KR20090039310A - 디스플레이 장치 및 빔 틸트 보상 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 빔 틸트 보상 방법 Download PDF

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Abstract

1차원 회절형 광변조기 상에 조사되는 빔 틸트의 불일치가 보상된 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 서로 다른 파장을 가지는 조명광을 조사하는 복수의 단색광원; 상기 조명광을 순차적으로 입사받고, 제어 신호에 따라 변조하는 광변조기; 상기 변조된 조명광을 순차적으로 디스플레이 화면 상에 스캔하는 스캐너; 및 영상 신호를 입력받고, 상기 영상 신호에 상응하여 상기 단색광원, 상기 광변조기, 상기 스캐너를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 변조된 조명광이 상기 디스플레이 화면 상에 스캔된 단색 스캔 영상의 틸트가 보상되도록 상기 광변조기의 픽셀 구동 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치에 관한 것이다. 디지털적으로 색별 광원의 빔 틸트 불일치를 보상하여 스크린 상에 구현되는 컬러 영상의 각 단색 영상의 위치가 서로 일치하게 되는 효과가 있다.
광변조기, 스캔, 빔, 틸트, 보상

Description

디스플레이 장치 및 빔 틸트 보상 방법{Display apparatus and method for compensating beam tilt}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차원 회절형 광변조기를 포함하고 조명광의 빔 틸트 불일치가 보상된 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광신호 처리는 많은 데이터 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지털 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기, 광소자, 광변조기에의 적용 등의 연구가 진행되고 있다. 이 중에서 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 그리고 홀로그램 등의 분야에 사용되며, 이를 이용한 광빔 스캐닝 장치의 연구 개발이 진행되어 오고 있다.
이러한 광빔 스캐닝 장치는 화상 형성장치 예를 들면, 레이저 프린터, LED 프린터, 전자 사진 복사기, 워드 프로세서 및 프로젝터 등에서 광빔을 스캐닝하여 광빔을 감광매체에 스폿(spot)시켜 화상 이미지를 결상시키는 역할을 한다.
최근에는 프로젝션(Projection) 텔레비젼 등이 개발됨에 따라 영상 디스플레이에 빔을 주사하는 수단으로서 광빔 스캐닝 장치가 이용되고 있다.
디스플레이의 일종인 스캐닝 디스플레이 장치에 사용되는 1차원 회절형 광변조기(one dimensional diffraction type optical modulator)는 일렬로 배열된 복수의 마이크로 미러로 구성되어 선형 영상에 상응하는 변조광을 출력한다. 이때 한 픽셀의 광강도를 표현하기 위해서 마이크로 미러는 구동 신호(예를 들어, 구동 전압)에 상응하여 그 변위가 바뀜으로써 변조광의 광량을 변화시킨다. 이러한 변조광이 스캐너를 통해 스크린 상에 스캔되어 2차원 또는 3차원의 디스플레이 화면을 구현한다.
즉, 1차원 회절형 광변조기 상에 광원으로부터 조명광이 라인 빔 형태로 조사된다. 컬러 디스플레이 화면의 구현을 위해 1차원 회절형 광변조기 상에 각 색별 조명광이 조사된다. 1차원 회절형 광변조기에 조명광이 입사되는 위치가 색별로 일치하지 않게 되는 경우, 즉 빔 틸트(beam tilt)에 오차가 있는 경우에는 최종적으로 스크린 상에서 색별로 서로 다른 위치에 기울어진 디스플레이 화면을 구현하게 된다.
광변조기 상에서 허용가능한 빔 틸트 불일치 오차는 통상적으로 1/(수직 해상도) 라디안(radian) 미만이다. 따라서, 단색광원들으로부터의 조명광을, 광 모듈 조립시 매우 정밀하게 일치시켜야 하며 이는 조립상 매우 어려운 공정이다. 그리고 단색광원으로부터의 조명광의 빔 틸트가 발생하는 경우에는 조립된 완제품이 불량이 되어 실패 비용(failure cost)을 증가시키고 조립 장비의 높은 정밀도를 요구하며 조립 시간을 증가시키는 요인이 된다.
본 발명은 디지털적으로 단색광원들의 빔 틸트 불일치를 보상할 수 있는 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 서로 다른 파장을 가지는 조명광을 조사하는 복수의 단색광원; 상기 조명광을 순차적으로 입사받고, 제어 신호에 따라 변조하는 광변조기; 상기 변조된 조명광을 순차적으로 디스플레이 화면 상에 스캔하는 스캐너; 및 영상 신호를 입력받고, 상기 영상 신호에 상응하여 상기 단색광원, 상기 광변조기, 상기 스캐너를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 변조된 조명광이 상기 디스플레이 화면 상에 스캔된 단색 스캔 영상의 틸트가 보상되도록 상기 광변조기의 픽셀 구동 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치가 제공된다.
상기 스캐너는 단방향 또는 양방향 회전할 수 있다.
스캔 방향이 좌측에서 우측이며, 상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단 으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정될 수 있다.
또는 스캔 방향이 우측에서 좌측이며, 상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정될 수 있따.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 서로 다른 파장을 가지는 조명광을 조사하는 복수의 단색광원; 상기 조명광을 입사받고, 제어 신호에 따라 변조하는 복수의 광변조기; 상기 변조된 조명광을 합성하는 색합성광학계; 상기 색합성광학계에서 합성된 광을 디스플레이 화면 상에 스캔하는 스캐너; 및 영상 신호를 입력받고, 상기 영상 신호에 상응하여 상기 복수의 단색광원, 상기 복수의 광변조기, 상기 스캐너를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 변조된 조명광이 상기 디스플레이 화면 상에 스캔된 단색 스캔 영상의 틸트가 보상되도록 상기 광변조기의 픽셀 구동 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치가 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 복수의 단색광원으로부터 순차적으로 조 사되고 광변조기에 의해 변조된 조명광이 디스플레이 화면 상에 스캔되는 디스플레이 장치에서의 빔 틸트를 보상하는 방법에 있어서, 상기 디스플레이 화면에 구현된 단색 스캔 영상의 틸트 정도를 판단하는 단계; 및 상기 단색 스캔 영상의 스캔 방향과 상기 틸트 정도를 기초로 하여 상기 단색 스캔 영상의 픽셀별 출력 타이밍을 결정하는 단계를 포함하는 빔 틸트 보상 방법이 제공된다.
