KR100878913B1 - 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치 - Google Patents

회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 데이터를 프레임별로 히스토그램을 분석하고 분석된 히스토그램의 특성에 따라 영상 유형을 분류한 후에 분류된 영상 유형에 따라 유형별 영상 데이터 변환을 수행하여 광출력의 출력 변화없이 평균 계조도를 증가시켜 투사 영상의 밝기를 증가시키는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치에 관한 것이다.
디스플레이, 광변조기, 회절, 밝기, 계조도, 히스토그램

Description

회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치{Apparatus of Controlling Lightness for Display using Diffraction Modulation}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밝기 제어 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 블럭 구성도.
도 2는 도 1의 프로젝션 제어부의 블럭 구성도.
도 3는 본 발명의 일실시 예에 따른 밝기 제어 장치의 구성도.
도 4은 본 발명의 일실시 예에 따른 밝기 제어 방법의 흐름도.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명에 이용되는 영상 유형의 예시도.
도 6은 도 3의 보정 데이터 참조부에 저장되는 참조 데이터를 구하기 위한 유형별 증배 인자를 결정하기 위한 그래프.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 밝기 제어 장치의 구현에 따른 각 영상 유형별 계조도 변환량을 보여주는 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
202 : 영상 입력부 203 : 밝기 제어 장치
204 : 감마 기준 전압 저장부 206 : 영상 보정부
208 : 엘리멘트별 보정 데이터 저장부
210 : 영상 데이터/동기신호 출력부
212 : 상부 전극 전압 범위 조정부
214 : 하부 전극 전압 조정부 216 : 광원 제어부
218 : 스캐닝 제어부 222 : 광변조기 구동회로
224 : 광원 구동회로 226 : 스캐너 구동회로
310 : 영상 신호 수신부 312 : 밝기 계산부
314 : 히스토그램 분석부 316 : 영상 분류부
318 : 입력 데이터 보정부 320 : 영상 데이터 출력부
322 : 보정 데이터 참조부
본 발명은 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 영상 데이터를 프레임별로 히스토그램을 분석하고 분석된 히스토그램의 특성에 따라 영상 유형을 분류하며 분류된 영상 유형에 따라 유형별 영상 데이터 변환을 수행하여 광출력의 출력 변화없이 평균 계조도를 증가시켜 투사 영상의 밝기를 증가시킬 수 있도록 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 의 밝기 제어 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 소자 제조공정을 이용하여 마이크로 미러, 마이크로 렌즈 및 스위치등의 마이크로 광학부품과 마이크로 관성센서, 마이크로 바이오칩 및 마이크로 무선통신소자를 제작하는 마이크로 머시닝 기술이 개발되고 있다.
여기서, 마이크로 미러는 상하방향, 회전방향 및 미끄러지는 방향 등의 동적 및 정적인 운동에 따라 여러 가지로 운용된다. 상하방향의 운동은 위상보정기나 회절기 등으로 응용되고, 기울어지는 방향의 운동은 스캐너나 스위치, 광신호 분배기, 광신호 감쇠기 및 광원 어레이 등으로 응용되며, 미끄러지는 방향의 운동은 광차페기나 스위치, 광신호 분배기 등으로 응용된다.
이러한, 마이크로 미러의 일예로 블룸 등의 미국특허번호 제5,311,160호에 개시되어 있는 반사형 변형 가능 격자 광변조기 등이 있다.
한편, 상술한 광변조기는 여러 가지 응용을 가지고 있으며, 이러한 응용에서 고려해야 할 것으로 일정한 밝기를 유지해야 한다는 것이다. 특히, 상술한 광변조기가 휴대용 단말기 등에 응용되는 경우에는 큰 전력 소모없이 일정한 밝기를 유지하는 것이 중요하다.
