KR101274692B1 - 칼라 센서와 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법 - Google Patents

칼라 센서와 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

측정 정도를 향상시킬 수 있고, 나아가서는 피드백 제어를 유효하게 할 수 있는 칼라 센서를 제공한다.
색 온도가 6500K ~ 12000K의 범위로, 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑체복사 필터와, 색 온도가 6500K ~ 12000K의 범위로, 감도를 갖는 Y시감도 필터와, 상기 흑체복사 필터가 장착되고 색 온도를 검출하는 제 1 광 센서와, 상기 Y시감도 필터가 장착되고 휘도를 검출하는 제 2 광 센서를 구비한 것이다.
칼라 센서, 온도, 휘도, 액정표시장치

Description

칼라 센서와 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법{COLOR SENSOR AND APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING BACK LIGHT USING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 필터 분광감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 색도를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4에서 색 온도가 6500K~12000K의 범위를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서를 사용한 백라이트 제어장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 종래의 칼라 센서의 구성을 나타낸 도면이다.
도 8은 종래의 칼라 센서의 필터 분광감도 특성을 나타낸 도면이다.
도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
1 : 백라이트 제어장치 10 : 칼라 센서
11 : 흑체복사 필터 12 : Y시감도 필터
13 : 광 센서 14 : 광 센서
20 : 설정부 30 : 제어부
40 : 구동부 50 : 백라이트
본 발명은 액정표시장치 등에 이용되는 백라이트의 색 온도(color temperature)를 계측하는 칼라 센서와, 이 칼라 센서를 사용한 백라이트 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
액정표시장치 등에 이용되고 있는 백라이트는 온도 등의 요인에 의해 발광색 온도가 변화한다. 그 때문에 액정표시장치는 백라이트에 칼라 센서를 조립하여 광학 측정을 행하여 색 온도를 일정하게 유지하는 피드백(feedback) 제어를 행하고 있다.
종래의 칼라 센서에 관해서 도 7 및 도 8을 참조하면서 설명한다.
도 7은 종래의 칼라 센서의 구성을 나타낸 도면이다(예를 들면, 특허문헌 1참조). 도 8은 종래의 칼라 센서 필터의 분광감도(分光感度) 특성을 나타낸 도면이다.
도 7에서, 종래의 칼라 센서(90)는 등색관수(等色關數) 필터(91, 92, 93), 포토다이오드 등으로 구성된 광 센서(94, 95, 96)로 구성되어 있다.
등색관수 필터(91)가 장착된 광 센서(94)는 적색(R)의 광 감도(광량)를 검출한다. 또한, 등색관수 필터(92)가 장착된 광 센서(95)는 녹색(G)의 광 감도(광량) 를 검출한다. 그리고 등색관수 필터(93)가 장착된 광 센서(96)는 청색(B)의 광 감도(광량)를 검출한다.
도 8에서 횡축은 파장(㎚), 종축은 상대(相對) 감도이다. x는 등색관수 필터(91)의 분광감도 특성이다. 또한, y는 등색관수 필터(92)의 분광감도 특성이다. 그리고 z는 등색관수 필터(93)의 분광감도 특성이다.
종래의 칼라 센서(90)에는 상술한 바와 같이 등색관수 필터(91, 92, 93)가 3장 이용되고 있다.
따라서 칼라 센서(90)의 출력인 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 검출휘도로부터 색 온도(Δuv)를 계산하고 있다.
그 때문에 측정 오차가 크고, 충분한 피드백 제어를 행할 수 없다. 이것은 등색관수 필터(91, 92, 93)와 흑체복사(黑體輻射)의 특성이 다르기 때문이다.
특허문헌 1 일본공개특허공보 특개2005-208486호
상술한 종래의 칼라 센서에서는 등색관수 필터(91, 92, 93)가 3장 이용되기 때문에 측정 오차가 크고, 충분한 피드백 제어를 행할 수 없다는 문제점이 있었다. 이것은 등색관수 필터(91, 92, 93)와 흑체 복사 특성이 다르기 때문이다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 측정정도를 향상시키고 피드백 제어를 유효하게 할 수 있는 칼라 센서와, 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 칼라 센서는 색 온도가 6500K ~ 12000K의 범위로, 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑체복사 필터와, 색 온도가 6500K ~ 12000K의 범위로, 감도를 갖는 Y시감도 필터와, 상기 흑체복사 필터가 장착되고 색 온도를 검출하는 제 1 광 센서와, 상기 Y시감도 필터가 장착되고 휘도를 검출하는 제 2 광 센서를 구비한 것이다.
그리고, 본 발명에 따른 백라이트 제어장치는 광을 발생하는 백라이트와; 상기 백라이트의 색온도와 휘도를 각각 검출하는 칼라 센서와; 상기 색온도 목표값 및 휘도 목표값이 설정된 설정부와; 상기 칼라 센서로부터의 색온도 검출값과 상기 색온도 목표값의 차이에 따른 색온도 제어신호와, 상기 휘도 검출값과 상기 휘도 목표값의 차이에 따른 휘도 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 백라이트를 구동하는 구동부를 구비한다.
상기 칼라 센서는 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑제복사 필터가 장착되고, 상기 흑제복사 필터로부터의 광강도에 따른 상기 색온도를 검출하는 제1 광센서와; 상기 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 휘도 감도를 갖는 휘도 시감도 필터가 장착되고, 상기 휘도 시감도 필터로부터의 광강도에 따른 상기 휘도를 검출하는 제2 광센서를 포함한다.
상기 구동부는 상기 색온도 및 휘도 제어신호에 따라 상기 검출값이 상기 목표값이 되도록 상기 구동신호를 보상하여 상기 백라이트를 구동한다.
상기 백라이트는 적, 녹, 청 발광 다이오드를 포함한다.
본 발명에 따른 백라이트 제어방법은 색온도 목표값 및 휘도 목표값을 설정 하는 단계와; 백라이트의 색온도와 휘도를 각각 검출하는 단계와; 상기 검출된 색온도값과 상기 색온도 목표값의 차이에 따른 색온도 제어신호와, 상기 검출된 휘도값가 상기 휘도 목표값의 차이에 따른 휘도 제어신호를 출력하는 단계와; 상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 백라이트를 구동하는 단계를 포함한다.
상기 백라이트의 색온도 및 휘도를 검출하는 단계는 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑제복사 필터를 통과한 광강도를 검출하여 상기 색온도를 검출하는 단계와; 상기 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 휘도 감도를 갖는 휘도 시감도 필터를 통과한 광강도를 검출하여 상기 휘도를 검출하는 단계를 포함한다.
상기 백라이트를 구동하는 단계는 상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 검출된 색온도값 및 휘도값이 상기 목표값으로 보상되도록 상기 백라이트 구동신호를 보상하는 단계를 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서에 관해서 도 1 내지 도 6를 참조하면서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 구성을 나타낸 도면이다. 또한 이하에서는 각 도면에서 동일 부호는 동일 또는 해당 부분을 나타낸다.
도 1에서, 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서(10)는, 흑체 복사필터(11)와, Y시감도 필터(12)와, 광 센서(13,14)로 구성된다.
상기 광 센서(13,14)는 포토다이오드로 구성된다. 흑체 복사필터(11)가 장착 된 광 센서(13)는 광강도(광량)를 검출한다. 또한 Y시감도 필터(12)가 장착된 광 센서(14)는 광감도(광량)를 검출한다.
광 센서(13)는 색 온도(color temperature)가 6500K(kelvin : 켈빈)~12000K의 범위로, 흑체 궤적(blackbody locus)에 따른 광 감도, 즉 색 온도(흑체복사)를 검출한다.
또한, 광 센서(14)는 색 온도가 6500K~12000K의 범위로, 흑체 궤적의 편차(deviation) 방향(흑체궤적에 거의 수직방향)에 따른 광 감도, 즉 휘도(Y시감도)를 검출한다. 상기 Y시감도와 흑체 궤적의 편차가 일치함을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 필터 분광감도 특성을 나타낸 도면이다.
도 2에서, a는 흑체 복사 필터(11)의 분광감도 특성, b는 Y시감도 필터(12)의 분광감도 특성을 각각 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서의 필터 색도를 나타낸 도면이다.
또한, 도 4는 도 3을 확대하여 나타낸 도면이다.
또한, 도 5는 도 4에서 색 온도가 6500K~12000K의 범위를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5에서 BL는 흑체 궤적, A는 흑체 복사 필터(11)의 감도범위, B는 Y시감도 필터(12)의 감도 범위이다.
액정표시장치 등에 이용되고 있는 백라이트는 온도 등의 요인에 의해 발광색 온도가 변화한다. 그 때문에 액정표시장치는 백라이트에 칼라 센서를 조립하여 광 학 측정을 행하고 색 온도 및 휘도를 일정하게 유지하도록 피드백 제어를 행하고 있다.
액정표시장치의 백라이트에서는 색 온도가 6500K~12000K에서 이용된다.
상기 색 온도 범위의 흑체 궤적(BL)은 도 4, 도 5에 나타낸 바와 같이 색 온도가 거의 직선으로 나타나고 있다.
따라서 상기 직선(흑체 궤적(BL))에 근사(近似)한 칼라 필터, 즉 흑체 복사 필터(11)를 이용하는 것으로, 휘도가 우수한 광학측정이 가능하게 된다.
Y시감도 필터(12)를 통과한 광 감도는 휘도와 동일하다. 따라서 흑체 복사 필터(11)와 Y시감도 필터(12)를 지나는 광감도 출력에 의해서 색 온도와 휘도가 광 센서(13,14)로부터 정확하게 출력된다.
본 발명의 실시예 관한 칼라 센서에 의하면, 측정정도를 향상시키어 피드백 제어를 유효하게 할 수 있다.
또한, 필터를 등색관수 필터(91~93)의 3매로부터 흑체 복사 필터(11)와 Y시감도 필터(12)의 2매로 할 수 있다. 또한, 센서도 광 센서(13,14)의 2개로 할 수 있다.
다음, 본 실시예에 관한 칼라 센서를 사용한 백라이트 제어장치의 동작에 관해서 도면을 참조하면서 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 관한 칼라 센서를 사용한 백라이트 제어장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6에서 백라이트 제어장치(1)는, 칼라 센서(10)와, 목표 값을 설정하는 설 정부(20)를 구성하고 있다. 또한, 백라이트(50)의 색 온도 및 휘도를 일정하게 유지하도록 피드백 제어를 행하는 제어부(30)를 구성하고 있다. 또한, 백라이트(50)를 구동하는 구동부(40)가 구성되어 있다.
더구나 액정패널의 배면에서 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 광을 조사하는 백라이트(50)가 구성되어 있다. 상기 백라이트(50)는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 LED로 구성된다.
칼라 센서(10)는 예를 들면 백라이트(50)와 액정패널의 사이에 구성되어 백라이트(50)의 광감도를 검출한다. 가령, 광 센서(13)에 의해 백라이트(50)의 색 온도를 검출한다. 또한 광 센서(14)에 의해 백라이트(50)의 휘도를 검출한다.
설정부(20)에는 색 온도와 휘도의 목표 값이 설정되어 있다. 제어부(30)는 칼라 센서(10)에 의해 검출된 색 온도 및 휘도와, 설정부(20)에 미리 설정된 색 온도 및 휘도의 목표 값을 각각 비교한다.
제어부(30)는 색 온도 검출 값과 색 온도 목표 값의 차이에 따른 색 온도 제어신호를 구동부(40)에 출력한다. 또한, 휘도 검출 값과 휘도 목표 값의 차이에 따른 휘도 제어신호를 구동부(40)에 출력한다.
구동부(40)는 제어부(30)로부터의 색 온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 구동신호를 보상하여 백라이트(50)를 구동한다.
이렇게 하여 백라이트(50)의 색 온도 및 휘도를 일정(목표 값)하게 유지하도록 피드백 제어를 행한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 칼라 센서와, 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법은 측정 정도를 향상시킬 수 있고, 나아가서는 피드백 제어를 유효하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑체복사 필터와,
    휘도에 따른 감도를 갖는 휘도 시감도 필터와,
    상기 흑체복사 필터가 장착되고 색 온도를 검출하는 제 1 광 센서와,
    상기 휘도 시감도 필터가 장착되고 휘도를 검출하는 제 2 광 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 칼라 센서.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 흑체복사 필터와 휘도 시감도 필터 각각은 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 감도를 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 센서.
  3. 광을 발생하는 백라이트와;
    상기 백라이트의 색온도와 휘도를 각각 검출하는 칼라 센서와;
    상기 색온도 목표값 및 휘도 목표값이 설정된 설정부와;
    상기 칼라 센서로부터의 색온도 검출값과 상기 색온도 목표값의 차이에 따른 색온도 제어신호와, 상기 휘도 검출값과 상기 휘도 목표값의 차이에 따른 휘도 제어신호를 출력하는 제어부와;
    상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 백라이트를 구동하는 구동부를 구비하고,
    상기 칼라 센서는
    6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑제복사 필터가 장착되고, 상기 흑제복사 필터로부터의 광강도에 따른 상기 색온도를 검출하는 제1 광센서와;
    상기 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 휘도 감도를 갖는 휘도 시감도 필터가 장착되고, 상기 휘도 시감도 필터로부터의 광강도에 따른 상기 휘도를 검출하는 제2 광센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 구동부는 상기 색온도 및 휘도 제어신호에 따라 상기 검출값이 상기 목표값이 되도록 상기 백라이트를 구동하는 구동신호를 보상하여 상기 백라이트를 구동하는 것을 특징으로 하는 백라이트 제어 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 백라이트는 적, 녹, 청 발광 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 제어 장치.
  7. 색온도 목표값 및 휘도 목표값을 설정하는 단계와;
    백라이트의 색온도와 휘도를 각각 검출하는 단계와;
    상기 검출된 색온도값과 상기 색온도 목표값의 차이에 따른 색온도 제어신호와, 상기 검출된 휘도값가 상기 휘도 목표값의 차이에 따른 휘도 제어신호를 출력하는 단계와;
    상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 백라이트를 구동하는 단계를 포함하고,
    상기 백라이트의 색온도 및 휘도를 검출하는 단계는
    6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 흑체 궤적을 따른 감도를 갖는 흑제복사 필터를 통과한 광강도를 검출하여 상기 색온도를 검출하는 단계와;
    상기 6500K ~ 12000K의 색온도 범위에서 휘도 감도를 갖는 휘도 시감도 필터를 통과한 광강도를 검출하여 상기 휘도를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 제어방법.
  8. 삭제
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 백라이트를 구동하는 단계는
    상기 색온도 제어신호 및 휘도 제어신호에 따라 상기 검출된 색온도값 및 휘도값이 상기 목표값으로 보상되도록 상기 백라이트 구동신호를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 제어방법.
KR1020060118096A 2006-09-28 2006-11-28 칼라 센서와 그를 이용한 백라이트 제어 장치 및 방법 KR101274692B1 (ko)

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