KR100849964B1 - 디스플레이 교정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 좁고 수직이며 균일한 원뿔각(narrow, perpendicular and uniform cone angle)의 입사광을 스펙트럼 비선택성(spectrally non-selective) 광 검출기로 통과시키는 렌즈 프리즘 광학소자(lens prism optic)를 포함하는 컴팩트 평판 패널의 색 교정 시스템이다. 이 색 교정 시스템은 또한 상기 광 검출기로 수집한 정보에 기초하여 디스플레이의 휘도를 결정하는 마이크로프로세서를 포함한다. 상기 교정 시스템에 포함된 소프트웨어 모듈은 평판 패널 디스플레이를 조정하기 위하여 상기 휘도 정보를 처리할 수 있다.
Figure R1020037007593
평판 패널, 액정, 디스플레이, 색 교정, 스펙트럼 비선택성, 광 검출기, 휘도, 채도

Description

디스플레이 교정 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CALIBRATING A DISPLAY}
본 발명은 일반적으로 광 검출기 소자 분야에 관한 것으로, 특히 평판 패널(flat panel)의 색 교정 시스템에 관한 것이다.
종래 방사측정(radiometric) 또는 색측정(colorimetric) 센서 시스템은 도달하는 빛의 휘도를 정량하기 위하여 스펙트럼 선택성 또는 비선택성(spectrally selective or non-selective) 광 검출기를 채용한다. 이러한 센서 시스템은 CRT(Cathode Ray Tube) 디스플레이를 교정하는 데 사용되어 왔다. 정밀도를 확보하기 위하여, 이들 센서 시스템은 센서 소자들을 디스플레이와 접촉을 유지하거나 일정한 고정 거리를 유지하여야 한다. 이러한 센서 시스템의 일반적인 구현에는 센서를 CRT 화면에 확고하게 부착하기 위하여 센서의 모든 주위 광(ambient light)을 없애는(blocking out) 부가적인 효과가 있는 흡인컵(suction cup)을 사용한다. 그러나 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)의 경우, 디스플레이의 색측정은 액정 재료의 복굴절(birefringence)과 셀 갭 간격(cell gap spacing)의 결과인 디스플레이의 광 경로 길이의 부분(part)에 의존한다. LCD 패널의 유리는 CRT의 유리와 비교할 때 상대적으로 얇기 때문에, 그러한 종류의 센서를 부착하는 데 사용되는 흡인력은 그 영역에서 광의 휘도를 변화시키는 간격 변화를 유발할 것이고, 그러한 센서가 달성하고자 시도되었을 바로 그 측정의 정확도(accuracy)를 믿을 수 없도록(corrupt) 만들 것이다.
CRT와 달리, LCD 평판 패널로부터 방출되는 광의 휘도 및 파장은 모두 광이 측정되거나 수집되는 위치의 각도에 따라 변화한다. 이것은 측정된 광의 임의의 부분이 전체를 대표한다고 전부 가정하는 종래의 색 교정 센서의 문제를 갖는다. 따라서, 셀 갭 간격을 변화시키지 않고 유리 표면에 직교하는 휘도 정보를 수집하며 좁은 허용 각(acceptance angle)을 갖는, LCD 장치를 정확하게 교정할 수 있는 센서 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
전술한 바로부터 이 기술분야의 당업자는 컴팩트 평판 패널의 색 교정 시스템의 필요성을 인식할 수 있을 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 종래의 디스플레이 교정 기술과 관련된 불리한 점과 문제점을 실질적으로 제거하거나 크게 감소시키는 평판 패널 디스플레이의 색 교정 시스템이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 좁고 수직이며 균일한 원뿔각의 입사광(incoming light)을 통과시키도록 동작하는 렌즈 프리즘 광학기(lens prism optic), 광 검출기, 색 온도(color temperature)를 얻기 위하여 디스플레이의 휘도를 결정하도록 동작 가능한 마이크로프로세서, 및 상기 마이크로프로세서의 결정에 따라 상기 디스플레이를 조정하는 펌웨어(firmware)를 포함하는 디스플레이 교정용 시스템이 제공된다.
본 발명은 종래 디스플레이 교정 기술을 능가하는 여러 가지 기술적인 이점을 제공한다. 예를 들어, 기술적 이점 중 하나는 좁고 균일한 빔의 광을 상기 광 검출기 시스템에 제공하는 렌즈 프리즘 광학기를 채용함으로써 LCD의 정확한 측정을 가능하게 하는 것이다. 또 하나의 기술적 이점은 시스템으로 하여금 상기 디스플레이의 표면을 번쩍이게(glaring off) 할 수 있는 주위 광 효과(effects of ambient light)를 보상하도록 하여 교정량(calibration measurement)을 증가시키는 것이다. 이 기술분야의 당업자는 이하의 도면, 상세한 설명 및 특허청구범위로부터 다른 기술적 이점들을 쉽게 확인할 수 있을 것이다.
본 발명과 그 이점의 더욱 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 이용하여 언급하며, 동일한 도면 부호는 동일한 부분을 나타낸다.
도 1은 컴팩트 평판 패널 색 교정 시스템의 환경을 단순화하여 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 색 교정 센서의 조립도이다.
도 3은 색 교정 센서 시스템 내의 전자 필터의 개략적인 회로도이다.
도 4는 상기 색 교정 센서와 상호 작용하는 소프트웨어 모듈을 단순화하여 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 도 5h는 상기 소프트웨어 모듈에 의해 제공되는 화면 표시를 나타낸 도면이다.
도 1은 평판 패널 색 교정 시스템(100)을 나타낸다. 평판 패널의 색 교정 시스템(100)은 센서 시스템(102), 백릿(backlit) 액정 모듈(104), 호스트 컴퓨터(106), 및 상기 액정 모듈(104)과 결합된 평판 패널 모니터(108)를 포함한다. 일반적으로 평판 패널 모니터(108)와 액정 모듈(104)은 단일 디스플레이 장치의 일부이다. 센서 시스템(102)은 액정 모듈(104)에 의해 방출되는 휘도(luminance) 정보를 측정하고, 측정된 휘도 정보를 비디오 신호 케이블의 I2C(Inter-Intergrated Control) 직렬 인터페이스부, RS 232 또는 범용 직렬 버스(universal serial bus, USB) 접속부(109)을 통해 호스트 컴퓨터(106) 내에 상주하는 교정 소프트웨어 모듈(172)에 제공한다. 호스트 컴퓨터(106)는 센서 시스템(102)으로부터 휘도 정보를 수신하는 디지털 인터페이스 포트(112)와, 명령(command)을 평판 패널 모니터(108)로 중계하는 직렬 포트(114) 또는 그래픽 인터페이스 포트(116)를 포함한다. 호스트 컴퓨터(106) 내의 교정 소프트웨어 애플리케이션은 그 후 센서 시스템(102)으로부터 수신된 휘도 정보에 기초하여 계산된 색 조정 값(color adjustment)을 평판 패널 모니터(108)에 제공한다. 호스트 컴퓨터(106) 내의 교정 소프웨어 애플리케이션으로부터 색 교정 정보를 수신하는 평판 패널 모니터(108)는 스케일러 보드(scaler board)(118)를 포함한다. 평판 패널 모니터(108)는 또한 액정 모듈(104)의 한 쌍의 상부(적색) 램프(150)와 한 쌍의 하부(청색) 램프(152)를 구동하는 인버터 유닛(106)을 포함한다. LCD 제어 보드(122)는 액정 모듈(104)의 제어 게이트 드라이버(control gate driver)(154)와 소스 드라이버(source driver)(156)에 신호를 제공한다. OSD(On-Screen Display, 온스크린 디스플레이) 보드(126)는 평판 패널 모니터(108)의 수동 조정을 제어하는 기계적인 푸시 버튼에 의해 구동되는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface, GUI)를 제공한다. OSD 보드(126)는 또한 평판 패널 모니터(108)에 적절한 시각적인 제어 신호를 제공하는 시각 제어 보드를 포함한다.
