KR20070028022A - 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투사형 디스플레이 장치(프로젝션 TV)에 있어서, 주변 환경의 광원 변화에도 불구하고, 일정한 색감의 화면을 시청할 수 있고, 사용자에게 최적의 화면 영상 제공할 수 있는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 광원 감지부와, 상기 광원 감지부로부터 전송받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면 주변 광원의 색온도 변화와 상관없이 일정한 색감의 화면 영상을 제공할 수 있는 효과가 있다.

투사형 디스플레이 장치, 색온도

Description

색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법{The projection TV for compensating color temperature and method for controlling the same}

도 1 은 종래 기술에 따른, 투사형 디스플레이 장치의 W/B 제어부를 도시한 블록도

도 2 는 본 발명에 따른, 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도시한 블록도

도 3 은 CIE 1931 색도표(Chromaticity Diagram)를 도시한 그래프

도 4a 는 CIE 1931 색도표에서 기준 색온도, 형광등 실내 색온도, 및 백열등 실내 색온도를 예시한 그래프

도 4b 는 투사형 디스플레이 장치가 형광등 실내 또는 백열등 실내에 위치한 경우, 주변 광원의 차이를 예시한 도면

도 5 는 본 발명에 따른, 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 도시한 흐름도(플로우 차트)

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101,201:투사형 디스플레이 장치

102,202:W/B 제어부 103:디스플레이부

203:광원 감지부 204:CIE x,y 변환부

205:가중치 계산부

본 발명은 투사형 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치에 있어서, 사용자들에게 시각적 정보를 효과적이고, 쾌적하게 제공하기 위해서는 디스플레이 자체의 성능도 중요하지만, 디스플레이된 정보가 주위 환경의 시각적 특성과 얼만큼 잘 매칭(matching)되는지도 매우 중요하다.

상기 요소들을 종합적으로 잘 조화시킬 때, 최종적으로 사용자가 느끼는 색감이 최적으로 구현될 수 있을 것이다. 특히, 배면투사형태인 프로젝션 TV는 주변 광원의 차이에 따라, 색감 차이가 많이 발생하게 된다.

도 1은 종래 기술에 따른, 투사형 디스플레이 장치의 W/B 제어부를 도시한 블록도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 종래 기술에 따른 투사형 디스플레이 장치에서 색온도를 제어하는 신호흐름을 설명하면 다음과 같다.

투사형 디스플레이 장치(101)의 W/B 제어부(102)로 고정된 파라미터(parameter)값이 인가될 수 있다.

다만, 여기서 상기 파라미터(parameter) 값은 R(Red),G(Green),B(Blue),W(White) 등 원색(Primary Color)에 대한 CIE 색좌표 및 밝기정보를 의미할 수 있다.

상기 W/B 제어부(102)로 상기 고정된 파라미터 값이 인가되는 이유는, 종래에는 주변의 광원과 상관없이 상기 투사형 디스플레이 장치의 초기 생산과정 중, 암실조건에서 측정한 파라미터 값만이 상기 W/B 제어부(102)로 전송되었기 때문이다.

그리고, 상기 W/B 제어부(102)는 상기 암실에서 측정된 고정 파라미터 값을 이용하여, 색온도를 보정하고, 상기 보정된 색온도에 따른 화면이 디스플레이부(103)를 통해 출력되도록 제어한다.

그러나, 상술한 종래의 투사형 디스플레이 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

투사형 디스플레이 장치는 일정한 색온도로 화면을 디스플레이 하지만, 어떠한 광원 환경에서 디스플레이 되는지에 따라, 사용자가 느끼는 색감은 전혀 다를 수가 있어서, 완벽한 색감의 재현이 어려운 문제점이 있었다.

예를 들어, 형광등 주변에서 디스플레이 되거나, 백열등 주변에서 디스플레이 되거나, 또는 자연 햇빛광이 있는 환경에서 디스플레이 되는 투사형 디스플레이 장치의 화면을 보는 사용자가 느끼는 색감은 제각각일 수 밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 투사형 디스플레이 장치의 주변 환경의 광원 변화와 상관없이 사용자가 항상 일정 한 색온도로 상기 투사형 디스플레이 장치의 화면 영상을 볼 수 있는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 광원 감지부와, 상기 광원 감지부로부터 전송받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 제공한다.

