KR100892068B1 - Scanning color display apparatus which can control gamma, color image controlling method and recordable medium thereof - Google Patents
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Abstract
광원; 상기 광원으로부터 조사되는 색광을 광변조기 제어신호에 따라 변조한 1차원 주사선의 변조빔을 생성하는 1차원 광변조기 소자; 상기 변조빔을 스캐너 제어신호에 따라 스크린 상의 소정 위치에 투사하는 스캐너; 및 영상 신호를 입력받으며, 상기 영상 신호로부터 추출된 입력 광강도 정보를 감마 변수이 조정된 기준 광강도 정보로 변환하고, 상기 기준 광강도 정보에 대응하는 상기 광변조기 제어신호와 상기 광변조기 제어 신호에 따른 상기 스캐너의 회전각도를 제어하는 상기 스캐너 제어신호를 각각 상기 1차원 광변조기 소자 및 상기 스캐너에 전달하여 제어하는 영상 제어 회로를 포함하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치가 제공될 수 있다. 광강도 대비 구동전압의 구성이 선형적인 구동 집적회로를 통해 입력신호에 대하여 디지털적으로 전처리 연산을 함으로써 입력신호 대비 광량의 관계를 임의의 비선형적 관계로 변환시킬 수 있다.Light source; A one-dimensional optical modulator element for generating a modulated beam of one-dimensional scan line modulated with the color light emitted from the light source according to an optical modulator control signal; A scanner for projecting the modulated beam to a predetermined position on a screen according to a scanner control signal; And receiving an image signal, converting input light intensity information extracted from the image signal into reference light intensity information with a gamma variable adjusted, and applying the optical modulator control signal and the optical modulator control signal corresponding to the reference light intensity information. The scanning color display apparatus may include an image control circuit configured to transmit and control the scanner control signal for controlling the rotation angle of the scanner to the one-dimensional optical modulator element and the scanner, respectively. It is possible to convert the relationship between the amount of light and the input signal into an arbitrary nonlinear relationship by digitally preprocessing the input signal through a linear driving integrated circuit having a light intensity to drive voltage configuration.
감마, 스캐닝, 컬러 영상, 참조표, 휘도 Gamma, Scanning, Color Image, Reference Table, Luminance
Description
도 1은 일반 구동 집적회로에서의 광강도 대(對) 구동전압(V) 간의 관계 및 광강도 대(對) 밝기의 관계를 나타낸 그래프.1 is a graph showing a relationship between light intensity versus driving voltage (V) and light intensity versus brightness in a general driving integrated circuit.
도 2는 선형적인 특성을 가지는 구동 집적회로에서의 광강도 대(對) 구동전압(V) 간의 관계 및 광강도 대(對) 밝기의 관계를 나타낸 그래프.2 is a graph showing a relationship between light intensity versus driving voltage (V) and light intensity versus brightness in a driving integrated circuit having a linear characteristic.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 1차원 광변조기 소자를 포함하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치의 구성도. 3 is a block diagram of a scanning color display device including a one-dimensional optical modulator device according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6은 1차원 광변조기 소자에 포함되는 마이크로 미러 및 변조 원리를 나타낸 도면.4 to 6 is a view showing the micro mirror and modulation principle included in the one-dimensional optical modulator element.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컬러 영상 제어 방법의 흐름도.7 is a flowchart of a color image control method according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 8은 1차원 광변조기 소자(130)에서 구동전압(V), 마이크로 미러(20)의 변위(H) 및 밝기(I)의 관계를 나타낸 그래프.8 is a graph showing the relationship between the driving voltage (V), the displacement (H) and the brightness (I) of the
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 입력 광강도 정보와 기준 광 강도 정보 간의 감마 변수을 반영한 변환 관계를 나타낸 그래프.9 is a graph illustrating a conversion relationship reflecting a gamma variable between input light intensity information and reference light intensity information according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 입력 광강도 정보 대비 변조빔의 밝기 곡선을 나타낸 도면.10 is a view showing the brightness curve of the modulation beam compared to the input light intensity information according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110 : 광원110: light source
130 : 1차원 광변조기 소자130: 1-D optical modulator element
150 : 스캐너150: scanner
170 : 스크린170: screen
180 : 영상 제어 회로180: image control circuit
20 : 마이크로 미러20: micro mirror
본 발명은 스캐닝 컬러 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차원 회절형 광변조기 소자에 포함되는 구동 집적회로에 디지털적으로 전처리를 하여 감마 변수의 조정이 가능한 스캐닝 컬러 디스플레이 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a scanning color display device, and more particularly, to a scanning color display device and a method thereof, in which a gamma parameter can be adjusted by digitally preprocessing a driving integrated circuit included in a one-dimensional diffractive optical modulator device. will be.
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. Recently, with the development of display technology, the demand for the implementation of large images is increasing day by day. Currently, most large image display devices (mainly projectors) use liquid crystals as optical switches. Compared with the CRT projectors of the past, it is small and inexpensive, and the optical system is simple and used. However, it is pointed out that a large amount of light loss occurs because light from the light source is transmitted through the liquid crystal plate to the screen. Therefore, a brighter image can be obtained by reducing light loss by utilizing a micromachine such as an optical modulator element using reflection.
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.Micromachines are extremely small machines that are difficult to discern with the naked eye. Also known as MEMS (Micro Electro Mechanical System), it can be called microelectromechanical system or device. It is mainly made by applying semiconductor manufacturing technology. It is applied to various information equipment parts such as magnetic and optical heads using micro-optics and limiting devices, and it is also applied to biomedical field and semiconductor manufacturing process using various micro fluid control technologies. Micromachines can be divided into micro-sensors that function as sensing elements, micro-actuators as driving devices, and miniature machines that serve as energy transfer devices.
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. MEMS is applied to the optical field as one of various application fields. MEMS technology enables the fabrication of optical components smaller than 1mm, enabling ultra-compact optical systems.
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.Micro-optical components such as optical modulator elements and micro lenses, which are miniature optical systems, have been adopted and applied to communication devices, displays, and recording devices due to advantages such as fast response speed, small loss, and ease of integration and digitization.
