KR100691326B1 - 디스플레이장치 - Google Patents

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KR100691326B1
KR100691326B1 KR1020050086660A KR20050086660A KR100691326B1 KR 100691326 B1 KR100691326 B1 KR 100691326B1 KR 1020050086660 A KR1020050086660 A KR 1020050086660A KR 20050086660 A KR20050086660 A KR 20050086660A KR 100691326 B1 KR100691326 B1 KR 100691326B1
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unit
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KR1020050086660A
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강정일
이상훈
홍창완
박영준
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 디스플레이장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상이 표시되는 표시부와, 복수의 광원을 포함하는 디스플레이장치는, 상기 광원에 전원을 공급하는 가변전원공급부과; 상기 광원에 직렬로 연결되어 상기 광원에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭부와; 상기 광원의 구동상태에 따라 발생한 복수의 기준전압과 상기 스위칭부 양단의 전압을 비교하여 상기 스위칭부 양단의 전압이 일정하게 유지되도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이에 의해 광원에 안정적인 전원공급이 이루어지는 디스플레이장치 및 그 제어방법이 제공된다.

Description

디스플레이장치{DISPLAY DEVICE}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부의 제어블럭도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압발생부의 출력파형을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준전압발생부의 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 초기구동 시 광원의 전원제어를 설명하기 위한 제어흐름도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 정상구동 시 광원의 전원제어를 설명하기 위한 제어흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 광원부 110 : 가변전원공급부
120 : 발광다이오드 130 : 스위칭부
140 : 전류감지저항 150 : 피드백부
160 : 제어부 161 : 기준전압발생부
163 : 비교부 170 : LPF
200 : 조명계 300 : DMD
400 : 투사계 500 : 스크린
본 발명은 디스플레이장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 리니어 방식으로 제어되는 구동전류가 광원에 공급되는 DLP 방식의 디스플레이장치에 관한 것이다.
디스플레이장치는 보다 향상된 색 재현을 위해 광원의 소재로서, 종래의 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하는 방식에서 발광다이오드(이후 LED; Light-Emitting Diode 라 함)를 이용하는 방식으로 변화하는 추세이다. 이처럼 LED소자를 이용한 광원을 구비하는 디스플레이장치는 LED광원을 이용함으로 인해 색 재현의 성능이 향상된다.
DLP(Digital Lighting Processing) 방식의 경우, 영상을 서로 다른 시간적 길이를 가지는 여러 장의 비트-플랜(bit-plane)으로 나누어 이를 순차적으로 표시하는 방식으로 화면을 구성하기 때문에 각 비트-플랜에 해당하는 빛의 세기가 균일해야 한다는 조건이 따르게 된다. 이러한 조건이 만족되지 않는 경우 DLP 디스플레이장치가 표시하는 계조의 선형성이 나빠지거나 계조가 불안정해지는 문제가 있기 때문에 LED를 DLP 디스플레이장치의 광원으로 사용하기 위해서는 LED에 흐르는 전류에 스위칭 맥동과 같은 노이즈가 거의 없도록 정밀하게 제어해야 한다. 또한, 비트-플랜이 바뀌면서 LED에 흐르도록 요구되는 전류값이 달라지는데, 이 전류값이 변화하는 과도구간은 화면표시에 사용하지 못하기 때문에 빠른 응답속도를 가지는 전류제어 회로가 필요하다.
이처럼 빠른 응답속도와 노이즈가 없는 전원을 디스플레이장치에 공급하기 위하여 선형 레귤레이터 방식의 전류원 회로를 사용하여, 즉 리니어 방식으로 전원을 공급하는 것이 바람직하다. 하지만, 리니어 방식의 경우, 전압의 조절하여 전류를 제어하기 위하여 사용되는 스위칭부는 LED의 특성 또는 LED의 개수가 변경되거나 혹은 LED의 산포에 변화가 있는 경우 LED에 흐르는 전류를 제어하는 기능을 상실할 수 있다. 이러한 LED의 모든 변수를 고려하여 스위칭부에 충분한 전압을 공급하는 것은 회로의 발열과 같은 문제점을 야기 시키고, 전원공급회로의 효율을 감소시키며 회로의 제어를 어렵게 단점이 있다.
또한, LED의 단락 및 오픈에 대한 검출이 제대로 이루어지지 않는 경우, LED를 적절히 제어할 수 없으며 특히 LED의 단락의 경우 스위칭부의 과열로 인하여 화재 등의 위험이 존재한다.
