KR100651360B1

KR100651360B1 - 광변조기를 이용한 광학 장치의 데이터 트랜스포즈 장치 및그 방법

Info

Publication number: KR100651360B1
Application number: KR1020050015015A
Authority: KR
Inventors: 서한석; 여인재
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-11-29
Also published as: KR20060093894A

Abstract

본 발명은 데이터 트랜스포즈 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 광변조기를 이용한 광학 장치에 있어서 비용면과 액세스 속도 그리고 저장 용량면에서 유리한 DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAMs)을 사용하여 RGB 영상 입력 신호의 입력 데이터 정렬을 바꾸도록 하는 광변조기를 이용한 광학 장치의 데이터 트랜스포즈 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

광변조기, 디스플레이 장치, 트랜스포즈, DDR, DDR SDRAM

Description

광변조기를 이용한 광학 장치의 데이터 트랜스포즈 장치 및 그 방법{A method and apparatus for transposing data}

도 1 및 도 2는 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적 용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.

도 3은 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 함몰형 회절형 광변조기의 사시도이다.

도4a은 통상적인 HDTV 등의 응용에 있어서 입력되는 이미지 데이터는 횡방향으로 정렬된 구조를 보여주며, 도 4b는 1080개의 마이크로 미러 소자들이 종방향으로 배열되어 있는 구조를 보여준다.

도5a는 1920 X 1080 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지 데이터의 구조를 나타내며, 도5b는 입력되는 이미지 데이터는 횡방향 배열에서 종방향 배열로 트랜스포즈된 구조를 나타낸다.

도 6은 본 발명이 적용되는 광변조기를 이용한 3판넬 방식의 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.

도7은 도 6의 광변조기를 이용한 광학 장치에 있어서 제어 블럭의 구성도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 트랜스포즈 장치의 구성도이다.

도 9a는 도 8의 라인더블버퍼에 저장된 데이터 구조를 나타내는 도면이며, 도 9B는 스캔 컨버터에 저장된 데이터 구조를 나타내는 도면이고, 도 9C는 스캔 컨버터에 저장된 프레임 단위의 데이터 구조를 나타내는 도면이며, 도 9d는 DDR SDRAM의 데이터 구조를 나타내는 도면이다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 광변조기를 이용한 광학장치의 데이터 트랜스포즈 방법의 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

71R, 71G, 71B : 광변조기 72R, 72G, 72B : 드라이버

73 : 플래쉬 메모리 74 : DDR SDRAM

75 : 갈바노 미터 미러 76 : 콘트롤러

81RA~81BB : 라인더블버퍼 82RA~82BB : 스캔 컨버터

83A, 83B : DDR SDRAM 콘트롤러 84A, 84B : DDR SDRAM

85A, 85B : 리드 더블 버퍼 86RA~86BB : 출력 버퍼

87 : 타임 콘트롤러

미세기술의 진전에 따라서, 소위 마이크로 머신(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems, 초소형 전기적·기계적 복합체) 소자 및 MEMS소자를 조립한 소형기기가 주목되고 있다.

MEMS소자는 실리콘기판, 글래스기판 등의 기판상에 미세구조체로서 형성되고, 기계적 구동력을 출력하는 구동체와, 구동체를 제어하는 반도체 집적회로 등을 전기적으로, 또한 기계적으로 결합시킨 소자이다. MEMS 소자의 기본적인 특징은 기계적 구조로서 구성되어 있는 구동체가 소자의 일부에 조립되어 있는 것이며, 구동체의 구동은 전극간의 쿨롱의 힘 등을 응용하여 전기적으로 행해진다.

도 1에 나타내는 광학MEMS소자(1)는 기판(2)과, 기판(2)상에 형성한 기판측전극(3)과, 기판측전극(3)에 대향하여 평행으로 배치한 구동측 전극(4)을 갖는 빔들보(6)과, 이 빔(6)의 일단을 지지하는 지지부(7)를 갖추어 이룬다. 빔(6)과 기판측 전극(3)과는 그 사이의 공극(8)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.

이 광학 MEMS 소자(1)에서는 기판측 전극(3)과 구동측 전극(4)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(6)이 기판측 전극(3)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위하고, 예를 들면 도 1의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측 전극(3)에 대하여 평행상태와 경사상태로 변위한다.

