 뿐 아니라, 방전 및 발광 효율이 낮고 고가라는 난점이 있다.
이러한 평판 디스플레이 장치의 문제들을 해결할 수 있는 새로운 디스플레이 장치의 개발이 진행되고 있으며, 최근에는 극초미세 가공기술인 마이크로 일렉트로메카니컬 시스템(Micro Electromechanical System : 이하, " MEMS" 라 약칭함)을 이용하여 픽셀(Pixel)마다 미세한 공간 광변조기(Spatial Light Modulator; SLM)를 형성하는 것에 의해 화상을 디스플레이 할 수 있는 디스플레이 장치가 제안된 바 있다.
여기에서, 공간 광 변조기(SLM)란 전기적이거나 광학적인 입력에 대응하는 공간 패턴으로 입사 광선을 변조시키는 변환기이다. 입사 광선은 이것의 위상, 강도, 편광 또는 방향으로 변조될 수 있고, 광 변조는 여러 가지 전기 광학 또는 자기 광학 효과가 있는 여러 가지 물질, 및 표면 변형에 의해 광선을 변조시키는 물질에 의해 달성될 수 있다.
한편, 위에서 설명한 공간 광 광변조기는 여러 응용 분야에 사용될 수 있는데 그 일예로 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.
일반적으로, 종래 기술에 따른 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 광원, 조명렌즈, 회절형 광변조기, 프로젝션 시스템, 스크린 등을 포함하고 있다.
광원은 복수의 광원으로 이루어져 있으며, 일예로 적색 광원, 녹색 광원, 청색 광원으로 이루어져 있다.
다음으로, 조명렌즈는 광원에서 출사되는 광을 광변조기로 입사시킨다. .
회절형 광변조기는 광이 입사되면 광변조를 수행하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성한다. 이때, 회절형 광변조기가 형성하는 회절광은 각 회절차수에 대하여 살펴볼 때 선형의 회절광을 형성하고 있다. 즉, 회절형 광변조기에서 출사되는 회절광은 스크린에 형성되는 영상의 픽셀을 형성하기 위하여 그에 대응되는 스캐닝 회절 점광이 복수개 모여 선형으로 배열되어 선형의 주사선을 형성한다.
그리고, 프로젝션 시스템은 복수개의 스캐닝 회절 점광이 선형으로 배열되어 형성한 선형의 주사선을 스크린에 투사하여 스캐닝하여 2차원 영상을 생성한다.
이러한 프로젝션 시스템의 종래 기술에 따른 투영 및 스캐닝 광학부는 회절형 광변조기에서 생성된 복수의 스캐닝 회절 점광으로 이루어진 주사선을 스크린에 스캐닝을 수행하여 2차원 영상을 생성한다.
이러한 투영 및 스캐닝 광학부는 집광 렌즈, 스캐너와 프로젝션 렌즈로 구성되어 있으며, 입사된 회절광을 스크린에 투사한다.
여기에서, 집광 렌즈는 선형의 회절광을 집광시키며, 스캐너는 X 스캐닝 미러로서 디스플레이 전자계의 제어에 따라 입사된 라인 이미지를 스크린에 좌에서 우로 스캐닝을 수행하고, 이후에 우에서 좌로 스캐닝을 수행하며, 이러한 동작을 반복한다. 프로젝션 렌즈는 회절광의 초점이 스크린에 맞도록 초점 심도를 조정한다.
한편, 이와 같은 종래 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치를 제품화하는데 있어서 박형화, 소형화의 요구에 부응할 필요가 있다.
즉, 최근의 디스플레이 분야에 있어서 디스플레이 장치의 두께가 점점 더 얇아지는 경향에 있는데 이러한 경향을 충족시킬 필요가 있다.
