KR100301493B1 - Picture converting apparatus and method for television according to televiewing distance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치 및 방법에 관한 것으로, 종래의 장치에 있어서는 게임을 할 경우나 영상 자료 모니터링등 사용자의 근접 시청에 대한 환경 등을 전혀 고려하지 않고, 시청자에게 일방적인 메시지를 전달하므로써, 티브이 시청에 많은 제약이 발생하는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명은 티브이 뿐만 아니라 게임기의 모니터등과 같이 그 특성상 주로 근접 거리에서 시청을 하거나, 어린이들이 무심코 티브이 적정 시청 거리 이내로 접근하여 시청하는 경우에 티브이 시청 거리가 가까울수록 초기 정해진 화이트 발란스를 녹색 계통으로 서서히 변환시켜 시력 저하를 방지하고, 근접 시청에 따른 시청자의 피로도를 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.The present invention relates to an apparatus and method for converting a screen according to a viewing distance of a TV. In the conventional apparatus, a user is unilateral to a viewer without considering the environment for close viewing of the user such as playing a game or monitoring video data. By passing the message, there was a problem that a lot of restrictions occur in watching TV. Therefore, the present invention is not only the TV, but also the nature of the game, such as a monitor, such as watching a close-up, or when the children inadvertently approached within the appropriate viewing distance, when the TV viewing distance is closer to the initial set white balance green By gradually converting into a system to prevent vision deterioration, there is an effect that can reduce the fatigue of viewers due to close viewing.
Description
본 발명은 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 티브이 시청 거리가 가까울수록 초기 정해진 화이트 발란스를 녹색 계통으로 서서히 변환시켜 시청자의 시력 보호 및 피로도를 줄일 수 있게 하는 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for converting a screen according to a viewing distance of a TV. In particular, the closer the TV viewing distance is, the lower the viewing of the TV to reduce the eyesight and fatigue of the viewer by gradually converting the initial white balance into a green system. The present invention relates to a screen converting apparatus and a method according to distance.
도1은 종래 티브이 시청 거리 감지 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시된 바와 같이 안테나(1)로 부터 수신된 영상 전파를 동조하여 출력하는 튜너부(2)와; 상기 튜너부(2)를 통해 입력되는 신호를 검파하여 실려있는 영상신호를 추출해 내는 영상검파부(3)와; 티브이의 각 부분에 전원을 공급하는 전원부(4)와; 제어부(7)의 제어에 의해 화면 전방으로 초음파를 발사하는 초음파 송신부(5)와; 상기 초음파 송신부(5)에서 발사되어 목표물에 반사되어 되돌아 오는 초음파를 입력받아 그 검출신호를 제어부(7)에 출력하는 초음파 수신부(6)와; 상기 초음파 송,수신부(5,6) 및 티브이의 각종 구성 요소를 제어하는 제어부(7)와; 상기 제어부(7)의 제어에 의해 티브이 화면에 오에스디(OSD : On Screen Display)를 출력하는 오에스디 출력부(8)와; 상기 영상검파부(2)에서 검파하여 출력하는 영상신호와 오에스디 출력부(8)에서 출력하는 오에스디신호를 적절히 전환하여 출력하는 스위칭부(9)와; 상기 제어부(7)의 제어에 의해 스위칭부(9)에서 출력되는 영상신호와 오에스디신호를 가공 처리하여 출력하는 영상신호 처리부(10)와; 상기 영상신호처리부(10)를 통해 출력된 신호를 수상기(CPT : Color Picture Tube,12)에 표출될 수 있는 신호로 변환하여 출력하는 수상기 제어부(11)로 구성된 종래 장치의 동작 및 작용을 설명하면 다음과 같다.FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a conventional TV viewing distance sensing device. As shown in FIG. 1, a tuner unit 2 for tuning and outputting image radio waves received from an antenna 1; An image detector (3) which detects a signal input through the tuner (2) and extracts a video signal loaded; A power supply unit 4 for supplying power to each part of the TV; An ultrasonic transmitter 5 for emitting ultrasonic waves toward the front of the screen under the control of the controller 7; An ultrasonic receiver 6 which receives ultrasonic waves emitted from the ultrasonic transmitter 5 and reflected by a target and returns the detected signal to the controller 7; A control unit 7 for controlling the ultrasonic transmitting and receiving units 5 and 6 and various components of the TV; An OSD output unit (8) for outputting an On Screen Display (OSD) on the TV screen under the control of the control unit 7; A switching unit 9 suitable for switching and outputting an image signal detected by the image detector 2 and an OSD signal output from the OSD output unit 8; An image signal processing unit 10 for processing and outputting an image signal and an OSD signal output from the switching unit 9 under the control of the control unit 7; Referring to the operation and operation of the conventional apparatus composed of the receiver control unit 11 for converting the signal output through the image signal processing unit 10 to a signal that can be displayed on the receiver (CPT: Color Picture Tube, 12) As follows.