평판 패널 모니터(108)의 스케일러 보드(118)는 독립된 버스들을 통해 수 개의 구성요소를 관리하기 위한 호스트 컴퓨터(106)의 I2C(Inter-Integrated Control) 입력 인터페이스(132)를 포함한다. 이들은 색 관리 기능의 실행 제어를 처리하는 컬러록(ColorLock) 마이크로컨트롤러(140), I2C 인터페이스(130)를 통해 액세스되는 백라이트 인버터(backlight inverter)(120) 및 특정한 액정 모듈(104)에 대한 색측정 프로파일(colormetric profile) 정보를 저장하는 EDID(Extened Display Identification) EEPROM(142)을 포함한다. TMDS(Transition Minimized Differential Signal) 수신기(134)는 호스트 컴퓨터(106) 내의 그래픽 인터페이스 포트(116)로부터 비디오 정보를 수신하여, 입력 그래픽스를 액정 모듈(104)과 호환 가능한 해상도 형식(resolution format)으로 적응시키는 gmZ3 스케일러 칩(144)으로 전달한다. FPGA(Field Programmable Gate Array) 장치(146)는 EEPROM 장치(142)를 통한 OSD 보드(126)로부터의 사용자 입력을 CMOS 장치(148)를 통해 메인 디스플레이 데이터 경로 상으로 다중화하여, 다양한 액정 모듈(104) 기능에 대한 메뉴 구동 설정을 제공한다. FPGA 장치(146)는 또한 I2C 인터페이스(13)를 통해 인버터(120)를 제어함으로써 OSD 패널(142)의 백라이트 조광(dimming)을 수동으로 제어한다. 일 실시예에서, 제어 데이터 및 제어 명령은 호스트 컴퓨터(106) 내 의 직렬 출력부(114)로부터 레벨 시프터(level-shifter) 직렬 포트(136)에 수신된다. 이 실시예에서, 직렬 포트(136)는 RS-232이지만 USB 타입일 수도 있다. 12V 시스템 전력은 외부 플러그(124)의 입력 커넥터(138)를 통해 공급된다.
평판 패널 모니터(108)는 스케일링(scaling)이라고 알려진 연산(operation)을 통해 비자연성(non-native) 해상도를 지원한다. 스케일링은 입력 그래픽스 모드를 VESA 타이밍 규격(specification)의 엄격한 타이밍 요구조건을 충족시키는 해상도로 적응시킨다. 평판 패널 모니터(108)는 사용자에게 자동 표시한 영상을 조정하는 능력이 있다. 일반적으로, 내장형(embedded) 스케일러 칩(144)은 그래픽스 카드(116)에 의해 TMDS 수신기(134)를 통해 호스트 제공되는 입력 타이밍을 분석하여 액정 모듈(104)을 최적 영상 품질로 조정한다. 이들 광범위한(extensive) 스케일링 및 영상 색 조정 능력은 직관적인 사용자 인터페이스를 요구한다. 디스플레이 제품에서, 온스크린(on-screen) 제어는 정규 영상(regular image) 위에 중첩되어 나타난다. 본 실시예에서 실질적인 색 제어는 8051 기반 마이크로컨트롤러(140) 내에 존재한다. 마이크로컨트롤러(140)는 적응성 있는 범용(flexible general purpose) I/O, 내장형(built-in) 프로그램 메모리, RAM 및 기타 주변 장치를 제공하는 8비트 8051 아키텍처를 갖는다. 저비용 마이크로컨트롤러(140)는 또한 단일 교정 기술 컬러록에 적합하다. FPGA 장치(146)는 OSD 보드(126) 데이터를 주 디스플레이 데이터 경로 상으로 다중화한다. FPGA 장치(146)는 또한 시스템의 백라이트 조광을 제어한다. 이 제어는 SPI 버스를 통한 마이크로컨트롤러(140)와의 통신으로 달성된다. 내장된 EDID EEPROM(142)을 통 해 마이크로컨트롤러(140)는 이 장치의 I2C 마스터를 판독하여 OSD 보드(126)에 의해 제공되는 정보 화면 상의 디스플레이의 패널 일련번호를 취득할 수 있다. 특정 파라미터들은 전역 메모리 페이지(global memory page)에 기억되는 한편, 다른 설정들은 타이밍 모드 지정(timing mode-specific) 메모리 페이지에 기억된다.
도 2는 센서 시스템(102)의 부품을 나타낸다. 걸이(hanger)(200)는 광 검출기(210)를 백릿 액정 모듈(104)의 표면 근방에 위치하도록 한다. 바람직한 실시예에서, 걸이(200)는 ABS 플라스틱 또는 이와 비슷한 경량이고 내구성 있는 기타 재료로 이루어진다. 걸이(200)에는 하우징(202)이 부착된다. 하우징(202)은 소형(compact)이지만, 광 검출기(210)를 수용하기에 충분한 크기이다. 센서 시스템(102)은 또한 탄성 중합체(elastomeric) 또는 폼(foam) 큐션(212), 회로보드(214)에 고정 부착된 여러 전기회로 부품, 색 필터(216) 및 빛을 통과시키도록 동작 가능한 렌즈(208)를 포함한다.
광 검출기(210)는 선형 실리콘 광 검출기로 구성되고, 그 종류의 한 예는 Burr-Brown에서 제조된 OPT101P 광 다이오드이다. OPT101P는 +2.7V 내지 +3.6V 범위에서 동작하며, 650nm에서 0.45A/W의 높은 응답도(responsivity)와 120A 정지 전류(quiescent current)를 갖는다. 광 검출기(210)는 스펙트럼 비선택성이어서 색채계(colorimeter)가 아닌 것이 바람직하다. 그러나, 광 검출기(210)는 액정 모듈(104)로 이루어지는 평판 패널이 그 광 출력에 대해 적색, 녹색 및 청색 여과 작용(filtration)을 하기 때문에 색채계로 효과적으로 기능할 수 있다. 광 검출기(210)는 액정 모듈(104)의 휘도, 색 온도 및 감마 프로파일(gamma profile) 을 설정함으로써 액정 모듈(104)을 교정하기 위하여 호스트 컴퓨터(106) 내에 상주하는 애플리케이션으로부터의 소프트웨어 명령에 따라 평판 패널 모니터(108) 내의 마이크로컨트롤러(140)와 함께 작용한다. 바이어스 회로(baising circuit) 및 출력 전압이 광의 세기와 함께 선형적으로 증가하는 온칩(on-chip) 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier)를 구비하는 광 검출기(210)는 누설 전류, 노이즈 픽업(noise pick-up) 및 게인 피킹(gain peaking)에 의해 오류를 발생시킬 수 있는 표유 커패시턴스(stray capacitance)를 제거한다. 광 검출기(210)는 우수한 선형성과 낮은 암전류(dark current)를 이용하여 광 전도 모드(photoconductive mode)에서 바람직하게 동작한다. 광 검출기(210)는 인간 눈의 광선 응답(actinic response)과 상관 관계가 있다. 센서 시스템(102)은 +/- 3 카운트 편차를 갖는 대략 235 카운트 또는 대략 1 시그마의 중심에 있는 신호 레벨에서 교정 기능을 수행하도록 설계된다. 이것은 2배의 보호 주파수대 (guardband), 또는 +/- 7 카운트 허용 편차를 제공하는데, 인간의 눈으로 감지할 수 있는 3차원 색 공간에서의 최소 변화인 하나의 E* 오류로 평균화한다.
