KR20100066803A

KR20100066803A - 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치

Info

Publication number: KR20100066803A
Application number: KR1020080125276A
Authority: KR
Inventors: 김선기; 여인재; 조영진; 이성일
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2008-12-10
Filing date: 2008-12-10
Publication date: 2010-06-18

Abstract

본 발명은 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 회절형 광변조기의 온도 변화에 의한 광학적 특성 변화를 보상할 수 있도록 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 회절형 광변조기의 온도 변화를 감지하여 온도 데이터 신호를 출력하는 온도 센서; 상기 회절형 광변조기를 구동하기 위한 구동전압을 출력하는 구동부; 및 상기 온도 센서로부터 입력받은 온도 데이터 신호에 따른 온도 변화로 인한 상기 회절형 광변조기의 광학적 특성 변화를 보정하도록 상기 구동부를 제어하는 연산 제어 유닛을 포함하여 이루어진 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치가 제공된다.

온도, 회절형 광변조기, 디스플레이, 감마 기준전압, 보정

Description

회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치{Temperature callibration apparatus in the display system using the diffractive optical modulator}

본 발명은 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치에 관한 것이다.

특히, 본 발명은 회절형 광변조기의 온도 변화에 의한 광학적 특성 변화를 보상할 수 있도록 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치에 관한 것이다.

차세대 디스플레이 장치로서 각종 평판 디스플레이 장치(FPD:Flat Panel Display)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며 그 중 일반화된 디스플레이 장치에는 액정의 전기광학적 특성을 이용하는 액정 디스플레이 장치(LCD:Liquid Crystal Display)와, 가스 방전을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel) 등이 있다.

그 중 액정 디스플레이 장치(이하, " LCD" 라 약칭함)는 시야각이 좁고 응답 속도가 느릴 뿐 아니라 반도체 제조공정을 이용한 박막 트랜지스터(TFT:Thin Film Transistor) 및 전극 등을 형성하여야 하므로 공정이 복잡하다는 난점이 있다.

플라즈마 디스플레이 패널(PDP)은 제조 공정이 단순하여 대면적화에 유리하다는 장점은 있으나, 전력 소비가 클 뿐 아니라, 방전 및 발광 효율이 낮고 고가라는 난점이 있다.

이러한 평판 디스플레이 장치의 문제들을 해결할 수 있는 새로운 디스플레이 장치의 개발이 진행되고 있으며, 최근에는 극초미세 가공기술인 마이크로 일렉트로메카니컬 시스템(Micro Electromechanical System : 이하,"MEMS" 라 약칭함)을 이용하여 픽셀(Pixel)마다 미세한 공간 광변조기(Spatial Light Modulator; SLM)를 형성하는 것에 의해 화상을 디스플레이 할 수 있는 디스플레이 장치가 제안된 바 있다.

여기에서, 공간 광변조기(SLM)란 전기적이거나 광학적인 입력에 대응하는 공간 패턴으로 입사 광선을 변조시키는 변환기이다. 입사 광선은 이것의 위상, 강도, 편광 또는 방향으로 변조될 수 있고, 광변조는 여러 가지 전기 광학 또는 자기 광학 효과가 있는 여러 가지 물질, 및 표면 변형에 의해 광선을 변조시키는 물질에 의해 달성될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도이다.

도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 기판(101)을 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 기판(101)의 상부에 형성된 절연 층(102)을 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 절연층(102)의 일부분에 형성되어 있으며 상부 반사부(106a~106n)의 홀(106aa~106nb)과 상부 반사부(106a~106n)의 사이의 공간을 통과하여 입사되는 광을 반사하는 하부 반사부(103)를 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 사이에 하부 반사부(103)가 위치하도록 하여 기판(101)의 표면에 서로 이격된 위치에 형성되어 있는 한쌍의 측면 지지 부재(104, 104')를 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 한쌍의 측면 지지 부재(104, 104')에 의해 양측면이 각각 지지되며 기판(101)으로부터 이격되어 있고 중앙 부위가 상하 이동가능하며 중앙 부위에 상부 반사부(106a~106n)에 형성된 홀(106aa~106nb)에 대응되는 홀(미도시)이 형성되어 있으며 어레이를 형성하고 있는 복수의 적층체 지지판(105a~105n)을 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 적층체 지지판(105a~105n)의 중앙 부위에 형성되어 있으며 중앙에 홀(106aa~106nb)을 가지고 있어 입사되는 광을 일부는 반사하고 일부는 홀(106aa~106nb)를 통하여 통과시키며 어레이를 형성하고 있는 상부 반사부(106a~106n)를 포함하고 있다.