일단, 제어부(7)에서는 초음파 송신부(5)를 제어하여 소정 주기로 초음파를 발생시켜 발사시키고, 거리를 계산하기 위해 자체의 내장 타이머를 동작한다.First, the controller 7 controls the ultrasonic transmitter 5 to generate and launch ultrasonic waves at predetermined intervals, and operates its own built-in timer to calculate the distance.
상기와 같이 발사된 초음파는 전방에 있는 물체에 닿으면 일부가 반사되고, 초음파 수신부(6)를 통해 수신하게 된다.The ultrasonic waves emitted as described above are partially reflected when they touch an object in front, and are received by the ultrasonic receiver 6.
상기와 같이 초음파를 수신한 초음파 수신부(6)에서는 이 검출 신호를 제어부(7)에 출력하게 되고, 제어부(7)는 초음파 발사시에 시작한 타이머를 멈추고 그 시간에 의해 시청자와의 거리를 계산한다.The ultrasonic receiver 6 which has received the ultrasonic waves as described above outputs this detection signal to the controller 7, and the controller 7 stops the timer started at the ultrasonic firing and calculates the distance from the viewer based on the time. .
이때 상기 방법으로 계산된 거리가 적정 시청 거리(통상 사용 티브이 수상기 대각선 길이 3∼4배 정도 거리)보다 아주 가까우면, 시청자가 근접 거리에서 시청하고 있다고 판단하여 제어부(7)는 오에스디 출력부(8)를 제어하여 티브이 화면에 너무 근접하여 티브이를 시청하고 있다는 경고 메시지를 수상기(12)에 디스플레이 시키거나 또는 영상 신호 처리부(10)를 제어하여 영상이 수상기(12)에 디스플레이 되지 않게(영상 뮤트 기능)하여 시청자에게 주의를 환기 시킨다던가, 전원부(4)를 제어하여 티브이 전원을 차단하여 티브이가 오프되도록 하였다.At this time, if the distance calculated by the method is very close to the proper viewing distance (usually about 3-4 times the diagonal length of the TV set used), it is determined that the viewer is watching at a close distance, and the control unit 7 outputs the OSD output unit ( 8) to display a warning message on the receiver 12 that the TV is too close to the TV screen or control the image signal processor 10 so that the image is not displayed on the receiver 12 (image mute). Function) to draw attention to the viewer, or control the power supply unit 4 to cut off the TV power to turn off the TV.
이러한 모든 조치들은 시청자들이 무심코 티브이 화면을 가까운 곳에서 시청함으로 인해 시력이 저하되는 것을 방지하고, 시청자에게 근접 시청에 대한 경고의 역할을 하였다.All of these measures prevented viewers from deteriorating their eyesight because they watched the TV screen in close proximity and served as a warning to viewers of near viewing.
