KR970003001B1 - Optical path regulating apparatus - Google Patents

Optical path regulating apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR970003001B1
KR970003001B1 KR1019930007675A KR930007675A KR970003001B1 KR 970003001 B1 KR970003001 B1 KR 970003001B1 KR 1019930007675 A KR1019930007675 A KR 1019930007675A KR 930007675 A KR930007675 A KR 930007675A KR 970003001 B1 KR970003001 B1 KR 970003001B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
grooves
optical path
actuators
holes
substrate
Prior art date
Application number
KR1019930007675A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR940027540A (en
Inventor
김유광
Original Assignee
대우전자 주식회사
배순훈
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우전자 주식회사, 배순훈 filed Critical 대우전자 주식회사
Priority to KR1019930007675A priority Critical patent/KR970003001B1/en
Publication of KR940027540A publication Critical patent/KR940027540A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR970003001B1 publication Critical patent/KR970003001B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B17/00Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
    • G02B17/02Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system
    • G02B17/023Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system for extending or folding an optical path, e.g. delay lines
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0858Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/142Adjusting of projection optics
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof

Abstract

The light path adjusting device is embodied by using a shear strain feature of a piezoelectric ceramic. The device comprises: a substrate having MxN holes and conductive patterns in a matrix fashion on the surface of the lower portion thereof; a plurality of first and second actuators comprised of first and second strain portions each separated by means of first, second and third grooves, first and second signal electrodes exposed by means of the first groove to be connected to a part of the lower surface of the substrate through the holes, on the sides of the first and second strain portions, and first and second common ground electrodes exposed by means of the second groove to be connected the adjacent part through the surface crossed with the third groove, on the side of the first and second strain portions; an actuator array in which the first and second actuators constitute MxN unit pixels; and first and second reflection mirrors formed on the surfaces of the first and second signal electrodes.

Description

광로조절장치Light Path Control

제1도는 종래 광로조절장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional optical path control device,

제2도는 본 발명에 따른 광로조절장치의 사시도,2 is a perspective view of an optical path adjusting device according to the present invention;

제3도는 제2도를 a-a 선으로 자른 단위 화소의 단면도.3 is a cross-sectional view of a unit pixel taken along line a-a of FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

30 : 광로조절장치 31 : 기판30: optical path control device 31: substrate

33 : 지지부 35 : 접착부33: support portion 35: adhesive portion

37,43 : 제1및 제2변형부 39,45 : 제1및 제2신호전극37, 43: first and second deformation parts 39, 45: first and second signal electrodes

41,47 : 제1및 제2공통접지전극 42,48 : 제1및 제2액츄에이터41,47: First and second common ground electrodes 42,48: First and second actuators

50 : 단위화소 51,53 : 제1및 제2반사경50: unit pixel 51,53: first and second reflecting mirror

55,57,59 : 제1, 제2 및 제3홈 61 : 구멍55, 57, 59: first, second and third groove 61: hole

본 발명은 투사형 화상표시 장치의 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히, 압전세라믹의 전단변형(shear strain)의 특성을 이용한 광로조절장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical path adjusting device of a projection image display device, and more particularly, to an optical path adjusting device using characteristics of shear strain of piezoelectric ceramics.

화상표시장치는 표시방식에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT화상표시장치는 화질이 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정 표시장치(Liquid Crystal Display:이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD는 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과 면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.An image display apparatus is classified into a direct view type image display apparatus and a projection type image display apparatus according to a display method. The direct view type image display device includes a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT image display device has a good image quality, but there is a problem in that a large screen has an increase in weight and thickness, and a price is expensive. . Projection type image display apparatuses include a large crystal display (hereinafter referred to as an LCD). Such a large display LCD can be thinned to reduce its weight. However, such an LCD has a high loss of light due to a large loss of light due to a polarizing plate, and a thin film transistor for driving the LCD is formed for each pixel, so that there is a limit in increasing the aperture ratio (light transmission area).

이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays:하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(light path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투사시키므로서 화상을 나타낸다. AMA는 구동방식에 따라 액츄에이터가 M×1개인 1차원 AMA와 M×N개인 2차원 AMA로 구분된다. 상기에서 액츄에이터는 압전물질이나 전왜물질로 이루어지는 변형부와 전극들을 포함하며 전계발생시 변형되어 상부에 있는 거울을 기울어지게 한다.In order to make up for the drawbacks of LCDs, a projection type image display device using Actuated Mirror Arrays (hereinafter referred to as AMA) was developed by Aura, USA. A projection image display device using AMA separates white light emitted from a light source into red, green, and blue light beams, and then reflects these light beams to reflectors inclined by the deformation of actuators, respectively. paths, and adjusts the amount of light beams to project on the screen to display an image. The AMA is classified into a one-dimensional AMA having an actuator of M × 1 and a two-dimensional AMA having an M × N according to the driving method. The actuator includes a deformable part and electrodes formed of a piezoelectric material or a warping material, and deforms when an electric field is generated to tilt the mirror on the top.