또한, 오픈홀 기반의 회절형 광변조기는 적층체 지지판(106a~106n)에 각각 서로 이격되어 형성되어 있으며 측면 지지 부재(104, 104')의 상부에 위치하고 있고 적층체 지지판(106a~106n)을 상하로 이동시키기 위한 복수의 한 쌍의 압전체(110a~110n, 110a'~110n')를 구비하고 있다.

여기에서, 한쌍의 압전체(110a~110n, 110a'~110n')는 하부 전극층(110aa~110na, 110aa'~110na'), 압전 재료층(110ab~110nb, 110ab~110nb'), 상부 전극층(110ac~110nc 110ac'~110nc)에 전압이 인가되는 경우에 압전 재료층

(110ab~110nb, 110ab'~110nb')의 수축과 팽창에 의하여 적층체 지지판(105a~105n)의 중앙 부위가 상하로 움직이며 이에 따라 상부 반사부(106a~106n)도 상하로 움직이게 된다.

한편, 광이 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 상부 반사부(106a~106n)에 입사될 때 상부 반사부(106a~106n)는 일부의 광은 반사하고 일부의 광은 홀(106aa~106nb)를 통하여 통과시키며, 하부 반사부(103)는 상부 반사부(106a~106n)의 홀(106aa~106nb)을 통하여 통과된 광을 반사시키게 된다.

그 결과, 상부 반사부(106a~106n)에서 반사하는 반사광과 하부 반사부(103)에서 반사한 반사광은 여러 회절계수를 갖는 회절광을 형성하게 되는데, 그 회절광의 광세기는 상부 반사부(106a~106n)와 하부 반사부(103)의 단차가 입사광의 파장이 λ라 할때 λ/4의 홀수배가 될 때 최대가 되며, 짝수배가 될 때 최소가 된다.

도 2는 도 1의 A-A'선에 따른 일부 절단면을 나타낸 도면으로, 제1 상부 반사부(106a)와 제2 상부 반사부(106b)의 단면을 보여주고 있다.

도 2에서 상부 반사부(106a, 106b)와 절연층상에 형성된 하부 반사부(103) 사이의 간격이 제1 간격(nλ/2 , λ는 입사광의 파장, n은 정수)이 되도록 하면 최소의 광세기를 나타낸다.

그리고, 상부 반사부(106a, 106b)와 절연층 상에 형성된 하부 반사부(103) 사이의 간격이 제2 간격((λ/4)+(nλ/2), λ는 입사광의 파장, n은 정수)이 되도록 하면 최대의 광세기를 나타낸다.

한편, 최대의 광세기를 나타내기 위하여 실선으로 표시된 제1 상부 반사부(106a)는 l1 또는 L1 만큼 변위의 변화가 있어야 하고, 제2 상부 반사부(106b)는 l2또는 L2 만큼 변위의 변화가 있어야 한다.

하지만, 상부 반사부(106a, 106b)는 온도 변화에 따라 압전체(110a, 110a', 110b,110b')에 전압이 인가되지 않는 경우에도 실선으로 표시된 초기 위치가 아닌 점선으로 표시된 위치에 있게 되는 경우가 발생한다. 이 경우에는 최소 광세기 또는 최대 광세기를 얻기 위해 제1 상부 반사부(106a, 106b)은 l1' 또는 L1'의 변위의 변화가 있어야 하고, 제2 상부 반사부(106b, 106b')는 l2 '또는 L2'의 변위의 변화가 있어야 한다.

