KR100486198B1 - 빔전류를디지탈적으로조절하는텔레비젼시스템및그의빔전류조절방법 - Google Patents

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Abstract

빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템 및 그의 빔 전류 조절 방법이 개시된다. 이 시스템은, 입력한 디지탈 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트를 이득 제어 신호에 응답하여 조절하는 휘도 및 콘트라스트 제어 수단과, 휘도 및 콘트라스트 제어 수단으로부터 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 음극선관의 음극으로 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단과, 음극 선관에 양극에 빔 전류를 출력하는 플라이 백 트랜스와, 빔 전류를 검출하고, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 출력하는 빔 전류 검출 수단과, 아날로그 형태의 검출 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단 및 디지탈 검출 신호를 외부로부터 입력되는 임계 기준값과 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 이득 제어 신호를 출력하는 이득 제어 신호 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 하고, 평균 빔 전류량을 정확하게 표현할 수 있어 빔 전류를 정확하게 조절할 수 있고, 경시 변화에 있어 아날로그 빔 전류 조절 장치보다 우수한 효과가 있다.

Description

빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템 및 그의 빔 전류 조절 방법{TV system having function of digitally controlling beam current and control method thereof}
본 발명은 텔레비젼 시스템의 음극선관에 공급되는 빔 전류에 관한 것으로서, 특히 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템 및 그의 빔 전류 조절 방법에 관한 것이다.
고압이 걸리는 텔레비젼 음극선관의 양극으로부터 음극으로 흐르는 빔 전류는 음극선관의 음극에 입력되는 신호의 크기에 따라 비례하여 흐른다. 음극선관에 흐르는 빔 전류는 어떠한 화면에서도 음극선관, 플라이 백 트랜스(FBT:Fly Back Transformer) 및 그외의 주변 회로에 정격을 넘지 않아야 하며, 그 음극으로 입력되는 신호에 대해 적정 밝기(또는 휘도)가 유지되도록 발생되어야 한다. 이를 위해, 밝기가 변하는 화면의 크기가 작을 때는 밝기가 포화되지 않고 최대의 밝기까지 표현할 수 있어야 하며, 밝기가 변하는 화면의 크기가 클 경우에는 일정 밝기 이상일 때 흐르는 빔 전류를 기준으로 그 이상의 빔 전류가 흐르지 않도록 하여 음극선관을 포함하는 디스플레이단의 주변 회로를 보호하는 기능이 필요하다. 이러한 기능을 수행하기 위한 화면의 크기에 따라 변하는 빔 전류는 일반적으로 전 화면(field)의 평균 빔 전류를 기준으로 결정한다. 이는 장시간에 걸쳐 화면에 밝은 화면이 디스플레이될 때, 즉, 큰 빔 전류가 장시간 계속해서 흐를 때, 음극선관과 그 주변회로에 악영향을 미치기 때문이다. 이러한 기능을 자동 빔 전류 제한 기능이라 한다.
종래의 자동 빔 전류 제한 기능은 아날로그적으로 수행되었다. 즉, 전 화면에 흐르는 빔 전류의 평균값을 검출하고, 검출된 평균값과 소정 임계값을 비교하고, 비교된 결과에 따라 콘트라스트 및 휘도등의 디스플레이 출력 이득을 제어하여 빔 전류가 일정량 이상 흐르지 않도록 음극선관에 가해지는 신호 입력을 자동적으로 조절하였다. 이를 위해, 음극선관에 흐르는 빔 전류의 변화를 저역 통과 필터등을 포함하는 아날로그 회로를 통해 감지하여 콘트라스트 및 휘도등의 비디오 이득을 아날로그적으로 제어하였다.
