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KR100590327B1 - Optical system using digital micromirror - Google Patents

Optical system using digital micromirror Download PDF

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Publication number
KR100590327B1
KR100590327B1 KR1020030068828A KR20030068828A KR100590327B1 KR 100590327 B1 KR100590327 B1 KR 100590327B1 KR 1020030068828 A KR1020030068828 A KR 1020030068828A KR 20030068828 A KR20030068828 A KR 20030068828A KR 100590327 B1 KR100590327 B1 KR 100590327B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
prism
dmd
optical system
micromirror
lens
Prior art date
Application number
KR1020030068828A
Other languages
Korean (ko)
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KR20050032851A (en
Inventor
강호중
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020030068828A priority Critical patent/KR100590327B1/en
Publication of KR20050032851A publication Critical patent/KR20050032851A/en
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    • 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
    • H04N9/315Modulator illumination systems
    • H04N9/3155Modulator illumination systems for controlling the light source

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명은 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계에 대해 개시된다. 개시된 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계는, 빔을 발광하는 광원과; 상기 광원에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키는 칼라필터와; 상기 칼라필터에 의해 선택된 소정 파장의 빔을 통과시키는 로드렌즈와; 상기 로드 렌즈에서 통과된 빔을 반사시키는 미러와; 상기 미러에서 반사된 빔이 입사되는 제 1 프리즘과; 상기 제 1 프리즘에 입사된 빔을 전반사시키는 DMD와; 상기 DMD에서 전반사된 빔을 출사시키는 제 2 프리즘과; 상기 제 2 프리즘에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 프로젝션 렌즈와; 상기 제 1 프리즘과 상기 DMD 사이에 구비된 웨지 렌즈를 포함하는 점에 그 특징이 있다.The present invention is directed to an optical system using a digital micromirror. An optical system using a digital micromirror according to the present invention includes: a light source for emitting a beam; A color filter selectively transmitting only a predetermined wavelength of a beam generated from the light source; A rod lens for passing a beam of a predetermined wavelength selected by the color filter; A mirror reflecting the beam passed through the rod lens; A first prism to which the beam reflected from the mirror is incident; A DMD totally reflecting the beam incident on the first prism; A second prism for emitting a beam totally reflected from the DMD; A projection lens for projecting the beam emitted from the second prism onto a screen; It is characterized in that it comprises a wedge lens provided between the first prism and the DMD.

본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계는, 다이아몬드형 픽셀 형태로 이루어진 마이크로미러를 사용하는 광학계에 있어, 상기 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린상에 나타나는 울퉁불퉁한 선형 모양이 완화되어 디스플레이될 수 있도록 한다.The optical system using the digital micromirror according to the present invention, in the optical system using a micromirror made of a diamond-shaped pixel, the uneven linear shape appearing on the screen by the diamond-shaped micromirror can be alleviated and displayed. .

마이크로미러, 웨지 렌즈, 다이아몬드형 픽셀Micromirrors, Wedge Lenses, Diamond Pixels

Description

디지털 마이크로미러를 이용한 광학계{OPTICAL UNIT USING OF DIGITAL MICROMIRROR}Optical system using digital micromirror {OPTICAL UNIT USING OF DIGITAL MICROMIRROR}

도 1은 일반적인 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계의 구조를 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the structure of an optical system using a general digital micromirror.

도 2는 상기 도 1의 DMD 구조를 개략적으로 도시한 도면.FIG. 2 schematically illustrates the DMD structure of FIG. 1. FIG.

도 3은 상기 도 2의 다이아몬드형 픽셀 형태로 구성된 마이크로미러를 도시한 도면.3 is a view illustrating a micromirror configured in the form of the diamond pixel of FIG. 2.

도 4는 상기 도 3의 다이아몬드 픽셀형을 갖는 마이크로미러에 의해 나타나는 선형을 도시한 도면.FIG. 4 shows the alignment represented by the micromirror having the diamond pixel form of FIG. 3. FIG.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계의 구조를 개략적으로 도시한 도면.5 is a view schematically showing the structure of an optical system using a digital micromirror according to the present invention.

도 6은 상기 도 5의 프리즘의 구조를 개략적으로 도시한 도면.6 schematically illustrates the structure of the prism of FIG.