상기 가중치 계산부는 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 높으면, R 색온도에 가중치를 더하고, 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 낮으면, B 색온도에 가중치를 더하는 것이 바람직하다.

상기 투사형 디스플레이 장치는 색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 인가시키는 사용자 입력부를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 단계와, 상기 전송 받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환하는 단계와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 단계와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 제공한다.

상기 CIE x,y 좌표를 변경하는 단계는 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 높으면, R 색온도에 가중치를 더하고, 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 낮으면, B 색온도에 가중치를 더하는 것이 바람직하다.

상기 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법은 상기 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 단계 이전에, 색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 인가시키는 단계를 더 포함하여 이루어 지는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명에 의하면, 주변 광원에 대한 정보를 용이하게 업데이트할 수 있어서, 본래의 색감 그대로 투사형 디스플레이 장치의 화면을 볼 수 있는 효과가 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른, 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 색온도 보정 기능을 구비 한 투사형 디스플레이 장치의 구성요소간 신호흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 2에서 보는 바와 같이 본 발명의 주요한 구성요소를 중심으로 도시하였으며, 투사형 디스플레이 장치에서 방송신호를 수신하여 디스플레이 하는 기본적 구성 요소 및 신호흐름은 생략하였다. 그러나 상기 기본적 구성요소에 대한 도시 및 상세한 설명이 생략되어 있어도, 당업자라면 이러한 생략에도 불구하고 본 발명인 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도 2를 통해 이해할 수 있다.

투사형 디스플레이 장치(201)는 본 발명이 구현되는 장치로써, 후술할 구성요소들을 포함한다. 다만 상기 투사형 디스플레이 장치(201)에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 상기 투사형 디스플레이 장치(201)는 LCD 프로젝션 TV, DLP 프로젝션 TV, LCoS 프로젝션 TV 등을 포함할 수도 있다 할 것이다.

광원 감지부(203)는 상기 투사형 디스플레이 장치(201) 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE(Commission Internationale de I'Eclairage, 국제 조명 위원회) x,y 변환부(204)로 전송할 수 있다. 또한 상기 광원 감지부(203)는 디지털 카메라 등을 이용하여, 용이하게 구현할 수 있다. 특히 본 발명과 관련하여, 1931 CIE 칼러 매칭 함수와 같은 분광 감도 특성을 필터 등을 통해 구현한 센서라고 볼 수도 있다.

다만, 여기서 상기 1931 CIE는 국제 조명 위원회(CIE)에서 1931년에 제정한 표준 측색(測色) 시스템을 의미한다.

그리고, 상기 색자극치는 색에 대한 인간의 감각량을 정량적으로 표시한 값 을 의미하며, 예를 들어,

X = ∫I(λ)x(λ)dλ

Y = ∫I(λ)y(λ)dλ

Z = ∫I(λ)z(λ)dλ

로 표현할 수 있다. 다만, 여기서 상기 λ는 빛의 파장이며, 상기 I는 인간의 눈에 들어오는 빛의 분광함수로, 밝기에 비례하는 값이다. 그리고, 상기 x,y,z는 색에 대한 인간의 감각량을 정량적으로 나타내기 위한 컬러 매칭(color matching) 함수에서 빛의 파장에 대한 R,G,B 분포곡선이다.

또한, 상기 Y는 휘도(Luminance)와 일치하며, X는 R(Red)색, Y는 G(Green)색, Z는 B(Blue)색의 포함 정도를 나타내는 값과 근사하다고 할 수 있다.

상기 CIE x,y 변환부(204)는 상기 광원 감지부(203)로부터 전달된 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환할 수 있다. 밝기와 관계없는 색의 정보(색도/Chromaticity)를 나타내기 위해 다음과 같은 계산식으로 2차원 평면상의 (x, y)를 계산할 수 있다.

x =

y =

가중치 계산부(205)는 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다. 상기 CIE x,y 좌표는 색상(color)을 나타내기 위해 상기 색자극치에서 환산한 값을 의미하고, 상기 색온도는 흑체(Black Body)를 가열했을 때, 나타나는 색상(color)과 온도를 매칭(matching)시켜서 표현하는 방법이다.

