KR20240056737A - 마이크로 디스플레이 제어 시스템 - Google Patents

마이크로 디스플레이 제어 시스템 Download PDF

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KR20240056737A
KR20240056737A KR1020247011102A KR20247011102A KR20240056737A KR 20240056737 A KR20240056737 A KR 20240056737A KR 1020247011102 A KR1020247011102 A KR 1020247011102A KR 20247011102 A KR20247011102 A KR 20247011102A KR 20240056737 A KR20240056737 A KR 20240056737A
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Abstract

마이크로 디스플레이 제어 시스템은 데이터 인터페이스, 데이터 디코더, 메모리-기록 컨트롤러, 적어도 2개의 프레임 메모리들을 포함하는 프레임-메모리 컨트롤러, 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널, 적어도 2개의 데이터 포맷팅 프로세서들을 포함하는 데이터 프로세서, 및 적어도 2개의 서브-출력 인터페이스들을 포함하는 데이터 출력 인터페이스를 포함한다.

Description

마이크로 디스플레이 제어 시스템
본 개시는 마이크로 디스플레이 제어 시스템에 관한 것이다.
반도체 다이오드의 일종인 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전기 에너지를 광 에너지로 변환시킬 수 있으며, LED에 포함된 발광층의 재료에 따라 다른 그레이스케일의 빛을 방출할 수 있다.
디지털 디스플레이 기술은 현대 전자 및 광전자 분야에서 가장 큰 지점 중 하나가 되었으며, 이미지 형성 기능이 필요한 다양한 응용 분야에서 수요를 창출한다. 이러한 응용 중에서, 더 나은 대비로, 더 짧은 응답시간 내에, 더 높은 에너지 효율로, 더 높은 리프레시 레이트로, 이미지를 생성할 수 있는 가능성을 갖는 마이크로-LED 디스플레이가 관심대상이다.
요즘, 스마트 웨어러블 장치들을 포함하는 웨어러블 장치들은 때때로 장치 상의 미니 디스플레이 스크린을 필요로 한다. 이러한 스마트 웨어러블 장치들(스마트 워치, 스마트폰, 증강 현실 헤드셋 등)은 스크린을 갖는 종래의 전자 장치들에 비해 스크린의 크기가 작아야 하고, 사용자의 제어에 보다 빠르게 반응해야 하며, 가능한 한 적은 에너지를 사용하고, 장치가 과도한 열을 방출하지 않고 더 오래 지속될 수 있고 더 나은 품질의 이미지를 생성할 수 있도록 더 높은 리프레시 레이트를 제공해야 한다. 따라서, 웨어러블 장치들을 위한 고대비, 빠른 응답, 에너지-효율, 및 더 높은 리프레시 레이트 스크린이 요구되고 있다.
LED 시스템에서, 백플레인(back plane) 및 전원 조합은 LED 시스템의 크기, 밝기 및 대비, 및 에너지 효율을 결정한다. 종래의 LED 시스템에서, 백플레인 및 전원 조합은 부피가 크고, 시스템에 에너지 손실을 일으키며, 이는 LED 시스템이 충분한 밝기 및 대비 또는 리프레시 레이트를 제공하지 못하게 할 수 있다. 이러한 시스템은 이러한 결함들 때문에 웨어러블 장치들에 대해 적합하지 않다. 웨어러블 장치들을 위한 개선된 LED 시스템이 필요하다.
본 개시에 따르면, 마이크로 디스플레이 제어 시스템이 제공된다. 시스템은 이미지 데이터를 제공하도록 구성되는 데이터 인터페이스; 이미지 데이터를 단색 데이터 프레임으로 수신 및 디코딩하도록 데이터 인터페이스에 연결되는 데이터 디코더; 데이터 디코더로부터 프레임 데이터를 수신 및 복원하도록 구성되는 메모리-기록 컨트롤러; 메모리-기록 컨트롤러로부터 단색 데이터 프레임 중 상이한 하나를 수신하도록 각각 구성되는 적어도 2개의 프레임 메모리들을 포함하는 프레임-메모리 컨트롤러, 여기서 제1 프레임 메모리는 메모리-기록 컨트롤러로부터, 제1 색상에 대응하는 제1 단색 데이터 프레임을 수신 및 저장하도록 구성되고, 제2 메모리는 메모리-기록 컨트롤러로부터, 제2 색상에 대응하는 제2 단색 데이터 프레임을 수신 및 저장하도록 구성된다; 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널; 각각의 데이터 포맷팅 프로세서는 단색 데이터 프레임을 처리하고 패널 제어 신호 및 처리된 프레임 데이터를 제공하도록 추가로 구성되고, 여기서 각각의 패널 제어 신호는 색상-디스플레이 패널을 제어하도록 구성되는 적어도 2개의 데이터 포맷팅 프로세서들을 포함하는 데이터 프로세서; 데이터 포맷팅 프로세서들 중 하나에 각각 연결된 적어도 2개의 서브-출력 인터페이스들을 포함하고, 데이터 포맷팅 프로세서들은 패널 제어 신호 및 처리된 프레임 데이터를 출력 인터페이스에 제공하고, 출력 인터페이스는 패널 제어 신호 및 처리된 프레임 데이터를 색상 디스플레이 패널에 추가로 제공하는 데이터 출력 인터페이스를 포함한다. 특정 실시형태에서, 데이터 포맷팅 프로세서들의 개수는 프레임 메모리들의 개수와 동일하다.
