Actuated mirror array의 구동특성 측정에 관한 연구

Abstract

Actuated Mirror Array (AMA)는 투사형 디스플레이 장치의 하나로 파넬(panel)의 상부표면에 부착된 초소형 mirror로 빛의 반사량을 조절하여 화상을 구현하므로 광효율이 매우 좋아서 고휘도의 대화면 장치에 적합하다. 본 논문에서는 반도체 제조공정상에서 발생할 수 있는 mirror의 불균일성 문제를 해결하기 위해, AMA 파넬을 검사하고 보정하는 알고리듬을 제시하였다. AMA 파넬의 검사를 위해 먼저 검사 시스템을 calibration하고 mirror의 고유각의 영향 보정을 위해서, 고유각 측정 방법과 각각의 화소의 반응특성 측정 방법을 제시하고, 보정 인자 (factor)를 계산하였다. 광학계의 기하학적 왜곡을 모델링하고 매개변수를 최적화한 결과, 측정된 모델링 오차의 크기를 한 화소 미만으로 감소시킬 수 있었다. 그러므로 광학계의 기하학적 왜곡의 보정을 통한, 측정 장비에서의 위치 보정은 정확함을 입증하였다. 또한 CCD camera의 gamma를 측정하여, 입력된 영상에 gamma 보정이 필요함을 보였다. 수십만개에 해당하는 AMA mirror의 random한 고유각을 신속하고 정밀하게 측정하기 위해서 영상의 밝기로 3차원 형태에 관한 정보를 표현하는 컴퓨터 비젼 (computer vision)의 이론을 이용하였다. 이를 위해 고유각과 밝기와의 관계로부터 세 개의 reflectance map을 작성하였다. 한 개의 reflectance map을 사용하면 고유각은 같은 밝기의 동고선에 위치한 값으로 제한된다. 그러므로 파넬을 기울여가면서 얻은 여러개의 reflectance map을 작성하면 등고선들의 교점에서 고유각을 구할 수 있게 된다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해서 우리는 고유각과 밝기와의 관계를 모델링하고 이 방법이 고유각 측정에 효과적임을 보였다.;Actuated Mirror Array(AMA) is one of the projection display system, which is controlled by reflectance of micro mirrors attached on AMA panel surface. Since it has very high photo effectivity, it is suitable for large screen display with high luminance. In this thesis, we propose an algorithm for calibration and correction of AMA panel to solve the non uniformity which can be caused during semiconductor manufacturing. Calibration of the inspection system is performed, and then mirror angle is calculated. We claculate two kinds of correction factor ; unique mirror angle and coeffeicent of pixel response charicteristics. Modeling of geometric distortion and optimization of parameters made the distortion error less than 1 pixel. And we estimated the gamma of CCD camera and proved the need of gamma correction in this system. To recover unique mirror angle, we adapted quantitative shape-from shading methods in computer vision. Panel image intensity carry information constructed by unique mirror angle vs. intersity. A reflectance map constrains the mirror angle to an isobrightness contour. By applying this method to multiple reflectance map, each map taken from different tilt angle of the panel, we can find that the unique mirror angle at the intersection of all its constraining isobrightness contours. From computer simulation, we proved that this method can be effectively applied to finding unique mirror angle.