KR20080073464A - 광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의구동 방법 - Google Patents

Abstract

복수개의 광원을 시분할 구동하는 광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의 구동 방법이 개시된다. 광원 구동 장치는 복수개의 광원을 구비한 광원 모듈부, 복수개의 광원을 구동시키기 위한 구동 전류를 출력하는 광원 구동부 및 구동 전류를 복수개의 광원 각각에 선택적으로 전달하여, 복수개의 광원을 소정 블록 단위로 순차적으로 구동시키는 스위칭부를 포함한다. 저 레벨의 구동 전류를 출력하는 광원 구동부로 복수개의 광원들을 구동함으로써, 구동 속도, 시스템 효율, 광 출력을 향상시킬 수 있고, 제조 비용의 절감을 도모할 수 있다.

DPSS, 분할, DMD, 듀티비(시비율), 주파수

Description

광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의 구동 방법{APPARATUS FOR DRIVING OF LIGHT SOURCE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME AND METHOD OF THE DRIVING}

도 1은 일반적인 광원 구동 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시된 광원 구동 장치에 의해 광원 모듈부에 인가되는 전류 펄스 파형을 도시한 파형도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치를 구체적으로 도시한 도면이다.

도 5는 도 4에 도시된 광원 구동 장치에 의해 광원 모듈부에 인가되는 전류 펄스 파형을 도시한 파형도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원 구동 장치를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광원 구동 장치를 도시한 도면이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 광원 구동 장치 120 : 광원 모듈부

140 : 스위칭부 160, 260, 360 : 광원 구동부

162, 262, 362 : 전원 공급부 164, 264, 364 : 광원 제어부

400 : 출력 지연부 500 : 디스플레이 장치

510 : 신호 처리부 520 : 제어부

530 : 광학 엔진부 540 : 메모리부

550 : 표시부

본 발명은 광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의 구동 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수개의 광원을 블록 단위로 분할하여 구동함으로써, 구동 속도 및 구동 효율을 향상시킴과 동시에 제조 비용을 감소시킨 광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의 구동 방법에 관한 것이다.

최근 들어, 디스플레이 장치에 대한 중요한 이슈 중 하나는 디스플레이 장치 의 표시부를 대화면으로 구성하는데 있다. 또한, 디스플레이 장치는 대화면을 가지면서도 고화질의 화상을 표시할 수 있는 표시부가 요구되고 있다. 현재 대화면, 고화질의 디스플레이 장치로 제안되고 있는 것으로는 프로젝션 TV나 프로젝터와 같은 프로젝션 장치가 있다.

이러한 프로젝션 장치는 광학 엔진을 구비하는데, 프로젝션 장치는 광학 엔진의 특성에 따라 CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display) 및 DLP(Digital Lighting Processing) 등으로 분류된다.

현재, 프로젝션 장치 중 가장 널리 사용되고 있는 LCD의 경우에는 액정 표시 패널의 제조 공정이 복잡하고, 휘도가 낮은 단점을 가지고 있어, TI(Texas Instrument)사에서 개발한 마이크로 미러 디바이스(Digital Micromirror Device, 이하 DMD)를 사용하는 DLP가 주목받고 있다.

이와 같은 DMD는 가로 및 세로가 17 마이크로미터 크기의 수백만개의 초소형 거울을 각각 정전력으로 독립적으로 제어하여 +10도 내지 -10도로 광의 반사 각도를 2가지 모드로 변화시켜 원하는 형상과 색상의 화상을 생성한다. 이러한 DMD는 텔레비젼이나 VCR은 물론 PC의 영상을 화질 손실없이 1백 인치급 대형 화면으로 확대할 수 있는 장점이 있다.

이러한 DMD를 이용하여 소정 영상을 표시하기 위해서는 DMD에 광을 출사하는 광원을 필요로 한다. DMD에 사용하는 광원으로는 일반적으로 램프나 LED 등을 사용하며, 근래에 들어서 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 광을 각각 출사하는 레이저 다이오드가 사용되고 있다. 또한, 화질 및 선명도의 향상을 위한 광 출력 즉, 광의 휘도를 향상하는 방법으로 단수의 레이저 다이오드가 아닌 복수의 레이저 다이오드를 사용하여 각각의 미러에 광을 출사하는 방법이 사용되고 있다.

도 1은 일반적인 광원 구동 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 광원 구동 장치에 의해 광원 모듈부에 인가되는 전류 펄스 파형을 도시한 파형도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 광원 구동 장치(10)는 광원 모듈부(20)에 구동 신호를 출력하는 광원 구동부(30)를 포함한다.

광원 구동부(30)는 디스플레이 장치(도시하지 않음) 외부에서 인가되는 영상 신호를 신호 처리한 결과에 따라, 소정 휘도의 광이 출사되도록 광원 모듈부(20)를 제어한다.