도 7은 본 발명에 따른 웨지 렌즈의 회전을 도시한 도면.7 shows the rotation of a wedge lens according to the invention.

도 8은 상기 도 7에 의한 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린에 디스플레이되는 도면.8 is displayed on the screen by the diamond-shaped micromirror according to FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

50 --- 광원 51 --- 칼라필터50 --- light source 51 --- color filter

52 --- 로드렌즈 53 --- 미러52 --- Road Lens 53 --- Mirror

54 --- 제 1 프리즘 55 --- DMD54 --- First Prism 55 --- DMD

56 --- 제 2 프리즘 57 --- 프로젝션 렌즈56 --- Second Prism 57 --- Projection Lens

58 --- 웨지 렌즈58 --- wedge lens

본 발명은 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계에 관한 것으로서, 특히 다이아몬드형 픽셀 형태로 이루어진 마이크로미러를 사용하는 광학계에 있어, 상기 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린상에 나타나는 울퉁불퉁한 선형 모양이 완화되어 디스플레이될 수 있도록 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계이다.The present invention relates to an optical system using a digital micromirror, particularly in an optical system using a micromirror in the form of a diamond-shaped pixel, the uneven linear shape appearing on the screen by the diamond micromirror can be displayed to be relaxed It is an optical system using a digital micromirror.

최근 대화면, 고화질 디스플레이 장치는 가장 중요한 이슈(issue)의 하나로 떠오르고 있으며, 현재까지 이러한 대화면 디스플레이 장치로 개발되어 상용화된 것에는 대표적으로 프로젝션 TV와 프로젝터가 있다.Recently, large screen and high-definition display devices have emerged as one of the most important issues, and to date, projection TVs and projectors are representatively developed and commercialized as such large screen displays.

이때, 프로젝션 TV와 프로젝터는 공통적으로 광학 엔진이라는 장치를 포함하며, 이 광학 엔진내에는 신호 처리된 영상 정보를 표시해주는 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display), DMD(Digital Micromirror Device)등의 디스플레이 소자가 사용된다.In this case, a projection TV and a projector commonly include a device called an optical engine, and within the optical engine, a cathode ray tube (CRT), a liquid crystal display (LCD), and a digital micromirror device (DMD) are used to display signal-processed image information. Display elements such as these are used.

최근 이러한 디스플레이 소자는 소형화, 경량화되어지는 추세에 있어서, 무겁고 두꺼운 CRT보다는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : "LCD")와 디지탈 미세 미러소자(Digital Micromirror Device : 이하 "DMD"라 함)가 널리 사용된다.In recent years, such display devices have become smaller and lighter, and thus, a liquid crystal display ("LCD") and a digital micromirror device ("DMD") are more widely used than heavy and thick CRTs. do.

액정표시장치에는 투과형과 반사형으로 구분할 수가 있으며 현재 판매되는 대부분은 투과형이 주류를 이루고 있는데 외부에서 주어지는 전기적인 변이에대해서 입사되는 편광의 회전각도가 변하고 특정한 방향의 편광판을 투과함에 따라서 광의 세기가 변하도록 하는 일종의 광 밸브 디스플레이 소자이다. The liquid crystal display can be classified into a transmissive type and a reflective type, and most of the currently-sold types have a transmissive type. The rotation angle of the incident polarization changes with respect to the electrical variation given from the outside, and the light intensity increases as the polarizing plate passes through a specific direction. It is a kind of light valve display element to change.

그러나, 상기 CRT와 상기 LCD는 아날로그 신호에 의해서 구동되는 소자이므로, 신호처리 최종단에서 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 디스플레이하는 반면, DMD는 D/A 변환없이 디지털 신호를 펄스폭 변조(PWM)를 이용하여 구동하므로, D/A 변환에서 발생할 수 있는 에러를 최대한 없앨 수 있는 장점이 있어서 최근 디스플레이 표시 소자로 각광받고 있다. However, since the CRT and the LCD are driven by an analog signal, the digital signal is converted into an analog signal and displayed at the final stage of signal processing, while the DMD converts the digital signal into a pulse width modulation (PWM) without D / A conversion. Since it is driven by using, there is an advantage that can eliminate the error that can occur in the D / A conversion to the maximum, has recently been spotlighted as a display display element.