도 2에 나타내는 광학 MEMS 소자(11)는 기판(12)과, 기판(12)상에 형성한 기판측 전극(13)과, 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸쳐진 빔(14)을 갖추어 이룬다. 빔(14)과 기판측 전극(13)과는 그 사이의 공극(10)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.

빔(14)은 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸어서 기판(12)상에 입각하는 예를 들면 SiN막으로 이루는 브리지 부재(15)와, 기판측 기판(13)에 대향하여 상호 평행하게 브리지부재(15)상에 설치된, 예를 들면 막두께 100nm정도의 Al막으로이루는 반사막을 겸하는 구동측 전극(16)으로 구성된다. 빔(14)은 그 양단이 지지된 소위 브리지식으로 형성된다.

이 광학 MEMS 소자(11)에서는 기판측전극(13)과 구동측전극(16)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(14)이 기판측전극(13)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위하고, 예를 들면 도 2의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측전극(3)에 대하여 평행상태와 오목상태로 변위한다.

광학MEMS소자(1, 11)는 광반사막을 겸하는 구동측전극(4, 16)의 표면에 광이 조사되고, 빔(4, 14)의 구동 위치에 따라서, 그 광의 반사방향이 다른 것을 이용하여, 한 방향의 반사광을 검출하여 스위치기능을 가지게 한 광스위치로서 적용할 수 있다.

또, 광학 MEMS 소자(1, 11)는 광강도를 변조시키는 광변조소자로서 적용할 수 있다. 광의 반사를 이용하는 때는, 빔(4, 14)을 진동시켜서 단위 시간당의 일방향의 반사광량으로 광강도를 변조한다. 이 광변조소자는 소위 시간변조이다.

광의 회절을 이용하는 때는 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대하여 복수의 빔(6, 14)을 병렬 배치하여 광변조소자를 구성하고, 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대한 예를 들면 1개 거른 빔(6, 14)의 근접, 이간의 동작에 의해, 광반사막을 겸하는 구동측 전극의 높이를 변화시키고, 광의 회절에 의해 구동측 전극에서 반사하는 광의 강도를 변조한다. 이 광변조소자는 소위 공간변조이다.

이러한 광변조소자로는 SLM(실리콘 라이트 머신)사(社)(국내 출원번호 10-2000-7014798)가 레이저 디스플레이용 광강도변환소자, 즉, 광변조기로서 개발한 GLV(Grating Light Valve) 디바이스가 있으며, 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 회절형 광변조기(국내 특허출원번호 제 P2003-077389호)가 있다.

도 3을 참조하면, 삼성전기가 개발한 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(30)과, 복수의 엘리멘트(32a~32n)를 구비하고 있다.

여기에서, 복수의 엘리멘트(32a~32n)는 일정한 폭을 가지며 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 복수의 엘리멘트(32a~32n)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기 를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(32a~32n)는 일정간격(거의 엘리멘트(32a~32n)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(30)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.

실리콘 기판(30)은 엘리멘트(32a~32n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(31)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(32a~32n)의 단부가 부착되어 있다.

각각의 엘리멘트(여기에서는 도면부호 32a에 대해서만 자세히 설명하지만 나머지 32b~32n도 동일하다)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(30)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(30)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(30)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(33a)를 포함한다.

또한, 엘리멘트(32a)는 하부지지대(33a)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(34a)과, 하부전극층(34a)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(35a)와, 압전 재료층(35a)에 적층되어 있으며 압전재료층(35a)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(36a)을 포함하고 있다.

또한, 엘리멘트(32a)는 하부지지대(33a)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(34a')과, 하부전극층(34a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(35a')과, 압전 재료층(35a')에 적층되어 있으며 압전재료층(35a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(36a')을 포함하고 있다.

그리고, 엘리멘트(32a)의 중앙부분의 하부지지대(33a)의 상부에는 마이크로 미러층(37a)가 적층되어 있어 입사되는 입사광을 반사 또는 회절시킨다.

한편, 상술의 MEMS 소자를 적용한 광변조기로서 GLV 디바이스, 또는 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 광학 장치는 광원계, 집광부, 조명렌즈계, 판형 칼라휠, 광변조기, 푸리에 필터계, 프로젝션 시스템, 스크린을 포함하고 있으며, 프로젝션 시스템은 스캐너와 프로젝션 렌즈를 구비하고 있으며, 입사된 회절광을 스크린에 투사한다.