일반적으로, 광원 모듈부(20)는 복수개의 레이저 다이오드들(LDn)이 병렬 연결되는 구조로 형성된다. 이때, 각각의 레이저 다이오드들(LDn)은 소형, 고효율 및 고출력을 위해 각각 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저로 구성할 수 있으며, 이러한 DPSS 레이저는 특정 주파수(f)와 특정 듀티비(D/R)로 구동할 때 효율이 최대로 된다.

이를 위해 광원 구동부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 소정 주파수 예를 들어, 200㎑의 구동 주파수와 소정 듀티비 예를 들어, 20%의 듀티비로 광원 모듈부(20)를 구동시킨다.

이와 같은 구조로 광원 모듈부(20)를 구동하게 되면, 병렬 연결된 레이저 다이오드들(LDn)이 동시에 구동함에 따라 하나의 레이저 다이오드의 구동에 필요한 전류가 4A라 할 때, 광원 모듈부(20)에 5개의 DPSS 레이저가 구비되면, 총 20A의 구동 전류(I)를 출력하는 광원 구동부(30)를 필요로 한다.

이 경우, 광원 모듈부(20)에 포함된 레이저 다이오드들이 동시에 구동하여 광출력 향상을 도모할 수 있는 장점은 있으나, 고 전류 레벨로 인하여 광원 모듈부(20)에 특정 듀티비를 갖는 펄스 파형을 정확하게 입력하기 어려운 문제점이 있다. 이에 따라 복수개의 레이저 다이오드들(LDn)을 사용함에도 설계자가 원하는 광 출력을 내기 어려우며, 시스템의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 고 레벨의 구동 전류를 출력하는 광원 구동부(30)가 필요함에 따라 방열판 등의 방열 대책이 필요하게 되어 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.

또한, 고 레벨의 구동 전류를 광원 모듈부(20)에 제공하여 구동함에 따라 펄스 파형을 형성하는데 지연 시간이 소모되고, 이에 따라 광원 모듈부(20)의 구동 속도가 저하되어 전체 시스템의 구동 속도가 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 복수개의 광원을 블록 단위로 분할하고, 저 레벨의 구동 전류를 이용하여 광원을 구동할 수 있는 광원 구동 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 광원 구동 장치를 구비한 디스플레이 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 광원 구동 장치 및 디스플레이 장치의 구동 방법을 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 광원 구동 장치는 복수개의 광원을 구비한 광원 모듈부, 상기 복수개의 광원을 구동시키기 위한 구동 전류를 출력하는 광원 구동부 및 상기 구동 전류를 상기 복수개의 광원 각각에 선택적으로 전달하여, 상기 복수개의 광원을 소정 블록 단위로 순차적으로 구동시키는 스위칭부를 포함한다.

여기서, 상기 광원 구동부는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭부에 순차적으로 제공한다.

이때, 상기 광원 구동부는 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로 상기 제어 신호를 제공할 수 있다.

또한, 상기 광원 구동부는 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 제어 신호를 각 블록 단위에 제공할 수도 있다.

여기서, 상기 스위칭부는 상기 각 광원과 상기 광원 구동부 사이를 각각 연결하는 복수개의 스위치 소자를 구비한다.

이때, 상기 광원 구동부는 상기 각 스위치 소자와 각각 연결되는 신호 라인을 통해 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제어 신호에 응답하여 상기 광원을 상기 블록 단위로 구동하기 위해 상기 스위치 소자를 선택하는 소자 선택부를 더 포함할 수 있다.

이때, 상기 소자 선택부는 디멀티플렉서로 형성할 수 있다.

여기서, 광원 구동부는, 상기 구동 전류를 출력하는 전원 공급부 및 상기 스위칭부에 상기 제어 신호를 출력하는 광원 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광원은 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저로 구성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 듀티비를 가변적으로 형성하는 펄스폭 변조부를 더 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 복수개의 광원을 구동하는 광원 구동 방법은 (a) 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계, (b) 상기 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계 및 (c) 상기 제어 신호에 따라 블록 단위의 상기 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제어 신호는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 신호일 수 있다.

이때, 상기 (a) 단계는 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로 상기 제어 신호를 제공할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계는 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 각 블록 단위에 상기 제어 신호를 제공할 수도 있다.

또한, 상기 (b) 단계는 상기 블록 단위에 각각 대응하는 복수개의 제어 신호를 생성할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계는 상기 블록 단위를 선택하여 상기 구동 전류를 제공하기 위한 논리 조합을 갖는 제어 신호를 생성할 수도 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 디스플레이 장치는 영상을 표시하는 표시부, 상기 표시부에 상기 영상을 표시하기 위해 소정 휘도의 광을 출사하는 광학 엔진부 및 외부로부터 입력되는 영상 신호를 신호 처리하여 상기 영상이 표시되도록 상기 광학 엔진부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 광학 엔진부는 복수개의 광원을 구비한 광원 모듈부, 상기 복수개의 광원을 구동시키기 위한 구동 전류를 출력하는 광원 구동부 및 상기 구동 전류를 상기 복수개의 광원 각각에 선택적으로 전달하여, 상기 복수개의 광원을 소정 블록 단위로 순차적으로 구동시키는 스위칭부를 포함한다.