따라서, 본 발명의 목적은 광원으로 안정적인 전원공급이 이루어지는 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 광원의 단락 및 오픈을 검출할 수 있는 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 영상이 표시되는 표시부와, 복수의 광원을 포함하는 디스플레이장치에 있어서, 상기 광원에 전원을 공급하는 가변전원공급부과; 상기 광원에 직렬로 연결되어 상기 광원에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭부와; 상기 광원의 구동상태에 따라 발생한 복수의 기준전압과 상기 스위칭부 양단의 전압을 비교하여 상기 스위칭부 양단의 전압이 일정하게 유지되도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 디스플레이장치에 의해 달성된다.
상기 제어부는, 상기 광원의 구동상태에 따라 복수의 기준전압을 발생하는 기준전압발생부와; 입력된 상기 스위칭부의 양단의 전압과 상기 기준전압과 비교하는 비교부를 포함할 수 있다.
스위칭부과 광원은 직렬로 연결되어 있으므로 상기 스위칭부의 양단의 전압이 증가할수록 상기 광원 양단의 전압은 감소한다.
상기 스위칭부는 전계효과트랜지스터이며, 상기 광원의 초기구동 시 상기 기준전압발생부는 상기 전계효과트랜지스터가 포화상태가 되는 최소 드레인-소스 간의 전압보다 크거나 같은 레벨을 갖는 제1기준전압을 발생시키켜, 상기 제어부는 상기 스위칭부의 양단의 전압이 상기 제1기준전압보다 높은 경우, 직전에 공급된 전원보다 낮은 전원을 상기 광원에 공급하도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 것이 바람직하다.
검출된 전압이 제1기준전압보다 낮아지는 순간에 검출된 전압과 제1기준전압의 차이가 크지 않도록 하기 위하여 상기 가변전원공급부는 직전에 공급된 전원보다 상기 제1기준전압의 5~15% 정도 낮은 전원을 상기 광원에 공급하는 것이 바람직하다.
상기 광원의 정상 구동 시 상기 기준전압발생부는 상기 제1기준전압보다 높은 레벨의 제2기준전압 및 상기 제1기준전압보다 낮은 레벨의 제3기준전압을 소정의 주기마다 순차적으로 발생시킬 수 있다.
상기 제어부는 상기 스위칭부 양단의 전압이 상기 제2기준전압보다 높은 경우 상기 광원에 전원공급을 중단하도록 상기 가변전원공급부를 제어하고, 상기 스 위칭부 양단의 전압이 상기 제3기준전압보다 낮은 경우 상기 광원에 전원공급을 중단하도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 것이 바람직하다.
상기 기준전압발생부는 전압분배를 위한 저항열과 상기 저항열에 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함할 수 있다.
정전류 회로를 구성하기 위하여 상기 스위칭부는 전계효과트랜지스터 및 쌍극 접합 트랜지스터 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
광원에 인가되는 전류의 제어를 위해 상기 스위칭부와 접지 사이에 연결되어 있는 전류감지저항 및 상기 스위칭부에 흐르는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값이 소정의 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 피드백부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 광원은 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 광원에서 방출된 빛을 집속하는 조명계와, 상기 조명계에서 빛을 제공받아 영상을 구현하는 디스플레이소자와, 상기 디스플레이소자에 의해 구현된 영상을 확대 투사하는 투사계를 더 포함하고, 상기 표시부는 투사된 영상이 표시되는 스크린을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 디스플레이소자는 DMD소자, LCOS소자 및 LCD소자 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이장치의 개략도이며, 도시된 바와 같이 디스플레이장치는 광원부(100), 조명계(200), 디스플레이 소자인 DMD(DIGITAL MICROMIRROR DEVICE)(300), 투사계(400), 스크린(500)을 포함한다.
광원부(100)는 영상을 디스플레이 하기 위한 스크린(500)에 빛을 제공하는 기능을 하며, 본 실시예에 따른 광원부(100)는 광원으로 적색, 녹색 및 청색을 발광하는 복수의 발광다이오드(light emitting diode; LED, 120a, 120b, 120c)를 포함한다. 광원으로는 LED가 바람직하지만 이에 한정되지 않는다.