본 발명은 상기와 같은 필요를 충족하기 위해 창안된 것으로서, 영상 데이터를 프레임별로 히스토그램을 분석하고 분석된 히스토그램의 특성에 따라 영상 유형 을 분류하며 분류된 영상 유형에 따라 유형별 영상 데이터 변환을 수행하여 광출력의 출력 변화없이 투사 영상의 밝기를 증가시킬 수 있도록 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서, 외부로부터 영상을 입력받는 영상 신호 수신부; 상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 프레임별로 밝기 분포 특성을 구하여 밝기 유형을 결정하는 영상 밝기 유형 분류부; 및 상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 프레임 영상의 밝기를 보정하여 출력하는 밝기 보정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 밝기 제어 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템의 블럭 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 밝기 제어 장치가 구비된 휴대용 단말기에 응용되는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템은 무선 통신부(110), 키 입력부(112), 메모리(114), 베이스 밴드 프로세서(116), 이미지 센서 모듈 프로세서(118), 디스플레이부(120), 멀티미디어 프로세서(122), 광변조 기 프로젝터(130)를 포함한다.
무선 통신부(110)는 외부 시스템과 무선통신을 수행하고, 키 입력부(112)는 외부에서 정보를 입력받을 수 있도록 하며, 메모리(114)는 영상 데이터 등의 데이터들을 저장한다.
베이스 밴드 프로세서(116)와 멀티미디어 프로세서(122)는 영상 이미지가 디스플레이부(120)에 디스플레이되도록 하거나 1패널 방식의 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템인 광변조기 프로젝터(130)의 프로젝션 제어부(140) 등을 제어하여 영상 이미지가 스크린(160)에 투사되도록 한다.
이미지 센서 모듈 프로세서(118)는 구비된 카메라 등으로부터 입력된 영상을 처리하여 처리된 영상 이미지 데이터를 베이스 밴드 프로세서(116)나 멀티미디어 프로세서(122)로 전송한다.
디스플레이부(120)는 멀티미디어 프로세서(122)로부터 공급되는 영상 이미지 데이터를 화면상으로 표시한다.
광변조기 프로젝터(130)는 베이스 밴드 프로세서(116)의 제어에 의해 멀티미디어 프로세서(122)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상 이미지를 1패널 회절형 광변조기를 이용하여 생성한 후에 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(160)에 투사한다. 이러한, 광변조기 프로젝터(130)는 프로젝션 제어부(140) 및 광변조 광학계(150)로 구성된다.
프로젝션 제어부(140)는 베이스 밴드 프로세서(116)로부터 입력받은 제어신호에 따라 멀티미디어 프로세서(122)로부터 입력받은 영상 이미지 데이터에 따른 영상을 광변조 광학계(150)가 생성하도록 광변조 광학계(150)를 제어한다.
이러한, 프로젝션 제어부(140)는 도 2에 도시된 것처럼 영상 입력부(202), 밝기 제어 장치(203), 감마 기준전압 저장부(204), 영상 보정부(206), 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208), 영상 데이터/동기신호 출력부(210), 상부 전극 전압 범위 조정부(212), 하부 전극 전압 조정부(214), 광원 제어부(216), 스캐닝 제어부(218), 광변조기 구동회로(222), 광원 구동회로(224), 스캐너 구동회로(226)를 구비하고 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 광변조 광학계(150)는 프로젝션 제어부(140)로부터 입력되는 제어신호에 따라 영상 이미지를 생성하고 생성된 영상 이미지를 확대하여 스크린(160)에 투사한다. 이러한, 광변조 광학계(150)는 광원계(151), 조명 광학부(152), 회절형 광변조기(153), 슐리렌 광학부(154), 투영 및 스캐닝 광학부(155)로 구성된다.
광원계(151)는 프로젝션 제어부(140)로부터 공급되는 광원 스위칭 제어신호에 따라 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 광원을 생성하여 출사하고, 조명 광학부(152)는 광원계(151)에서 출사된 광을 회절형 광변조기(153)에 입사시킨다.
회절형 광변조기(153)는 프로젝션 제어부(140)로부터 공급되는 영상 데이터 신호, 기준전압, 하부전극 전압, 수직 동기 신호 및 수평 동기 신호에 따라 조명 광학부(152)에서 입사된 광을 회절시켜(즉, 조명 광학부(152)가 입사된 광을 회절시켜 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하게 되는데 이때 복수의 회절차수의 회절광중에서 어느 한 차수 또는 복수 차수의 회절광이 원하는 영상 이미지를 생성하게 된다) 영상 이미지를 생성한다.