이때, 상기에서 설명되지 않은 리모트콘트롤러(13)와 프리앰프부(14)는 사용자의 제어명령을 입력받는 수단으로 이를 이용하여 각종 화면 조정 및 전원 온/오프 기능과 여러 가지 모드 설정을 하게 된다.At this time, the remote controller 13 and the preamplifier 14, which are not described above, are used as a means for receiving a user's control command to set various screen adjustments, power on / off functions, and various modes.
그러나, 상기 종래의 장치에 있어서는 게임을 할 경우나 영상 자료 모니터링등 사용자의 근접 시청에 대한 환경 등을 전혀 고려하지 않고, 시청자에게 일방적인 메시지를 전달하므로써, 티브이 시청에 많은 제약이 발생하는 문제점이 있었다.However, in the above-mentioned conventional apparatus, there is a problem that many limitations occur in TV viewing by delivering a one-way message to the viewer without considering the environment for close viewing of the user such as playing a game or monitoring video data. there was.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 근접 거리 시청이 불가한 경우 초기 정해진 화이트 발란스를 녹색 계통으로 서서히 변환시켜 시청자의 시력 보호 및 피로도를 줄일 수 있게 하는 티브이 시청 거리에 따른 영상 화면 변환 장치 및 방법을 제공 하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been created to solve the above-mentioned conventional problems, TV viewing to reduce the eyesight protection and fatigue of viewers by gradually converting the initial white balance to the green system when close range viewing is not possible An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for converting a video screen according to distance.
도 1은 종래 티브이 시청 거리 감지 장치의 구성을 보인 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional TV viewing distance sensing device.
도 2는 본 발명 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치의 구성을 보인 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a screen conversion apparatus according to the viewing distance of the present invention TV.
도 3은 씨아이이(CIE) 색도도.3 is a CIE chromaticity diagram.
도 4는 색온도와 색온도 궤적 그래프도.4 is a graph of color temperature and color temperature trajectory.
도 5는 등 색온도와 등 편위선에 의한 색도를 표시한 그래프도.Fig. 5 is a graph showing chromaticity due to isothermal temperature and isodeviation line;
도 6은 등 색온도와 등 편위선에 의한 색도 및 좌표를 표시한 그래프도.Fig. 6 is a graph showing chromaticity and coordinates caused by the uniform color temperature and the equilateral deviation line;
도 7은 본 발명에 의한 시청 거리 감지에 따른 화면 변환 과정을 보인 동작 순서도.7 is an operation flowchart showing a screen conversion process according to the viewing distance detection according to the present invention.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명****** Description of the symbols for the main parts of the drawings ***
100 : 색신호 이득 처리부 200 : 시청거리 감지부100: color signal gain processing unit 200: viewing distance detection unit
300 : 제어부300: control unit
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 티브이에 있어서, 화면 전방으로 초음파를 송신하고, 다시 그 초음파를 수신한 시간에 의해 시청자와의 거리를 감지하는 시청거리 감지부와; 상기 시청거리 감지부에서 감지된 시청거리에 따라 색신호 이득 처리부를 제어하여 화이트 발란스를 조절하는 제어부와; 상기 제어부의 제어에 의해 영상 신호에서 색신호의 이득을 적절히 조정하여 화이트 발란스를 조절하는 색신호 이득 처리부를 포함하여 상기 색신호 이득 처리부에서 출력되는 영상신호를 티브이 수상기에 표출하도록 함으로써, 근접 시청자의 시력을 보호하도록 구성함으로써 달성되는 것으로, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.According to one aspect of the present invention, there is provided a television, comprising: a viewing distance sensing unit for transmitting an ultrasonic wave to a front of a screen, and detecting a distance to a viewer based on a time when the ultrasonic wave is received; A control unit controlling a white balance by controlling a color signal gain processing unit according to the viewing distance detected by the viewing distance detecting unit; By controlling the control of the control unit to properly adjust the gain of the color signal in the image signal to control the white balance by displaying the image signal output from the color signal gain processing unit on the TV receiver, thereby protecting the eyesight of the near viewer It is achieved by configuring so as to, in detail with reference to the accompanying drawings an embodiment according to the present invention.