조명계(200)는 R,G,B로 분리된 빛을 조명계를 통해 집속한다. 조명계(200)에 의해 균일한 평행광으로 바꾸며 집속되어 DMD(30)로 진행하게 된다.
디스플레이소자로는 CRT(CATHODE-RAY TUBE)소자나 LCD(LIQUID CRYSTAL DISPLAY)소자 및 LCOS(LIQUID CRYSTAL ON SILICON)소자가 주로 사용되어 왔으며, 본 실시예에 따른 디스플레이소자는 MEMS(MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEM)기술을 이용하여 미세한 다수개의 미러들을 포함하는 DMD(300)가 사용되고 있다.
DMD(300)는 이차원적으로 배열된 다수의 미세한 미러들을 가지는 픽셀로 이루어지며, 각 픽셀에 대응하여 배치된 메모리소자의 정전계 작용에 따라 미러들의 경사를 제1 및 제2각도로 구동시켜 반사광의 각도를 변화시킴에 따라 온/오프(On/Off)를 제어하는 구동원리를 가진다. 그리고, 이러한 DMD(300)를 이용할 경우, 다른 형태의 디스플레이소자인 LCD(LIQUID CRYSTAL DISPLAY)소자 및 LCOS(LIQUID CRYSTAL ON SILICON)소자 등의 경우에 비해 소자의 응답속도가 빨라 동화상을 더 부드럽고 유연하게 재생할 수 있다.
투사계(400)는 DMD(300)에 의해 구현된 영상을 스크린(500)으로 확대 투사하도록 복수의 렌즈 등으로 마련된다.
스크린(500)은 장방형의 사각형 형상을 가지며 실질적으로 영상이 표시된다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(100)의 제어블럭도이며, 도시된 바와 같이 광원부(100)는 광원(120)에 전원을 공급하기 위하여 가변전원공급부(110), 광원(120), 광원(120)에 직렬로 연결되어 있는 스위칭부(130), 접지단과 연결되어 있는 전류감지저항(Rs; 140), 스위칭부(130)에 연결되어 있는 피드백부(150), 제어부(160) 및 제어부(160)로부터의 신호를 평활하는 LPF(low pass filter; 170)를 포함한다.
가변전원공급부(110)는 광원(120)과 정전류 회로에 전원을 공급하기 위한 전원소스이며, 제어부(160)의 의해 스위칭부(130)의 양단에 인가되는 전압을 일정하게 유지하기 위한 가변 전원을 광원(120)으로 출력한다. 가변전원공급부(110)는 광원(120)에 인가될 수 있는 최대의 전압보다 높은 레벨에서부터 광원(120)에 인가될 수 있는 최소의 전압보다 낮은 레벨까지 전원을 가변시킬 수 있는 것이 바람직하다. 가변전원공급부(110)는 가변 직류전압원(variable DC voltage source)인 것이 바람직하다.
광원(120)은 도1에 나타난 바와 같이 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED이다. 광원(120)이 포함하는 LED는 이에 한정되지 않으며, 시안을 발광하는 시안 LED, 옐로우를 발광하는 옐로우 LED, 마젠타를 발광하는 마젠타 LED, 백색을 발광하는 백색 LED 등 다양한 색의 LED(30)를 더 포함할 수 있다.
스위칭부(130)는 광원(120)과 직렬로 연결되어 있으며, 가변전원공급부(110)로부터 제공되는 전압을 분배하여 광원(120)에 인가되는 전압을 조절하는 방식으로 정전류 제어를 수행하는 가변저항의 역할을 한다. 스위칭부(130)는 정전류 회로에 일반적으로 사용되는 전계효과트랜지스터(field effect transistor; FET) 및 쌍극 접합 트랜지스터(bipolar junction transistor; BJT) 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. FET의 게이트 전극 또는 BJT의 베이스단에 인가되는 신호를 조절하여, 컬렉터-에미터 또는 드레인-소소에 흐르는 전류를 제어할 수 있으므로, FET 및 BJT가 포함되어 있는 회로를 이용하면 DLP 방식의 디스플레이장치의 광원에 매우 빠른 스위칭 속도로 노이즈 없이 정밀하게 전원을 공급, 제어할 수 있다. FET를 일 예로 들어 설명하면, 포화영역에서 FET의 드레인-소스에 흐르는 전류는 드레인-소스 간에 인가되는 전압의 관계없이 일정한 값을 유지하는 성질이 있으므로 이를 이용하여 정전류를 발생시킬 수 있다.