또한, 최근의 디스플레이 분야에 있어서 디스플레이 장치를 휴대용 단말기등에 내장할 필요가 있는데 이러한 필요에 부응할 필요가 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로서, 조명 렌즈의 개구수를 적절하게 조정하여 무한 초점 심도를 갖도록 하는 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 광을 생성하여 출사하는 광원계; 광원계로부터 출사된 광을 작은 개구수를 갖는 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명계; 상기 조명계로부터 입사되는 입사광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 회절형 광변조기; 및 상기 회절형 광변조기에서 출사되는 회절광을 스크린에 투사하여 영상 이미지를 생성하는 투사계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절 광변조기의 사시도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 기판(11)을 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 기판(11)의 상부에 형성된 절연층(12)을 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 절연층(12)의 일부분에 형성되어 있으며 상부 반사부(16a~16n)의 홀(16aa~16nb)과 상부 반사부(16a~16n)의 사이의 공간을 통과하여 입사되는 광을 반사하는 하부 반사부(13)를 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 사이에 하부 반사부(13)가 위치하도록 하여 기판(11)의 표면에 서로 이격된 위치에 형성되어 있는 한쌍의 측면 지지 부재(14, 14')를 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 한쌍의 측면 지지 부재(14, 14')에 의해 양측면이 각각 지지되며 기판(11)으로부터 이격되어 있고 중앙 부위가 상하 이동 가능하며 중앙 부위에 상부 반사부(16a~16n)에 형성된 홀(16aa~16nb)에 대응되는 홀(미도시)이 형성되어 있으며 어레이를 형성하고 있는 복수의 적층체 지지판(15a~15n)을 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 적층체 지지판(15a~15n)의 중앙 부위에 형성되어 있으며 중앙에 홀(16aa~16nb)을 가지고 있어 입사되는 광을 일부는 반사하고 일부는 홀(16aa~16nb)를 통하여 통과시키며 어레이를 형성하고 있는 상부 반사부(16a~16n)를 포함하고 있다.
또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 적층체 지지판(16a~16n)에 각각 서로 이격되어 형성되어 있으며 측면 지지 부재(14, 14')의 상부에 위치하고 있고 적층체 지지판(16a~16n)을 상하로 이동시키기 위한 복수의 한쌍의 압전체(20a~20n, 20a'~20n')를 구비하고 있다.
여기에서, 한쌍의 압전체(20a~20n, 20a'~20n')는 하부 전극층(20aa~20na, 20aa'~20na'), 압전 재료층(20ab~20nb, 20ab~20nb'), 상부 전극층(20ac~20nc 20ac'~20nc)에 전압이 인가되는 경우에 압전 재료층(20ab~20nb, 20ab'~20nb')의 수축과 팽창에 의하여 적층체 지지판(15a~15n)의 중앙 부위가 상하로 움직이며 이에 따라 상부 반사부(16a~16n)도 상하로 움직이게 된다. 편의를 위하여 적층체 지지판(16a~16n)과 상부 반사부(16a~16n) 그리고 한쌍의 압전체(20a~20n, 20a'~20n')로 이루어진 각각에 대하여 엘리멘트라고 부른다.
한편, 광이 오픈홀 회절형 광변조기의 상부 반사부(16a~16n)에 입사될 때 상부 반사부(16a~16n)는 일부의 광은 반사하고 일부의 광은 홀(16aa~16nb)를 통하여 통과시키며, 하부 반사부(13)는 상부 반사부(16a~16n)의 홀(16aa~16nb)을 통하여 통과된 광을 반사시키게 된다.
그 결과, 상부 반사부(16a~16n)에서 반사하는 반사광과 하부 반사부(13)에서 반사한 반사광은 여러 회절계수를 갖는 회절광을 형성하게 되는데, 그 회절광의 광세기는 상부 반사부(16a~16n)와 하부 반사부(13)의 단차가 입사광의 파장이 λ라 할때 λ/4의 홀수배가 될 때 최대가 되며, 짝수배가 될 때 최소가 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절 형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는, 디스플레이 광학계(102)와 디스플레이 전자계(104)를 포함한다.
디스플레이 광학계(102)는 광을 생성하여 출사하는 광원계(106)를 포함하며, 광원계(106)는 외부공동표면방출 레이저(VECSEL;Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), 수직공진표면발광 레이저(VCSEL;Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(Laser diode, LD), 고발광 다이오드(SLED; Super Luminescent Diode) 등과 같은 반도체를 사용하여 제작한 광원이 사용가능하다.
광원계(106)는 레이저 조명을 방출하는데, 레이저 조명의 단면은 원형(또는 타원형)이고, 그 광의 세기 프로파일은 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있으며, 일예로 광원계(106)(실제로는 R광원의 레이저, G광원의 레이저, B광원의 레이저로 이루어져 있다)은 R광, G광, B광을 순차적으로 방출하도록 할 수 있다.
또한, 디스플레이 광학계(102)는 광원계(106)로부터 나오는 광을 낮은 개구수(NA : Numerical Aperture)를 갖는 선형의 평행광으로 만들어 회절형 광변조기(110)에 선형(line shape)의 평행광을 조사하기 위해 조명계(108)를 포함한다.