디스플레이의 일종인 스캐닝 컬러 디스플레이 장치에 사용되는 1차원 광변조기 소자는 구동 집적회로와 복수개의 마이크로 미러로 구성된다. 하나 이상의 마이크로 미러가 모여 투사 영상의 한 화소를 표현하게 된다. The one-dimensional optical modulator element used in the scanning color display device, which is a kind of display, is composed of a driving integrated circuit and a plurality of micro mirrors. One or more micromirrors are gathered to represent one pixel of the projected image.
이때 한 화소의 광강도 즉, 광강도를 표현하기 위해서 마이크로 미러는 구동집적회로로부터 인가되는 구동전압에 비례하여 그 변위가 바뀜으로써 회절광의 광량을 변화시킨다. 여기서, 구동 집적회로는 입력신호에 대하여 특정의 관계를 가지는 구동전압을 생성한다. 그리고 회절광의 광량은 구동전압 대비 특정한 비선형적 관계를 가지게 된다. In this case, in order to express the light intensity of one pixel, that is, the light intensity, the micromirror changes the amount of diffracted light by changing its displacement in proportion to the driving voltage applied from the driving integrated circuit. Here, the driving integrated circuit generates a driving voltage having a specific relationship with respect to the input signal. The amount of diffracted light has a specific nonlinear relationship with the driving voltage.
도 1은 일반 구동 집적회로에서의 광강도 대(對) 구동전압(V) 간의 관계 및 광강도 대(對) 밝기의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 2는 선형적인 특성을 가지는 구동 집적회로에서의 광강도 대(對) 구동전압(V) 간의 관계 및 광강도 대(對) 밝기의 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a graph illustrating a relationship between light intensity versus driving voltage (V) and light intensity versus brightness in a general driving integrated circuit, and FIG. It is a graph showing the relationship between the light intensity versus the driving voltage (V) and the relationship between the light intensity versus the brightness.
도 1에서의 일반 구동 집적회로는 LCD 디스플레이 장치에서 사용되고 있다. 일반 구동 집적회로에서의 광강도 대 구동전압의 관계는 아크코사인(arccosine) 함수 형태이고, 이에 따라 광강도 대 밝기의 관계는 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 일차함수 형태로 고정되어 있다. The general driving integrated circuit in FIG. 1 is used in an LCD display device. In general driving integrated circuits, the relationship between the light intensity and the driving voltage is in the form of an arccosine function, and thus, the relationship between the light intensity and the brightness is fixed in the form of a linear function as shown in FIG. .
도 2에서는 1차원 광변조기 소자를 사용하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치에서의 구동 집적회로에서의 광강도 대 구동전압 간의 관계를 나타낸다. 구동 집적회로에서의 광강도 대 구동전압의 관계는 일차함수 형태이고, 이에 따라 광강도 대 밝기의 관계는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 아크코사인 함수 형태로 고정되어 있다.2 shows the relationship between the light intensity versus the driving voltage in the driving integrated circuit in the scanning color display device using the one-dimensional optical modulator element. The relationship between the light intensity and the driving voltage in the driving integrated circuit is in the form of a linear function, and thus the relationship between the light intensity and the brightness is fixed in the form of an arc cosine function as shown in FIG.
즉, 광강도에 대한 밝기의 관계가 고정되어 있어 사용자가 원하는 임의의 휘도 특성을 가지는 영상을 표현하는 것에는 한계가 있는 문제점이 있다. That is, there is a limit in expressing an image having an arbitrary luminance characteristic desired by a user because the relationship of brightness to light intensity is fixed.
따라서, 본 발명은 광강도 대비 구동전압의 구성이 선형적인 구동 집적회로를 통해 입력신호에 대하여 디지털적으로 전처리 연산을 함으로써 입력신호 대비 광량의 관계를 임의의 비선형적 관계로 변환시킬 수 있는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치, 컬러 영상 제어 방법 및 컬러 영상 제어 기록 매체를 제공한다. Accordingly, the present invention provides a scanning color capable of converting the relationship between the amount of light and the input signal into an arbitrary nonlinear relationship by digitally preprocessing the input signal through a linear driving integrated circuit having a light intensity versus drive voltage. A display apparatus, a color image control method, and a color image control recording medium are provided.
또한, 본 발명은 1차원 광변조기 소자가 표현하는 투사 영상의 휘도 특성을 사용자가 선호하는 형태의 감마 곡선으로 손쉽게 바꿀 수 있는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치, 컬러 영상 제어 방법 및 컬러 영상 제어 기록 매체를 제공한다.In addition, the present invention provides a scanning color display apparatus, a color image control method, and a color image control recording medium which can easily change the luminance characteristic of a projection image represented by a 1D optical modulator device into a gamma curve of a user's preferred form. .
또한, 본 발명은 참조표(LookUp Table)을 이용하여 입력신호를 디지털적으로 빠르게 전처리 연산할 수 있는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치, 컬러 영상 제어 방법 및 컬러 영상 제어 기록 매체를 제공한다.The present invention also provides a scanning color display apparatus, a color image control method, and a color image control recording medium capable of quickly and digitally preprocessing an input signal using a lookup table.
본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention will be readily understood through the following description.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광원; 상기 광원으로부터 조사되는 색광을 광변조기 제어신호에 따라 변조한 1차원 주사선의 변조빔을 생성하는 1차원 광변조기 소자; 상기 변조빔을 스캐너 제어신호에 따라 스크린 상의 소정 위치에 투사하는 스캐너; 및 영상 신호를 입력받으며, 상기 영상 신호로부터 추출된 입력 광강도 정보를 감마 변수이 조정된 기준 광강도 정보로 변환하고, 상기 기준 광강도 정보에 대응하는 상기 광변조기 제어신호와 상기 광변조기 제어 신호에 따른 상기 스캐너의 회전각도를 제어하는 상기 스캐너 제어신호를 각각 상기 1차원 광변조기 소자 및 상기 스캐너에 전달하여 제어하는 영상 제어 회로를 포함하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, a light source; A one-dimensional optical modulator element for generating a modulated beam of one-dimensional scan line modulated with the color light emitted from the light source according to an optical modulator control signal; A scanner for projecting the modulated beam to a predetermined position on a screen according to a scanner control signal; And receiving an image signal, converting input light intensity information extracted from the image signal into reference light intensity information with a gamma variable adjusted, and applying the optical modulator control signal and the optical modulator control signal corresponding to the reference light intensity information. The scanning color display apparatus may include an image control circuit configured to transmit and control the scanner control signal for controlling the rotation angle of the scanner to the one-dimensional optical modulator element and the scanner, respectively.