전류감지저항(140)은 스위칭부(130)와 접지단 사이에 연결되어 있으며, 스위칭부(130)로 흐르는 전류(io)의 양을 감지하는 역할을 한다. 전류감지저항(140)의 저항값은 매우 작아서 전류감지저항(140)의 양단에 인가되는 전압(VR)은 무시할 정도인 것이 일반적이다. 광원(120), 스위칭부(130) 및 전류감지저항(140)은 모두 직렬로 연결되어 있으므로 각 소자를 흐르는 전류(io)의 양은 동일하다.
전류감지저항(140)은 광원(120) 및 스위칭부(130)를 흐르는 전류(io)를 검출하기 위하여 간단히 저항만으로 이루어진 것이며, 전류(io)를 검출하기 위하여 홀센서 등을 포함한 전류검출회로가 사용될 수도 있다.
광원(120), 스위칭부(130) 및 전류감지저항(140)의 배열은 도시된 것에 한정되지 않으며 연결 순서는 변형될 수 있다.
피드백부(150)는 스위칭부(130)에 흐르는 전류(io)를 검출하고, 제어부(160) 로부터 일정한 기준이 되는 소정 범위의 전류값(Ir)을 입력받아 검출된 전류의 양이 소정의 범위 내에 있도록 스위칭부(130)를 제어한다. 가변전원공급부(110)로부터 공급되는 전원의 양이 전체 광원(120)의 순방향 전압강하(VL)보다 어느 정도 이상으로 높게 유지되는 한, 스위칭부(130)의 특성이나 공급되는 전원 및 광원(120)의 순방향 전압강하(VL)에 무관하게 검출된 전류(io)를 소정의 범위 내에 있도록 제어하는 것이 가능하다. 소정 범위의 전류값(Ir)에 대한 제어신호는 제어부(160)가 아닌 디스플레이 소자와 같은 외부로부터 인가받는 것도 가능하다.
제어부(160)는 기준전압발생부(161) 및 비교부(163)를 포함하며, 광원(120)의 양단의 전압(VL)의 변화에 대응하여 스위칭부(130) 양단의 전압(Vt)이 일정하게 유지되도록 가변전원공급부(110)를 제어한다.
일반적으로 리니어 방식의 전원공급장치에서 스위칭부(130)에 해당하는 가변저항부는 광원(120)의 양단에 전압(VL)에 따라 다른 전압(Vt)이 인가된다. 스위칭부(130)에 인가되는 전압(Vt)은 공급되는 전원의 전압레벨에서 광원(120)이 인가되는 전압을 뺀 값에 해당하는 값으로 Vt가 증가할수록 스위칭부(130)에서 소모하는 전력이 증가하게 된다. 예를 들어, 처음 설계했던 것보다 전압강하가 낮은 광원(120)을 사용하거나, 광원(120)의 개수가 줄어들거나, 시간이 지남에 따라 광원(120)의 특성이 변화 또는 손상되어 VL이 감소하게 되면, 그 만큼 Vt가 증가되므로 스위칭부(130)의 전력 손실이 초래되고, 전류(io) 제어가 어려워진다.
따라서, 본 발명은 어떠한 환경의 변화 또는 광원(120)의 특성의 변경에 대응되는 변수가 있더라도, 스위칭부(130)의 양단의 전압을 일정하게 유지하기 위하여 광원(120)에 공급되는 전원 자체를 가변시키는 것을 특징으로 한다. 스위칭부(120)의 양단의 전압은 전력소모를 최소화하기 위한 전압레벨로 설정된다.
기준전압발생부(161)는 광원(120)의 구동상태에 따라 상이한 복수의 기준전압을 발생한다. 본 실시예에 따른 기준전압발생부(161)는 광원(120)의 초기구동 시 제1기준전압(V1)을, 정상구동 시 제2기준전압(V2) 및 제3기준전압(V3)을 주기적으로 발생시킨다. 여기서, 제1기준전압(V1)이란 FET가 포화상태가 되는 최소 드레인-소스 간의 전압을 의미한다. 즉, 제1기준전압은 광원(120)을 흐르는 전류(io)를 안정적으로 제어할 수 있으면서, 전력소모를 최소화시키는 값으로 설정된다. 제2 및 제3 기준전압(V2, V3)은 광원(120)이 정상적으로 구동되는 단계에서 광원(120)의 단락 및 오픈을 검출하기 위한 기준전압이다. 광원(120)의 단락은 검출하기 위한 제2기준전압(V2)의 레벨은 제1기준전압(V1)보다 높으며, 광원의(120)의 오픈을 검출하기 위한 제3기준전압(V3)은 제1기준전압(V1)보다 낮은 레벨로 설정된다.
