KR20080094270A - 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 광원의 출력 특성에 따라 광원 구동 전압의 인가 시점을 조정하고 그에 따라 해당 광원에 대한 영상 데이터를 조정하여 가비지(garbage) 영상이 생성되지 않도록 하는 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치에 관한 것이다.
회절형 광변조기, 광원, 고체형 레이저, 광원 출력 제어

Description

1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치{Controller of the light source output in the one panel display system}
도 1a는 일반적으로 청색 레이저 광원 또는 적색 레이저 광원에 대한 광출력 특성을 보여주기 위한 도면이고, 도 1b는 녹색 광원에 대한 광출력 특성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 3은 도 2에서 녹색 광원을 온하고 계조도 조정이 없는 경우에 나타나는 가비지 영상에 대한 예시도이다.
도 4는 도 2의 녹색 광원의 광출력 특성을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원 출력 제어 장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광원 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광원 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 도 6의 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 이용되는 신호 파형도이다.
도 9는 도 7의 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 이용되는 신호 파형도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
102 : 디스플레이 광학계 104 : 디스플레이 전자계
106 : 광원계 108 : 조명계
110 : 회절형 광변조기 112 : 투사계
116 : 필터 광학계 118 : 스크린
202 : 영상 입력부 204 : 감마 기준 전압 저장부
206 : 영상 보정부
208 : 엘리멘트별 보정 데이터 저장부
210 : 영상 데이터/동기신호 출력부 212 : 상부 전극 전압 범위 제어부
214 : 하부 전극 전압 제어부 216 : 광원 제어부
218 : 광변조기 구동회로 220 : 광원 구동회로
본 발명은 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 광원의 출력 특성에 따라 광원 구동 전압의 인가 시점을 조 정하고 그에 따라 해당 광원에 대한 영상 데이터를 조정하여 가비지(garbage) 영상이 생성되지 않도록 하는 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치에 관한 것이다.
미세기술의 진전에 따라서, 마이크로 머신(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems, 초소형 전기적·기계적 복합체) 소자 및 MEMS소자를 조립한 소형기기가 주목되고 있다.
MEMS소자는 실리콘기판, 글래스기판 등의 기판상에 미세구조체로서 형성되고, 기계적 구동력을 출력하는 구동체와, 구동체를 제어하는 반도체 집적회로 등을 전기적으로, 또한 기계적으로 결합시킨 소자이다.
최근에, 이러한 MEMS 소자를 사용하는 공간 광변조기가 개발되었다.
그리고, 이러한 공간 광변조기를 이용한 디스플레이 장치는 잘 알려져 있으며, 종래 기술에 따른 회절형 광변조기 디스플레이 장치는 일반적으로 광원계, 집광부, 조명계, 회절형 광변조기, 필터계, 투사계, 스크린 등을 포함하고 있다.
여기에서, 광원계는 복수의 광원으로 이루어져 있으며, 하나의 응용에서 복수의 광원은 순차적으로 점등되도록 할 수 있다. 그리고, 집광부는 복수의 광원에서 출사되는 광을 합성하여 하나의 광경로를 가지도록 만든다.
조명계는 집광부를 통과한 광을 선형(line shape)의 평행광으로 변화시켜 회절형 광변조기로 입사시킨다. 그리고, 회절형 광변조기는 입사되는 선형의 평행광을 변조하여 다수의 회절 차수를 가지는 선형의 회절광을 생성하여 출사하게 되는 데, 이때 다수의 회절 차수중에서 응용에 사용하기를 원하는 회절차수의 회절광은 스크린에 영상을 생성할 수 있도록 그 광세기가 선형의 각 지점에서 동일하지 않도록 할 수 있다. 즉, 회절형 광변조기에서 생성된 회절광은 선형이며 선형의 회절광은 각 지점에서 서로 다른 광세기를 가질 수 있기 때문에 스크린에 스캐닝될 때 2차원 영상을 생성할 수 있다.
그리고, 회절형 광변조기에서 생성된 회절광은 필터계로 입사되는데, 필터계는 회절광을 차수별로 분리하고 분리된 차수의 회절광에서 원하는 차수의 회절광만을 통과시킨다.
투사계는 입사된 회절광을 확대하여 확대된 회절광을 스크린에 투사하여 영상을 생성한다.
한편, 상기와 같은 하나의 회절형 광변조기를 사용하는 1판넬 방식의 회절형 광변조기 디스플레이 장치는 광원계를 구성하는 복수의 광원을 순차적으로 점등시키게 된다.
