KR100832619B1

KR100832619B1 - 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션제어 장치

Info

Publication number: KR100832619B1
Application number: KR1020050095631A
Authority: KR
Inventors: 한규범
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2008-05-27
Also published as: KR20070040195A

Abstract

본 발명은 1판넬 광변조기를 색깔에 따라 다른 구동 전압을 인가하여 제어함으로써 1판넬의 광변조기를 사용하여 칼라 영상 이미지를 구현할 수 있도록 하는 프로젝션 제어장치에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 외부로부터 영상 이미지 데이터와 동기 신호를 입력받는 영상 입력부; 상기 영상 입력부가 입력받은 영상 이미지를 횡방향 배열에서 종방향 배열로 데이터 트랜스포즈하여 출력하는 영상 피봇부; 및 상기 영상 피봇부로부터 데이터 트랜스포즈된 영상 이미지 데이터를 입력받고, 상기 프로젝션 모드 구동 제어신호가 입력되면 엘리멘트별 보정 데이터와 영상 데이터에 따른 감마 기준 전압을 더하여 구동 신호를 생성하여 출력하는 구동 전압 제어 장치를 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치가 제공된다.

프로젝션, 휴대용 단말기, 휴대폰, 광변조, 회절형 광변조기

Description

1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션 제어 장치{Projector controller with control function of driving voltage}

도 1은 본 발명이 적용되는 광변조기 프로젝터를 이용한 휴대용 단말기의 사시도로서 내부의 일부분이 절개된 도면.

도 2는 도 1의 회절형 광변조기의 사시도.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션 제어 장치를 구비한 광변조기 프로젝터를 이용한 휴대용 단말기의 블럭 구성도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션 제어 장치의 블럭 구성도.

도 5a는 래스트 방식의 표준 영상 입력 데이터의 입력 데이터 시퀀스를 보여주는 개념도이고, 도 5b는 본 발명에 따라 출력되는 데이터 시퀀스와 스캔 방향을 보여주는 개념도.

도6a는 480 X 600 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지 데이터의 구조를 나타내며, 도6b는 입력되는 이미지 데이터는 횡방향 배열에서 종방향 배열로 트랜스포즈된 구조도.

도 7은 감마 기준전압을 획득하기 위한 인가전압대 계조를 나타내는 그래프.

도 8은 본 발명에 이용되는 영상 동기 신호, 기준 전압 동기 신호, 광원 스위칭 동기신호, 스캐닝 동기 신호를 보여주는 타이밍도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

116 : 베이스 밴드 프로세서 118 : 이미지 센서 모듈 프로세서

120 : 디스플레이부 130 : 광변조기 프로젝터

140 : 프로젝션 제어 장치 150 : 광변조 광학계

151 : 광원계 152 : 조명 광학부

153 : 회절형 광변조기 154 : 슐리렌 광학부

155 : 투영 및 스캐닝 광학부 160 : 스크린

200 : 영상 입력부 210 : 영상 피봇부

220 : 구동 전압 제어 장치 221 : 감마 기준전압 저장부

222 : 영상 보정 및 제어부 223 : 엘리멘트별 보정 데이터 저장부

224 : 영상 데이터 출력부 225 : 영상 동기 신호 출력부

226 : 기준 전압 출력부 227 : 구동 전압 출력부

230 : 광원 스위칭부 240 : 스캐닝 제어부

본 발명은 1판넬 광변조기를 색깔에 따라 다른 구동 전압을 인가하여 제어함으로써 1판넬의 광변조기를 사용하여 칼라 영상 이미지를 구현할 수 있도록 하는 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션 제어 장치에 관한 것이다.

최근 전자산업 및 정보통신기술의 급속한 발달로 거의 모든 산업부분에서 데스크탑 피씨(desk top personal computer)나 노트북 피씨 및 휴대폰과 같은 단말기(unit)를 통하여 각종 문자 및 화상정보를 처리하고 있으며, 특히 인터넷에 의한 정보 활용이 높아지면서 종전의 데스크탑 피씨나 노트북 피씨는 물론 휴대폰에 의해서도 인터넷과 연결하여 정보처리작업을 하는 추세이다.

그러나 데스크탑 피씨나 노트북 피씨 및 휴대폰 등과 같은 단말기의 디스플레이장치들은 일정 규격의 모니터가 단말기 본체와 일체로 부착되어 있어서 화면의 시각범위와 판독성이 한정되는 문제점이 있다.