상기 DMD는 디지탈 광 프로세싱(Digital Light Processing : 이하 "DLP"라 함)시스템에서 사용되며, 미세한 거울을 +10 내지 -10도로 변화시켜 광의 반사각도를 2가지 모드로 변환시키는 작용을 하는 일종의 광 스위치 디스플레이 소자이다. 광의 세기는 특정한 각도로 광을 보내 주는 시간을 가지고 조절하도록 되어 있다.The DMD is used in a digital light processing ("DLP") system, and is a kind of optical switch that acts to change the reflection angle of the light to two modes by changing the fine mirror +10 to -10 degrees Display element. The intensity of the light is adjusted to take time to send the light at a particular angle.

또한, 상기 DMD에 빛이 입사 및 출사되는 방식에 따라 DLP시스템은 직접반사방식과 전반사(Total Internal Reflection : 이하"TIR" 라 함)프리즘방식으로 구분된다. In addition, the DLP system is classified into a direct reflection method and a total internal reflection (“TIR”) prism method according to a method of incidence and exit of light into the DMD.

그러나, 상기 직접반사방식은 프리즘방식에 비해서 광학계의 사이즈를 박형으로 구현할 수 없어서, 최근에는 프리즘방식의 광학계를 많이 사용하고 있는 추세이다.However, the direct reflection method cannot realize the size of the optical system thinner than that of the prism method, and thus, the prism type optical system has been recently used in many cases.

도 1은 일반적인 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 빔을 발광하는 광원(10)과; 상기 광원(10)에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키는 칼라필터(11)와; 상기 칼라필터(11)에 의해 선택된 소정 파장의 빔을 통과시키는 로드렌즈(Rod lens)(12)와; 상기 로드 렌즈(12)에서 통과된 빔을 반사시키는 미러(13)와; 상기 미러(13)에서 반사된 빔이 입사되는 제 1 프리즘(14)과; 상기 제 1 프리즘(14)에 입사된 빔을 전반사시키는 DMD(15)와; 상기 DMD(15)에서 전반사된 빔을 출사시키는 제 2 프리즘(16)과; 상기 제 2 프리즘(16)에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 프로젝션 렌즈(17)를 포함하여 구성된다.1 is a view schematically showing the structure of an optical system using a general digital micromirror. As shown therein, the light source 10 emitting the beam; A color filter (11) for selectively transmitting only a predetermined wavelength of the beam generated by the light source (10); A rod lens 12 for passing a beam of a predetermined wavelength selected by the color filter 11; A mirror (13) for reflecting the beam passing through the rod lens (12); A first prism (14) into which the beam reflected from the mirror (13) is incident; A DMD (15) for total reflection of the beam incident on the first prism (14); A second prism (16) for emitting a beam totally reflected by the DMD (15); And a projection lens 17 for projecting the beam emitted from the second prism 16 onto the screen.

여기서, 상기 프로젝션 렌즈(17)에 의해 투사된 빛은 도시되지 않은 스크린 상에 결상된다. Here, the light projected by the projection lens 17 is imaged on a screen not shown.

상기 제 1 프리즘(14)과 제 2 프리즘(16)은 전반사를 이용하는 직각프리즘과 또 다른 전반사를 특정한 각도로 일으키기 위한 프리즘으로 결합되어 있다.The first prism 14 and the second prism 16 are combined by a rectangular prism using total reflection and a prism for generating another total reflection at a specific angle.

상기 제 1 프리즘(14)은 전반사를 이용하여 상기 DMD(15)에 광을 입사시키기 위해 전반사되는 면의 각도가 조절된다. 이는 상기 DMD(15)내에 설치되는 다수개의 마이크로미러가 일정한 각도범위 내에서 회동함으로써 마이크로미러의 반사면이 사선방향으로 결정되기 때문이다. The angle of the totally reflected surface of the first prism 14 is adjusted to allow light to enter the DMD 15 using total reflection. This is because a plurality of micromirrors installed in the DMD 15 are rotated within a predetermined angle range so that the reflecting surface of the micromirror is determined in an oblique direction.

즉, 제 1 프리즘(14)으로 입사되는 입사광이 제 1 프리즘(14)에 의해 수직이 아닌 사선방향으로 상기 DMD(15)에 입사되게 하기 위하여 입사광이 전반사되는 제 1 프리즘(14)의 반사면각이 설정된다. That is, the reflecting surface angle of the first prism 14 through which the incident light is totally reflected so that the incident light incident on the first prism 14 is incident on the DMD 15 in the oblique direction rather than vertically by the first prism 14. Is set.

