KR100834842B1 - 광변조기의 물리적 변형 보상 방법 및 이를 적용한디스플레이 장치 - Google Patents

광변조기의 물리적 변형 보상 방법 및 이를 적용한디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일정한 입력에 대하여 시간이 지남에 따라 광변조기의 물리적 변위의 양이 변화하는 현상을 보상한 광변조기의 물리적 변형의 보상 방법 및 이 방법을 적용한 디스플레이 장치에 관한 것이다. 휘도와 구동 신호 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 변조광이 상기 휘도를 가지도록 설정된 상기 구동 전압에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기의 시간에 따른 물리적 변형을 보상하는 방법이 제공된다. 광변조기의 마이크로 미러의 시간 경과에 따른 변위의 변화량을 측정하고 동일한 입력에 대하여 구동 신호를 보상함으로써 화면 상에서 보이는 계조가 항상 일정한 휘도를 나타내도록 한다.
광변조기, 물리적 변형, 보상, 동적 특성, 시스템

Description

광변조기의 물리적 변형 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치{Method for compensating a physical variation of optical modulator and display apparatus appling the method}
도 1a는 본 발명에 적용 가능한 간접 광변조기 중 압전체를 이용한 일 형태의 광변조기의 마이크로 미러의 사시도.
도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 광변조기의 마이크로 미러의 사시도.
도 1c는 도 1a에 도시된 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 평면도.
도 1d은 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도.
도 2는 도 1c의 AA'선에 대한 절단면을 나타낸 도면.
도 3은 시간 경과에 따른 마이크로 미러의 상부 반사층과 하부 반사층 간의 변위가 최초 설정된 변위에서 증가 또는 감소하는 경우를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광변조기의 물리적 변형의 보상을 위한 디스플레이 장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피드백 구동 패턴의 출력 타이밍도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 검출부 및 측정부의 개략적인 회로도.
도 7은 측정된 제2 샘플링 휘도의 예시도.
도 8은 광변조기의 각 마이크로 미러의 시간 경과에 따른 물리적 변형을 보상하기 위한 샘플링 방법을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 보상 로직의 보상 방법을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광변조기 보상 방법의 흐름도.
도 11은 피드백 구동 패턴 및 측정 오차를 줄이기 위한 보상 구동 패턴, 그리고 그에 따른 변조광의 휘도를 나타낸 도면.
도 12는 측정 오차를 보상한 결과의 개념도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
410 : 광원
420 : 광변조기
425 : 구동 회로
430 : 스캐너
440 : 스크린
450 : 광 검출부
460 : 측정부
470 : 제어부
본 발명은 광변조기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일정한 입력에 대하여 시간이 지남에 따라 광변조기의 물리적 변위의 양이 변화하는 현상을 보상한 광변조기의 물리적 변형의 보상 방법 및 이 방법을 적용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술이 발달함에 따라 대형화상의 구현에 대한 요구가 날로 증가하고 있다. 현재 대부분의 대형화상 표시장치(주로 프로젝터)는 액정을 광스위치로 사용하고 있다. 과거의 CRT 프로젝터에 비해서는 소형이고 가격도 저렴하며 광학계도 간단하여 많이 사용되고 있다. 그러나, 광원으로부터의 빛이 액정판을 투과하여 스크린에 비춰지므로 광손실이 많다는 것이 단점으로 지적된다. 따라서, 반사를 이용하는 광변조기 소자 등의 마이크로머신을 활용하여 광손실을 줄여서 더 밝은 화상을 얻을 수 있다.
마이크로머신(Micromachine)은 육안으로 식별이 어려운 극히 소형의 기계를 의미한다. 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)라고도 하며, 초소형 전기 기계 시스템 또는 소자라고 부를 수 있다. 주로 반도체 제조기술을 응용하여 만든다. 미소광학 및 극한소자를 이용하여 자기(磁氣) 및 광 헤드와 같은 각종 정보기기 부품에 응용하며, 여러 종류의 마이크로 유체제어기술을 이용하여 생명의학 분야와 반도체 제조공정 등에도 응용한다. 마이크로머신은 그 역할에 따라서 감지 소자의 기능을 하는 마이크로 센서, 구동장치인 마이크로 액추에이터 및 기타 에너지의 전달 역할을 하는 미니어처 기계 등으로 나눌 수 있다.
멤스(MEMS)는 다양한 응용 분야의 하나로서 광학 분야에 응용되고 있다. 멤스(MEMS) 기술을 이용하면 1mm보다 작은 광학부품을 제작할 수 있으며, 이들로서 초소형 광시스템을 구현할 수 있다.
초소형 광시스템에 해당하는 광변조기 소자, 마이크로 렌즈 등의 마이크로 광학 부품은 빠른 응답속도와 작은 손실, 집적화 및 디지털화의 용이성 등의 장점으로 인하여 통신장치, 디스플레이 및 기록장치에 채택되어 응용되고 있다.
디스플레이의 일종인 스캐닝 디스플레이 장치에 사용되는 광변조기(SOM; Spatial Optical Modulator)는 구동 회로와 복수개의 마이크로 미러로 구성된다. 하나 이상의 마이크로 미러가 모여 투사 영상의 한 픽셀을 표현하게 된다.
이때 한 픽셀의 광강도를 표현하기 위해서 마이크로 미러는 구동 회로로부터 인가되는 구동 신호(예를 들어, 구동 전압)에 상응하여 그 변위가 바뀜으로써 변조광의 광량을 변화시킨다. 여기서, 구동 회로는 입력 신호에 대하여 특정의 관계를 가지는 구동 신호를 생성한다. 그리고 변조광의 휘도는 구동 신호 대비 특정한 비 선형적 관계를 가지게 된다.
마이크로 미러는 일정한 구동 신호에 대해서 최초 제작시의 변위의 변화량과, 시간이 지남에 따른 변위의 변화량이 일정하지 않게 된다. 이로 인해 사용자가 원하는 휘도의 변조광을 생성하고자 하는데 있어서 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.
광변조기는 일정한 입력에 대하여 시간에 따라 변위의 양이 변화하는 현상에 대하여 보상을 해줄 수 없기 때문에 화면상에서 휘도가 이상적인 특성에서 벗어나 최저 계조값 또는 최고 계조값에서 휘도가 역전되는 현상이 발생할 수 있으며, 화질에 치명적인 악영향을 주게 된다.
또한, 광변조기의 물리적 변형 정도를 측정함에 있어서, 광변조기의 구동 특성, 센서나 회로 등으로부터의 원하지 않는 신호 등으로 인해 계측 데이터(예를 들어, 변조광의 휘도)의 신호 대 잡음(S/N: Signal to Noise)비가 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 광변조기의 마이크로 미러의 시간 경과에 따른 변위의 변화량을 측정하고 동일한 입력에 대하여 구동 신호를 보상함으로써 화면 상에서 보이는 계조가 항상 일정한 휘도를 나타내도록 하는 광변조기의 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 광변조기의 비선형적인 구동 특성, 기타 센서나 회로 등에 의한 시스템적인 신호 대 잡음비 저하로 인한 보상에 있어서 정밀도 저하를 극복하고 정확한 보상이 가능한 광변조기의 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 휘도와 구동 신호 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 변조광이 상기 휘도를 가지도록 설정된 상기 구동 전압에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기의 시간에 따른 물리적 변형을 보상하는 방법에 있어서, (a) 영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내에 보상 구동 패턴을 광변조기에 출력하는 단계; (b) 상기 보상 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 제1 샘플링 휘도를 측정하는 단계; (c) 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴을 출력하는 단계; (d) 상기 피드백 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 샘플링 휘도를 측정하는 단계; (e) 상기 제1 샘플링 휘도와 상기 제2 샘플링 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 피드백 샘플링 휘도로부터 상기 광변조기에서의 상기 구동 신호에 대한 상기 휘도의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 단계를 포함하는 광변 조기 보상 방법이 제공될 수 있다.