제1도는 종래의 투사형화표시장치의 광로조절수단(10)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the optical path adjusting means 10 of the conventional projection display device.

상기 광로조절수단(10)은 기판(11), 액츄에이터(14) 및 반사경(23)을 포함한다. 상기 기판(11)은 유리 또는 Al2O3등의 절연물질로 이루어지며 표면에 매트릭스(matrix) 형태의 도선 패턴(13)이 형성되어 있다. 액츄에이터(14)는 상기 제1및 제2변형부들(15)(17)과 신호 및 공통전극물(19)(21)로 이루어진다.The optical path adjusting means 10 includes a substrate 11, an actuator 14, and a reflector 23. The substrate 11 is made of an insulating material such as glass or Al 2 O 3 , and a conductive pattern 13 having a matrix shape is formed on a surface thereof. The actuator 14 is composed of the first and second deformable parts 15 and 17 and a signal and a common electrode material 19 and 21.

상기에서 제1및 제2변형부들(15)(17)은 "L"자 모양을 가지며 거울상으로 배치되어 철( )모양으로 기판(11)상에 실장되어 있다. 상기 제1및 제2변형부들(15)(17)은 압전세라믹으로 이루어져 있으며, 상부에 반사경(23)이 위치되어 있다. 제1및 제2변형부들(15)(17)은 사이에 신호전극(19)과 마주보는 표면에 공통전극(19)들이 형성되어 있다. 상기에서 제1및 제2변형부(15)(17)은 신호전극(19)과 수직을 이루는 한 방향으로 분극(polariztion)되어 있다. 신호 전극(19)은 도선패턴(13)과 전기적으로 접속되어 있으며, 공통전극(21)들은 외부도선 패턴(도시되지 않음)에 의해 인접하는 광로조절수단의 공통전극들과 접속되어 있다.In the above, the first and second deformation parts 15 and 17 have an "L" shape and are disposed in a mirror image and mounted on the substrate 11 in an iron shape. The first and second deformable parts 15 and 17 are made of piezoelectric ceramics, and a reflector 23 is positioned on an upper portion thereof. Common electrodes 19 are formed on the surface of the first and second modified parts 15 and 17 facing the signal electrode 19. In this case, the first and second deformation parts 15 and 17 are polarized in one direction perpendicular to the signal electrode 19. The signal electrode 19 is electrically connected to the conductive line pattern 13, and the common electrodes 21 are connected to common electrodes of adjacent optical path control means by an external conductive pattern (not shown).

또한, 신호 및 공통전극들(19)(21)은 금속등의 도전성 물질로 형성되며 신호 전압시 제1및 제2변형부들(15)(17)을 변형시킨다. 즉, 예를들면, 제1변형부(15)에서 제2변형부(17) 방향으로 분극된 상태에서 신호전극(19)에 신호전압을 인가하면 분극방향과 전계방향은 제1변형부(17)에서 일치하지 않고 제2변형부(19)에서 일치한다. 그러므로, 제1변형부(15)는 수평방향으로 수축하고 수직방향으로 팽창하며, 제2변형부(17)는 수평방향으로 팽창하고 수직방향으로 수축한다. 따라서, 반사경(23)은 제1변형부(15)에서 제2변형부(17) 방향으로 기울어져 경사각을 갖는다. 상기에서 반사경(23)의 경사각은 제1및 제2변형부들(15)(17)의 상부의 길이에 비례하고, 두께의 제곱에 반비례한다. 그러므로, 반사경(23)의 경사각을 크게 하여 광로조절범위를 크게하기 위해서는 제1및 제2변형부들(15)(17)상부의 두께를 작게하거나 높이를 크게해야 한다.In addition, the signal and common electrodes 19 and 21 are formed of a conductive material such as metal, and deform the first and second deformation parts 15 and 17 when the signal voltage is applied. That is, for example, when a signal voltage is applied to the signal electrode 19 in a state in which the first deformation unit 15 is polarized in the direction of the second deformation unit 17, the polarization direction and the electric field direction are the first deformation unit 17. ) Does not coincide, but coincides in the second deformation unit 19. Therefore, the first deformable portion 15 contracts in the horizontal direction and expands in the vertical direction, and the second deformed portion 17 expands in the horizontal direction and contracts in the vertical direction. Therefore, the reflector 23 is inclined from the first deformable portion 15 toward the second deformable portion 17 to have an inclination angle. The inclination angle of the reflector 23 is in proportion to the length of the upper portion of the first and second deformations 15 and 17 and inversely proportional to the square of the thickness. Therefore, in order to increase the inclination angle of the reflector 23 to increase the optical path control range, the thickness of the upper portions of the first and second deformation parts 15 and 17 must be reduced or increased.