도 1은 본 개시의 예시적인 실시형태에 따른 LED 디스플레이 장치를 위한 예시적인 마이크로 디스플레이 제어 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 개시의 예시적인 실시형태에 따른 마이크로 디스플레이 제어 시스템의 디스플레이 모듈의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 개시의 예시적인 실시형태에 따른, 마이크로 디스플레이 제어 시스템의 이미지 병합기의 개략적인 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 개시에 따른 실시형태를 설명한다. 가능한 경우, 동일한 참조 번호들은 도면 전체에 걸쳐 동일하거나 유사한 부품을 지칭하기 위해 사용될 것이다.
위에서 논의된 바와 같이, 웨어러블 장치들을 위한 종래의 LED 백플레인 시스템은 부피가 크고 LED 시스템에 에너지 손실을 일으킨다. 결과적으로, 종래의 LED 백플레인 시스템은 웨어러블 장치에 적합하지 않은데, 이는 웨어러블 장치가 시스템의 크기가 비교적 작고, 사용자에게 충분한 밝기 및 대비를 생성하고, 에너지 효율적이며, 스크린에 대해 충분한 리프레시 레이트를 제공할 것을 요구하기 때문이다.
본 개시의 실시형태에 따라, 마이크로 LED 백플레인 시스템은 웨어러블 장치들에 적합한 LED 어레이, 및 크기가 더 작은 데이터 프로세서 및 색상 디스플레이 패널의 조합을 포함한다. 이는 마이크로 LED 디스플레이 시스템이 종래의 LED 디스플레이보다 크기가 더 작을 수 있고, 충분한 밝기 및 대비를 갖는 안정된 광을 생성하고, 에너지 효율적이고, 스크린에 대해 충분한 리프레시 레이트를 제공할 수 있도록 보장한다.
본 개시에 따른 일부 실시형태는 데이터 인터페이스, 데이터 디코더, 메모리-기록 컨트롤러, 프레임-메모리 컨트롤러, 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널, 데이터 프로세서, 데이터 출력 인터페이스, 및 적어도 하나의 센서를 포함하는 마이크로 디스플레이 제어 시스템을 포함한다. 마이크로 디스플레이 제어 시스템을 적용한 마이크로 디스플레이 장치는 더 나은 대비, 더 짧은 응답 시간, 더 큰 에너지 효율, 더 높은 리프레시 레이트를 갖는 이미지를 생성한다. 디스플레이 모듈은 디스플레이 제어, 픽셀 드라이버 어레이 및 단색 디스플레이 패널을 포함한다. 일부 실시형태에 따르면, 디스플레이 제어는 데이터 수신기, 스캔 제어 신호 프로세서, 시프트 레지스터, 레지스터 컨트롤러, 로우 드라이버 및 컬럼 드라이버를 포함한다. 개시된 실시형태에 따른 마이크로 디스플레이 제어 시스템은 마이크로 LED 제어 시스템을 포함하는 종래의 마이크로 디스플레이 제어 시스템의 단점들을 극복할 수 있다.
도 1은 본 개시의 실시형태에 따른 LED 디스플레이 장치를 위한 예시적인 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 개략적인 블록도이다. 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 데이터 인터페이스(101) 및 데이터 디코더(105)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101) 및 데이터 디코더(105)는 모두 설치된 소프트웨어, 내부 하드웨어, 또는 주변 장치와 같은 정보 교환 또는 디코딩 구성 요소들로서 제공될 수 있다. 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 데이터 디코더(105)에 연결된 메모리-기록 컨트롤러(130)를 추가적으로 포함한다. 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 또한 레지스터 컨트롤러(115) 및 프레임-메모리 컨트롤러(110)를 포함한다. 레지스터 컨트롤러(115)는 데이터 디코더(105)와 메모리-기록 컨트롤러(130) 사이에 연결된다. 프레임-메모리 컨트롤러(110)는 프레임 메모리들(111, 112, 113)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130), 레지스터 컨트롤러(115), 및 프레임-메모리 컨트롤러(110)는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 RAM(Random Access Memory)의 일부로서 제공된다.
마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 데이터 프로세서(140)를 추가적으로 포함한다. 데이터 프로세서(140)는 데이터 처리 및 포맷팅 모듈들(141, 142, 143)을 포함한다. 데이터 프로세서(140)는 프레임-메모리 컨트롤러(110)에 연결된다. 프레임 메모리 컨트롤러(110)의 프레임 메모리들(111, 112, 113)은 데이터 프로세서(140)의 데이터 처리 및 포맷팅 모듈들(141, 142, 143)에 각각 연결된다. 일부 실시형태에서, 데이터 프로세서(140)뿐만 아니라 데이터 처리 및 포맷팅 모듈들(141, 142, 143)은 이미지 처리를 수행할 수 있는 프로그램과 함께 설치된다.