이때, 적색 레이저 광원과 청색 레이저 광원의 경우에 반도체형 레이저가 사용되기 때문에 응답 속도가 빨라 원하는 시간에 원하는 광을 얻을 수 있다.
즉, 도 1a에 도시된 바와 같이 적색 레이저 광원과 청색 레이저 광원의 경우에 입력 전류의 인가시에 빠른 응답속도를 가지고 있기 때문에 광출력 또한 입력 전류를 즉시 추종하게 되어 원하는 시간에 원하는 광을 얻는다.
이처럼, 적색 레이저 광원과 청색 레이저 광원에 대한 입력 신호에 대하여 빠른 응답을 얻을 수 있기 때문에 균일한 영상을 얻을 수 있다.
하지만, 녹색 레이저 광원의 경우에 고체형 레이저를 사용하기 때문에 응답 속도가 느려 원하는 시간에 원하는 응답을 얻기가 어렵다.
즉, 녹색 레이저 광원의 경우에 적색광 또는 청색광과 같이 특정 파장에 대한 광을 방출하는 재료가 현재까지 발견되지 않고 있다. 따라서, 근 적외선대의 파장을 방출하는 재료[1064nm]의 출력 파장을 반(예를 들면 532nm)으로 줄여 녹색광을 발생시키는 구조를 사용하며, 그 결과 광 출력의 발생 속도가 늦어 원하는 시간에 원하는 응답을 얻기가 어렵다.
즉, 도 1b에 도시된 바와 같이 녹색 레이저 광원의 경우에 고체헝 레이저로서 광원 내부의 펌핑(pumping) 메커니즘에 의해 응답 속도 특성이 반도체 레이저인 적색 레이저 광원과 청색 레이저 광원 만큼 좋지 못하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로써, 광원의 출력 특성에 따라 광원 구동 전압의 인가 시점을 조정하고 그에 따라 해당 광원에 대한 영상 데이터를 조정하여 가비지(garbage) 영상이 생성되지 않도록 하여 원하는 시간에 원하는 광을 얻을 수 있도록 하는 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회절형 광변조기를 이용한 디스 플레이 시스템에 있어서, 영상 데이터와 동기신호를 입력받아 데이터 트랜스포즈를 수행한 후에, 적색 영상 데이터와 청색 영상 데이터는 유효 영상 시간에 출력하고, 녹색 영상 데이터에대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 계조도가 0인 녹색 영상 데이터를 출력한 후에 유효 영상 시간에 입력받은 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 처리부; 상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하고, 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 녹색 광원에 대한 구동 전압을 인가하는 광원 구동부; 및 상기 영상 처리부에서 입력받은 영상 데이터에 따라 상기 회절형 광변조기에 구동 전압을 인가하는 광변조기 구동회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서, 영상 데이터와 동기신호를 입력받아 데이터 트랜스포즈를 수행한 후에, 데이터 트랜스포즈된 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 처리부; 상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하고, 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 여기 구동 전압을 인가하고 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하는 광원 구동부; 및 상기 영상 처리부에서 입력받은 영상 데이터에 따라 상기 회절형 광변조기에 구동 전압을 인가하는 광변조기 구동회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1판넬 디스 플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 장치의 구성은, 디스플레이 광학계(102)와 디스플레이 전자계(104)를 포함한다.
디스플레이 광학계(102)는 광을 생성하여 출사하는 광원계(106)를 포함하며, 광원계(106)는 외부공동표면방출 레이저(VECSEL;Vertical External Cavity Surface Emitting Laser), 수직공진표면발광 레이저(VCSEL;Vertical Cavity Surface Emitting Laser), 발광 다이오드(Light emitting diode, LED), 레이저 다이오드(Laser diode, LD), 고발광 다이오드(SLED; Super Luminescent Diode) 등과 같은 반도체를 사용하여 제작한 광원이 사용가능하다.
광원계(106)는 레이저 조명을 방출하는데, 레이저 조명의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있으며, 일예로 광원계(106)(실제로는 R광원의 레이저, G광원의 레이저, B광원의 레이저로 이루어져 있다)은 R광, G광, B광을 순차적으로 방출하도록 한다.
또한, 디스플레이 광학계(102)는 광원계(106)로부터 나오는 빛을 회절형 광변조기(110)에 선형(line shape)의 평행광으로 조사하기 위해 조명계(108)를 포함한다.
조명계(108)는 광원계(106)가 방출한 레이저 조명을 선형의 길이가 길고 폭이 좁은 광으로 만든 후에 평행광으로 변환하여 회절형 광변조기(110)상에 입사시 킨다.
