KR100852664B1 - 프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로젝터의 기울임으로 인해 왜곡된 투사화면의 색상을 보정할 수 있도록 한 프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법에 관한 것으로,외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터에 있어서, 상기 LCD 프로젝터로부터 출력되는 투사화면의 기울임 정도 및 상기 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 기울임 감지부; 상기 투사화면의 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터를 테이블화하여 저장하는 메모리부; 상기 측정된 색 좌표 측정치와 기 설정된 기준치를 비교하여 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치에 일치하도록 상기 영상 데이터의 보정을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 의해 상기 저장된 색 보정 데이터를 근거하여 상기 영상 데이터를 보정하는 영상 처리부를 포함하여 이루어지므로 프로젝터가 정면으로 투사되지 않았을 때 발생하는 화면 왜곡에 있어 화면 색상의 왜곡을 보정함으로서 영상의 질을 향상시킬 수 있다.

프로젝터/기울임/색 보정

Description

프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법{Apparatus and Method for Correcting Screen of The Projector}

도 1 및 도 2는 프로젝터의 기울임에 따른 투사화면의 실시예를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치의 구성을 나타낸 블록도

도 4는 프로젝터의 기울임에 따른 색 보정 데이터 테이블 구축방법을 나타낸 플로우 차트

도 5는 보정을 위한 화면 분활을 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 기울임 감지부 11: 메모리부

12: 영상 처리부 13: 디스플레이부

14: 제어부

본 발명은 프로젝터에 관한 것으로, 특히 프로젝터의 기울임으로 인해 왜곡된 투사화면의 색상을 보정할 수 있도록 한 프로젝터의 화면 보상장치 및 그 방법 에 관한 것이다.

일반적으로, 기존 티브이의 화면 크기에 대한 한계로 인해 대화면, 초박형 디스플레이의 개발 및 출시가 활발한 가운데 투사형 디스플레이 시스템의 개발이 두드러지고 있다.

이러한 투사형 디스플레이 시스템에 있어 LCD(Liquid Crystal Display) 또는 DLP(Digital Light Processing) 등을 이용한 프로젝터(Projector)의 개발 및 그 보급이 급격하게 증가하고 있다.

상기 투사형 디스플레이를 이용한 대화면의 프로젝션(Projection) 티브이 등은 고정된 출력 화면 소자를 사용하고 최종 영상 출력 스크린이 고정되어 있으므로 설치 장소의 제한을 받지 않으며 화면의 왜곡이 없다.

그러나, 정면 투사 또는 배면 투사를 이용하는 투사형 프로젝터는 설치하는 기하학적인 상태에 따라서 투사화면의 왜곡이 빈번하게 발생한다.

예를 들어, 도 1에 도시한 바와 같이 프로젝터의 앞이 들리거나(A) 프로젝터의 뒤가 들린 경우(B) 프로젝터의 화면이 y축 대칭 사다리꼴 모양의 왜곡이 발생한다.

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 프로젝터가 오른쪽 방향으로 비스듬하게 투사되거나(A) 왼쪽 방향으로 비스듬하게 투사될 경우(B) 프로젝터의 화면이 x축 대칭 사다리꼴 모양이 되어 투사된다.

이와 같이, 프로젝터가 정면에서 투사되지 않을 경우 투사 빛이 스크린에 도달하는 거리의 차로 인해 화면의 형태가 직사각형이 아닌 상술한 바와 같은 화면 왜곡이 발생할 뿐 아니라 그 색에서도 왜곡이 발생하게 된다.