상술한 종래 투사형화상표시장치의 광로조절수단은 다층 세라믹의 소결시 온도가 전극의 용융점보다 높으므로 전극형성이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 반사경의 경사각을 크게 하기 위해 변형부 상부의 두께를 얇게 하고 높이를 크게 하여야 하기 때문에 직접도를 높이기가 어려운 문제점이 있었다.The optical path control means of the conventional projection image display device described above has a problem in that electrode formation is difficult because the temperature of the multilayer ceramic is higher than the melting point of the electrode. In addition, in order to increase the inclination angle of the reflector, the thickness of the upper part of the deformed portion has to be made thinner and the height has a problem that it is difficult to increase the directness.

본 발명의 목적은 다층 세라믹을 형성하지 않고 M×N 개의 화소를 가지는 광로조절장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an optical path control apparatus having M x N pixels without forming a multilayer ceramic.

본 발명의 다른 목적은 광로조절범위를 크게할 수 있는 광로조절장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical path control apparatus that can increase the optical path control range.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치는 다수의 지지부들과 다수의 접착부들이 엇갈리게 되어있고 상기 접착부들이 제거되어 형성된 M×N 개의 구멍을 가지며 하부표면에 매트릭스 형태의 도선 패턴들을 가지는 기판과, 상기 기판과 수직으로 분극되어 지지부들과 한 몸체를 이루며 상기 구멍들과 연결되는 상기 접착부들과 상기 지지부들의 상부에 소정각도로 형성된 제1및 제2홈들과 이 제1 및 제2홈들과 직각을 이루며 상기 구멍들 사이에 형성된 제3홈들에 의해 각각 분리된 제1 및 제2변형부들과, 상기 구멍들을 통해 기판의 하부표면의 일부까지 연결되도록 상기 제1홈들에 의해 노출된 상기 제1및 제2변형부들 측면에 형성된 제1및 제2신호 전극들과, 상기 제3홈들과 교차하는 부분의 표면을 통해 이웃하는 것들과 연결되도록 상기 제2홈들에 의해 노출된 상기 제1및 제2변형부들 측면에 형성된 제1및 제2공통접지전극을 가지는 다수개의 제1 및 제2액츄에이터들로 구성되며, 이 제1 및 제2액츄에이터들이 M×N 개의 단위화소들을 이루는 액츄에이터어레이와, 상기 제1 및 제2 신호전극들의 표면에 형성된 제1 및 제2 반사경을 구비한다.The optical path control device according to the present invention for achieving the above object is a substrate having a plurality of support parts and a plurality of adhesive parts are staggered, the M × N holes formed by removing the adhesive parts and the matrix pattern of the wire pattern on the lower surface First and second grooves formed at a predetermined angle on the adhesive parts and the support parts connected to the holes and polarized perpendicularly to the substrate to form a body with the support parts; First and second deformed portions formed at right angles and separated by third grooves formed between the holes, and the first exposed portions by the first grooves so as to be connected to a part of the lower surface of the substrate through the holes. And first and second signal electrodes formed on side surfaces of the second deformed portions, and connected to neighboring ones through a surface of a portion intersecting the third grooves. Comprising a plurality of first and second actuators having a first and a second common ground electrode formed on the side of the first and second deformations exposed by the second grooves, these first and second actuators are M And an actuator array constituting N unit pixels, and first and second reflectors formed on the surfaces of the first and second signal electrodes.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제2도는 본 발명에 따른 광로조절장치(30)의 사시도이다.2 is a perspective view of the optical path control device 30 according to the present invention.

상기 광로조절장치(30)는 기판(31), 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48), 제1 및 제2반사경들(51)(53)을 구비한다.The optical path control device 30 includes a substrate 31, first and second actuators 42 and 48, and first and second reflectors 51 and 53.