이러한 조명계(108)는 일예로 볼록렌즈(미도시)로 이루어지거나 볼록렌즈(미도시)와 콜리메이팅 렌즈(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 디스플레이 광학계(102)는 조명계(108)로부터 조사된 선형광을 회절시켜 회절광의 광세기가 조절된 복수의 회절차수의 회절광을 생성하는 회절형 광변조기(110)를 포함한다.
여기에서 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 0차 회절광, ±1차 회절광, ±2차 회절광, ±3차 회절광 등등의 여러 회절차수의 회절광을 포함하며, 홀수 차수의 회절광과 짝수 차수의 회절광은 그 위상이 서로 180도 차이가 난다.
그리고, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 선형(line shape)의 길이가 길고 폭이 좁은 회절광이 된다.
여기에서, 회절형 광변조기(110)는 일예로 상하 이동가능하며 어레이를 형성하고 있는 다수의 상부 반사부와, 상부 반사부의 사이에 위치하며 상부 반사부로부터 일정 거리가 이격되어 있는 다수의 하부 반사부를 포함하여 이루어져 있다. 그리고, 회절형 광변조기(110)는 상부 반사부를 구동하는 구동수단으로 정전기력, 정자기력을 사용할 수 있으며, 일면에 상부 전극층이 형성되어 있고 다른면에 하부 전극층이 형성되어 있어 있는 압전 재료층을 사용할 수 있다.
이러한, 회절형 광변조기(110)가 출사하는 회절광은 하나의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 영상의 하나의 픽셀에 대응하는 회절광을 생성하도록 할 수 있고, 2개 또는 그 이상의 상 부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(118)에 형성되는 하나의 픽셀에 대응되는 회절광을 형성하도록 할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 광학계(102)는 회절형 광변조기(110)에서 출사된 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 스크린(118)으로 향하도록 하여 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는 투사계(112)를 포함하고 있다.
여기에서, 투사계(112)는 스크린(118)에 스캐닝을 수행하는데 있어 디스플레이 전자계(104)의 제어에 의해 스크린(118)에 디스플레이 되는 영상의 선속을 일정하게 유지하도록 한다.
이러한 투사계(112)의 일예로 투사 렌즈(미도시)와 회절광을 스크린(118)을 향하도록 하는 스캐닝을 수행하는 스캐너(미도시)로 이루어져 있다.
투사 렌즈는 복수의 볼록 렌즈와 복수의 오목렌즈의 조합으로 이루어져 있으며 회절광의 초점을 스크린(118)에 위치하도록 입사광을 집광하는 역할을 수행한다.
스캐너는 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 한다. 폴리곤 미러 스캐너는 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(118)에 영상을 투사한다.
한편, 디스플레이 광학계(102)는 투사계(112)와 스크린(118) 사이에 위치하여 투사계(112)에서 투사된 여러 차수의 회절광에서 사용하기를 원하는 차수의 회절광을 스크린(118)으로 통과시키는 필터 광학계(116)를 포함하여 이루어져 있다. 필터 광학계(116)의 일예는 슬릿이 사용될 수 있다.
한편, 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106), 회절형 광변조기(110), 투사계(112)에 접속된다. 디스플레이 전자계(104)는 광원계(106)에 복수의 광원을 제어하여 순차적으로 복수의 광원에서 광이 출력되도록 제어한다.
그리고, 디스플레이 전자계(104)는 회절형 광변조기(110)의 압전체의 상부 전극층과 하부 전극층에 구동 전압을 제공하여 상부 반사부를 구동시킨다. 여기에서, 유의할 점으로 적색 광원과 청색 광원은 반도체형 광원으로 응답 속도가 빠르기 때문에 디스플레이 전자계(104)가 원하는 시간에 해당 광원을 온(on) 하면 되지만, 녹색 광원의 경우에 고체형 레이저 광원으로 원하는 시간에 원하는 광을 얻기 위해서는 응답 시간을 고려하여 원하는 시간보다 더 빠르게 디스플레이 전자계(104)가 온(on) 시킬 필요가 있다.
하지만, 그렇게 되면 원하는 시간 이전에 녹색 광원에서 광이 출사되기 때문에 스크린(118)에 가비지(garbage) 영상이 생성되게 된다.