마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 또한 레지스터 컨트롤러(115)와 데이터 프로세서(140) 사이에 연결된 패널 타이밍 및 동기화 제어 모듈(120)을 포함한다. 일부 실시형태에서, 패널 타이밍 및 동기화 제어 모듈(120)은 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 RAM의 일부로서 제공된다. 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 또한 데이터 출력 인터페이스(150)를 포함한다. 데이터 출력 인터페이스(150)는 데이터 프로세서(140)에 연결된다. 데이터 출력 인터페이스(150)는 서브-출력 인터페이스들(151, 152, 153)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시형태에서, 데이터 출력 인터페이스(150)뿐만 아니라 서브-출력 인터페이스들(151, 152, 153)은 설치된 소프트웨어, 내부 하드웨어 또는 주변 장치와 같은 정보 교환 구성 요소로 제공될 수 있다.
마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 또한 데이터 출력(150)에 연결된 색상-디스플레이 패널(160)을 포함한다. 색상-디스플레이 패널(160)은 단색 디스플레이 모듈들(161, 162, 163)을 추가적으로 포함한다. 일부 실시형태에서, 색상-디스플레이 패널(160)뿐만 아니라 디스플레이 모듈들(161, 162, 및 163)은 집적 LED 회로들, 칩들, 마이크로칩들, 스크린들, 또는 그래픽 및 프레임 데이터를 표시하도록 구성 가능한 다른 전자 구성 요소들 또는 장치들의 세트들로서 제공되는 LED 디스플레이 시스템들일 수 있다.
마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)은 하나 이상의 센서(145)를 추가적으로 포함한다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 센서(145)는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 온도를 검출하도록 구성되는 온도 센서를 포함한다. 각각의 이러한 온도 센서는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 온도를 검출 및 모니터링하고, 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)이 연결되는 범용 컴퓨터에 검출된 온도 값을 제공한다. 범용 컴퓨터는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 온도가 섭씨 80도, 또는 사용자 또는 제조사에 의해 미리 설정되거나, LED 시스템 제조의 산업 표준을 충족하는 임의의 온도와 같은 임계 값에 도달하면 전력을 차단할 수 있다.
본 개시에 따라, 데이터 인터페이스(101)는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)을 위한 데이터를 수신 및 제공하도록 구성된다. 구체적으로, 데이터 인터페이스(101)는 가공 전(raw) 이미지 데이터를 수신하고, 수신한 가공 전 이미지 데이터를 프레임 데이터로 변환하고 프레임 데이터를 데이터 디코더(105)에 제공한다.
일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 마이크로 디스플레이 제어 시스템(100)의 내부 또는 외부의 이미지 데이터 제공 전자 장치로부터 입력된 이미지 데이터를 수신한다. 예를 들어, 데이터 인터페이스(101)는 ROM, 하드 드라이브로부터, 또는 카메라, 비디오 기록 장치, 휴대용 드라이버, USB 드라이버, 터치 스크린, 또는 가공 전 이미지 데이터를 생성하는 다른 장치와 같은 주변 장치로부터 가공 전 이미지 데이터, 전 처리된 프레임 데이터, 또는 둘 모두를 수신할 수 있다. 가공 전 이미지 데이터는 래스터 그래픽 데이터, 벡터 이미지 데이터, 비디오 데이터, 또는 현재 이용 가능하거나 이용 가능하게 될 수 있는 다른 형태의 이미지 데이터일 수 있다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 전자 케이블을 통하는 것과 같은 물리적 연결을 통해 외부 데이터 제공 장치와 연결된다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 Wi-Fi 또는 BLUETOOTHTM 연결을 통하는 것과 같이 무선으로 주변 장치와 연결된다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 수신된 가공 전 이미지 데이터를 처리하여 대응하는 프레임 데이터의 세트들을 생성한다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 디코딩 소프트웨어를 저장하고, 가공 전 이미지 데이터를 처리하기 위해 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 포함한다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 데이터 디코더(105)에 연결된다. 보다 구체적으로, 이미지 데이터가 비디오 포맷일 때, 데이터 인터페이스(101)는 이미지 데이터를 데이터 디코더(105)에 제공한다. 데이터 디코더(105)는 이미지 데이터를 처리하고 처리된 이미지 데이터를 프레임 데이터로서 제공하기 위해, 현재 이용 가능하거나 이용 가능하게 될 수 있는 디코딩 소프트웨어/하드웨어 또는 다른 소프트웨어/하드웨어를 포함한다. 일부 실시형태에서, 데이터 디코더(105)는, 예를 들어, 주기적 샘플링 방법을 사용하여 비디오 포맷 이미지 데이터를 샘플링하고, 비디오 포맷 이미지 데이터에 대응하는 그래픽 포맷 데이터 및 클록 신호 데이터의 세트들을 생성한다. 일부 실시형태에서, 샘플링 간격은 1/24초 이하이다. 일부 실시형태에서, 샘플링 방법은 보간, 폴링, 컨볼루션, 디컨볼루션, 또는 현재 이용 가능하거나 이용 가능하게 될 수 있는 비디오 포맷 이미지 데이터 샘플링의 다른 방법들일 수 있다. 보다 구체적으로, 가공 전 이미지 데이터가 벡터 그래픽 데이터인 경우, 데이터 디코더(105)는 벡터 그래픽 데이터의 세트를 래스터 그래픽 이미지 데이터의 세트, 또는 현재 이용 가능하거나 이용 가능하게 될 수 있는 LED 디스플레이 친화적인 도트 행렬 데이터 구조로 변환한다.