종래 기술에 따른 프로젝터는 상술한 도 1 및 도 2와 같이 상하 및 좌우 사다리꼴 형상으로 왜곡된 화면에 대해서는 키스톤(Keystone) 보정 기능을 통해 바른 화면을 투사할 수 있었다. 그러나, 왜곡된 화면의 색상에 대한 보정이 불가능하여 영상의 질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 안출한 것으로, 본 발명의 목적은 프로젝터의 기울임으로 인해 왜곡된 투사화면의 색상을 보정할 수 있도록 한 프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터에 있어서, 상기 LCD 프로젝터로부터 출력되는 투사화면의 기울임 정도 및 상기 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 기울임 감지부; 상기 투사화면의 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터를 테이블화하여 저장하는 메모리부; 상기 측정된 색 좌표 측정치와 기 설정된 기준치를 비교하여 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치에 일치하도록 상기 영상 데이터의 보정을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 제어에 의해 상기 저장된 색 보정 데이터를 근거하여 상기 영상 데이터를 보정하는 영상 처리부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 LCD 프로젝터의 화면 보정 방법에 있어서, LCD 프로젝터의 보정 가능한 최대 기울임 각도로부터 소정 간격의 대표 기울임 각도를 설정하는 단계; 상기 설정된 대표 기울임 각도에 대해 상기 프로젝터로부터 출력되는 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 단계; 상기 측정된 색 좌표 측정치와 기 설정된 기준치를 비교하는 단계; 상기 비교 결과를 근거하여 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치와 일치하도록 감마 조정 값을 이용하여 화면 전체적인 색상을 조정하는 감마 보정과 영상 데이터의 R,G,B 데이터 가감 연산으로부터 화면의 부분별 편차를 조정하는 유니포머티(Uniformity) 보정을 수행하는 단계; 및 상기 보정된 화면으로부터 상기 기준치와 동일한 색 좌표 측정치를 색보정 데이터로 저장하는 단계를 포함하여 이루어지는데 그 특징이 있다.
또 다른 관점에 본 발명은 외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터의 화면보정 방법에 있어서, 상기 LCD 프로젝터로부터 출력되는 투사화면의 기울임 정도 및 상기 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 단계; 상기 투사화면의 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터 테이블을 읽어들이는 단계; 상기 측정된 색 좌표 측정치를 상기 색 보정 데이터 테이블을 근거하여 상기 영상 데이터의 감마 보정을 수행하는 단계; 상기 감마 보정 후 상기 색 보정 데이터 테이블을 근거하여 상기 영상 데이터의 유니포머티(Uniformity) 보정을 수행하는 단계; 상기 보정된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치를 나타낸 구성 블록도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치를 설명하면 다음과 같다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치는 외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터에서, 상기 프로젝터 투사화면의 기울임 정도를 감지하는 기울임 감지부(10), 상기 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터를 저장하기 위한 메모리부(11), 상기 색 보정 데이터에 따라 상기 영상 데이터의 보정 후 디스플레이 가능하도록 처리하는 영상 처리부(12), 상기 감지된 기울임 정도에 따라 상기 메모리부(11)에서 해당하는 색 보정 데이터를 읽어들이고 읽어들인 색 보정 데이터에 따라 상기 영상 데이터를 보정하도록 제어하는 제어부(14)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 메모리부(11)는 상기 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터를 테이 블(Table)화한 LUT(Look Up Table)를 저장하고 있다.

상세히 설명하면, 상기 프로젝터의 보정 가능한 최대 기울임 각도에서 소정 간격의 대표 기울임 각도를 설정하고 각 기울임 각도에 따라 상기 프로젝터를 설치한 후 별도의 측정기를 통해 투사된 화면의 색 좌표를 측정한다. 상기 색 좌표의 측정치와 기 설정 기준치와의 비교를 통해 색 좌표의 측정치가 상기 기준치가 될 때까지 상기 화면을 보정한다. 이때 상기 화면 보정을 통해 상기 기준치와 동일한 색 좌표의 측정치를 색 보정 데이터로 인식하여 이를 저장하고 상술한 과정을 반복하여 각 기울임 각도에 따른 색 보정 데이터를 찾아 상기 LUT를 구성한다.