예를 들어 데스크탑 피씨의 디스플레이장치인 CRT(Cathode ray tube)모니터는, 화면의 크기가 한정되어 있으면서도 부피가 크고 무거우며, 비교적 높은 구동전압을 필요로 하기 때문에 설치조건이 불리하고, 휴대용으로 부적합하며, 화면방향이 주로 사용자의 정면으로 배치되어 있어서 시각범위가 모니터 화면의 전면으로 한정되는 문제점이 있다.

또한 노트북 피씨의 디스플레이장치인 액정표시장치(Liquid crystal display)는, 화면의 크기가 상기 CRT에 비하여 더욱 한정되어 있고, 화면방향도 노트북 본체와 일체로 부착되어 있어서 주로 사용자의 전면으로만 시각범위가 한정되 는 단점이 있다.

또한 휴대폰의 디스플레이장치인 액정표시장치는 화면의 크기가 매우 작아서 시각범위와 정보표시면적이 극히 좁게 한정되고, 이에 따라 글자의 크기도 매우 작아서 판독성이 낮으며, 특히 웹브라우저를 내장하여 인터넷과 접속되는 인터넷 휴대폰에서는 단위 프레임 표시면적이 제한되므로서 전체적인 인터넷 화면을 디스플레이 할 수 없는 문제점들이 있었던 것이다.

상기와 같이 데스크탑 피씨나 노트북 피씨 및 휴대폰 들은 상술한 문제점들에 의하여, 여러 명이 동시에 디스플레이 화면을 볼 필요가 있을 때에 매우 불편하고, 모니터의 양 측면이나 후면측에서는 전혀 화면을 볼 수 없는 문제점들이 있는 것이다.

상기한 문제점들을 해결할 수 있는 디스플레이장치로는, 데스크탑 피씨,노트북 피씨 및 휴대폰에 컨넥터로 연결하여 단말기용 데이터메모리의 데이터를 인터페이스하여 TFT 액정표시장치와 렌즈를 통해 스크린에 투사하는 액정프로젝터가 제공되어 있으나, 이는 원거리 투사방식으로 밝은 광원을 필요로 하며 장치의 부피가 크고 휴대할 수 없는 문제점이 있다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하여 휴대용 단말기의 소형화와 저전력화를 만족시킬 수 있는 장치의 개발이 요구되며, 또한 최근에 모든 영상 기기가 칼라 영상을 기본으로 하고 있기 때문에 이러한 칼라 영상 이미지를 구현할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 1판넬 광변조기의 구동 전압을 색깔에 따라 다르게 인가하도록 함으로써 1판넬 광변조기를 이용하여 칼라 영상 이미지를 구현할 수 있도록 하는 1판넬 광변조기의 구동 전압 제어 기능을 갖는 프로젝션 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 외부로부터 영상 이미지 데이터와 동기 신호를 입력받는 영상 입력부; 상기 영상 입력부가 입력받은 영상 이미지를 횡방향 배열에서 종방향 배열로 데이터 트랜스포즈하여 출력하는 영상 피봇부; 및 상기 영상 피봇부로부터 데이터 트랜스포즈된 영상 이미지 데이터를 입력받고, 외부로부터 프로젝션 모드 구동 제어신호가 입력되면 엘리멘트별 보정 데이터와 영상 데이터에 따른 감마 기준 전압을 더하여 구동 신호를 생성하여 출력하는 구동 전압 제어 장치를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

도 1는 본 발명이 적용되는 광변조기 프로젝터를 이용한 폴더형 휴대용 단말기의 사시도로서 내부의 일부분이 절개된 도면이다.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 구동전압 제어 기능이 구비된 광변조기 프로젝터를 이용한 폴더형 휴대용 단말기(10)는 사용자가 키패드(13)을 이용하여 프로젝션 모드(여기에서 외부의 스크린에 영상 이미지를 디스플레이하는 것을 프로젝션 모드라고 한다)를 선택하고 표시를 원하는 영상을 선택하면 내장된 광변조기 프로젝터를 구동하여 영상 이미지를 생성하고 생성된 영상 이미지를 오른쪽 측면의 개구부(14)를 통하여 외부의 스크린(15)에 확대 투사하면서 영상 이미지를 디스플레이한다.