여기서, 상기 광원 구동부는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭부에 순차적으로 제공할 수 있다.

이때, 상기 광원 엔진부는 DMD(Digital Micromirror Device)를 구비할 수 있다.

또한, 상기 광원은 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저로 구성할 수 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 영상이 표시되는 표시부와, 상기 표시부에 영상을 표시하기 위해 소정 휘도의 광을 출사하는 복수개의 광원을 구비 한 디스플레이 장치의 구동 방법은 (a) 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계, (b) 상기 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계, (c) 상기 제어 신호에 따라 블록 단위의 상기 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계 및 (d) 상기 구동 전류에 의해 순차적으로 구동하는 상기 광원으로부터 출사된 광을 이용하여 상기 표시부에 영상을 표시하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 제어 신호는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 신호일 수 있다.

이때, 상기 (a) 단계는, 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로 상기 제어 신호를 제공할 수 있다.

또한, 상기 (a) 단계는, 상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 각 블록 단위에 상기 제어 신호를 제공할 수도 있다.

이러한 본 발명에 따른 광원 구동 장치, 이를 구비한 디스플레이 장치 및 이들의 구동 방법에 의하면, 복수개의 광원들을 동일 구동 주파수와 동일 듀티비로 동일한 전류를 공급함으로써, 광 출력을 향상시킬 수 있다. 또한, 저 레벨의 구동 전류를 공급함으로써 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 저 레벨의 구동 전류를 공급하는 광원 구동 장치의 사용이 가능하여 방열 대책 등에 필요한 제조 비용의 감소를 도모할 수 있다. 또한, 저 레벨의 구동 전류의 사용하여 광원의 구동 속도를 향상시킴으로써 시스템 전체의 구동 속도를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치를 설명하기 위해 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치(100)는 광원 모듈부(120)와 연결되는 스위칭부(140) 및 스위칭부(140)에 소정 제어 신호(CS) 및 구동 전류(Id)를 제공하는 광원 구동부(160)를 포함한다.

구체적으로, 스위칭부(140)는 광원 모듈부(120)에 복수개의 광원 예를 들어, 복수개의 레이저 다이오드들(LDn)이 포함되는 경우, 각 레이저 다이오드들(LDn)을 각각 제어하기 위한 복수개의 스위치 소자를 포함할 수 있다.

이때, 스위치 소자는 예를 들어, 모스 전계 효과 트랜지스터(MOS Field effect transistor, MOSFET) 등과 같은 반도체 소자로 형성될 수 있다. 여기서, 스위치 소자는 광원 모듈부(120)로부터 입력되는 제어 신호(CS)에 따라 절환 동작을 수행하여 광원 모듈부(120)에 구동 전류(Id)를 공급할 수 있는 소자로 구성되면 족하고, 그 종류의 제한을 받지 아니하고 다양하게 구성할 수 있다.

또한, 스위치 소자는 복수개의 광원이 소정 블록 단위로 분할하여 구동할 수 있도록 블록 단위와 동일한 수로 구성할 수도 있다.

예를 들어, 광원 모듈부(120)에 포함되는 레이저 다이오드들(LDn)의 수량이 5개로 구성되는 경우에 있어서, 5개의 블록으로 분할하여 구동하면 즉, 1개의 레이저 다이오드를 하나의 블록으로 구성하여 구동하면, 5개의 스위치 소자로 구성할 수 있다. 또한, 광원 모듈부(120)에 포함되는 레이저 다이오드들(LDn)의 수량이 10개로 구성되는 경우에 있어서, 5개의 블록으로 분할하여 구동하면 즉, 2개의 레이저 다이오드를 하나의 블록으로 구성하여 구동하는 경우에도 5개의 스위치 소자로 구성할 수 있다. 이 경우, 동시에 스위칭 되는 레이저 다이오드는 동일한 스위치 소자와 연결할 수 있음은 자명한 사항이다.

광원 구동부(160)는 스위칭부(140)를 선택적으로 활성화시켜 광원 모듈부(120)에 포함되는 광원들이 소정 블록 단위로 분할 구동하도록 하는 제어 신호(CS)를 출력한다. 또한, 광원 구동부(160)는 광원들에 인가되는 구동 전류(Id)를 생성하여 스위칭부(140)로 출력한다.

즉, 스위치 소자가 MOSFET로 구성되는 경우, MOSFET의 드레인 단자에 구동 전류(Id)를 제공하고, MOSFET의 게이트 단자에는 제어 신호(CS)를 제공한다.