기판(31)은 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)등의 압전세라믹으로 이루어진 지지부(33)들과 에폭시수시(epoxy) 또는 폴리머(polymer)등으로 이루어진 접착부(35)들이 엇갈리게 형성되어있다. 기판(31)은 M×N 개의 구멍(61)들을 갖는데, 이 구멍(61)들은 지지부(33)들 사이의 접착부(35)들이 소정부분 제거되어 x축을 따라 소정 폭을 가지며 형성되어 있다. 또한, 기판(31)의 하부 표면에 매트리스 형태로 도선 패턴이 형성되어 있다. 제1 및 제2액츄에이터(42)(48)은 y축을 따라 엇갈리게 배열되어 어레이를 이루는데, 제1 및 제2액츄에이터(42)(48)은 각기 변형부들(37)(43), 신호전극들(39)(45)과 공통접지전극들(41)(47)을 갖는다. 상기 변형부들, 즉, 제1및 제2변형부들(37)(43)은 z축을 따라 상방향 또는 하방향으로 분극되어 있으며 지지부(33)들과 한 몸체를 이루어 기판(31)으로부터 돌출되어 있다. 제1및 제2변형부들(37)(43)은 y축을 따라 경사지며 평행하게 형성된 제1및 제2홈들(55)(57)과 x축을 따라 평행하게 형성된 제1및 제2홈들(55)(57)과 x축을 따라 평행하게 형성된 제3홈(59)들에 의해 이격된 2M×N 개가 배열되어 있다. 제1및 제2변형부들(37)(43)은 소정각도 만큼 기울어져 기판(31)으로부터 소정높이를 갖는다. 상기에서 제1홈(55)들은 접착부(35)의 상부에 형성되어 구멍(61)들과 연결되어 있으며, 제2홈(57)들은 지지부(33)의 상부에 형성되며 하부표면이 기판(31)의 상부표면과 일치하도록 형성되어 있다. 또한, 구멍(61)들은 x축상에서 인접하는 제1 및 제2변형부들(37)(43) 사이에 형성된다.The substrate 31 is formed of piezoelectric ceramics such as BaTiO 3 , PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ), and epoxy resin ( Adhesion portions 35 made of epoxy) or polymer are alternately formed. The substrate 31 has M x N holes 61, which are formed with a predetermined width along the x-axis by removing a portion of the adhesive portions 35 between the support portions 33. As shown in FIG. In addition, a conductive pattern is formed on the lower surface of the substrate 31 in the form of a mattress. The first and second actuators 42 and 48 are arranged alternately along the y axis to form an array. The first and second actuators 42 and 48 are respectively deformable portions 37 and 43 and signal electrodes. (39) (45) and common ground electrodes (41) (47). The deformation parts, that is, the first and second deformation parts 37 and 43 are polarized upward or downward along the z axis and protrude from the substrate 31 in a body with the support parts 33. . The first and second deformations 37 and 43 are inclined along the y axis and are formed in parallel with the first and second grooves 55 and 57 and the first and second grooves 55 formed in parallel along the x axis. 2M × N spaced apart by 57 and the third grooves 59 formed in parallel along the x-axis are arranged. The first and second deformations 37 and 43 are inclined by a predetermined angle to have a predetermined height from the substrate 31. The first grooves 55 are formed in the upper portion of the adhesive portion 35 and connected to the holes 61, and the second grooves 57 are formed in the upper portion of the support portion 33, and the lower surface thereof is formed on the substrate 31. It is formed to coincide with the upper surface of). Further, the holes 61 are formed between the first and second deformable portions 37 and 43 adjacent on the x axis.

상기 제1홈(55)들이 형성된 제1 및 제2변형부들(37)(43)의 측면에 신호전극들, 즉 제1 및 제2신호전극들(39)(43)이 형성되어 있다. 상기 제1 및 제2신호전극들(39)(45)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)등으로 하부표면까지 연장되도록 스퍼터링(sputtering) 또는 진공증착되어 형성되며, 구멍(61)들에 의해 노출된 지지부(33)들의 측면들을 따라 형성되어 서로 분리되어 있다. 제2홈(57)들의 내부 표면에 공통접지전극들, 즉, 제1 및 제2공통접지전극들(41)(47)이 형성되어 있다. 제1 및 제2공통접지전극들(41)(47)은 제1 및 제2신호전극들(39)(45)과 동시에 형성되며 제2홈(57)들과 제3홈(59)들이 교차하는 지점의 바닥면에도 형성되어 y축을 따라 연결되어 있다.Signal electrodes, that is, first and second signal electrodes 39 and 43, are formed on side surfaces of the first and second deformation parts 37 and 43 where the first grooves 55 are formed. The first and second signal electrodes 39 and 45 are sputtered or vacuum deposited so as to extend to the lower surface with gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), or chromium (Cr). Formed along the sides of the supports 33 exposed by the holes 61 and separated from each other. Common ground electrodes, that is, first and second common ground electrodes 41 and 47 are formed on the inner surface of the second grooves 57. The first and second common ground electrodes 41 and 47 are formed simultaneously with the first and second signal electrodes 39 and 45, and the second grooves 57 and the third grooves 59 cross each other. It is also formed at the bottom of the point where it is connected along the y axis.