슐리렌 광학부(154)는 회절형 광변조기(153)에서 생성된 복수 차수의 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시킨다.
투영 및 스캐닝 광학부(155)는 슐리렌 광학부(154)를 통과한 회절광으로 이루어진 영상 이미지를 스크린(160)에 투사한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 밝기 제어 장치가 구비된 프로젝션 제어부의 구성도로서, 그 구성에 대해서는 위에서 설명하였으며, 이하에서는 그 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 영상 입력부(202)는 광변조 광학계(150)와 휴대 단말 제어계와의 인터페이스 기능을 수행한다.
프로젝션 제어부(140)의 영상 입력부(202)는 멀티미디어 프로세서(122)로부터 영상 이미지 데이터를 입력받으며, 동시에 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync)를 입력받는다.
그리고, 프로젝션 제어부(140)의 밝기 제어 장치(203)는 영상 입력부(202)로 입력되는 영상을 프레임 단위로 히스토그램을 분석하고, 분석된 히스토그램의 특성에 따라 영상 유형을 분류한 후에, 분류된 영상 유형에 따라 유형 별 영상 데이터 변환을 수행하여 광출력의 출력 변화없이 평균 계조도를 증가시킨다. 이러한 밝기 제어 장치(203)는 도 3과 관련하여 이하에서 별도로 상세하게 설명한다.
다음으로, 프로젝션 제어부(140)의 영상 보정부(206)는 횡방향으로 정렬되어 있는 영상 이미지 데이터를 종방향으로 변환하는 데이터 트랜스포즈(또는 영상 피봇팅(pivoting))을 수행하여 횡방향으로 입력된 영상 이미지 데이터를 종방향의 영 상 이미지 데이터로 변환하여 출력한다. 이처럼 영상 보정부(206)에서 데이터 트랜스포즈가 필요한 이유는 회절형 광변조기(153)에서 출사하는 주사선은 복수의 픽셀(일예로 입력되는 영상 데이터가 480*640인 경우에 480개의 픽셀)에 대응되는 스캐닝 회절 점광이 세로로 배열되어 있어 가로 방향으로 스캔하여 디스플레이 하도록 되어있기 때문이다.
한편, 감마 기준 전압 저장부(204)에는 상부 전극(감마) 기준전압과 하부 전극(감마) 기준전압이 저장되어 있는데, 여기에서 상부 전극(감마) 기준전압이란 회절형 광변조기(153)의 광변조기 구동회로(222)가 엘리멘트별로 영상 데이터의 계조도에 따른 인가 전압을 출력할 때 참조하는 상부 전극 기준전압을 의미하며, 하부 전극 기준전압이라 회절형 광변조기(153)의 하부 전극에 인가되는 전압을 말한다.
이러한 감마 기준 전압 저장부(204)에 상부 전극 기준전압과 하부 전극 기준전압을 저장하여 회절형 광변조기(153)의 광변조기 구동회로(222)가 계조도에 따른 인가전압을 출력할 때 참조하도록 할 필요가 있는 이유는 회절형 광변조기(153)에서 출사되는 회절광의 광세기가 인가되는 전압의 전압레벨에 따라 선형적으로 변하지 않고 비선형적으로 변하는 감마특성이 나타내기 때문이다.
이와 같은 상황에서 광변조기 구동회로(222)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터의 계조도가 입력되면 이에 매칭되는 상부 전극 전압을 얻기 위하여 상부 전극 전압 범위 조정부(212)를 통하여 제공되는 상부 전극 기준전압을 참조하여 해당 계조도에 대응되는 상부 전극 전압을 얻는다. 이때, 상부 전극 전압 범위 조정부(212)는 감마 기준전압 저장부(204)에 저장되어 있는 상부 전극 기준전압을 읽어와서 읽어온 상부 전극 기준전압을 광변조기 구동회로(222)로 출력한다. 그리고, 이와 동시에 회절형 광변조기(153)에는 하부전극 전압 조정부(214)로부터 하부 전극 전압이 제공되고 있다. 즉, 하부 전극 전압 조정부(214)는 감마 기준 전압 저장부(204)에 저장된 하부 전극 기준 전압을 읽어와서 회절형 광변조기(153)의 하부 전극에 제공한다.