즉, 녹색 광원이 온되는 시간은 블랭크 시간에 해당하기 때문에 녹색 광원에서 생성된 광이 스크린(118)의 유효 영상 시간 영역의 좌우의 블랭크 시간 영역에 투사되기 때문에 가비지 영상이 생성될 수 있다. 이를 도 3을 참조하여 설명하면, 도 3에서 블랭크 시간에 스크린(118)에 검은 영상이 생성되어야 하지만, 희미한 녹 색 광이 발생한다. 이는 녹색 광원이 온된 상태에서 임의의 계조도 값이 회절형 광변조기(110)에 인가되고 있을 때, 임의의 계조도값에 따른 회절광이 발생하여 스크린(118)에 투사되고 있기 때문이다.
이를 해소하기 위하여 디스플레이 전자계(104)는 회절형 광변조기(110)에 제공되는 구동 전압을 원하는 시간까지 0으로 세팅하여 출력하게 된다. 이렇게 되면 원하는 시간 이전에 녹색 광원이 온되지만, 회절형 광변조기(110)가 해당 광원에 대한 영상 데이터를 생성하지 못하게 되어 가비지 영상이 생성되지 않는다.
물론, 또 다른 실시예로서 디스플레이 전자계(104)가 원하는 시간에 녹색 광원을 온(on)시키기 위하여 녹색 광원에 광을 출사하기 위한 임계 전압 이전의 전압을 일정 시간 전에 인가하여 녹색 광원의 여기 상태를 형성한 후에 원하는 시간에 임계 전압 이상의 전압을 인가하여 녹색 광원을 활성화하는 방법도 있다.
즉, 디스플레이 전자계(104)는 블랭크 시간 동안에 녹색 광원의 인가 전압을 임계 전압 이전의 적절한 레벨로 1차 인가하고, 다음으로 유효 영상 시간에는 원하는 목표값으로 2차 상승시킨다. 이렇게 하면, 녹색 광원은 블랭크 시간 동안에는 광출력이 발생하지 않는데, 그 이유는 임계 전압 이하에서는 녹색 광원이 광출력을 발생하지 않기 때문이다. 이를 도 4를 참조하여 설명하면, 블랭크 시간 동안에 인가 전압을 임계 전압 이하로 인가한다. 그러면, 도 4에 도시된 바와 같이 녹색 광원이 광출력을 발생하지 않기 때문에 가비지 영상이 발생되지 않는다. 그리고, 이후에 유효 영상 시간에 인가 전압을 임계 전압 이상으로 인가되면 비로서 녹색 광원은 광출력을 발생하게 되며 유효 영상이 스크린(118)에 투사된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원 출력 제어 장치의 구성도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 광원 출력 제어 방법의 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 광원 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원 출력 제어 장치는 디스플레이 전자계(104)에 구비되어 있는 영상 입력부(202), 감마 기준 전압 저장부(204), 영상 보정부(206), 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208), 영상 데이터/동기신호 출력부(210), 상부 전극 전압 범위 제어부(212), 하부 전극 전압 제어부(214), 광원 제어부(216), 광변조기 구동회로(218), 광원 구동회로(220)를 포함하고 있다.
먼저, 영상 입력부(202)는 영상 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다.
영상 보정부(206)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈(또는 영상 피봇팅(pivoting))을 수행하여 횡방향으로 입력된 영상 데이터를 종방향의 영상 데이터로 변환하여 출력한다. 이처럼 영상 보정부(206)에서 데이터 트랜스포즈가 필요한 이유는 회절형 광변조기(110)에서 출사하는 주사선은 복수의 픽셀(일예로 입력되는 영상 데이터가 480*640인 경우에 480개의 픽셀)에 대응되는 스캐닝 회절 점광이 세로로 배열되어 있어 가로 방향으로 스캔하여 디스플레이 하도록 되어있기 때문이다.
한편, 감마 기준 전압 저장부(204)에는 상부 전극(감마) 기준전압과 하부 전 극(감마) 기준전압이 저장되어 있는데, 여기에서 상부 전극(감마) 기준전압이란 회절형 광변조기(110)의 광변조기 구동회로(218)가 엘리멘트별로 영상 데이터의 계조도에 따른 인가 전압을 출력할 때 참조하는 상부 전극 기준전압을 의미하며, 하부 전극 기준전압이라 회절형 광변조기(110)의 하부 전극에 인가되는 전압을 말한다.
이러한 감마 기준 전압 저장부(204)에 상부 전극 기준전압과 하부 전극 기준전압을 저장하여 회절형 광변조기(110)의 광변조기 구동회로(218)가 계조도에 따른 인가전압을 출력할 때 참조하도록 할 필요가 있는 이유는 회절형 광변조기(110)에서 출사되는 회절광의 광세기가 인가되는 전압의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않고 비선형적으로 변하는 감마특성이 나타내기 때문이다.