그리고, 상기 화면 보정은 감마(Gamma) 보정과 유니포머티(Uniformity) 보정을 통해 이루어지므로 상기 LUT 또한, 감마 보정에 의한 색 보정 데이터 테이블과 유니포머티 보정에 의한 색 보정 데이터 테이블로 구성된다.

상기와 같이 구성된 프로젝터의 화면 보정장치 동작을 살펴보면, 먼저, 사용자 입력 또는 키스톤 데이터로부터 상기 기울임 감지부(10)를 통해 상기 프로젝터의 기울임 각도를 감지한다.

상기 제어부(14)는 상기 기울임 감지부(10)를 통해 감지된 프로젝터의 기울임 각도를 인식하여 상기 메모리부(11)로부터 해당 색 보정 데이터를 불러들인다.

불러들인 색 보정 데이터에 따라 상기 영상 처리부(12)를 제어하여 감마 보정 및 유니포머티 보정을 수행한 후 영상을 투사한다.

상기와 같이 동작하는 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치의 그 보정방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 프로젝터의 기울임에 의해 왜곡된 화면의 색을 보정하기 위한 것으로, 먼저 프로젝터의 기울임 각도에 따른 색 보정 데이터로 구성된 LUT 구축 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 프로젝터의 보정 가능한 최대 기울임 각도로부터 소정 간격에 따라 대표 기울임 각도(예를 들어, -30, -20, -10, 10, 20, 30도)를 설정한다(S10).

상기 프로젝터를 상기 설정된 기울임 각도(먼저, -30도)로 설치하여 상기 프로젝터를 통해 영상신호를 투사하고 투사화면의 색 좌표(색을 수치적으로 표현하는 것으로, x, y 두 개의 데이터로 이루어진 2차원 좌표)를 측정한다(S11~S12).

상기 색 좌표의 측정치가 기 설정 기준치와 일치하는지 여부를 판단하여(S13) 상기 판단결과(S13) 상기 색 좌표 측정치가 기준치와 일치하지 않으면 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치와 동일한 값을 갖도록 조정한다(S14).

이때, 상기 영상신호의 조정은 감마(Gamma) 보정을 통해 감마 조정 값을 이용하여 화면 전체적인 색상을 조정한 후 유니포머티(Uniformity) 보정을 통해 영상신호의 R(Red)/G(Green)/B(Blue) 데이터 가감 연산으로부터 화면의 부분별 편차를 조정함으로서 이루어진다.

여기서, 감마(Gamma) 보정은 입력 영상신호의 레벨을 감마 조정 값과 매핑(Mapping)하여 새로운 레벨로 바꾸는 과정으로 LCD 자체의 비선형적인 투과 특성을 보상해주기 위해 전체적인 영상신호 R/G/B 레벨의 밸런스(Balance)를 잡아준다. 이러한 감마 조정 값은 입력 영상신호의 레벨에 따라 모두 1:1 테이블화 하여 상기 감마 보정을 통해 소정 레벨의 입력신호가 기 설정된 신호 레벨로 최종 출력할 수 있도록 한다.

그리고, 유니포머티(Uniformity) 보정은 LCD의 부분별 편차를 보상해주기 위해 도 5에 도시한 바와 같이 화면을 여러 개의 조각으로 나누어 각 조각에 해당하는 부분의 특성에 따라 R/G/B 신호의 레벨을 조정하여 전체 화면이 일정하도록 한다. 다시 말해, 각 조각에 따른 LUT이 R/G/B 각각에 대해 존재하여 이 테이블의 데이터를 조정함으로서 원하는 조각의 R/G/B 데이터를 가감할 수 있다.

이러한 과정을 통해 상기 기울임 각도(-30)에 따라 설치된 프로젝터 화면의 색 좌표 측정치가 상기 기준치와 동일한 값을 가질 때까지 상술한 S12~S14 과정을 반복한다.

상술한 감마 및 유티포머티 과정을 통해 조정된 색 좌표 측정치가 상기 기준치와 동일한 값을 가지면 이때의 측정치 즉, 기울임 각도(-30)에 따른 색 보정 데이터를 저장한다(S15).