따라서, 본 광원 구동 장치(100)는 구동 전류(Id)를 스위칭부(140)에 인가한 상태에서 블록 단위로 광원들을 구동하기 위한 제어 신호(CS)를 출력하여 선택적으로 스위치 소자의 절환 동작을 제어함으로써, 광원들이 블록 단위로 구동한다.

이러한 광원 구동 장치(100)에 대해 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치(100)를 구체적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 광원 구동 장치(100)에 의해 광원 모듈부(120)에 인가되는 전류 펄스 파형을 도시한 파형도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치(100)는 광원 모듈부(120)와 연결되는 스위칭부(140), 스위칭부(140)에 제어 신호(CSn)와 구동 전류(Id)를 제공하는 광원 구동부(160)를 포함한다.

구체적으로, 스위칭부(140)는 복수개의 스위치 소자를 포함하고, 각 스위치 소자는 독립된 신호 라인을 통해 광원 구동부(160)와 연결된다. 예를 들어, 스위치 소자가 도시된 바와 같이 5개의 스위치 소자로 구성되는 경우, 5개의 신호 라인들을 통해 각각 독립적으로 제1 내지 제5 제어 신호(CS0,..., CS4)를 광원 구동부(160)로부터 제공받는다.

이때, 각 스위치 소자는 광원 모듈부(120)가 5개의 광원으로 구성되는 경우, 각 광원과 각각 연결될 수 있다. 또한, 광원 모듈부(120)가 10개의 광원으로 구성되는 경우, 2개의 광원과 하나의 스위치 소자가 병렬로 연결될 수도 있다.

광원 구동부(160)는 전원 공급부(162) 및 광원 제어부(164)를 포함한다.

구체적으로, 전원 공급부(162)는 외부로부터 입력되는 전원을 소정 레벨로 변환하여 레이저 다이오드들(LD0,..., LD4)의 구동에 적합한 레벨의 구동 전류(Id)를 생성하여 출력한다. 예를 들어, 제1 레이저 다이오드(L0)의 구동에 적합한 전류 레벨이 4A인 경우, 4A의 구동 전류를 생성하여 출력하도록 구성할 수 있고, 제1 레이저 다이오드(L0)의 구동에 적합한 전류 레벨이 8A인 경우, 8A의 전류를 생성하여 출력하도록 구성할 수도 있다.

광원 제어부(164)는 스위치 소자를 선택적으로 활성화하기 위한 제어 신호들(CSn)을 생성하여 출력한다.

예를 들어, 광원 제어부(164)는 소정 블록 단위 예를 들어, 도시된 바와 같이 하나의 레이저 다이오드가 하나의 블록을 형성하는 경우, 5개의 블록으로 구동 하기 위한 제어 신호(CS0,..., CS4)를 순차적으로 생성하여 각 신호 라인들을 통해 출력할 수 있다.

이때, 광원 제어부(164)는 광원을 동시에 구동하기 위한 블록 단위를 레이저 다이오드의 최적 구동 효율 및 최적 광 출력을 구현할 수 있는 구동 주파수(f)와 듀티비(D/R)에 따라 형성할 수 있다.

예를 들어, 도시된 바와 같이 레이저 다이오드(LD0,..., LD4)를 DPSS 레이저로 형성하고, DPSS 레이저의 최적 구동 조건이 200㎑의 구동 주파수에서 20%의 듀티비(D/R)로 구동할 때 최적 구동 효율 및 최적 광 출력을 갖는 경우, 듀티비(D/R)에 역수를 취한 값의 정수부 즉, 1/0.2 = 5에 해당하는 블록 단위로 레이저 다이오드(LD0,..., LD4)를 분할하여 구동할 수 있다. 이때, 레이저 다이오드의 수량이 도시된 바와 같이 5개가 사용되는 경우, 하나의 블록 단위에는 하나의 레이저 다이오드가 포함될 수 있고, 레이저 다이오드의 수량이 10개가 사용되는 경우, 하나의 블록 단위에는 두개의 레이저 다이오드가 포함될 수 있다.

이 경우, 전원 공급부(162)는 각 블록 단위에 포함되는 레이저 다이오드의 수량과 각 레이저 다이오드의 구동 전류를 고려하여 해당하는 레벨의 전류를 출력하도록 구성하는 것이 바람직하다. 상술한 예에서와 같이, 하나의 블록 단위에 하나의 레이저 다이오드가 포함되고, 각 레이저 다이오드의 구동 전류가 4A라고 가정하면, 전원 공급부(162)는 4A의 전류를 출력하도록 구성할 수 있다. 또한, 하나의 블록 단위에 두개의 레이저 다이오드가 포함되고, 각 레이저 다이오드의 구동 전류가 4A이며, 하나의 스위치 소자에 하나의 블록 단위에 포함된 레이저 다이오드가 병렬 연결되는 경우, 전원 공급부(162)는 8A의 전류를 출력하도록 구성할 수도 있다.