여기서, 상기 결정 단계는 스캔 방향이 좌측에서 우측이며, 상기 단색 스캔 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어할 수 있다.
또는 스캔 방향이 우측에서 좌측이며, 상기 단색 스캔 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어할 수 있다.
한편, 빔 틸트 보상 방법은 컴퓨터에 의하여 수행될 수 있으며, 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 빔 틸트 불일치 보상 방법 및 이를 적용한 디스플레이 장치는 디지털적으로 단색광원의 빔 틸트 불일치를 보상하여 디스플레이 화면 상에 구현되는 컬러 영상의 각 단색 영상의 위치가 색별로 서로 일치하게 되어 광모듈 조립시 조립 정밀도를 높이지 않아도 되도록 한다. 그리고 광 모듈의 제작에 있어서 실패 비용과 조립 시간을 낮추고, 조립 장비의 정밀도를 완화시켜 양산성을 높이는 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널(panel) 디스플레이 장치의 구성도이다. 1 패널 디스플레이 장치의 XY 평면도(100a)와 YZ 평면도(100b)가 도시되어 있다. 그리고 광원(110)(적색광원(110R), 녹색광원(110G), 청색광원(110B)), 미러(115G), 제1 다이크로익 미러(115R), 제2 다이크로익 미러(115B), 조명광학계(120), 광변조기(130), 이미징광학계(140), 스캐너(150), 디스플레이 화면(160), 제어부(170)가 도시되어 있다. 여기서, 패널이라 함은 조명광을 변조하는 광변조기(130)를 의미하며, 광변조기(130)가 1개 있으므로 1 패널 타입에 해당한다.
광원(110)은 광을 조사한다. 광원(110)은 레이저, LED, 레이저 다이오드 등일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광원(110)은 백색광을 조사한다. 이 경우 색분리부(미도시)를 두어 백색광을 소정 조건에 따라 적색광, 녹색광, 청색광으로 분리한다.
다른 실시예에 따르면, 광원(110)은 도 1에 도시된 것과 같이 적색광 원(110R), 청색광원(110B), 녹색광원(110G)을 구분되어 빛의 삼원색인 적색광, 청색광, 녹색광을 조사한다. 여기서, 적색, 녹색, 청색은 하나의 실시예에 불과하며, 색광의 조합으로 다양한 컬러의 표현이 가능하다면 다른 색광의 조합도 가능하다.
광원(110)과 광변조기(130) 사이에 조명광학계(120)가 위치한다. 조명광학계(120)는 광원(110)에서 조사된 광의 방향을 조정하여 광변조기(130)에 광이 집중되도록 한다.
광원(110)이 도시된 것과 같이 적색광원(110R), 청색광원(110B), 녹색광원(110G)으로 이루어진 경우, 각각의 단색광원들로부터 조사된 조명광들이 동일한 광경로를 따라 조명광학계(120)이 입사될 수 있도록 하기 위해서 단색광원 후단에 광경로를 변경시키는 미러(115G)와, 특정 파장의 광은 반사시키고 나머지 파장의 광은 통과시키는 다이크로익 미러(115R, 115B)가 구비된다.
도 1에 도시된 미러(115G)는 녹색광을 소정 각도로 반사시키며, 제1 다이크로익 미러(115R)는 적색광을 통과시키고 청색광과 녹색광을 소정 각도로 반사시키며, 제2 다이크로익 미러(115B)는 녹색광을 통과시키고 청색광을 소정 각도로 반사시킨다. 단색광원들이 배치되는 구조에 따라 미러와 다이크로익 미러의 특성은 변경될 수 있다.
광변조기(130)는 제어부(170)로부터의 제어 신호에 따라 광원(110)으로부터 조사된 조명광을 변조한 변조광을 출력한다. 광변조기(130)는 병렬로 배치된 복수의 마이크로 미러로 구성되며, 디스플레이 화면(160)에 구현되는 일 영상 프레임에서 수직 라인 또는 수평 라인에 해당하는 선형 영상에 대응된다. 즉, 광변조 기(130)는 제어 신호에 따라 선형 영상의 각 픽셀에 해당하는 각 마이크로 미러의 변위를 변화시켜 각 픽셀마다 다양한 광량을 가지는 변조광을 출력한다.
마이크로 미러의 수는 선형 영상을 구성하는 픽셀의 수 이상이다. 하나의 마이크로 미러가 하나의 픽셀을 표현하거나 혹은 복수의 인접한 마이크로 미러들이 하나의 픽셀을 표현할 수 있다. 변조광은 추후 디스플레이 화면(160)에 구현될 선형 영상의 영상 정보(즉, 선형 영상을 구성하는 각 픽셀의 휘도값)가 반영된 라인빔(line beam)이며, 0차 회절광 또는 +n차 회절광, -n차 회절광(n은 자연수)일 수 있다.
구동 회로가 더 구비되어 제어부(170)로부터의 제어 신호에 상응하는 구동 신호(예를 들어, 구동 전압 또는 구동 전류 등)를 광변조기(130)의 각 마이크로 미러에 제공하여 변위를 변화시키도록 할 수도 있다.