조명계(108)는 광원계(106)가 방출한 레이저 조명을 낮은 개구수를 갖는 선형의 길이가 길고 폭이 좁은 광으로 만든 후에 평행광으로 변환하여 회절형 광변조기(110)상에 입사시킨다.
이처럼 조명계(108)가 낮은 개구수를 갖는 선형의 평행광을 만들어 회절형 광변조기(110)에 조사하게 되면, 회절형 광변조기(110)에서 변조된 회절광은 무한 초점 심도를 갖게 된다.
일반적으로, 모든 광학계에서는 광학계를 통과하는 광을 제한하는 구멍이 있는데, 이 구멍은 렌즈의 외경이거나 조리개일 수 있다. 이를 개구(aperture 또는 stop)라고 하는데, 이중에는 에너지를 제한하는 것을 에퍼처스톱(apature stop)이라 부르고, 상을 형성하기 위한 물체의 크기 등을 제한하는 경우에는 필드 스톱(field stop)이라고 한다. 이런 에퍼처 스톱을 물체측에서는 상을 입사동, 상측에서는 상을 출사동이라고 한다. 렌즈가 어떤 물체의 상을 형성시킬 경우 물체로부터 받아들일 수 있는 광량의 크기는 렌즈의 입사동 또는 개구의 면적에 비례한다. 이를 표현하는 것으로 f-수와 개구수(NA : numerical aperture)가 있다. 이 중 개구수는 다음과 같이 표현할 수 있다.
개구수=NA=Nsinθ
여기서, θ : 개구 끝단의 광선이 수렴하는 각, N은 비례 상수이다. 이때, θ가 작은 경우에는 개구수 NA≒θ가 된다.
그리고, 이러한 조명계(108)는 일예로 도 3a 내지 도 3c에 도시된 바와 같이 오목 렌즈(108a), Y축방향(Y축은 도면에 표시되어 있다)의 곡면을 가지고 있는 제1 실린더 렌즈(108ba), X축방향(X축은 도면에 표시되어 있다)의 곡면을 가지고 있는 제2 실린더 렌즈(108bb)로 이루어져 있다.
즉, 조명계(108)는 광원계(106)에서 출력된 광을 광로 방향(Z축으로 도면에 표시되어 있다)에 대한 Y축방향하여 확대하고, 이처럼 확대된 광을 평행광으로 변화시키며, 평행광으로 변환된 광을 X축 방향으로 집광시켜 낮은 수렴각θ을 가지는 선형광으로 변화시켜 회절형 광변조기(110)에 조명시키는 것으로서, 오목 렌즈(108a), Y축방향(Y축은 도면에 표시되어 있다)의 곡면을 가지고 있는 제1 실린더 렌즈(108ba), X축방향(X축은 도면에 표시되어 있다)의 곡면을 가지고 있는 제2 실린더 렌즈(108bb)로 이루어져 있다.
이를 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다. 도 3a는 광원계(106)와 오목 렌즈(108a), 제1 실린더 렌즈(108ba), 제2 실린더 렌즈(108bb)로 이루어진 조명계(108)의 사시도이고, 도 3b는 광원계(106)와 오목 렌즈(108a), 제1 실린더 렌즈(108ba), 제2 실린더 렌즈(108bb)로 이루어진 조명계(108)의 정면도이고, 도 3c는 광원계(106)와 오목 렌즈(108a), 제1 실린더 렌즈(108ba), 제2 실린더 렌즈(108bb)로 이루어진 조명계(108)의 평면도이다. 여기에서, 오목 렌즈(108a)를 광이 통과하면 Y축 방향으로 광이 확대되며, X축방향으로는 변화가 없다. 그리고, 제1 실린더 렌즈(108ba)를 광이 통과하면 Y축 방향으로 확대되던 광은 평행광이 되고, X축 방향은 변화가 없다. 다음으로, 제2 실린더 렌즈(108bb)를 광이 통과하면 Y축 방향은 변화가 없고 X축 방향은 집광되게 되는데 이때 수렴각 θ가 NA가 된다. 이러한 개구수 NA는 회절형 광변조기(110)의 피치가 d라고 하고 입사광의 파장을 λ라고 할 때 다음의 조건식(1)을 만족하여야 한다.