또한, 동일한 구동 주파수에서 25%의 듀티비로 구동할 때 최적 구동 효율 및 최적 광 출력을 갖도록 형성된 DPSS 레이저를 사용하는 경우에는 4개의 블록 단위로 광원을 분할하여 구동하기 위한 4개의 제어 신호들을 출력할 수도 있다. 이때, 광원 제어부(164)는 도 4에 도시된 바와 같이 5개의 레이저 다이오드가 광원 모듈부(120)에 포함된 경우, 적어도 하나의 스위치 소자는 다른 스위치 소자와 동시에 활성화되도록 제어 신호를 동시에 출력할 수 있다.

상술한 예는 하나의 실시예들에 불과하며 예를 들어, 듀티비의 역수가 정수부와 소수부를 갖는 경우, 정수부에 해당하는 블록 단위로 광원을 분할하여 구동하는 등 다양하게 구성을 변경하여 실시할 수 있음은 자명한 사항이다.

다른 예를 들면, 만일 레이저 다이오드가 동일한 조건에서 즉, 200㎑의 구동 주파수에서 20%의 듀티비(D/R)로 구동하는 경우, 레이저 다이오드의 수량이 듀티비(D/R)의 역수를 취한 값 5보다 작은 수량의 레이저 다이오드가 광원 모듈부(120)에 포함된 경우에는 5개의 블록 단위로 분할하지 않고, 구동 주파수 범위에서 순차적으로 해당 듀티비에 따라 순차적으로 활성화할 수도 있다.

이와 같은 구성을 통해 도 4에 도시된 바와 같은 광원 모듈부(120)를 구동하는 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 구동 주파수(f)에서 각각의 광원(LD0,..., LD4)는 시분할되어 순차적으로 구동한다.

이때, 전원 공급부(162)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 광원들을 병렬 연결하고, 동시에 전류를 공급하는 경우, 예를 들어, 각 광원의 구동 전류가 4A이면 20A의 구동 전류(I)를 필요로 하나, 도 4와 도 5에 도시된 본 발명에 의한 광원 구동 장치(100)에 의해 광원 모듈부(120)에 포함된 레이저 다이오드를 듀티비에 기초하여 블록 단위로 분할하고, 시분할적으로 구동하면 레이저 다이오드(LD0,..., LD4)가 순차적으로 구동하므로, 실제로 필요한 구동 전류 4A의 구동 전류(I/BN, 여기서, BN은 블록의 수를 의미한다)만을 공급하면 족하게 된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치(100)에 의해 각 레이저 다이오드(LD0,..., LD4)에 인가되는 구동 전류는 도 1에 도시된 광원 구동 장치(10)와 실질적으로 동일한 레벨의 전류가 공급될 수 있고, 각 광원의 광 출력은 동일하게 형성할 수 있다.

또한, 각각의 광원의 구동 주파수가 동일하고, 동일한 구동 전류가 공급되는 듀티비(D/R) 또한 동일하게 형성될 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 의한 광원 구동 장치(100)는 도 1에 도시된 광원 구동 장치(10)에 비해 상대적으로 낮은 레벨의 전류를 출력하는 전원 공급부(162)로 구성할 수 있게 되며, 광원 모듈부(120)의 구동 속도 또한 향상시키게 된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원 구동 장치를 도시한 도면이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광원 구동 장치를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원 구동 장치(200)는 광원 모듈부(220)와 연결되는 스위칭부(240), 제어 신호와 구동 전류를 제공하는 광원 구동부(260) 및 광원 구동부(260)에 의해 출력되는 제어 신호에 기초하여 스위 칭부(240)에 포함된 스위치 소자를 선택하는 소자 선택부(280)를 포함한다.

여기서, 광원 모듈부(220), 스위칭부(240) 및 광원 구동부(260)에 포함되는 전원 공급부(262)는 도 4에 도시된 광원 모듈부(120), 스위칭부(140) 및 전원 공급부(162)와 실질적으로 동일하게 형성되는 바, 그 중복되는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

광원 제어부(264)는 도 4에 도시된 광원 제어부(164)와는 달리, 소자 선택부(280)를 제어하기 위한 논리 조합을 갖는 제어 신호를 생성하여 출력한다. 예를 들어, 광원 제어부(264)는 3 비트의 논리 조합을 갖는 제어 신호를 출력할 수 있다.

소자 선택부(280)는 광원 제어부(264)에서 출력되는 제어 신호에 기초하여 출력단(D0,...,D7) 중 하나의 출력단을 통해 스위칭 신호를 출력한다. 이를 위해 소자 선택부(280)는 디멀티플렉서(Demultiplexer)로 형성할 수 있다.

그 구체적인 구동을 설명하면 다음과 같다.