즉, 회절형 광변조기는 온도 변화에 따라 상부 반사부(106a, 106b)의 변위가 변화가 일어나면서 구동시 동일 구동전압이 인가될 때 변위가 달라져 회절광량의 변화가 있다.

따라서, 회절형 광변조기가 온도 변화에도 관계없이 광원으로부터 조사되는 광에 대하여 일정한 회절 광량을 출력하기 위해서는 상부 반사부(106a, 106b)는 동일한 변위에 있어야 한다.

그럼으로, 각 상부 반사부(106a, 106b)는 최소 광세기 또는 최대 광세기를 표시하기 위한 변위의 변화량에 차이가 생기면 이후 이러한 변위의 변화량을 보상하여야 원하는 최소 광세기 또는 최대 광세기를 정확하게 얻을수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 온도 변화로 인하여 발생되는 회절형 광변조기의 광학 특성 변화를 보정할 수 있는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 회절형 광변조기에 인접하게 위치하여 상기 회절형 광변조기의 온도 변화를 감지하여 온도 데이터 신호를 출력하는 온도 센서; 상기 회절형 광변조기를 구동하기 위한 구동전압을 출력하는 구동부; 및 상기 온도 센서로부터 입력받은 온도 데이터 신호에 따른 온도 변화로 인한 상기 회절형 광변조기의 광학적 특성 변화를 보정하도록 상기 구동부를 제어하는 연산 제어 유닛을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 온도 센서로부터 출력되는 온도 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 연산 제어 유닛으로 출력하는 아날로그/디지털 변환기를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 온도 센서는 상기 회절형 광변조기의 패키지의 내부에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 온도 센서는 상기 회절형 광변조기의 패키지의 외부에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 상기 연산 제어 유닛은, 온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 저장하고 있는 메모리; 최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 저장하고 있는 감마 기준전압 저장기; 및 상기 메모리에 저장된 온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 참조하여 상기 온도 센서로부터 입력된 온도 데이터 신호에 따른 보정된 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준전압을 산출하여 상기 감마 기준 전압 저장기에 저장되어 있는 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준 전압을 보정하는 제어기를 포함하며, 상기 구동부는 상기 제어기의 제어에 의해 상기 감마 기준 전압 저장기에 저장된 보정된 감마 기준 전압을 참조하여 상기 회절형 광변조기를 구동하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 회절형 광변조기가 주위 온도에 관계없이 효율적으로 작동할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 온도 센서를 이용한 간단한 방법에 의해서 회절형 광변조기의 온도 변화에 반사부의 변위 변화에 대하여 용이하게 대응할 수 있도록 하는 효과가 있다.

이제, 도 3 이하의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용 한 디스플레이 시스템에 있어서 온도 보상 장치에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템은, 디스플레이 광학계(302)와 디스플레이 전자계(304)를 포함한다.

디스플레이 광학계(302)는 광을 생성하여 출사하는 광원(306)을 포함하며, 광원(306)은 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.

광원(306)은 레이저 조명을 방출하는데, 레이저 조명의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있으며, 일예로 광원(306)(실제로는 R광원의 레이저, G광원의 레이저, B광원의 레이저로 이루어져 있다)은 R광, G광, B광을 순차적으로 방출하도록 할 수 있다.

또한, 디스플레이 광학계(302)는 광원(306)으로부터 나오는 빛을 회절형 광변조기(310)에 선형(line shape)의 평행광으로 조사하기 위해 조명 광학부(308)를 포함한다.

조명 광학부(308)는 광원(306)이 방출한 레이저 조명을 선형의 길이가 길고 폭이 좁은 광으로 만든 후에 평행광으로 변환하여 회절형 광변조기(310)상에 입사시킨다.