여기에서, 광변조기 프로젝터는 도 1의 부분 절개된 내부에 도시되어 있는 것처럼 RGB 각각의 색깔의 광을 생성하는 광원계(51), 광원계(51)에서 생성된 광을 단일경로에 위치하도록 하는 집광부(51S)와, 광원계(51)에서 생성된 광을 회절형 광변조기(53)에 투사하기 위한 조명 광학계(52)와, 입사된 광을 변조하여 여러 회절 차수를 갖는 회절광을 생성하여 회절광에 의한 영상 이미지를 생성하는 회절형 광변조기(53)와, 회절형 광변조기(53)에서 생성된 여러차수의 회절계수를 갖는 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 슐리렌 광학계(54)와, 슐리렌 광학계(54)를 통과한 회절광을 외부 스크린(15)에 확대 투사하면서 스캐닝을 수행하여 영상 이미지를 생성하는 투영 및 스캐닝 광학부(55)를 포함하여 이루어진 광변조 광학계를 구비하고 있다.

여기에서, 광원계(51)은 R광원(51R)과 G광원(51G)와 B광원(51B)를 포함한다. 그리고, 집광부(51S)는 R광원을 집광하기 위한 미러(51RS)와 G를 집광하기 위한 다이크로닉 미러(51GS) 그리고 B를 집광하기 위한 다이크로닉 미러(51BS)를 포함한다.

그리고, 회절형 광변조기(53)는 조명 광학부(52)로부터 선형의 평행광이 입 사되면 광변조를 수행하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하여 영상 이미지를 생성한다(물론 이때 복수의 회절차수를 갖는 회절광에서 하나 또는 하나 이상의 회절광을 사용하여 영상 이미지를 생성하도록 할 수 있다). 이러한 회절형 광변조기(53)의 일예로 오픈홀 기반의 회절형 광변조기가 있는데, 도 2에 도시되어 있으며, 도시한 바와 같이, 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 실리콘 기판(501)과, 절연층(502), 하부 마이크로 미러(503)와, 복수의 엘리멘트(510a~510n))로 구성되어 있다. 여기에서, 절연층과 하부 마이크로 미러를 별개의 층으로 구성하였지만 절연층에 광을 반사하는 성질이 있다면 절연층 자체가 하부 마이크로 미러로서 기능하도록 할 수 있다.

실리콘 기판(501)은 엘리멘트(510a~510n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502)이 적층되어 있으며, 하부 마이크로 미러(503)가 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510a~510n)의 하면이 부착되어 있다. 실리콘 기판(501)을 구성하는 물질로는 Si, Al₂O₃, ZrO₂, Quartz, SiO₂ 등의 단일물질이 사용되며, 바닥면과 위층(도면에서 점선으로 표시됨)을 다른 이종의 물질을 사용하여 형성할 수도 있다.

하부 마이크로 미러(503)는 실리콘 기판(501)의 상부에 증착되어 있으며, 입사하는 빛을 반사하여 회절시킨다. 하부 마이크로 미러(503)에 사용되는 물질로는 메탈(Al, Pt, Cr, Ag 등)이 사용될 수 있다.

엘리멘트(대표적으로 도면부호 510a에 대해서만 설명하지만 나머지도 같다) 는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있는 하부 지지대(511a)를 구비하고 있다.

하부 지지대(511a)의 양측면에는 압전층(520a, 520a')이 구비되어 있으며, 구비된 압전층(520a, 520a')의 수축 팽창에 의해 엘리멘트(510a)의 구동력이 제공된다.

하부 지지대(511a)를 구성하는 물질로는 Si 산화물(일예로 SiO₂ 등), Si 질화물 계열(일예로 Si₃N₄ 등), 세라믹 기판(Si, ZrO₂, Al₂O₃ 등), Si 카바이드 등이 될 수 있다. 이러한 하부 지지대(511a)는 필요에 따라 생략할 수 있다.

그리고, 좌우측의 압전층(520a, 520a')은 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(521a, 521a')과, 하부전극층(521a, 521a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(522a, 522a')과, 압전 재료층(522a, 522a')에 적층되어 있으며 압전재료층(522a, 522a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(523a, 523a')을 구비하고 있다. 상부 전극층(523a, 523a')과 하부 전극층(521a, 521a')에 전압이 인가되면 압전재료층(522a, 522a')은 수축 팽창을 하여 하부 지지대(511a)의 상하 운동을 발생시킨다.

전극(521a, 521a', 523a, 523a')의 전극재료로는 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO₂ 등이 사용될 수 있으며, 0.01~3㎛ 범위에서 sputter 또는 evaporation 등의 방법으로 증착한다.