광변조기(130)로부터 출력된 변조광은 이미징광학계(140)를 거쳐 스캐너(150)로 입사된다. 이미징광학계(140)는 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있으며, 필요에 따라 광변조기(130)의 크기와 스캐너(150)의 크기 비에 따라 배율을 조절하여 변조광을 전달한다. 또한, 이미징광학계(140)는 광변조기(130)로부터 출력되는 복수의 회절차수의 회절광 중 어느 하나의 회절광을 입력받는다.
스캐너(150)는 선형 영상에 상응하는 변조광을 반사시켜 디스플레이 화면(160) 상에 투사한다. 제어부(170)로부터의 제어 신호에 따라 스캐너(150)는 회전하며, 시간에 따라 변조광이 반사되어 디스플레이 화면(160) 상에 투사되는 위치를 변경시켜 소정 시간 동안 복수의 선형 영상이 투사되어 전체적으로 하나의 2차 원 영상 또는 3차원 영상이 디스플레이되도록 한다. 스캐너(150)는 단방향 회전을 하는 폴리곤 미러(polygon mirror) 또는 회전바(rotating bar)이거나 양방향 회전을 하는 갈바노 미러(galvano mirror) 등일 수 있다.
제어부(170)는 입력되는 영상 정보에 따라 광원(110), 광변조기(130), 스캐너(150)를 제어하는 제어 신호를 생성하여 출력한다. 2차원 영상 또는 3차원 영상에 관한 영상 정보를 복수의 선형 영상에 관한 정보로 구분하고, 각각의 선형 영상에 관한 정보에 대하여 스캐너(150)의 구동각을 제어하여 디스플레이 화면(160) 상에서 해당 선형 영상에 상응하는 위치에 광변조기(130)에 의해 변조된 변조광이 투사되도록 한다.
본 발명에 적용되는 광변조기(130)는 다음과 같다. 광변조기(130)는 광의 온오프를 제어하는 방식으로 또는 반사/회절을 이용하는 방식으로 광을 변조시킨다. 반사/회절을 이용하는 방식은 정전 방식과 압전 방식으로 나뉠 수 있으며, 이하에서는 압전 방식을 중심으로 설명하지만, 정전 방식에도 동일한 내용이 적용가능하다.
오픈 홀 구조의 광변조기에 포함되는 마이크로 미러가 도 2 및 3에 도시되어 있다. 도 2는 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 입체사시도이고, 도 3는 도 2에 도시된 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 평면도이다. 본 실시예에서는 하나의 마이크로 미러가 하나의 픽셀을 담당하는 것으로 가정한다.
광변조기(130)는 다수의 마이크로 미러(200-1, 200-2, …, 200-m, 이하 200 이라 통칭함)가 일렬로 배열되어 있으며, 각 마이크로 미러(200)는 기판(210), 절연층(220), 희생층(230), 리본 구조물(240) 및 압전체(250)를 포함한다.
기판(210) 상에 절연층(220)이 적층되어 있으며, 리본 구조물(240)이 절연층(220)과 일정 간격으로 이격되도록 하는 희생층(230)이 존재한다. 리본 구조물(240)은 입사된 조명광에 대하여 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(240)의 형태는 중심부에 복수의 오픈홀(240b)을 구비할 수도 있다. 여기서, 오픈홀(240b)은 마이크로 미러(200)의 길이 방향으로 긴 직사각형 형태를 가진 것으로 도시되어 있으나, 원형, 타원형 등 다양한 형태가 가능하며, 또한 마이크로 미러(200)의 폭 방향으로 긴 직사각형 형태의 오픈홀 다수개가 평행 배열될 수도 있다.
또한, 압전체(250)는 하부 전극(252), 압전층(254), 상부 전극(256)으로 구성되며, 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우 방향의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(240)이 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(220a)은 리본 구조물(240)에 형성된 오픈홀(240b)에 대응하여 형성되거나, 절연층(220) 전체에 형성될 수 있다.
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우, 리본 구조물(240)에 형성된 상부 반사층(240a)과 절연층(220)에 형성된 하부 반사층(220a) 간의 간격이(2ℓ)λ/4(ℓ은 자연수)가 되도록 하는 제1 전압이 압전체(250)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(240a)으로부터 반사된 광과 하부 반사층(220a)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 ℓλ와 같아서 보강 간섭을 하여 변조광은 최대 휘도(즉, 최대 광량)를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광은 상쇄 간섭에 의해 최소 휘도(즉, 최소 광량)를 가진다.
또한, 리본 구조물(240)에 형성된 상부 반사층(240a)과 절연층(220)에 형성된 하부 반사층(220a) 간의 간격이 (2ℓ+1)λ/4(ℓ은 자연수)가 되도록 하는 제2 전압이 압전체(250)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(240a)으로부터 반사된 광과 하부 반사층(220a)으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2ℓ+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 변조광은 최소 휘도(즉, 최소 광량)를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광은 최대 휘도(즉, 최대 광량)를 가진다.
이러한 간섭의 결과, 마이크로 미러는 회절광의 광량을 조절하여 하나의 픽셀에 대한 신호를 빛에 실을 수 있다. 이상에서는, 리본 구조물(240)과 절연층(220) 간의 간격이 (2ℓ)λ/4 또는 (2ℓ+1)λ/4인 경우를 설명하였다. 하지만, 리본 구조물(240)과 절연층(220) 간의 간격을 조절하여 입사된 조명광이 회절, 반사됨으로써 간섭되는 광의 휘도를 조절할 수 있다. 0차 회절광, +n차 회절광, -n차 회절광(n은 자연수) 등이 변조광에 해당한다.
광변조기(130)는 제1 픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 각각 담당하는 m개의 마이크로 미러(200-1, 200-2, …, 200-m)로 구성된다. 광변조기(130)는 수직 라인(여기서, 수직 라인은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 선형 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(200-1, 200-2, …, 200-m)는 수직 라인을 구성하는 m개의 픽셀 중 하나씩의 픽셀을 담 당한다. 따라서, 각각의 마이크로 미러에서 반사 및/또는 회절된 광은 이후 스캐너(150)에 의해 스크린에 2차원 또는 3차원 영상으로 투사된다.