바람직한 실시예에서, 선형 실리콘 광 검출기의 특성은 전자기 스펙트럼의 400nm(청색) 부분에서의 낮은 감도(sensitivity)와 700nm 내지 900nm(적색 내지 적외선) 부분에서의 상당히(대략 6배) 높은 응답도를 포함한다. 센서 소자(210)의 감도 차이를 없애 수준을 고르게 하기 위하여, 색 필터(216)는 센서 소자(210)와 렌즈(208) 사이에 놓인다. 협대역 녹색 필터는 모든 R, G, B 채널에 대해 색측정 교정을 수행하는 데 필요한 속도와 정확도를 실현하기 위하여, 액정 모듈(104)의 녹색 원색(green primary)의 녹색 채널을 모방(emulate)하도록 사용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 색 필터(216)는 GAM에서 제조된 Light Steel Blue #720 시안(cyan) 필터로 이루어진다. 색 필터(216)는 광 검출기(210)의 성능을 평준화(level off)하기 위하여 신호를 균등하게 할 수 있어, 녹색 스펙트럼 영역에서 동작하도록 교정될 때, 교정 감도 레벨이 적색 및 청색 영역에서도 유지되도록 한다. 상기한 GAM Light Steel Blue #720 시안 필터(216)는 OPT1010의 전송 특성에 매우 근사하게 보상하며, 둘 다 580nm에서 중심점의 상대 응답 값이 0.35이다. 이것은 440nm에서 640nm까지 매우 균일한 출력 응답을 얻는다. 신호 세기(signal strength)는 더 감쇠되어야 하므로, 복수 층의 색 필터(216)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 청록색(blue-green) 필터를 사용할 수 있으며, 하나는 색채 감도(chromatic sensitivity)를 위한 것이고, 나머지는 적절한 휘도 신호 범위를 설정하기 위한 것이다.
따라서, 선형 실리콘 광 검출기(210)는 색 필터(216)를 통과한 후에 도달하는 빛이 어떠한 파장을 갖더라도 응답할 것이다. 색 교정을 목적으로 가장 정확한 측정을 얻기 위하여, 평판 패널 액정 모듈(104)에서 광이 측정되는 위치의 각도는 작게 유지되어야 한다. 센서 시스템(102)은 광 검출기(210)에 제공되는 좁고 균일한 원뿔각을 갖는 입사광을 제공하도록 동작한다. 이 좁고 균일한 원뿔각은 센서 시스템(102)이 액정 모듈(104)의 표면으로부터 일정한 거리 또는 엄격한 거리를 유지할 필요 없이 액정 모듈(104)을 정확하게 측정할 수 있게 한다. 이것은 또한 액정 모듈(104)의 정면에서의 섬광 가림 양(amount of veiling glare)을 측정하기 위하여 센서가 비접촉 모드(off contact mode)로 사용될 수 있도록 하여, 소프트웨어 애플리케이션이 영상에 대해 그 효과를 보상할 수 있도록 한다. 바람직한 실시예에서, 렌즈(208)는 고체 광학 렌즈 시스템이며, 구면으로 이루어진 정면을 통해 광이 내부 전반사(Total Internal Reflection, TIR) 45도인 거울을 통과한다. 렌즈(208)를 통과하는 광은 방향을 바꿔 렌즈(208)의 측면을 통과하고 색 필터(216)를 통과하여 광 검출기(210)에 도달한다. 바람직한 실시예에서, 광 검출기(210)는 렌즈(208)의 무한 초점(infinity focus)에 위치한다. 일 실시예에서, 렌즈(208)는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA) 플라스틱 재료를 사출성형한 것이며, 굴절률이 1.489이다.
이와 같이 렌즈(208)를 구현함으로써, 좁고 방사측정상(radiometrically) 일정한 측정 기하구조(constant measurement geometry)를 갖는 입사광을 광 검출기(210)에 제공한다. 렌즈(208)는 액정 모듈(104)의 정면(front surface)에 대한 센서 시스템(102)의 간격(distance) 또는 자세(attitude)에 관계없이 ±2°의 유효 시야각(effective viewing angle)을 유지하도록 비교적 작은 헤드 구성을으로 긴 초점길이를 제공한다. 이 설계에 의해 얻을 수 있는 이점은, 각도 의존성(angular dependency)이 제거되기 때문에 액정 모듈(104)의 더욱 정확하고 강화된 측정을 가능하게 하는 센서 시스템(102)을 포함한다. 광 검출기(210)와 액정 모듈(104) 사이의 거리는 균일한 원뿔각이 항상 샘플링되기 때문에 더 이상 중요하지 않다. 바람직한 실시예에서, 탄성 또는 폼 큐션(212)은 측정의 정확도에 영향을 줄 수 있는 주위 광을 지우기 위해 센서 시스템(102) 내에 포함된다. 큐션(212)은 또한 하우징(202)의 접촉 압력을 균일하게 분포시켜, 액정 모듈의 고정(anchoring)을 방해할 수 있는 시어포스(sheer force)와 셀 갭 변화를 줄이는 것이 목표인 센서 시스템(102)이 위치하는 측정 지점에서 없어지도록 한다. 교정 동작 후, 센서 시스템(102)은 주위 광에 의해 유발되는 섬광 가림 양을 측정하기 위하여 비접촉 모드로 사용될 수 있다. 이것은 콘텐트 창작자와 출판업자 또는 인쇄업자가 매우 다른 주위 광 환경에 거주하는 경우, 디지털로 창작된 콘텐트의 영상 교정 작업(image proofing operation)에 특히 유용하다. 센서 시스템(102)은 또한 접촉 측정값을 물리적으로 획득하기 어려울 수 있는 경우, 대규모 비디오 벽(video wall)의 개별 구역(section)을 교정하는 데 사용하기 위해 비접촉 모드로 동작할 수 있다.
TFT(Thin Film Transistor) LCD의 주소지정 프로세스 동안에 신호 전압이 드레인 전극을 통하여 액정층과 커패시터에 전송되도록 소스 전극에 인가된다. 비록 이 커패시터의 기능이 잔여 프레임 사이클 동안 자신의 전하를 방산(dissipate)하는 것이지만, 여전히 일부 10% 내지 15% 전하 크기의 감쇠가 존재한다. 이것은 한 사이클 동안에 픽셀의 전송 레벨(또는 그레이스케일(grayscale) 레벨 또는 "색")을 약간 비균일하게 하는 결과를 초래한다. 이것은 다른 종류의 색측정 장치에서 "노이즈"로 해설될 수 있는 불안정성(instability) 또는 "프레임 깜박거림(frame flicker)"이다. 참고로, 이 효과는 한 프레임 사이클의 더 많은 부분에 대해 픽셀의 광 방출에서 100% 감쇠가 존재하는 경우 CRT에서는 훨씬 더 뚜렷하다.