이러한 조명 광학부(308)는 일예로 볼록렌즈(미도시)로 이루어지거나 볼록렌즈(미도시)와 콜리메이팅 렌즈(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 디스플레이 광학계(302)는 조명 광학부(308)로부터 조사된 선형광을 회절시켜 회절광의 광세기가 조절된 복수의 회절차수의 회절광을 생성하는 회절형 광변조기(310)를 포함한다.

여기에서 회절형 광변조기(310)가 출사하는 회절광은 0차 회절광, ±1차 회절광, ±2차 회절광, ±3차 회절광등등의 여러 회절차수의 회절광을 포함하며, 홀수 차수의 회절광과 짝수 차수의 회절광은 그 위상이 서로 180°차이가 난다.

또한, 회절형 광변조기(310)가 출사하는 회절광은 하나의 상부 반사부와

그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(318)에 형성되는 영상의 하나의 픽셀에 대응하는 회절광을 생성하도록 할 수 있고, 2개 또는 그 이상의 상부 반사부와 그에 대응되는 하부 반사부가 형성하는 회절광이 스크린(318)에 형성되는 하나의 픽셀에 대응되는 회절광을 형성하도록 할 수 있다.

또한, 디스플레이 광학계(302)는 회절형 광변조기(310)에 인접하게 위치하여 회절형 광변조기(310)의 온도를 감지하여 감지된 온도를 출력하는 온도 센서(312)를 포함한다.

다음으로, 디스플레이 광학계(302)는 회절형 광변조기(310)에서 출사된 복수의 회절차수의 회절광에서 특정 차수의 회절광은 스크린(318)을 향하도록 하여 스 크린(318)에 스캐닝을 수행하는 투사부(314)를 포함하고 있다.

또한, 디스플레이 광학계(302)는 투사부(314)에서 투사된 여러 차수의 회절광에서 사용하기를 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 필터 광학부(316)를 포함하여 이루어져 있다.

한편, 디스플레이 전자계(304)는 광원(306), 회절형 광변조기(310), 온도센서(312) 및 투사부(314)에 접속된다.

디스플레이 전자계(304)는 광원(306)에 전력을 제공한다. 그리고, 디스플레이 전자계(304)는 회절형 광변조기(310)의 압전체의 상부 전극층과 하부 전극층에 구동 전압을 제공하여 상부 반사부를 구동시킨다.

이때, 디스플레이 전자계(304)는 온도 센서(312)에서 측정한 온도 변화를 참조하여 상부 전극층과 하부 전극층에 제공되는 구동 전압을 증가시키거나 감소시킨다.

즉, 디스플레이 전자계(304)는 온도 변화에 의한 변위 변화를 보상하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이 상부 반사부를 더 많은 거리로 이동시킬 필요가 있으며, 상부 반사부의 거리의 이동을 달성하기 위해서는 더 높은 구동전압이 필요하다. 따라서, 디스플레이 전자계(304)는 그러한 구동 전압의 보상을 수행하여 상부 반사부의 변위변화량을 보정한다.

이러한 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서 온도 센서(312)와 디스플레이 전자계(304)는 본 발명의 일실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치를 구성한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치는 온도 센서(410), 아날로그/디지털 변환기(420), 연산 제어 유닛(430), 구동부(440)를 포함하고 있다.

여기에서, 연산 제어 유닛(430)은 제어기(431), 메모리(432) 그리고 감마 기준 전압 저장기(433)를 구비하고 있다.

그리고, 아날로그/디지털 변환기(420)와, 연산 제어 유닛(430) 그리고 구동부(440)는 도 3의 디스플레이 전자계(304)에 포함된다.

이와 같은 본 발명의 온도 보상 장치에 구비된 온도 센서(410)는 회절형 광변조기(310)의 온도 변화를 감지하여 감지된 온도 변화를 온도 데이터 신호로 하여 아날로그/디지털 변환기(420)로 출력한다.

그러면, 아날로그/디지털 변환기(420)는 온도 센서(410)에서 감지한 온도 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다.