도 2 및 3에 도시된 것과 같이 오픈홀이 구비되어 있어 하나의 마이크로 미러가 하나의 픽셀을 담당하게 되는 오픈홀 구조의 광변조기를 중심으로 설명하였지만, 이 외에도 다수의 마이크로 미러가 하나의 픽셀을 담당할 수도 있다. 또는 마이크로 미러에 오픈홀이 구비되어 있지 않고, 다수의 마이크로 미러 중 홀수번째 미러와 짝수번째 미러의 높이차에 따른 반사광의 경로차를 이용할 수도 있다. 이외에도 다양한 형태의 광변조기가 본 발명에 적용가능함을 당업자는 이해해야 할 것이다.
도 4는 광변조기 상에 입사되는 조명광들의 빔 틸트가 불일치하는 경우를 나타낸 도면이고, 도 5는 조명광의 빔 틸트가 색별로 불일치함에 의한 영상 왜곡을 나타낸 도면이며, 도 6은 각 조명광의 빔 틸트가 색별로 불일치한 디스플레이 장치의 구성도이다.
광변조기(130)에는 제1 마이크로 미러(200-1)부터 제m 마이크로 미러(200-m)까지 m개의 마이크로 미러가 평행하게 배열되어 있다. 이러한 광변조기(130) 상에 적색광(400R)과, 녹색광(400G)과, 청색광(400B)이 입사된 후 상술한 것과 같은 각 마이크로 미러의 구동에 따라 선형 영상에 해당하는 영상 정보를 실은 회절광으로 출력된다.
이 경우 도 4에 도시된 것과 같이 적색광(400R)과, 녹색광(400G)과, 청색 광(400B)이 광변조기(130) 상에 서로 틸트 오차가 있도록 입사된 결과가 도 5에 도시되어 있다.
본 실시예에서는 적색, 녹색, 청색 순으로 광변조기(130)에 입사되는 것으로 가정한다. 광변조기(130)로부터 출력되는 변조된 적색광은 스캐너(150)에 의해 적색영상(500R)을 구현한다. 그리고 광변조기(130)로부터 출력되는 변조된 녹색광은 스캐너(150)에 의해 녹색영상(500G)을 구현한다. 광변조기(130)로부터 출력되는 변조된 청색광은 스캐너(150)에 의해 청색영상(500B)을 구현한다.
여기서, 광변조기(130) 상에 조명광들이 빔 틸트가 불일치함으로 인해 적색영상(500R)은 우측으로 기울어져 있으며, 청색영상(500B)은 좌측으로 기울어져 있고, 녹색영상(500G)만이 틸트 오차가 없어 정상적인 기울기를 가지고 있다. 이로 인해 디스플레이 화면(160)에 구현하고자 하였던 목표 컬러 영상(510)과 비교할 때 왜곡된 컬러 영상(520)이 구현되는 문제점이 있다.
도 6을 참조하면, 광변조기(130) 상의 A 지점에서 적색광, 녹색광, 청색광 중 적어도 하나가 빔 틸트 오차가 있음으로 인해 스캐너(150)를 거쳐 디스플레이 화면(160)으로 투사되는 경로 상에서 적색영상(600R), 녹색영상(600G), 청색영상(600B) 중 적어도 하나가 기울어져 왜곡된 컬러 영상(520)이 구현된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 기구적으로 광원(110)으로부터 광변조기(130)로의 빔 틸트 오차가 없도록 조정하였으나, 본 발명에서는 제어부(170)에서 디지털적으로 해결하고자 한다.
본 발명에서 1 패널 디스플레이 장치는 1차원의 선형 영상을 스캔하여 2차원 또는 3차원 영상을 구현한다. 선형 영상은 수직 라인이며, 스캔은 수직 라인에 수직 방향인 좌우 방향으로 이루어지는 것으로 가정한다.
좌에서 우로 스캔하는 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 상단이 먼저 출력되고 선형적으로 하단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 하단이 나중에 출력되도록 한다. 그리고 반시계 방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 하단이 먼저 출력되고 선형적으로 상단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 상단이 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 틸트량에 따라 결정된다.
또한, 우에서 좌로 스캔하는 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 하단이 먼저 출력되고 선형적으로 상단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 상단이 나중에 출력되도록 한다. 그리고 반시계 방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 상단이 먼저 출력되고 선형적으로 하단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 하단이 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 틸트량에 따라 결정된다.
상술한 것과 같은 수직 라인의 각 픽셀들의 출력 타이밍을 제어하기 위한 구성이 도 7에 도시되어 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치의 제어부(170)의 블록도이다. 광원(110), 광변조기(130), 스캐너(150), 광원 타이밍 제어 모듈(710), 광원 출력 제어 모듈(715), 영상 데이터 버퍼(720), 영상 데이터 타이밍 제어 모듈(725), 스캐너 제어 모듈(730), 레지스터(740), 출력 틸트 타이밍 제어 모듈(745)이 도시되어 있다.
제어부(170)는 타이밍 신호, 데이터 스트림과 틸트 데이터를 입력받는다. 타이밍 신호는 입력된 데이터 스트림이 디스플레이 화면(160) 상에 원하는 위치에 정 상적으로 표시될 수 있도록 하는 광원 타이밍, 영상 데이터 타이밍, 스캐너 구동각 타이밍에 관한 정보를 포함한다. 데이터 스트림은 디스플레이 화면에 구현하고자 하는 컬러 영상 프레임에 대한 영상 정보를 포함한다. 일반적으로 제1 수평 라인에서 마지막 수평 라인의 순으로 데이터가 입력되며, 영상 데이터 버퍼(720)는 입력된 컬러 영상 프레임에 대한 영상 정보를 임시로 저장하고, 수직 라인 단위로 영상 데이터 스트림을 구분하여 출력한다.