도 3은 전자 회로 보드(214)를 개략적으로 나타낸 도면이다. 이와 같은 전자장치(electronics)는 마이크로컴퓨터(300), RS 232 또는 USB 포트(304), 아날로그/디지털(analog/digital, A/D) 변환기, 전압 조정기(voltage regulator)(306, 308), 필터 회로(302) 및 광 검출기(210)를 포함한다. 마이크로컴퓨터(300)는 광 검출기(210)로부터의 신호와 광 검출기(210)에 대한 명령을 처리하는 8비트 폭 데이터경로 및 14비트 폭 명령어를 구비하는 것이 바람직하다. A/D 변환기(320)는 바람직하게는 4채널 8비트를 갖도록 구현되고, 필터 회로(302)로부터의 0V 내지 5V 아날로그 신호를 호스트 컴퓨터(106)의 RS 232 또는 USB 포트를 거쳐 마이크로컨트롤러(140)로 전송한다. 마이크로컴퓨터(300)는 호스트 컴퓨터, 패널 컴퓨터 및 자기자신 사이에서 통과지점(pass through)으로서의 역할을 할 수 있다. 오류는 A/D 변환기(320)의 샘플링 속도를 넘은 주파수를 갖는 신호에서 모든 디지털 샘플링 시스템에 고유하다. 이 "에일리어징(aliasing)" 현상은 필터링하지 않고 내버려두면 낮은 주파수 왜곡으로 나타나서 획득후 처리(post-acquisition processing)로 제거할 수 없는 신호를 만들 수 있다. 필터 회로(302)는 앤티 에일리어징(anti-aliasing) 기능을 수행하고 신호의 정확도를 보증하기 위해 디지털화 처리 이전에 광검출기(210)로부터 신호를 인가 받는다. 센서 시스템(102)의 안정성과 정확도를 최대화하기 위하여, 회로 보드(214)의 전기적인 회로 설계는 여러 소자를 필터 회로(302) 내에 통합한다. 두 개의 연산 증폭기("OP 앰프")(310, 312)와 몇 개의 레지스터 및 커패시터가 액티브 로우 패스 네트워크(active low pass network) "베셀(Bessel)" 필터를 형성하기 위해 사용된다. 피드백 루프는 최소 위상 왜곡을 갖는 예리한 컷오프(sharp cutoff), 빠른 설정 시간(fast setting time) 및 초고속 제거 속도(very high rejection ratio)를 생성하기 위해 필터 회로(302)로 다시 연결되는 두 개의 이득단(gain stage)을 포함한다. 이것은 필터 회로(302)가 광 검출기(210)로부터의 신호를 안정시킬 수 있도록 하고, 액정 모듈(104) 내의 깜박거림(flicker)이 무엇이든지 간에 효과적으로 취급할 수 있도록 한다. 필터 회로(302)에 의해 제공되는 4극 베셀 필터(4-pole Bessel filter)는 A/D 샘플링 속도를 넘는 주파수를 갖는 신호를 없애 오류를 제거한다. 필터 회로(302)는 단조 감소(monotonically decreasing)하는 크기의 응답을 가지며, 필터링되는 신호의 파형(wave shape)을 보존하기 위하여 전체 대역폭에 걸쳐 거의 일정한 그룹 지연(constant group delay) 특징이 있다. 환경변화 및 경년변화(aging)에 영향을 받지 않기 위해, 필터 회로(302)는 60Hz에서 80db 컷오프를 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 큰 동적 범위를 갖는 극미소 전력(large dynamic range micropower) 듀얼 OP 앰프(310, 312)는 순수 레일 대 레일(rail-to-rail) 입력과 출력을 갖는 높은 대역폭 대 전력 소비율(bandwidth-to-power consumption ratio)을 특징으로 하는 데 사용된다. OP 앰프(310, 312)는 200kHz 이득 대역폭 제품을 실현할 수 있으며, 임의의 용량성 부하로 구동하면서 단위 이득이 안정하고, 미드스윙(midswing) 동상분 제거 성능 저하(common-mode-rejection degradation) 또는 크로스오버 비선형성을 손상받지 않는다. 신호 범위를 미세 조정(fine tuning)하기 위한 직렬저항(314) 및 싱글턴 퍼텐쇼미터(single-turn potentiometer)(316)는 OP 앰프(310)의 부(-)입력과 출력 사이에 위치되고, 다른 저항(318)는 OP 앰프(310)의 부입력과 그라운드(ground) 사이에 위치된다. 이들 소자는 광 검출기(210)로부터 A/D 변환기(320)로의 신호의 범위를 다음과 같이 집단적으로 제어한다. 저항(318) 더하기 1로 나누어지는 저항(314)은 최소 이득을 설정하고, 저항(318) 더하기 1이 곱해지는 퍼텐쇼미터(316) 더하기 저항(314)은 최대 이득을 설정한다. 이 방법으로, 광 검출기(210)는 신호 대 잡음비를 10,000dB 줄인 것과 동등한 17비트 감쇠를 갖는 광범위한 주파수에 걸쳐 교정될 수 있다.
평판 패널 액정 모듈(104)은 일반적으로 소스 1(적색)과 소스 2(청색)로 구별되고 각각 상이한 스펙트럼 출력을 갖는 두 세트의 색 램프에 의해 조명된다. 이들 소스 각각으로부터의 광은 액정 모듈(104) 내의 적색, 녹색 및 청색 흡수 필터에 의해 필터링된다. 소스 1로부터의 조명은 대략 3,650K의 색 온도와 상관을 갖는 백색점(white point)(R=G=B=255)을 생성한다. 소스 2로부터의 조명은 대략 12,300K의 백색점 색 온도를 생성한다. 센서 시스템(102)은 각각의 조명 소스의 세기를 조정함으로써 화면 휘도와 색 온도 모두를 독립적으로 설정할 수 있도록 한다. 액정 모듈(104)의 백색점은 이론적으로 3,600K에서 12,000K까지의 색 온도 범위로 설정될 수 있다. 일광 백색 광원(daylight white illuminant)에 대한 이 제한된 범위를 넘으면, 상관 색 온도의 반전에 대한 벡터 표현은 색도 좌표(chromaticity coordinates)와 함께 선형적으로 변화하는 것으로 결정되었다. 듀얼 주 모니터(dual primary monitor)의 교정 및 셋업을 매우 안정한 색도를 갖는 소스에 대해 단순화할 수 있다. 각 소스의 출력은 그 색도가 안정하다면 완전무결(absolute)하지 않아도 된다. 이러한 안정성은 밴드갭 에너지가 가장 안정한 녹 색 채널에 대해 교정되는 본원의 센서 설계를 사용할 수 있도록 한다.