이러한 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 HDTV급 영상을 출력하기 위한 디바이스로 1080개의 픽셀(pixel)이 세로로 배열되어 있어 가로 방향으로 스캔하여 디스플레이 하도록 되어있다.

도4a와 같이 통상적인 HDTV 등의 응용에 있어서 입력되는 이미지 데이터는 횡방향으로 정렬되어 있다. 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 도4b에 도시된 바와 같이 1080개의 마이크로 미러 소자들이 종방향으로 배열되어 있어, 1080개씩의 이미지 데이터를 횡방향으로 스캐닝하면서 디스플레이 하도록 되어있다.

범용 HDTV 표준인 경우, 한 프레임의 이미지는 행길이(K) = 1920개의 픽셀, 열길이(L) = 1080 픽셀로 구성되며, 각 픽셀은 통상적으로 RGB 신호 각각 1 바이트씩 3 바이트로 구성된다.

범용 HDTV의 이미지 스캐닝에 사용되는 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 HDTV급 영상을 출력하기 위한 소자로서 1080개의 마이크로 미러 셀이 일렬로 배 열되어 있어 가로 방향으로 스캐닝하여 디스플레이 하도록 되어있다.

따라서, 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 1920 X 1080개의 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지를 스캐닝하기 위해 1080개의 종방향으로 배열된 데이터를 필요로 한다.

도5a는 1920 X 1080 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지 데이터의 구조를 나타낸다. 도5a에 도시된 이미지 데이터는 외부에서 횡방향으로, 즉 (0,0),(0,1),(0,2),(0,3)...의 순서로 입력된다. 제공된다.

그러나, 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 1080개의 종방향으로 배열된 데이터가 요구되므로, 도5b에 도시된 바와 같이, 상기 입력되는 이미지 데이터는 횡방향 배열에서 종방향 배열로 트랜스포즈되어야 한다.

이와 같이 입력되는 영상 신호의 스캔 방향을 90도 즉, 열과 행의 데이터의 정렬을 바꾸기 위해서는 1 프레임의 데이터를 저장해야 하며, 입력된 영상을 실시간으로 변환하기 위해서는 한 프레임의 영상 데이터의 스캔 방향을 변환하여 출력하는 동안, 또 다른 입력된 영상을 다른 프레임 버퍼(메모리)에 저장하여야 한다.

HD-TV급 (1920*1080)의 해상도 8비트 RGB데이터 규격으로 2 프레임을 저장하기 위해서는 2*6Mbyte가 필요하다. 또한, 열과 행의 데이터 변환을 하기 위해서는 메모리가 랜덤 액세스 모드가 가능한 외부의 SRAM을 사용하여 데이터를 저장해야 한다.

1920*1080의 60Hz의 입력 영상 RGB신호를 8비트 규격으로 실시간으로 저장하기 위해서는 메모리 읽기/쓰기 액세스 속도가 약 150MHz이상으로 동작해야 하지만 이는 SRAM의 동작 한계 속도에 가까우므로 동작의 신뢰성을 보증하기가 어려우며, 고속 동작에 의해 잡음이 발생할 가능성도 높아진다. 또한, 기존의 SRAM 용량보다 더 고집적 메모리가 필요하므로 비용면에서도 매우 높아진다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, DDR SDRAM 버스트 모드를 사용하여 횡방향으로 순차입력되는 입력 데이터 정렬을 종방향의 입력 데이터로 전환시켜 비용면과, 액세스 속도면 그리고 저장용량면에서 개선된 데이터 트랜스포즈 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 외부로부터 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호가 입력되면 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 일정 라인을 일시 저장한 후에 출력하는 라인 더블 버퍼부; 상기 라인더블버퍼부에 저장된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 횡방향으로 읽어 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 일시 저장한 후에 출력하는 스캔 컨버터부; 트랜스포즈된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 프레임 단위로 저장하는 DDR SDRAM부; 상기 DDR SDRAM부에 저장된 트랜스포즈된 RGB 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 출력하는 리드 라인 버퍼부; 상기 리드 라인 버퍼부로부터 비디오 신호를 종방향으로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 각 신호별로 해당 광 변조기 드라이버로 출력하는 출력버퍼부; 및 상기 한쌍의 스캔 컨버터부에서 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 상기 DDR SDRAM부에 저장하고, 상기 DDR SDRAM에 저장된 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 상기 리드 라인 버퍼부에 출력하는 DDR SDRAM 콘트롤러를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 외부로부터 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호가 입력되면 라인 더블 버퍼부가 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 일정 라인을 일시 저장하는 제 1 단계; 상기 라인더블버퍼부에 저장된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 스캔 컨버터부가 횡방향으로 읽어 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 일시 저장하는 제 2 단계; DDR SDRAM 콘트롤러부가 상기 스캔 컨버터부에서 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 DDR SDRAM부에 저장하는 제 3 단계; 상기 DDR SDRAM 콘트롤러가 상기 DDR SDRAM에 저장된 트랜스포즈된 비디오 신호를 읽어 리드 라인 버퍼부에 일시 저장하는 제 4 단계; 및 상기 리드 라인 버퍼부에 일시 저장된 비디오 신호를 출력버퍼부가 종방향으로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 해당 신호의 광변조기 드라이버로 출력하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이제, 도 6 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명이 적용되는 광변조기를 이용한 3판넬 방식의 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다. 본 예에서는 레이저 디스플레이에 적용되는 경우를 설명 한다.