전술한 종래의 아날로그 자동 빔 전류 제한 기능은 빔 전류를 아날로그적으로 조절하였기 때문에 정밀도가 저하되고, 시간이 경과(또는 경시)할 수록 자동 빔 전류 제한 장치의 기능이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 텔레비젼의 음극선관에 공급되는 빔 전류를 디지탈적으로 조절할 수 있는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템에서 수행되는 빔 전류 조절 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템은, 입력한 디지탈 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트를 이득 제어 신호에 응답하여 조절하는 휘도 및 콘트라스트 제어 수단과, 상기 휘도 및 콘트라스트 제어 수단으로부터 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 음극선관의 음극으로 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단과, 상기 음극 선관에 양극에 빔 전류를 출력하는 플라이 백 트랜스와, 상기 빔 전류를 검출하고, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 출력하는 빔 전류 검출 수단과, 아날로그 형태의 상기 검출 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단 및 상기 디지탈 검출 신호를 외부로부터 입력되는 임계 기준값과 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 상기 이득 제어 신호를 출력하는 이득 제어 신호 출력수단으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 다른 과제를 이루기 위해, 본 발명에 의한 텔레비젼 시스템에서 수행되는 빔 전류 조절 방법은 상기 음극선관으로 공급되는 빔 전류를 검출하고, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 구하는 단계와, 아날로그 형태의 상기 검출 신호를 디지탈 신호로 변환하는 단계와, 상기 디지탈 검출 신호의 평균값을 구하는 단계와, 상기 평균값이 임계 기준값 이상인가를 판단하는 단계와, 상기 평균값이 상기 임계 기준값 이상이면, 비디오 신호에 상응하여 디스플레이되는 영상의 휘도 및 콘트라스트를 소정 레벨로 제한하는 단계 및 상기 평균값이 상기 임계 기준값 미만이면, 상기 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트로 상기 영상이 디스플레이되도록 하는 단계로 이루어지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 구성 및 동작을 첨부한 도면들을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 블럭도로서, 휘도 및 콘트라스트 제어부(10), 디지탈/아날로그 변환기(DAC:Digital to Analogue Converter)(12), 구동부(14), 음극선과(CRT:Cathode Ray Tube)(16), 플라이 백 트랜스(18), 빔 전류 검출부(20), 아나로그/디지탈 변환기(ADC:Analgue to Digital Converter)(22) 및 이득 제어 신호 출력부(24)로 구성된다.
도 1에 도시된 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)는 입력단자 IN1을 통해 입력한 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트를 이득 제어 신호 출력부(24)로부터 출력되는 이득 제어 신호에 응답하여 조절하고, 조절된 신호를 DAC(12)로 출력한다. DAC(12)는 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)로부터 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호를 구동부(14)로 출력한다. 구동부(14)는 입력한 아날로그 신호를 증폭하여 음극선관(16)의 음극으로 출력한다.
한편, 플라이 백 트랜스(18)는 음극선관(16)의 음극으로 입력되는 신호의 레벨에 비례하여 음극선관(16)의 양극으로 빔 전류를 출력하는 기능을 수행하며, 빔 전류 검출부(20)는 플라이 백 트랜스(18)로부터 음극선관(16)으로 출력되는 빔 전류를 검출하고, 검출한 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 ADC(22)로 출력한다. ADC(22)는 아날로그 검출 신호를 입력하여 디지탈 신호로 변환하고, 변환된 디지탈 검출 신호를 이득 제어 신호 출력부(24)로 출력한다.
이득 제어 신호 출력부(24)는 ADC(22)로부터 출력되는 디지탈 검출 신호를 입력단자 IN2를 통해 외부로부터 입력되는 임계 기준값과 비교하고, 비교된 결과에 상응하는 이득 제어 신호를 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)로 출력한다.
이득 제어 신호 출력부(24) 및 빔 전류 검출부(20)의 바람직한 일실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 도 1에 도시된 이득 제어 신호 출력부(24) 및 빔 전류 검출부(20)의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도로서, 평균값 산출부(40), 반전부(42), 가산기(44), 누산부(46), 리미터(48), ADC(22), 제1 및 제2저항들(R1 및 R2)(60 및 62) 및 커패시터(C)로 구성된다.
도 2에 도시된 빔 전류 검출부(20)는 일측이 공급 전원(VDD)과 연결되고, 타측이 ADC(22)의 입력과 연결되는 제1저항(R1)(60) 및 일측이 ADC(22)의 입력과 연결되고, 타측이 플라이 백 트랜스(FBT)와 연결되는 제2저항(R2)(62) 및 플라이 백 트랜스(18)의 스위칭 잡음을 제거하기 위한 커패시터(C)로 구성된다.