먼저 광원 제어부(260)가 3 비트의 논리 조합을 갖는 제어 신호 예를 들어, "0 0 1"의 제어 신호를 소자 선택부(280)에 출력한다. 소자 선택부(280)는 입력된 제어 신호에 기초하여 해당하는 출력단 예를 들어, 제2 출력단(D1)으로 논리 "H"의 스위칭 신호를 출력한다. 이에 따라, 제2 스위치 소자(TR1)가 활성화되면 전원 공급부(262)에서 출력되는 구동 전류는 제2 레이저 다이오드(LD1)에 입력되어 제2 레이저 다이오드(LD1)가 구동한다. 이때, 광원 제어부(264)는 도 5에 도시된 바와 같이 순차적으로 레이저 다이오드들(LD0,..., LD4)이 구동하도록 순차적으로 제어 신 호를 출력한다.

이때, 소자 선택부(280)의 출력단(D0,..., D7) 중 연결되지 아니한 출력단(D5, D6, D7)은 광원 모듈부(220)에 포함되는 레이저 다이오드들(LD0,..., LD4)의 수량이 증가하는 경우에 선택적으로 사용할 수 있다. 또한, 광원 제어부(260)는 여분의 출력단(D5, D6, D7)을 통해 스위칭 신호가 출력되지 아니하도록 제어 신호를 선택적으로 출력하는 구성을 가질수 있음은 자명한 사항이다.

이와 같이 본 발명의 다른 실시예에 의한 광원 제어 장치(200)에 의하면, 광원 구동부(260)가 하나의 단일 칩 셋으로 연결되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 제어 장치(100)에 비해 스위칭부(240)를 구동하기 위해 연결하는 핀 수를 감소시킬 수 있게 된다. 또한, 광 출력 및 선명도 향상을 위해 레이저 다이오드를 추가적으로 구성하는 경우 등으로의 확장성을 갖게 된다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광원 제어 장치(300)는 광원 모듈부(320)와 연결되는 스위칭부(340), 제어 신호와 구동 전류를 제공하기 위한 광원 구동부(260) 및 광원 구동부(260)에 의해 출력되는 제어 신호의 펄스 폭을 변조하는 펄스폭 변조부(이하, PWM부)(380) 및 펄스 폭 변조된 제어 신호의 출력을 지연시키는 출력 지연부(400)를 포함한다.

여기서, 광원 모듈부(320), 스위칭부(340) 및 광원 구동부(360)에 포함되는 전원 공급부(362)는 도 4에 도시된 광원 모듈부(120), 스위칭부(140) 및 전원 공급부(162)와 실질적으로 동일하게 형성되는 바, 그 중복되는 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

광원 제어부(364)는 예를 들어, 일정한 전위를 갖는 제어 신호를 PWM부(380)로 출력한다.

PWM부(380)는 입력된 제어 신호와 오실레이터(oscillator, 도시하지 않음)로부터 입력되는 구형파 또는 톱니파 등의 펄스 신호를 이용하여 펄스 폭이 변조된 제어 신호를 생성한다. 이러한 PWM부(380)는 다양한 구성으로 형성할 수 있음은 다양한 문헌들을 통해 기 공지된 바 그 구체적인 구성 및 상세한 설명은 생략하기로 한다.

출력 지연부(400)는 PWM부(380)에서 변조된 제어 신호를 소정 시간 지연하여 출력한다. 예를 들어, 하나의 톱니파 펄스 신호와 광원 제어부(364)에서 출력되는 제어 신호에 의해 소정 펄스 폭을 갖는 하나의 제어 신호가 생성되면, 이를 도 5에 도시된 바와 같이 듀티비(D/R)에 해당하는 시간 동안 지연시켜 출력한다.

이를 위해, 출력 지연부(400)는 버퍼와 같은 지연 소자들이 직렬 연결된 구조로 구성할 수 있고, 각 지연 소자의 연결 노드와 스위칭부(340)에 포함된 각 스위치 소자 예를 들어, 모스 전계 효과 트랜지스터의 게이트 단자를 연결하여 제어 신호를 입력받게 구성할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 광원 제어 장치(300)에 의하면, 광원 구동부(360)가 다양한 일정 전위의 제어 신호를 출력하는 것에 의해 광원 모듈부(320)에 포함된 레이저 다이오드들을 시분할 구동할 수 있게 되어, 광원 제어부(360)의 동작 부담을 감소시킬 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4와 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 광원 구동 장치(100)의 구동 방법은 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계(S100), 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계(S110) 및 제어 신호에 따라 블록 단위의 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계(S120)를 포함한다.

단계 S100에서, 광원 구동 장치(100)가 각 스위치 소자와의 연결 구조를 통해 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드가 블록 단위로 연결되어 있는 상태에서, 광원 제어부(140)는 레이저 다이오드의 스펙에 해당하는 구동 주파수와 제어 신호의 출력 타이밍을 결정하여 스펙에 해당하는 듀티비로 구동 전류가 인가될 수 있도록 설정 조건을 셋팅한다.