본 실시의 형태에 관계하는 레이저 디스플레이(61)는 예를 들면 대형 스크린용 프로젝터, 특히 디지털 화상의 프로젝터로서 혹은 컴퓨터의 화상투영장치로서 이용된다.

레이저 디스플레이(61)는 도 6에 나타내는 것같이, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색의 레이저광원(62R, 62G, 62B), 각 레이저광원에 대하여 각각 광축 상에 순차, 설치된 미러(64R, 64G, 64B) 각 색조명광학계(렌즈군)(66R, 66G, 66B) 및 광변조기(68R, 68G, 68B)를 갖추고 있다.

레이저 광원(62R, 62G, 62B)은 각각 예를 들면 R(파장 642nm, 광출력 약 3W), G(파장 532nm, 광출력 약 2W), B(파장 457nm, 광출력 약 1.5W)의 레이저를 출사한다.

또한, 레이저 디스플레이(61)는 GLV 디바이스 또는 압전형 회절 광변조기(68R, 68G, 68B)에 의해 각각 광강도가 변조된 적색(R) 레이저광, 녹색(G) 레이저광 및 청색(B) 레이저광을 합성하는 색합성필터(70), 공간필터(72), 디퓨저(74), 미러(76), 갈바노 스캐너(68), 투영광학계(렌즈군)(70) 및 스크린(72)을 갖추고 있다. 색합성필터(70)는 예를 들면 다이크로닉 미러로 구성된다.

본 실시의 형태의 레이저 디스플레이(61)에서는, 레이저광원(62R, 62G, 62B)에서 출사된 RGB 각 레이저광이 각각 미러(64R, 64G, 64B)를 경유하여 각 색조명광학계(66R, 66G, 66B)에서 각 GLV 디바이스 또는 압전형 회절 광변조기(68R, 68G, 68B)에 입사한다. 각 레이저광은 색분류된 화상신호이고, 광변조기(68R, 68G, 68B) 에 동기 입력되도록 되어 있다.

또한, 각 레이저광은 광변조기(68R, 68G, 68B)에 의해 회절됨으로써 공간변조되고, 이들 3색의 회절광이 색합성필터(70)에 의해 합성되고, 계속해서 공간필터(72)에 의해 신호성분만이 취출된다.

다음에, 이 RGB화상신호는 디퓨저(74)에 의해 레이저 스펙트럼이 저감되고, 미러(76)를 통하여 화상신호와 동기하는 갈바노 스캐너(78)에 의해 공간에 전개되고, 투영광학계(80)에 의해 스크린(82)상에 풀칼라 화상으로서 투영된다.

