KR102486485B1 - 대면 휘도계를 이용한 감마 캘리브레이션 장치 - Google Patents

대면 휘도계를 이용한 감마 캘리브레이션 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대면 휘도계를 이용하여 디스플레이 장치를 구성하는 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있는 장치를 제안한다. 상기 장치는 디스플레이 장치의 화면을 네 개의 분할영역들로 구분하고 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들이 상기 네 개의 분할영역들을 통해 각각 출력되도록 상기 디스플레이 장치에 신호를 입력하는 패턴 제어부, 2차원 면(surface)의 휘도를 계측할 수 있는 대면 휘도계(2D luminance meter)를 제어하여 상기 디스플레이 장치의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출하는 휘도 검출부, 및 상기 휘도 검출부를 통해 검출된 2차원 휘도 값들과 상기 패턴 제어부를 통해 상기 디스플레이 장치에 입력된 신호를 이용하여 상기 디스플레이 장치의 서브 픽셀들에 대한 감마(gamma) 캘리브레이션을 수행하는 감마 조정부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

대면 휘도계를 이용한 감마 캘리브레이션 장치{Gamma calibration apparatus using 2D luminance meter}
본 발명은 디스플레이 장치의 보정 및 조정에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 대면 휘도계(2D luminance meter)를 이용하여 디스플레이 장치를 구성하는 RGB(Red, Green, Blue) 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션(calibration)을 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.
베버의 법칙(Weber's law)에 따르면 사람의 시각 기관(visual organ)은 로그 함수(logarithmic function)와 근사하게 외부 자극을 인식하므로, 디스플레이 장치의 휘도(luminance)를 선형적 단계에 따라 구분할 경우 명부(bright side)와 비교하여 암부(dark side)의 단계별 밝기 차이가 시각적으로 뚜렷하게 구분되는 등고선 현상(posterization 또는 contouring)이 발생한다.
이러한 문제를 해결하고자, 일반적인 디스플레이 장치는 선형적인(linear) 입력 신호의 밝기를 감마(gamma) 값에 따라 비선형적(nonlinear)으로 보정하여 실제 화면을 출력하는 감마 보정(gamma correction)을 수행한다. 예를 들어, 감마 값이 1 보다 큰 값으로 설정된 경우, 디스플레이 장치는 저계조(low tone) 영역에서 입력 신호의 밝기보다 실제 화면의 휘도 값이 낮게 화면을 출력한다. NTSC(National Television System Committee)는 사람의 시각 기관에 최적화된 감마 값으로 2.2를 규정하고 있다.
한편, 디스플레이 장치를 대량 생산할 경우, 다양한 환경적 요인 등에 의해 생산된 각 디스플레이 장치의 특성이 미세하게 서로 상이할 수 있다. 따라서, 생산된 각 디스플레이 장치의 빨간색(red), 초록색(green) 및 파란색(blue) 서브 픽셀(sub-pixel)들에 대한 감마 보정이 균일하게 이루어질 수 있도록, 각 서브 픽셀의 감마를 미세하게 조정하는 감마 캘리브레이션(gamma calibration)이 요구된다. 이하, 설명의 편의를 위하여 빨간색, 초록색 및 파란색을 RGB라 지칭한다.
디스플레이 장치의 감마 캘리브레이션을 수행하는 종래의 방식에 따르면, 디스플레이 장치의 빨간색 서브 픽셀만의 색상 값을 단계적으로 변화시키며 출력된 화면의 휘도를 검출하여 빨간색 서브 픽셀의 감마를 캘리브레이션하고, 초록색 서브 픽셀만의 색상 값을 단계적으로 변화시키며 출력된 화면의 휘도를 검출하여 초록색 서브 픽셀의 감마를 캘리브레이션하고, 파란색 서브 픽셀만의 색상 값을 단계적으로 변화시키며 출력된 화면의 휘도를 검출하여 파란색 서브 픽셀의 감마를 캘리브레이션하는 순서로 진행된다. 그리고, 각 RGB 서브 픽셀에 대한 캘리브레이션이 완료되면, 디스플레이 장치의 모든 RGB 서브 픽셀이 동일한 색상 값을 가지는 그레이 스케일(gray scale) 화면의 색상 값을 단계적으로 변화시키며 출력하여, 각 RGB 서브 픽셀에 대한 감마 캘리브레이션이 정상적으로 이루어졌는지 여부와 RGB 서브 픽셀들 사이의 감마가 균일한지 여부를 검수하게 된다.
그러나, 종래의 방식에 따라 빨간색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션, 초록색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션, 파란색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션 및 그레이 스케일 화면을 통한 검수를 순차적으로 수행할 경우, 하나의 디스플레이 장치의 감마를 캘리브레이션하기 위해 소요되는 택 타임(takt time)이 너무 길다는 문제점이 존재한다. 또한, 택 타임을 줄이기 위하여 서브 픽셀의 색상 값 변화의 시간 간격을 줄이게 되면, 각 서브 픽셀을 통해 출력되는 실제 화면의 휘도가 즉각적으로 변화되지 않아 캘리브레이션 결과를 보장할 수 없게 된다는 문제점이 존재한다.
대한민국 등록특허공보 제10-0676817호, ‘디스플레이장치의 감마조정방법 및 감마조정시스템’, (2021.11.08. 공개)
본 발명의 목적은 대면 휘도계를 이용하여 디스플레이 장치를 구성하는 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있는 장치를 제안하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 대면 휘도계를 이용하여 디스플레이 장치를 구성하는 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있는 장치를 제안한다. 상기 장치는 디스플레이 장치의 화면을 네 개의 분할영역들로 구분하고 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들이 상기 네 개의 분할영역들을 통해 각각 출력되도록 상기 디스플레이 장치에 신호를 입력하는 패턴 제어부, 2차원 면(surface)의 휘도를 계측할 수 있는 대면 휘도계(2D luminance meter)를 제어하여 상기 디스플레이 장치의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출하는 휘도 검출부, 및 상기 휘도 검출부를 통해 검출된 2차원 휘도 값들과 상기 패턴 제어부를 통해 상기 디스플레이 장치에 입력된 신호를 이용하여 상기 디스플레이 장치의 서브 픽셀들에 대한 감마(gamma) 캘리브레이션을 수행하는 감마 조정부를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은 상기 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최소 색상 값인 제1 크기부터 상기 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최대 색상 값인 제n 크기까지 색상 값의 크기가 단계적으로 변화되는 복수 개의 소영역을 포함할 수 있다.
상기 감마 조정부는 상기 빨간색, 초록색 및 파란색의 패턴들을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(Electro-Optical Transfer Function, EOTF)에 따라 각각 변환한 값들과, 상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 빨간색, 초록색 및 파란색의 패턴들이 출력된 각각의 분할영역에 대응하는 휘도 값들이 서로 대응하도록, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마를 캘리브레이션할 수 있다.
또한, 상기 감마 조정부는 상기 하얀색 패턴을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(EOTF)에 따라 각각 변환한 값들과, 상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 하얀색 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들을 대비하여, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션 결과를 검수할 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 감마 조정부는 상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 하얀색 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들이 상기 소영역의 너비 또는 길이 간격마다 단계적으로 증가하거나 또는 감소하지 않는 경우, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마 값에 오류가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 감마 조정부는 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각의 소영역마다 각 소영역에 대응하는 휘도 값들의 평균 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 값과 비교하여 임계 값 이상으로 차이나는 휘도 값을 가지는 하나 이상의 픽셀이 상기 디스플레이 장치의 화면 내에 존재하는지 판단할 수도 있다.
한편, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은 하나의 꼭지점(vertex)이 상기 디스플레이 장치의 화면의 중심에 위치하며 상기 꼭지점과 이격된 변(side)이 상기 화면의 가장자리에 위치하는 삼각형(triangle) 형상을 가지며, 상기 화면의 중심으로부터 멀어질수록 색상 값의 크기가 단계적으로 증가하도록 상기 복수 개의 소영역들이 배치될 수도 있다.
또한, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은 제n/2 크기에서 상기 제n 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수보다 상기 제1 크기에서 상기 제n/2 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수가 더 많을 수도 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 종래의 감마 캘리브레이션의 수행 과정에서 많은 시간이 요구되었던 디스플레이 장치가 색상 값의 크기를 반복적으로 변경하며 화면을 출력해야 하는 과정을 수행하지 않고도, 디스플레이 장치에 의해 출력된 오직 한번의 화면만을 이용하여 감마 캘리브레이션을 수행함으로써 택 타임을 크게 감소시킬 수 있다.
나아가, 디스플레이 장치에 감마 캘리브레이션이 수행된 이후에 그레이 스케일을 이용한 별도의 검수가 요구되지 않으며, 디스플레이 장치에 불량 픽셀, 빛 샘 등이 존재하는지 감마 캘리브레이션 또는 검수 과정에서 확인할 수 있게 된다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 분할된 디스플레이 장치의 분할영역들을 도시한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패턴을 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치의 논리적 구성을 도시한 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 분할된 디스플레이 장치의 분할영역들을 도시한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 소영역들의 개수를 도시한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 컬러 패턴에 대응되는 휘도 값들을 분리하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패턴의 속성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 검출된 디스플레이의 불량 픽셀을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구 성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
한편 상술한 바와 같이, 디스플레이 장치의 감마 캘리브레이션을 수행하는 종래의 방식은 빨간색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션, 초록색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션, 파란색 서브 픽셀의 감마 캘리브레이션 및 그레이 스케일 화면을 통한 검수를 순차적으로 수행하여야 하므로, 하나의 디스플레이 장치의 감마를 캘리브레이션하기 위해 소요되는 택 타임이 너무 길다는 문제점이 존재한다. 또한, 택 타임을 줄이기 위하여 서브 픽셀의 색상 값 변화의 시간 간격을 줄이게 되면, 각 서브 픽셀을 통해 출력되는 실제 화면의 휘도가 즉각적으로 변화되지 않아 캘리브레이션 결과를 보장할 수 없게 되는 문제점이 존재한다.