일부 실시형태에서, 데이터 디코더(105)는 LED 디스플레이에 적합한 형태로 처리된 프레임 이미지 데이터를 출력한다. 예를 들어, 일부 실시형태에서, 데이터 디코더(105)는, 디코더(105)에서, 처리된 프레임 데이터를 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들로서 추가로 제공하고 저장하며, 각각의 단색 데이터 프레임은 색상 채널에 대응한다. 일부 실시형태에서, 단색 데이터 프레임은 일반적으로 RGB 층들 또는 RGB 채널들로 알려진 3개의 단색 채널들, 즉 적색 채널, 녹색 채널, 및 청색 채널로서 제공된다. 처리된 프레임 데이터의 각각의 픽셀은 3개의 8-비트 색상 스케일 값들(즉, 적색 스케일 값, 녹색 스케일 값, 및 청색 스케일 값)을 포함하는 픽셀 데이터 포인트로서 제공되고, 각각의 값은 3개의 (RGB) 색상 채널들/층들 중 하나에서의 픽셀의 색상 스케일 값에 대응된다. 일부 실시형태에서, 처리된 프레임 데이터의 각각의 프레임은 처리된 프레임 데이터의 각각의 픽셀의 픽셀 데이터 포인트들을 포함하는 하나의 다차원 행렬로 저장된다. 비디오 클립과 같은 가공 전 이미지는 일반적으로 크기가 크고 스마트 웨어러블 장치 상의 마이크로 LED 디스플레이에서 효율적으로 표시될 수 없다. 가공 전 이미지 데이터를 RGB 층들과 같은 다층 단색 데이터 프레임으로 제공함으로써, 처리된 프레임 데이터는 크기가 더 작고, 스마트 웨어러블 장치 상의 마이크로 LED 디스플레이가 처리하고 표시하기에 더 적합하다.
일부 실시형태에서, 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들은 데이터 인터페이스(101)에 의해 캡처 되거나 제공된다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)에 연결된 이미지 인핸서(125)는 데이터 인터페이스(101)로부터 수신된 프레임 데이터를 픽셀 단위로 처리함으로써 휘도 조정 데이터를 생성한다. 일부 실시형태에서, 이미지 인핸서(125)는 휘도 조정 소프트웨어를 저장하며, 프레임 데이터를 처리하기 위해 소프트웨어를 실행하는 프로세서를 포함한다. 이미지 인핸서(125)에 의한 처리는, 일부 실시형태에서, 해당 픽셀의 휘도를 증가 또는 감소시킴으로써 특정 픽셀들을 밝게 또는 어둡게 하는 것을 포함한다. 픽셀 휘도의 변화는 휘도 조정 데이터로서 저장된다. 이미지 인핸서(125)는 휘도 조정 데이터를 데이터 프로세서(140)로 전송한다.
일부 실시형태에서, 적어도 2개의 단색 데이터 프레임은 프레임 데이터를 처리하고 처리된 프레임 이미지 데이터를 다수의 층들/채널들로 제공하기 위해 CMY(즉, 시안, 마젠타, 및 황색) 층들/채널들, YUV(휘도, 색차, 및 채도) 층들/채널들, HSV(색상 채도 값) 층들/채널들, 또는 현재 이용 가능하거나 이용 가능하게 될 수 있는 다른 색상 층들/채널들로 제공된다. 일부 실시형태에서, 색상 채널은 또한 래스터 대역으로 지칭된다. 일부 실시형태에서, 데이터 디코더(105)는 단색 데이터 프레임들을 메모리-기록 컨트롤러(130)에 추가적으로 전송한다.
보다 구체적으로, 일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 한 번에 한 프레임씩 데이터 디코더(105)로부터 프레임 데이터를 수신한다. 일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 시간 순서로 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들을 수신한다. 일부 다른 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 프레임 데이터가 데이터 디코더(105)에 연결된 저장 매체에 저장된 순서대로 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들을 수신한다. 보다 구체적으로, 메모리-기록 컨트롤러(130)에 의해 수신되는 프레임 데이터는 데이터 디코더(105)에 의해 가공 전 이미지 데이터로부터 변환된 프레임 데이터, 또는 데이터 디코더(105)에 의해 프레임 데이터 포맷으로 수신된 이미지 데이터일 수 있다. 일부 실시형태에서, 데이터 인터페이스(101)는 메모리-기록 컨트롤러(130)에 직접 연결된다.