한편, 하부 지지대(511a)의 중앙 부분에는 상부 마이크로 미러(530a)가 증착되어 있으며 복수의 오픈홀(531a1~531a4)을 구비하고 있다. 여기에서 오픈홀(531a1~531a4)의 모양은 직사각형이 바람직하지만 원형, 타원형 등 어떤 폐곡선의 형상도 가능하다. 그리고 여기에서 하부 지지대를 광반사성 물질로 형성한다면 별도로 상부 마이크로 미러를 증착할 필요가 없으며 하부 지지대가 상부 마이크로 미러로 기능하도록 할 수 있다.

이러한 오픈홀(531a1~531a4)은 엘리멘트(510a)에 입사되는 입사광이 관통하여 오픈홀(531a1~531a4)이 형성된 부분에 대응하는 하부 마이크로 미러(503)에 입사광이 입사되도록 하며, 이렇게 하여 하부 마이크로 미러(503)와 상부 마이크로 미러(530a)가 화소를 형성할 수 있도록 한다.

즉, 일예로 오픈홀(531a1~531a4)이 형성된 상부 마이크로 미러(530a)의 (A) 부분과 하부 마이크로 미러(503)의 (B) 부분이 하나의 화소(픽셀)를 형성할 수 있다.

이때, 상부 마이크로 미러(530a)의 오픈홀(531a1~531a4)이 형성된 부분을 관통하여 입사되는 입사광은 하부 마이크로 미러(503)의 해당 부분에 입사할 수 있으며 상부 마이크로 미러(530a)와 하부 마이크로 미러(503)의 간격이 입사광의 파장이 λ라고 할 때 λ/4의 홀수배가 될 때 최대의 회절광을 발생시킨다.

한편, 본 발명에서는 회절형 광변조기(53)를 1개만 사용하며 따라서 칼라 영상 이미지를 생성하기 위해서는 시간적으로 분할하여 칼라별 영상 이미지를 생성하여야 하는데 이를 일반적으로 1판넬 방식의 디스플레이계라고 부른다. 즉, 1판넬 방식의 디스플레이계는 색깔별로 다른 회절형 광변조기를 사용하는 3판넬 방식의 디스플레이계와 달리 1개의 회절형 광변조기(53)를 사용하여 처음 일정시간동안 일예로 R광원(51R)에서 출사된 입사광을 변조하여 영상 이미지를 생성하고, 다음 일정 시간동안 일예로 G광원(51G)에서 출사된 입사광을 변조하여 영상 이미지를 생성하며, 그 다음 일정 시간동안 일예로 B광원(51B)에서 출사된 입사광을 변조하여 영상 이미지를 생성하며 이러한 동작을 반복적으로 수행하여 칼라 영상 이미지를 생성한다. 이처럼 1판넬 방식의 디스플레이계에 있어서 회절형 광변조기(53)는 각 색깔별로 영상 이미지를 순차적으로 생성하는 것이 필요하게 되며 이에 따라 각 색깔별 입사광의 파장은 서로 상이하기 때문에 각 색깔별로 다른 구동 전압이 순차적으로 회절형 광변조기(53)의 엘리멘트(510a~510n)의 상부 전극층(523a, 523a')과 하부 전극층(521a, 521a')에 인가되어야 하고 이를 위한 구동 전압 제어 장치가 구비되어야 한다.

이러한 광변조 광학계는 도 3에 도시된 바와 같이 프로젝션 제어 장치(140)에 의해 제어되면서 영상 이미지를 생성하며, 프로젝션 제어 장치(140)는 베이스 밴드 프로세서(116)에 의해 제어된다. 따라서, 프로젝션 제어 장치(140)는 회절형 광변조기(53)에 색깔별로 다른 구동 전압을 인가하기 위해서 구동 전압 제어 장치를 구비하여야 한다.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 구동 전압 제어 기능이 구비된 프로젝션 제어 장치를 구비한 광변조기 프로젝터를 이용한 휴대용 단말기의 블럭 구성도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 구동 전압 제어 기능이 구비된 프로젝션 제어 장치를 구비한 광변조기 프로젝터(130)가 내장된 휴대용 단말기는 무선통신을 수행하는 무선통신부(110), 정보를 입력하는 키 입력부(112), 영상 데이터 등을 저장하는 메모리(114), 영상 이미지가 디스플레이부(120)에 디스플레이되도록 하거나 모바일용 프로젝터(130)의 프로젝션 제어 장치(140) 등을 제어하여 영상 이미지가 스크린(160)에 투사되도록 하는 베이스 밴드 프로세서(116), 구비된 카메라 등으로부터 입력된 영상을 처리하여 처리된 영상 이미지 데이터를 베이스 밴드 프로세서(116)로 전송하는 이미지 센서 모듈 프로세서(118), 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 영상 이미지 데이터를 입력받아 입력받은 영상 이미지를 화면상으로 표시해주는 디스플레이부(120), 베이스 밴드 프로세서(116)의 제어에 의해 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상 이미지를 생성한 후에 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(160)에 투사하는 광변조기 프로젝터(130)를 포함한다. 여기에서, 베이스 밴드 프로세서(116)를 단말 제어계로 부를 수 있다.