바람직하게는, 상기 입력 광강도 정보 및 상기 기준 광강도 정보는 각각 상기 1차원 주사선을 구성하는 각 화소의 광강도일 수 있다.Preferably, the input light intensity information and the reference light intensity information may be light intensity of each pixel constituting the one-dimensional scan line, respectively.
또한, 상기 1차원 광변조기 소자는, 상기 광변조기 제어신호에 따라 구동전압을 생성하는 구동 집적회로; 및 상기 구동전압에 따라 변화되는 변위에 의해 입사된 상기 빔을 변조하여 상기 변조빔을 생성하는 복수개의 마이크로 미러를 포함할 수 있다. The one-dimensional optical modulator device may further include a driving integrated circuit configured to generate a driving voltage according to the optical modulator control signal; And a plurality of micro mirrors configured to generate the modulated beam by modulating the beam incident by the displacement that is changed according to the driving voltage.
여기서, 상기 구동전압은 상기 기준 광강도 정보에 비례할 수 있다. 그리고 상기 마이크로 미러는 상기 구동전압에 비례하여 그 변위가 변화할 수 있다.Here, the driving voltage may be proportional to the reference light intensity information. In addition, the micromirror may change its displacement in proportion to the driving voltage.
또한, 상기 마이크로 미러에 의한 변조빔의 밝기와 상기 변위의 관계는 코사인(cosine) 함수 형태로 나타날 수 있다. 여기서, 상기 코사인 함수는 이고, I는 상기 변조빔의 밝기, Io는 상기 변조빔의 평균 밝기, λ는 상기 변조빔의 파장, H는 상기 구동전압에 의한 변위변화량, Ho는 상기 마이크로 미러의 초기 변위이고, +부호는 상기 변조빔이 0차 회절광인 경우이고, -부호는 상기 변조빔이 ±1차 회절광인 경우이다.In addition, the relationship between the brightness of the modulation beam and the displacement by the micromirror may be represented by a cosine function. Here, the cosine function I is the brightness of the modulation beam, I o is the average brightness of the modulation beam, λ is the wavelength of the modulation beam, H is the amount of displacement change by the driving voltage, H o is the initial displacement of the micromirror, + The sign is the case where the modulated beam is zero-order diffracted light, and the sign-is the case where the modulated beam is ± first-order diffracted light.
그리고 상기 기준 광강도 정보 및 상기 입력 광강도 정보의 관계는 상기 코사인 함수의 역함수형태로 나타날 수 있다. 여기서, 상기 역함수는 이고, Bstd 는 기준 광강도 정보, Binput 은 입력 광강도 정보, N은 상기 기준 광강도 정보의 분해능, 는 상기 감마 변수, 이고, +부호는 상기 변조빔이 0차 회절광인 경우이고, -부호는 상기 변조빔이 ±1차 회절광인 경우이다. The relationship between the reference light intensity information and the input light intensity information may be represented as an inverse function of the cosine function. Here, the inverse function B std is reference light intensity information, B input is input light intensity information, N is resolution of the reference light intensity information, Is the gamma variable, Where + is the case where the modulated beam is zero-order diffracted light, and-is the case where the modulated beam is ± first-order diffracted light.
바람직하게는, 상기 영상 제어 회로는 상기 감마 변수에 따른 상기 입력 광강도 정보 및 상기 기준 광강도 정보 간의 대응관계를 저장한 참조표(Look Up Table)을 가지고 있고, 상기 참조표에 의해 상기 입력 광강도 정보로부터 상기 기준 광강도 정보로의 변환을 수행할 수 있다. Preferably, the image control circuit has a look-up table storing a correspondence between the input light intensity information and the reference light intensity information according to the gamma variable, and the input light by the reference table The conversion from the intensity information to the reference light intensity information may be performed.
또한, 상기 기준 광강도 정보의 분해능이 상기 입력 광강도 정보의 분해능보다 높을 수 있다.In addition, the resolution of the reference light intensity information may be higher than the resolution of the input light intensity information.
그리고 상기 감마 변수는 조정 가능하다. And the gamma variable is adjustable.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 광원과, 상기 광원으로부터 조사되는 색광을 변조한 1차원 주사선의 변조빔을 생성하는 1차원 광변조기 소자와, 상기 변조빔을 스크린 상의 소정 위치에 투사하는 스캐너를 포함하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치의 영상을 제어하는 방법에 있어서, (a) 상기 색광에 대한 입력 광강도 정보를 포함하는 영상 신호를 입력받는 단계; (b) 상기 영상 신호로부터 상기 입력 광강도 정보를 추출하는 단계; (c) 상기 입력 광강도 정보를 기준 광강도 정보로 변환하는 단계; 및 (d) 상기 기준 광강도 정보에 따라 상기 색광을 상기 1차원 광변조기 소자가 변조하게 하고 상기 스캐너를 통해 상기 스크린 상에 투사되게 하는 단계를 포함하는 컬러 영상 제어 방법이 제공될 수 있다.In order to achieve the above objects, according to another aspect of the present invention, there is provided a light source, a one-dimensional optical modulator element for generating a modulated beam of one-dimensional scanning line modulating color light emitted from the light source, and the modulated beam on a screen. A method of controlling an image of a scanning color display device including a scanner projecting at a position, the method comprising: (a) receiving an image signal including input light intensity information on the color light; (b) extracting the input light intensity information from the video signal; (c) converting the input light intensity information into reference light intensity information; And (d) causing the one-dimensional light modulator device to modulate the color light according to the reference light intensity information, and to project the color light onto the screen through the scanner.