여기서, 설정 조건은 블록 단위로 광원 모듈부(120)를 순차적으로 구동하기 위해 제어 신호의 출력 타이밍과 구동 주파수를 의미한다.

단계 S110에서, 광원 제어부(164)는 셋팅된 제어 신호의 출력 타이밍과 구동 주파수에 따라 제어 신호를 순차적으로 생성하여 각 스위치 소자(TR0,..., TR4)에 출력한다.

단계 S120에서, 단계 S110을 통해 선택적으로 활성화되는 스위치 소자(TR0,..., TR4)에 의해 전원 공급부(162)에서 출력되는 구동 전류(Id)는 활성화된 스위치 소자를 통해 각 레이저 다이오드(DL0,..., DL4)로 도 5에 도시된 바와 같은 전류 파형이 순차적으로 제공되어 각 레이저 다이오드(DL0,..., DL4)는 순차적으로 활성화된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치(500)는 신호 처리부(510), 제어부(520), 광학 엔진부(530), 메모리부(540) 및 표시부(550)를 포함한다.

구체적으로, 신호 처리부(510)는 외부 호스트 장치 예를 들어, 컴퓨터 또는 방송국 시스템 등과 같은 호스트 장치로부터 입력되는 영상 신호를 입력받고 이를 처리하여 출력된다.

여기서, 영상 신호는 안테나를 통해 입력되는 아날로그 방송 신호, CVBS(Composite Video Broadcast Signal) 방식의 영상 신호, S-Video 방식의 영상 신호, D-sub 커넥터를 통해 컴퓨터와 접속되어 입력되는 아날로그 영상 신호, DVI 방식의 디지털 영상 신호 등 다양한 포멧의 영상 신호일 수 있다.

제어부(520)는 디스플레이 장치(500)의 전반적인 구동을 제어한다. 예를 들어, 제어부(520)는 신호 처리부(510)에서 수행하는 영상 처리 과정을 제어하는 제어 신호를 출력하거나, 광학 엔진부(530)에서의 신호 처리부(510)에서 처리된 영상 신호를 영상광으로 변환하도록 제어한다.

광학 엔진부(530)는 DMD(Digital Micromirror Device)와, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같은 레이저 다이오드를 포함하는 광원 모듈부(120, 220, 320) 및 광원 모듈부(120, 220, 320)의 구동을 제어하여 소정 광을 출사하도록 제어하는 광원 제어 장치(100, 200, 300)를 포함한다. 광학 엔진부(530)는 광원 제어 장치(100, 200, 300)의 제어하에 출사되는 레이저 다이오드의 광을 이용하여 제어부(520)의 제어하에 영상 신호를 영상광으로 변환하고, 표시부(550)에 투사하여 영상 신호에 대응하는 화상을 표시한다.

메모리부(540)는 디스플레이 장치(500)의 구동에 필요한 응용 프로그램들 또는 디스플레이 장치(500)의 구동 중 발생하는 각종 데이터들을 저장한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치의 구동 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4, 도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 장치(500)의 구동 방법은 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계(S200), 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계(S210), 제어 신호에 따라 블록 단위의 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계(S220) 및 순차적으로 활성화된 광원에서 출사된 광을 이용하여 영상을 표시하는 단계(S230)를 포함한다.

단계 S200에서, 광원 구동 장치(100)가 각 스위치 소자와의 연결 구조를 통해 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드가 블록 단위로 연결되어 있는 상태에서, 광원 제어부(140)는 레이저 다이오드의 스펙에 해당하는 구동 주파수와 제어 신호의 출력 타이밍을 결정하여 스펙에 해당하는 듀티비로 구동 전류가 인가될 수 있도록 설정 조건을 셋팅한다.

여기서, 설정 조건은 블록 단위로 광원 모듈부(120)를 순차적으로 구동하기 위해 제어 신호의 출력 타이밍과 구동 주파수를 의미한다.

단계 S210에서, 광원 제어부(164)는 셋팅된 제어 신호의 출력 타이밍과 구동 주파수에 따라 제어 신호를 순차적으로 생성하여 각 스위치 소자(TR0,..., TR4)에 출력한다.

단계 S220에서, 단계 S210을 통해 선택적으로 활성화되는 스위치 소자(TR0,..., TR4)에 의해 전원 공급부(162)에서 출력되는 구동 전류(Id)는 활성화된 스위치 소자를 통해 각 레이저 다이오드(DL0,..., DL4)로 도 5에 도시된 바와 같은 전류 파형이 순차적으로 제공되어 각 레이저 다이오드(DL0,..., DL4)는 순차적으로 활성화된다.