도7은 도 6의 광변조기를 이용한 광학 장치에 있어서 제어 블럭의 구성도로서, RGB 각 신호에 대하여 입력되는 신호를 변조하기 위한 RGB 각 신호별로 구비된 광변조기(71R, 71G, 71B)를 구동시키기 위한 RGB 각 신호별로 구비된 드라이버(72R, 72G, 72B), 광변조기(71R, 71G, 71B)의 특성을 보정하기 위해 참조 테이블이 저장되어 있는 플래쉬 메모리(73), 트랜스포즈된 입력 데이터를 프레임 단위로 저장하기 위한 DDR SDRAM(74), 영상데이터의 행과 열의 배열을 변환하여 DDR SDRAM(74)에 프레임 단위로 저장한 후에 순차적으로 읽어서 드라이버(71R, 71G, 71B)에 이미지 데이터를 전달하고 갈바노미터 미러 스캐너(75)를 제어하는 기능을 하는 콘트롤러(76)로 구성된다.

여기에서 콘트롤러(76)는 외부로부터 RGB 이미지 데이터를 입력받아 입력되는 이미지 데이터를 프레임별로 트랜스포즈하여 DDR SDRAM(74)에 저장한다.

그리고, 콘트롤러(76)는 DDR SDRAM(74)에 저장된 트랜스포즈된 이미지 데이터를 순차적으로 읽어 드라이버(72R, 72G, 72B)로 전송한다.

그러면 드라이버(72R, 72G, 72B)는 콘트롤러(76)로부터 입력된 트랜스포즈된 이미지 데이터에 따라 광변조기(71R, 71G, 71B)를 제어하여 스크린에 영상 데이터가 디스플레이 되도록 한다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 트랜스포즈 장치의 구성도로서, 입력 데이터를 2라인 단위, 또는 4라인 단위, 또는 8라인 단위로 일시 저장하기 위해 RGB 신호별로 구비된 한 쌍의 라인더블버퍼(81RA~81BB), 라인더블버퍼(81RA~81BB)에 저장되어 있는 입력 데이터를 종방향으로 스캐닝하여 저장하기 위한 RGB 신호별로 구비된 한쌍의 스캔 컨버터(82RA~82BB), 트랜스포즈된 이미지 데이터를 프레임 단위로 저장하기 위한 한쌍의 DDR SDRAM(84A, 84B), 각각의 DDR SDRAM(84A, 84B)을 제어하여 트랜스포즈된 데이터를 DDR SDRAM(84A, 84B)에 저장하기 위한 DDR SDRAM 콘트롤러(83A, 83B), DDR SDRAM(84A, 84B)에서 이미지 데이터를 읽어 일시 저장하기 위한 한쌍의 리드 더블 버퍼(85A, 85B), 출력 데이터를 일시 저장하기 위하여 RGB 신호별로 구비된 한쌍의 출력버퍼(86RA~86BB), 클럭신호를 제공하기 위한 타임 콘트롤러(87)를 구비하고 있다.

먼저, 이미지 데이터는 RGB 신호별로 2바이트 단위로 각각의 첫번째 라인더블버퍼(81RA, 81GA, 81BA)에 입력된다. 여기에서 라인더블버퍼(81RA, 81GA, 81BA)는 2라인 단위, 4라인 단위, 8라인 단위 등이 사용될 수 있으며, 설명의 편의상 4라인 단위의 라인 더블 버퍼를 예로 들어 설명한다.

또한, RGB 각 신호에 대응되는 라인더블버퍼(81RA, 81GA, 81BA)는 짝을 이루고 있는 도면부호 81RB, 81GB, 81BB의 라인더블버퍼와 교대로 입력 데이터를 저장 한다.

즉, 첫번째 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)가 4라인의 입력 데이터를 저장하면 두번째 라인더블 버퍼(81RB, 81GB, 81BB)가 다음의 4라인의 입력 데이터를 저장하고 다시 첫번째 라인더블버퍼(81RA, 81GA, 81BA)가 그 다음 4라인의 입력 데이터를 저장하며 이러한 동작을 반복적으로 수행한다.

여기에서 4 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA 또는 81RB, 81GB, 81BB)에 저장되는 데이터 구조는 도 9a가 보여주고 있는데, 1라인에는 (0.0) (0.1)(0.2)(0.3) ...(0.1916)(0.1917)(0.1918)(0.1919)가 저장되어 있으며, 2라인에는 (1.0) (1.1)(1.2)(1.3) ...(1.1916)(1.1917)(1.1918)(1.1919)가 저장되어 있고, 3라인에는 (2.0) (2.1)(2.2)(2.3)...(2.1916)(2.1917)(2.1918)(2.1919)가 저장되어 있으며, 4라인에는 (3.0) (3.1)(3.2)(3.3)...(3.1916)(3.1917)(3.1918)(3.1919)가 저장되어 있다. 따라서, 4라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA 또는 81RB, 81GB, 81BB)에 저장되는 총 픽셀수는 7680개(1920*4)이다.