바람직하게는, 상기 단계 (c)는 상기 감마 변수에 따른 상기 입력 광강도 정보 및 상기 기준 광강도 정보 간의 대응관계를 저장한 참조표에 의해 상기 입력 광강도 정보로부터 상기 기준 광강도 정보로의 변환을 수행할 수 있다. Preferably, the step (c) converts the input light intensity information from the reference light intensity information by a reference table storing a correspondence relationship between the input light intensity information and the reference light intensity information according to the gamma variable. Can be performed.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상술한 컬러 영상 제어 방법을 수행하는 컴퓨터에서 판독할 수 있고 실행 가능한 코드가 기록된 컬러 영상 제어 기록 매체가 제공될 수 있다.In order to achieve the above objects, according to another aspect of the present invention, a color image control recording medium having a computer readable and executable code recorded thereon may be provided.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스캐닝 컬러 디스플레이 장치, 컬러 영상 제어 방법 및 컬러 영상 제어 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.Hereinafter, exemplary embodiments of a scanning color display apparatus, a color image control method, and a color image control recording medium according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Numbers (eg, first, second, etc.) used in the description of the present specification are merely identification symbols for sequentially distinguishing identical or similar entities.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 1차원 광변조기 소자를 포함하는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치의 구성도이다. 도 4 내지 도 6은 1차원 광변조기 소자에 포함되는 마이크로 미러 및 변조 원리를 나타낸 도면이다. 3 is a block diagram of a scanning color display device including a 1D optical modulator device according to an exemplary embodiment of the present invention. 4 to 6 are diagrams showing the micro mirror and modulation principle included in the one-dimensional optical modulator device.
도 3을 참조하면, 스캐닝 컬러 디스플레이 장치는 광원(110), 조명 광학계(120), 1차원 광변조기 소자(130), 릴레이 광학계(140), 스캐너(150), 투사 광학계(160), 스크린(170) 및 영상 제어 회로(180)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the scanning color display apparatus includes a
광원(110)은 스크린(170)에 영상이 투사될 수 있도록 빔을 조사한다. 광원(110)은 백색광을 조사할 수도 있고, 빛의 삼원색인 적색광, 녹색광 또는 청색광 중의 어느 하나를 조사할 수도 있다. 바람직하게는 광원(110)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.The
조명 광학계(120)는 광원(110)에서 투사되는 빔의 방향을 소정의 각도로 반사시켜 1차원 광변조기 소자(130)에 빔이 집중되도록 한다. 색분리부(미도시)에 의해 색분리가 이루어진 경우에는 상기 빔이 집중되도록 하는 기능이 추가될 수 있다. The illumination
1차원 광변조기 소자(130)는 조명 광학계(120)를 통해서 조사되는 빔을 영상 제어 회로(180)로부터 수신한 광변조기 제어신호에 따라 변조하여 회절광인 변 조빔을 생성한다. 1차원 광변조기 소자(130)는 표시될 영상의 수직 주사선 중 어느 하나에 상응하여 광강도를 제어하거나 수평 주사선 중 어느 하나에 상응하여 광강도를 제어한다. The one-dimensional
이하에서는 1차원 광변조기 소자(130)가 하나의 프레임(frame)을 형성하는 영상에 있어서 수직 주사선 중 어느 하나에 대응하는 것을 가정하여 설명하지만, 수평 주사선에 대해서도 가능함은 물론이다. In the following description, it is assumed that the one-dimensional
1차원 광변조기 소자(130)는 복수개의 마이크로 미러를 포함한다. The one-dimensional
도 4를 참조하면, 마이크로 미러(20)는 기판(1), 절연층(2), 희생층(3), 리본 구조물(4) 및 압전체(5)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 4, the
도 5의 (a) 및 (b)는 도 4에서 A 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다. 빛의 파장이 λ인 경우 마이크로 미러(20)가 변형되지 않은 상태에서(어떠한 전압도 인가되지 않은 상태에서) 상부 반사층(4a)이 형성된 리본 구조물(4)과 하부 반사층(2a)이 형성된 절연층(2) 간의 간격은 λ/2와 같다. 따라서 리본 구조물(4)과 절연층(2)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ와 같아서 0차 회절광(즉, 반사광)은 보강 간섭을 하고, ±1차 회절광은 상쇄 간섭을 한다(도 5의 (a) 참조). 5 (a) and 5 (b) are sectional views showing an enlarged portion A in FIG. When the wavelength of light is λ, the insulating layer on which the
또한, 적정 전압이 압전체(5)에 인가될 때, 리본 구조물(4)이 압전체(5)에서 발생한 압력에 의해 절연층(2) 쪽으로 이동하거나 또는 그 반대 방향으로 이동하게 된다. 이때 리본 구조물(4)과 하부 반사층(2a)이 형성된 절연층(2) 간의 간격은 λ/4 또는 3λ/4와 같게 된다. 따라서 리본 구조물(4)과 절연층(2)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ/2와 같아서 0차 회절광은 상쇄 간섭을 하고 ±1 차 회절광은 보강 간섭을 한다(도 3의 (b) 참조). In addition, when a proper voltage is applied to the
즉, 0차 회절광을 이용하는 경우에는 회절광의 경로차가 λ/2의 짝수배인 경우에 보강 간섭으로 인해 최대 밝기를 가지고, λ/2의 홀수배인 경우에 상쇄 간섭으로 인해 최소 밝기를 가진다. That is, in the case of using the 0th order diffracted light, it has the maximum brightness due to constructive interference when the path difference of the diffracted light is an even multiple of λ / 2, and has the minimum brightness due to the destructive interference when an odd multiple of λ / 2.
그리고 ±1차 회절광을 이용하는 경우에는 회절광의 경로차가 λ/2의 짝수배인 경우에 상쇄 간섭으로 인해 최소 밝기를 가지고, λ/2의 홀수배인 경우에 보강 간섭으로 인해 최대 밝기를 가진다.In the case of using the ± 1st order diffracted light, when the path difference of the diffracted light is an even multiple of [lambda] / 2, it has a minimum brightness due to the destructive interference, and has a maximum brightness due to constructive interference when an odd multiple of [lambda] / 2.