도 4는 크로스 플랫폼 솔루션(cross platform solution) 실시예의 센서 시스템(102)에 대한 여러 하드웨어와 소프트웨어 구성요소의 관계를 나타낸다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 비디오 인터페이스 케이블(183)을 경유하여 평판 패널 모니터(108) 내의 그래픽스 카드(134)를 통해 접속된 호스트 컴퓨터(106) 내에 상주하며 플랫폼 독립적(platform independent)이다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 사용자에게 교정 작업에 사용되는 일련의 그레이 스케일 스플래시 화면(gray scale splash screen)의 생성을 초기화하도록 촉구하는 그래픽 사용자 인터페이스(170)를 평판 패널 모니터(108) 내의 액정 모듈(104)에 제공한다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 센서 시스템(102)에게 액정 모듈(104) 상에 생성된 각 스플래시 화면의 휘도 레벨을 측정하도록 지시하기 위하여, 제어 정보를 센서 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(174)를 통해 센서 드라이버 모듈(176)에 전달한다. 센서 시스템(102)은 온보드 펌웨어(onboard firmware)의 도움으로 액정 모듈(104)의 그레이 스케일 스플래시 화면의 휘도 레벨을 직렬 인터페이스(178)나, I2C 인터페이스(180) 또는 USB 인터페이스(182)를 통해 교정 소프트웨어 모듈(172)로 전송한다. 교정 세션(calibration session)의 진단 부분(diagnostic portion)을 완료함에 따라, 교정 소프트웨어 모듈(172)은 액정 모듈(104)의 백라이트에 대한 백색 균형(white balance)과 휘도 레벨을 적절히 설정하기 위해, 그래픽스 장치(134)로부터의 제어 정보를 백라이트 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(175)를 통해 비디오 케이블(183)의 I2C 인터페이스부(180)를 거쳐 평판 패널 모니터(108) 내에 있는 백라이트 드라이버(177)에 제공한다. 이 교정 작업에서의 RGB 색도 정보는 그 후 평판 패널 모니터(108)의 룩업 테이블(lookup table)로 적재하기 위한 적절한 감마 값(gamma value)을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 모든 휘도, 백색 균형 및 감마 정보는 또한 아도비 포토샵(Adobe Photoshop)을 이용하여 ICC(International Color Consoritum) 모니터 프로파일로 저장될 수 있고, 전기적으로 다른 모니터들과 통신할 수 있으며, 또 모니터들을 교정하기 위해 주/종(master/slave) 관계로 사용될 수 있다. 이 실시예는 고유한 특징(specific feature) 또는 사용자가 어려운 OSD 도전에 맞설수 있도록 하기 위해 각 카드 벤더(vendor)에 종속하지 않고 폭넓고 다양한 비디오 카드(video card)에 대해 특정한 평판 패널 유형의 차별된 특징을 만들 수 있도록 한다. 이 소프트웨어는 또한 일관된 사용자 경험, 시간 이상의 더 많은 특징의 부가 용이성을 제공한다.
절대 휘도 센서로서 기능하기 위해, 센서 시스템(102)은 공지된 변환 표준(transfer standard)을 사용하여 교정된다. 공지된 변환 표준의 일례는 미놀타(Minota) CS-100 색채계(Colorimeter)이다. 휘도를 조정할 수 있는 평판 패널 디스플레이와 컬러트론 스포트라이트 정밀 광 테이블(Colortron Spotlight Precision Light Table)은 또한 광원으로서 처리(process)에 사용된다. CS-100 색채계의 휘도 응답은 표준 램프에 대해 제조사에 의해 설정되었고, 그 색도 좌표는 일본의 국제 통상 산업성(Japanese Ministry of International Trand and Industry)의 전자 기술 시험소(Electro Technical Laboratory)에 의해 3111°K로 교정된 스펙트럼 방사 표준 램프를 사용하여 조정되었다. 바람직한 실시예에서, 디스플레이는 조명을 위해 적색과 청색 램프 쌍을 사용한다. 각 램프 쌍의 세기는 디스플레이의 색 온도 및 휘도를 설정하기 위하여 변경될 수 있다. 디스플레이의 교정 목표 휘도는 200 cd/m2이고, 목표 색 온도는 D55의 흑체(blackbody) 온도를 수정한 일광 백색이다. 색체 온도 목표보다 휘도 목표를 실현하는 것이 바람직하다.
적절한 목표를 달성한 후, 적색 및 청색 신호는 영(zero)으로 설정되어 녹색 신호만이 광 검출기(210)에 인가된다. 필터 회로(302) 내의 퍼텐쇼미터(P1)는 A/D 변환기(320)에서 235 카운트 값을 얻도록 조정된다. 증폭기(310)의 출력에서의 전압은 포화 상태인지를 확인하기 위하여 검사된다. 0.3 중성 밀도(neutral density)가 포화의 확인을 위해 판독한 값이 117 또는 118 카운트로 떨어졌는지(drop) 결정하기 위해 광 검출기(210) 앞에 놓인다. 만약 신호가 떨어지지 않으면, 광 검출기(210)에 지나치게 많은 광이 쏟아져서(falling) 중성 밀도 여과작용(filteration)은 증가되어야만 한다. 증가된 여과작용이 필요하게 되면, 이전에 선택된 시험 샘플들은 모두 재교정된다. 적색 및 청색 화면에 대한 카운트가 그후 검사되고, 그것들이 240을 초과하면 적색 및 청색 스펙트럼 영역 내에서 스펙트럼 여과작용은 감소된다. 카운트가 128 미만으로 떨어지면, 적절한 영역에서 스펙트럼 여과작용은 증가된다. 일단 감도가 적절한 동작 범위로 설정되면, 센서 시스템(102)은 일반적인 생성을 할 준비가 된다.
호스트 컴퓨터(106) 내의 교정 소프트웨어 모듈(172)과 함께, 교정 소프트웨 어 모듈(172)은 액정 모듈(104)의 휘도, 색 온도 및 감마 프로파일을 설정함으로써 액정 모듈(104)을 교정하도록 동작할 수 있다. 교정 소프트웨어 모듈(172)의 태스크(task)는 단지 스펙트럼 비선택성 광 검출기(210)만을 사용하여, 마이크로컨트롤러(140)가 측정한 휘도에 응답하여 램프가 구동 신호를 선형적으로 따르지 않는 평판 패널 액정 모듈(104)의 색 온도를 결정하는 것이다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 액정 모듈(104)의 응답에 따라 감마 또는 휘도를 측정하고, 색 부호화(color encoding)에 대한 ICM(International Color Microcode) 표준에 의해 사용되는 ICC 프로파일로 정보를 저장한다. 램프 드라이버가 비선형이기 때문에, 시스템의 초기 상태는 알려져 있지 않다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 휘도 소스 쌍 1 및 휘도 소스 쌍 2의 적색, 녹색 및 청색 채널의 상대적인 기여도를 결정할 수 있도록 하기 위해, 색 혼합법(color mixing law)을 사용하여 상대 색 벡터(relative color vector)의 색도 좌표로의 변환을 제공한다. 적색, 녹색 및 청색 색 필터에 의해 생성된 3자극 값(tristimulus values)은 안정하다. 따라서, 액정 모듈(104)의 각 개별 필터의 색측정 출력을 결정할 수 있다.