이어서, 상기 설정된 기울임 각도 재설정 여부를 판단하여(S16) 기울임 각도를 재설정하고자 할 경우 다음 기울임 각도(-20)에 따라 상기 프로젝터를 설치하고 상술한 과정을 통해 다음 기울임 각도(-20)에 대한 색 보정 데이터를 산출한다.

이때, 상기 감마 보정을 통해 얻어진 각 설정 기울임 각도에 따른 색 보정 데이터는 하기 표 1과 같은 테이블을 구성하고, 상기 유니포머티 보정을 통해 얻어진 각 설정 기울임 각도에 따른 R(Red) 색 보정 데이터는 하기 표 2와 같은 테이블을 구성한다. 이때, G(Green) 및 B(Blue)에 대한 유니포머티 색 보정 데이터 또한 하기 표 2와 같은 테이블을 구성한다.

	감마(Gamma) 보정 데이터
각도(Degree)	R(Red)	G(Green)	B(Blue)
-30	xx	xx	xx
-20	xx	xx	xx
-10	xx	xx	xx
10	xx	xx	xx
20	xx	xx	xx
30	xx	xx	xx

	R(Red)에 대한 유니포머티(Uniformity) 보정 데이터
각도	Point(1,1)	Point(1,2)	Point(1,3)	ㆍㆍㆍㆍ	Point(A,B)
-30	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx
-20	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx
-10	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx
10	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx
20	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx
30	xx	xx	xx	ㆍㆍㆍㆍ	xx

상기와 같이 구성된 감마 색 보정 데이터 및 R/G/B 각각에 대한 유니포머티 색 보정 데이터 테이블은 상기 메모리부(11)에 미리 저장된다.

본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정방법은 도 6에 도시한 바와 같이, 사용자 입력 또는 키스톤 데이터 등의 정보를 통해 상기 프로젝터의 기울임 각도가 0도인지 여부를 판단한다(S20).

상기 판단결과(S20) 상기 프로젝터 기울임 각도가 0도 일 경우 상기 프로젝터의 입력 영상신호를 그대로 출력한다(S21).

한편, 상기 판단결과(S20) 상기 프로젝터 기울임 각도가 0도가 아니라면 상기 기울임 각도에 따른 색 보정 데이터를 읽어들이고(S22), 읽어들인 색 보정 데이터에 따라 상기 영상신호를 보정한 후 영상신호를 출력한다(S23).

이때, 상기 색 보정 데이터 테이블을 구성하고 있는 기울임 각도가 -30, -20, -10, 10, 20, 30도라고 하자. 상기 프로젝터의 실제 기울임 각도가 -30도 일 경우 상기 테이블에서 -30도에 해당하는 색 보정 데이터를 읽어들이고, 상기 기울임 각도가 -15도 일 경우 선형 보간(Linear Interpolation)법을 통해 -20도와 -10도에 해당하는 색 보정 데이터의 평균값을 산출하여 영상신호를 보정한다.

따라서, 상기 프로젝터의 기울임 각도에 따른 감마 색 보정 데이터 및 유니포머티 색 보정 데이터를 통해 왜곡 화면의 색상을 보정할 수 있도록 한다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 프로젝터의 화면 보정장치 및 그 방법은 프로젝터가 정면으로 투사되지 않았을 때 발생하는 화면 왜곡에 있어 화면 색상의 왜곡을 보정함으로서 영상의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (11)

1. 외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터에 있어서,

   상기 LCD 프로젝터로부터 출력되는 투사화면의 기울임 정도 및 상기 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 기울임 감지부;

   상기 투사화면의 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터를 테이블화하여 저장하는 메모리부;

   상기 측정된 색 좌표 측정치와 기 설정된 기준치를 비교하여 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치에 일치하도록 상기 영상 데이터의 보정을 제어하는 제어부; 및