도3은 기준전압발생부(161)가 생성하는 기준전압의 파형을 도시한 것이고, 도4는 본 실시예에 따른 기준전압발생부(161)를 도시한 도면이다. 도3에 나타난 바와 같이 구동 초기에는 제1기준전압(V1)이 출력되어 이를 기준으로 가변전원공급부(110)에서 공급하는 전원의 양이 제어되며, 이 후 전원상태가 안정되어 광원(120)이 정상적으로 구동하게 되면 광원(120)의 단락을 검출하는 제2기준전압(V2)과 광원(120)의 오픈을 검출하는 제3기준전압(V3)이 일정한 주기를 가지고 발생된다. 광 원(120)이 단락되면 단락되지 않았을 때 보다 많은 양의 전력이 스위칭부(130)에 서 소모되므로 제2기준전압(V2)은 정상적인 기준전압(V1)보다 높으며, 광원(120)이 오픈되면 그렇지 않을 때 보다 적은 양의 전력이 스위칭부(130)에서 소모되므로 제3기준전압(V3)은 정상적인 기준전압(V1)보다 낮다.
기준전압발생부(161)는 도4와 같이 전압분배를 위한 복수의 저항(R1, R2, R3, R4)이 연결되어 있는 저항열 및 저항(R1, R2, R3, R4) 사이에 연결되어 있는 스위치(SW1, SW2)를 포함한다.
스위치(SW1, SW2)는 소정의 제어신호에 따라 온/오프되며, 스위치(SW1, SW2)의 온/오프에 따라 출력되는 기준전압의 레벨이 달라진다. 복수의 저항(R1, R2, R3, R4)의 저항값이 모두 동일하다고 가정하고, 저항열으로 입력되는 전압을 V라고 한다. 스위치(SW1, SW2)가 모두 오프되는 경우 출력되는 기준전압은 V*(R2+R3+R4)/(R1+R2+R3+R4)=V*3/4으로 가장 높은 레벨을 가지며, R2와 R3에 연결되어 있는 스위치(SW1)가 온 되는 경우 출력되는 기준전압은 V*R2/(R1+R2)=V*1/2로 가장 낮은 레벨을 가지며, R3과 R4에 연결되어 있는 스위치(SW2)가 온 되는 경우 출력되는 기준전압은 V*(R2+R3)/(R1+R2+R3)=V*2/3이다. 이렇게 출력되는 기준전압은 순서대로 제2기준전압(V2), 제3기준전압(V3) 및 제1기준전압(V1)에 대응된다.
기준전압발생부(161)는 상술한 저항열 및 스위치로 구성된 전압분배회로에 한정되지 않으며, PWM 신호를 수신하여 필터링하는 방식으로 구현되거나 이와 유사한 방식으로 변형되는 것이 가능하다. 또한, 이러한 기준전압발생부(161)는 전체 광원(120)에 대하 공통으로 사용되는 것도 가능하며, 특성 색을 발광하는 광원(120) 별로 구비되는 것도 가능하다.
비교부(163)는 입력된 스위칭부(130)의 양단의 전압과 기준전압발생부(161)에서 출력된 기준전압과 비교한다. 본 실시예에서는 비교부(163)로 입력되는 스위칭부(130)의 전압은 Vt가 아닌 접지단으로부터 스위칭부(130)에 걸리는 전압(Vd)이다. 전류감지저항(140)의 저항값이 매우 작기 때문에 전류감지저항(140) 양단의 전압은 무시할 정도로 작다. 따라서, 검출의 용이성을 위하여 접지단으로부터 스위칭부(130)에 인가되는 전압(Vd)이 비교부(163)로 입력되도록 설계한다. 광원(120)과 스위칭부(130)가 직렬로 연결되어 있으므로, 스위칭부(130)의 전압(Vd)이 증가할수록 광원(120)의 양단의 전압(VL)은 감소하는 것으로 판단된다.
비교부(163)를 통해 스위칭부(130)의 전압과 기준전압발생부(161)에서 출력된 기준전압의 비교결과가 인식되면, 제어부(160)는 가변전원공급부(110)를 조절하기 위한 제어신호를 출력한다.