상기 DMD(15)는 제 2 프리즘(16)의 배면에 설치되어 제 1 프리즘(14)으로부터의 입사광을 제 2 프리즘(16)으로 전반사한다. 제 2 프리즘(16)은 제1 프리즘(14)과 소정의 간격을 두고 설치된다. 이때, 제 1 프리즘(14)과 제 2 프리즘(16) 사이에는 공기가 존재하는 공간이 생긴다. The DMD 15 is provided on the rear surface of the second prism 16 to totally reflect incident light from the first prism 14 to the second prism 16. The second prism 16 is provided at a predetermined interval from the first prism 14. At this time, a space in which air exists between the first prism 14 and the second prism 16 is generated.

이 공간에 의해 제 2 프리즘(16)은 상기 DMD(15)로부터 전반사된 입사광이 특정한 방향 또는 다른 방향으로 반사되지 않고 투사렌즈 쪽으로 진행하게 한다. By this space, the second prism 16 causes the incident light totally reflected from the DMD 15 to travel toward the projection lens without being reflected in a specific direction or another direction.

도 2는 상기 도 1의 DMD 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 DMD는 블랙보드(21)상의 소정부분에 마련되는 다수의 전극(22)과, 램프에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로미러(Mirror)(23)와, 상기 마이크로미러(23)를 지지하기 위한 축(24)을 구비한다. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the DMD structure of FIG. 1. As shown in the drawing, the DMD includes a plurality of electrodes 22 provided in a predetermined portion on the black board 21, a micromirror 23 for reflecting light emitted from the lamp at a predetermined angle; And a shaft 24 for supporting the micromirror 23.

상기 전극(22)은 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계를 이용하여 축(24)을 이동시키기 위해 블랙보드(21) 상에 마련된다. The electrode 22 is provided on the black board 21 to move the shaft 24 using an electrostatic field generated by a voltage applied from the outside.

도 3은 상기 도 2의 다이아몬드형 픽셀 형태로 구성된 마이크로미러를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로미러(23)는 16㎛의 미세한 다이아몬드형 픽셀 형태로 제조되어 상기 축(24)에 의해 ±10도로 회동하여 광원(10)에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 프로젝션 렌즈(17)를 통해 스크린에 반사한다. FIG. 3 is a diagram illustrating a micromirror configured in the form of the diamond pixel of FIG. 2. As shown in the drawing, the micromirror 23 is manufactured in the form of a fine diamond-shaped pixel of 16 μm, rotated by ± 10 degrees by the axis 24 to project light emitted from the light source 10 at a predetermined angle. Reflected on the screen through the lens (17).

다시 말하여, 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계 작용을 이용하여 다이아몬드형의 마이크로미러(23)를 상하 방향으로 ±10도 내에서 회동시킴으로써, 램프(10)와 스크린 사이의 광경로가 제어된다. In other words, the optical path between the lamp 10 and the screen is rotated by rotating the diamond-shaped micromirror 23 within ± 10 degrees in the vertical direction by using the electrostatic action generated by an externally applied voltage. Controlled.

즉, 마이크로미러(23)를 이용하여 고속으로 스크린을 온/오프(ON/OFF)할 수 있다. That is, the screen may be turned on / off at high speed by using the micromirror 23.

도 4는 상기 도 3의 다이아몬드 픽셀형을 갖는 마이크로미러에 의해 나타나는 선형을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 다이아몬드 픽셀형을 갖는 마이크로미러는 스크린에 투사될 때 라인상에 선형 모양이 아닌 울퉁불퉁한 선형으로 나타나게 되는 문제점이 발생된다.FIG. 4 is a diagram illustrating the linearity represented by the micromirror having the diamond pixel type of FIG. 3. As shown in the drawing, the micro-mirror having the diamond pixel type has a problem of appearing in a rugged linear shape rather than a linear shape on a line when projected onto a screen.