여기에서 광변조기 프로젝터(130)는 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 입력받은 제어신호에 따라 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상을 광변조 광학계(150)가 생성하도록 광변조 광학계(150)를 제어하는 프로젝션 제어 장치(140)와, 프로젝션 제어 장치(140)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영상 이미지를 생성하고 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(160)에 투사하는 광변조 광학계(150)를 포함한다.

그리고, 상기 프로젝션 제어 장치(140)는 도 4에 도시된 것처럼 영상 입력부(200), 영상 피봇부(210), 구동 전압 제어 장치(220), 광원 스위칭부(230), 스캐닝 제어부(240)를 포함하며, 구동 전압 제어 장치(220)는 감마 기준전압 저장부(221), 영상 보정 및 제어부(222), 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(223), 영상 데이터 출력부(224), 영상 동기 신호 출력부(225), 기준 전압 출력부(226)를 구비하고 있다.

여기에서 영상 입력부(200)와 영상 피봇부(210)는 광변조 광학계(150)와 단말 제어계와의 인터페이스 기능을 수행한다.

그리고, 광변조 광학계(150)는 RGB 광원을 생성하여 출사하는 광원계(151), 광원계(152)에서 출사된 광을 회절형 광변조기(153)에 입사시키는 조명 광학부(152), 조명 광학부(152)에서 입사된 광을 회절시켜(즉, 조명 광학부(152)가 입사된 광을 회절시켜 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하게 되는데 이때 복수의 회절차수의 회절광중에서 어느 한 차수 또는 복수 차수의 회절광이 원하는 영상 이미지를 생성하게 된다) 영상 이미지를 생성하는 회절형 광변조기(153), 회절형 광변조기(153)에서 생성된 복수 차수의 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 슐리렌 광학부(154), 슐리렌 광학부(154)를 통과한 회절광으로 이루어진 영상 이미지를 스크린(160)에 투사하는 투영 및 스캐닝 광학부(155)를 포함한다.

이제, 도 3이하의 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 구동 전압 제어 장치의 동작 및 그에 따른 광변조기 프로젝터를 이용한 휴대용 단말기의 프로젝션 동작을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 베이스 벤드 프로세서(116)는 사용자가 키입력부(112)를 사용하여 영 상 이미지를 확대하여 스크린에 투사하는 프로젝션 모드를 선택하고(이러한 프로젝션 모드는 메뉴를 통하여 사용자에게 제공된다), 스크린(160)에 투사를 원하는 영상 이미지를 사용자가 선택하면 사용자가 선택한 영상의 영상 이미지 데이터를 프로젝션 제어 장치(140)로 전송한다.

그리고, 베이스 밴드 프로세서(116)는 프로젝션 제어 장치(140)로 프로젝션 모드 제어 신호를 전송하여, 프로젝션 제어 장치(140)가 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 구동신호를 광원계(151)와 회절형 광변조기(153)로 전송하도록 한다.

즉, 프로젝션 제어 장치(140)의 영상 입력부(200)는 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 영상 이미지 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다.

그리고, 프로젝션 제어 장치(140)의 영상 피봇부(210)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 이미지 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈를 수행하여 횡방향으로 입력된 영상 이미지 데이터를 종방향의 영상 이미지 데이터로 변환하여 출력한다. 이처럼 영상 피봇부(210)에서 데이터 트랜스포즈가 필요한 이유는 회절형 광변조기(153)을 이용한 광변조 광학계(150)의 경우에 복수개의 픽셀(pixel)이 세로로 배열되어 있어 가로 방향으로 스캔하여 디스플레이 하도록 되어있기 때문이다.

즉, 도5a와 같이 래스트 방식의 표준 영상 입력 데이터는 횡방향으로 정렬되어 있다. 그러나, 광변조 광학계(150)의 회절형 광변조기(153)는 도2에 도시된 바와 같이 복수개의 마이크로 미러들이 종방향으로 배열되어 있어, 복수개의 이미지 데이터를 횡방향으로 스캐닝하면서 디스플레이 하도록 되어있다.