이와 같은 상황에서 광변조기 구동회로(218)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터의 계조도가 입력되면 이에 매칭되는 상부 전극 전압을 얻기 위하여 상부 전극 전압 범위 조정부(212)를 통하여 제공되는 상부 전극 기준전압을 참조하여 해당 계조도에 대응되는 상부 전극 전압을 얻는다. 이때, 상부 전극 전압 범위 조정부(212)는 감마 기준전압 저장부(204)에 저장되어 있는 상부 전극 기준전압을 읽어와서 읽어온 상부 전극 기준전압을 광변조기 구동회로(218)로 출력한다. 그리고, 이와 동시에 회절형 광변조기(110)에는 하부전극 전압 조정부(214)로부터 하부 전극 전압이 제공되고 있다. 즉, 하부 전극 전압 조정부(214)는 감마 기준 전압 저장부(204)에 저장된 하부 전극 기준 전압을 읽어와서 회절형 광변조기(110)의 하부 전극에 제공한다.
이에 따라, 회절형 광변조기(110)는 광변조기 구동회로(218)에서 제공되는 상부 전극 전압과 하부 전극 전압 조정부(214)에서 제공되는 하부 전극 전압에 의해 구동되어 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 형성한다.
한편, 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208)에 저장된 엘리멘트별 보정 데이터는 영상 보정부(206)에서 입력되는 영상 데이터를 보정하여 보정된 출력 영상 데이터를 생성하기 위하여 참조하는 것으로 테이블로 작성될 수 있다.
그리고, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(218)로 제공한다.
또한, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)로부터 입력받은 수직 동기 신호와 수평 동기 신호를 입력받아 출력한다.
한편, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 수직 동기신호와 수평 동기신호가 입력되면 그에 따라 광원 구동회로(220)를 제어하여 광원 구동회로(220)가 복수의 광원을 스위칭하도록 한다.
그리고, 광변조기 구동회로(218)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터(계조도)가 입력되면, 상부 전극 전압 범위 조정부(212)에서 제공되는 상부 전극 기준전압을 참조하여 그에 따른 상부 전극의 구동전압을 생성하여 회절형 광변조기(110)로 출력한다.
여기에서, 영상 입력부(202), 영상 보정부(206), 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208), 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)을 대하여 영상 데이터와 동기신호를 입력받아 데이터 트랜스포즈를 수행한 후에, 적색 영상 데이터와 청색 영상 데이터는 유효 영상 시간에 출력하고, 녹색 영상 데이터에대하여 유효 영상 시간 이 전의 블랭크 시간에 계조도가 0인 녹색 영상 데이터를 출력한 후에 유효 영상 시간에 입력받은 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 처리부로 부를 수 있다.
그리고, 광원 제어부(216)와 광원 구동회로(220)는 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하고, 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 녹색 광원에 대한 구동 전압을 인가하는 광원 구동부로 부를 수 있다.
이제, 도 5 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원 출력 제어 장치의 동작을 상세히 설명한다.
실시예 1
먼저, 영상 입력부(202)는 영상 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다(단계 S110).
영상 보정부(206)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈(또는 영상 피봇팅(pivoting))을 수행하여 횡방향으로 입력된 영상 데이터를 종방향의 영상 데이터로 변환한다. 그리고, 영상 보정부(206)은 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208)에 저장된 엘리멘트별 보정 데이터를 참조하여 영상 데이터를 보정하여 보정된 영상 데이터를 출력한다(단계 S112).
그리고, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하 는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(218)로 제공하고, 동기 신호를 광원 제어부(216)와 광변조기 구동회로(218)로 제공한다(단계 S114).
이때, 영상 데이터/동기신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(218)로 제공하는데, 특히 녹색 영상 데이터를 제공하기에 앞서 존재하는 블랭크 시간에 계조도 0의 녹색 영상 데이터를 제공한다.