λ/d ≤ NA-------(1)
한편, 디스플레이 광학계(102)는 조명계(108)로부터 조사된 선형광을 회절시 켜 회절광의 광세기가 조절된 복수의 회절차수의 회절광을 생성하는 회절형 광변조기(110)를 포함한다.
여기에서 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 0차 회절광, 1차 회절광, 2차 회절광, 3차 회절광 등등의 여러 회절차수의 회절광을 포함한다.
그리고, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 선형(line shape)의 길이가 길고 폭이 좁은 회절광이 된다(이하에서는 이를 라인 영상이라고 한다).
여기에서, 회절형 광변조기(110)는 일예로 상하 이동가능하며 어레이를 형성하고 있는 다수의 상부 반사부와, 상부 반사부의 사이에 위치하며 상부 반사부로부터 일정 거리가 이격되어 있는 다수의 하부 반사부를 포함하여 이루어져 있다. 그리고, 회절형 광변조기(110)는 상부 반사부를 구동하는 구동수단으로 정전기력, 정자기력을 사용할 수 있으며, 일면에 상부 전극층이 형성되어 있고 다른면에 하부 전극층이 형성되어 있는 압전 재료층을 사용할 수 있다.
이러한, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 하나의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 영상의 하나의 픽셀에 대응하는 회절광을 생성하도록 할 수 있고, 2개 또는 그 이상의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 하나의 픽셀에 대응되는 회절광을 형성하도록 할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 광학계(102)는 회절형 광변조기(110)에서 출사된 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 스크린(118)을 향하도록 하여 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는 투사계(112)를 포함하고 있다.
여기에서, 투사계(112)는 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는데 있어 디스플레이 전자계(104)의 제어에 의해 스크린(118)에 디스플레이 되는 영상의 선속을 일정하게 유지하도록 한다.
이러한 투사계(112)는 회절형 광변조기(110)에서 출사되는 회절광을 집광하는 볼록 렌즈(112a)와 회절광을 스크린(118)을 향하도록 하는 스캐닝을 수행하는 스캐너(112b)로 이루어져 있다.
볼록 렌즈(112a)는 회절광을 집광하는 역할을 수행하며, 스캐너(112b)는 회절광을 스크린(118)에 스캐닝한다.
이를 도 4a 및 도 4b를 참조하면 다음과 같다. 도 4a는 볼록 렌즈(112a)와 스캐너(112b)를 포함하고 있는 투사계의 정면도이며, 도 4b는 볼록 렌즈(112a)와 스캐너(112b)를 포함하고 있는 평면도이다. 여기에서, 회절형 광변조기(110)에서 생성된 회절광은 볼록 렌즈(112a)를 거쳐서 Y 축 방향과 X축 방향으로 집광된다. 이때, 도 4a를 보면 알 수 있는 바와 같이 Y 축 방향으로는 집광이 빠르게 이루어지며, Y축 방향 초점(여기에서는 초점에 스캐너(112b)를 위치시켰다)을 지나서는 빠르게 확대된다. 하지만, 도 4b를 보면 알 수 있는 바와 같이 X축 방향으로 집광은 완만하게 이루어지며 이러한 초점거리는 회절형 광변조기(110)에서 출사되는 회절광의 개구수에 크게 좌우된다.
한편, 스크린(118)에 결상되는 영상의 선명도는 초점 심도(Dof)에 크게 좌우된다. 여기에서, 초점 심도란 초점을 맞춘 물체의 앞뒤에 선명한 영상이 어느 정도까지 나오는가 하는 정보를 말하는데, 초점심도는 개구수에 크게 의존하게 되는데 개구수가 낮은 회절광을 사용하면 초점 심도가 깊다.
즉, 초점 심도와 개구수의 관계는 다음의 조건식 (2)를 만족한다.
Dof ∝ λ/NA2-------(2)
따라서, 조명계(108)에서 작은 개구수를 갖는 조명광을 형성하게 되면, 스크린(118)이 앞뒤로 이동하게 되어도 초점심도가 깊기 때문에 크게 선명도에 영향을 받지 않는다. 그럼으로, 스크린(118)의 앞뒤 이동에 따라 초점을 조정할 필요가 없게 되어 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 제작이 간단하게 된다.
특히, 휴대용 단말기에 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이가 실장되는 경우처럼 스크린(118)이 고정되어 있는 것이 아니라 사용자가 임의로 스크린(108)을 설정하고 육안을 사용하여 초점을 맞추는 응용에서는 초점 심도가 깊을 필요가 있으며 개구수가 낮은 회절광을 사용하면 별도의 초점 렌즈를 구비하지 않아도 이러한 필요를 만족시킨다.