따라서, 회절형 광변조기(153)를 이용한 광변조 광학계(150)는 480 X 600개의 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지를 스캐닝하기 위해 480개의 종방향으로 배열된 데이터를 필요로 한다.

도6a는 480 X 600 픽셀로 구성되는 한 프레임의 이미지 데이터의 구조를 나타낸다. 도6a에 도시된 이미지 데이터는 외부에서 횡방향으로, 즉 (0,0),(0,1),(0,2),(0,3)...의 순서로 입력된다.

그러나, 회절형 광변조기(153)를 이용한 광변조 광학계(153)는 480개의 종방향으로 배열된 데이터가 요구되므로, 도6b에 도시된 바와 같이, 상기 입력되는 이미지 데이터는 횡방향 배열에서 종방향 배열로 트랜스포즈되어야 한다.

그리고, 프로젝션 제어 장치(140)의 구동 전압 제어 장치(220)는 회절형 광변조기(153)의 엘리멘트별 보정 전압에 영상 데이터에 따른 감마 기준 전압을 더한 값을 회절형 광변조기(153)에 출력한다.

여기에서, 엘리멘트별 보정 전압이란 구동 전압 제어 장치(220)의 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(223)에 저장되어 있는 전압값으로 회절형 광변조기(153)의 각각 엘리멘트(510a~510n)에 대해 그리고 색깔별로 정해져 있으며, 엘리멘트(510a~510n)의 각각에 대해 상부 마이크로 미러와 하부 마이크로 미러의 단차가 입사광의 파장을 λ라 할 때 λ/2의 배수배중의 하나가 되도록 하는 전압이다(즉, 출사광의 광세기를 0으로 하는 단차가 형성되도록 하는 전압이다). 즉, 회절형 광변조기(153)는 그 제품의 제조시에 각각의 엘리멘트(510a~510n)에 대해 상부 마이크 로 미러와 하부 마이크로 미러의 단차를 출사광의 광세기를 0으로 하는 일정값이 되도록 제조되지만 실제 원하는대로 정확하게 단차가 형성되어 제품이 제조되지는 않는다. 또한, 회절형 광변조기(153)의 상부 마이크로 미러와 하부 마이크로 미러의 단차가 원하는대로 정확하게 제조되었다 할지라도 입사광의 파장이 그 사용에 따라 달라지며 이에 따라 출사광의 광세기를 0으로 하기 위해서는 상부 마이크로 미러와 하부 마이크로 미러의 단차는 파장에 따라 변화시킬 필요가 있다. 따라서, 회절형 광변조기(153)의 엘리멘트(510a~510n)의 상부 마이크로 미러와 하부 마이크로 미러의 단차를 입사광의 파장에 따라 λ/2의 배수배를 만들기 위해서는 상부 마이크로 미러를 위로 또는 아래로 이동시켜 원하는 단차를 형성하여야 하는데 이때 인가하는 전압이 바로 엘리멘트별 보정 전압이다.

다음으로, 감마 기준 전압이란 구동 전압 제어 장치(220)의 감마 기준전압 저장부(221)에 저장되어 있는 값으로 회절형 광변조기(153)의 엘리멘트(510a~510n)의 상부 마이크로 미러와 하부 마이크로 미러가 출사광의 광세기가 0이 되는 단차로 세팅되어 있는 경우에 원하는 계조의 영상 데이터를 형성하기 위해서 인가되어야 하는 기준 전압으로 계조별 기준전압이라 부를 수 있으며 각 엘리멘트(510a~510n)로 저장되어 있다.

즉, 회절형 광변조기(153)의 각각의 엘리멘트(510a~510n)의 출사광의 광세기기를 가장 어두울때 계조도를 0으로 하고 가장 밝을 때를 계조도를 255로 하면 각각의 계조도 값에 따른 기준 전압을 정할 수 있고 이를 감마 기준 전압이라 부르며 이러한 감마 기준 전압은 색깔에 따라 달라지게 된다.

결론적으로, 감마 기준 전압 저장부(221)에는 각각의 광원에 대한 감마 기준전압으로서 계조도를 n이라 할때 R1~Rn의 R 감마 기준 전압을, 그리고 G1~Gn의 G 감마 기준 전압을, B1~Bn의 B 감마 기준 전압을 저장하고 있어 총 3*n개의 감마 기준 전압을 저장하고 있다.