한편, 연산 제어 유닛(430)은 온도 센서(410)로부터 온도 데이터 신호를 입력받아 온도 변화로 인한 광학 특성 변화를 보정하도록 구동부(440)를 제어한다.

이러한 연산 제어 유닛(430)은 제어기(431)와, 메모리(432) 그리고 감마 기준전압 저장기(433)를 구비하고 있다.

여기에서, 연산 제어 유닛(430)에 구비된 메모리(432)는 온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 저장하고 있으며, 감마 기준전압 저장기(433)는 최대 감 마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 저장하고 있고, 제어기(431)는 메모리(432)에 저장된 온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 참조하여 온도 센서(410)로부터 입력된 온도 데이터 신호에 따른 보정된 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준전압을 산출하여 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장되어 있는 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준 전압을 보정한다.

한편, 구동부(440)는 제어기(431)로부터 구동제어신호가 입력되면 입력받은 영상 데이터에 따른 구동전압을 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장된 보정된 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준전압을 참조하여 산출하여 회절형 광변조기(310)를 구동한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치의 동작에 대하여 설명하면 아래와 같다.

먼저, 온도 센서(410)는 회절형 광변조기(310)의 온도 변화를 감지하여 감지된 온도 변화를 온도 데이터 신호로 출력한다.

이러한 온도 센서(410)는 회절형 광변조기(310)의 패키지의 외부에 부착될 수도 있고, 회절형 광변조기(310)의 패키지의 내부에 형성될 수도 있다. 또한, 온도 센서(410)는 회절형 광변조기(310)가 제작될 때 그 일부로서 제작될 수도 있다.

그리고, 아날로그/디지털 변환기(420)는 온도센서(410)에서 출력되는 아날로그 온도 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하여 이후에 데이터 처리를 용이하게 한다.

한편, 연산 제어 유닛(430)은 온도 센서(410)로부터 온도 데이터 신호를 입 력받아 온도 변화로 인한 광학 특성 변화를 보정하도록 구동부(440)를 제어할 수 있다.

예를 들어, 도 5를 참조하여 설명하면, 도 5에서 그래프 510은 온도가 T0일 때 구동 전압 대 상부 반사부의 변위 곡선이고, 그래프 512는 온도가 T1일 때 구동 전압 대 상부 반사부의 변위 곡선으로, 온도가 T0에서 T1으로 변화되면 일예로 동일한 광량 I1을 얻기 위해서는 구동전압을 V1에서 V1'으로 변경하여 인가하여야 하고 이를 위하여 연산 제어유닛(430)은 구동부(440)를 제어하여 이처럼 변경된 구동전압을 회절형 광변조기(310)에 인가되도록 할 수 있다.

즉, 연산 제어 유닛(430)은 회절형 광변조기(310)의 온도가 T0일 때 V1의 구동 전압을 인가하여 상부 반사부의 변위가 H1로 구동되고 회절광량 I1을 출력하였고, 온도가 T1으로 변화된 경우에 V1에서 변위가 H1e가 되고 회절광량 I1e가 되어 I1의 회절광량을 얻기 위해서는 보상된 V1'의 구동 전압을 인가하여야 하기 때문에, 동일한 광량을 얻기 위해서는 구동부(440)를 제어하여 온도변화를 반영하여 보상된 구동전압 V1'을 구동 신호로 인가하도록 제어한다.

한편, 이와 같이 온도 센서(440)로부터 입력되는 온도 변화에 의한 광학적 특성 변화를 보정하기 위한 연산 제어 유닛(430)은 세부적으로 제어기(431), 메모리(432), 감마 기준전압 저장기(433)를 구비하고 있다.

구비된 감마 기준 전압 저장기(433)에는 보정된 최대 감마 기준 전압(VGamma_C_H)과 보정된 최소 감마 기준전압(VGamma_C_L)이 저장되어 있다.