광원 타이밍 제어 모듈(710)은 입력된 타이밍 신호에 따라 각 단색광원의 온오프 타이밍을 제어하는 광원 타이밍 신호를 생성한다. 그리고 광원 출력 제어 모듈(715)은 각 단색광원의 출력을 제어한다. 광원 구동 신호는 이러한 광원 타이밍 신호와 출력 제어 신호를 포함한다.
영상 데이터 타이밍 제어 모듈(725)은 입력된 타이밍 신호에 따라 수직 라인 단위로 구분된 영상 데이터 타이밍, 즉 광변조기(130)에서의 변조 타이밍을 제어한다. 즉, 색별 순차 영상 데이터를 광변조기(130)로 제공한다. 여기서, 광원 온오프 타이밍과 영상 데이터 타이밍은 동기화되는 것이 바람직하다. 스캐너 제어 모듈(730)은 입력된 타이밍 신호에 따라 스캐너(150)가 미리 설정된 구동각과 구동속도를 가지며 단방향 또는 양방향 회전하도록 제어한다.
틸트 데이터는 레지스터(740)에 저장되며, 출력 틸트 타이밍 제어 모듈(745)는 레지스터(740)에 저장된 틸트 데이터와 입력된 타이밍 신호를 이용하여 해당 단색 스캔 영상의 틸트 타이밍 신호를 생성하여 출력한다. 틸트 타이밍 신호는 상술한 것과 같이 스캔 방향, 틸트 방향을 고려하여 광변조기(130)의 각 마이크로 미러 들이 구동되는 타이밍을 결정한다.
이하에서는 단방향 스캔의 경우 빔 보상 방법 양방향 스캔의 경우 빔 보상 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 8 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치에서의 단방향 스캔의 경우 좌에서 우로 선형 (800R)청색 선형 영상(800B)이 반시계방향으로 기울어져 있으며, 녹색 선형 영상(800G)이 틸트가 없이 정상적인 것으로 가정한다. 그리고 광변조기(130)의 픽셀은 최상단의 픽셀번호가 1, 최하단의 픽셀번호가 N인 것으로 가정한다. 적색영상의 틸트 타이밍 신호 TR 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TSR이다. 적색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 시계방향으로 기울어졌으므로, 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(810)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 적색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
녹색영상의 틸트 타이밍 신호 TG 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TSG이다. 녹색영상은 틸트가 없으므로 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(820)는 픽셀번호 1부터 픽셀번호 N까자 모두 동일한 타이밍에 출력되도록 한다.
청색영상의 틸트 타이밍 신호 TB 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TSB이다. 청색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어 졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(830)는 픽셀번호 N이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 하단에서 상단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 1이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치에서의 양방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호이다.
좌에서 우, 우에서 좌 순으로 스캔되며, 적색, 녹색, 청색, 청색 순으로 스캔되는 것을 가정한다. 적색 선형 영상(900R)이 시계방향으로 기울어져 있고, 청색 선형 영상(900B)이 반시계방향으로 기울어져 있으며, 녹색 선형 영상(900G)이 틸트가 없이 정상적인 것으로 가정한다. 그리고 광변조기(130)의 픽셀은 최상단의 픽셀번호가 1, 최하단의 픽셀번호가 N인 것으로 가정한다.
최초 좌에서 우로 적색영상이 스캔되며, 적색영상의 틸트 타이밍 신호 T1 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS1이다. 적색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 시계방향으로 기울어졌으므로, 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(910)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 적색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
그리고 우에서 좌로 녹색영상이 스캔되며, 녹색영상의 틸트 타이밍 신호 T2 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS2이다. 녹색영상은 틸 트가 없으므로 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(920)는 픽셀번호 1부터 픽셀번호 N까자 모두 동일한 타이밍에 출력되도록 한다.
그리고 좌에서 우로 청색영상이 스캔되며, 청색영상의 틸트 타이밍 신호 T3 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS3이다. 청색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(930)는 픽셀번호 N이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 하단에서 상단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 1이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
그리고 우에서 좌로 다시 한번 더 청색영상이 스캔되며, 청색영상의 틸트 타이밍 신호 T4 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS4이다. 청색영상은 우에서 좌로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(940)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다. 즉, 동일한 단색영상에 대해서도 스캔 방향에 따라 픽셀 구동 신호는 변화하게 된다.
도 10은 좌에서 우로 스캔되는 경우 시계방향으로 θtilt만큼 기울어진 선형 영상의 틸트 보상 방법을 나타낸 도면이고, 도 11은 좌에서 우로 스캔되는 경우 반 시계방향으로 θtilt만큼 기울어진 선형 영상의 틸트 보상 방법을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 스캐너(150)를 정지시킨 상태에서 디스플레이 화면(160) 상에 표시된 선형 영상이 기준 빔 또는 스캔 방향에 대하여 수직인 선을 기준으로 소정 각도만큼 기울어진 정도에 따라 틸트량이 결정된다.
도 10에서 보상 전 선형 영상(1000)과 보상 후 선형 영상(1010)이 도시되어 있다. 보상 전 선형 영상(1000)과 보상 후 선형 영상(1010) 간의 틸트 정도인 틸트량 θtilt 라디안은 하기 수학식 1과 같은 관계를 만족한다.
θtilt = L × Tdelay _N ×Vscan
여기서, L은 보상 후 선형 영상(1010)의 길이, Tdelay_N은 1번째 픽셀부터 N번째 픽셀까지의 출력 지연 시간, Vscan은 스캔 속도이다.
즉, 틸트량과, 보상 후 선형 영상의 길이와, 스캔 속도를 아는 경우 각 픽셀의 출력 지연 시간이 결정될 수 있다.