교류(AC) 램프 인버터 전력원의 초기 상태 및 신호 선형성은 다음과 같이 결정될 수 있다. 처음에, 소스 1 및 소스 2 모두에 대한 조명 레벨은 최소로 설정되고 그 신호 레벨이 기록된다. 두 번째, 소스 1의 조명 출력은 최소에서 최대까지 4단계로 증가되고, 그 신호 레벨이 기록된다. 다음에, 소스 2의 조명 출력은 최소에서 최대까지 4단계로 증가되고 그 신호레벨이 기록된다. 마지막으로, 신호들의 차이는 입력 신호에 대한 함수인 두 소스의 출력을 지도로 만드는 데 사용될 수 있 다. 시작 3자극 값으로부터, 조명 소스의 초기 상태 및 차동 상태(differential state)를 결정할 수 있다. 첨부물 A는 교정 결정의 일례를 나타낸다. 일단 마이크로컨트롤러(140)와 함께 호스트 컴퓨터(106) 내의 교정 소프트웨어 모듈(172)이 이 결정을 하였고, 교정 소프트웨어 모듈(172)은 액정 모듈(104)의 휘도 및 색 온도를 설정할 수 있다. 요구 상관(required correlated) 색 온도가 주어지면, 요구 휘도에 대해 필요한 램프 구동 전압은 물론 그 지점에서의 색도 좌표를, 각 조명원은 혼합에 대해 공지된 색측정(colorimetry) 부분에 기여한다는 사실에 기초하여 결정할 수 있다. 게다가, 디스플레이 색측정 설정에 대한 조정은 호스트 컴퓨터(106)의 그래픽스 카드(116)를 우회하여 직접 수동으로 OSD 보드(126)와의 상호작용을 이용하여 마이크로컨트롤러(140)를 액세스함으로써 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 사용자는 교정 소프트웨어 모듈(172)에 입력을 제공할 수 있고 GUI(170)를 이용하여 마이크로컨트롤러(140)로부터 출력을 수신할 수 있다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 또한 사용자가 액정 모듈(104)에 대한 ICC 프로파일 생성하고, 색측정 값 미리 설정하며, 맞춤(custome) 사용자 설정을 생성하고 저장할 수 있도록 GUI(170)를 이용하여 정보를 제공하여야 한다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 또한 상관 색 온도를 계산하여 2% 더하거나 뺀 휘도(brightness)를 보고할 수 있다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 안정성 향상을 위해 수 사이클 이상을 적분한다.
센서 시스템(102)은 표준 신호를 녹색 스펙트럼 영역에서 액정 모듈(104)의 휘도와 선형적으로 상관시키는 적절한 색측정 특성을 제공하는 스펙트럼 필터 소자 를 구비한 광학 경로를 갖는다. 이 상관으로부터 다른 주 채널들(primary channel)과의 관계를 확정할 수 있다. 스펙트럼 비선택성 광 검출기를 사용으로, 액정 모듈(104)의 원색 필터들(primary color filters)의 색도는 그 휘도를 측정하여 결정할 수 있다. 또한, 백색점을 교정함으로써 모든 그레이 스케일 점들과 RGB 원색은 잘 조화된다. 백라이트는 액정 모듈(104)의 모든 색에 공통이고 전 범위 내에서 알려진 안정한 방식으로 변화하기 때문에, 하나의 원색 설정은 다른 모든 것을 효과적으로 설정할 수 있다. 따라서, 백색에 대한 감마 응답 곡선의 설정은 또한 RGB 색 채널에 대한 감마를 설정할 수도 있다. 마찬가지로, RGB 색 채널에 대한 감마 응답 곡선의 설정은 백색에 대한 모든 그레이 스케일 레벨에 대한 감마를 설정할 수 있다. 음극선관 장치의 경우, 하나의 원색에 대한 설정이 다른 원색들의 상호작용에 의해 영향을 받을 수 있기 때문에 상이한 원색들은 상이한 감마 보정(gamma correction)을 필요로 할 수 있다.
도 5a 내지 도 5h는 그래픽 사용자 인터페이스(170)에 의해 제공되는 화면 표시를 나타낸다. 도 5a는 사전 설정(preset) 교정 창을 도시한다. 도 5b는 검출 특성 메뉴를 도시한다. 도 5c는 특정한 색 온도, 휘도 및 감마 값이 사용자에 의해 설정될 수 있는 맞춤형 설정 창을 도시한다. 도 5D는 맞춤 설정을 저장하기 위한 창을 나타낸다. 도 5e는 액정 모듈(104)의 교정이 시작되는 교정 표시 창을 도시한다. 도 5f는 교정하는 동안에 사용되는 적색, 녹색 및 청색의 스플래시 화면 창을 도시한다. 도 5g는 교정 완료 창을 도시한다. 도 5h는 선택 창(preference window)을 도시한다.
센서 시스템(102)은 또한 액정 모듈(104)의 표면에서 반사되는 원하지 않는 광의 화면상 영상(onscreen image)을 보정 하는데 사용될 수 있다. 상대적인 주위의 조망 조건(viewing condition)에도 불구하고 두 개 이상의 공간적으로 분리된 모니터 상의 영상 외양을 유지하기 위하여, 센서 시스템(102) 내의 색 필터(216)와 스펙트럼 비선택성 광 검출기(210)를 비접촉 모드로 사용하여, 액정 모듈(104)의 감마 설정에 대한 정량적인 보정 인자(correction factor)를 취득할 수 있다. 환경 상태(ambient condition)에서 동작하는 액정 모듈(104)은 상당한 정도로 주위의 외부 광을 경험한다. 이 외부 휘도는 영상(또는 텍스트도)의 색측정에 대해 차례로 불포화(desaturation)를 유발시키는 액정 모듈(104)의 표면을 때리는 경우 콘트라스트에 불리하게 영향을 미치는 것은 물론 스트레이(stray) 반사를 유발시킬 수 있다. 이 스트레이 반사는 액정 모듈(104)의 감마 프로파일을 저하시킬 수 있다. 센서 시스템(102)은 액정 모듈(104)의 표면 위 대략 20인치에 있는 경우, 액정 모듈(104)의 주위광을 측정할 수 있고, 원래 영상의 채도(saturation)와 색조(hue)가 유지되도록 액정 모듈(104)의 감마 응답 곡선을 적절히 변경함으로써 그것을 보정할 수 있다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 이 보정을 함수 보정 변환자(transfer)인 2차 감마 곡선을 적용하여완성할 것이다. 예를 들어, 이 감마 곡선은 주위 조건이 밝은 경우에 증가될 것이다. 다른 바람직한 실시예에서, 이 감마 보정은 액정 모듈(104)을 구동하는 바이어스 전압을 직접 조정하여 달성될 수 있다. 액정 모듈(104)로부터 반사된 휘도의 크기에 의해 섬광 가림에 의한 불포화가 유발되기 때문에, 두 스펙트럼 램프의 백색점 설정은 영향을 받지 않을 것이다. 센서 시스템(102)은 액정 모듈(104)의 관찰자에게 도달하는 모든 반사된 실내광을 적분하기 때문에, 섬광 가림 문제의 일차 보정을 얻게된다. 또한 광 검출기의 응답을 균일하게 하게 필터를 설계하는 과정에서 적외선 에너지의 주요 부분은 제거되는데, 이것은 섬광 가림 조정의 정확도에 영향을 줄 것이다. 이 모두는 단일 비스텍트럼 선택성 광 검출기로 달성된다.