이에 따라, 회절형 광변조기(153)는 광변조기 구동회로(222)에서 제공되는 상부 전극 전압과 하부 전극 전압 조정부(214)에서 제공되는 하부 전극 전압에 의해 구동되어 입사되는 입사광을 변조하여 회절광을 형성한다.
한편, 엘리멘트별 보정 데이터 저장부(208)에 저장된 엘리멘트별 보정 데이터는 영상 보정부(206)가 밝기 제어 장치(203)에서 입력되는 영상 데이터를 보정하여 보정된 출력 영상 데이터를 생성하기 위하여 참조하는 것으로 테이블로 작성될 수 있다.
그리고, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)에서 출력하는 영상 데이터를 광변조기 구동회로(222)로 제공한다.
또한, 영상 데이터/동기 신호 출력부(210)는 영상 보정부(206)로부터 입력받은 수직 동기 신호와 수평 동기 신호를 입력받아 출력한다.
한편, 광원 제어부(216)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 수직 동기신호와 수평 동기신호가 입력되면 그에 따라 광원 구동회로(224)를 제어하여 광원 구동회로(224)가 광원을 스위칭하도록 한다.
한편, 스캐닝 제어부(218)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)로부터 수직 동기신호와 수평 동기신호가 입력되면 그에 따라 스캐너 구동회로(226)를 제어하여 스캐너 구동회로(226)가 투영 및 스캐닝 광학부(155)의 스캐너(미도시)를 구동하도록 한다.
그리고, 광변조기 구동회로(222)는 영상 데이터/동기신호 출력부(210)에서 영상 데이터(계조도)가 입력되면, 상부 전극 전압 범위 조정부(212)에서 제공되는 상부 전극 기준전압을 참조하여 그에 따른 상부 전극의 구동전압을 생성하여 회절형 광변조기(153)로 출력한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 밝기 제어 장치의 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 밝기 제어 방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 밝기 제어 장치는, 영상 신호 수신부(310), 밝기 계산부(312), 히스토그램 분석부(314), 영상 분류부(316), 입력 데이터 보정부(318), 영상 데이터 출력부(320), 보정 데이터 참조부(322)를 포함하고 있다.
여기에서, 밝기 계산부(312), 히스토그램 분석부(314), 영상 분류부(316)는 영상 밝기 유형 분류부로 통칭될 수 있으며, 입력 데이터 보정부(318), 영상 데이터 출력부(320), 보정 데이터 참조부(322)는 밝기 보정부로 통칭될 수 있다.
여기에서, 영상 신호 수신부(310)는 영상 입력부(202)로부터 R/G/B 영상 데이터를 입력받는다.
그리고, 밝기 계산부(312)는 영상 신호 수신부(310)가 입력받은 R/G/B 영상 데이터를 이용하여 밝기로 대표화된 그레이(gray) 영상 데이터로 변환한다.
다음으로, 히스토그램 분석부(314)는 밝기 계산부(312)에서 계산된 픽셀 당 밝기 값을 바탕으로 1 프레임의 영상에 대한 히스토그램을 생성한다.
그리고, 영상 분류부(316)은 히스토그램의 형상을 분석하여 분석된 히스토그램의 유형을 알아낸다.
한편, 보정 데이터 참조부(322)는 각 유형별 입력 계조도에 대하여 보정된 출력 계조도를 얻기 위한 증배 인자 데이터가 저장되어 있다.
그리고, 영상 데이터 보정부(318)는 영상 분류부(316)가 분류한 유형에 따른 보정 데이터 참조부(322)에 저장된 증배 인자 데이터를 참조하여 보정을 수행한다.
다음으로, 영상 데이터 출력부(320)는 영상 데이터 보정부(318)에 의해 보정된 영상 데이터를 출력한다.