여기에서, 블랭크 시간(blank time)이란 유효 영상 시간들의 사이에 존재하는 시간을 말한다. 일반적으로 하나의 회절형 광변조기(110)을 이용한 디스플레이 장치에서 칼라 영상을 구현하기 위해서는 적색 영상 데이터와, 녹색 영상 데이터 그리고 청색 영상 데이터를 일정 시간안에 스크린(118)에 순차적으로 스캐닝할 필요가 있다. 이때 적색 영상 데이터를 스크린(118)에 스캐닝하는 시간을 유효 영상 시간이라고 부르며, 동일하게 녹색 영상 데이터를 스크린(118)에 스캐닝하는 시간을 유효 영상 시간이라 부르고, 또한, 청색 영상 데이터를 스크린(118)에 스캐닝하는 시간을 유효 영상 시간이라 부른다. 그리고, 적색 영상 데이터에서 녹색 영상 데이터로 변화되는 시간에 약간의 간격이 있게 되는데 이 시간을 블랭크 시간이라 부르며, 동일하게 녹색 영상 데이터에서 청색 영상 데이터로 변화되는 시간에 약간의 간격이 있게 되는데 이 시간을 역시 블랭크 시간이라 부르고, 녹색 영상 데이터에서 다시 적색 영상 데이터로 변화되는 시간을 역시 블랭크 시간이라 부른다.
이처럼, 하나의 회절형 광변조기(110)를 이용한 디스플레이 장치는 여러개의 유효 영상 시간과 블랭크 시간을 가지게 되는데 영상 데이터/동기신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(218)로 제공 하는데 있어서 녹색 영상 데이터를 제공하기에 앞서 존재하는 블랭크 시간(적색 영상 데이터에서 녹색 영상 데이터로 변화되는 시간에 존재하는 블랭크 시간)에 계조도 0의 녹색 영상 데이터를 제공한다.
한편, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 동기신호가 입력되면 그에 따라 광원 구동회로(220)를 제어하여(단계 S120) 광원 구동회로(220)가 복수의 광원을 스위칭하도록 한다(단계 S122).
이때, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대해서는 동기신호에 연동되어 광원 온(on) 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 제공하지만, 녹색 광원에 대해서는 동기신호가 입력되기에 앞서 블랭크 시간에 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 제공한다.
즉, 도 8을 보게 되면, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호를 입력받는다.
그러면, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 입력받은 동기신호에 연동되어 적색 광원 온 제어신호와, 녹색 광원 온 제어신호 그리고 청색 광원 온 제어신호를 순차적으로 생성하여 광원 구동 회로(220)로 제공한다.
이때, 광원 제어부(216)는 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호에 연동하여 적색 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다. 그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 입력받은 적색 광원 온 제어신호에 따라 적색 광원을 온하게 되고, 그 결과 도 8에 도시된 바와 같이 적색 광원이 온되어 적색 광이 유효 영상 기간에 출사한다.
그리고, 광원 제어부(216)는 유효 영상 시간에 적색 광원 온 제어 신호를 생성하여 출사한 이후에 그 다음 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호가 입력되기에 앞서 블랭크 시간에 녹색 광원 온 제어신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다.
그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 녹색 광원 온 제어신호가 입력되면 녹색 광원을 온시킨다.
그렇게 되면, 녹색 광원이 블랭크 시간에 온되어 녹색 광을 출사하게 되는데, 녹색 광원이 고체형 레이저 광원이기 때문에 원하는 광세기의 광을 출사하기에는 시간이 걸린다. 즉, 녹색 광원은 블랭크 시간에 온되어 서서히 출력이 상승하게 되며 유효 영상 시간에는 원하는 광세기의 광을 출사하게 된다. 그런데, 이때 녹색 광원이 유효 영상 시간에 이르기 전에 이처럼 광을 출사하게 되기 때문에 가비지(gabage) 영상이 스크린(118)에 생성될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 위에서 설명한 바와 같이 블랭크 시간에 계조도 0인 녹색 영상 데이터를 출력하게 된다.
이처럼 광원 제어부(216)은 녹색 광원 온 제어 신호를 생성한 이후에 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호에 연동하여 청색 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다. 그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 입력받은 청색 광원 온 제어신호에 따라 청색 광원을 온하게 되고, 그 결과 도 8에 도시된 바와 같이 청색 광원이 온되어 청색 광이 유효 영상 기간에 출사한다.