도2는 본 발명 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이 티브이에 있어서, 화면 전방으로 초음파를 송신하고, 다시 그 초음파를 수신한 시간에 의해 시청자와의 거리를 감지하는 시청거리 감지부(200)와; 상기 시청거리 감지부(200)에서 감지된 시청거리에 따라 색신호 이득 처리부를 제어하여 화이트 발란스를 조절하는 제어부(300)와; 상기 제어부의 제어에 의해 영상 신호에서 색신호의 이득을 적절히 조정하여 화이트 발란스를 조절하는 색신호 이득 처리부(100)를 더 포함하여 상기 색신호 이득 처리부(100)에서 출력되는 영상신호를 수상기 제어부(11)를 통해 수상기에 표출하도록 구성한다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the screen conversion apparatus according to the viewing distance of the TV of the present invention, as shown in the TV, by transmitting the ultrasonic wave to the front of the screen, and by the time received the ultrasonic wave again A viewing distance detecting unit 200 for detecting a distance of the; A control unit 300 for controlling a white balance by controlling a color signal gain processing unit according to the viewing distance sensed by the viewing distance detecting unit 200; The control unit 11 further includes a color signal gain processing unit 100 for adjusting white balance by appropriately adjusting the gain of the color signal in the image signal under the control of the control unit. Configure to display on the receiver through.
이때, 상기 시청거리 감지부(200)는 화면 전방으로 초음파를 발사하는 초음파 송신부(200a)와; 상기 초음파 송신부에서 발사되어 목표물에 반사되어 되돌아 오는 초음파를 입력받아 그 검출신호를 제어부(300)에 출력하는 초음파 수신부(200b)로 구성한 것으로, 이와 같이 구성한 본 발명의 동작 및 작용을 설명한다.In this case, the viewing distance detecting unit 200 includes an ultrasonic transmitting unit 200a for emitting ultrasonic waves toward the front of the screen; An ultrasonic receiver 200b which receives the ultrasonic wave emitted from the ultrasonic transmitter and reflected by the target and returns the detected signal to the controller 300 will be described. The operation and operation of the present invention configured as described above will be described.
일단, 사용자가 티브이를 시력 보호 모드로 설정하면 종래와 같이 제어부(300)에서 초음파 송신부(200a)를 제어하여 소정 주기로 초음파를 발생시켜 발사시키고, 거리를 계산하기 위해 타이머를 동작한다.Once the user sets the TV in the eyesight protection mode, the control unit 300 controls the ultrasonic transmitter 200a to generate and launch ultrasonic waves at a predetermined cycle as in the related art, and operates a timer to calculate a distance.
상기와 같이 발사된 초음파는 전방에 있는 물체에 닿으면 일부가 반사되고, 초음파 수신부(200b)를 통해 수신하게 된다.Ultrasonic waves emitted as described above are partially reflected when they touch an object in front, and are received through the ultrasonic receiver 200b.
상기와 같이 초음파를 수신한 초음파 수신부(200b)에서는 이 검출 신호를 제어부(300)에 출력하게 되고, 제어부(300)는 초음파 발사시에 시작한 타이머를 멈추고 그 시간에 의해 시청자와의 거리를 파악하여 다음의 표 1과 같이 거리에 따른 색온도 보상 동작을 수행한다.The ultrasonic receiving unit 200b receiving the ultrasonic waves outputs the detection signal to the control unit 300, and the control unit 300 stops the timer started at the ultrasonic firing and determines the distance to the viewer by the time. As shown in Table 1 below, color temperature compensation is performed according to the distance.
이 원리를 도3의 CIE 색도도(X-Y 색도도)를 참고로 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.This principle is described in more detail with reference to the CIE chromaticity diagram (X-Y chromaticity diagram) of FIG. 3 as follows.
일반적으로 티브이 화면의 흰색의 범위는 상당히 넓은데, 흰색의 범위를 상세하게 분류하면 빨강색 계통의 흰색이라든가, 녹색, 청색 계통의 경향을 띤 흰색이 존재한다.Generally, the white range of TV screens is quite wide. If the white range is classified in detail, there is a white color with a red color, or a white color with a green and blue color.