보상 전 선형 영상(1000)은 상기 수학식 1에 의해 결정된 출력 지연 시간에 상응하는 픽셀 구동 신호에 의해 1번째 픽셀부터 상단에서 하단으로 선형적으로 출력이 지연되어 스캔 방향에 대해 수직인 보상 후 선형 영상(1010)이 표시된다.
도 11에서 보상 전 선형 영상(1100)과 보상 후 선형 영상(1110)이 도시되어 있다. 보상 전 선형 영상(1100)과 보상 후 선형 영상(1110) 간의 틸트 정도인 틸트 량 θtilt 라디안은 하기 수학식 2와 같은 관계를 만족한다.
θtilt = L × Tdelay_N ×Vscan
여기서, L은 보상 후 선형 영상(1110)의 길이, Tdelay_N은 N번째 픽셀부터 1번째 픽셀까지의 출력 지연 시간, Vscan은 스캔 속도이다.
즉, 틸트량과, 보상 후 선형 영상의 길이와, 스캔 속도를 아는 경우 각 픽셀의 출력 지연 시간이 결정될 수 있다.
보상 전 선형 영상(1100)은 상기 수학식 2에 의해 결정된 출력 지연 시간에 상응하는 픽셀 구동 신호에 의해 N번째 픽셀부터 하단에서 상단으로 선형적으로 출력이 지연되어 스캔 방향에 대해 수직인 보상 후 선형 영상(1110)이 표시된다.
이상에서는 1 패널 디스플레이 장치에서의 빔 틸트 보상 방법에 대하여 설명하였으며, 이하에서는 3 패널 디스플레이 장치에서의 빔 틸트 보상 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치의 구성도이다.
광원(110)(적색광원(110R), 녹색광원(110G), 청색광원(110B)), 3개의 조명광학계(120R, 120G, 120B), 3개의 광변조기(130R, 130G, 130B), 색합성광학계(1210), 이미징광학계(140), 스캐너(150), 디스플레이 화면(160), 제어부(170)가 도시되어 있다. 본 실시예의 이해와 설명의 편의를 위해 도 1에 도시된 1 패널 디스플레이 장치와 동일/유사한 기능을 하는 구성요소에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.
광변조기(130)가 1개 있는 1 패널 타입과 달리 3 패널 디스플레이 장치는 3개의 광변조기(130R, 130G, 130B)가 존재한다. 즉, 각 색상마다 광원(110), 조명광학계(120), 광변조기(130)가 별도로 구비된다.
1 패널 디스플레이 장치가 동시에 둘 이상의 색상에 대한 영상 정보를 표현하지 못하고, 적색, 녹색, 청색에 대해서 각각 순차적으로 한번씩 디스플레이 화면에 스캔 영상을 표시하여 시간 평균적으로 컬러 영상이 구현되도록 한다.
이에 비해 3 패널 디스플레이 장치는 동시에 3가지 색상에 대한 영상 정보를 표현할 수 있으며, 3개의 광변조기(130R, 130G, 130B)에서 변조된 각 단색광들은 색합성광학계(1210)에서 합성되며, 이미징광학계(140), 스캐너(150)를 거쳐 디스플레이 화면(160)에 스캔된다.
이러한 3 패널 디스플레이 장치에서도 각 광변조기(130R, 130G, 130B)로 입사되는 조명광들이 정렬되지 않는다면 색합성광학계(1210)에서 합성이 되지 않고, 최종적으로 디스플레이되는 컬러 영상이 왜곡되게 된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 빔 틸트 예시도이다.
스캐너(130)를 정지시킨 경우 디스플레이 화면(160) 상에 표시되는 선형 영상으로부터 각 색상별로 틸트 정도, 즉 틸트 방향과 틸트량을 획득할 수 있다. 여기서는 녹색 선형 영상(1300G)이 틸트가 없으며, 적색 선형 영상(1300R)은 시계방 향으로 기울어져 있고, 청색 선형 영상(1300B)은 반시계방향으로 기울어져 있음을 알 수 있다.
도 14는 선형 영상의 틸트가 색별로 불일치함에 의한 영상 왜곡을 나타낸 도면이며, 도 15는 선형 영상의 틸트가 색별로 불일치한 디스플레이 장치의 구성도이다.
이 경우 도 13에 도시된 것과 같이 적색 선형 영상(1300R)과, 녹색 선형 영상(1300G)과, 청색 선형 영상(1300B)이 서로 틸트 오차가 있는 경우 최종적으로 디스플레이 화면(160)에 구현되는 영상이 도 14에 도시되어 있다.
제1 광변조기(130R)로부터 출력되는 변조된 적색광은 스캐너(150)에 의해 시계방향으로 기울어진 적색영상(1400R)을 구현한다. 그리고 제2 광변조기(130G)로부터 출력되는 변조된 녹색광은 스캐너(150)에 의해 녹색영상(1400G)을 구현한다. 제3 광변조기(130B)로부터 출력되는 변조된 청색광은 스캐너(150)에 의해 반시계방향으로 기울어진 청색영상(1400B)을 구현한다. 단색영상들이 서로 기울어진 정도가 다르기 때문에 디스플레이 화면(160)에 구현하고자 하였던 목표 컬러 영상(1410)과 비교할 때 왜곡된 컬러 영상(1420)이 구현되는 문제점이 있다.
도 15를 참조하면, 스캐너(150)를 거쳐 디스플레이 화면(160)으로 투사되는 경로 상에서 적색영상, 녹색영상, 청색영상 중 적어도 하나가 기울어져 왜곡된 컬러 영상(1420)이 구현된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 기구적으로 광원(110)으로부터 광변조기(130)로의 빔 틸트 오차가 없도록 조정하였으나, 본 발명에서는 제어부(170)에서 디지털적으로 해결하고자 한다.