상기에서 제1홈(5)들을 중심으로 하는 양측의 제1 및 제2액츄에이터(42)(48)은 단위 화소(50)를 이룬다. 상기 화소(50)들에서 제1 및 제2신호전극들(39)(45)에 극성이 다른 동일한 크기의 화상신호가 인가되면 제1및 제2변형부들(37)(43)에 동일한 크기를 가지는 전계가 동일한 방향으로 발생된다. 그러므로, 제1 및 제2변형부들(37)(43)은 분극방향쪽에 있는 표면과 전계방향쪽에 있는 측면이 맞닿는 모서리와, 이 모서리의 대각선에 있는 모서리가 전단변형되어 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)이 동일한 경사각으로 변하게 된다. 이때, 제1 및 제2변형부들(42)(48)은 하부가 기판(31)과 한 몸체를 이루어 고정되어 있으므로 상부 표면은 변형정도가 더 커지게 되고 상기 기판(31)과 평행을 유지하게 된다. 상기에서 제1 및 제2변형부들(37)(43)의 변형정도는 전계의 세기에 비례한다.In the above, the first and second actuators 42 and 48 on both sides of the first grooves 5 form a unit pixel 50. When the same size image signal having different polarities is applied to the first and second signal electrodes 39 and 45 in the pixels 50, the same size is applied to the first and second deformation parts 37 and 43. Branches are generated in the same direction as the electric field. Therefore, the first and second deformable parts 37 and 43 have a corner where the surface in the polarization direction and the side in the electric field direction abut, and the corner in the diagonal of the corner are sheared so that the first and second actuators are deformed. The 42 and 48 are changed at the same inclination angle. At this time, since the lower part of the first and second deformable parts 42 and 48 is fixed to the substrate 31 in one body, the upper surface of the first and second deformable parts 42 and 48 may be more deformed and remain parallel to the substrate 31. do. The degree of deformation of the first and second deformation parts 37 and 43 is proportional to the strength of the electric field.

제1 및 제2반사경들(51)(53)은 알루미늄(Al) 등으로 상기 스퍼터링 또는 진공증착에 의해 제1 및 제2신호전극들(39)(45)의 표면에 형성되어 있다. 제1 및 제2반사경들(51)(53)은 기판(31)의 하부쪽에서 구멍(61)들을 통해 입사되는 광속들을 2차례 반사시켜 단위화소(50)들에 대한 광속들의 광로를 변화시키는 것으로 기판(31)의 하부표면에 형성된 제1 및 제2신호전극들(39)(45)의 표면에는 형성되어 있지 않다. 상기에서 제1 및 제2반사경들(51)(53)은 상기 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 변형에 의해 입사되는 광속들이 광로를 바꾸어 반사시키는데, 광로는 반사경이 1개 일때보다 2배의 크기로 변하게 된다.The first and second reflecting mirrors 51 and 53 are formed on the surfaces of the first and second signal electrodes 39 and 45 by sputtering or vacuum deposition with aluminum (Al) or the like. The first and second reflectors 51 and 53 reflect the light beams incident through the holes 61 at the lower side of the substrate 31 twice to change the light path of the light beams to the unit pixels 50. It is not formed on the surfaces of the first and second signal electrodes 39 and 45 formed on the lower surface of the substrate 31. The first and second reflectors 51 and 53 reflect light beams incident by the deformation of the first and second actuators 42 and 48 to change the light path, and the light path has one reflector. It is twice as big as it is.

제3도는 제2도의 광로조절장치(30)를 a-a 선으로 자른 단위 화소(50)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the unit pixel 50 taken along the line a-a of the optical path control device 30 of FIG.

상기에서 단위화소(50)는 기판(31)에 형성된 폭(W)을 가지는 구멍(61)을 중심으로 좌우측에 경사각(θ1)과 수직높이(h1)을 가지는 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)로 이루어진다. 상기에서 구멍(61)을 통해 입사되는 공속이 제1 및 제2반사경들(51)(53)에 의해 1번만 반사되거나, 또는 3번이상 반사되는 것을 방지하기 위해 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 수직높이(h1)는 구멍(61)의 폭(W1)과 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 경사각(θ1)에 의해 한정된다.The unit pixels 50 may include first and second actuators having an inclination angle θ 1 and a vertical height h 1 at left and right sides of a hole 61 having a width W formed in the substrate 31. (42) (48). In order to prevent the incident velocity of the light incident through the hole 61 from being reflected by the first and second reflectors 51 and 53 only once or three or more times, the first and second actuators ( The vertical height h 1 of the 42 and 48 is defined by the width W 1 of the hole 61 and the inclination angle θ 1 of the first and second actuators 42 and 48.