그러나 이 흰색의 상태에 대해서 TV화면에 재생되어야 할 화상 즉, 색신호에 따라 색이 인가 되었을 때 TV화면에서 재현된 색의 색상은 크게 영향을 받지 않는다. 그래서 이 흰색 정도를 구분하여 나타내기 위하여 보통 1200。K의 흰색 또는 1500。K 흰색 등으로 불리어지는 색온도를 사용한다.However, the color of the color reproduced on the TV screen is not significantly affected when an image to be reproduced on the TV screen, that is, a color signal is applied to the white state. Therefore, to express this whiteness, a color temperature commonly referred to as white color of 1200 ° K or 1500 ° K white is used.
이와 같이 같은 흰색에서도 몇도의 흰색인지를 나타내는 색온도 궤적이 있고, 이는 흑체가 열을 받아서 발광할 때의 색광을 색온도로 나타낸 도4의 색온도와 색온도 궤적 그래프로 표시할 수 있다.As described above, there is a color temperature trajectory indicating how many degrees are white even in the same white color, which can be displayed as a color temperature and color temperature trajectory graph of FIG.
이러한 색온도 궤적에서 X축 방향의 변화는 색온도를 나타내고 Y축 방향으로의 변화는 엠피씨디(MPCD : Minimum Perceptible Chromaticity Difference)라는 단위를사용하는 쥬도(JUDO)씨의 조사표가 도5에 나타나 있으며, 주로 Y방향으로의 식별로 생각되는 최소의 색온도 차를 단위로 해서 표현되어 있고, 이것은 색온도에서의 편위를 나타낸 것이다.In the color temperature trajectory, the change in the X-axis direction indicates the color temperature, and the change in the Y-axis direction is shown in Fig. 5 by Judo (JUDO) using a unit called MPCD (Minimum Perceptible Chromaticity Difference). The minimum color temperature difference considered in the identification in the Y direction is expressed in units, and this represents the deviation in the color temperature.
예를 들면 도6에 도시한 바와 같이 1500。K의 색온도가 MPCD의 차이에 의해 특정 기울기를 가지고 있으며 MPCD가 올라 갈수록 같은 색온도지만 녹색 경향의 흰색으로 변화하고, 그 MPCD변화량에 따라 색온도 좌표값이 바뀌는 것을 알 수 있다. 즉, 초기 설정된 좌표값에서 색온도 변화없이 색좌표 값을 +MPCD에 상응하는 좌표값으로 변화시키면 TV화면상에는 색상의 변화없이 점차 녹색 경향의 화면을 구현할 수 있게 되는 것이다.For example, as shown in Fig. 6, the color temperature of 1500 DEG C has a specific slope due to the difference of MPCD, and as the MPCD goes up, the same color temperature but the green tends to change to white, and the color temperature coordinate value changes according to the amount of MPCD change. You can see that it changes. That is, if the color coordinate value is changed from the initially set coordinate value to the coordinate value corresponding to + MPCD without changing the color temperature, the green trend screen can be gradually realized without changing the color on the TV screen.
이에 따라 시청자의 위치가 상기 표1의 1항에 해당하면 티브이의 초기 설정된 화이트 발란스 데이터값(일정 색온도) 그대로 화면에 출력시키고, 시청자의 위치가 3항에 해당하면 초기 설정 화이트 발란스 데이터 값에서 +30 MPCD에 해당하는 색온도를 화면에 출력시키기 위해 제어부(300)에서 색신호 이득 제어부(100)에 +30 MPCD를 변화시킬 수 있는 데이터를 출력하고, 색신호 이득 제어부(100)에서는 이 데이터를 받아 수상기 제어부(11)로 출력되는 색신호의 DC전압과 이득(GAIN)을 변화시켜 수상기(12)에 디스플레이되는 영상의 색온도를 변화시킨다.Accordingly, if the viewer's position corresponds to the item 1 in Table 1, the TV's initial white balance data value (constant color temperature) is output on the screen as it is. If the viewer's position corresponds to the item 3, the + In order to output a color temperature corresponding to 30 MPCD on the screen, the control unit 300 outputs data capable of changing the +30 MPCD to the color signal gain control unit 100, and the color signal gain control unit 100 receives the data and receives the data. The color voltage of the image displayed on the receiver 12 is changed by changing the DC voltage and the gain GAIN of the color signal outputted to (11).