계속 도 1을 참조하면, 일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 이미지 향상 구성 요소를 포함한다. 이미지 향상 구성 요소는 데이터 디코더(105)로부터 수신된 프레임 데이터를 처리하도록 프로그래밍된다. 일부 실시형태에서, 프로그래밍은 이미지 향상 구성 요소로 하여금, 손실된 그래픽 정보를 복원하고 가공 전 데이터를 프레임 데이터로 변환하는 프로세스 동안 생성된 그래픽 노이즈를 제거할 뿐만 아니라, 그래픽 디스플레이를 LED 디스플레이에 더 적합하게 포맷팅하기 위해, 이미지 내의 특정 형상의 에지들, 이미지 내의 상이한 영역들 사이의 경계들, 또는 색상 대비와 같은 가공 전 이미지 데이터에 의해 표현되는 이미지의 이미지 특징들을 강조하거나 선명하게 하도록 한다. 일부 실시형태에서, 이미지 향상 구성 요소는 이미지 향상을 수행하도록 프로그래밍된 칩, 마이크로프로세서, 또는 그래픽 처리 유닛("GPU")이다.
일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 데이터 디코더(105)로부터 3개의 단색(적색, 녹색 및 청색) 데이터 프레임들과 같은 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들을 수신한다. 일부 실시형태에서, 메모리-기록 컨트롤러(130)는 단색 데이터 프레임들을 프레임-메모리 컨트롤러(110)로 하나씩 출력한다.
도 1에 도시된 실시형태에서, 프레임-메모리 컨트롤러(110)는 3개의 단색 데이터 프레임들을 수신하고, 단색 데이터 프레임들 중 상이한 프레임을 프레임 메모리들(111, 112, 및 113) 중 각각에 제공한다.
본 개시에 따라, 프레임-메모리 컨트롤러(110)에 연결된 데이터 프로세서(140)는 프레임-메모리 컨트롤러(110)로부터 단색 데이터 프레임들을 수신한다. 보다 구체적으로, 도 1에 도시된 실시형태에서, 데이터 프로세서(140)의 3개의 데이터 포맷팅 프로세서들(141, 142, 및 143)은 프레임-메모리 컨트롤러(110)의 프레임 메모리들(111, 112, 및 113)로부터 각각 단색 데이터 프레임들을 수신하도록 연결된다. 데이터 처리 및 포맷팅 모듈들(141, 142, 143)은 각각 수신된 단색 데이터 프레임들을 처리하고 데이터 출력 인터페이스(150)로 전송하기 위한 디스플레이 패널 제어 신호를 생성하도록 프로그래밍된다.
도면들에 도시 되지 않은 일부 실시형태에서, 프레임-메모리 컨트롤러(110)는 3개의 단색 데이터 프레임들을 수신하고 단색 데이터 프레임들을 프레임 메모리들(111 및 112)에만 제공한다. 데이터 프로세서(140)의 데이터 포맷팅 프로세서들(141, 142, 143)은 프레임-메모리 컨트롤러(110)의 프레임 메모리들(111 및 112)로부터 3개의 단색 데이터 프레임들을 각각 수신하도록 연결된다.
도 1에 도시된 실시형태에서, 데이터 출력 인터페이스(150)는 3개의 서브-출력 인터페이스(151, 152, 및 153)를 포함하며, 각각의 서브-출력 인터페이스는 3개의 데이터 처리 및 포맷팅 모듈들(141, 142, 및 143) 중 하나로부터 단색 데이터 프레임들을 각각 수신하도록 연결된다.
일부 실시형태에서, 데이터 프로세서(140)는 단색 데이터 프레임들이 각각의 프레임의 시간 순서를 더 정확하게 반영할 수 있도록 처리된 단색 데이터 프레임들을 출력한다. 일부 실시형태에서, 데이터 디코더(105)는 비디오 포맷 이미지 데이터에 대응하는 클록 신호 데이터를 레지스터 컨트롤러(115)에 추가적으로 제공한다. 클록 신호 데이터는 가공 전 이미지 데이터 내의 각 프레임의 시간 특징들에 따라 데이터 디코더(105)에 의해 생성된 시계열 데이터(time series data)이다. 프레임-메모리 컨트롤러(110) 및 데이터 프로세서(140)가 단색 데이터 프레임들을 처리하여 저장하는 경우, 프레임 간의 시간 순서 및 시간 간격 특징들과 같은 일부 프레임들 또는 일부 특징들이 프로세스 동안 손실될 수 있다. 레지스터 컨트롤러(115)는 클록 신호 데이터를 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러(120)에 제공한다. 데이터 프로세서(140) 및 데이터 출력(150)에 연결된 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러(120)는 프로세서를 포함하고, 데이터 프로세서(140) 및 데이터 출력 인터페이스(150)에 저장된 처리된 단색 데이터 프레임의 시간 특징들, 예컨대 프레임들 간의 시간 순서 및 시간 간격 특징들을 클록 신호 데이터와 동기화하도록 구성된다. 저장된 프레임 데이터를 가공 전 이미지 데이터의 클록 신호 데이터와 비교함으로써, 패널 타이밍 및 동기화 제어 모듈(120)은 프레임 데이터에 의해 표현되는 처리되고 저장된 이미지를 정렬하기 위한 패널 제어 신호를 생성하여, 프레임 데이터가 LED 디스플레이 상에 표시될 때 가공 전 이미지 데이터 내의 시간 특징들을 더 잘 표현할 수 있도록 한다.