한편, 광변조기 구동회로(218)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터(계조도)가 입력되면, 구동전압을 생성하여 회절형 광변조기(110)로 출력한다(단계 S130). 이때, 광변조기 구동회로(218)는 위에서 설명한 바와 같이 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 녹색 영상 데이터를 제공하기에 앞서 존재하는 블랭크 시간(적색 영상 데이터에서 녹색 영상 데이터로 변화되는 시간에 존재하는 블랭크 시간)에 계조도 0의 녹색 영상 데이터를 제공받기 때문에 그에 따라 회절형 광변조기(110)가 0계조도의 영상 데이터를 생성할 수 있는 구동 전압을 생성하여 회절형 광변조기(110)로 제공하게 되며, 그에 따라 회절형 광변조기(110)는 0계조도의 영상 데이터를 블랭크 시간에 생성한다. 따라서, 결론적으로 회절형 광변조기(110)에서 0 계조도의 영상 데이터가 출사되어 스크린(118)에 스캐닝되기 때문에 스크린(118)에는 블랭크 시간에 녹색 광원으로부터 출사되는 광으로 인한 가비지 영상이 생성되지 않는다.
실시예 2
먼저, 영상 입력부(202)는 영상 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다(단계 S210).
영상 보정부(206)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈(또는 영상 피봇팅(pivoting))을 수행하여 횡방향으로 입 력된 영상 데이터를 종방향의 영상 데이터로 변환한다. 그리고, 영상 보정부(206)은 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208)에 저장된 엘리멘트별 보정 데이터를 참조하여 영상 데이터를 보정하여 보정된 영상 데이터를 출력한다(단계 S212).
그리고, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(218)로 제공하고, 동기 신호를 광원 제어부(216)와 광변조기 구동회로(218)로 제공한다(단계 S214).
한편, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 동기신호가 입력되면 그에 따라 광원 구동회로(220)를 제어하여(단계 S220) 광원 구동회로(220)가 복수의 광원을 스위칭하도록 한다(단계 S222).
이때, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대해서는 동기신호에 연동되어 광원 온(on) 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 제공하지만, 녹색 광원에 대해서는 동기신호가 입력되기에 앞서 블랭크 시간에 계단파형의 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 제공한다.
즉, 도 9를 보게 되면, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호를 입력받는다.
그러면, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 입력받은 동기신호에 연동되어 적색 광원 온 제어신호와, 녹색 광원 온 제어신호 그리고 청색 광원 온 제어신호를 순차적으로 생성하여 광원 구동 회로(220)로 제공한다.
이때, 광원 제어부(216)는 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호에 연동하여 적색 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다. 그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 입력받은 적색 광원 온 제어신호에 따라 적색 광원을 온하게 되고, 그 결과 도 9에 도시된 바와 같이 적색 광원이 온되어 적색 광이 유효 영상 기간에 출사한다.
그리고, 광원 제어부(216)는 유효 영상 시간에 적색 광원 온 제어 신호를 생성하여 출사한 이후에 그 다음 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호가 입력되기에 앞서 블랭크 시간에 계단파형의 녹색 광원 온 제어신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다.
그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 녹색 광원 온 제어신호가 입력되면 녹색 광원을 동일한 계단 파형의 광원 온 구동신호를 이용하여 온시킨다. 이때, 광원 제어부(216)가 생성하는 녹색 광원 온 제어신호는 계단파형을 가지고 있으며, 계단파형의 처음 계단이 지시하는 전압이 녹색 광원을 여기하기에는 충분하지만 포화시키기에는 부족한 정도가 되도록 조정되어 있다. 이렇게 함으로, 광원 구동회로(220)가 녹색 광원에 구동 전압을 제공하기는 하지만, 적색 광원이 포화되지 않기 때문에 유효 영상 시간 전에 광 출력이 없도록 할 수 있다. 그 결과, 녹색 광원으로부터 빠른 응답을 얻을 수 있으며, 광원 구동회로(220)가 생성하는 구동전압의 처음 계단의 전압이 낮기 때문에 그에 따라 적색 광원에서 출사되는 광이 없어 가비지 영상이 스크린(118)에 생성되지 않는다.
이처럼 광원 제어부(216)은 녹색 광원 온 제어 신호를 생성한 이후에 유효 영상 시간을 알려주는 동기신호에 연동하여 청색 광원 온 제어 신호를 생성하여 광원 구동회로(220)로 출력한다. 그러면, 광원 구동회로(220)는 광원 제어부(216)로부터 입력받은 청색 광원 온 제어신호에 따라 청색 광원을 온하게 되고, 그 결과 도 9에 도시된 바와 같이 청색 광원이 온되어 청색 광이 유효 영상 기간에 출사한다.
한편, 광변조기 구동회로(218)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터(계조도)가 입력되면, 구동전압을 생성하여 회절형 광변조기(110)로 출력한다(단계 S230).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 고체형 레이저 광원의 느린 응답 속도에 의한 광의 불균일성 문제를 해결할 수 있도록 하는 효과가 있다.