동영상 또는 정지영상(video or static images)나 장면은 창작되어 편집되고 저장된 다음 그것에 사진 감독, 작가 또는 편집자를 부가한 색조, 채도 및 색 온도에 값에 따라 매체로 제공된다. 영상은 일단 발행 및/또는 복제되면, 콘텐트의 개별 부분에 대해 상기한 식별된 특성에 대한 추가적인 변경 금지는 모든 콘텐트에 대한 그러한 특성을 변경시키지 않고 가능하다. 임의의 동영상 또는 정지영상의 관찰 경험은 이중 또는 다중 스펙트럼 광원을 사용하여 전자 또는 필름 매체의 색 온도의 동적 제어를 통해 강화될 수 있다. 콘텐츠 작가 또는 편집자는 퀵타임(QuickTime), AVI, 리얼 비디오 등의 형식으로 저장된 비디오는 물론 디지털 비디오(DV), 고화질 텔레비젼(HDTV), 이시네마(eCinema), 디지털 비디오 디스크(DVD) 등의 시각적인 디지털 매체와 동기를 맞추어 색 온도 값의 불연속 트랙을 저장할 수 있다. 이 강화 방법이 플래시와 같은 벡터 애니메이션, 마이크로소프트 파워포인트와 같은 프리젠테이션 소프트웨어, 슬라이드쇼 소프트웨어, 웹페이지의 JPEG 또는 GIF 이미지와 같은 태그형 정지영상 파일 형식, PhotoCD, TIFF, 포토?? 및 기타 형식을 포함하는 다른 형식에서도 바람직하게 작용할 것이라는 것을 또한 예견할 수 있다.
상이한 색 온도 값은 트랙 또는 제공되는 시각적인 콘텐트 내의 적합한 장면이나 영상에 동기화되는 소정의 기억 매체 내의 다른 적절한 메모리 위치에 부호화될 수 있다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 액정 모듈(104)을 제어하고 비디오 신호 케이블(DDC), 직렬 인터페이스, USB 인터페이스 또는 다른 적합한 인터페이스 프로토콜을 통해 부화된 색 온도 값을 전송하도록 동작할 수 있다. 이 정보는 그후 비디오 신호 케이블(DDC), 직렬, USB 또는 다른 제어 메커니즘을 통해 3자극 영상 데이터와 독립적으로 제어되는 색 온도를 가질 수 있는 액정 모듈(104) 내에 상주하는 영상 드라이버에 의해 검출될 수 있다. 몇몇 표준은 표현하고자 하는 그 영상의 데이터 주요부(body of data) 내의 소정의 영상의 창작 또는 인쇄에 관한 부호화에 중요한 색 교정 파라미터를 개발하였다. 평판 패널 색 교정 시스템(100)은 그러나 액정 모듈(104)의 색 온도를 동적으로 조정할 수 있는 조정 가능한 색 온도 데이터를 갖는 백릿 액정 모듈(104)을 포함한다. 교정 소프트웨어 모듈(172)은 재생(playback)과 오소링 환경(authoring environments) 모두에 대해 표시되는 영상의 상이한 프레임에 대한 색 온도의 동적 조정을 제공한다. 또한 TIFF, QuickIme 등의 표준 파일 형식은 색 온도 데이터 정보를 포함하도록 확장될 수 있다.
색 온도의 동적 조정에 더하여 액정 모듈(104)의 휘도는 또한 표시된 정지dd상 또는 동영상 콘텐트에 동기화시킬 수 있음을 유의하여야 한다. 일 실시예에서, 교정 소프트웨어 모듈(172)은 동적 휘도 레벨의 산술 평균(arithmetic mean)을 계산하기 위해 한 프레임 또는 일련의 프레임에 대한 그레이 스케일 콘텐트를 시험하 도록 지시 받을 수 있다. 소정의 파라미터 집합의 명령을 실행함으로써, 교정 소프트웨어 모듈(172)은 직렬의 램프 소스 1 및 램프 소스 2의 전압 레벨을 제어함으로써 액정 모듈(104)에 대한 적절한 휘도 레벨을 동적으로 설정하기 위하여, 그래픽스 카드(134)로부터의 제어정보를 백라이트 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스를 통해 백라이트 드라이버(177)로 전송할 수 있다. 다른 실시예에서, 이 정보는 비디오 콘텐트를 재생하는 동안에 액세스하기 위해 별개의 정보 트랙에 미리 기록될 수 있다.
또한 백색 균형 및 휘도의 동적 조정과 함께, 교정 소프트웨어 모듈(172)은 또한 호스트 컴퓨터(106) 또는 그래픽스 카드(134) 내의 룩업 테이블 메모리 위치에 저장된 것과 같은 소정의 파라미터 집합에 따라서 원래의 동영상에 대한 감마 프로파일을 동적으로 조정할 것을 지시 받을 수 있음에 유의하여야 한다.
동일한 휘도 레벨이 유지되도록 동시에 동일한 액정 모듈(104)의 백라이트 휘도 레벨을 저하시키고 감마 기능의 감소시킴으로써, 정지영상 또는 동영상의 색 시각적 효과를 실현할 수 있다. 다른 실시예에서, 감마의 변경은 액정 모듈(104)의 감마 응답 프로파일을 변경하기 위하여 액정 모듈(104)의 DC 기준 회로에 일련의 감마 제어 전압을 동적으로 인가함으로써 그레이 스케일 해상도의 손실 없이 실현될 수 있다. 입력 비디오 신호는 영향을 받지 않기 때문에, 동일한 색 해상도 및 동적 범위가 유지된다.
평판 패널 교정 시스템(100)은 디스플레이 장치를 교정하기 위한 저비용 고성능을 제공하고, 디스플레이 장치의 서비스 가능한 수명을 연장시킨다. 공지된 표준으로 디스플레이 장치를 조정할 수 있도록 함으로써, 콘텐트 창작자, 사진촬영 감독 및 인쇄업자/출판업자는 가공 처리(proofing process)를 수분 내에 먼 거리에 걸쳐 효과적으로 완성할 수 있다. DVD 플레이어의 색 온도 및 감마 새비 버전(gamma savvy version)과 다른 소프트웨어 애플리케이션이 또한 개발되고 적응(accommodated)될 수 있다. 한편 본 발명의 센서 시스템은 조정 가능한 백색 균형 과 적응성 감마 기술에 대해 이점이 있으며, 표준 LCD와 CRT 장치 모두에 활용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 상기한 이점을 충족시키는 컴팩트 평판 패널 색 교정 시스템이 제공되었음이 명백하다. 이상에서 본 발명을 상세히 기술하였지만, 다양한 변경, 대체 및 개조가 이 기술분야의 당업자에 의해 용이하게 이루어질 수 있고, 다음의 청구범위에 의해 규정된 것과 같은 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 알아야 한다.
첨부 A
센서 교정 알고리즘
[1] 청색 램프의 소등(OFF)과 함께 적색 램프 점등(ON)하고 R1, B1, G1 기록
[2] 적색 램프의 소등과 함께 청색 램프 점등하고 R2, B2, G2 기록
[3] 각 램프에 대한 색 좌표 규정
Figure 112003020245684-pct00001
[4] 적색 램프의 색 온도는 T1
적색 램프의 색 온도는 T2
[5] 임의의 색 온도 T에 대한 D의 목표값(임의의 색 좌표):
Figure 112003020245684-pct00002
여기서, Γ는 기울기이고 a는 상수이다.