도 1에 도시된 실시형태에서, 데이터 출력 인터페이스(150)에 연결된 색상-디스플레이 패널(160)은 3개의 디스플레이 모듈들(161, 162, 및 163)을 포함한다. 색상-디스플레이 패널(160)의 디스플레이 모듈들(161, 162, 및 163)은 3개의 서브-출력 인터페이스들(151, 152, 및 153) 중 각각의 하나로부터 단색 데이터 프레임들과 각각 연결되고 수신한다. 일부 실시형태에서, 디스플레이 모듈들(161, 162, 및 163) 각각은, 예를 들어, 도 2에 도시되고 이하에서 더 완전히 설명되는 디스플레이 모듈을 포함한다.
도 2는 본 개시의 실시형태들에 따른, 예시적인 디스플레이 모듈(200)의 개략적인 블록도이다. 디스플레이 모듈(200)은 디스플레이 제어(201)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 디스플레이 제어(201)는 픽셀 드라이버 어레이(220) 및 적어도 하나의 단색 디스플레이 패널(250)에 연결되고, 내부 메모리 칩 또는 회로로서 제공된다. 디스플레이 제어(201)는 데이터 수신기(210), 컬럼 드라이버(214), 스캔 제어 신호 프로세서(225), 레지스터 컨트롤러(230), 로우 드라이버(235) 및 시프트 레지스터(240)를 추가적으로 포함한다. 데이터 수신기(210)는 출력 인터페이스(150)(도 1)에 연결되고, 출력 인터페이스(150)로부터 처리된 단색 데이터 프레임들의 색상 층을 수신한다. 스캔 제어 신호 프로세서(225), 시프트 레지스터(240) 및 레지스터 컨트롤러(230)는 데이터 수신기(210)에 연결된다. 로우 드라이버(235) 및 컬럼 드라이버(215)는 모두 스캔 제어 신호 프로세서(225) 및 시프트 레지스터 컨트롤러(230)에 연결된다. 픽셀 드라이버 어레이(220)는 회로, 칩, 마이크로칩, 또는 LED 디스플레이의 픽셀들을 제어하도록 구성 가능한 다른 전자 구성 요소들 또는 장치들로서 제공될 수 있다. 단색 디스플레이 패널(250)은 집적 LED 회로들, 칩들, 마이크로칩들, 스크린들, 또는 그래픽 및 프레임 데이터를 표시하도록 구성 가능한 다른 광학 또는 전자 구성 요소들 또는 장치들의 세트들로서 제공될 수 있다.
본 개시에 따라, 디스플레이 제어(201)는 디스플레이 모듈(200)에 대해 처리된 프레임 데이터를 수신 및 제공하도록 구성된다. 도 1에 도시된 실시형태에서, 데이터 수신기(210)는 데이터 출력(150)의 서브-출력 인터페이스들(151, 152, 및 153) 중 하나로부터 처리된 프레임 데이터를 수신한다. 일부 실시형태에서, 데이터 수신기(210)는 패널 타이밍 및 동기화 제어 모듈(120)에 의해 생성된 패널 제어 신호를 서브-출력 인터페이스들 중 동일한 서브-출력 인터페이스로부터 추가적으로 수신한다.
일부 실시형태에서, 스캔 제어 신호 프로세서(225)는 출력 인터페이스(150)의 서브-출력 인터페이스들(151, 152, 및 153) 중 하나로부터 처리된 단색 데이터 프레임을 수신한다. 스캔 제어 신호 프로세서(225)는 단색 데이터 프레임들을 컬럼 제어 신호 및 로우 제어 신호로 추가적으로 생성한다. 스캔 제어 신호 프로세서(225)는 컬럼 제어 신호를 컬럼 드라이버(215)에 추가적으로 제공하고, 로우 제어 신호를 로우 드라이버(235)에 제공한다.
일부 실시형태에서, 시프트 레지스터(240)는 데이터 수신기(210)로부터 단색 데이터 프레임들을 수신한다. 시프트 레지스터(240)는 수신된 단색 데이터 프레임을 로우 드라이버(235) 및 컬럼 드라이버(215)에 제공한다. 레지스터 컨트롤러(230)는 데이터 수신기(210)에 연결되어, 패널 타이밍 및 동기화 제어 모듈(120)에 의해 생성된 단색 프레임 데이터 및 패널 제어 데이터를 모두 수신한다. 일부 실시형태에서, 레지스터 컨트롤러(230)는 프레임들 간의 시간 순서 및 시간 간격과 같은 단일 색상 데이터 프레임들의 시간 특징을 제1 레지스터 컨트롤러(115)에 의해 수집된 클록 신호 데이터와 비교 및 업데이트하도록 프로그래밍된다. 일부 실시형태에서, 레지스터 컨트롤러(230)는 디스플레이 제어(201)로부터 수신된 패널 제어 신호와 단색 데이터 프레임들의 시간 특징을 비교 및 업데이트하도록 프로그래밍된다. 일부 실시형태에서, 레지스터 컨트롤러(230)는 프레임 데이터를 픽셀 단위로 처리하여 시간-특징이 업데이트된 프레임 데이터를 생성한다. 레지스터 컨트롤러(230)에 의한 처리는, 일부 실시형태에서, 클록 신호 데이터 또는 패널 제어 신호에 따라 특정 프레임에 특정 값들을 가산하거나 감산하는 것을 포함한다.