상기에서 구멍(61)을 통해 기판(31)의 하부쪽으로 부터 입사되는 광속이 제1 및 제2반사경들(51)(53)에 의해 반사되지 않고 진행될 수 있는 최대의 거리를 h2라 하고, 상기 광속이 제1 반사경(51)에 의해 1차 반사된 지점과 제2반사경(53)에 의해 2차 반사된 지점의 차를 h3라 하면 상기 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 높이(h1)는In the above, the maximum distance through which the light beam incident from the lower side of the substrate 31 through the hole 61 can travel without being reflected by the first and second reflectors 51 and 53 is h 2 , When the difference between the point where the light beam is first reflected by the first reflector 51 and the second reflector by the second reflector 53 is h 3 , the first and second actuators 42 and 48 are 48. ) Is the height of h 1

이 된다. 상기에서 입사광속의 최대진행거리(h2)는Becomes In the above, the maximum traveling distance (h 2 ) of the incident light beam is

이 되며, 또한, 1차 반사지점과 2차 반사지점의 차(h3)는Also, the difference between the primary reflection point and the secondary reflection point h 3 is

이 된다. 그리고, 1차 반사된 광속과 기판(31)과의 각도를 θ2라 하면Becomes Then, when the angle between the primary reflected light flux and the substrate 31 is θ 2 ,

가 된다. 상기 식(4)를 식(3)에 대입하면Becomes Substituting Eq. (4) into Eq. (3)

가 되며, 이 식(5)을 식(1)에 대입하면 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 높이 h1Substituting this equation (5) into equation (1), the height h 1 of the first and second actuators 42 and 48 is

이 된다. 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 경사각 θ1은 45˚<θ1<60˚의 조건을 만족시켜야 한다. 상기에서 제1및 제2액츄에이터들(42)(48)의 경사각 θ1가 45˚보다 작거나 같으면 제1반사경(51)에 대해 입사되는 광속들의 입사각이 45˚크거나 같게되어 입사광속의 일부가 제1홈(5)을 통해 앞으로 진행되지 않고 뒤로 진행된다. 또한, 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 경사각 θ1가 60˚보다 크거나 같다면 제1반사경(51)에서 반사된 광속들이 적정거리 ω 만큼 떨어져 있는 2차반사경(53)에 도달하지 못하고 액츄에이터 광출구(55)로 빠져나감으로써 액츄에이터 소기의 목적을 이루지 못하게 된다.Becomes The inclination angle θ 1 of the first and second actuators 42 and 48 should satisfy the condition of 45 ° <θ 1 <60 °. When the inclination angle θ 1 of the first and second actuators 42 and 48 is less than or equal to 45 °, the incidence angles of the light beams incident on the first reflector 51 become 45 ° or greater, so that a part of the incident light beams is The first groove 5 does not proceed forward but proceeds backward. Further, if the inclination angle θ 1 of the first and second actuators 42 and 48 is greater than or equal to 60 °, the secondary reflectors 53 in which the luminous fluxes reflected from the first reflector 51 are separated by an appropriate distance ω By not reaching and exiting the actuator light outlet 55, the purpose of the actuator scavenging cannot be achieved.

또한, 구멍(61)들의 폭(W)은 30∼110㎛ 정도록, 바람직하기는, 70∼80㎛ 이다. 상기에서 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 경사각(θ1)이 50˚이고, 구멍(61)의 폭(W)이 77㎛ 일때에는 식(6)에 의해 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)의 수직 높이(h1)는 108㎛ 가 된다.Further, the width W of the holes 61 is preferably from 30 to 110 m, preferably from 70 to 80 m. In the above, when the inclination angle θ 1 of the first and second actuators 42 and 48 is 50 ° and the width W of the hole 61 is 77 μm, the first and the second The vertical height h 1 of the two actuators 42 and 48 is 108 μm.