이때, 이러한 감마 기준 전압의 획득은 도 7에 도시된 바와 같이 인가전압 대 계조 곡선을 추출하여 획득할 수 있다. 즉, 도 7을 참조하면 Vmin으로부터 시작되는 인가전압의 크기를 증가시키면서 엘리멘트(510a~510n)의 상부 전극층(523a, 523a')에 전압을 인가하게 되면 그에 따라 출사광의 광세기도 서서히 증가하게 되고 Vmax까지 증가하다가 그 이후에는 서서히 감소하게 된다. 따라서, 인가전압 대 계조 곡선에서 최소값 Vmin과 Vmax의 구간값을 계조도 n으로 분할하여 감마 기준 전압을 얻을 수 있다.

한편, 구동 전압 제어 장치(220)의 영상 보정 및 제어부(222)는 영상 피봇부(210)에서 데이터 트랜스포즈된 영상 입력 데이터를 입력받아 영상 데이터 출력부(224)로 출력한다.

그리고, 영상 보정 및 제어부(222)는 영상 피봇부(210)에서 입력받은 수직 동기 신호와 수평 동기 신호를 영상 동기 신호 출력부(225)로 출력한다.

또한, 영상 보정 및 제어부(222)는 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(223)에 저장되어 있는 엘리멘트별 보정 전압에 감마 기준 전압 저장부(221)에 저장되어 있는 감마 기준 전압을 더하여 기준 전압 출력부(226)로 출력한다.

그리고, 영상 보정 및 제어부(222)는 광원 스위칭부(230)로 광원 스위칭 제 어신호를 출력하며, 스캐닝 제어부(240)으로 스캐닝 제어 신호를 출력한다.

그러면, 구동 전압 출력부(227)은 영상 데이터 출력부(224)에서 영상 데이터를 입력받아 각각의 영상 데이터에 따라 요구되는 계조도를 결정하고 결정된 계조도에 따른 기준 전압을 기준 전압 출력부(226)에서 전송받아 영상 동기 신호 출력부(225)에서 출력되는 동기 신호에 동기화시켜 출력한다.

즉, 도 8에 도시된 타이밍도를 참조하면 구동 전압 출력부(227)은 영상 데이터 출력부(224)에서 출력되는 영상 데이터에 따른 계조도를 결정하게 되는데 이때 영상 동기 신호 출력부(225)에서 출력되는 동기 신호가 R 동기 신호인 경우에는 R 영상 데이터에 대하여 계조도를 결정하고, G 동기 신호인 경우에는 G 영상 데이터에 대하여 계조도를 결정하며, B 동기신호인 경우에는 B 영상 데이터에 대하여 계조도를 결정한다.

그리고, 구동 전압 출력부(227)은 이처럼 계조도가 결정되면 결정된 계조도에 따른 해당 광원의 기준전압을 기준 전압 출력부(226)으로부터 입력받아 회절형 광변조기(153)으로 출력한다.

한편, 광원 스위칭부(230)는 영상 보정 및 제어부(222)로부터 해당 광원에 대한 광원 스위칭 제어 신호가 입력되면 도 8 에 도시된 바와 같이 영상 동기 신호 출력부(225)의 동기 신호에 따라 해당 광원을 ON시킨다. 그리고, 스캐닝 제어부(240)는 영상 보정 및 제어부(222)에서 스캐닝 제어 신호가 입력되면, 도 8에 도시된 바와 같이 영상 동기 신호 출력부(225)의 동기 신호에 따라 투영 및 스캐닝 광학부(155)로 스캐닝 제어 신호를 출력한다.

한편, 광변조 광원계(150)의 광원계(151)는 광원 스위칭부(230)의 제어에 따라 일정한 시간에 해당 광원(도 1A 및 도 1B의 51R, 51G, 51B)이 on된다.

다음으로, 조명 광학부(152)는 광원계(151)에서 출사된 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 회절형 광변조기(153)로 입사시킨다.

그리고, 회절형 광변조기(153)는 조명 광학부(152)로부터 선형의 평행광이 입사되면 구동 전압 출력부(227)의 구동 전압에 따라 광변조를 수행하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하여 영상 이미지를 생성한다(물론 이때 복수의 회절차수를 갖는 회절광에서 하나 또는 하나 이상의 회절광을 사용하여 영상 이미지를 생성하도록 할 수 있다).

한편, 슐리렌 광학부(154)는 일예로 퓨리에 렌즈(도 1A 및 도 1B의 55A)와 색선별 필터(도 1A 및 도 1B의 55B)로 구성되는 것이 바람직하며, 회절광을 차수별로 분리하고 원하는 차수의 회절광을 투과/통과시킨다.