일부 실시형태에서, 컬럼 드라이버(215) 및 로우 드라이버(235)는 스캔 제어 신호 프로세서(225) 및 시프트 레지스터(240) 모두에 연결된다. 컬럼 드라이버(215)는 스캔 제어 신호 프로세서(225)로부터 컬럼 제어 신호를 수신한다. 로우 드라이버(235)는 스캔 제어 신호 프로세서(225)로부터 로우 제어 신호를 수신한다.
본 개시에 따라, 픽셀 드라이버 어레이(220)에 연결된 컬럼 드라이버(215)는 픽셀 스캐닝을 컬럼별로 제어함으로써 이미지 디스플레이를 제어한다. 픽셀 드라이버 어레이(220)에 연결된 로우 드라이버(235)는 픽셀 스캐닝을 로우별로 제어함으로써 이미지 디스플레이를 제어한다. 픽셀 드라이버 어레이(220)는 컬럼 드라이버(215) 및 로우 드라이버(235)로부터 프레임 데이터를 함께 또는 개별적으로 수신한다. 일부 실시형태에서, 픽셀 드라이버 어레이(220)는 집적 LED 회로이다.
일부 실시형태에서, 픽셀 드라이버 어레이(220)는 단색 디스플레이 패널(250)을 제어하도록 추가적으로 구성된다. 단색 디스플레이 패널(250)은 LED 디스플레이 장치, 예를 들어 도 1의 색상-디스플레이 패널(160)로 다수의 단색 디스플레이 패널(250)이 형성될 수 있도록 추가적으로 구성된다. 일부 실시형태에서, 색상-디스플레이 패널(160)은 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들을 병합하고 색상-디스플레이 패널(160) 상에 표시하기에 적합한 다색 프레임 데이터를 생성하도록 구성되는 이미지 병합기(300)를 포함한다.
도 3은 본 개시의 실시형태에 따른, 예시적인 이미지 병합기(300)의 개략적인 블록도이다. 일부 실시형태에서, 이미지 병합기는 정사각형 형상의 광 결합 프리즘(305)과 같은 광학 이미지 병합기로서 제공된다. 각각의 디스플레이 모듈들(161, 162, 163)은, 단색 LED 광을 방출하도록 구성되는 각각의 단색 디스플레이 패널들(250)을 통해, 각각의 단색 데이터 프레임들을 3개의 단색 프레임 이미지들로서 정사각형 형상의 광 결합 프리즘(305)을 향해 제공한다. 광 결합 프리즘(305)은 3개의 단색 이미지들을 동일한 방향, 즉, 색상-디스플레이 패널(160)의 스크린을 향하여 지향시키고 투영하여 3개의 단색 이미지들을 디스플레이에 적합한 다색 이미지로 결합한다. 일부 추가 실시형태에서, 색상-디스플레이 패널(160)은 다색 이미지가 디스플레이에 더 적합하도록 다색 이미지들을 확대하도록 구성되는 광학 확대기(310)를 포함한다.
도면에 도시 되지 않은 일부 실시형태에서, 이미지 병합기는 데이터 출력 인터페이스(150)로부터 적어도 2개의 단색 데이터 프레임들을 수신하고 단색 데이터 프레임들을 다색 프레임 데이터로서 결합하도록 구성되는 디지털 프레임 데이터 병합기로서 제공된다.
일부 실시형태에서, 도 2에 도시된 다수의 디스플레이 모듈(200)은 도 1에 도시된 색상-디스플레이 패널(160)을 형성하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 실시형태들은 본원에 개시된 발명의 실시 및 명세서를 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 본 명세서 및 예시는 단지 예시적인 것으로 간주되고, 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 이하의 청구범위에 의해 나타내어지는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 마이크로 디스플레이 제어 시스템으로서,
    이미지 데이터를 제공하도록 구성되는 데이터 인터페이스;
    상기 데이터 인터페이스에 연결되어, 단색 데이터 프레임으로서 상기 이미지 데이터를 수신 및 디코딩하는 데이터 디코더;
    상기 데이터 디코더로부터 프레임 데이터를 수신 및 복원하도록 구성되는 메모리-기록 컨트롤러;
    프레임-메모리 컨트롤러 - 상기 프레임-메모리 컨트롤러는:
    적어도 2개의 프레임 메모리들로서, 각각은 상기 메모리-기록 컨트롤러로부터 상기 단색 데이터 프레임 중 상이한 하나를 수신하도록 구성되고, 제1 프레임 메모리는 상기 메모리-기록 컨트롤러로부터 제1 색상에 대응하는 제1 단색 데이터 프레임을 수신 및 저장하도록 구성되고, 제2 메모리는 상기 메모리-기록 컨트롤러로부터 제2 색상에 대응하는 제2 단색 데이터 프레임을 수신 및 저장하도록 구성되는, 상기 적어도 2개의 프레임 메모리들을 포함함 -;
    적어도 하나의 색상-디스플레이 패널;
    데이터 프로세서 - 상기 데이터 프로세서는:
    적어도 2개의 데이터 포맷팅 프로세서들로서, 각각의 데이터 포맷팅 프로세서는 상기 단색 데이터 프레임을 처리하도록 추가로 구성되고, 패널 제어 신호 및 처리된 프레임 데이터를 제공하며, 각각의 패널 제어 신호는 상기 색상-디스플레이 패널을 제어하도록 구성되는, 상기 적어도 2개의 데이터 포맷팅 프로세세들을 포함함 -; 및
    데이터 출력 인터페이스 - 상기 데이터 출력 인터페이스는:
    상기 데이터 포맷팅 프로세서들 중 하나에 각각 연결된 적어도 2개의 서브-출력 인터페이스들을 포함하고, 상기 데이터 포맷팅 프로세서들 각각은 상기 패널 제어 신호 및 상기 처리된 프레임 데이터를 상기 출력 인터페이스에 제공하고, 상기 출력 인터페이스는 상기 패널 제어 신호 및 상기 처리된 프레임 데이터를 상기 색상-디스플레이 패널에 추가로 제공함 - 를 포함하는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메모리-기록 컨트롤러 및 상기 데이터 인터페이스 및 디코더에 연결된 레지스터 컨트롤러를 더 포함하고, 상기 레지스터 컨트롤러는 상기 처리된 프레임 데이터로부터 클록 신호 데이터를 수신하도록 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 레지스터 컨트롤러로부터 상기 클록 신호 데이터를 수신하도록 연결된 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러를 추가적으로 포함하고, 상기 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러는 상기 클록 신호 데이터에 따라 상기 처리된 프레임 데이터를 정렬하도록(sort) 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러는 상기 데이터 프로세서에 연결되고, 상기 처리된 프레임 데이터를 상기 클록 신호 데이터에 대응하는 순서로 상기 데이터 프로세서에 제공하도록 추가적으로 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 패널 타이밍 및 동기화 컨트롤러는 상기 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널에 연결되고, 상기 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널의 데이터 전송 타이밍을 제어하도록 추가적으로 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 포맷팅 프로세서들의 개수는 상기 프레임 메모리들의 개수와 동일한, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 색상-디스플레이 패널은 적어도 2개의 디스플레이 모듈들을 추가적으로 포함하고, 상기 적어도 2개의 디스플레이 모듈들은 상기 적어도 2개의 서브-출력 인터페이스들에 각각 연결되고, 상기 디스플레이 모듈들 각각은 상기 서브-출력 인터페이스로부터 상기 패널 제어 신호 및 상기 처리된 프레임 데이터를 수신하도록 추가적으로 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이 모듈은,
    상기 서브-출력 인터페이스에 연결되고, 상기 서브-출력 인터페이스로부터 상기 패널 제어 신호 및 상기 처리된 프레임 데이터를 수신하도록 구성되는 디스플레이 제어;
    상기 디스플레이 제어에 연결되고, 상기 패널 제어 신호에 대응하는 상기 처리된 프레임 데이터를 수신하도록 구성되는 픽셀 드라이버 어레이; 및
    적어도 하나의 마이크로 LED 광을 추가적으로 포함하고,
    상기 픽셀 드라이버 어레이는 상기 처리된 프레임 데이터 및 상기 패널 제어 신호에 대응하여 상기 디스플레이 패널 내의 상기 적어도 하나의 마이크로 LED 광을 제어하여 상기 적어도 하나의 마이크로 LED 광을 켜거나 끄도록 구성되는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 디스플레이 제어는,
    상기 데이터 출력 인터페이스에 연결되어 상기 데이터 출력 인터페이스로부터 처리된 프레임 데이터를 수신하는 데이터 수신기;
    상기 데이터 수신기에 연결되어, 상기 처리된 프레임 데이터를 수신하여 컬럼(column) 제어 신호 및 로우(row) 제어 신호로 변환하는 스캔 제어 신호 프로세서;
    상기 데이터 수신기로부터 처리된 프레임 데이터를 수신하기 위해 상기 데이터 수신기에 연결되는 시프트 레지스터 - 상기 시프트 레지스터는 상기 처리된 프레임 데이터를 컬럼 드라이버 및 로우 드라이버에 제공하도록 구성됨 -;
    상기 데이터 수신기에 연결되어 상기 데이터 수신기로부터 처리된 프레임 데이터 및 데이터를 수신하는 제2 레지스터 컨트롤러 상기 제2 레지스터 컨트롤러는 시계열 데이터(time series data)에 따라 처리된 프레임 데이터의 정렬을 검증하도록 구성되는 제2 레지스터 컨트롤러;
    상기 스캔 제어 신호 프로세서와 상기 시프트 레지스터 둘 모두에 연결되고, 상기 로우 제어 신호를 수신하고 대응하는 로우 픽셀 신호를 상기 픽셀 드라이버 어레이에 제공하도록 구성되는 로우 드라이버; 및
    상기 스캔 제어 신호 프로세서와 상기 시프트 레지스터 둘 모두에 연결되고, 상기 컬럼 제어 신호를 수신하고 대응하는 컬럼 픽셀 신호를 상기 픽셀 드라이버 어레이에 제공하도록 구성되는 컬럼 드라이버를 포함하는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디코딩된 단색 데이터 프레임은 적색, 녹색 또는 청색의 단색을 포함하는, 마이크로 디스플레이 제어 시스템.
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