   상기 제어부의 제어에 의해 상기 저장된 색 보정 데이터를 근거하여 상기 영상 데이터를 보정하는 영상 처리부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 프로젝터의 보정 가능한 최대 기울임 각도에 소정 간격의 대표 기울임 각도를 설정하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 메모리는 상기 보정된 화면으로부터 상기 기준치와 동일한 색 좌표 측정치를 색보정 데이터로 저장하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 메모리는 상기 보정된 화면으로부터 상기 기준치와 동일한 색 좌표 측정치를 색보정 데이터로 인식하여 각 기울임 각도에 따른 색 보정 데이터를 업데이터하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 메모리는 감마 보정에 의한 색 보정 데이터 테이블과 유니포머티(Uniformity) 보정에 의한 색 보정 데이터 테이블을 포함하는 색 보정 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 영상 처리부는 영상 데이터의 감마 보정을 통해 감마 조정 값을 이용하여 화면 전체적인 색상을 조정한 후 유니포머티(Uniformity) 보정을 통해 상기 영상 데이터의 R,G,B 데이터 가감 연산으로부터 화면의 부분별 편차를 조정하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 장치.
7. LCD 프로젝터의 보정 가능한 최대 기울임 각도로부터 소정 간격의 대표 기울임 각도를 설정하는 단계;

   상기 설정된 대표 기울임 각도에 대해 상기 프로젝터로부터 출력되는 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 단계;

   상기 측정된 색 좌표 측정치와 기 설정된 기준치를 비교하는 단계;

   상기 비교 결과를 근거하여 상기 색 좌표 측정치가 상기 기준치와 일치하도록 감마 조정 값을 이용하여 화면 전체적인 색상을 조정하는 감마 보정과 영상 데이터의 R,G,B 데이터 가감 연산으로부터 화면의 부분별 편차를 조정하는 유니포머티(Uniformity) 보정을 수행하는 단계; 및

   상기 보정된 화면으로부터 상기 기준치와 동일한 색 좌표 측정치를 색보정 데이터로 저장하는 단계를 포함하는 프로젝터의 화면 보정 방법.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 감마 보정은 입력 영상 신호의 레벨에 따라 1:1 테이블화한 감마 조정 값을 상기 측정된 색 좌표의 입력 영상 신호에 매핑하여 기 설정된 기준치의 신호 레벨로 전환하는 것을 특징으로 하는 프로젝터의 화면 보정 방법.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 유니포머티(Uniformity) 보정은 상기 투사화면의 부분별 편차를 보상해주기 위해 화면을 여러 개의 조각으로 나누어 각 조각에 해당하는 부분의 특성에 따라 R/G/B 신호의 레벨을 룩 업 테이블을 이용하여 전체 화면이 일정하도록 조정하는 것을 특징으로 하는 프로젝터 화면 보정 방법.
10. 외부 기기의 영상 데이터를 투사 출력하는 LCD 프로젝터의 화면보정 방법에 있어서,

    상기 LCD 프로젝터로부터 출력되는 투사화면의 기울임 정도 및 상기 투사 화면의 색 좌표를 측정하는 단계;

    상기 투사화면의 기울임 정도에 따른 색 보정 데이터 테이블을 읽어들이는 단계;

    상기 측정된 색 좌표 측정치를 상기 색 보정 데이터 테이블을 근거하여 상기 영상 데이터의 감마 보정을 수행하는 단계;

    상기 감마 보정 후 상기 색 보정 데이터 테이블을 근거하여 상기 영상 데이터의 유니포머티(Uniformity) 보정을 수행하는 단계;

    상기 보정된 영상 데이터를 출력하는 단계를 포함하는 프로젝터의 화면보정 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 보정된 영상 데이터로부터 기준치와 동일한 색 좌표 측정치를 색보정 데이터로 인식하여 기울임 각도에 따른 상기 색 보정 데이터 테이블을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 프로젝터의 화면 보정 방법.

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