빔 전류 검출부(20)의 제1저항(R1)(60)을 통해 공급 전원(VDD)으로부터 빔 전류가 제2저항(R2)(62)으로 공급되며, 이 빔 전류는 제2저항(R2)을 통해 플라이 백 트랜스(18)로 공급된다. 여기서, ADC(22)의 입력 임피던스는 무한대의 값을 갖는 것으로 간주된다. 왜냐하면, 제1저항(R1)을 거쳐 흐르는 빔 전류가 ADC(22)로 입력되어 평균값 산출부(40)에 영향을 미치지 않도록 하기 위해서이다. 따라서, 플라이 백 트랜스(18)로 많은 빔 전류가 공급되면 제1저항(R1)의 양단에 걸리는 전압 강하가 커지므로 ADC(22)에 입력되는 검출 신호 즉, 공급 전압(VDD)으로부터 제1저항(R1) 양단의 전압 강하를 감산한 전압은 작아지고, 플라이 백 트랜스(18)로 적은 빔 전류가 공급되면 제1저항(R1)의 양단에 걸리는 전압 강하가 작아지므로 ADC(22)에 입력되는 검출 신호는 커진다. 여기서, ADC(22)는 전술한 바와 같이 아날로그 검출 신호를 디지탈 검출 신호로 변환하여 이득 제어 신호 출력부(24)의 평균값 산출부(40)로 출력한다.
평균값 산출부(40)는 디지탈 검출 신호를 입력하여 소정 프레임 단위 또는 소정 필드 단위에서 디지탈 검출 신호의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 반전부(42)로 출력한다. 반전부(42)는 디지탈 검출 신호의 평균값을 반전하여 가산기(44)로 출력한다. 이 때, 반전의 의미는 입력단자 IN2를 통해 입력되는 임계 기준값으로부터 디지탈 검출 신호의 평균값을 감산하기 위해서이다. 또는, 디지탈 검출 신호의 양의 평균값을 음의 평균값으로 변환하고, 음의 평균값을 양의 평균값으로 변환하기 위해서이다. 가산기(44)는 반전부(42)에서 반전된 디지탈 검출 신호의 평균값과 입력단자 IN2를 통해 입력되는 임계 기준값을 가산하고, 가산된 값을 누산부(46)로 출력한다.
한편, 누산부(46)는 가산기(44)에서 가산된 평균값과 임계 기준값과의 차를 축적하고, 축적된 값을 리미터(48)로 출력한다. 이 때, 누산기(46)의 누산 동작은 수직 귀선 소거 시간동안 수행된다. 그러므로, 이전 필드 또는 이전 프레임의 평균 빔 전류값이 이후 필드 또는 이후 프레임에 반영될 수 있다. 즉, 수직 귀선 소거 구간이 끝날 때마다 새로운 프레임 또는 필드의 평균 빔 전류가 구해진다.
리미터(48)는 축적된 값을 입력하여 제1소정 레벨 이하 및 제2소정 레벨 이상(＞제1소정 레벨)을 리미팅하고, 리미팅된 값을 이득 제어 신호로서 출력단자 OUT를 통해 도 1에 도시된 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)로 출력한다. 여기서, 이득 제어 신호는 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)에서 제어되는 이득의 최대/최소 값을 넘지 않도록 리미터(48)로부터 출력되어야 한다. 즉, 입력단자 IN1을 통해 입력되는 비디오 신호의 휘도 및 콘트라스트를 제어하기 위한 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 제어 이득은 최대/최소값이 0에서 1사이에 있다.
도 3은 도 1에 도시된 장치에서 제어되는 빔 전류와 음극선관(16)의 음극으로 입력되는 신호와의 관계를 나타내는 그래프로서, 임계 기준값은 1.5㎃이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 도 1에 도시된 장치는 빔 전류가 1.5㎃이하인 경우는 음극선관(16)의 음극에 입력되는 신호 레벨에 비례하여 빔 전류를 플라이 백 트랜스(18)로부터 음극선관(16)의 양극으로 출력되도록 하고, 빔 전류가 1.5㎃이상인 경우는 음극선관(16)의 음극에 입력되는 신호 레벨에 상관없이 일정한 빔 전류(82)가 음극선관(16)의 양극에 공급되도록 한다. 그러나, 빔 전류를 제어하지 않을 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 빔 전류는 음극선관(16)의 음극에 입력되는 신호의 레벨에 비례(80)하여 플라이 백 트랜스(18)로부터 음극선관(16)의 양극으로 과잉 공급된다.