[6]
Figure 112003020245684-pct00003
[7]
Figure 112003020245684-pct00004

색 온도 및 화면 휘도 설정
가정: 녹색의 휘도 값은 화면 휘도의 선형 함수이다.
[1] 원하는 T 값으로부터 D 및 DT 의 목표 값이
Figure 112003020245684-pct00005
로부터 계산될 수 있다.
[2] 화면 휘도의 목표값, GT 선택
[3] 교정이 막 수행되었다면 각 범위의 중심에 있는 두 램프 또는 적어도 휘도 상태 설정.
초기 상태, RI, GI, BI 적색 드라이브 SRI + 청색 드라이브 SBI
[4] 적색 램프를 감소시키고 SRI - 10에 대해 RJ, GJ, BJ 측정
[5] 적색 설정을 원래 값으로의 귀환하고 SBI - 10에 대해 RK, GK, BK 를 측정하는 청색 램프 감소시킴
[6] GI, GJ, GK, DI, DJ, DK를 계산하고 다음의 도함수를 성립시킨다.
Figure 112003020245684-pct00006
[7] 시스템은 선형이라고 하자:
Figure 112003020245684-pct00007
그리고
Figure 112003020245684-pct00008
변경되어야 하는 적색 및 청색 램프의 양인
Figure 112003020245684-pct00009
와
Figure 112003020245684-pct00010
에 대해 풀면 초기 상태의 새로운 시작 값은 다음과 같이 된다.
Figure 112003020245684-pct00011
상태가
Figure 112003020245684-pct00012
및
Figure 112003020245684-pct00013
에 도달할 때까지 반복한다.

Claims (20)

  1. 디스플레이 장치로부터, 수직이며 균일한 원뿔각(cone angle)의 입사광(incoming light)을 받아들이도록 동작 가능한 렌즈,
    상기 디스플레이 장치에 대한 상기 렌즈의 위치와 무관하게 상기 입사광의 특성을 검출하도록 동작 가능한 광 검출기,
    상기 광 검출기에 의해 검출된 상기 입사광의 특성에 대해 앤티 에일리어징(anti-aliasing) 기능을 수행하도록 동작 가능한 필터 회로, 및
    상기 광 검출기가 검출한 상기 입사광의 특성에 응답하여 상기 디스플레이의 휘도 값을 생성하며, 상기 디스플레이 장치의 디스플레이 파라미터를 조정하기 위하여 상기 휘도 값을 제공하도록 동작 가능한 마이크로프로세서
    를 포함하는, 디스플레이 교정 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 렌즈는 내부 전반사(total internal reflection)가 45도인 반사(mirror)가 되도록 광을 통과시키는 디스플레이 교정 시스템.
  3. 제1항에서,
    광이 상기 광 검출기를 통과하기 전에 상기 광을 필터링하는 색 필터를 더 포함하는 디스플레이 교정 시스템.
  4. 제3항에서,
    상기 색 필터는 교정을 위해 녹색 스펙트럼 영역에서 상기 입사광을 균일하게 하도록 동작 가능한 디스플레이 교정 시스템.
  5. 제1항에서,
    상기 광 검출기는 스펙트럼에 있어서 비선택성(spectrally non-selective)인 디스플레이 교정 시스템.
  6. 제5항에서,
    상기 광 검출기는 선형 실리콘 광 검출기인 디스플레이 교정 시스템.
  7. 제1항에서,
    상기 디스플레이 장치와 관련된 호스트 컴퓨터에 상주하는 소프트웨어 애플리케이션을 더 포함하며,
    상기 소프트웨어 애플리케이션은 상기 디스플레이 장치에 표시되도록 동작 가능한 그래픽 사용자 인터페이스로부터의 입력을 받아들이도록 동작 가능한
    디스플레이 교정시스템.
  8. 제1항에서,
    상기 렌즈를 상기 디스플레이 위 중 정확도에 영향을 주지 않는 거리에서 위치시키도록 동작 가능한 탄성 중합체 쿠션(elastomeric cushion)을 더 포함하는 디 스플레이 교정 시스템.
  9. 제1항에서,
    상기 마이크로프로세서는, 주위 광(ambient light)에 대해 보상(compensate)하기 위해 상기 디스플레이 장치에 대한 감마 프로파일(gamma profile)을 조정하도록 동작가능한, 디스플레이 교정 시스템.
  10. 제9항에서,
    상기 필터 회로는 상기 광 검출기에 의해 검출된 상기 입사광의 특성을 안정시키고 그 대응하는 파형(wave shape)을 보존하는 디스플레이 교정 시스템.
  11. 수직이며, 균일한 원뿔각의 입사광을 제공하는 수단,
    상기 입사광을 검출하는 수단,
    상기 입사광의 특성에 대해 앤티 에일리어징(anti-aliasing) 기능을 수행하는 수단,
    상기 입사광의 색 온도를 결정하는 수단,
    상기 입사광의 휘도를 결정하는 수단, 및
    상기 색 온도 및 휘도의 결정에 따라 디스플레이를 조정하는 수단
    을 포함하는, 디스플레이 교정 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 디스플레이의 녹색 채널을 에뮬레이팅(emulating)하는 수단을 더 포함하는, 디스플레이 교정 시스템.
  13. 제11항에서,
    색채 감도(chromatic sensitivity)를 제공하는 수단, 및
    적절한 휘도 신호 범위를 설정하는 수단
    을 더 포함하는, 디스플레이 교정 시스템.
  14. 제11항에서,
    상기 입사광의 신호 범위를 세부조정(tuning)하는 수단을 더 포함하는, 디스플레이 교정 시스템.
  15. 제11항에서,
    상기 입사광을 검출하는 수단은 상기 디스플레이로부터의 임의의 거리 요건에 관계없이 위치되는, 디스플레이 교정 시스템.
  16. 렌즈의 정면에서 디스플레이로부터의 입사광을 수신하는 단계,
    상기 입사광을 상기 렌즈의 측면을 통해 통과시키는 단계,
    상기 입사광을 광 검출기에서 수신하는 단계,
    상기 광 검출기에서 상기 입사광에 대응하는 신호를 생성하는 단계,
    상기 광 검출기에 의해 검출된 상기 입사광의 특성에 대해 앤티 에일리어징(anti-aliasing) 기능을 수행하는 단계,
    상기 신호를 디지털 형식으로 변환하는 단계,
    상기 신호와 관련된 휘도를 결정하는 단계, 및
    상기 휘도를 처리용 소프트웨어 모듈로 전송하는 단계
    를 포함하는 디스플레이 교정 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 디스플레이의 녹색 채널을 에뮬레이팅하기 위해 상기 입사광을 필터링하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 교정 방법.
  18. 제16항에서,
    임계 레벨을 넘는 주파수를 제거하기 위해 상기 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 교정 방법.
  19. 제16항에서,
    상기 신호의 신호 범위를 세부조정하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 교정 방법.
  20. 제16항에서,
    상기 디스플레이의 색 온도 및 휘도를 조정하는 단계를 더 포함하는 디스플레이 교정 방법.
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