상술한 단일 화소(50)의 구동하는 것을 설명한다. 제1 및 제2변형부들(37)(43)은 z축 상의 어느 한 방향으로 분극되어 있다. 제1 및 제2신호전극들(39)(45)에 크기가 동일하고 극성이 반대인 화상신호가 인가되면 제1 및 제2변형부들(37)(43)에 전계가 제1 및 제2신호전극들(39)(43)과 수직되게 발생된다. 즉, 제1신호전극(51)에 양(+)의 화상 신호가 인가되면 제1변형부(37)에 제1신호전극(39)과 수직으로 제1공통접지전극(41)쪽으로 전계가 발생된다. 또한, 제2신호전극(45)에 제1신호전극(39)에 인가되는 화상신호의 크기와 동일한 음(-)의 화상신호 인가되어 제2변형부(43)에 제1변형부(37)와 동일한 방향으로 전계가 발생된다. 상기에서 제1및 제2변형부들(37)(43)이 +z 방향으로 전단 형성되어 경사각 θ1이 커진다. 그리고, 제1 및 제2변형부들(37)(43)이 상기와 같이 +z 방향으로 분극되어 있고, 제1 및 제2신호전극들(39)(45)에 상기와 반대로 음 및 양의 화상신호가 인가되면 제1 및 제2액츄에이터들(42)(48)이 -x 방향으로 전단방향되어 경사각 θ1이 작아진다. 따라서, 제1 및 제2반사경(51)(53)들에 의해 기판(31)하부쪽으로 부터 구멍(61)을 통해 입사되는 광속이 2차례 반사되므로 광로의 변화를 2배로 크게한다.The driving of the single pixel 50 described above will be described. The first and second deformations 37 and 43 are polarized in either direction on the z axis. When an image signal of the same magnitude and opposite polarity is applied to the first and second signal electrodes 39 and 45, an electric field is applied to the first and second deformation parts 37 and 43. It is generated perpendicular to the electrodes 39, 43. That is, when a positive image signal is applied to the first signal electrode 51, an electric field is generated toward the first common ground electrode 41 perpendicular to the first signal electrode 39 in the first deformation part 37. do. In addition, a negative image signal equal to the magnitude of the image signal applied to the first signal electrode 39 is applied to the second signal electrode 45 so that the first deformation portion 37 is applied to the second deformation portion 43. The electric field is generated in the same direction as. In the above, the first and second deformations 37 and 43 are sheared in the + z direction to increase the inclination angle θ 1 . In addition, the first and second deformation parts 37 and 43 are polarized in the + z direction as described above, and the negative and positive images of the first and second signal electrodes 39 and 45 are reversed as described above. When a signal is applied, the first and second actuators 42 and 48 are sheared in the -x direction to decrease the inclination angle θ 1 . Therefore, since the light beams incident from the lower portion of the substrate 31 through the holes 61 are reflected by the first and second reflecting mirrors 51 and 53 twice, the change in the optical path is doubled.

상술한 바와같이 기판에 형성된 구멍들 중심으로 제1, 제2 및 제3홈들에 의해 인접하는 액츄에이터들과 이격되고 제1 및 제2신호전극들과 제1 및 제2공통접지전극들을 갖는 소정각도 θ1만큼 경사진 제1 및 제2액츄에어터들로 단위 화소들이 구성되고, 상기 제1 및 제2신호전극들의 표면에 구멍들까지 연장된 제1 및 제2반사경들이 형성되어있다. 그러므로 제1 및 제2신호전극들에 크기가 동일하고 극성이 반대인 화상신호가 인가되면 제1 및 제2액츄에이터들의 전단변형에 의해 경사각이 변하계 되어 기판의 하부쪽으로부터 구멍들을 통해 입사도는 광속들이 제1 및 제2반사경들에 의해 변한 경사각의 2배 만큼 광로가 조절된다.As described above, the predetermined angle is provided with the first and second signal electrodes and the first and second common ground electrodes spaced apart from the adjacent actuators by the first, second, and third grooves around the holes formed in the substrate. The unit pixels are composed of first and second actuators inclined by θ 1 , and first and second reflecting mirrors extending to holes are formed on surfaces of the first and second signal electrodes. Therefore, when an image signal of the same magnitude and opposite polarity is applied to the first and second signal electrodes, the inclination angle is changed by the shear deformation of the first and second actuators. The optical path is adjusted by twice the inclination angle at which the luminous fluxes are changed by the first and second reflecting mirrors.

따라서, 본 발명은 압전세라믹의 전단변형 특성을 이용하므로 변형부들의 내부에 신호전극들이 필요하지 않으므로 다층 세라믹의 형성이 필요하지 않고 제조가 용이한 잇점이 있다.Therefore, since the present invention uses the shear deformation characteristics of the piezoelectric ceramic, signal electrodes are not required inside the deformable parts, and thus, it is not necessary to form a multilayer ceramic and it is easy to manufacture.

또한, 입사되는 광을 동일한 방향으로 변하는 제1 및 제2반사경에 의해 2번 반사시키므로 광로조절 범위가 커지는 잇점이 있다.In addition, since the incident light is reflected twice by the first and second reflecting mirrors changing in the same direction, the optical path control range is increased.