바람직하게는, (g) 소정 수의 영상 프레임 경과 때까지 상기 단계 (c) 내지 (f)를 반복하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 소정 수의 영상 프레임 경과 때마다 상기 단계 (a) 내지 (g)를 반복할 수 있다. 그리고 상기 소정 수의 영상 프레임 경과 때마다 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 보상 구동 패턴을 인가하는 픽셀의 위치를 변화시킬 수 있다.
또한, 상기 피드백 구동 패턴은 최대 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고, 상기 단계 (f)는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정할 수 있다.
또는 상기 피드백 구동 패턴은 최소 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고, 상기 단계 (f)는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정할 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 인가되는 구동 신호에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기; 영상 제어 신호에 따른 구동 신호를 상기 광변조기에 제공하는 구동 회로; 상기 변조광을 스크린 상의 소정 위치에 투사하는 스캐너; 영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내의 피드백 구동 패턴에 상응하는 구동 신호에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제1 샘플링 휘도 및 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내의 보상 구동 패턴에 상응하는 구동 신호에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 샘플링 휘도를 측정하는 광 검출부; 및 상기 구동 신호와 상기 변조광의 휘도 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 상기 변조광이 소정의 휘도를 가지도록 기설정된 상기 구동 신호가 상기 광변조기에 인가되도록 하는 상기 영상 제어 신호를 상기 구동 회로로 출력하고, 상기 제1 샘플링 휘도 및 상기 제2 샘플링 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하며, 상기 피드백 샘플링 휘도와 상기 피드백 구동 패턴으로부터 상기 광변조기에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
바람직하게는, 상기 스캐너로 향하는 상기 변조광의 방향을 변화시키는 광 방향 변환기를 더 포함하되, 상기 광 검출부는 상기 광 방향 변환기에 의해 방향이 변화된 변조광을 입사받을 수 있다. 여기서, 상기 방향이 변화된 변조광 중 소정 차수의 회절광만을 통과시키는 슬릿을 더 포함할 수 있다.
또는 상기 광 검출부는 상기 변조광 중 상기 스캐너에 입사되는 회절광 이외의 차수의 회절광을 입사받을 수 있다.
바람직하게는, 상기 샘플링 휘도의 오프셋(offset)을 조정하고 상기 샘플링 휘도를 증폭시키는 측정부를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 측정부는 상기 광 검출부로부터의 출력 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환부와, 변환된 상기 전압으로부터 상기 오프셋에 상응하는 오프셋 전압을 제거한 후 증폭하는 오프셋 조정단과, 그리고 증폭된 상기 전압을 디지털 변환하는 디지털 변환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 피드백 구동 패턴은 최대 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고, 상기 제어부는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정할 수 있다.
또는 상기 피드백 구동 패턴은 최소 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고, 상기 제어부는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신 호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정할 수 있다.
그리고 상기 제어부는 N개의 영상 프레임이 경과할 때마다 상기 N개의 블랭크 시간 중 어느 하나를 상기 제1 블랭크 시간으로, 나머지 (N-1)개의 블랭크 시간을 상기 제2 블랭크 시간으로 설정하며, 상기 N은 2 이상의 자연수일 수 있다. 여기서, 상기 제어부는 상기 N개의 영상 프레임 경과 때마다 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 보상 구동 패턴을 인가하는 픽셀의 위치를 변화시킬 수 있다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 휘도와 구동 신호 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 변조광이 상기 휘도를 가지도록 설정된 상기 구동 전압에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기의 시간에 따른 물리적 변형을 보상하기 위해 컴퓨터에 의해 실핼될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 기록 매체로서, (a) 영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내에 보상 구동 패턴을 광변조기에 출력하는 단계; (b) 상기 보상 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 제1 휘도를 측정하는 단계; (c) 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴을 출력하는 단계; (d) 상기 피드백 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 휘도를 측정하는 단계; (e) 상기 제1 휘도와 상기 제2 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 피드백 샘플링 휘도로부터 상기 광변조기에서 의 상기 구동 신호에 대한 상기 휘도의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 단계를 포함하는 광변조기 보상 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체가 제공될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광변조기 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치, 이를 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 동일 또는 유사한 개체를 순차적으로 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기에 앞서 본 발명에 적용되는 광변조기에 대해서 먼저 설명하기로 한다.
광변조기는 크게 직접 광의 온/오프를 제어하는 직접 방식과 반사 및 회절을 이용하는 간접 방식으로 나뉘며, 또한 간접 방식은 정전기 방식과 압전 방식 등으로 나뉠 수 있다. 여기서, 광변조기는 구동되는 방식에 상관없이 본 발명에 적용이 가능하다.
미국특허번호 제5,311,360 호에 개시된 정전 구동 방식 격자 광변조기는 반사 표면부를 가지며 기판 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본을 포함한다.
먼저, 절연층이 실리콘 기판상에 증착되고, 이후 희생 이산화실리콘 막 및 질화실리콘 막의 증착 공정이 후속한다. 질화실리콘 막은 리본으로 패터닝되고 이산화실리콘층의 일부가 에칭되어 리본이 질화물 프레임에 의해 산화물 스페이서층 상에 유지되도록 한다.
리본상의 반사 표면과 기판의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 변조기의 격자 진폭은 리본(제1 전극으로서의 역할을 하는 리본의 반사 표면)과 기판(제2 전극으로서의 역할을 하는 기판 하부의 전도막) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.
도 1a는 본 발명에 적용 가능한 간접 광변조기 중 압전체를 이용한 일 형태의 광변조기의 마이크로 미러의 사시도이며, 도 1b는 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 압전체를 이용한 다른 형태의 광변조기의 마이크로 미러의 사시도이다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(110), 절연층(120), 희생층(130), 리본 구조물(140) 및 압전체(150)를 포함하는 마이크로 미러가 도시되어 있다.
기판(110)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(120)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(120) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(120(a), 120(b))이 형성될 수 있다.
희생층(130)은 리본 구조물(140)이 절연층(120)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(140)을 지지하고, 중심부에서 공간을 형성하는 역할을 한다.
리본 구조물(140)은 상술한 바와 같이 입사광에 대하여 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(140)의 형태는 상술한 바와 같이 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 리본의 중심부에 복수의 오픈홀(140(b), 140(d))을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(150)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(140)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(120(a), 120(b))은 리본 구조물(140)에 형성된 홀(140(b), 140(d))에 대응하여 형성된다.
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우, 리본 구조물(140)에 형성된 상부 반사층(140(a), 140(c))과 절연층(120)에 형성된 하부 반사층(120(a), 120(b)) 간의 간격이(2n)λ/4(n은 자연수)가 되도록 하는 제1 전압이 압전체(150)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광(반사광)의 경우 상부 반사층(140(a), 140(c))으로부터 반사된 광과 하부 반사층(120(a), 120(b))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 nλ와 같아서 보강 간섭을 하여 변조광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 휘도는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.
또한, 리본 구조물(140)에 형성된 상부 반사층(140(a), 140(c))과 절연층(120)에 형성된 하부 반사층(120(a), 120(b)) 간의 간격이 (2n+1)λ/4(n은 자연수)가 되도록 하는 제2 전압이 압전체(150)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광(반사광)의 경우 상부 반사층(140(a), 140(c))으로부터 반사된 광과 하부 반사 층(120(a), 120(b))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2n+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 변조광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다.
이러한 간섭의 결과, 마이크로 미러는 반사광 또는 회절광의 광량을 조절하여 하나의 픽셀에 대한 신호를 빛에 실을 수 있다. 이상에서는, 리본 구조물(140)과 절연층(120) 간의 간격이 (2n)λ/4 또는 (2n+1)λ/4인 경우를 설명하였으나, 하지만, 리본 구조물(140)과 절연층(120) 간의 간격을 조절하여 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 광의 휘도를 조절할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.