이제, 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 밝기 제어 장치의 동작을 상세히 설명한다.
먼저, 영상 신호 수신부(310)는 영상 입력부(202)로부터 R/G/B 영상 데이터를 입력받는다(단계 S110).
그리고, 밝기 계산부(312)는 입력받은 R/G/B 영상 데이터의 하나의 프레임의 전체 픽셀의 각각에 대하여 밝기를 계산한다(단계 S112).
일예로, 특정 픽셀의 R 영상 데이터의 계조도를 r이라하고, G 영상 데이터의 계조도를 g라 하며, B 영상 데이터의 계조도를 b라 하면 해당 픽셀의 밝기값을 L이라할 때, L=α*r+β*g+γ*b가 된다. 이때, 보통 밝기에 기여하는 비율이 G>R>B 영상 데이터 순임으로, 각각의 영상 데이터에 곱해지는 가중치 α와, β와, γ는 β> α>γ의 순이되도록 적용한다.
이처럼, 밝기 계산부(312)가 영상 신호 수신부(310)가 수신한 영상 데이터에 대하여 프레임을 구성하는 각각의 픽셀에 대한 밝기를 계산하여 출력하면, 히스토그램 분석부(314)는 프레임 단위로 밝기 빈도 그래프를 작성한다(단계 S114).
즉, 밝기 계산부(312)는 수신한 영상 데이터의 각각의 프레임에 대하여 그 프레임에 속하는 모든 픽셀의 각각에 대하여 밝기를 계산하여 출력한다.
그러면, 히스토그램 분석부(314)는 각각의 프레임을 단위로 하여 각각의 프레임에 포함된 모든 픽셀(모든 픽셀수=수직 해상도*수평 해상도)에 대한 밝기값을 이용하여 한축을 밝기축으로 하고 다른 축을 빈도수 축으로 하여 밝기 빈도수 그래프를 프레임 단위로 작성한다.
이때, 히스토그램 분석부(314)에 의해 얻어질 수 있는 밝기 빈도 그래프의 유형은 도 5a 내지 도 5e에 그 예가 예시되어 있는 것처럼 중간 계조 분포형(도 5a), 상위 계조 분포형(도 5b), 하위 계조 분포형(도 5c), 상/하위 계조 분포형(고 5d), 전계조 균일 분포형(도 5e) 등이 있을 수 있다. 여기에서, 중간 계조 분포형은 중간 밝기의 밝기 값이 많이 포함되어 있는 프레임 영상을 의미하고, 상위 계조 분포형은 아주 밝은 밝기의 밝기 값이 많이 포함되어 있는 프레임 영상을 의미하며, 하위 계조 분포형은 어두운 픽셀의 영상이 많이 포함되어 있는 프레임의 영상을 의미하고, 상하위 계조 분포형은 명암이 뚜렸하게 구별되는 프레임의 영상을 의미하며, 전계조 균일 분포형은 균일한 밝기의 밝기값을 가지고 있는 프레임 영상을 의미한다.
이와 같이, 히스토그램 분석부(314)가 히스토그램 그래프를 작성하면, 영상 분류부(316)는 작성된 히스토그램의 그래프가 어떤 유형에 속하는지를 결정하여 결정된 유형을 입력 데이터 보정부(318)로 출력한다(단계 S116).
한편, 보정 데이터 참조부(322)에는 계조도에 대한 밝기 그래프의 분류된 유형에 따른 각각의 계조도에 따른 증배 인자(multiplication factoer)를 저장하고 있다.
여기에서, 각 범주별 증배 인자는 실험에 의해 결정되며 각각의 계조도에 증배 인자를 곱하여 계조도를 보정하였을 때 평균 계조도가 증가하여 디스플레이의 밝기 특성이 향상되도록 결정된다,
그 일예가 도 6에 도시되어 있는데, 도 6에서 ①번 그래프는 중간 계조 분포형의 범주에 대한 증배 인자 그래프로서, 중간 계조 분포형의 경우에 중간 밝기가 많이 존재함으로 중간 밝기를 좀더 향상시키면 그 밝기 특성의 개선이 현저하기 때문에 중간 밝기 값을 더 많이 증배하도록 선택되어 있다.
그리고, 도 6에서 ②번 그래프는 상위 계조 분포형의 범주에 대한 증배 인자 그래프로서 전체적으로 밝기 특성이 뛰어나기 때문에 크게 밝기 특성을 개선할 필요가 없어 전반적으로 낮은 값의 그래프를 보여주고 있다.
또한, 도 6에서 ③번 그래프는 하위 계조 분포형의 범주에 대한 증배 인자 그래프로서 전체적으로 어두운 영상으로 이루어져 있기 때문에 밝기 특성을 개선하기 위하여 전체적으로 큰 증배 인자를 필요로 하지만 원래 어두운 영상이기 때문에 영상의 느낌을 고려하여 적절한 증배 인자값이 선택되었다.
또한, 도 6에서 ④번 그래프는 상/하위 계조 분포형의 범주에 대한 증배 인자 그패프로서 상하위 영상의 뚜렸하게 구별되는 것으로 중간 계조도의 값을 많이 증배하여도 전체적으로 영상의 변화를 크게 가져오지 않기 때문에 중간 계조도값에 높은 증배 인자가 갖도록 구성하였다.
또한, 도 6에서 ⑤번 그래프는 전계조 균일 분포형의 범주에 대한 증배 인자 그래프로서 낮은 계조도에 높은 증배 인자를 곱하여도 큰 영상의 변화가 없기 때문에 이와 같이 구성하였다.
여기에서, 보정 데이터 참조부(322)는 각각의 계조도에 대한 증배 인자가 결정되어 저장되어 있는데, 위의 도 6의 그래프를 수치해석에 의해 일예로 4차식을 구한 후에 그 각각의 계조도에 대한 증배 인자를 구하여 저장하고 있다.
이와 같이 보정 데이터 참조부(322)에 각각의 계조도에 대한 유형별 증배 인자가 결정되어 저장되어 있기 때문에, 입력 데이터 보정부(318)는 영상 분류부(316)로 입력된 영상에 대한 유형에 대한 정보를 입력받으면 보정 데이터 참조부(322)에 저장되어 있는 범주별 계조도 대 증배 인자값을 참조하여 입력 영상 데이터를 보정하여 출력한다(단계 S118).
일예로, 영상 분류부(316)에 의해 분류된 영상의 범주가 하위 계조 분포형인 경우에 입력 영상 계조도가 100이면 보정 데이터 참조부(322)에 저장되어 있는 도 6의 ③번 그래프의 계조도 100에 대한 증배 인자를 참조하여 이러한 증배 인자를 R/G/B 영상 데이터에 증배하여 출력한다. 입력 영상 계조도 100에 대한 ③번 그래프의 증배 인자를 LUT3(100)라고 하고, 입력 영상이 Rin, Gin, Bin이라하면, 출력 영상 Rout, Gout, Bout라 하면, Rout=LUT3(100)*Rin, Gout=LUT3(100)*Gin, Bout=LUT3(100)*Bin으로 구해진다.
이때, 입력 영상의 계조도를 결정할 때에 입력 영상 데이터의 R/G/B중에서 가장 큰 영상 데이터를 기준으로 할 수도 있고, 밝기에 가장 큰 영향을 미치는 G영상 데이터의 계조도를 기준으로 할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 도 7에 도시된 바와 같이 광원 출력 특성이나 광변조기 그리고 광학계의 효율이 고정된 상황에서 영상 데이터 처리를 통해 영상의 평균 계조도 레벨을 증가시킴으로 인하여 부가적인 소비전력 증가 없이 투사 영상의 밝기 특성이 향상되는 효과가 있다.
여기에서, 도 7은 각 영상 유형별 계조도 변화량을 보여주는 것으로 전체적으로 밝기 값이 향상됨을 보여준다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,
    외부로부터 영상을 입력받는 영상 신호 수신부;
    상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 프레임별로 밝기 분포 특성을 구하여 밝기 유형을 결정하는 영상 밝기 유형 분류부; 및
    상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 프레임 영상의 밝기를 보정하여 출력하는 밝기 보정부를 포함하며, .