Claims (4)

다수의 지지부들과 다수의 접착부들이 엇갈리게 되어있고 상기 접착부들이 제거되어 형성된 M×N 개의 구멍들을 가지며 하부 표면에 매트릭스 형태의 도선 패턴들을 가지는 기판과, 상기 기판과 수직으로 분극되어 지지부들과 한 몸체를 이루며 상기 구멍들과 연결되는 상기 접착부들과 상기 지지부들의 상부에 소정각도로 형성된 제1 및 제2홈들과 이 제1 및 제2홈들과 직각을 이루며 상기 구멍들 사이에 형성된 제3홈들에 의해 각각 분리된 제1 및 제2변형부들과, 상기 구멍들을 통해 기판의 하부표면의 일부까지 연결되도록 상기 제1홈들에 의해 노출된 상기 제1 및 제2변형부들 측면에 형성된 제1 및 제2신호전극들과, 상기 제3홈들과 교차하는 부분의 표면을 통해 이웃하는 것들과 연결되도록 상기 제2홈들에 의해 노출된 상기 제1및 제2변형부들 측면에 형성된 제1 및 제2공통접지전극을 가지는 다수개의 제1 및 제2액츄에이터들로 구성되며, 이 제1 및 제2액츄에이터들이 M×N 개의 단위화소들을 이루는 액츄에이터어레이와, 상기 제1 및 제2신호전극들의 표면에 형성된 제1 및 제2반사경을 구비한 광로조절장치.A substrate having M × N holes formed by staggering a plurality of support parts and a plurality of adhesive parts and having the adhesive parts removed, and having matrix-shaped wire patterns on the lower surface thereof, and being vertically polarized with the support parts and a body The first and second grooves formed at a predetermined angle on the adhesive parts and the support parts connected to the holes and the third grooves formed between the holes at right angles with the first and second grooves. First and second signals formed on side surfaces of the first and second deformed portions exposed by the first grooves so as to be connected to the first and second deformed portions, respectively, and through the holes to a part of the lower surface of the substrate. Side surfaces of the first and second deformation portions exposed by the second grooves to be connected to neighboring ones through the surface of the electrode and the portion intersecting the third grooves. An actuator array comprising a plurality of first and second actuators having first and second common ground electrodes, wherein the first and second actuators form M × N unit pixels, and the first and second actuators. An optical path control device having first and second reflecting mirrors formed on surfaces of signal electrodes. 제1항에 있어서, 상기 지지부가 BaTiO3, PZT 또는 PLZT의 압전세라믹 중 어느 하나로 형성된 광로조절장치.The optical path control device of claim 1, wherein the support part is formed of any one of piezoelectric ceramics of BaTiO 3 , PZT, or PLZT. 제1항에 있어서, 상기 접착부가 에폭시 또는 폴리머등으로 형성된 광로조절장치.The optical path control device according to claim 1, wherein the adhesive part is formed of epoxy or polymer. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2홈들의 소정각도가 45˚보다 크고 60˚보다 작은 광로조절장치.The optical path adjusting apparatus of claim 1, wherein a predetermined angle of the first and second grooves is greater than 45 ° and less than 60 °.
KR1019930007675A 1993-05-04 1993-05-04 Optical path regulating apparatus KR970003001B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930007675A KR970003001B1 (en) 1993-05-04 1993-05-04 Optical path regulating apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019930007675A KR970003001B1 (en) 1993-05-04 1993-05-04 Optical path regulating apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR940027540A KR940027540A (en) 1994-12-10
KR970003001B1 true KR970003001B1 (en) 1997-03-13

Family

ID=19354952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019930007675A KR970003001B1 (en) 1993-05-04 1993-05-04 Optical path regulating apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR970003001B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
KR940027540A (en) 1994-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970003007B1 (en) Optical path regulating apparatus and the driving method
EP0712020B1 (en) Thin film actuated mirror array for use in an optical projection system
US5585956A (en) Electrostrictive actuated mirror array
US5689380A (en) Thin film actuated mirror array for providing double tilt angle
KR100283452B1 (en) Monomorph thin film actuated mirror array
KR970003001B1 (en) Optical path regulating apparatus
JPH07199094A (en) Mxn-thin-film actuated mirror array
US5861979A (en) Array of thin film actuated mirrors having an improved optical efficiency and an increased performance
KR960016285B1 (en) Optical path regulation apparatus
KR970003009B1 (en) Optical path regulating apparatus of projector
KR0134345B1 (en) Optical path regulating apparatus
KR970006982B1 (en) Optical path regulating apparatus
KR970008387B1 (en) Optical path regulating apparatus
KR0159416B1 (en) Optical projection system
KR970003442B1 (en) Optical path regulator for projector
KR970003451B1 (en) Optical path regulation for projector
KR0134347B1 (en) Optical path regulating apparatus
KR970006987B1 (en) Optical path regulating apparatus
KR0134346B1 (en) Optical path control unit of projection display ststem
KR970003464B1 (en) An optical path regulating apparatus
KR960016280B1 (en) Optical path regulation means of projection type image display apparatus
KR970008384B1 (en) Optical modulation means
KR0159392B1 (en) Optical projection system
KR970003010B1 (en) Driving method of optical path regulating apparatus
KR960016283B1 (en) Optical path regulation apparatus by using seramic actuator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20010227

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee