KR101008650B1 - 투사형 표시 장치 및 화이트밸런스 조정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 투사형 표시 장치 및 화이트밸런스 조정 방법에 관한 것으로,입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기를 연산하는 단계; 상기 연산된 평균 밝기를 기초하여 조리개의 레벨 모드를 설정하는 단계; 상기 설정된 조리개 레벨 모드에 해당하는 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장된 룩 업 테이블로부터 검출하는 단계; 상기 검출된 RGB 이득 값을 상기 입력 영상에 적용하여 영상을 보정하는 단계; 광원으로부터의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 단계; 및 상기 변조되어 화이트 밸런스 조정된 영상 신호 광을 스크린상에 투사하는 단계를 포함하여 이루어진다.
따라서, 본 발명은 프로젝터 조리개가 가변 되었을 때, 광축의 틀어짐에 대한 영상 왜곡 현상을 RGB 이득 값을 포함하는 룩 업 테이블을 이용하여 조리개 레벨 모드에 맞는 RGB 이득 값을 적용하여 입력 영상 신호의 평균 밝기 레벨에 따라 자동으로 화이트 밸런스 조정된 영상이 투사 렌즈를 통해 출력되도록 제공한다.
프로젝터, 화이트 밸런스, 조리개

Description

투사형 표시 장치 및 화이트밸런스 조정 방법{Projection-type image display apparatus and method for adjusting white-balance}
본 발명은 투사형 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 조리개 설정에 따라 자동으로 화이트 밸런스 조정된 화상을 스크린에 투사하는 액정 프로젝터 및 화이트 밸런스 조정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 브라운관에 표시된 화상을 스크린에 투사하기 위한 투사기로는 CRT용 프로젝터를 주로 사용하였으나 대형 화면을 구현하고자 할 경우 부피가 커지고 설치시 공간적으로 많은 면적을 차지하는 문제점이 있어 최근에는 부피가 작고, 얇은 구조를 갖는 액정 표시소자(LCD라 함) 투사형 표시 장치에 관한 연구가 진행 중에 있다. 이러한 LCD 투사형 표시 장치는 자체적으로 발광하지 않기 때문에 별도의 광원을 이용하여 디스플레이의 화면 특성인 휘도(Brightness) 및 콘트라스트(Contrast) 특성을 제어하게 된다.
도 1(a,b)은 일반적인 프로젝터의 조리개 개폐에 따른 화이트 밸런스의 변화를 나타낸 예시도이다.
프로젝터의 조리개는 광학 엔진의 투사 계 혹은 합성 계에 장착되어 입력되 는 신호의 밝기에 따라 열렸다 닫혔다 하는 장치이다. 조리개는 광 길을 막음으로써 신호에 따른 광량을 조절하게 된다. 이때, 광 길을 차단함으로 인해 광 축의 변화를 가져오며 이로 인해 화이트 밸런스가 왜곡된 영상이 투사된다.
도 1a와 같이 조리개가 열렸을 때는, 프리즘을 통과한 RGB 각각의 축이 적당한 RGB 비율로 형성되어 어느 정도 표준에 가까운 화이트 밸런스를 구현한다. 하지만, 도 1b와 같이 조리개가 닫혔을 때는, RGB 각각의 축이 조금 틀어지더라도 RGB 비율이 많이 왜곡되어 붉은 화이트 색상을 투사하는 문제점이 있다.
본 발명은 프로젝터의 조리개 레벨 모드 설정에 따라 변형되는 영상 왜곡 현상을 보정하는 투사형 표시 장치 및 화이트밸런스 조정 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법에 있어서, 입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기를 연산하는 단계; 상기 연산된 평균 밝기를 기초하여 조리개의 레벨 모드를 설정하는 단계; 상기 설정된 조리개 레벨 모드에 해당하는 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장된 룩 업 테이블로부터 검출하는 단계;상기 검출된 RGB 이득 값을 상기 입력 영상에 적용하여 영상을 보정하는 단계; 광원으로부터의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 단계; 및 상기 변조되어 화이트 밸런스 조정된 영상 신호 광을 스크린상에 투사하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 조리개 레벨 모드는 상기 입력 영상의 휘도 정보에 기초하여 조정되는 것을 특징으로 한다.
상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조된 신호 광을 혼합하여 하나의 광로(optical path)로 진행시키는 단계를 더 포함한다.
상기 조리개 레벨 모드에 따라 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 단계를 더 포함한다.
상기 입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기는 한 개의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 검출되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 관점에서 본 발명은 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법에 있어서, 조리개 설정 모드를 구동하는 단계; 상기 조리개 설정 모드에서 조리개 레벨 모드를 최대 열림 상태로 설정하는 단계; 상기 최대 열림 상태의 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정하는 단계; 상기 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하는 단계; 상기 조리개 최대 열림 상태의 상기 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장하는 단계; 상기 조리개 레벨 모드를 최대 닫힘 상태로 설정하는 단계; 상기 최대 닫힘 상태의 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정하는 단계; 상기 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하는 단계;상기 조리개 최대 닫힘 상태의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장하는 단계; 상기 조리개 레벨 모드가 최대 열림과 최대 닫힘일 때의 RGB 이득 값을 이용하여 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 단계; 및 상기 조리개 레벨 모드에 따른 화 이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 단계를 포함하여 이루어진다.
상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 단계는 아래의 식을 이용한다.
R gainN = N*(R gain32 - R gain0)/32 + R gain0
G gainN = N*(G gain32 - G gain0)/32 + G gain0
B gainN = N*(B gain32 - B gain0)/32 + B gain0
상기 변수 'N'은, 예를 들어, 상기 가변 조리개의 레벨 모드(0~32)에 해당한다.
상기 기준 화이트 색 좌표는 7600K(0.297,0.317)인 것을 특징으로 한다.
상기 화이트 색좌표는, 예를 들어, CIE(Comission Internationale d'Eclairage: 국제조명위원회)에서 1931년에 채택된 등색함수에 의한 CIE1931 색도도에 따른 수치값을 의미한다.
또한, 본 발명의 투사형 표시 장치는 광원; 입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기를 연산하는 APL 연산부; 상기 연산된 평균 밝기를 기초하여 조리개 레벨 모드를 설정하는 조리개 구동부; 상기 조리개 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 메모리; 상기 설정된 조리개 레벨 모드에 해당하는 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 상기 저장된 룩 업 테이블로부터 검출하는 제어부; 상기 검출된 RGB 이득 값을 상기 입력 영상에 적용하여 영상을 보정하는 영상 처리부; 상기 광원으로부터의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 광 변조부; 및 상기 변조되어 화이트 밸런스 조정된 영상 신호 광을 스크린상에 투사하는 투사렌즈를 포함한다.
상기 조리개 구동부는 상기 조리개 레벨 모드를 0 ~ 32 단계로 설정하는 것을 특징으로 한다.
상기 APL 연산부는 상기 입력 영상 신호의 하나의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 검출되는 것을 특징으로 한다.
상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조된 신호 광을 혼합하여 하나의 광로(optical path)로 진행시키는 프리즘을 더 포함한다.
상기 광 변조부는 3개의 액정 소자를 이용하여 상기 광원으로부터의 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 것을 특징으로 한다.
상기 액정 소자는 상기 광원으로부터의 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 조사 광에 대응하며 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 기판 간에 액정 분자를 포함하는 액정 층이 배치된 구조인 것을 특징으로 한다.
상기 보정된 영상 신호에 기초하여 액정 소자를 각각 구동시키는 액정 소자 구동부를 더 포함한다.
상기 조리개는 상기 조리개 구동부의 제어에 따라 상기 입력 영상 신호의 휘도 정보를 기초하여 개구부의 사이즈를 가변하는 메카니컬 셔터인 것을 특징으로 하는 한다.
또 다른 관점에서 본 발명의 투사형 표시 장치는 조리개 설정 모드에 따라 조리개 레벨 모드를 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태로 각각 구동하는 조리개 구동부; 상기 각각의 조리개 레벨 모드의 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태에서 화이트의 색 좌표를 측정하는 색 좌표 측정부; 상기 조리개 설정 모드를 설정하고 상기 측정된 각각의 조리개 레벨 모드의 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태에서 화이트 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하고, 상기 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 이용하여 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 제어부; 및 상기 조리개 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 메모리를 포함한다.
상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 아래의 식을 이용하여 한다.
R gainN = N*(R gain32 - R gain0)/32 + R gain0
G gainN = N*(G gain32 - G gain0)/32 + G gain0
B gainN = N*(B gain32 - B gain0)/32 + B gain0
상기 변수 'N'은, 예를 들어, 상기 가변 조리개의 레벨 모드(0~32)에 해당한다.
상기 기준 화이트 색 좌표는 7600K(0.297,0.317)인 것을 특징으로 한다.
상기 화이트 색좌표는, 예를 들어, CIE(Comission Internationale d'Eclairage: 국제조명위원회)에서 1931년에 채택된 등색함수에 의한 CIE1931 색도도에 따른 수치값을 의미한다.
본 발명은 프로젝터 조리개가 가변 되었을 때, 광축의 틀어짐에 대한 영상 왜곡 현상을 RGB 이득 값을 포함하는 룩 업 테이블을 이용하여 조리개 레벨 모드에 맞는 RGB 이득 값을 적용하여 입력 영상 신호의 평균 밝기 레벨에 따라 자동으로 화이트 밸런스 조정된 영상이 스크린에 투사되는 효과가 있다.
본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부 도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 투사형 표시 장치의 일 예로 액정 프로젝터의 내부 구성을 간략하게 도시한 블록도이다.
액정 프로젝터는 외부로부터 공급되는 입력 영상 신호에 기초하여 영상을 표시하며, 광원(11)과, 다이크로익 미러(dichroic mirror;21,22)와, 반사 미러(31,32,33)와 광 변조부(40)와, 다이크로익 프리즘(dichroic prism; 51)과, 가변 조리개(61)와 투사 렌즈(81)와, 스크린(91)을 포함한다.
광원(11)은 즉, 적색 광 Lr, 녹색 광 Lg 및 청색 광 Lb의 각 원색 광을 포함하는 백색광(조사광)을 발하며, 예를 들면 할로겐 램프, 메탈 할로겐 램프 또는 크세논 램프 등에 의해 구성된다.
다이크로익 미러(21,22)는 광원(11)으로부터 발하게 된 조사 광 중, 적색 광 Lr 및 녹색 광 Lg을 투과시키는 한편, 청색 광 Lb를 반사시킴으로써, 적색 광 Lr 및 녹색 광 Lg 과 청색 광 Lb을 서로 분리하여 진행시킨다.
반사 미러(31,32,33)는 마이크로익 미러(21,22)에 의해 반사된 청색 광 Lb을 광 변조부(40)의 방향으로 반사시킨다. 반사 미러(31,32,33)는 다이크로익 미러(21,22)에 의해 반사된 적색 광 Lr을 광 변조부(40)의 방향으로 반사시킨다.
광 변조부(40)는 즉, 적색 광 Lr, 녹색 광 Lg및 청색 광 Lb의 각 3개의 원색 광에 대응하는 3개의 액정 소자(41R,41G,41B)를 포함하고, 광원(11)으로부터 발하게 된 조사 광을, 각 원색 광마다, LCD 구동부(72)로부터 공급되는 각각의 광에 대 한 영상 신호에 기초하여 각각 변조한다.
구체적으로, 액정 소자(41R)는 반사 미러(33)와 마이크로익 프리즘(51) 사이에 배치되어 있고, 입사한 적색 광 Lr을 LCD 구동부(72)로부터 공급되는 적색용의 영상 신호에 기초하여 변조한다. 또한, 액정 소자(41G)는 다이크로익 미러(32)와 다이크로익 프리즘(51) 사이에 배치되어 있고, 입사한 녹색 광 Lg을 LCD 구동부(72)로부터 공급되는 녹색용의 영상 신호에 기초하여 변조한다. 또한, 액정 소자(41B)는 반사 미러(22)와 다이크로익 프리즘(51) 사이에 배치되어 있고 입사한 청색 광 Lb을 LCD 구동부(72)로부터 공급되는 청색용의 영상 신호에 기초하여 변조한다. 이들 액정 소자(41R,41G,41B)는 각각, 예를 들면 영상 신호에 기초하는 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 기판 간에 액정 분자를 포함하는 액정 층이 배치된 구조로 되어 있다.
다이크로익 프리즘(51)은 액정 소자(41R,41G,41B)에 의해 각각 변조된 적색 광 Lr, 녹색 광 Lg 및 청색 광 Lb을 혼합하여 혼합 광(표시 광) Lout을 생성함과 함께, 이 표시 광 Lout를 하나의 광로(optical path)(가변 조리개(61) 및 투사 렌즈(81)를 향하는 광로) 상으로 진행시킨다.
가변 조리개(61)는 다이크로익 프리즘(51)과 투사 렌즈(81) 사이에 배치되어 있고, 도시하지 않은 개구부의 사이즈를 가변으로 한 메카니컬 셔터이다. 구체적으로, 조리개 구동부(74)에 의한 제어에 따라 이 개구부의 면적이 증감하도록 되어 있고, 이에 의해 입사광(다이크로익 프리즘(51)으로부터 공급되는 표시 광 Lout)에 대한 차광 량을 변화(조정)시키고, 이에 따라 후술하는 바와 같이 입사 광(광원(11)으로부터의 광)의 광량이 감소하게 된다. 이와 같은 입사광의 광량은 입력 영상 신호에서의 휘도 정보(예를 들면, 휘도 히스토그램 분포 등)에 기초하여 조정된다.
또한, 본 발명에 따른 액정 프로젝터는 영상 처리부(71), 액정 소자 구동부(72), APL 연산부(73), 조리개 구동부(74), 제어부(75), 색 좌표 측정부(76) 및 메모리(77)를 더 포함한다.
조리개 구동부(74)는 입력 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 가변 조리개(61)의 개폐 상태를 0-32 레벨로 구동한다.
본 발명은 조리개 설정 모드에서 조리개 구동부(74)는 가변 조리개(61)의 레벨 모드를 최대 열림 상태(32 레벨)로 구동한다. 이때, 색좌표 측정부(76)는 최대 열림 상태의 가변 조리개(61)를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정한다. 그리고, 조리개 구동부(74)는 가변 조리개(61)의 레벨 모드를 최대 닫힘 상태(0 레벨)로 구동한다. 이때, 색좌표 측정부(76)는 최대 담힘 상태의 가변 조리개(61)를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정한다.
상기 화이트 색좌표는, 예를 들어, CIE(Comission Internationale d'Eclairage: 국제조명위원회)에서 1931년에 채택된 등색함수에 의한 CIE1931 색도도에 따른 수치값을 의미한다.
제어부(75)는 가변 조리개(61)의 최대 열림 상태(32 레벨)일 때와 최대 닫힘 상태(0 레벨)일 때의, 색좌표 측정부(76)에서 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표(7600K/0.297, 0.317)로 화이트 밸런스 조정 후, 조정된 RGB 이득 값을 각각 구한다. 그리고 제어부(75)는 가변 조리개(61)의 레벨 32 단계와 레벨 0 단계일 때 구하여진 RGB 이득 값을 이용하여 가변 조리개(61)의 나머지 단계별로 조정된 RGB 이득 값을 연산한다.
메모리(77)는 조리개 레벨 모드에 따라 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장한다.
APL 연산부(73)는 입력 영상 신호에 대하여 매 프레임마다 평균 밝기를 연산한다. 이때, 입력 영상 신호에 대해 한 개의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 실제 영상에 대한 평균 밝기를 검출한다. 예를 들어, 가로로 m개의 픽셀과, 세로로 n개의 픽셀을 갖는 임의의 화면 영역에 대하여 화면의 평균 밝기는 m,n개 픽셀 대비 m,n 개의 픽셀의 총 계조의 값으로 수학식 1과 같이 표현된다.
APL = (m * n개의 픽셀 계조의 총합)/(m *n)
APL 연산부(73)에서 입력 영상 신호의 평균 밝기 정보인 휘도 정보를 추출함으로써, 입력 화상이 밝은 씬 인지 어두운 씬 인지 평균 밝기를 제공한다.
조리개 구동부(74)는 가변 조리개(61)의 개구부를 변위시키는 모터나, 이 모터를 구동하는 모터 드라이버 등에 의해 구성된다. 조리개 구동부(74)는 연산된 입력 영상 신호의 평균 밝기에 따라 제어부(75)로부터 제공되는 광량 제어 신호에 기초하여 가변 조리개(61)에서의 개구부의 면적을 제어하는, 즉 가변 조리개(61)의 입사광의 광량을 조정한다..
제어부(75)는 조리개 구동부(74)에서 구동한 가변 조리개(61)의 개폐 정도를 기초하여 메모리(77)에 저장된 룩 업 테이블로부터 해당 조리개 레벨 모드에 맵핑 된 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 확인한다.
영상 처리부(71)는 제어부(75)로부터 공급되는 화상 제어 신호에 따라서 입력 영상 신호에 대해 화상 보정을 수행한다. 즉, 입력 영상에 대해 해당 조리개 레벨 모드에서의 RGB 이득 값을 이용하여 화이트 밸런스를 조정한다.
액정 소자 구동부(72)는 공급되는 보정 후의 영상 신호에 기초하여 액정 소자(41R,41G,41B)를 각각 구동한다.
액정 소자(41R,41G,41B)에 의해 각각 변조된 영상은 가변 조리개(61)에 의해 광량 조정이 이루어지고, 투사렌즈(81)에 의해 스크린(91) 상에 화이트 밸런스가 이루어진 상태로 투사된다.
본 발명에서, 가변 조리개()가 '광량 조정 수단'의 일 구체 예에 대응하고, 투사 렌즈()가 '투사 수단'의 일 구체 예에 대응하며, 처리부()가 '재설정 수단'의 일 구체 예에 대응한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 조리개 개폐 레벨에 따른 입력 영상의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하 본 도면에서 기재된 화이트 색좌표는, CIE(Comission Internationale d'Eclairage: 국제조명위원회)에서 1931년에 채택된 등색함수에 의한 CIE1931 색도도에 따른 수치값을 의미한다.
먼저, 투사형 표시 장치에서 조리개 설정 모드가 구동된다(S301).
가변 조리개는 입력 영상 신호의 평균 밝기에 따라 0-32 단계의 개폐 상태로 구동한다. 가변 조리개의 최대 열림 상태는 32 레벨이고, 최대 닫힘 상태는 0 레벨이다.
가변 조리개를 32 레벨 모드(최대 열림)로 구동시킨다(S302).
최대 열림 상태의 가변 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정한 다(S303).
가변 조리개의 32 레벨에서 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표(7600K/0.297, 0.317)로 화이트 밸런스 조정한다(S304).
32 레벨에서의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장한다(S305).
그리고, 가변 조리개를 0 레벨(최대 닫힘)로 구동시킨다(S306).
최대 닫힘 상태의 가변 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정한다(S307).
가변 조리개의 0 레벨에서 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표(7600K/0.297, 0.317)로 화이트 밸런스 조정한다(S308).
0 레벨에서의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장한다(S309).
가변 조리개의 레벨 32 단계와 레벨 0 단계일 때 구하여진 RGB 이득 값을 이용하여 가변 조리개의 나머지 1-31 단계의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산한다(S310). 이때, 수학식 2와 같은 연산식이 사용된다.
R gainN = N*(R gain32 - R gain0)/32 + R gain0
G gainN = N*(G gain32 - G gain0)/32 + G gain0
B gainN = N*(B gain32 - B gain0)/32 + B gain0
상기 변수 'N'은, 예를 들어, 상기 가변 조리개의 레벨 모드(0~32)에 해당한다.
도 4와 같이 조리개 0 레벨의 RGB 이득 값(0.75/0.85/0.79)부터 조리개 32 레벨의 RGB 이득 값(0.99/0.98/0.99)까지 가변 조리개의 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장한다(S311).
도 5는 본 발명의 투사형 표시 장치에 있어서 조리개 개폐 레벨에 따른 입력 영상의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 순서도이다.
다양한 형태의 영상 신호를 입력받는다(501).
입력된 영상 신호의 각 프레임별 평균 밝기(APL)를 연산한다(S502). 이때, 입력 영상 신호에 대해 한 개의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 실제 영상에 대한 평균 밝기를 검출한다.
연산된 입력 영상 신호의 평균 밝기에 따라 제공되는 광량 제어 신호에 기초하여 조리개의 개구부를 변위 시키는 조리개 개폐 레벨을 설정한다(503).
설정된 조리개 개폐 단계에 해당하는 화이트 밸런스 보정된 RGB 이득 값을 저장된 룩 업 테이블로부터 검출한다(S504).
입력 영상신호에 검출된 RGB 이득 값을 적용하여 영상을 보정한다(S505).
화이트 밸런스 조정된 입력 영상 신호를 광신호로 변조하여 스크린에 투사한다(S506).
한편, 본 발명에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로써 이는 해당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시 예들에 의해 한정되지 않고 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되 는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
도 1(a,b)은 일반적인 프로젝터의 조리개 개폐에 따른 화이트 밸런스의 변화를 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 투사형 표시 장치의 내부 구성을 간략하게 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 조리개 개폐 레벨에 따른 입력 영상의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 방법을 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 의한 조리개 개폐 레벨에 따라 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장한 룩 업 테이블.
도 5는 본 발명의 투사형 표시 장치에 있어서 조리개 개폐 레벨에 따른 입력 영상의 화이트 밸런스 조정 방법을 나타낸 순서도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11. 광원 21,22. 다이크로익 미러
31,32,33. 반사 미러 40. 광 변조부
41R,41G,41B.액정 소자 51. 다이크로익 프리즘
61. 가변 조리개 71. 영상 처리부
72. 액정 소자 구동부 73. APL 연산부
74. 조리개 구동부 75. 제어부
76. 색좌표 측정부 77. 메모리
81. 투영 렌즈 91. 스크린

Claims (22)

  1. 입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기를 연산하는 단계;
    상기 연산된 평균 밝기를 기초하여 조리개의 레벨 모드를 설정하는 단계;
    상기 설정된 조리개 레벨 모드에 해당하는 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장된 룩 업 테이블로부터 검출하는 단계;
    상기 검출된 RGB 이득 값을 상기 입력 영상에 적용하여 영상을 보정하는 단계;
    광원으로부터의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 단계; 및
    상기 변조되어 화이트 밸런스 조정된 영상 신호 광을 스크린상에 투사하는 단계를 포함하여 이루어지는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조리개 레벨 모드는 상기 입력 영상의 휘도 정보에 기초하여 조정되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조된 신호 광을 혼합하여 하나의 광로(optical path)로 진행시키는 단계를 더 포함하는 투사형 표시 장치의 화이트 밸런스 조정 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 조리개 레벨 모드에 따라 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 단계를 더 포함하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기는 한 개의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 검출되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  7. 조리개 설정 모드를 구동하는 단계;
    상기 조리개 설정 모드에서 조리개 레벨 모드를 최대 열림 상태로 설정하는 단계;
    상기 최대 열림 상태의 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정하 는 단계;
    상기 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하는 단계;
    상기 조리개 최대 열림 상태의 상기 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장하는 단계;
    상기 조리개 레벨 모드를 최대 닫힘 상태로 설정하는 단계;
    상기 최대 닫힘 상태의 조리개를 통해 투사되는 화이트의 색 좌표를 측정하는 단계;
    상기 측정된 화이트의 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하는 단계;
    상기 조리개 최대 닫힘 상태의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 저장하는 단계;
    상기 조리개 레벨 모드가 최대 열림과 최대 닫힘일 때의 RGB 이득 값을 이용하여 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 단계; 및
    상기 조리개 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 단계를 포함하여 이루어진 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 단계는 하기 [수학식2]
    [수학식2]
    R gainN = N*(R gain32 - R gain0)/32 + R gain0
    G gainN = N*(G gain32 - G gain0)/32 + G gain0
    B gainN = N*(B gain32 - B gain0)/32 + B gain0
    (여기서, N은 상기 조리개 레벨 모드를 의미)
    를 이용하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정방법.
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 기준 화이트 색 좌표(CIE 1931)는 7600K(0.297,0.317)인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치의 화이트밸런스 조정 방법.
  11. 광원;
    입력 영상 신호의 프레임별 평균 밝기를 연산하는 APL 연산부;
    상기 연산된 평균 밝기를 기초하여 조리개 레벨 모드를 설정하는 조리개 구동부;
    상기 조리개 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 메모리;
    상기 설정된 조리개 레벨 모드에 해당하는 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 상기 저장된 룩 업 테이블로부터 검출하는 제어부;
    상기 검출된 RGB 이득 값을 상기 입력 영상에 적용하여 영상을 보정하는 영상 처리부;
    상기 광원으로부터의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 광 변조부; 및
    상기 변조되어 화이트 밸런스 조정된 영상 신호 광을 스크린상에 투사하는 투사렌즈를 포함하는 투사형 표시 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 조리개 구동부는 상기 조리개 레벨 모드를 0 ~ 32 단계로 설정하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 APL 연산부는 상기 입력 영상 신호의 하나의 프레임에서 일정한 크기의 영역으로 분할한 다음 각각의 영역에서 R,G,B 계조의 평균값을 구하여 검출되는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조된 신호 광을 혼합하여 하나의 광로(optical path)로 진행시키는 프리즘을 더 포함하는 투사형 표시 장치.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 광 변조부는 3개의 액정 소자를 이용하여 상기 광원으로부터의 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 조사 광을 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 변조하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 액정 소자는 상기 광원으로부터의 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 조사 광에 대응하며 상기 보정된 영상 신호에 기초하여 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 기판 간에 액정 분자를 포함하는 액정 층이 배치된 구조인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 보정된 영상 신호에 기초하여 액정 소자를 각각 구동시키는 액정 소자 구동부를 더 포함하는 투사형 표시 장치.
  18. 제 11항에 있어서,
    상기 조리개는 상기 조리개 구동부의 제어에 따라 상기 입력 영상 신호의 휘 도 정보를 기초하여 개구부의 사이즈를 가변하는 메카니컬 셔터인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  19. 조리개 설정 모드에 따라 조리개 레벨 모드를 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태로 각각 구동하는 조리개 구동부;
    상기 각각의 조리개 레벨 모드의 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태에서 화이트의 색 좌표를 측정하는 색 좌표 측정부;
    상기 조리개 설정 모드를 설정하고 상기 측정된 각각의 조리개 레벨 모드의 최대 열림 상태 혹은 최대 닫힘 상태에서 화이트 색 좌표를 기준 화이트 색 좌표로 화이트 밸런스 조정하고, 상기 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 이용하여 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 연산하는 제어부; 및
    상기 조리개 레벨 모드에 따른 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 룩 업 테이블로 저장하는 메모리를 포함하는 투사형 표시 장치.
  20. 19항에 있어서,
    상기 조리개 레벨 모드는 0 ~ 32 단계인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  21. 제 19항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 나머지 조리개 레벨 모드의 화이트 밸런스 조정된 RGB 이득 값을 하기 [수학식2]
    [수학식2]
    R gainN = N*(R gain32 - R gain0)/32 + R gain0
    G gainN = N*(G gain32 - G gain0)/32 + G gain0
    B gainN = N*(B gain32 - B gain0)/32 + B gain0
    (여기서, N은 상기 조리개 레벨 모드를 의미)
    를 이용하여 연산하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 기준 화이트 색 좌표(CIE 1931)는 7600K(0.297,0.317)인 것을 특징으로 하는 투사형 표시 장치.
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