필요에 따라 마이크로 미러(20)는 0차 회절광 또는 ±1차 회절광을 이용하고, 그에 따른 간섭의 원리는 전술한 바와 같다. 이러한 간섭의 결과를 이용하여, 마이크로 미러(20)는 입사되는 빔의 광량을 조절하여 신호를 빛에 실을 수 있다. 여기서 희생층(3)의 일부가 식각되지 않고 리본 구조물(4)을 지지하는데 사용된다.If necessary, the
도 4에 도시된 마이크로 미러(20)는 수직 주사선을 구성하는 복수 개의 화소(pixel) 중에서 어느 하나의 화소를 담당하여 그레이 스케일(gray scale) 즉, 광강도를 조절한다. The
도 6을 참조하면, 하나의 화소를 담당하는 도 4에 도시된 마이크로 미러(20-1, 20-2, …, 20-m)가 복수 개(여기서는 m(자연수) 개) 모여서 1차원 광변조기 소자(130)를 형성한다. 1차원 광변조기 소자(130)는 마이크로 미러(20-1, 20-2, …, 20-m)가 병렬로 복수 개 모여서 간섭 원리에 의해 일정한 입사빔에 대하여 다양한 신호 크기를 가지는 회절광 즉, 변조빔을 생성하게 되고, 신호를 빛에 실을 수 있는 장치로써, 상술한 바와 같이 1차원 영상 라인인 수직 주사선을 담당하는 장치 를 통칭한다. Referring to FIG. 6, a plurality of micromirrors 20-1, 20-2,..., 20-m illustrated in FIG. 4, which is one pixel, are gathered together (here m (natural numbers)) to form a one-dimensional optical modulator. The
이하 1차원 광변조기 소자(130)는 m(m은 자연수)개의 화소로 구성된 수직 주사선 즉, 1차원 영상 라인을 담당하는 것으로 설명하지만, 수평 주사선을 담당할 수도 있음은 물론이다.Hereinafter, the one-dimensional
1차원 광변조기 소자(130)는 광변조기 제어신호에 포함된 수직 주사선을 구성하는 각 화소의 광강도 정보에 따라 각 화소의 구동전압을 생성하는 구동 집적회로 및 구동 집적회로에서 생성된 구동전압에 따라 빛의 간섭 또는 회절 원리를 이용하여 광강도가 변조된 회절광인 변조빔을 생성하는 복수 개의 마이크로 미러(20-1, 20-2, …, 20-m)로 구성된다. The one-dimensional
복수 개의 마이크로 미러(20-1, 20-2, …, 20-m)는 수직 주사선을 구성하는 화소의 수와 동일한 것이 바람직하다. 변조된 회절광은 추후 스크린(170)에 투사될 수직 주사선의 영상정보(즉, 광강도 정보)가 반영된 빛이다. 여기서, 회절광은 0차 회절광 또는 ±1차 회절광일 수 있다.릴레이 광학계(140)는 1차원 광변조기 소자(130)에서 생성된 변조빔을 스캐너(150)에 전달되도록 해준다. 하나 이상의 렌즈가 포함될 수 있으며, 필요에 따라 배율을 조절하여 1차원 광변조기 소자(130)의 크기와 스캐너(150)의 크기에 맞도록 하여 변조빔을 전달한다. Preferably, the plurality of micro mirrors 20-1, 20-2, ..., 20-m is equal to the number of pixels constituting the vertical scanning line. The modulated diffracted light is light in which image information (ie, light intensity information) of a vertical scan line to be projected on the
스캐너(scanner)(150)는 릴레이 광학계(140)를 거쳐 입사되는 변조빔을 소정 각도로 반사시켜 스크린(170)에 투사한다. 이때 소정 각도는 영상 제어 회로(180)로부터 수신되는 스캐너 제어신호에 의해 정해진다. 스캐너 제어신호는 광변조기 제어신호와 동기하여 광변조기 제어신호에 상응하는 스크린(170) 상의 수직 주사선 위치에 변조빔이 투사될 수 있는 각도로 스캐너(150)를 회전시킨다. The
스캐너(150)는 갈바노 스캐너(galvanometer scanner) 또는 폴리곤 미러 스캐너(polygon mirror scanner)일 수 있다. 갈바노 스캐너는 사각형 판자 형태를 가지고 있으며, 일면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 소정 각도 범위 내에서 좌우로 회전을 하며, 본 발명에서는 좌 또는 우 중 어느 한방향 또는 좌우 양방향으로 회전할 때에 입사되는 빛의 반사각을 변화시켜 스크린(170)에 영상을 투사한다. 폴리곤 미러스캐너는 다각 기둥 형태를 가지고 있으며, 다각 기둥의 옆면에 미러가 부착되어 있다. 축을 중심으로 일방향으로 회전하며 각 옆면에 부착된 미러가 회전에 의해 입사되는 빛의 반사각을 변화시켜 스크린(170)에 영상을 투사한다. The
투사 광학계(160)는 스캐너(150)에 의해 반사된 변조빔이 스크린(170) 상에 투사되도록 한다. 투사 렌즈(projection lens)(미도시)를 포함한다. The
영상 제어 회로(180)는 하나의 프레임(frame)에 해당하는 영상신호를 입력받고, 영상신호에 따라 1차원 광변조기 소자(130) 및 스캐너(150)를 제어한다. The
영상 제어 회로(180)는 프레임을 구성하는 각 화소의 광강도 정보(즉, 광강도)를 광변조기 제어신호로 변환하여 1차원 광변조기 소자(130)에 전달하고, 1차원 광변조기 소자(130)에 전달한 광변조기 제어신호에 상응하여 수직 주사선이 스크린(170) 상에서 제대로 투사되도록 스캐너(150)의 회전 각도를 조절하는 스캐너 제어신호 역시 동기하여 출력한다. 본 발명에서 하나의 프레임에 해당하는 복수의 수직 주사선이 모두 동일한 경우에 스캐너 제어신호는 스캐너(150)가 소정의 각속도를 가지고 회전하도록 하는 신호일 수 있다. The
여기서, 영상 제어 회로(180)는 영상신호로부터 입력 광강도 정보를 추출한다. 입력 광강도 정보를 후술할 변환방법에 따라 기준 광강도 정보로 변환하고, 기준 광강도 정보에 상응하는 광변조기 제어신호를 생성하여 1차원 광변조기 소자(130)에 전달한다. Here, the
본 발명에서 1차원 광변조기 소자(130)는 구동 집적회로와 복수개의 마이크로 미러(20)를 포함한다. 구동 집적회로는 영상 제어 회로(180)에서 인가되는 광변조기 제어신호에 따라 복수개의 마이크로 미러(20)의 변위를 변화시킬 복수개의 구동전압을 생성하여 각각의 마이크로 미러(20)에 전달한다. 여기서, 광변조기 제어신호에는 기준 광강도 정보가 포함되어 있다.In the present invention, the one-dimensional
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컬러 영상 제어 방법의 흐름도이고, 도 8은 1차원 광변조기 소자(130)에서 구동전압(V), 마이크로 미러(20)의 변위(H) 및 밝기(I)의 관계를 나타낸 그래프이다. 7 is a flowchart of a color image control method according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a driving voltage V, displacement H and brightness of the
도 7을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 컬러 영상 제어 방법은 다음과 같다. Referring to FIG. 7, a color image control method according to an exemplary embodiment of the present invention is as follows.