여기에서, 스캐너(112b)는 갈바노 스캐너(galvanometer scanner) 또는 폴리곤 미러 스캐너(polygon mirror scanner)일 수 있다. 갈바노 스캐너는 사각형 판자 형태를 가지고 있으며, 일면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 소정 각도 범위 내에서 좌우로 회전을 한다. 폴리곤 미러 스캐너는 다각 기둥 형태를 가지고 있으며, 다각 기둥의 옆면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 일방향으로 회전하며 각 옆면에 부착된 미러가 회전에 의해 입사되는 빛의 반사각을 변화시켜 스크린(118)에 영상을 투사한다.
일반적으로, 스캐너(112b)는 회전 운동을 하기 때문에 구동 모터등을 필수적인 구성요소로 하고 있으며, 이러한 구동모터는 많은 전력 소모를 필요로 한다. 하지만, 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치를 휴대용 단말기에 이용하는 경우에 전력 소모가 작은 것이 바람직하다.
한편, 디스플레이 광학계(102)는 투사계(112)와 스크린(118) 사이에 위치하여 투사계(112)에서 투사된 여러 차수의 회절광에서 사용하기를 원하는 차수의 회절광을 스크린(118)으로 통과시키는 필터계(116)를 포함하여 이루어져 있다. 필터계(116)의 일예는 슬릿이 사용될 수 있다.
한편, 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106), 회절형 광변조기(110), 투사계(112)에 접속된다. 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106)에 전원을 제공한다. 그리고, 디스플레이 전자계(104)는 회절형 광변조기(110)의 압전체의 상부 전극층과 하부 전극층에 구동 전압을 제공하여 상부 반사부를 구동시킨다.
한편, 상기와 같은 본 발명에 따르면, 회절형 광변조기를 이용한 투사계에서 별도로 부피가 크고 무거운 초점 렌즈를 구비하지 않도록 하기 때문에 소형화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 회절형 광변조기를 이용한 투사계에서 별도로 부피가 크고 무거운 초점 렌즈를 구비하지 않아도 되기 때문에 박형화가 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 회절형 광변조기를 이용한 투사계에서 별도로 초점 렌즈를 구비하지 않도록 하기 때문에 비용 절감을 가져올 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 광을 생성하여 출사하는 광원계;
    광원계로부터 출사된 광을 작은 개구수 NA를 갖는 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명계;
    상기 조명계로부터 입사되는 입사광을 변조시켜 복수의 회절 차수를 갖는 회절광을 형성하는 회절형 광변조기; 및
    상기 회절형 광변조기에서 출사되는 회절광을 스크린에 투사하여 영상 이미지를 생성하는 투사계를 포함하여 이루어진 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명계는,
    상기 광원계에서 출사되는 광을 확대하는 콜리메이터 렌즈;
    상기 콜리메이터 렌즈를 통과한 광을 평행광으로 변화시키는 제1 실린더 렌즈; 및
    상기 제1 실린더 렌즈를 통과한 평행광을 낮은 개구수 NA를 갖는 선형광으로 변화시키는 제2 실린더 렌즈를 포함하여 이루어진 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 조명계가 상기 회절형 광변조기에 입사하는 조명광의 개구수는 상기 회절형 광변조기의 피치가 d라고 하고 입사광의 파장을 λ라고 할 때 λ/d ≤ NA를 만족하는 것을 특징으로 하는 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 회절형 광변조기의 뒷단에 위치하여 상기 회절형 광변조기에서 출사되는 복수의 회절차수의 회절광에서 원하는 회절차수의 회절광을 통과시키는 필터계를 더 포함하여 이루어진 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 필터계는,
    상기 회절형 광변조기에서 다수의 회절차수를 갖는 회절광을 입사받아 차수별로 집광하여 출사하는 푸리에 렌즈; 및
    상기 푸리에 렌즈로부터 차수별로 집광된 회절광에서 원하는 회절차수의 회절광을 필터링하는 필터를 포함하여 이루어진 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 투사계는,
    상기 회절형 광변조기에서 출사된 회절광을 집광하는 집광 렌즈; 및
    상기 집광 렌즈에서 출사된 회절광을 스크린에 투사하여 영상 이미지를 생성하는 스캐너를 포함하여 이루어진 개구수에 의존하는 초점심도를 갖는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치.
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