그리고, 한 쌍의 스캔 컨버터(82RA~82RBB)의 각각은 외부로부터 입력되는 입력 데이터를 프레임단위로 저장하게 되는데 트랜스포즈된 입력 데이터를 저장한다. 즉, 첫번째 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA)는 먼저 첫번째 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)에서 종방향으로 입력 데이터를 읽어와서 저장하여 입력 데이터에 대한 트랜스포즈를 수행한다. 여기에서 4버스트 모드의 경우에는 첫번째 라인더블버퍼(81RA, 81GA, 81BA)에 저장되어 있는 종방향의 4바이트의 데이터를 순차적으로 읽어와서 저장하게 되며, 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA)의 각각이 한번 읽어오는 데 이터는 32bit 데이터이며, 1920번의 읽어오는 동작을 통해 첫번째 라인더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)에서 모든 데이터를 다 읽어올 수 있다.

그리고, 계속해서 첫번째 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA)는 두번째 라인더블버퍼(81RB, 81GB, 81BB)에서 종방향으로 입력 데이터를 읽어와서 저장하여 입력 데이터에 대한 트랜스포즈를 수행한다.

계속하여 첫번째 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA)는 다시 첫번째 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)에서 종방향으로 입력 데이터를 읽어와서 저장하고, 이후에 두번째 라인더블버퍼(81RB, 81GB, 81BB)에서 종방향으로 입력 데이터를 읽어와서 저장하며 프레임 단위로 트랜스포즈된 입력 데이터를 모두 저장할 때까지 이러한 동작을 반복적으로 수행한다.

이후에, 이번에는 두번째 스캔 컨버터(82RB, 82GB, 82BB)가 다음 프레임의 입력 데이터에 대한 트랜스포즈된 입력 데이터를 모두 저장할 때까지 이러한 동작을 반복하며, 그 이후에는 다시 첫번재 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA)가 다시 한 프레임의 입력 데이터를 다 저장할 때까지 반복하여, 한쌍의 스캔 컨버터(82RA~82BB)가 이러한 동작을 교대로 수행한다.

이때, 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA 또는 82RB, 82GB, 82BB)의 데이터 구조의 일예가 도 9b에 도시되어 있는데, 1라인에는 (0.0)(1.0)(2.0)(3.0)의 데이터가 저장되고, 2라인에는 (0.1)(1.1)(2.1)(3.1)이 저장되며, 이러한 방식으로 1920라인까지 데이터가 순차적으로 저장된다.

그리고, 스캔 컨버터((82RA, 82GA, 82BA 또는 82RB, 82GB, 82BB)에 저장되는 프레임 단위의 데이터 구조의 일예가 도 9c에 도시되어 있는데, 총 270개의 블럭으로 구성되어 있다.

스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA 또는 82RB, 82GB, 82BB)의 첫번째 블럭은 대응되는 신호별 라인 더블 버퍼(81RA, 81RB, 81GA, 81GB, 81BA, 81BB)중 첫번째 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)로부터 입력되는 입력 데이터를 저장하고, 두번째 블럭은 두번째 라인 더블 버퍼(81RB, 81GB, 81BB)로부터 입력되는 입력 데이터를 저장하며, 세번째 블럭은 다시 첫번째 라인 더블 버퍼(81RA, 81GA, 81BA)로부터 입력되는 입력 데이터를 저장하며, 한 프레임의 입력 데이터를 모두 저장할 때까지 이 동작을 반복한다.

한편, 한쌍의 DDR SDRAM 콘트롤러(83A 또는 83B)는 교대로 대응되는 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA 또는 82RB, 82GB, 82BB)에 저장되어 있는 한 프레임의 입력 데이터에 대하여 행으로 데이터를 읽어와서 대응되는 DDR SDRAM(84A 또는 84B)에 프레임 단위로 트랜스포즈된 입력 데이터를 저장한다.