본 발명은, 다이아몬드형 픽셀 형태로 이루어진 마이크로미러를 사용하는 광학계에 있어, 상기 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린상에 나타나는 울퉁불퉁한 선형 모양이 완화되어 디스플레이될 수 있도록 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention provides an optical system using a digital micromirror in the optical system using a micromirror in the form of a diamond-shaped pixel, so that the uneven linear shape appearing on the screen by the diamond-shaped micromirror can be alleviated and displayed. Has its purpose.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계는,Optical system using a digital micromirror according to the present invention to achieve the above object,

빔을 발광하는 광원과; A light source for emitting a beam;

상기 광원에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키는 칼라필터와; A color filter selectively transmitting only a predetermined wavelength of a beam generated from the light source;

상기 칼라필터에 의해 선택된 소정 파장의 빔을 통과시키는 로드렌즈와; A rod lens for passing a beam of a predetermined wavelength selected by the color filter;

상기 로드 렌즈에서 통과된 빔을 반사시키는 미러와; A mirror reflecting the beam passed through the rod lens;

상기 미러에서 반사된 빔이 입사되는 제 1 프리즘과; A first prism to which the beam reflected from the mirror is incident;

상기 제 1 프리즘에 입사된 빔을 전반사시키는 DMD와; A DMD totally reflecting the beam incident on the first prism;

상기 DMD에서 전반사된 빔을 출사시키는 제 2 프리즘과; A second prism for emitting a beam totally reflected from the DMD;

상기 제 2 프리즘에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 프로젝션 렌즈와; A projection lens for projecting the beam emitted from the second prism onto a screen;

상기 제 1 프리즘과 상기 DMD 사이에 구비된 웨지 렌즈를 포함하는 점에 그 특징이 있다.It is characterized in that it comprises a wedge lens provided between the first prism and the DMD.

여기서, 특히 상기 웨지 렌즈는 상기 제 1 프리즘과 상기 DMD 사이에 구비하는 대신 상기 제 2 프리즘와 상기 프로젝션 렌즈사이에 구비될 수 있는 점에 그 특징이 있다.Here, in particular, the wedge lens may be provided between the second prism and the projection lens instead of between the first prism and the DMD.

여기서, 특히 상기 웨지 렌즈는 양쪽의 높이가 다르게 형성되어 있는 점에 그 특징이 있다.In particular, the wedge lens is characterized in that the height of both sides is formed differently.

여기서, 특히 상기 웨지 렌즈는 180도 또는 360도 회전하는 점에 그 특징이 있다.In particular, the wedge lens is characterized in that it rotates 180 degrees or 360 degrees.

여기서, 특히 상기 웨지 렌즈가 180도 또는 360도 회전하는 동안 그 시간에 따른 상기 DMD에서 반사되어 스크린에 투사되는 라인의 굴곡이 원형으로 나타내는 점에 그 특징이 있다.Here, in particular, the wedge lens is characterized in that the curvature of the line reflected from the DMD and projected on the screen in a circular shape during the rotation of 180 or 360 degrees.

이와 같은 본 발명에 의하면, 다이아몬드형 픽셀 형태로 이루어진 마이크로미러를 사용하는 광학계에 있어, 상기 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린상에 나타나는 울퉁불퉁한 선형 모양이 완화되어 디스플레이될 수 있다.According to the present invention, in the optical system using a micromirror in the form of a diamond-like pixel, the uneven linear shape appearing on the screen by the diamond-shaped micromirror can be alleviated and displayed.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 빔을 발광하는 광원(50)과; 상기 광원(50)에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키는 칼라필터(51)와; 상기 칼라필터(51)에 의해 선택된 소정 파장의 빔을 통과시키는 로드렌즈(Rod lens)(52)와; 상기 로드 렌즈(52)에서 통과된 빔을 반사시키는 미러(53)와; 상기 미러(53)에서 반사된 빔이 입사되는 제 1 프리즘(54)과; 상기 제 1 프리즘(54)에 입사된 빔을 전반사시키는 DMD(55)와; 상기 DMD(55)에서 전반사된 빔을 출사시키는 제 2 프리즘(56)과; 상기 제 2 프리즘(56)에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 프로젝션 렌즈(57)와; 상기 제 1 프리즘(54)과 상기 DMD(55) 사이에 구비된 웨지 렌즈(58)를 포함하여 구성된다.5 is a view schematically showing the structure of an optical system using a digital micromirror according to the present invention. As shown therein, the light source 50 emits a beam; A color filter (51) for selectively transmitting only a predetermined wavelength of the beam generated by the light source (50); A rod lens 52 for passing a beam of a predetermined wavelength selected by the color filter 51; A mirror (53) for reflecting the beam passing through the rod lens (52); A first prism (54) into which the beam reflected from the mirror (53) is incident; A DMD (55) which totally reflects the beam incident on the first prism (54); A second prism (56) for emitting a beam totally reflected from the DMD (55); A projection lens (57) for projecting the beam emitted from the second prism (56) onto a screen; And a wedge lens 58 provided between the first prism 54 and the DMD 55.