여기에서, 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장된 최대 감마 기준 전압과 최 소 감마 기준전압이란 구동부(440)가 회절형 광변조기(310)를 구동할 때 외부로부터 영상데이터가 입력되면 영상 데이터의 각각의 계조도에 대응되는 구동전압을 출력할 때 참조하는 참조값을 말하며, 구동부(440)는 감마 기준 전압 저장부(433)에 저장된 최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 참조하여 각각의 계조도에 따른 구동전압을 산출하여 회절형 광변조기(310)를 구동한다.

일예로 구동부(440)가 입력받는 영상 데이터가 0부터 255의 계조도값을 갖는다고 할 때 0의 계조도값에 대하여는 일예로 최소 감마 기준 전압을 할당하고, 255의 계조도값에 대하여는 일예로 최대 감마 기준 전압을 할당하며, 그 사이의 계조도값에 대하여는 최소 감마 기준 전압과 최대 감마 기준전압의 사이값으로 선형 관계 등을 고려하여 적절한 값을 산출하여 출력한다.

한편, 이와 같은 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장된 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준 전압은 회절형 광변조기(310)의 온도변화에 의해 적절하게 보정된다면(이런 이유로 보정된 최대 감마 기준 전압과 보정된 최소 감마 기준 전압이라는 용어가 사용되었다) 회절형 광변조기(310)의 온도 변화에 의한 광학적 특성 변화를 보정할 수 있다.

일예로, 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장된 초기의 최소 감마 기준 전압(VGamma_L)을 도 5를 참조할 때 회절광량이 최소인 V1으로 하고, 최대 감마 기준 전압(VGamma_H)을 회절광량이 최대인 V2로 한 경우에, 온도가 T1로 변경된 경우에 도 5에 도시된 바와 같이 보정된 최소 감마 기준 전압(VGamma_C_L)을 회절광량이 최소인 V1'으로 하고, 보정된 최대 감마 기준 전압(VGamma_C_H)는 회절광량이 최대 인 V2'로 변경한다면 회절형 광변조기(310)의 온도 변화에 의한 광학적 특성 변화를 보정할 수 있다.

이를 위하여 메모리(432)는 온도 변화에 따른 구동 전압 변화 기울기 값을 저장하고 있으며, 제어기(431)는 저장된 온도 변화에 따른 구동 전압 변화 기울기값을 참조하여 보정된 최대 감마 기준 전압과 보정된 최소 감마 기준전압을 산출하여 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장되어 있는 최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 변경할 수 있다.

이를 이해하기 쉽도록 도 6과 7을 참조하여 설명하면, 도 6은 온도 변화시 동일한 회절광량을 얻기 위하여 인가되어야 하는 구동 접압을 보여주는 도면으로 온도가 증가하면 그에 따라 인가되는 구동 전압 또한 증가되어야 함을 잘 보여준다.

즉, 도 6에서 1번 그래프는 온도가 T0일때 구동전압 대 회절광량을 나타내는 그래프이고, 2번 그래프는 온도가 T1일때 구동전압 대 회절광량을 나타내는 그래프이고, 3번 그래프는 온도가 T2로 변화될 때 구동 전압 대 회절광량을 나타내는 그래프로서, 온도가 T0에서 T1으로 그리고 T2로 변화될 때 구동전압도 선형적으로 증가되어야 함을 알 수 있다.

따라서, 이러한 온도 변화에 의한 구동 전압의 변화 그래프를 이용하여 온도 변화시 최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준전압의 변화 기울기를 mH와 mL을 도 7에 도시된 바와 같이 구할 수 있으며 산출된 변화 기울기는 메모리(432)에 저장되어 있다.

여기에서 도 7의 그래프를 관찰하면 mH가 mL보다 더 큰 것을 알 수 있는데, 온도 변화에 따른 전압 변화는 VGamma_L 보다 VGamma_H가 더 크게 발생하기 때문이다.