단계 S710에서, 영상 제어 회로(180)는 입력 광강도 정보를 포함하는 영상 신호를 입력받는다. In operation S710, the
단계 S720에서, 영상 신호로부터 입력 광강도 정보를 추출한다.In step S720, input light intensity information is extracted from the video signal.
단계 S730에서, 입력 광강도 정보를 감마 변수를 조정한 기준 광강도 정보로 변환한다.In step S730, the input light intensity information is converted into reference light intensity information by adjusting the gamma parameter.
단계 S740에서, 기준 광강도 정보를 광변조기 제어신호에 실어 1차원 광변조기 소자(130)에 인가하고, 이에 따라 1차원 광변조기(130)가 입사되는 색광을 변조하여 회절광인 변조빔을 생성하도록 하고, 이를 스캐너(150)를 통해서 스크린(170) 상에 투사하도록 한다. In step S740, the reference light intensity information is applied to the optical modulator control signal and applied to the one-dimensional
이때 단계 S730에서 입력 광강도 정보를 기준 광강도 정보로 변환하기 위한 변환식 또는 참조표를 획득하기 위한 방법을 도 8을 참조하여 설명한다. In this case, a method for obtaining a conversion equation or a reference table for converting input light intensity information into reference light intensity information in step S730 will be described with reference to FIG. 8.
도 8의 좌측 그래프를 살펴보면, 마이크로 미러(20)의 변위(H)와 구동전압(V)는 1차 함수의 관계에 있어 서로 비례한다. 즉, H = KV라는 식(510)을 만족한다. 즉, 마이크로 미러(20)의 양쪽 압전체(15)에 인가되는 구동전압(V)가 커지면 마이크로 미러(20)의 상하 방향의 이동 변위도 역시 비례하여 커지게 된다. Referring to the left graph of FIG. 8, the displacement H and the driving voltage V of the
도 8의 우측 그래프를 살펴보면, 복수개의 마이크로 미러(20)의 변위(H)와 변조된 변조빔의 밝기(I)는 코사인(cosine) 함수(520a, 520b)의 관계에 있음을 알 수 있다. Referring to the right graph of FIG. 8, it can be seen that the displacements H of the plurality of
상기 코사인(cosine) 함수는 하기의 수학식 1과 같다. The cosine function is shown in
여기서, I는 변조빔의 밝기, Io는 변조빔의 평균 밝기(즉, 최대값의 1/2), λ는 변조빔의 파장, H는 구동전압에 의한 마이크로 미러(20)의 변위변화량, Ho는 마이크로 미러(20)의 초기 변위이다. -는 변조빔이 0차 회절광인 경우이고, +는 변조빔이 ±1차 회절광인 경우이다. Where I is the brightness of the modulation beam, I o is the average brightness of the modulation beam (i.e. 1/2 of the maximum value), λ is the wavelength of the modulation beam, H is the displacement variation of the
도 4에 도시된 바와 같이 마이크로 미러(20)는 초기 제작시에 상부 반사층(4a)와 하부 반사층(2a)이 일정 간격만큼 떨어져 있다. 이 간격이 마이크로 미러(20)의 초기 변위인 Ho이다. 이후 구동전압이 인가되면, 마이크로 미러(20)는 상방향 또는 하방향으로 변위가 변화하게 되며, 이러한 변위의 변화량을 H라고 한다. 여기서, H는 상방향의 변화일 때는 양(+)의 값을, 하방향의 변화일 때는 음(-)의 값을 가진다. As shown in FIG. 4, the
마이크로 미러(20)의 변위 변화에 따라 상부 반사층(4a)와 하부 반사층(2a) 간의 간격은 H+Ho가 되고, 상부 반사층(4a)에서 반사된 빔과 하부 반사층(2a)에서 반사된 빔 간의 경로차는 2×(H+Ho)가 된다. The reflected beam from the upper reflection layer (4a) and the spacing between the lower reflection layer (2a) is a H + H o, the beam and the lower reflection layer (2a) reflected by the upper reflection layer (4a) according to the displacement variation of a micro mirror (20) The path difference between them becomes 2 × (H + H o ).
따라서, 이용하는 변조빔이 0차 회절광인 경우에는 경로차가 λ/2의 홀수배인 경우의 밝기가 최대(즉, Imax)가 되며, 경로차가 λ/2의 짝수배인 경우의 밝기는 최소(즉, Imin = 0)가 된다. 또는 이용하는 변조빔이 ±1차 회절광인 경우에는 경로차가 λ/2의 짝수배인 경우의 밝기가 최대(즉, Imax)가 되며, 경로차가 λ/2의 홀수배인 경우의 밝기는 최소(즉, Imin = 0)가 된다.Therefore, when the modulated beam to be used is zero-order diffracted light, the brightness when the path difference is an odd multiple of λ / 2 becomes maximum (that is, Imax), and the brightness when the path difference is an even multiple of λ / 2 is minimum (that is, , Imin = 0). Alternatively, when the modulated beam to be used is ± 1st order diffracted light, the brightness when the path difference is an even multiple of λ / 2 becomes maximum (that is, Imax), and the brightness when the path difference is an odd multiple of λ / 2 is minimum (that is, , Imin = 0).