이하에서는, 상술한 도 1a에 도시된 형태의 마이크로 미러를 중심으로 설명한다. 또한, 이하 0차 회절광(반사광), +n차 회절광, -n차 회절광(n은 자연수) 등을 변조광이라고 통칭한다.
도 1c는 도 1a에 도시된 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 평면도이다.
도 1c를 참조하면, 광변조기는 각각 제1 픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)로 구성된다. 광변조기는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 픽셀 중 하나씩의 픽셀을 담당한다. 따라 서, 각각의 마이크로 미러에서 반사 및/또는 회절된 광은 이후 광 스캔 장치에 의해 스크린에 2차원 영상으로 투사된다. 예를 들면, VGA 640ㅧ480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 광 스캔 장치(미도시)의 한 면에서 640번 모듈레이션을 하여 광 스캔 장치의 한 면당 화면 1 프레임이 생성된다. 여기서, 광 스캔 장치는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다.
이하 제1 픽셀(pixel #1)을 중심으로 광변조의 원리에 대하여 설명하지만, 다른 픽셀들에 대해서도 동일한 내용이 적용가능함은 물론이다.
본 실시예에서 리본 구조물(140)에 형성된 홀(140(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(140(b)-1)로 인하여 리본 구조물(140) 상부에는 3개의 상부 반사층(140(a)-1)이 형성된다. 절연층(120)에는 2개의 홀(140(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1 픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(120)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(140(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 3개로 동일하게 되며, 도 1a를 참조하여 전술한 바와 같이 변조광(0차 회절광 또는 ㅁ1차 회절광)을 이용하여 변조광의 휘도를 조절하는 것이 가능하다.
도 1d를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 적용 가능한 회절형 광변조기 어레이에 의해 스크린에 이미지가 생성되는 모식도가 도시된다.
수직으로 배열된 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)에 의해 반사 및 회절된 광이 광 스캔 장치에서 반사되어 스크린(170)에 수평으로 스캔되어 생성된 화면(180-1, 180-2, 180-3, 180-4, …, 180-(k-3), 180-(k-2), 180-(k-1), 180-k)이 도시된다. 광 스캔 장치가 한번 회전하는 경우 하나의 영상 프레임이 투사될 수 있다. 여기서, 스캔 방향은 왼쪽에서 오른쪽 방향(화살표 방향)으로 도시되어 있으나, 그 역 방향으로도 영상이 스캔될 수 있음은 자명하다.
도 2는 도 1c의 AA'선에 대한 절단면을 나타낸 도면이다. 0차 회절광(반사광)을 변조광으로 이용하는 것으로 가정한다.
도 2를 참조하면, 제1 픽셀(pixel #1)에 상응하는 마이크로 미러의 리본 구조물(140) 상에 형성된 상부 반사층(140(a)-1)과 절연층(120) 상에 형성된 하부 반사층(120(a)) 사이의 간격이 (2n+1)λ/4가 되도록 하면 상쇄 간섭으로 인해 변조광은 최소 휘도(Black)를 나타낸다.
그리고 리본 구조물(140) 상에 형성된 상부 반사층(140(a)-1)과 절연층(120) 상에 형성된 하부 반사층(120(a)) 사이의 간격이 (2n)λ/4가 되도록 하면 보강 간섭으로 인해 변조광은 최대 휘도(White)를 나타낸다.
이를 위해서 실선으로 표시된 리본 구조물(140) 상의 상부 반사층(140(a)-1)은 ℓ1 또는 L1 만큼 변위의 변화가 있어야 한다.
하지만, 리본 구조물(140)은 시간이 지남에 따라 잦은 상하 운동으로 인해 압전체(150)에 전압이 인가되지 않는 경우에도 실선으로 표시된 초기 위치가 아닌 점선으로 표시된 위치에 있게 되는 경우가 발생한다. 이 경우에는 최소 휘 도(Black) 또는 최대 휘도(White)를 표시하기 위해 리본 구조물(140) 상의 상부 반사층(140(a)-1)은 ℓ1' 또는 L1'만큼의 변위의 변화가 있어야 한다.
또한, 제1 픽셀(pixel #1) 이외에 제2 픽셀(pixel #2)의 경우에는 제조 공정상 실선으로 표시된 초기 위치가 제1 픽셀(pixel #1)의 초기 위치와 차이가 나는 경우도 있다. 이 경우에 제2 픽셀(pixel #2)의 상부 반사층(140(a)-2)과 하부 반사층(120(a)) 사이의 간격이 (2n+1)λ/4 또는 (2n)λ/4가 되도록 하기 위해서 실선으로 표시된 리본 구조물(140) 상의 상부 반사층(140(a)-2)은 ℓ2 또는 L2 만큼 변위의 변화가 있어야 한다.
하지만, 제2 픽셀(pixel #2)의 경우에도 시간이 지남에 따라 잦은 상하 운동으로 인해 압전체(150)에 전압이 인가되지 않는 경우에도 리본 구조물(140)이 실선으로 표시된 초기 위치가 아닌 점선으로 표시된 위치에 있게 되는 경우가 발생한다. 이 경우에는 최소 휘도(Black) 또는 최대 휘도(White)를 표시하기 위해 리본 구조물(140) 상의 상부 반사층(140(a)-2)은 ℓ2' 또는 L2'만큼의 변위의 변화가 있어야 한다.
즉, 각 픽셀마다 최소 휘도(Black) 또는 최대 휘도(White)를 표시하기 위한 변위의 변화량은 차이가 있으며, 이후 변위의 변화량을 보상함에 있어서도 서로 차이가 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 각 픽셀마다 필요로 하는 보상값을 측정하여 각 픽셀에 대하여 별도로 보상하는 것이 바람직하다.
도 3은 시간 경과에 따른 마이크로 미러의 상부 반사층(140(a))과 하부 반사층(120(a)) 간의 변위가 최초 설정된 변위에서 증가 또는 감소하는 경우를 나타낸 도면이다. 이하에서는, 변조광의 휘도를 변화시키기 위한 구동 신호의 일례로 구동 전압을 가정하여 설명하기로 한다. 하지만, 구동 신호는 전압 이외에 전류일 수도 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 마이크로 미러의 제작 당시 설정된 구동 전압 대 변위의 곡선(300), 변위 대 휘도의 곡선(310)은 구동 전압이 Vmin인 경우에 변위가 Dmin(306), 휘도가 Imin(302)이며, 구동 전압이 Vmax인 경우에 변위가 Dmax(305), 휘도가 Imax(301)이 되도록 한다. 여기서, 구동 전압 대 변위의 곡선(300), 변위 대 휘도의 곡선(310)에 의해 그 관계가 결정되는 구동 전압과 휘도 간의 관계는 참조표(lookup table) 형태로 미리 저장되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 구동 전압을 Vmin와 Vmax 사이의 값으로 조절하여 변위를 Dmin(306)와 Dmax(305) 사이의 값으로 변화시키고, 변조광의 휘도가 최소 휘도인 Imin(302)와 최대 휘도인 Imax(301) 사이의 값을 가지도록 한다.
하지만, 시간 경과에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 상부 반사층(140(a))의 위치가 초기 위치와 달라진 경우에 구동 전압을 이전과 동일하게 Vmin와 Vmax 사이의 값으로 인가하게 되면 변위 및 휘도가 의도하는 값이 출력되지 않게 된다.
예를 들어, 도 2의 제1 픽셀(pixel #1)에 도시된 바와 같이 시간 경과에 따라 상부 반사층(140(a)-1)의 초기 위치가 하부 반사층(120(a))에 가까워진 경우에(330 곡선 참조), 구동 전압으로 Vmin와 Vmax 사이의 값을 인가하면 제1 픽 셀(pixel #1)에 상응하는 마이크로 미러의 변위는 목표로 하는 변위에 도달하지 못하고 제1 변위(336)와 제2 변위(335) 사이의 값을 가지게 된다. 이로 인해 제1 변위(336)의 경우에는 제1 휘도(332)를 가지는 변조광을, 제2 변위(335)의 경우에는 제2 휘도(331)를 가지는 변조광을 출력하게 된다. 즉, 최소 휘도를 가지는 변조광 및/또는 최대 휘도를 가지는 변조광을 출력하고자 하였으나, 최소 휘도(302) 및/또는 최대 휘도(301)가 아닌 제1 휘도(332) 및/또는 제2 휘도(331)를 가지는 변조광을 출력하게 된다.
다른 예를 들면, 도 2의 제2 픽셀(pixel #2)에 도시된 바와 같이 시간 경과에 따라 상부 반사층(140(a)-2)의 초기 위치가 하부 반사층(120(a))으로부터 멀어진 경우에(320 곡선 참조), 구동 전압으로 Vmin와 Vmax 사이의 값을 인가하면 목표로 하는 변위에 도달하지 못하고 제3 변위(326)와 제4 변위(325) 사이의 값을 가지게 될 뿐이다. 이로 인해 제3 변위(326)의 경우에는 제3 휘도(322)를 가지는 변조광을, 제4 변위(325)의 경우에는 제4 휘도(321)를 가지는 변조광을 출력하게 된다. 즉, 최소 휘도를 가지는 변조광 및/또는 최대 휘도를 가지는 변조광을 출력하고자 하였으나, 최소 휘도(302) 및/또는 최대 휘도(301)가 아닌 제3 휘도(322) 및/또는 제4 휘도(321)를 가지는 변조광을 출력하게 된다.
따라서, 변위 대 휘도의 곡선(310)은 변화가 없으나, 구동 전압 대 변위의 곡선(300)이 시간 경과에 따라 변위 증가 곡선(320) 또는 변위 감소 곡선(330)으로 변화하기 때문에 변위의 변화량을 보상할 필요가 있다. 즉, 구동 전압 대 변위의 곡선(300), 변위 대 휘도의 곡선(310)에 의해 결정되어 미리 저장되어 있는 구동 전압과 휘도 간의 관계에 대한 참조표를 보상해야 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광변조기의 물리적 변형의 보상을 위한 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
광변조기를 포함하는 디스플레이 장치는 광원(410), 광변조기(420), 구동 회로(425), 스캐너(430)를 포함한다.
광원(410)은 스크린(440)에 영상이 투사될 수 있도록 광을 조사한다. 광원(410)은 백색광을 조사할 수도 있고, 빛의 삼원색인 적색광, 녹색광 또는 청색광 중의 어느 하나를 조사할 수도 있다. 바람직하게는 광원(410)은 레이저, LED 또는 레이저 다이오드일 수 있다. 백색광을 조사하는 경우에는 색분리부(미도시)를 두어 백색광을 소정 조건에 따라 적색광, 녹색광 및 청색광으로 분리할 수 있다.
광원(410)과 광변조기(420) 사이에 조명 광학계(415)가 있어 광원(410)에서 투사되는 광의 방향을 소정의 각도로 반사시켜 광변조기(420)에 광이 집중되도록 할 수 있다. 색분리부(미도시)에 의해 색분리가 이루어진 경우에는 상기 광이 집중되도록 하는 기능이 추가될 수 있다.
광변조기(420)는 구동 회로(425)에서 제공하는 구동 전압에 따라 광원(410)으로부터 조사된 광을 변조한 변조광을 출력한다. 광변조기(420)에 대해서는 앞서 도 1a 내지 도 1d를 참조하여 상세히 설명하였는 바, 자세한 설명은 생략한다. 광변조기(420)는 일렬로 배치된 복수의 마이크로 미러로 구성되며, 광변조기(420)는 하나의 영상 프레임에서 수직 주사선 또는 수평 주사선에 해당하는 1차원 직선 영 상을 담당한다. 즉, 1차원 직선 영상에 대하여 광변조기(420)는 인가되는 구동 전압에 따라 1차원 직선 영상의 각 픽셀에 해당하는 각 마이크로 미러의 변위를 변화시킴으로써 휘도를 변화시킨 변조광을 출력한다.
복수의 마이크로 미러는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 픽셀의 수와 동일한 것이 바람직하다. 변조광은 추후 스크린(440)에 투사될 수직 주사선 또는 수평 주사선의 영상 정보(즉, 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 각 픽셀의 휘도값)가 반영된 빛이며, 0차 회절광(반사광) 또는 +n차 회절광, -n차 회절광(n은 자연수)일 수 있다.
구동 회로(425)는 제어부(470)로부터의 영상 제어 신호에 따라 출력되는 변조광의 휘도를 변화시키는 구동 신호를 광변조기(420)에 제공한다. 본 실시예에서는 구동 전압을 중심으로 설명한다.
집속 광학계(431)는 광변조기(420)에서 출력되는 변조광이 스캐너(430)에 전달되도록 해준다. 하나 이상의 렌즈가 포함될 수 있으며, 필요에 따라 배율을 조절하여 광변조기(420)의 크기와 스캐너(430)의 크기에 맞도록 하여 변조광을 전달한다.
스캐너(scanner; 430)는 광변조기(420)로부터 입사되는 변조광을 소정 각도로 반사시켜 스크린(440)에 투사한다. 이때 소정 각도는 제어부(470)로부터 입력되는 스캐너 제어 신호에 의해 정해진다. 스캐너 제어 신호는 영상 제어 신호와 동기하여 영상 제어 신호에 상응하는 스크린(440) 상의 수직 주사선(또는 수평 주사선) 위치에 변조광이 투사될 수 있는 각도로 스캐너(430)를 회전시킨다. 스캐너(430)는 폴리곤 미러(Polygon Mirror), 회전바(Rotating bar) 또는 갈바노 미러(Galvano Mirror) 등이 될 수 있다.
광변조기(420)로부터의 변조광은 상술한 것과 같이 0차 회절광, +1차 회절광 또는 -1차 회절광 등일 수 있다. 각 회절광은 스캐너(430)에 의해 스크린(440)에 투사된다. 이 경우 각 회절광의 경로가 서로 다르기 때문에 슬릿(433, slit)을 두어 필요로 하는 차수의 회절광을 선택하여 스크린(440)에 투사되도록 할 수 있다.
투사 광학계(432)는 광변조기(420)로부터의 변조광이 스캐너(430)에 투사되도록 한다. 투사 렌즈(projection lens)(미도시)를 포함한다.
제어부(470)는 영상 제어 신호, 스캐너 제어 신호, 광원 제어 신호를 각각 구동 회로(425), 스캐너(430), 광원(410)에 제공한다. 서로 연동되는 영상 제어 신호, 스캐너 제어 신호, 광원 제어 신호에 의해 한 영상 프레임이 스크린(440) 상에 디스플레이되도록 한다. 제어부(470)는 하나의 프레임에 해당하는 영상 신호를 입력받고, 영상 신호에 따라 광원(410), 광변조기(420) 및 스캐너(430)를 제어한다. 제어부(470)는 프레임을 구성하는 각 픽셀에 대하여 표시하고자 하는 휘도 정보에 상응하는 영상 제어 신호를 구동 회로(425)에 제공하고, 영상 제어 신호에 상응하여 수직 주사선(또는 수평 주사선)이 스크린(440) 상의 소정 위치에 투사되도록 스캐너(430)의 회전 각도 또는 회전 속도를 조절한다.
광 검출부(450)는 피드백 구동 패턴에 상응하여 광변조기(420)로부터 출력되는 변조광과, 보상 구동 패턴에 상응하여 광변조기(420)로부터 출력되는 변조광을 감지한다. 광 검출부(450)는 변조광을 모두 감지할 수 있는 크기의 포토 다이오 드(photo diode) 또는 광량을 검출할 수 있는 장치임이 바람직하다.
광 검출부(450)의 표면이 이미지 평면(image plane)이 될 필요는 없으며, 광 검출부(450)에서 광 감지가 가능한 면적 내에 광변조기(420)로부터 출력되는 변조광 전체가 조사되면 된다. 변조광은 모든 픽셀의 정보를 가지고 있다.
또한, 광 검출부(450)에 조사되는 변조광은 각 픽셀의 이미지가 공간적으로 분리될 필요가 없다. 이는 한번의 광 감지시 하나의 픽셀(즉, 하나의 마이크로 미러)에 대해서면 물리적 변형 여부를 확인하기 때문이다.
광 검출부(450)는 세그먼트 광 감지기(segmented photo detector), 싱글 광 감지기(single photo detector), CCD(charge coupled device) 등일 수 있다. 입사되는 광의 광량 조절을 위해 광 검출부(450)의 전면에 광 감쇠기(optical attenuator)가 부가될 수 있다.광 검출부(450)에서 감지된 변조광의 광량은 측정부(460)에 인가되어, 오프셋(offset)을 조정하고 광량을 증폭시킨다. 광 검출부(450)에서 감지하는 변조광은 샘플링 패턴에 의한 변조광이며, 본 실시예에서 샘플링 패턴은 보상 구동 패턴과 피드백 구동 패턴으로 구분된다. 광 검출부(450)에서 감지된 변조광의 광량을 샘플링 휘도라 하며, 샘플링 휘도 중 보상 구동 패턴에 의한 변조광의 휘도를 제1 샘플링 휘도, 피드백 구동 패턴에 의한 변조광의 휘도를 제2 샘플링 휘도라 한다.
보상 구동 패턴과 피드백 구동 패턴은 영상 프레임 간의 블랭크 시간(blank time) 중 서로 다른 블랭크 시간 동안 광변조기에 출력되는 것이 바람직하다.
샘플링 휘도는 광변조기(420) 중 측정하고자 하는 마이크로 미러 이외의 나 머지 마이크로 미러들에 의한 오프셋을 포함하고 있다. 따라서, 측정부(460)는 이러한 오프셋을 제거한 후에 증폭을 통해 샘플링 패턴에 따른 변화를 정밀하게 측정하는 것이 바람직하다. 광 검출부(450) 및/또는 측정부(460)는 샘플링 패턴이 인가되는 시간 동안만 동작하도록 하는 것이 전력 소모에 유리하다.
광 검출부(450)에서 감지된 샘플링 휘도는 아날로그 신호이므로, 측정부(460)는 광량 증폭부(462) 이외에 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 디지털 변환부(464)를 더 포함할 수 있다.
광 검출부(450)로 변조광이 입사되도록 하기 위해 피드백 장치는 광 방향 변환기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 광 방향 변환기는 광변조기(420)로부터 스캐너(430)로 향하는 변조광의 전체 또는 일부를 분리하거나 또는 부분적으로 반사시켜 광 검출부(450)로 입사되도록 한다. 광 방향 변환기는 빔 스플리터(beam splitter)이거나 부분 반사 광학계(partial reflect optics)일 수 있다. 즉, 99% 정도의 변조광은 스캐너(730)로 통과시키고, 1% 정도의 변조광을 광 검출부(450)로 향하게 한다.
투사 광학계(432)는 변조광의 일부를 반사시키는 성질을 가짐으로써, 상기 광 방향 변환기가 될 수 있다. 도 4에 도시된 것과 같이 변조광의 일부를 스캐너(430) 위치가 아닌 광 검출부(450) 위치로 투사되도록 하는 것이 가능하다.
광 검출부(450)로 투사되는 변조광은 상술한 것과 같이 0차 회절광, +1차 회절광 또는 -1차 회절광 등일 수 있다. 이 경우 각 회절광의 경로가 서로 다르기 때문에 슬릿(455, slit)을 두어 필요로 하는 차수의 회절광을 선택하여 광 검출 부(450)에 투사되도록 한다.
또는 광변조기(420)로부터 스캐너(430)로 향하는 변조광의 회절 차수와는 다른 회절 차수를 가지는 변조광의 진행 위치에 광 검출부(450)가 위치할 수 있다. 일반적으로 스크린(440)에 영상을 표시하기 위해 스캐너(430)로 입사되는 변조광은 0차 회절광(반사광) 또는 +1차 회절광, -1차 회절광 등 중에서 어느 하나이다. 그리고 0차 회절광, +1차 회절광, -1차 회절광 등은 광변조기(420)에서 서로 다른 방향으로 출력된다. 따라서, 광 검출부(450)는 영상을 표시하기 위해 스캐너(430)로 입사되는 변조광 이외에 다른 회절 차수의 변조광이 출력되는 위치에 설치되어 변조광의 광량을 검출한다.
광 검출부(450)는 변조광 중 특정 차수의 회절광만을 선택하여 광량을 검출하거나 특정 차수 및 그 반전위상의 차수(예를 들어, +1차 및 -1차)의 회절광을 선택하여 광량을 검출할 수 있다.
제어부(470)는 도 3에 도시된 것과 같은 광변조기(420)에 인가되는 구동 전압과 휘도 간의 관계에 대한 참조표(474) 및 보상 로직(472)을 포함한다.
보상 로직(472)은 샘플링 패턴에 대해 광 검출부(450) 및 측정부(460)를 통해 측정된 샘플링 휘도를 기초로 하여 참조표(474)를 그대로 유지하거나 갱신하도록 한다.
제어부(470)는 보상 로직(472)에 의해 갱신된 참조표(474)에 따라 해당 픽셀에 대하여 스크린(440) 상에 표시하고자 하는 휘도에 상응하는 구동 전압이 광변조기(420)에 인가되도록 하는 영상 제어 신호를 구동 회로(425)에 제공한다.
이하에서는 도 5 내지 도 9를 참조하여 샘플링 패턴 중 피드백 구동 패턴에 따라 광변조기(420)의 각 마이크로 미러의 물리적 변형 여부 및 그 정도를 검출하고 이를 보상하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 피드백 구동 패턴의 출력 타이밍도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 검출부 및 측정부의 개략적인 회로도이며, 도 7은 측정된 제2 샘플링 휘도의 예시도이다. 도 8은 광변조기의 각 마이크로 미러의 시간 경과에 따른 물리적 변형을 보상하기 위한 샘플링 방법을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 보상 로직의 보상 방법을 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 피드백 구동 패턴(510)은 최대 휘도를 나타내는 입력 휘도값 또는 최소 휘도를 나타내는 입력 휘도값을 중심으로 대칭인 샘플링 데이터들로 구성된다. 이하에서는 최대 휘도를 나타내는 입력 휘도값을 기준으로 설명하기로 한다.
현재 참조표(474)에서 해당 픽셀이 최대 휘도를 가지도록 하는 입력 휘도값을 Bin255라 가정한다. 상기 입력 휘도값은 구동 전압이거나 또는 구동 회로(425)에서 해당 입력 휘도를 나타내도록 하는 구동 전압이 광변조기(420)의 마이크로 미러로 인가되도록 하는 영상 제어 신호 값이다. 일반적으로, 영상 신호는 적색, 녹색, 청색의 휘도값에 대한 정수값(예를 들어, n 비트 해상도를 가지는 경우 0 내지 2n-1 중 어느 하나)이며, 영상 제어 신호 역시 상기 영상 신호를 광변조기의 특성에 맞춘 0 내지 2n-1 중 어느 하나의 정수값을 가지는 입력 휘도값이다.
도 5의 (a) 및 (b)를 참조하면, N 번째 영상 프레임(500(N))과 N+1 번째 영상 프레임(500(N+1)) 간의 블랭크 시간에 광변조기의 k번째 마이크로 미러의 물리적 변형을 측정하기 위한 피드백 구동 패턴을 출력한다. 측정 대상이 되는 1개의 픽셀, 즉 1개의 마이크로 미러는 매 블랭크 시간마다 변경될 수 있다. 즉, 블랭크 시간마다 1개씩의 픽셀에 대해서 물리적 변형 여부 및 그 정도를 측정하고 보상하게 된다.
피드백 구동 패턴은 Bin255를 기준으로 대칭이 되는 샘플링 데이터들이다. 예를 들어, Bin255-C, Bin255-B, Bin255-A, Bin255+A, Bin255+B, Bin255+C를 입력값으로 하는 피드백 구동 패턴을 출력하고, 그에 대한 휘도를 측정한다.
도 6을 참조하면, 상기 피드백 구동 패턴에 의해 출력되는 광변조기(420)의 광량을 광 검출부(450)는 감지한다. 광량은 광 검출부(450)에서 출력되는 전류의 값으로 나타난다. 측정부(460)는 전류-전압 증폭단(610), 오프셋 조정단(620)을 포함한다. 전류-전압 증폭단(610)은 광 검출부(450)에서 출력되는 전류를 전압으로 변환한다.
이렇게 변환된 값은 도 7의 (a)에 도시되어 있다. 광 검출부(450)는 광변조기(420)부터의 광량을 감지하게 되므로, 피드백 구동 패턴이 인가된 1개의 마이크로 미러 이외에 나머지 마이크로 미러에 의한 광량도 감지하게 된다. 피드백 구동 패턴이 인가되는 1개의 마이크로 미러 이외의 마이크로 미러를 최소 휘도로 설정하더라도 측정되는 값은 존재하게 되며, 그 값은 도 7의 (a)에서 오프셋(offset)으로 나타나게 된다.
1개의 픽셀, 즉 1개의 마이크로 미러에서의 피드백 구동 패턴에 따른 휘도 변화를 측정하기 위해서는 전류-전압 증폭단(610)의 출력을 증폭할 필요가 있으나, 오프셋의 존재로 인해 바로 증폭하지 않고, 오프셋 조정단(620)에서 오프셋을 어느 정도 조정한 후 증폭하게 된다.
오프셋의 조정은 연산 증폭기(op-amp)로 구성된 오프셋 조정단(620)의 마이너스 단자에 소정의 오프셋 전압값을 입력하고, 플러스 단자에 전류-전압 증폭단(610)의 출력값을 입력함으로써 소정의 오프셋 전압값만큼의 오프셋을 제거할 수 있다. 오프셋 조정단(620)은 연산 증폭기인 바 적절한 이득 설정을 통해 피드백 구동 패턴에 따른 1개의 픽셀에서의 휘도 변화를 충분히 감지할 수 있도록 한다(도 7의 (b) 참조).
도 8을 참조하면, 측정부(460)는 디지털 변환부(464)를 더 포함하여, 측정된 제2 샘플링 휘도(도 7의 (b)에 도시된 광량 변화)를 디지털 값으로 읽어낸다. 디지털 변환부(464)는 피드백 구동 패턴에 포함되는 각 샘플링 데이터에 의한 제2 샘플링 휘도 출력 시간 내에 소정 횟수만큼 측정값을 읽어 각 값을 합산한다.
예를 들어, 각 샘플링 데이터에 의한 샘플링 휘도 출력 시간이 20㎲이고, 디지털 변환부(464)는 1㎲마다 샘플링하는 경우, 각 샘플링 데이터에 의한 샘플링 휘도가 출력된 이후 4㎲ 이후에 각 샘플링 데이터마다 총 16(=20-4)번 샘플링하여 그 값을 합산한다.
예를 들어, 도 8에 도시된 것과 같이 6 스텝(step)의 피드백 구동 패턴 Bin255-C(811), Bin255-B(812), Bin255-A(813), Bin255+A(814), Bin255+B(815), Bin255+C(816) 에서, 각 샘플링 데이터에 의해 디지털 변환부(464)에서 합산한 값을 각각 S-C, S-B, S-A, S+A, S+B, S+C 이라 한다.
제어부(470)의 보상 로직(472)은 상기 합산값에 대하여 {S-C+S-B+S-A}와 {S+A+S+B+S+C}를 비교한다.
도 9의 (a)를 참조하면, 해당 픽셀에 상응하는 광변조기(420)의 마이크로 미러가 시간 경과에 따른 물리적인 변형이 없어 구동 전압에 따른 휘도 곡선(910)이 그대로인 경우에는 최대 휘도를 나타내는 Bin255를 기준으로 대칭 데이터를 피드백 구동 패턴으로 선택하였으므로, {S-C+S-B+S-A}와 {S+A+S+B+S+C}는 동일한 값을 가지게 된다.
하지만, 해당 픽셀에 상응하는 광변조기(420)의 마이크로 미러가 시간 경과에 따른 물리적인 변형이 발생하여 구동 전압에 따른 휘도 곡선이 변화한 경우에는 {S-C+S-B+S-A}와 {S+A+S+B+S+C}는 서로 다른 값을 나타내게 된다.
도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 {S-C+S-B+S-A} > {S+A+S+B+S+C} 인 경우에는 구동 전압에 따른 휘도 곡선이 도 9의 (a)에 도시된 휘도 곡선(910)을 기준으로 좌측 으로 이동하였으므로(920 참조). 입력값(Bin)을 소정 값(예를 들어, 1)만큼 증가시켜야 한다. 또는 도시되지는 않았지만 {S-C+S-B+S-A} < {S+A+S+B+S+C} 인 경우에는 구동 전압에 따른 휘도 곡선이 도 9의 (a)에 도시된 휘도 곡선(910)을 기준으로 우측으로 이동하였으므로. 입력값(Bin)을 소정 값(예를 들어, 1)만큼 감소시켜야 한다.
보상 로직(472)은 상술한 것과 같은 논리에 의해 입력값을 변화시킴으로써 구동 전압과 휘도 간의 관계를 나타내는 참조표(474)를 갱신하며, 제어부(470)는 이후 갱신된 참조표(474)를 기준으로 광변조기(420)를 제어하게 된다.
본 발명에서 광변조기(420)의 과도한 전이 응답 구간을 배제하기 위하여 더미 패턴(dummy pattern)이 출력된 이후 피드백 구동 패턴이 출력되도록 할 수 있다.
하지만, 광변조기(420)의 마이크로 미러는 다음과 같은 비선형적 동적 특성을 가진다. 마이크로 미러에 인가되는 구동 전압이 제1 전압에서 제2 전압으로 바뀔 때 마이크로 미러의 구동 변위는 Q 인자(Q factor)가 0.707보다 작은 2차 시스템의 응답 특성 및 구형파 응답 특성이 중첩된 특성을 가지고 있게 된다.
그 외에도 광 검출부(450)나 측정부(460) 등에서 원하지 않는 신호들로 인해 측정 오차가 발생하고 이로 인해 변조광의 샘플링 휘도 측정시 신호 대 잡음비가 저하되며, 상술한 피드백 구동 패턴에 따른 참조표의 갱신의 정밀도가 저하된다.
본 발명에서는 이를 극복하기 위해 N(N은 2 이상의 자연수)개의 영상 프레임마다 한번씩 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴 대신에 보상 구동 패턴을 출력한 다.
보상 구동 패턴(820)은 소정 시간 동안(본 실시예에서는 피드백 구동 패턴의 출력 시간) 일정한 구동 전압을 가지는 것이 바람직하다. 도 8에 도시된 것과 같이 보상 구동 패턴(820)은 피드백 구동 패턴의 중간값에 해당하는 구동 신호일 수 있다. 중간값은 피드백 구동 패턴에 해당하는 구동 전압들의 산술평균, 기하평균, 조화평균 등의 평균값 또는 중앙값 등의 대표값일 수 있다. 또는 보상 구동 패턴은 피드백 구동 패턴 중 어느 하나의 구동 전압과 동일할 수도 있다. 이하에서는 보상 구동 패턴이 피드백 구동 패턴의 중간값인 것으로 가정하고 설명하지만, 이것이 본 발명의 권리범위를 제한하는 것이 아님은 분명하다.
이하 도 10 내지 도 12를 참조하여 보상 구동 패턴을 이용하여 광변조기(420)의 마이크로 미러의 비선형적 동적 특성, 기타 시스템 상의 측정 오차로 인한 신호 대 잡음비 저하 요인에 기인한 광변조기의 물리적 변형 보상의 정밀도 저하를 극복하는 방법을 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광변조기 보상 방법의 흐름도이고, 도 11은 피드백 구동 패턴 및 측정 오차를 줄이기 위한 보상 구동 패턴, 그리고 그에 따른 변조광의 휘도를 나타낸 도면이고, 도 12는 측정 오차를 보상한 결과의 개념도이다.
영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내에 보상 구동 패턴(1120)을 광변조기에 출력한다(단계 S1010). 도 11의 (b)를 참조하면, 영상 프레임 간의 블랭크 시간은 b1, b2, …, bN이 있으며, 이 중 bN에 해당하는 블랭크 시간을 제1 블랭크 시간으로 설정하여 보상 구동 패턴을 광변조기에 출력한다. 도 11의 (a)를 참조하면, 보상 구동 패턴(1120)은 피드백 구동 패턴(1110)의 중간값을 가지는 일정한 전압값으로 구성됨을 알 수 있다.
보상 구동 패턴(1120)에 따라 광변조기로부터 출력되는 제1 샘플링 휘도(1125, 도 11의 (a) 참조)를 측정한다(단계 S1020). 보상 구동 패턴(1120)이 일정한 전압값을 가지므로, 측정된 제1 샘플링 휘도(1125)는 광변조기(바람직하게는, 특정 마이크로 미러)의 비선형적인 동적 특성, 시스템 상의 신호 대 잡음비 저하 요인 등 만이 반영되게 된다.
이후 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴(1110)을 광변조기에 출력한다(단계 S1030). 제2 블랭크 시간은 b1, b2, …, bN -1 중 어느 하나일 수 있다.
그리고 피드백 구동 패턴(1110)에 따라 광변조기로부터 출력되는 제2 샘플링 휘도(1115, 도 11의 (c) 참조)를 측정한다(단계 S1040). 여기서, 제2 샘플링 휘도(1115)는 광변조기의 물리적 변형을 측정하기 위한 구동 전압의 단계적인 변화량에 추가적으로 광변조기(바람직하게는, 특정 마이크로 미러)의 비선형적인 동적 특성, 시스템 상의 신호 대 잡음비 저하 요인 등이 반영되게 된다.
측정된 제1 샘플링 휘도(1125)와 제2 샘플링 휘도(1115)를 이용하여 피드백 샘플링 휘도를 산출한다(단계 S1050). 제1 샘플링 휘도(1125)와 제2 샘플링 휘 도(1115)는 도 12에 도시된 것과 같은 차이를 보이게 된다. 제1 샘플링 휘도(1125)와 제2 샘플링 휘도(1115) 간의 차이를 피드백 샘플링 휘도(1200)로 설정한다.
제1 샘플링 휘도(1125)와 제2 샘플링 휘도(1115)로부터 산출된 피드백 샘플링 휘도(1200)는 두 샘플링 휘도에 함께 반영되어 있는 광변조기(바람직하게는, 특정 마이크로 미러)의 비선형적인 동적 특성, 시스템 상의 신호 대 잡음비 저하 요인 등에 의한 휘도 변화가 제거되어 있으며, 광변조기의 물리적 변형을 측정하기 위한 구동 전압의 단계적인 변화량에 의한 휘도 만으로 구성된다.
이후 피드백 구동 패턴(1110)과 피드백 샘플링 휘도(1200)를 이용하여 도 9를 참조하여 앞서 상술한 것과 같이 구동 신호에 대한 휘도의 관계를 재산출하고, 이를 기초로 참조표를 갱신한다(단계 S1060).
단계 S1010 내지 S1020을 한번 수행하여 획득된 제1 샘플링 휘도(1125)를 이용하여, 단계 S1030 내지 단계 S1060을 N-1 회 반복 수행하는 것이 가능하다.
그리고 N개의 영상 프레임마다 단계 S1010 내지 S1060을 반복하여 수행하는 것도 가능하다.
또한, 보상 구동 패턴(1120)은 광변조기의 마이크로 미러들 중에서 어느 하나에 대해서만 동적 특성, 시스템 상의 측정 오차를 보상하기 위한 것이다. 따라서, 일정 수의 영상 프레임이 경과할 때마다 보상 구동 패턴(1120) 및 피드백 구동 패턴(1110)을 인가하는 픽셀(즉, 마이크로 미러)의 위치를 변화시키는 것이 바람직하다.
수학식을 이용하여 보상 원리를 설명하면 다음과 같다.
도 8에 도시된 것과 같이 6 스텝(step)의 피드백 구동 패턴 Bin255-C(811), Bin255-B(812), Bin255-A(813), Bin255+A(814), Bin255+B(815), Bin255+C(816) 에서, 각 샘플링 데이터에 의해 디지털 변환부(464)에서 합산한 값을 각각 Sfd -C, Sfd -B, Sfd -A, Sfd+A, Sfd +B, Sfd +C 이라 한다.
그리고 보상 구동 패턴(820)에서 각 샘플링 데이터에 의해 디지털 변환부(464)에서 합산한 값을 각각 Sos -C, Sos -B, Sos -A, Sos +A, Sos +B, Sos +C 이라 한다.
제어부(450)는 N개의 영상 프레임마다 한번씩의 블랭크 시간 동안 보상 구동 패턴(820)을 출력한다. 그리고 그 외 N-1 번의 블랭크 시간 동안 피드백 구동 패턴(810)을 출력한다.
측정부(460)에서 하기의 수학식 1에 따라 피드백 구동 패턴(810)의 각 구동 전압에 따른 보상값을 산출한다.
S-C = Sfd -C - Sos -C
S-B = Sfd -B - Sos -B
S-A = Sfd -A - Sos -A
S+A = Sfd +A - Sos +A
S+B = Sfd +B - Sos +B
S+C = Sfd+C - Sos+C
따라서, 보상 로직(472)은 하기의 수학식 2와 같다.
Scurrent = S+C + S+B + S+A - ( S-A + S-B + S-C )
= (Sfd +C - Sos +C) + (Sfd +B - Sos +B) + (Sfd +A - Sos +A) - ((Sfd -A - Sos -A) + (Sfd -B - Sos-B) + (Sfd -C - Sos -C))
= {(Sfd+C + (Sfd+B + Sfd+A) - (Sfd-A + Sfd-B + Sfd-C)} - {(Sos+C + Sos+B + Sos+A) - (Sos-A + Sos-B + Sos-C)}
If Scurrent > 0 then
Bcrp[N] = Bcrp[N] - 1
If Scurrent < 0 then
Bcrp[N] = Bcrp[N] + 1
여기서, Bcrp[N]은 N번째 픽셀, 즉 N번째 마이크로 미러에 대하여 참조표 갱신을 위해 입력값(Bin)에 합산되는 보상값이다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 광변조기의 N번째 마이크로 미러의 아주 미세한 물리적 변형에 대해서는 보상값 Bcrp[N]를 변화시키지 않을 수도 있다. Scurrent 의 문턱값을 설정하고, 문턱값을 초과할 때에 대해서 Bcrp[N]를 변화시켜 참조표를 갱신하는 것도 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광변조기의 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치는 광변조기의 마이크로 미러의 시간 경과에 따른 변위의 변화량을 측정하고 동일한 입력에 대하여 구동 신호를 보상함으로써 화면 상에서 보이는 계조가 항상 일정한 휘도를 나타내도록 한다.