즉, 녹색 광원의 경우에 고체형 레이저 광원을 사용하게 되는데, 고체형 레이저 광원의 경우에 내부 펌핑(pumping) 매커니즘에 의한 광 출력 특성상 응답 속도 특성이 반도체 레이저 만큼 좋지 못하다. 이러한 고체형 레이저 광원을 1판넬 방식의 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 사용하는 경우에 주사 방향에 대한 불균일성 문제가 생길 수 있다. 본 발명은 블랭크 시간에 미리 고체형 레이저 광원을 온함으로 원하는 시간에 균일한 광을 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,
    영상 데이터와 동기신호를 입력받아 데이터 트랜스포즈를 수행한 후에, 적색 영상 데이터와 청색 영상 데이터는 유효 영상 시간에 출력하고, 녹색 영상 데이터에대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 계조도가 0인 녹색 영상 데이터를 출력한 후에 유효 영상 시간에 입력받은 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 처리부;
    상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하고, 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 구동 전압을 인가하는 광원 구동부; 및
    상기 영상 처리부에서 입력받은 영상 데이터에 따라 상기 회절형 광변조기에 구동 전압을 인가하는 광변조기 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    영상 데이터와 동기 신호를 입력받는 영상 입력부;
    상기 영상 입력부가 입력받은 영상 데이터를 횡방향 배열에서 종방향 배열로 데이터 트랜스포즈하여 출력하는 영상 보정부; 및
    상기 영상 보정부로부터 데이터 트랜스포즈된 영상 데이터와 동기신호를 입력받아 적색 영상 데이터와 청색 영상 데이터는 유효 영상 시간에 출력하고, 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 계조도가 0인 녹색 영상 데이터를 출력한 후에 유효 영상 시간에 입력받은 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 데이터/동기신호 출력부를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 광원 구동부는,
    상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 상기 적색 광원과 상기 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하고, 상기 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 온 제어 신호를 출력하는 광원 제어부; 및
    상기 광원 제어부의 광원 제어신호에 따라 상기 광원을 스위칭하는 광원 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광원 구동부는,
    상기 영상 데이터/동기 신호 출력부로부터 동기 신호가 입력되면 상기 적색 광원과 상기 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하고, 상기 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 온 제어 신호를 출력하는 광원 제어부; 및
    상기 광원 제어부의 광원 제어신호에 따라 상기 광원을 스위칭하는 광원 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  5. 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,
    영상 데이터와 동기신호를 입력받아 데이터 트랜스포즈를 수행한 후에, 데이터 트랜스포즈된 영상 데이터를 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 처리부;
    상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 적색 광원과 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하고, 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 여기 구동 전압을 인가하고 유효 영상 시간에 구동 전압을 인가하는 광원 구동부; 및
    상기 영상 처리부에서 입력받은 영상 데이터에 따라 상기 회절형 광변조기에 구동 전압을 인가하는 광변조기 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    영상 데이터와 동기 신호를 입력받는 영상 입력부;
    상기 영상 입력부가 입력받은 영상 데이터를 횡방향 배열에서 종방향 배열로 데이터 트랜스포즈하여 출력하는 영상 보정부; 및
    상기 영상 보정부로부터 데이터 트랜스포즈된 영상 데이터와 동기신호를 입력받아 출력하며, 입력받은 동기 신호를 출력하는 영상 데이터/동기신호 출력부를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 광원 구동부는,
    상기 영상 처리부로부터 동기 신호가 입력되면 상기 적색 광원과 상기 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하고, 상기 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 상기 회절형 광변조기에 여기 구동 전압을 제공할 수 있도록 제어하는 여기 온 제어 신호를 출력하고 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하는 광원 제어부; 및
    상기 광원 제어부의 광원 제어신호에 따라 광원을 스위칭하는 광원 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원 구동부는,
    상기 영상 데이터/동기 신호 출력부로부터 동기 신호가 입력되면 상기 적색 광원과 상기 청색 광원에 대하여 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하고, 상기 녹색 광원에 대하여 녹색 영상 데이터에 대하여 유효 영상 시간 이전의 블랭크 시간에 상기 회절형 광변조기에 여기 구동 전압을 제공할 수 있도록 제어하는 여기 온 제어 신호를 출력하고 유효 영상 시간에 온 제어 신호를 출력하는 광원 제어부; 및
    상기 광원 제어부의 광원 제어신호에 따라 광원을 스위칭하는 광원 구동회로를 포함하여 이루어진 1판넬 디스플레이 시스템의 광원 출력 제어 장치.
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