도 4는 도 1에 도시된 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 이득과 음극선관(16) 음극으로 입력되는 신호와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 음극선관(16)의 음극으로 입력되는 신호의 레벨이 어느 정도 이하인 경우, 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 이득은 예를 들면 "1"로 제한되게 된다. 그러므로, 도 3에 도시된 바와 같이, 음극선관(16)으로의 빔 전류가 일정 전류(1.5mA) 이하일 경우에는 도 1의 입력단자 IN1에 입력되는 신호와 음극선관(16)의 음극으로 입력되는 신호의 레벨이 비례하도록 한다. 도 2에 도시된 리미터(48)는 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 이득을 "1"로 제한하는 역할을 수행한다.
이하, 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 빔 전류 조절 방법을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 5는 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 빔 전류 조절 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 검출한 빔 전류의 평균값을 구하는 단계(제100∼제104단계) 및 평균값에 상응하여 빔 전류의 공급량을 제어하는 단계(제106∼제110단계)로 이루어진다.
먼저, 음극선관(16)의 음극에 공급되는 신호의 레벨에 따라 음극선관(16)으로 공급되는 빔 전류의 량을 검출한다(제100단계). 제100단계후에, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 디지탈 신호로 변환한다(제102단계). 이는 빔 전류를 디지탈적으로 제어하기 위해서이다.
제102단계후에, 디지탈 검출 신호의 평균값을 소정 필드 단위 또는 소정 프레임 단위에서 구한다(제104단계). 즉, 귀선 소거 구간을 제외한 활성 수평 구간에서 디지탈 검출 신호를 평균하고, 평균된 각 수평의 검출 신호의 평균을 수직으로 평균하여 실제로 화면에 디스플레이되는 전 필드 혹은 전 프레임 영역의 검출신호를 평균한다.
제104단계후에, 평균값이 임계 기준값 이상인가를 판단한다(제106단계). 만일, 평균값이 임계 기준값 이상이면, 디스플레이되는 영상의 휘도 및 콘트라스를 소정 레벨로 제한한다(제108단계). 즉, 음극선관(16)의 음극으로 입력되는 신호의 레벨을 제한시킨다. 그러나, 평균값이 임계 기준값 미만이면, 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트로 영상이 디스플레이되도록 한다(제110단계). 즉, 음극선관(16)의 음극에 입력되는 신호의 레벨에 상응하여 최대한 빔 전류가 흐를 수 있도록 한다.
그러므로, 평균 검출 신호 즉, 평균 빔 전류가 임계 기준값 보다 적은 경우, 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 이득이 '1'로 되어 화면이 밝기가 비디오 신호에 상응하여 최대한 표현되는 반면, 평균 빔 전류가 임계 기준값 이상인 경우, 휘도 및 콘트라스트 제어부(10)의 이득이 '1'이하로 되어 화면의 휘도 및 콘트라스트의 레벨이 제한된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템 및 그의 빔 전류 조절 방법은 ADC(22)에서 샘플링된 전 필드 혹은 전 프레임 영역의 데이타를 평균함으로서 화면의 크기에 따르는 평균 빔 전류량을 정확하게 표현할 수 있어 빔 전류를 정확하게 조절할 수 있고, 경시 변화에 있어 아날로그 빔 전류 조절 장치보다 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이득 제어 신호 출력부 및 빔 전류 검출부의 본 발명에 의한 바람직한 일실시예의 회로도이다.