여기서, 상기 프로젝션 렌즈(57)에 의해 투사된 빛은 도시되지 않은 스크린 상에 결상된다. Here, the light projected by the projection lens 57 is imaged on a screen not shown.

상기 제 1 프리즘(54)과 제 2 프리즘(56)은 전반사를 이용하는 직각프리즘과 또 다른 전반사를 특정한 각도로 일으키기 위한 프리즘으로 결합되어 있다.The first prism 54 and the second prism 56 are combined with a rectangular prism using total reflection and a prism for generating another total reflection at a specific angle.

도 6은 상기 도 5의 프리즘의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 제 1 프리즘(54)과 제 2 프리즘(56)은 직각프리즘과 또 다른 전반사를 특정한 각도로 일으키기 위한 프리즘의 결합면은 미세한 공기 간격을 주도록 접착하여 입사할 때는 전반사를 일으키지 않도록 하고, 되돌아 반사할 때는 전반사를 일으키도록 구성되어 있다.FIG. 6 is a view schematically illustrating the structure of the prism of FIG. 5. As shown in the drawing, the first prism 54 and the second prism 56 are bonded to the prism for generating a right angle prism and another total reflection at a specific angle so as to give a small air gap so that total reflection does not occur when incident. It is configured to cause total reflection when reflecting back.

상기 제 1 프리즘(54)은 전반사를 이용하여 상기 DMD(55)에 광을 입사시키기 위해 전반사되는 면의 각도가 조절된다. 이는 상기 DMD(55)내에 설치되는 다수개의 마이크로미러가 일정한 각도범위 내에서 회동함으로써 마이크로미러의 반사면이 사 선방향으로 결정되기 때문이다. The angle of the totally reflected surface of the first prism 54 to allow light to enter the DMD 55 using total reflection is adjusted. This is because a plurality of micromirrors installed in the DMD 55 are rotated within a predetermined angle range so that the reflecting surface of the micromirror is determined in a diagonal direction.

즉, 제 1 프리즘(54)으로 입사되는 입사광이 제 1 프리즘(54)에 의해 수직이 아닌 사선방향으로 상기 DMD(55)에 입사되게 하기 위하여 입사광이 전반사되는 제 1 프리즘(54)의 반사면각이 설정된다. That is, the reflection surface angle of the first prism 54 through which the incident light is totally reflected so that the incident light incident on the first prism 54 is incident on the DMD 55 by the first prism 54 in an oblique direction rather than vertically. Is set.

상기 DMD(55)는 제 2 프리즘(56)의 배면에 설치되어 제 1 프리즘(54)으로부터의 입사광을 제 2 프리즘(56)으로 전반사한다. 제 2 프리즘(56)은 제 1 프리즘(54)과 소정의 간격을 두고 설치된다. 이때, 제 1 프리즘(54)과 제 2 프리즘(56) 사이에는 공기가 존재하는 공간이 생긴다. The DMD 55 is provided on the rear surface of the second prism 56 to totally reflect incident light from the first prism 54 to the second prism 56. The second prism 56 is provided at a predetermined interval from the first prism 54. At this time, a space in which air exists between the first prism 54 and the second prism 56 is generated.

이 공간에 의해 제 2 프리즘(56)은 상기 DMD(55)로부터 전반사된 입사광이 특정한 방향 또는 다른 방향으로 반사되지 않고 투사렌즈 쪽으로 진행하게 한다. By this space, the second prism 56 causes the incident light totally reflected from the DMD 55 to travel toward the projection lens without being reflected in a specific direction or another direction.