이처럼 온도 변화에 따른 구동 전압 변화의 기울기는 메모리(432)에 저장되어는데, 제어기(431)는 구동부(440)에서 출력하는 구동전압을 제어하기 위해서 감마 기준 전압 저장기(433)에 저장되어 있는 최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 온도 변화를 반영하여 변경한다.

이때, 제어기(431)가 사용하는 수식은 식 1로서 아래에 나타냈다.

(수학식 1)

VGamma_C_H=mH(Get_ADC-Init_ADC)+VGamma_H

VGamma_C_L=mL(Get_ADC-Init_ADC)+VGamma_L

여기에서 Get_ADC는 회절형 광변조기(310)의 동작중의 온도 데이터 신호이고, Init_ADC는 회절형 광변조기(310)의 초기의 온도 데이터 신호이다.

그리고, VGamma_H는 초기 최대 감마 기준전압값이고, VGamma_L는 초기 최소 감마 기준전압값이다.

또한, VGamma_C_H는 보정된 최대 감마 기준전압값이고, VGamma_C_L는 보정된 최소 감마 기준전압값이다.

한편, 구동부(440)는 제어기(431)로부터 구동제어신호가 입력되고 입력받은 영상 데이터에 따른 구동전압을 감마 기준 전압 저장기(431)에 저장된 보정된 감마 기준 전압을 참조하여 회절형 광변조기(310)를 구동한다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명 및 그 균등물의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도.

도 2는 도 1의 A-A' 선에 따른 일부 절단면을 나타낸 도면으로, 제1 상부 반사부와 제2 상부 반사부의 단면도.

도 3은 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 구성도.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치의 구성도.

도 5는 본 발명에 온도 보상 장치의 온도 변화를 반영하는 과정을 설명하기 위한 그래프.

도 6은 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기의 온도 변화시 구동전압의 이동변화를 보여주는 그래프.

도 7은 본 발명이 적용되는 회절형 광변조기의 온도 변화시 기울기값을 보여주는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

302 : 디스플레이 광학계 304 : 디스플레이 전자계

306 : 광학계 308 : 조명광학부

310 : 회절형 광변조기 312 : 온도 센서

314 : 투사계 316 : 필터계

410 : 온도 센서 420 : 아날로그/디지털 변환기

430 : 연산 제어 유닛 431 : 제어기

432 : 메모리 433 : 감마 기준 전압 저장기

Claims

회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,

상기 회절형 광변조기에 인접하게 위치하여 상기 회절형 광변조기의 온도 변화를 감지하여 온도 데이터 신호를 출력하는 온도 센서;

상기 회절형 광변조기를 구동하기 위한 구동전압을 출력하는 구동부; 및

상기 온도 센서로부터 입력받은 온도 데이터 신호에 따른 온도 변화로 인한 상기 회절형 광변조기의 광학적 특성 변화를 보정하도록 상기 구동부를 제어하는 연산 제어 유닛을 포함하여 이루어진 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도 센서로부터 출력되는 온도 데이터 신호를 디지털 신호로 변환하여 상기 연산 제어 유닛으로 출력하는 아날로그/디지털 변환기를 더 포함하여 이루어진 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도 센서는 상기 회절형 광변조기의 패키지의 내부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 온도 센서는 상기 회절형 광변조기의 패키지의 외부에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 연산 제어 유닛은,

온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 저장하고 있는 메모리;

최대 감마 기준 전압과 최소 감마 기준 전압을 저장하고 있는 감마 기준전압 저장기; 및

상기 메모리에 저장된 온도 변화에 따른 구동전압 변화 기울기값을 참조하여 상기 온도 센서로부터 입력된 온도 데이터 신호에 따른 보정된 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준전압을 산출하여 상기 감마 기준 전압 저장기에 저장되어 있는 최대 감마 기준전압과 최소 감마 기준 전압을 보정하는 제어기를 포함하며,

상기 구동부는 상기 제어기의 제어에 의해 상기 감마 기준 전압 저장기에 저 장된 보정된 감마 기준 전압을 참조하여 상기 회절형 광변조기를 구동하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 온도 보상 장치.