도 8에 도시된 그래프에 의할 때 구동전압과 마이크로 미러(20)의 변위 간의 관계는 직선(즉, 일차 함수)의 관계를 가지고 있으며, 마이크로 미러(20)의 변위와 변조빔의 밝기 간의 관계는 상기한 수학식 1과 같은 정현파 형태의 코사인 함 수의 관계를 가지고 있다. 따라서, 상기 상관관계를 연결하면, 구동전압(V)과 변조빔의 밝기(I) 간의 관계는 정현파 형태의 코사인 함수의 관계를 가지게 된다. According to the graph shown in FIG. 8, the relationship between the driving voltage and the displacement of the
여기서, 영상 제어 회로(180)로부터 1차원 광변조기 소자(130)의 구동 집적회로에 입력되는 기준 광강도 정보는 광원(110)의 색광을 다양한 밝기를 가지도록 하는 기준 광강도를 포함한다. Here, the reference light intensity information input from the
구동 집적회로가 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 광강도 정보 대 구동전압의 관계가 일차함수의 관계를 가지도록 설계된 경우에, 광강도 정보 대 변조빔의 밝기가 도 2의 (b)에 도시된 바와 같은 관계를 가지게 된다. 영상 제어 회로(180)는 디지털적으로 전처리 연산을 거친 광강도 정보를 1차원 광변조기 소자(130)에 전달함으로써 임의의 휘도 특성을 가지도록 한다. When the driving integrated circuit is designed such that the relationship between the light intensity information and the driving voltage has a linear function, as shown in FIG. 2A, the brightness of the light intensity information versus the modulation beam is shown in FIG. It will have a relationship as shown in. The
영상신호에 포함된 입력 광강도 정보에 대한 휘도 특성은 일반적으로 하기의 수학식 2와 같다. The luminance characteristic of the input light intensity information included in the image signal is generally expressed by
여기서, I는 변조빔의 밝기, Binput은 입력 광강도 정보, 는 휘도 특성인 감마 변수를 의미한다. Where I is the brightness of the modulation beam, B input is the input light intensity information, Denotes a gamma variable that is a luminance characteristic.
감마 변수인 을 변화시킴에 따라 입력 광강도 정보(Binput)과 변조빔의 밝기(I) 간의 관계는 다양해지며, 상기 수학식 2의 관계를 만족시키도록 한다면 임의 의 휘도 특성을 가지는 투사 영상을 얻을 수 있게 된다. Gamma variable The relation between the input light intensity information (B input ) and the brightness (I) of the modulation beam is varied according to the change of, and if the relation of
영상 제어 회로(180)는 영상 신호로부터 추출한 입력 광강도 정보를 기준 광강도 정보로 변환한다. 기준 광강도 정보라 함은 일차함수의 특성을 가지는 구동 집적회로의 입력으로 사용되어 선형적인 구동전압을 획득할 수 있는 광강도 정보 즉, 기준 광강도를 의미한다. 기준 광강도는 구동 집적회로를 제작할 때 특정 구동전압이 획득되도록 구동전압과의 관계가 미리 결정되는 값이다. 본 발명에서는 일차함수의 관계를 가지게 된다. The
따라서, 영상 신호로부터 추출한 입력 광강도 정보를 구동 집적회로에 인가하기 위한 기준 광강도 정보로 변환한다. 이러한 변환에 사용자가 원하는 임의의 감마 변수()가 반영될 수 있도록 한다. Therefore, the input light intensity information extracted from the video signal is converted into reference light intensity information for applying to the driving integrated circuit. For these transformations, any gamma variable you want ( ) Can be reflected.
영상 신호로부터 추출한 입력 광강도 정보와 구동 집적회로에 인가하기 위한 광변조기 제어신호에 포함되는 기준 광강도 정보 간의 관계는 하기의 수학식 3과 같다. The relationship between the input light intensity information extracted from the image signal and the reference light intensity information included in the optical modulator control signal for applying to the driving integrated circuit is expressed by Equation 3 below.
이는 수학식 1과 수학식 2의 결합으로, Bstd 는 기준 광강도 정보, Binput 은 입력 광강도 정보, N은 기준 광강도 정보의 분해능, 는 감마 변수, 을 의미한다. +는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치에서 이용하는 변조빔 이 0차 회절광인 경우이고, -는 ±1차 회절광인 경우이다. This is a combination of
기준 광강도 정보의 분해능이라 함은, 일반적으로 제일 어두운 값과 제일 밝은 값 사이의 구분 정도를 의미한다. 기준 광강도 정보의 분해능은 입력 광강도 정보의 분해능보다 높은 것이 바람직하다. 예를 들어, 입력 광강도 정보가 8비트(bit) 즉, 256(=28)의 분해능을 가지고 있다면, 0 내지 255까지의 구분이 가능하고, 기준 광강도 정보는 10비트 즉, 0 내지 1023까지의 구분이 가능한 1024(=210)의 분해능을 가질 수 있다. 이는 1차원 광변조기 소자(130)의 구동 집적회로에서 출력되는 구동전압의 정밀도를 유지하기 위해서는 기준 광강도 정보의 분해능이 입력 광강도 정보의 분해능보다 높아야 유리하기 때문이다. 이는 후술할 도 11을 참조하여 상세히 설명한다. The resolution of the reference light intensity information generally means the degree of division between the darkest value and the brightest value. The resolution of the reference light intensity information is preferably higher than the resolution of the input light intensity information. For example, if the input light intensity information has a resolution of 8 bits, that is, 256 (= 2 8 ), it is possible to distinguish from 0 to 255, and the reference light intensity information is 10 bits, that is, 0 to 1023. It can have a resolution of 1024 (= 2 10 ) that can be distinguished up to. This is because the resolution of the reference light intensity information must be higher than the resolution of the input light intensity information in order to maintain the accuracy of the driving voltage output from the driving integrated circuit of the 1D
수학식 1에서 구동전압(V)와 변조빔의 밝기(I)와의 관계는 코사인 함수의 관계를 가지며, 수학식 2에서 변조빔의 밝기(I)와 입력 광강도 정보(Binput)은 지수함수의 관계를 가진다. 또한, 구동 집적회로의 선형적인 특성상 구동전압(V)와 기준 광강도 정보(Bstd)는 일차함수의 관계를 가지는 바 상기 수학식 3과 같은 입력 광강도 정보(Binput) 및 기준 광강도 정보(Bstd) 간의 관계가 성립한다.In
상기의 수학식 3을 기준 광강도 정보(Bstd)에 대해서 정리하면, 하기의 수학식 4와 같은 관계가 성립한다. When the above equation (3) is summarized with respect to the reference light intensity information (B std ), the relationship as shown in the following equation (4) is established.
여기서, +는 스캐닝 컬러 디스플레이 장치에서 이용하는 변조빔이 0차 회절광인 경우이고, -는 ±1차 회절광인 경우이다. Here, + is a case where the modulation beam used in the scanning color display device is 0th order diffracted light, and − is a case where ± 1st order diffraction light is used.