LPF(170)은 제어부(160)로부터 입력받은 제어신호를 가변전원공급부(110)가 리드할 수 있도록 변환시키는 역할을 한다. 본 실시예에 따른 제어부(160)는 DSP(digital signal processor) 또는 FPGA(field programmable gate array) 등으로 구성되는 디지털 로직이며, LPF(170)은 이러한 제어부(160)로부터 출력되는 PWM 신호를 필터링하여 직류 성분을 추출하는 역할을 한다.
LPF(170)를 대신하여 디지털 신호를 아날로그도 변환시켜 주는 DAC(digital analog converter)가 사용될 수도 있으며, 필요에 따라 제어부(160)로 입력되는 신 호를 디지털 신호로 변화시켜주는 ADC(analog digital converter)가 사용될 수도 있다. 또한, 제어부(160)는 디지털이 아닌 아날로그 회로로 설계되는 것도 가능하다.
이하 도5 및 도6을 참조하여 본 실시예에 따른 광원의 전원제어를 설명하겠다. 도5는 디스플레이장치의 초기구동 시 광원(120)이 전원을 제어하는 방법이고, 도6은 디스플레이장치가 정상구동 시 광원(120)의 오픈 및 단락을 검출하는 제어방법에 관한 것이다.
우선, 디스플레이장치에 초기 전원이 공급되면 광원(120)에도 전원이 공급된다(S1). 제어부(160)의 기준전압발생부(161)는 제1기준전압(V1)을 발생시키고(S2), 비교부(163)는 입력된 전압(Vd)과 제1기준전압(V1)을 비교한다(S3).
비교결과, 입력된 전압(Vd)이 제1기준전압(V1) 보다 높은 경우 제어부(160)는 스위칭부(130)로 인가되는 전압을 낮추기 위하여 소정의 제어신호를 출력하고, 가변전원공급부(110)는 처음에 공급되었던 전원보다 낮은 전원을 출력한다(S4). 가변전원공급부(110)에서 조절되는 전원의 크기는 제1기준전압(V1)보다 충분히 낮은 것이 바람직하다. 즉, 검출된 전압(Vd)이 제1기준전압(V1)보다 낮아지는 순간에 검출된 전압(Vd)과 제1기준전압(V1)의 차이가 크지 않도록 하기 위하여 가변전원공급부(110)는 초기에 제공되었던 전원보다 제1기준전압(V1)의 5~15% 정도 낮은 전원을 공급한다.
조절된 전원이 공급된 후 다시 전압(Vd)을 검출하고 이를 제1기준전압(V1)과 비교한다(S5). 비교결과, 검출된 전압(Vd)이 제1기준전압(V1)보다 낮다면, 광원 (120)에 공급되는 전원이 안정된 것으로 판단하고 광원(120)을 정상적으로 구동시킨다(S6).
반면, 검출된 전압(Vd)이 제1기준전압(V1)보다 높은 경우 가변전원공급부(110)의 전원을 조절할 여지가 있는지 여부를 판단한다(S7). 즉, 공급되는 전원을 충분히 낮추어 더 이상 가변전원을 조절할 수 없음에도 불구하고 검출되는 전압(Vd)이 제1기준전압(V1) 보다 높다면 이 경우 제어부(160)는 복수의 광원(120)이 적어도 부분적으로 단락된 것으로 판단하고(S8) 전원의 공급을 중단한다(S10).
다시 3단계로 돌아가서 살펴보면, 초기에 공급된 전원이 충분히 커서 비교부(163)로 입력되는 전압(Vd)이 제1기준전압(V1)보다 높아야 함에도 불구하고 입력된 전압(Vd)이 제1기준전압(V1) 보다 낮은 경우 제어부(160)는 복수의 광원(120)이 적어도 부분적으로 오픈된 것으로 판단하고(S9) 전원의 공급을 중단한다(S10).
이러한 과정을 통해 광원(120)이 초기에 구동되는 경우 안정적으로 전원이 공급될 수 있다.
다음으로 광원(120)이 정상적으로 구동되고 있는 동안 전원의 제어를 살펴보면, 기준전압발생부(161)는 제1기준전압(V1)보다 높은 제2기준전압(V2)을 발생시키고(S11), 비교부(163)는 제2기준전압(V2)과 검출된 전압(Vd)을 비교한다(S12).