본 발명에서 3 패널 디스플레이 장치는 1차원의 선형 영상을 스캔하여 2차원 또는 3차원 영상을 구현한다. 선형 영상은 수직 라인이며, 스캔은 수직 라인에 수직 방향인 좌우 방향으로 이루어지는 것으로 가정한다.
좌에서 우로 스캔하는 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 상단이 먼저 출력되고 선형적으로 하단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 하단이 나중에 출력되도록 한다. 그리고 반시계 방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 하단이 먼저 출력되고 선형적으로 상단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 상단이 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 틸트량에 따라 결정된다.
또한, 우에서 좌로 스캔하는 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 하단이 먼저 출력되고 선형적으로 상단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 상단이 나중에 출력되도록 한다. 그리고 반시계 방향으로 기울어진 경우 수직 라인의 상단이 먼저 출력되고 선형적으로 하단 방향으로 각 픽셀의 출력을 지연시켜 하단이 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 틸트량에 따라 결정된다.
상술한 것과 같은 수직 라인의 각 픽셀들의 출력 타이밍을 제어하기 위한 구성이 도 16에 도시되어 있다. 도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치의 제어부(170)의 블록도이다. 도 7에 도시된 1 패널 디스플레이 장치(170)의 제어부와 동일한 기능을 하며, 1 패널의 경우 광원 구동 신호, 색별 순차 영상 데이터, 틸트 타이밍 신호가 색별로 순차적으로 제공되었으나, 3 패널의 경우 동시에 3색에 대해서 제공되는 것이 차이가 있다.
이하에서는 단방향 스캔의 경우 빔 틸트 보상 방법 및 양방향 스캔의 경우 빔 틸트 보상 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 단방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호이다.
적색, 녹색, 청색이 동시에 좌에서 우로 스캔되며, 적색 선형 영상(1700R)이 시계방향으로 기울어져 있고, 청색 선형 영상(1700B)이 반시계방향으로 기울어져 있으며, 녹색 선형 영상(1700G)이 틸트가 없이 정상적인 것으로 가정한다. 그리고 광변조기(130R, 130G, 130B)의 픽셀은 최상단의 픽셀번호가 1, 최하단의 픽셀번호가 N인 것으로 가정한다.
첫번째 프레임에서 단색영상의 틸트 타이밍 신호 T1, T2, T3 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS1이다. 적색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 시계방향으로 기울어졌으므로, 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1710R)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 적색영상의 틸트량에 따라 결정된다. 녹색영상은 틸트가 없으므로 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1710G)는 픽셀번호 1부터 픽셀번호 N까자 모두 동일한 타이밍에 출력되도록 한다. 청색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1710B)는 픽셀번호 N이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 하단에서 상단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 1이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 양방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호이다.
좌에서 우, 우에서 좌 순으로 스캔되며, 적색, 녹색, 청색이 동시에 스캔되는 것을 가정한다. 적색 선형 영상(1800R)이 시계방향으로 기울어져 있고, 청색 선형 영상(1800B)이 반시계방향으로 기울어져 있으며, 녹색 선형 영상(1800G)이 틸트가 없이 정상적인 것으로 가정한다. 그리고 광변조기(130R, 130G, 130B)의 픽셀은 최상단의 픽셀번호가 1, 최하단의 픽셀번호가 N인 것으로 가정한다.
일 영상 프레임에서 좌에서 우로 스캔되며, 단색영상의 틸트 타이밍 신호 T1, T2, T3 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS1이다. 적색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 시계방향으로 기울어졌으므로, 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1810R)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 적색영상의 틸트량에 따라 결정된다. 녹색영상은 틸트가 없으므로 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1810G)는 픽셀번호 1부터 픽셀번호 N까자 모두 동일한 타이밍에 출력되도록 한다. 청색영상은 좌에서 우로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1810B)는 픽셀번호 N이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 하단에서 상단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 1이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
그리고 다음 영상 프레임에서 우에서 좌로 스캔되며, 단색영상의 틸트 타이밍 신호 T4, T5, T6 내에서 틸트가 없는 경우 소정 선형 영상의 표준 타이밍은 TS2이다. 적색영상은 우에서 좌로 스캔되며, 시계방향으로 기울어졌으므로, 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1820R)는 픽셀번호 N이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 하단에서 상단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 1이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 적색영상의 틸트량에 따라 결정된다. 녹색영상은 틸트가 없으므로 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1820G)는 픽셀번호 1부터 픽셀번호 N까자 모두 동일한 타이밍에 출력되도록 한다. 청색영상은 우에서 좌로 스캔되며, 반시계방향으로 기울어졌으므로 이 경우 해당 선형 영상의 픽셀 구동 신호(1820B)는 픽셀번호 1이 먼저 출력되고 이후 선형적으로 상단에서 하단으로 출력이 지연되면서 픽셀번호 N이 가장 나중에 출력되도록 한다. 출력 지연의 양은 청색영상의 틸트량에 따라 결정된다.
본 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서 각 선형 영상의 픽셀별 출력 지연 시간은 도 10 또는 도 11에 도시된 내용 및 상기 수학식 1 또는 2를 통해 획득가능하다. 이에 대해서는 앞서 상세히 설명하였으므로 설명은 생략하기로 한다.
이상에서는 3 패널 디스플레이 장치에서의 빔 정렬 보상 방법에 대하여 설명하였다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 2 패널 디스플레이 장치에도 상술한 빔 정렬 보상 방법이 적용가능하다. 2 패널 디스플레이 장치의 경우 하나의 패널에는 1색의 조명광만이 입사되고, 다른 하나의 패널에는 다른 2색의 조명광이 입사된다. 따라서, 2색의 조명광이 입사되는 패널에는 상술한 1 패널 디스플레이 장치에서의 빔 정렬 보상 방법을 변형하여 적용하고, 2개의 패널에는 3 패널 디스플레이 장치에서의 빔 정렬 보상 방법을 변형하여 적용하면 된다.