상기 도 2를 참조로 하여, 상기 DMD(55)는 블랙보드(21)상의 소정부분에 마련되는 다수의 전극(22)과, 램프에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 반사하기 위한 마이크로미러(Mirror)(23)와, 상기 마이크로미러(23)를 지지하기 위한 축(24)을 구비한다. Referring to FIG. 2, the DMD 55 includes a plurality of electrodes 22 provided at predetermined portions on the black board 21 and a micromirror for reflecting light emitted from a lamp at a predetermined angle. ) And a shaft (24) for supporting the micromirror (23).

상기 전극(22)은 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계를 이용하여 축(24)을 이동시키기 위해 블랙보드(21) 상에 마련된다.The electrode 22 is provided on the black board 21 to move the shaft 24 using an electrostatic field generated by a voltage applied from the outside.

도 7은 본 발명에 따른 웨지 렌즈의 회전을 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 웨지 렌즈(58)는 렌즈 양쪽의 높이가 서로 다른 구조를 가지고 있으며, 180도 회전하게 된다.7 is a view showing the rotation of the wedge lens according to the present invention. As shown in the drawing, the wedge lens 58 has a different structure from both sides of the lens, and rotates 180 degrees.

즉, 상기 웨지 렌즈(58)의 높이가 다른 특성에 의해 위치에 따라 빛이 굴절 되는 각도도 달라지게 된다. That is, the angle at which the light is refracted also varies depending on the position of the wedge lens 58 having different heights.

따라서, 상기 웨지 렌즈(58)가 회전하는 동안 상기 마이크로미러에서 반사되는 빔의 각도도 시간에 따라 변하게 된다. Thus, the angle of the beam reflected from the micromirror while the wedge lens 58 rotates also changes with time.

도 8은 상기 도 7에 의한 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린에 디스플레이되는 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 상기 마이크로미러(23)는 16㎛의 미세한 다이아몬드형 픽셀 형태로 제조되어 상기 축(24)에 의해 ±10도로 회동하여 광원에서 조사되는 빛을 소정의 각도로 프로젝션 렌즈(57)를 통해 스크린에 반사한다. 8 is a diagram displayed on the screen by the diamond-shaped micromirror according to FIG. As shown in the drawing, the micromirror 23 is manufactured in the form of a fine diamond-shaped pixel of 16 μm, and rotates by ± 10 degrees by the axis 24 to project the light emitted from the light source at a predetermined angle. On the screen.

상기 광원(51)에서 발생한 빛은 지속적으로 상기 DMD(55)의 전면에 조사됨과 아울러 초기 소정의 각도로 세팅된 마이크로미러에 의해 프로젝션 렌즈(57)로 반사되지 않고 흡수판에 흡수되어 스크린은 블랙상태가 된다. The light emitted from the light source 51 is continuously irradiated onto the front surface of the DMD 55 and absorbed by the absorption plate without being reflected by the projection lens 57 by the micromirror set at an initial predetermined angle so that the screen is black. It becomes a state.

이때, 외부에서 전압을 인가하여 블랙보드(21) 상에 마련된 다수의 전극(22)에 정전계를 발생하게 함으로써, 인접해 있는 다수의 전극(22) 사이에 접속된 축(24)은 다수의 전극(22)에서 발생한 정전계에 의해 소정의 각도로 회전하게 된다. At this time, by applying a voltage from the outside to generate an electrostatic field on the plurality of electrodes 22 provided on the black board 21, the shaft 24 connected between the plurality of adjacent electrodes 22 is a plurality of The electrostatic field generated by the electrode 22 is rotated at a predetermined angle.

이와 아울러, 축(24)에 지지되어 있는 마이크로미러(23)는 소정의 각도로 회전하는 축(24)에 의해 +10도 내지 -10도 중 어느 하나의 각도로 회동하여 마이크로미러(23)에 의해 전반사되는 빛이 프로젝션 렌즈(57) 쪽으로 반사되게 한다. In addition, the micromirror 23 supported on the shaft 24 rotates at any one of +10 degrees to -10 degrees by the shaft 24 rotating at a predetermined angle to the micromirror 23. The light totally reflected by the light is reflected toward the projection lens 57.

상기 프로젝션 렌즈(57)에 입사된 빛은 프로젝션 렌즈(57)를 통해 스크린으로 투과되어 스크린의 상태가 화이트상태가 된다. Light incident on the projection lens 57 is transmitted to the screen through the projection lens 57 so that the state of the screen becomes a white state.