단계 S230에서, 단계 S220을 통해 순차적으로 활성화된 레이저 다이오드에서 출사되는 광을 이용하여, 광학 엔진부(530)는 도시되지는 아니하였으나, 수백만개의 미러들에 레드(R), 그린(G) 및 블루(B)의 광을 출사하고, 미러들의 광 반사 각도를 제어부(520)의 제어하에 변경하여 원하는 형상과 생상의 화상을 표시부(550)에 표시되도록 투사한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복수개의 광원들을 동일 구동 주파수와 동일 듀티비로 동일한 전류를 공급함으로써, 광 출력을 향상시킬 수 있다.

또한, 저 레벨의 구동 전류를 공급함으로써 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 저 레벨의 구동 전류를 공급하는 광원 구동 장치의 사용이 가능하여 방열 대책 등에 필요한 제조 비용의 감소를 도모할 수 있다.

또한, 저 레벨의 구동 전류의 사용하여 광원의 구동 속도를 향상시킴으로써 시스템 전체의 구동 속도를 향상시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 분야의 숙련된 당업자는 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 (25)

1. 복수개의 광원을 구비한 광원 모듈부;

   상기 복수개의 광원을 구동시키기 위한 구동 전류를 출력하는 광원 구동부; 및

   상기 구동 전류를 상기 복수개의 광원 각각에 선택적으로 전달하여, 상기 복수개의 광원을 소정 블록 단위로 순차적으로 구동시키는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원 구동부는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭부에 순차적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 광원 구동부는,

   상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 광원 구동부는,

   상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 제어 신호를 각 블록 단위에 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 스위칭부는 상기 각 광원과 상기 광원 구동부 사이를 각각 연결하는 복수개의 스위치 소자를 구비한 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 광원 구동부는 상기 각 스위치 소자와 각각 연결되는 신호 라인을 통해 상기 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 제어 신호에 응답하여 상기 광원을 상기 블록 단위로 구동하기 위해 상기 스위치 소자를 선택하는 소자 선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 소자 선택부는 디멀티플렉서로 형성하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 광원 구동부는,

   상기 구동 전류를 출력하는 전원 공급부; 및

   상기 스위칭부에 상기 제어 신호를 출력하는 광원 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
10. 제1항에 있어서, 상기 광원은 DPSS(Diode Pumped solid state) 레이저인 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
11. 제1항에 있어서,

    상기 듀티비를 가변적으로 형성하는 펄스폭 변조부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 장치.
12. 복수개의 광원을 구동하는 광원 구동 방법에 있어서,

    (a) 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계;

    (b) 상기 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계; 및

    (c) 상기 제어 신호에 따라 블록 단위의 상기 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 제어 신호는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

    상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로에 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

    상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 각 블록 단위에 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

    상기 블록 단위에 각각 대응하는 복수개의 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 (b) 단계는,

    상기 블록 단위를 선택하여 상기 구동 전류를 제공하기 위한 논리 조합을 갖는 제어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광원 구동 방법.
18. 영상을 표시하는 표시부;

    상기 표시부에 상기 영상을 표시하기 위해 소정 휘도의 광을 출사하는 광학 엔진부; 및

    외부로부터 입력되는 영상 신호를 신호 처리하여 상기 영상이 표시되도록 상기 광학 엔진부를 제어하는 제어부;를 포함하고,

    상기 광학 엔진부는,

    복수개의 광원을 구비한 광원 모듈부;

    상기 복수개의 광원을 구동시키기 위한 구동 전류를 출력하는 광원 구동부; 및

    상기 구동 전류를 상기 복수개의 광원 각각에 선택적으로 전달하여, 상기 복수개의 광원을 소정 블록 단위로 순차적으로 구동시키는 스위칭부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 광원 구동부는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 제어 신호를 상기 스위칭부에 순차적으로 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 광원 엔진부는 DMD(Digital Micromirror Device)를 구비한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
21. 제18항에 있어서, 상기 광원은 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
22. 영상이 표시되는 표시부와, 상기 표시부에 영상을 표시하기 위해 소정 휘도의 광을 출사하는 복수개의 광원을 구비한 디스플레이 장치의 구동 방법에 있어서,

    (a) 광원을 시분할 구동하기 위한 설정 조건을 셋팅하는 단계;

    (b) 상기 셋팅된 설정 조건을 기초로 제어 신호를 생성하는 단계;

    (c) 상기 제어 신호에 따라 블록 단위의 상기 광원들에 구동 전류를 순차적으로 제공하는 단계; 및

    (d) 상기 구동 전류에 의해 순차적으로 구동하는 상기 광원으로부터 출사된 광을 이용하여 상기 표시부에 영상을 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 제어 신호는 소정 듀티비로 상기 광원들을 구동하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

    상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 많은 경우, 상기 광원들을 상기 듀티비의 역수를 취한 값의 정수부에 해당하는 블록 단위로 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.
25. 제23항에 있어서, 상기 (a) 단계는,

    상기 듀티비의 역수를 취한 값보다 상기 광원들의 수량이 적은 경우, 상기 각 광원을 상기 블록 단위로 하여, 상기 각 블록 단위에 상기 제어 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 구동 방법.

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