    상기 영상 밝기 유형 분류부는,
    상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 각각의 프레임에 대하여 프레임을 구성하는 픽셀에 대한 밝기를 구하는 밝기 계산부;
    상기 밝기 계산부에서 구한 픽셀별 밝기를 이용하여 프레임의 히스토그램을 구성하는 히스토그램 분석부; 및
    상기 히스토그램 분석부가 구성한 히스토그램을 참조하여 프레임 영상의 밝기 유형을 결정하는 영상 분류부를 포함하며,
    상기 밝기 계산부는 픽셀별로 밝기를 구하는데 있어서 상기 영상 신호 수신부가 입력받은 해당 픽셀의 R 영상 데이터와, G영상 데이터와, B영상 데이터에 가중치를 다르게 하여 승산한 후에 더한 값을 밝기 값으로 하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  4. 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,
    외부로부터 영상을 입력받는 영상 신호 수신부;
    상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 프레임별로 밝기 분포 특성을 구하여 밝기 유형을 결정하는 영상 밝기 유형 분류부; 및
    상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 프레임 영상의 밝기를 보정하여 출력하는 밝기 보정부를 포함하며,
    상기 영상 밝기 유형 분류부는,
    상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 각각의 프레임에 대하여 프레임을 구성하는 픽셀에 대한 밝기를 구하는 밝기 계산부;
    상기 밝기 계산부에서 구한 픽셀별 밝기를 이용하여 프레임의 히스토그램을 구성하는 히스토그램 분석부; 및
    상기 히스토그램 분석부가 구성한 히스토그램을 참조하여 프레임 영상의 밝기 유형을 결정하는 영상 분류부를 포함하며,
    상기 영상 분류부가 분류하는 밝기 유형은 중간 계조 분포형, 상위 계조 분포형, 하위 계조 분포형, 상/하위 계조 분포형, 전계조 균일 분포형 중 하나인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  5. 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이 시스템에 있어서,
    외부로부터 영상을 입력받는 영상 신호 수신부;
    상기 영상 신호 수신부가 입력받은 영상을 프레임별로 밝기 분포 특성을 구하여 밝기 유형을 결정하는 영상 밝기 유형 분류부; 및
    상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 프레임 영상의 밝기를 보정하여 출력하는 밝기 보정부를 포함하며,
    상기 밝기 보정부는,
    밝기 유형에 따른 계조도에 대한 증배 인자를 각 밝기 유형 별로 저장하고 있는 보정 데이터 참조부;
    상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 증배 인자를 상기 보정 데이터 참조부에서 참조한 후에 참조한 증배 인자를 영상 데이터에 승산하여 프레임 영상을 보정하는 영상 데이터 보정부; 및
    상기 영상 데이터 보정부에서 보정된 프레임 영상 데이터를 출력하는 영상 데이터 출력부를 포함하여 이루어진 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 밝기 유형은 중간 계조 분포형, 상위 계조 분포형, 하위 계조 분포형, 상/하위 계조 분포형, 전계조 균일 분포형 중 하나인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 보정부가 상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 증배 인자를 상기 보정 데이터 참조부에서 참조하는데 있어서, 입력 영상에서 G 영상의 계조도를 대표값으로 하여 해당 계조도의 증배 인자를 참조하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 보정부가 상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 증배 인자를 상기 보정 데이터 참조부에서 참조하는데 있어서, 입력 영상의 G 영상과, R 영상 그리고 B 영상에서 가장 큰 계조도를 대표값으로 하여 해당 계조도의 증배 인자를 참조하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 영상 데이터 보정부는,
    상기 영상 밝기 유형 분류부에서 분류한 밝기 유형에 따른 증배 인자를 상기 보정 데이터 참조부에서 참조한 후에 참조한 증배 인자를 입력 영상의 R영상과, G영상 그리고 B 영상에 승산하여 보정 데이터를 구하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 디스플레이의 밝기 제어 장치.
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