이때, DDR SDRAM 콘트롤러(83A 또는 83B)는 대응되는 모든 신호별 스캔 컨버터(82RA, 82GA, 82BA 또는 82RB, 82GB, 82BB)에서 각각 32비트 단위로, 따라서 총 96비트의 데이터를 읽어와서 일시에 읽어와서 DDR SDRAM(84A, 84B)에 저장할 수도 있고 또는 순차적으로 읽어와서 저장할 수도 있다. 물론, DDR SDRAM(84A, 84B)을 신호별로 쌍으로 구비하고 그에 따라 DDR SDRAM 콘트롤러(83A, 83B)로 신호별로 쌍으로 구비하여 DDR SDRAM을 제어하도록 할 수도 있다.

여기에서 DDR SDRAM(84A, 84B)은 이미 고급 그래픽 카드용 등으로 많이 사용 되어온 메모리로, 시스템 클럭의 상승과 하강 두 곳에서 모두 출력이 나오도록 함으로 기존 SDRAM 에 비해 두 배의 속도를 갖는 메모리이다. RDRAM 과 비슷한 수준의 속도를 내면서도 기존 SDRAM을 기반으로 하고 있기 때문에 호환성이 뛰어나다는 장점과, 제조비용 또한 보다 저렴하다는 장점을 갖고 있다.

그리고, DDR SDRAM 콘트롤러(83A 또는 83B)는 교대로 대응되는 DDR SDRAM(84A 또는 84B)에서 144bit의 데이터를 읽어와서 한쌍의 리드 더블 버퍼(85A 또는 85B)의 각각에 교대로 저장한다. 여기에서 리드 더블 버퍼(85A 또는 85B)는 2라인 단위, 4라인 단위, 8라인 단위로 구성할 수 있으며, 쌍을 이루고 있어 입력되는 데이터를 교대로 저장할 수 있다.

한편, 한쌍의 출력 버퍼(86RA~86BB)는 RGB 각 신호별로 구비되어 있으며, 한쌍의 리드 더블 버퍼(85A 또는 85B)에서 트랜스포즈된 입력 데이터를 읽어와서 교대로 일시 저장한 후에 출력한다.

이때, 한쌍의 출력 버퍼(86RA~86BB)의 각각은 48bit 단위로 데이터를 출력을 하여 외부의 입력 데이터 16비트보다 빠르게 트랜스포즈된 입력 데이터가 출력되도록 하여 내부적으로 입력 데이터가 정체되지 않도록 한다.

그리고, 위에서 설명한 라인더블버퍼, 스캔 컨버터, DDR SDRAM 콘트롤러, 리드 더블 버퍼, 출력버퍼의 클럭은 타임 콘트롤러(87)가 제공하여 동기화되도록 한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 광변조기를 이용한 광학장치의 데이터 트랜스포즈 방법은 먼저 외부로부터 RGB 비디오 신호가 입력되면 신호별로 구비된 한쌍의 라인더블버퍼가 교대로 해당 신호의 입력 데이터를 저장하게 되는데 2라인, 4라인, 또는 8라인 단위로 저장한다(단계 S110).

다음으로, 한쌍의 스캔 컨버터는 상기 라인더블버퍼에 저장된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 횡방향으로 읽어 프레임 단위로 교대로 저장한다(단계 S112).

이후에, 한쌍의 DDR SDRAM 콘트롤러가 데이터 트랜스포즈된 입력 데이터를 스캔 컨버터로부터 라인별로 읽어와서 대응되는 DDR SDRAM에 프레임단위로 저장하며(단계 S114), 저장된 프레임 단위의 입력 데이터를 읽어서 리드 더블 버퍼에 일시 저장한다(단계 S116).

다음에, 한쌍의 출력버퍼는 교대로 리드 더블 버퍼에서 종방향으로 데이터를 읽어 일시 저장한 후에 광변조기 드라이버로 출력한다(단계 S118).

상기와 같은 본 발명에 따르면, DDR SDRAM을 사용하여 DDR SDRAM의 버스트 모드에 맞는 버퍼 및 제어로직을 구성하여 스캔 방향을 90도 컨버팅하도록 함으로써 비용면과 액세스 속도 또한 저장용량면에서 크게 개선되도록 하는 효과가 있다.

이상 본 발명을 실시예를 통해 설명하였으나, 본 발명의 범위가 상기 실시예로 한정되는 것이 아니며 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다. 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위의 해석에 의해서만 한정된다.