그리고, 투영 및 스캐닝 광학부(155)는 스캐닝 제어부(240)의 제어에 따라 입사된 회절광을 스크린(160)에 투사하여 영상 이미지를 스크린(160)상에 생성하여 시청자가 볼 수 있도록 한다.

한편, 위에서 설명한 본 발명은 광변조기 프로젝터가 휴대용 단말기에 내장된 경우를 설명하였지만 광변조기 프로젝터가 휴대용 단말기에 외장되는 경우도 동일하게 구현할 수 있으며, 이때 단말 제어계와의 연결은 연결잭을 이용하여 휴대용 단말기의 커넥터에 접속함으로써 가능하다.

또한, 여기에서는 휴대용 단말기에 내장되는 광변조기 프로젝터를 예로 들어 설명하였지만 모든 다른 응용에도 1판넬 방식의 광변조기를 이용한 경우도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 1판넬 방식의 광변조기 프로젝터를 이용하여 프로젝션 기능을 구현하게 되면 저전력의 1판넬 방식의 광변조기를 사용하여 프로젝션 기능을 구현하기 때문에 소형의 배터리가 사용가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 1판넬 방식의 광변조기 프로젝터가 소형화가 가능하기 때문에 휴대용 단말기에 사용가능하다.

Claims

외부로부터 영상 이미지 데이터와 동기 신호를 입력받는 영상 입력부;

상기 영상 입력부가 입력받은 영상 이미지를 횡방향 배열에서 종방향 배열로 데이터 트랜스포즈하여 출력하는 영상 피봇부; 및

상기 영상 피봇부로부터 데이터 트랜스포즈된 영상 이미지 데이터를 입력받고, 외부로부터 프로젝션 모드 구동 제어신호가 입력되면 엘리멘트별 보정 데이터와 영상 데이터에 따른 감마 기준 전압을 더하여 구동 신호를 생성하여 출력하는 구동 전압 제어 장치를 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 구동 전압 제어 장치는,

각 엘리멘트와 색깔별에 따라 정해진 엘리멘트별 보정 전압을 저장하고 있는 엘리멘트별 보정 데이터 저장부;

각 색깔의 계조도에 따른 감마 기준 전압을 저장하고 있는 감마 기준전압 저장부;

상기 영상 피봇부에서 입력받은 영상 데이터를 출력하고, 상기 엘리멘트별 보정 데이터 저장부에 저장된 엘리멘트별 보정 전압과 상기 감마 기준전압 저장부에 저장되어 있는 감마전압을 더하여 출력하는 영상 보정 및 제어부; 및

상기 영상 보정 및 제어부에서 출력된 영상 데이터에 따른 계조도를 결정하고 결정된 계조도에 따른 엘리멘트별 보정 전압이 더해진 감마 기준 전압을 출력하는 구동 전압 제어 블럭을 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 구동 전압 제어 블럭은,

상기 영상 보정 및 제어부에서 입력받은 영상 데이터를 출력하는 영상 데이터 출력부;

상기 영상 보정 및 제어부에서 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 동기 신호 출력부;

상기 영상 보정 및 제어부에서 출력된 엘리멘트별 보정 전압이 더해진 기준전압을 출력하는 기준 전압 출력부; 및

상기 영상 데이터 출력부에서 출력된 영상 데이터에 따른 계조도를 결정하고 결정된 계조도에 따른 엘리멘트별 보정 전압이 더해진 감마 기준 전압을 상기 기준 전압 출력부에서 입력받아 출력하는 구동 전압 출력부를 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 영상 보정 및 제어부로부터 광원 스위칭 제어 신호가 입력되면 상기 영상 동기 신호 출력부의 동기 신호에 동기되어 각각의 광원을 온/오프시키는 광원 스위칭부를 더 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 영상 보정 및 제어부로부터 스캐닝 제어 신호가 입력되면 상기 영상 동기 신호 출력부의 동기 신호에 동기되어 투영 및 스캐닝 광학계를 제어하여 스캐닝을 수행하는 스캐닝 제어부를 더 포함하여 이루어진 프로젝션 제어 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 프로젝션 제어 장치가 상기 휴대용 단말기의 외부에 모듈화 되어 있고 상기 모듈은 상기 휴대용 단말기의 제1 커넥터에 연결잭을 통하여 접속하기 위한 제2 커넥터를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 프로젝션 제어 장치.