또한, 광변조기의 비선형적인 구동 특성, 기타 센서나 회로 등에 의한 시스템적인 신호 대 잡음비 저하로 인한 보상에 있어서 정밀도 저하를 극복하고 정확한 보상이 가능한 효과가 있다.
또한, 항상 일정한 화질의 영상이 출력되도록 한다.
또한, 화면 상에서 휘도 특성이 이상적인 특성을 벗어나 최대 휘도 또는 최소 휘도에서 그 휘도가 역전되는 현상의 발생을 방지한다.
또한, 오프셋을 조정한 후 증폭함으로써 1개의 픽셀에 대하여 미세한 광량 변화까지 감지 가능하도록 하여 보상의 정확성을 높이는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 휘도와 구동 신호 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 변조광이 상기 휘도를 가지도록 설정된 구동전압에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기의 시간에 따른 물리적 변형을 보상하는 방법에 있어서,
    (a) 영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내에 보상 구동 패턴을 광변조기에 출력하는 단계;
    (b) 상기 보상 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 제1 샘플링 휘도를 측정하는 단계;
    (c) 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴을 출력하는 단계;
    (d) 상기 피드백 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 샘플링 휘도를 측정하는 단계;
    (e) 상기 제1 샘플링 휘도와 상기 제2 샘플링 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하는 단계; 및
    (f) 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 피드백 샘플링 휘도로부터 상기 광변조기에서의 상기 구동 신호에 대한 상기 휘도의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 단계를 포함하는 광변조기 보상 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (g) 소정 수의 영상 프레임 경과 때까지 상기 단계 (c) 내지 (f)를 반복하는 단계를 더 포함하는 광변조기 보상 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정 수의 영상 프레임 경과 때마다 상기 단계 (a) 내지 (g)를 반복하는 것을 특징으로 하는 광변조기 보상 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정 수의 영상 프레임 경과 때마다 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 보상 구동 패턴을 인가하는 픽셀의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 광변조기 보상 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 구동 패턴은 최대 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고,
    상기 단계 (f)는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정하는 것을 특징으로 하는 광변조기 보상 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피드백 구동 패턴은 최소 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고,
    상기 단계 (f)는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정하는 것을 특징으로 하는 광변조기 보상 방법.
  7. 인가되는 구동 신호에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조 광을 출력하는 광변조기;
    영상 제어 신호에 따른 구동 신호를 상기 광변조기에 제공하는 구동 회로;
    상기 변조광을 스크린 상의 소정 위치에 투사하는 스캐너;
    영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내의 피드백 구동 패턴에 상응하는 구동 신호에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제1 샘플링 휘도 및 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내의 보상 구동 패턴에 상응하는 구동 신호에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 샘플링 휘도를 측정하는 광 검출부; 및
    상기 구동 신호와 상기 변조광의 휘도 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 상기 변조광이 소정의 휘도를 가지도록 기설정된 상기 구동 신호가 상기 광변조기에 인가되도록 하는 상기 영상 제어 신호를 상기 구동 회로로 출력하고, 상기 제1 샘플링 휘도 및 상기 제2 샘플링 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하며, 상기 피드백 샘플링 휘도와 상기 피드백 구동 패턴으로부터 상기 광변조기에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 제어부를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스캐너로 향하는 상기 변조광의 방향을 변화시키는 광 방향 변환기를 더 포함하되,
    상기 광 검출부는 상기 광 방향 변환기에 의해 방향이 변화된 변조광을 입사 받는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 방향이 변화된 변조광 중 소정 차수의 회절광만을 통과시키는 슬릿을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 광 검출부는 상기 변조광 중 상기 스캐너에 입사되는 회절광 이외의 차수의 회절광을 입사받는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 샘플링 휘도 중 적어도 하나의 오프셋(offset)을 조정하고 상기 적어도 하나의 샘플링 휘도를 증폭시키는 측정부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측정부는
    상기 광 검출부로부터의 출력 전류를 전압으로 변환하는 전류-전압 변환부와,
    변환된 상기 전압으로부터 상기 오프셋에 상응하는 오프셋 전압을 제거한 후 증폭하는 오프셋 조정단과, 그리고
    증폭된 상기 전압을 디지털 변환하는 디지털 변환부를 포함하는 디스플레이 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 피드백 구동 패턴은 최대 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고,
    상기 제어부는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  14. 제7항에 있어서,
    상기 피드백 구동 패턴은 최소 휘도에서의 구동 신호를 중심으로 대칭적인 2n 개의 피드백 구동 신호를 포함하고, 상기 보상 구동 패턴은 상기 피드백 구동 신호들의 중간값인 2n개의 보상 구동 신호를 포함하며, 상기 n은 자연수이고,
    상기 제어부는 전단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 피드백 샘플링 휘도의 합과, 후단의 n개의 피드백 구동 신호 및 n개의 보상 구동 신호에 의한 보상 샘플링 휘도의 합을 비교하여 상기 참조표에서의 상기 구동 신호와 상기 휘도 간의 관계를 재조정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  15. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는 N개의 영상 프레임이 경과할 때마다 상기 N개의 블랭크 시간 중 어느 하나를 상기 제1 블랭크 시간으로, 나머지 (N-1)개의 블랭크 시간을 상기 제2 블랭크 시간으로 설정하며, 상기 N은 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 N개의 영상 프레임 경과 때마다 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 보상 구동 패턴을 인가하는 픽셀의 위치를 변화시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  17. 휘도와 구동 신호 간의 관계를 나타내는 참조표에 따라 변조광이 상기 휘도를 가지도록 설정된 구동전압에 따라 광원으로부터의 입사광의 휘도를 변화시킨 변조광을 출력하는 광변조기의 시간에 따른 물리적 변형을 보상하기 위해 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며, 상기 컴퓨터에 의해 판독될 수 있는 기록 매체로서,
    (a) 영상 프레임 간의 제1 블랭크 시간 내에 보상 구동 패턴을 광변조기에 출력하는 단계;
    (b) 상기 보상 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 제1 휘도를 측정하는 단계;
    (c) 영상 프레임 간의 제2 블랭크 시간 내에 피드백 구동 패턴을 출력하는 단계;
    (d) 상기 피드백 구동 패턴에 따라 상기 광변조기로부터 출력되는 변조광의 제2 휘도를 측정하는 단계;
    (e) 상기 제1 휘도와 상기 제2 휘도로부터 피드백 샘플링 휘도를 산출하는 단계; 및
    (f) 상기 피드백 구동 패턴 및 상기 피드백 샘플링 휘도로부터 상기 광변조기에서의 상기 구동 신호에 대한 상기 휘도의 관계를 재산출하여 상기 참조표를 갱신하는 단계를 포함하는 광변조기 보상 방법을 수행하는 프로그램이 기록된 기록 매체.
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JP2003279887A (ja) 2002-03-22 2003-10-02 Nec Viewtechnology Ltd Ｄｍｄプロジェクターとその映像信号補正方法
KR20060051288A (ko) * 2004-09-14 2006-05-19 캐논 가부시끼가이샤 표시장치 및 표시방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003279887A (ja) 2002-03-22 2003-10-02 Nec Viewtechnology Ltd Ｄｍｄプロジェクターとその映像信号補正方法
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