한편, 본 발명에서 기준 스캔 영상은 디스플레이 화면 상에 그 위치가 미리 설정되어 있어 적색, 녹색, 청색에 의한 스캔 영상이 각각 기준 스캔 영상과 그 위치가 일치하도록 보상할 수 있다. 또는 적색, 녹색, 청색 중 어느 하나를 기준으로 하고 나머지 색들에 의한 스캔 영상을 기준이 되는 색에 의한 스캔 영상과 일치하도록 보상하는 것도 가능하다.
한편, 상술한 빔 정렬 보상 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 상기 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(computer readable media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 문서 탐색 서비스 제공 방법을 구현한다. 상기 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체, 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
상기에서는 본 발명에 대하여 그 실시예를 중심으로 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널(panel) 디스플레이 장치의 구성도.
도 2는 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 입체사시도.
도 3는 도 2에 도시된 마이크로 미러를 복수 개 포함하는 광변조기의 평면도.
도 4는 광변조기 상에 입사되는 조명광들의 빔 틸트가 불일치하는 경우를 나타낸 도면.
도 5는 조명광의 빔 틸트가 색별로 불일치함에 의한 영상 왜곡을 나타낸 도면.
도 6은 각 조명광의 빔 틸트가 색별로 불일치한 디스플레이 장치의 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치의 제어부의 블록도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치에서의 단방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 1 패널 디스플레이 장치에서의 양방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호.
도 10은 좌에서 우로 스캔되는 경우 시계방향으로 θtilt만큼 기울어진 선형 영상의 틸트 보상 방법을 나타낸 도면.
도 11은 좌에서 우로 스캔되는 경우 반시계방향으로 θtilt만큼 기울어진 선형 영상의 틸트 보상 방법을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치의 구성도.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 빔 틸트 예시도.
도 14는 선형 영상의 틸트가 색별로 불일치함에 의한 영상 왜곡을 나타낸 도면.
도 15는 선형 영상의 틸트가 색별로 불일치한 디스플레이 장치의 구성도.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치의 제어부의 블록도.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 단방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3 패널 디스플레이 장치에서의 양방향 스캔의 경우의 스캐너 구동각에 따른 픽셀 구동 신호와 틸트 타이밍 신호.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110: 광원 110R: 적색광원
110G: 녹색광원 110B: 청색광원
120, 120R, 120G, 120B: 조명광학계
130, 130R, 130G, 130B: 광변조기
140: 이미징광학계 150: 스캐너
160: 디스플레이 화면 170: 제어부
1210: 색합성광학계

Claims (18)

  1. 서로 다른 파장을 가지는 조명광을 조사하는 복수의 단색광원;
    상기 조명광을 순차적으로 입사받고, 제어 신호에 따라 변조하는 광변조기;
    상기 변조된 조명광을 순차적으로 디스플레이 화면 상에 스캔하는 스캐너; 및
    영상 신호를 입력받고, 상기 영상 신호에 상응하여 상기 단색광원, 상기 광변조기, 상기 스캐너를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 변조된 조명광이 상기 디스플레이 화면 상에 스캔된 단색 스캔 영상의 틸트가 보상되도록 상기 광변조기의 픽셀 구동 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너는 단방향 회전하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스캐너는 양방향 회전하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장 치.
  4. 제1항에 있어서,
    스캔 방향이 좌측에서 우측이며,
    상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    스캔 방향이 우측에서 좌측이며,
    상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 1 패널 디스플레이 장치.
  8. 서로 다른 파장을 가지는 조명광을 조사하는 복수의 단색광원;
    상기 조명광을 입사받고, 제어 신호에 따라 변조하는 복수의 광변조기;
    상기 변조된 조명광을 합성하는 색합성광학계;
    상기 색합성광학계에서 합성된 광을 디스플레이 화면 상에 스캔하는 스캐너; 및
    영상 신호를 입력받고, 상기 영상 신호에 상응하여 상기 복수의 단색광원, 상기 복수의 광변조기, 상기 스캐너를 제어하는 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 변조된 조명광이 상기 디스플레이 화면 상에 스캔된 단 색 스캔 영상의 틸트가 보상되도록 상기 광변조기의 픽셀 구동 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스캐너는 단방향 회전하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 스캐너는 양방향 회전하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    스캔 방향이 좌측에서 우측이며,
    상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어 하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    스캔 방향이 우측에서 좌측이며,
    상기 제어부는 상기 단색 스캔 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 출력 지연은 상기 단색 스캔 영상의 틸트 정도에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 다 패널 디스플레이 장치.
  15. 복수의 단색광원으로부터 순차적으로 조사되고 광변조기에 의해 변조된 조명광이 디스플레이 화면 상에 스캔되는 디스플레이 장치에서의 빔 틸트를 보상하는 방법에 있어서,
    상기 디스플레이 화면에 구현된 단색 스캔 영상의 틸트 정도를 판단하는 단계;
    상기 단색 스캔 영상의 스캔 방향과 상기 틸트 정도를 기초로 하여 상기 단색 스캔 영상의 픽셀별 출력 타이밍을 결정하는 단계를 포함하는 빔 틸트 보상 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 결정 단계는 스캔 방향이 좌측에서 우측이며,
    상기 단색 스캔 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 빔 틸트 보상 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    스캔 방향이 우측에서 좌측이며,
    상기 단색 스캔 영상이 반시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최상단 픽셀부터 출력되고 상단부터 하단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하고, 상기 단색 영상이 시계방향으로 기울어진 경우 상기 광변조기의 최하단 픽셀부터 출력되고 하단부터 상단으로 선형적으로 출력이 지연되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 빔 틸트 보상 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행하기 위한 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
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