도 3은 도 1에 도시된 장치에서 제어되는 빔 전류와 음극선관의 음극으로 입력되는 신호와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 도 1에 도시된 휘도 및 콘트라스트 제어부의 이득과 음극선관 음극으로 입력되는 신호와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 1에 도시된 장치에서 수행되는 본 발명에 의한 빔 전류 조절 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

Claims (7)

  1. 빔 전류를 디지탈적으로 조절하며, 음극선관을 갖는 텔레비젼 시스템에 있어서,
    입력한 디지탈 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트를 이득 제어 신호에 응답하여 조절하는 휘도 및 콘트라스트 제어 수단;
    상기 휘도 및 콘트라스트 제어 수단으로부터 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 상기 음극선관의 음극으로 출력하는 디지탈/아날로그 변환 수단;
    상기 음극 선관에 양극에 빔 전류를 출력하는 플라이 백 트랜스;
    상기 빔 전류를 검출하고, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 출력하는 빔 전류 검출 수단;
    아날로그 형태의 상기 검출 신호를 디지탈 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환 수단; 및
    상기 디지탈 검출 신호를 외부로부터 입력되는 임계 기준값과 비교하고, 비교된 결과에 상응하여 상기 이득 제어 신호를 출력하는 이득 제어 신호 출력수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이득 제어 신호 출력 수단은
    소정 프레임 단위로 입력한 상기 디지탈 검출 신호의 평균값을 산출하는 평균값 산출 수단;
    상기 평균값을 반전하는 반전 수단;
    상기 임계 기준값과 상기 반전된 평균값을 가산하는 가산 수단;
    상기 가산된 값을 누산하는 누산 수단; 및
    상기 누산된 값을 소정 레벨에서 리미팅하고, 리미팅된 값을 상기 이득 제어신호로서 출력하는 리미팅 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이득 제어 신호 출력 수단은
    소정 필드 단위로 입력한 상기 디지탈 검출 신호의 평균값을 산출하는 평균값 산출 수단;
    상기 평균값을 반전하는 반전 수단;
    상기 임계 기준값과 상기 반전된 평균값을 가산하는 가산 수단;
    상기 가산된 값을 누산하는 누산 수단; 및
    상기 누산된 값을 소정 레벨에서 리미팅하고, 리미팅된 값을 상기 이득 제어신호로서 출력하는 리미팅 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 빔 전류 검출 수단은
    일측이 공급 전원과 연결되고, 타측이 상기 아날로그/디지탈 변환수단의 입력과 연결되는 제1저항; 및
    일측이 상기 아날로그/디지탈 변환수단의 입력과 연결되고, 타측이 상기 플라이 백 트랜스와 연결되는 제2저항을 구비하고,
    상기 제1저항 양단의 전압 강하는 상기 아날로그 검출 신호와 반비례하며, 상기 제2저항을 통해 상기 빔 전류가 상기 플라이 백 트랜스로 공급되는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템.
  5. 음극선관을 갖는 텔레비젼 시스템에서 수행되는 빔 전류 조절 방법에 있어서,
    (a) 상기 음극선관으로 공급되는 빔 전류를 검출하고, 검출된 빔 전류에 상응하는 검출 신호를 구하는 단계;
    (b) 아날로그 형태의 상기 검출 신호를 디지탈 신호로 변환하는 단계;
    (c) 상기 디지탈 검출 신호의 평균값을 구하는 단계;
    (d) 상기 평균값이 임계 기준값 이상인가를 판단하는 단계;
    (e) 상기 평균값이 상기 임계 기준값 이상이면, 비디오 신호에 상응하여 디스플레이되는 영상의 휘도 및 콘트라스트를 소정 레벨로 제한하는 단계; 및
    (f) 상기 평균값이 상기 임계 기준값 미만이면, 상기 비디오 신호에 상응하는 휘도 및 콘트라스트로 상기 영상이 디스플레이되도록 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 빔 전류 조절 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (c) 단계는 소정 필드 단위로 상기 검출 신호의 상기 평균값을 구하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 빔 전류 조절 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 (c) 단계는 소정 프레임 단위로 상기 검출 신호의 상기 평균값을 구하는 것을 특징으로 하는 빔 전류를 디지탈적으로 조절하는 텔레비젼 시스템의 빔 전류 조절 방법.
KR1019970031982A 1997-07-10 1997-07-10 빔전류를디지탈적으로조절하는텔레비젼시스템및그의빔전류조절방법 KR100486198B1 (ko)

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