다만, 여기서 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하는 방법은 도 3의 그래프에서, CIE x좌표와 y좌표가 만나는 지점에 표시된 색온도값을 읽어 내는 것이다.

보다 바람직하게는, 상기 가중치 계산부(205)는 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 높으면, R 색온도에 가중치를 더하고, 반대로 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 낮으면, B 색온도에 가중치를 더하여 계산할 수 있다.

왜냐하면, 상기 투사형 디스플레이 장치(201) 주변 광원의 색온도가 기준 색온도 보다 높으면, 형광등 불빛과 같이 B 색이 많은 것이므로, R 색에 영향을 주는 것만큼 가중치를 더해 주어야 하기 때문이다. 반대로 상기 투사형 디스플레이 장치 주변 광원의 색온도가 기준 색온도 보다 낮으면, 백열등 불빛과 같이 R 색이 많은 것이므로, B 색에 영향을 주는 것만큼 가중치를 더해 주어야 한다. 이에 대해서는 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 보다 용이하게 이해할 수 있다.

그리고, W/B 제어부(202)는 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 W/B 제어 부(202)는 상기 조절된 화이트 밸런스에 따라, 사용자가 보기에 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.

즉, 종래 기술에서는 W/B 제어부가 암실에서 측정된 고정 파라미터 값에 기해 화이트 밸런스를 조절하는 바, 사용자는 주변 광원에 따라서 전혀 다른 색온도의 화면을 볼 수 밖에 없다는 문제점을 본원발명에서는 해결할 수가 있다.

그리고, 상기 설명한 색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 입력하는 사용자 입력부(미도시)를 추가하여 구성할 수도 있다. 이 경우, 사용자는 예를 들어, 유저 메뉴(user menu)에서 자동 보정 키 등을 눌러서, 상기 색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 입력할 수 있으며, 그 때마다 자동으로 주변 광원에 대한 정보를 업데이트할 수 있어서, 보다 용이하게 본래 색감의 화면이 제공될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른, 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 도시한 흐름도(플로우 차트)이다. 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 다만, 상기 전술한 도 2, 도 3, 그리고 도 4에 대한 설명을 통해 보다 용이하게 이해할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.

투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송할 수 있다(S501).

상기 전송받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환할 수 있다(S502).

상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단할 수 있다(S503).

상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 주변 광원의 색온도가 더 높은지 여부를 판단할 수 있다(S504).

상기 판단 결과(S504), 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 더 높은 경우, R 색온도에 가중치를 더하고, 그에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다(S505).

한편, 상기 판단 결과(S504), 상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 더 낮은 경우, B 색온도에 가중치를 더하고, 그에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다(S506).

그리고, W/B 제어부에서는 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조절할 수 있다(S507). 그리고, 상기 W/B 제어부는 상기 조절된 화이트 밸런스에 따라, 사용자가 보기에 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 투사형 디스플레이 장치(프로젝션 TV)에 있어서, 주변 환경의 광원 변화에도 불구하고, 일정한 색감의 화면을 시청할 수 있고, 사용자에게 최적의 화면 영상 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 광원 감지부;

   상기 광원 감지부로부터 전송받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부;

   상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부; 그리고

   상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가중치 계산부는,

   상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 높으면, R 색온도에 가중치를 더하고,

   상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 낮으면, B 색온도에 가중치를 더하는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장 치.
3. 제 1 항에 있어서,

   색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 인가시키는 사용자 입력부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
4. (a) 투사형 디스플레이 장치 주변의 광원을 감지하여, 감지된 색자극치를 CIE x,y 변환부로 전송하는 단계;

   (b) 상기 전송받은 색자극치를 CIE x,y 좌표로 변환하는 단계;

   (c) 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 주변 광원의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 주변 광원의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 단계; 그리고

   (d) 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 (c) 단계는,

   상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 높으면, R 색온도에 가중치를 더하고,

   상기 주변 광원의 색온도가 상기 기준 색온도 보다 낮으면, B 색온도에 가중치를 더하는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 (a) 단계 이전에,

   색온도 보정 기능을 실행하는 신호를 인가시키는 단계를 더 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.

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