Claims

외부로부터 스크린에 디스플레이 되는 영상을 기준으로 할 때 상기 스크린에 수직 방향으로 디스플레이 되는 영상 데이터의 열인 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호가 입력되면 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 일정 라인 단위로 읽어 일시 저장한 후에 출력하는 라인 더블 버퍼부;

상기 라인더블버퍼부에 저장된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 상기 스크린에 디스플레이 되는 영상을 기준으로 할 때 상기 스크린에 수평방향으로 디스플레이 되는 영상 데이터의 열인 횡방향으로 배열된 영상 데이터를 읽어 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 일시 저장한 후에 출력하는 스캔 컨버터부;

트랜스포즈된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 프레임 단위로 저장하는 DDR SDRAM부;

상기 DDR SDRAM부에 저장된 트랜스포즈된 RGB 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 출력하는 리드 라인 버퍼부;

상기 리드 라인 버퍼부로부터 비디오 신호를 종방향으로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 각 신호별로 해당 광변조기 드라이버로 출력하는 출력버퍼부; 및

상기 한쌍의 스캔 컨버터부에서 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 상기 DDR SDRAM부에 저장하고, 상기 DDR SDRAM에 저장된 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 상기 리드 라인 버퍼부에 출력하는 DDR SDRAM 콘트롤러를 포함하여 이루어진 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인 더블 버퍼부는 2라인 단위, 4라인 단위, 8라인 단위 등으로 구성된 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 라인 더블 버퍼부는, 신호별로 분리된 복수의 한쌍의 라인 더블 버퍼인 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 스캔 컨버터부는, 신호별로 분리된 복수의 한쌍의 라인 더블 버퍼부인 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 DDR SDRAM부는 신호별로 분리된 복수의 DDR SDRAM으로 이루어진 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 리드 더블 버퍼부는 신호별로 분리된 복수의 한쌍의 리드 더블 버퍼인 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 출력버퍼부는 신호별로 분리된 복수의 한쌍의 출력버퍼인 것을 특징으로 하는 데이터 트랜스포즈 장치.
외부로부터 스크린에 디스플레이 되는 영상을 기준으로 할 때 상기 스크린에 수직방향으로 디스플레이 되는 영상 데이터의 열인 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호가 입력되면 라인 더블 버퍼부가 종방향으로 배열된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 일정 라인 단위로 읽어 일시 저장하는 제 1 단계;

상기 라인더블버퍼부에 저장된 RGB 비디오 신호의 입력 데이터를 스캔 컨버터부가 상기 스크린에 디스플레이 되는 영상을 기준으로할 때 상기 스크린에 수평방향으로 디스플레이 되는 영상 데이터의 열인 횡방향 배열의 영상 데이터를 읽어 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 일시 저장하는 제 2 단계;

DDR SDRAM 콘트롤러부가 상기 스캔 컨버터부에서 트랜스포즈된 비디오 신호를 프레임 단위로 읽어 DDR SDRAM부에 저장하는 제 3 단계;

상기 DDR SDRAM 콘트롤러가 상기 DDR SDRAM에 저장된 트랜스포즈된 비디오 신호를 읽어 리드 라인 버퍼부에 일시 저장하는 제 4 단계; 및

상기 리드 라인 버퍼부에 일시 저장된 비디오 신호를 출력버퍼부가 종방향으로 읽어 일정 라인을 일시 저장한 후에 해당 신호의 광변조기 드라이버로 출력하는 제 5 단계를 포함하여 이루어진 데이터 트랜스포즈 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 제 5 단계는,

R 신호 출력버퍼가 상기 리드 라인 버퍼부에 일시 저장된 R 비디오 신호를 일시 저장한 후에 R 신호의 광변조기 드라이버로 출력하는 제 5-1 단계;

G 신호 출력버퍼가 상기 리드 라인 버퍼부에 일시 저장된 G 비디오 신호를 일시 저장한 후에 G 신호의 광변조기 드라이버로 출력하는 제 5-2 단계; 및

B 신호 출력버퍼가 상기 리드 라인 버퍼부에 일시 저장된 B 비디오 신호를 일시 저장한 후에 B 신호의 광변조기 드라이버로 출력하는 제 5-3 단계를 포함하여 이루어진 데이터 트랜스포즈 방법.