따라서, 상기한 수학식 4와 같은 관계식을 가지도록 입력 광강도 정보를 기준 광강도 정보로 변환한 뒤, 기준 광강도 정보를 광변조기 제어신호에 실어 1차원 광변조기 소자(130)에 전달하면 된다. Accordingly, the input light intensity information may be converted into reference light intensity information so as to have a relation as shown in
입력 광강도 정보 및 기준 광강도 정보의 변환에 대해서는 상기한 수학식 4에서 정해진 바와 같으므로, 영상 제어 회로(180)는 참조표(LookUp Table)의 형태로 입력 광강도 정보 및 기준 광강도 정보의 변환 관계를 미리 저장하고 있을 수 있다. 참조표 형태로 저장된 경우에, 입력 광강도 정보에 대응하여 신속하게 기준 광강도 정보를 검색하여 변환시킬 수 있으며, 영상 제어 회로(180)에서의 전처리 연산 과정이 생략되어 반응속도가 빨라질 수 있다.Since the conversion of the input light intensity information and the reference light intensity information is as defined in
본 발명에서는 변조빔의 밝기(I)와 입력 광강도 정보(Binput) 간의 관계가 수학식 2에서와 같은 지수 함수의 형태 이외에도 다른 함수 형태의 관계가 정의되면, 해당 정의에 따라 임의의 감마 변수로 인해 다양한 휘도 특성을 가지는 투사 영상을 표현할 수 있다.In the present invention, when the relationship between the brightness I of the modulation beam and the input light intensity information B input is defined in addition to the exponential function as shown in
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 입력 광강도 정보와 기준 광 강도 정보 간에 다양한 감마 변수를 반영한 변환 관계를 나타낸 그래프이다. 본 예에서는 입력 광강도 정보는 8 비트의 분해능을 가지고 있으며, 기준 광강도 정보는 10 비트의 분해능을 가지고 있는 것으로 가정하지만, 일 실시예일 뿐 다른 분해능을 가질 수도 있음은 물론이다. 기준 광강도 정보가 입력 광강도 정보에 비해 높은 분해능을 가지는 것이 1차원 광변조기 소자(130)의 구동 집적회로에서 출력되는 구동전압의 정밀도를 높이는데 유리하다. 9 is a graph illustrating a conversion relationship reflecting various gamma variables between input light intensity information and reference light intensity information according to an exemplary embodiment of the present invention. In this example, it is assumed that the input light intensity information has a resolution of 8 bits, and the reference light intensity information has a resolution of 10 bits. However, it is a matter of course that the input light intensity information has only a different resolution. It is advantageous for the reference light intensity information to have a higher resolution than the input light intensity information to increase the accuracy of the driving voltage output from the driving integrated circuit of the one-dimensional
상기한 수학식 4에 따라 각각의 감마 변수 1.2, 1.5, 1.8, 2.0이 적용된 기준 광강도 정보와 입력 광강도 정보 간의 대응 그래프 910, 920, 930, 940이다. 대응 그래프 중 어느 하나에 따라 영상 신호에 포함된 입력 광강도 정보를 기준 광강도 정보로 변환하고, 1차원 광변조기 소자(130)에 인가함으로써 사용자가 원하는 휘도 특성을 가지는 컬러 영상을 표현하게 된다. Corresponding
도 10은 본 발명에 따른 입력 광강도 정보 대비 변조빔의 밝기 곡선을 나타낸 도면이다. 여기서, 구동 집적회로는 인가된 광변조기 제어신호에 포함된 기준 광강도 정보에 비례하여 구동전압을 출력하는 선형 계조전압 특성을 가진다. 10 is a diagram illustrating a brightness curve of a modulation beam compared to input light intensity information according to the present invention. Here, the driving integrated circuit has a linear gray scale voltage characteristic that outputs a driving voltage in proportion to the reference light intensity information included in the applied optical modulator control signal.
도 10을 참조하면, 입력 광강도 정보에 따른 변조빔의 밝기가 3가지가 나타나 있다. 본 발명에 따른 전처리를 하지 않은 경우에는 도 2의 (b)에 도시된 것과 동일한 아크코사인 형태의 곡선(1010)을 가지게 된다. 감마 변수를 1로 정한 경우에는 이차함수와 유사한 형태의 포물선 곡선(1020)을 가지게 된다. 그리고 감마 변수를 2.2로 정한 경우에는 입력 광강도 정보와 변조빔의 밝기가 일차함수 형태의 직선(1030)을 가지게 되어 가장 최적의 휘도 특성을 나타냄을 알 수 있다. 이 외에도 감마 변수를 다양하게 변형함으로써 다양한 형태의 입력 광강도 정보 대비 변조빔의 밝기 곡선을 가질 수 있다.Referring to FIG. 10, three brightness levels of a modulation beam according to input light intensity information are illustrated. If the pretreatment according to the present invention is not performed, it will have a
본 발명에서 영상 제어 회로(180)는 상술한 입력 광강도 정보로부터 기준 광강도 정보로의 변환 방법을 포함하고, 광변조기 제어신호 및 스캐너 제어신호를 생성하여 1차원 광변조기 소자(130)와 스캐너(150)를 제어하는 방법을 수행하는 컴퓨터에서 판독할 수 있고 실행 가능한 코드가 기록된 기록 매체를 포함할 수 있다.In the present invention, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스캐닝 컬러 디스플레이 장치, 컬러 영상 제어 방법 및 컬러 영상 제어 기록 매체는 광강도 대비 구동전압의 구성이 선형적인 구동 집적회로를 통해 입력신호에 대하여 디지털적으로 전처리 연산을 함으로써 입력신호 대비 광량의 관계를 임의의 비선형적 관계로 변환시킬 수 있다. As described above, the scanning color display apparatus, the color image control method, and the color image control recording medium according to the present invention perform a digital preprocessing operation on an input signal through a driving integrated circuit having a linear configuration of driving voltage versus light intensity. As a result, the relationship between the amount of light and the input signal can be converted into an arbitrary nonlinear relationship.
또한, 1차원 광변조기 소자가 표현하는 투사 영상의 휘도 특성을 사용자가 선호하는 형태의 감마 곡선으로 손쉽게 바꿀 수 있다. In addition, it is possible to easily change the luminance characteristic of the projection image represented by the one-dimensional optical modulator element to a gamma curve of a user's preferred form.
또한, 참조표(LookUp Table)을 이용하여 입력신호를 디지털적으로 빠르게 전처리 연산할 수 있다.In addition, a lookup table may be used to quickly preprocess the input signal digitally.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발 명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art that various modifications of the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.
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