또한, 표1의 5항과 같이 티브이에 아주 근접하여 시청할 경우는 화이트 발란스 조정시 낮은 백색 조정에 사용되는 녹색 바이어스(G-BIAS)의 데이터 값을 최대로 출력시켜 아주 강한 녹색 화면 영상이 수상기(12)에 출력되도록 하여 최근접 시청시에도 시청자의 시력 보호 및 다음의 표2와 같은 관계에 의해 시청시의 피로도를 줄여주게 된다.In addition, as shown in Table 5, when viewing very close to the TV, the maximum green data value (G-BIAS) used for low white adjustment is outputted during white balance adjustment, so that a very strong green screen image is displayed on the receiver ( 12) to reduce the fatigue of viewing due to the protection of the eyesight of the viewer and the relationship as shown in Table 2 below.
다시 말해 상기 표2에서 중간색인 녹색은 사람의 감정을 평온, 평안하게 느끼도록 하는 성질이 있어 시청에 따른 피로도를 줄여준다.In other words, green, which is the intermediate color in Table 2, has a property of feeling a person's emotion calmly and peacefully, thereby reducing fatigue due to viewing.
만약, 시청자가 이 기능을 사용하지 않기 위해 시력 보호 모드 설정을 해제하면 도7의 순서도에 도시한 바와 같이 초기 지역별로 설정(티브이 생산자가 설정)된 색좌표를 기준으로 하여 화이트 발란스가 조정된 색온도를 그대로 유지시킴과 동시에 거리 감지 동작을 행하지 않도록 한다.If the viewer releases the eyesight protection mode setting to disable this function, as shown in the flowchart of FIG. 7, the white balance is adjusted to the color temperature based on the color coordinates set by the initial region (Thib is the producer). Keep it as it is and do not perform distance sensing.
이때, 화이트 발란스란 흰색 신호가 칼라 수상기(12)에 입력되었을 때 적,청,녹색의 형광체가 어느 비율로 어떤 색온도의 백색광을 재생하고 있는지를 말하며, 화이트 발란스 조정이란 일정한 값의 색온도를 수상기(12)에 출력시키기 위해 색신호의 DC전압과 이득(GAIN)을 각각 조절하는 것을 말한다.In this case, when white signal is input to the color receiver 12, the white balance refers to the ratio of red, blue, and green phosphors to which color temperature white light is reproduced. It means to adjust DC voltage and gain (GAIN) of color signal to output to 12).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 티브이의 시청 거리에 따른 화면 변환 장치 및 방법은 티브이 뿐만 아니라 게임기의 모니터등과 같이 그 특성상 주로 근접 거리에서 시청을 하거나, 어린이들이 무심코 티브이 적정 시청 거리 이내로 접근하여 시청하는 경우에 티브이 시청 거리가 가까울수록 초기 정해진 화이트 발란스를 녹색 계통으로 서서히 변환시켜 시력 저하를 방지하고, 근접 시청에 따른 시청자의 피로도를 줄일 수 있게 하는 효과가 있다.As described above, the screen converting apparatus and method according to the viewing distance of the present invention of the TV as well as the nature of the monitor, such as a monitor of the game, mainly watching at close distance, or children inadvertently approaching within the appropriate viewing distance to watch In this case, the closer the TV viewing distance is, the lower the visual acuity by reducing the initial white balance to a green system and reducing the fatigue of the viewer due to close viewing.
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