비교결과, 검출된 전압(V2)이 제2기준전압(V2)보다 높은 경우 광원(120)의 단락이 없는 것으로 판단하고(S17) 전원의 공급을 중단한다(S18).
반면, 검출된 전압(V2)이 제2기준전압(V2)보다 낮은 경우 광원(120)의 단락이 없는 것으로 판단하고 소정의 기간이 경과 한 후(S13) 제1기준전압(V1)보다 낮 은 제3기준전압(V3)을 발생시킨다(S14). 제3기준전압(V3)과 검출된 전압(Vd)을 비교하여(S15) 검출된 전압(Vd)이 제3기준전압(V3)보다 높은 경우 다시 제2기준전압(V2)을 발생시키기 위하여 11단계로 돌아가고, 검출된 전압(Vd)이 제3기준전압(V3)보다 낮는 경우 광원(120)의 오픈으로 판단하여(S16) 전원의 공급을 중단한다(S18). 광원(120)의 정상적인 구동 중에도 지속적으로 광원(120)이 단락 및 오픈을 검사할 수 있어, 문제점이 발생했을 경우 전원을 제어할 수 있는 효과가 있다.
비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 스위칭부의 전압을 안정화시키기 위하여 공급되는 전원을 가변시키는 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 광원부로 안정적인 전원공급이 이루어지는 디스플레이장치가 제공된다.
또한, 광원의 단락 및 오픈을 검출할 수 있는 디스플레이장치가 제공된다.

Claims (16)

  1. 영상이 표시되는 표시부와, 복수의 광원을 포함하는 디스플레이장치에 있어서,
    상기 광원에 전원을 공급하는 가변전원공급부과;
    상기 광원에 직렬로 연결되어 상기 광원에 흐르는 전류를 제어하는 스위칭부와;
    상기 광원의 구동상태에 따라 발생한 복수의 기준전압과 상기 스위칭부 양단의 전압을 비교하여 상기 스위칭부 양단의 전압이 일정하게 유지되도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 광원의 구동상태에 따라 복수의 기준전압을 발생하는 기준전압발생부와;
    입력된 상기 스위칭부의 양단의 전압과 상기 기준전압과 비교하는 비교부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭부의 양단의 전압이 증가할수록 상기 광원 양단의 전압은 감소하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 스위칭부는 전계효과트랜지스터이며,
    상기 광원의 초기구동 시 상기 기준전압발생부는 상기 전계효과트랜지스터가 포화상태가 되는 최소 드레인-소스 간의 전압보다 크거나 같은 레벨을 갖는 제1기준전압을 발생시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위칭부의 양단의 전압이 상기 제1기준전압보다 높은 경우, 직전에 공급된 전원보다 낮은 전원을 상기 광원에 공급하도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가변전원공급부는 직전에 공급된 전원보다 상기 제1기준전압의 5~15% 정도 낮은 전원을 상기 광원에 공급하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 광원의 정상 구동 시 상기 기준전압발생부는 상기 제1기준전압보다 높은 레벨의 제2기준전압 및 상기 제1기준전압보다 낮은 레벨의 제3기준전압을 소정의 주기마다 순차적으로 발생시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위칭부 양단의 전압이 상기 제2기준전압보다 높은 경우 상기 광원에 전원공급을 중단하도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 스위칭부 양단의 전압이 상기 제3기준전압보다 낮은 경우 상기 광원에 전원공급을 중단하도록 상기 가변전원공급부를 제어하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 기준전압발생부는 전압분배를 위한 저항열과 상기 저항열에 연결되어 있는 복수의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부는 전계효과트랜지스터 및 쌍극 접합 트랜지스터 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부와 접지 사이에 연결되어 있는 전류감지저항을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 스위칭부에 흐르는 전류값을 검출하고, 검출된 전류값이 소정의 범위 내에 있도록 상기 스위칭부를 제어하는 피드백부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광원에서 방출된 빛을 집속하는 조명계와,
    상기 조명계에서 빛을 제공받아 영상을 구현하는 디스플레이소자와,
    상기 디스플레이소자에 의해 구현된 영상을 확대 투사하는 투사계를 더 포함하고,
    상기 표시부는 투사된 영상이 표시되는 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 디스플레이소자는 DMD소자, LCOS소자 및 LCD소자 중 어느 하나를 포함 하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치.
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