다시 말하여, 외부에서 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전계 작용을 이용하여 다이아몬드형의 마이크로미러를 상하 방향으로 ±10도 내에서 회동시킴으로써, 광원과 스크린 사이의 광경로가 제어된다. In other words, the optical path between the light source and the screen is controlled by rotating the diamond-shaped micromirror within ± 10 degrees in the vertical direction by using an electrostatic field action generated by an externally applied voltage.

즉, 마이크로미러를 이용하여 고속으로 스크린을 온/오프(ON/OFF)할 수 있다. That is, the screen may be turned on / off at a high speed by using the micromirror.

그리고, 상기 웨지 렌즈(58)가 반복적으로 180도 회전 또는 360도 회전하고, 상기 DMD(55)의 마이크로미러가 소정의 각도로 움직이면서 상기 프로젝션 렌즈(57)쪽으로 반사하게 되면, 상기 스크린에 나타나는 다이아몬드형 마이크로미러의 울퉁불퉁한 선형은 곡선형태로 디스플레이하게 되어 좀 더 부드러운 라인을 나타나게 된다.When the wedge lens 58 is repeatedly rotated 180 degrees or 360 degrees, and the micromirror of the DMD 55 is reflected toward the projection lens 57 while moving at a predetermined angle, diamonds appearing on the screen The rugged alignment of the shaped micromirror is displayed in a curved form, resulting in smoother lines.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

이상의 설명에서와 같이 본 발명에 따른 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계는, 다이아몬드형 픽셀 형태로 이루어진 마이크로미러를 사용하는 광학계에 있어, 상기 다이아몬드형 마이크로미러에 의해 스크린상에 나타나는 울퉁불퉁한 선형 모양이 완화되어 디스플레이될 수 있도록 한다.As described above, in the optical system using the digital micromirror according to the present invention, in the optical system using the micromirror in the form of a diamond-shaped pixel, the rugged linear shape appearing on the screen is alleviated by the diamond micromirror. To be displayed.

Claims (5)

빔을 발광하는 광원과; A light source for emitting a beam; 상기 광원에서 발생된 빔의 소정 파장만을 선택적으로 투과시키는 칼라필터와; A color filter selectively transmitting only a predetermined wavelength of a beam generated from the light source; 상기 칼라필터에 의해 선택된 소정 파장의 빔을 통과시키는 로드렌즈와; A rod lens for passing a beam of a predetermined wavelength selected by the color filter; 상기 로드 렌즈에서 통과된 빔을 반사시키는 미러와; A mirror reflecting the beam passed through the rod lens; 상기 미러에서 반사된 빔이 입사되는 제 1 프리즘과; A first prism to which the beam reflected from the mirror is incident; 상기 제 1 프리즘에 입사된 빔을 전반사시키는 DMD와; A DMD totally reflecting the beam incident on the first prism; 상기 DMD에서 전반사된 빔을 출사시키는 제 2 프리즘과; A second prism for emitting a beam totally reflected from the DMD; 상기 제 2 프리즘에서 출사된 빔을 스크린에 투사시키는 프로젝션 렌즈와; A projection lens for projecting the beam emitted from the second prism onto a screen; 상기 제 1 프리즘과 상기 DMD 사이에 구비된 양쪽의 높이가 다르게 형성되어 있는 웨지 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계.Optical system using a digital micromirror, characterized in that it comprises a wedge lens is formed between the height of both sides provided between the first prism and the DMD. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨지 렌즈는 상기 제 1 프리즘과 상기 DMD 사이에 구비하는 대신 상기 제 2 프리즘와 상기 프로젝션 렌즈사이에 구비될 수 있는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계.The wedge lens may be provided between the second prism and the projection lens instead of between the first prism and the DMD, the optical system using a digital micromirror. 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 웨지 렌즈는 180도 또는 360도 회전하는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계.The wedge lens is an optical system using a digital micromirror, characterized in that for rotating 180 degrees or 360 degrees. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 웨지 렌즈가 180도 또는 360도 회전하는 동안 그 시간에 따른 상기 DMD에서 반사되어 스크린에 투사되는 라인의 굴곡이 원형으로 나타내는 것을 특징으로 하는 디지털 마이크로미러를 이용한 광학계.Optical system using a digital micromirror, characterized in that the curve of the line reflected from the DMD and projected on the screen according to the time while the wedge lens rotates 180 degrees or 360 degrees as a circle.
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