이러한 문제를 해결하고자, 본 발명은 대면 휘도계(2D luminance meter)를 이용하여 디스플레이 장치를 구성하는 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있는 수단을 제안하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 분할된 디스플레이 장치의 분할영역들을 도시한 예시도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패턴을 도시한 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 감마 캘리브레이션 장치는 감마 캘리브레이션의 수행 대상이 되는 디스플레이 장치(10)의 화면을 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)로 구분하여 서로 다른 컬러 패턴을 출력할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치에 의해 구분된 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)의 크기, 형상 및 배치는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다양하게 변형될 수 있음은 자명할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(10)의 화면을 구성하고 있는 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d) 각각에는 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 또는 하얀색의 컬러 패턴이 하나씩 출력될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)을 통해 출력될 수 있는 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들 각각은 디스플레이 장치(10)가 출력할 수 있는 최소의 색상 값인 제1 크기부터 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최대 색상 값인 제n 크기까지, 색상 값의 크기가 단계적으로 변화되는 복수 개의 소영역을 포함할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치는 대면 휘도계를 제어하여, 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘되 값들을 검출할 수 있다.
여기서, 대면 휘도계는 하나의 특정 지점의 휘도를 계측하는 일반적인 휘도계와 다르게, 2차원 면(surface)의 휘도를 계측할 수 있는 장치이다. 이러한, 대면 휘도계의 해상도(resolution)는 2차원 면으로부터 휘도를 계측할 수 있는 영역의 세밀한 정도를 나타날 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치는 대면 휘도계를 통해 검출된 2차원 휘도 값들과 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들을 출력하기 위하여 디스플레이 장치(10)에 입력된 신호들을 이용하여, 디스플레이 장치(10)의 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있다. 또한, 디스플레이 장치(10)는 대면 휘도계를 통해 추가적으로 검출된 2차원 휘도 값들을 이용하여, 감마 캘리브레이션이 수행된 RGB 서브 픽셀들에 대하여 감마를 검수할 수 있다.
이를 통하여, 종래의 감마 캘리브레이션의 수행 과정에서 많은 시간이 요구되었던 디스플레이 장치(10)가 색상 값의 크기를 반복적으로 변경하며 화면을 출력해야 하는 과정을 수행하지 않고도, 디스플레이 장치(10)에 의해 출력된 오직 한번의 화면만을 이용하여 감마 캘리브레이션을 수행함으로써 택 타임을 크게 감소시킬 수 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치의 논리적 구성을 도시한 구성도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 분할된 디스플레이 장치의 분할영역들을 도시한 예시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 소영역들의 개수를 도시한 예시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 컬러 패턴에 대응되는 휘도 값들을 분리하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 패턴의 속성을 설명하기 위한 예시도이다. 그리고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 검출된 디스플레이의 불량 픽셀을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치(100)는 패턴 제어부(110), 휘도 검출부(120) 및 감마 조정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은, 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치(100)의 구성 요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것에 불과하므로, 둘 이상의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되어 구현되거나, 하나의 구성 요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 분리되어 구현될 수도 있을 것이다.
각각의 구성 요소에 대하여 설명하면, 패턴 제어부(110)는 감마 캘리브레이션의 수행 대상이 되는 디스플레이 장치(10)가 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)를 통해 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들을 출력하도록 디스플레이 장치(10)에 신호를 입력할 수 있다.
구체적으로, 패턴 제어부(110)는 디스플레이 장치(10)의 화면을 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)로 구분할 수 있다. 상술한 바와 같이, 패턴 제어부(110)가 구분할 수 있는 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)의 크기, 형상 및 배치는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다양하게 변형될 수 있음은 자명할 것이다.
패턴 제어부(110)는 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들이 구분된 네 개의 분할영역(10a, 10b, 10c, 및 10d)를 통해 각각 출력되도록, 디스플레이 장치(10)에 신호를 입력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들 각각은 디스플레이 장치(10)가 출력할 수 있는 최소의 색상 값인 제1 크기부터 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최대 색상 값인 제n 크기까지, 색상 값의 크기가 단계적으로 변화되는 복수 개의 소영역을 포함할 수 있다.
각각의 컬러 패턴들에 포함될 수 있는 복수 개의 소영역의 개수는 사용자가 희망하는 감마 캘리브레이션의 정확도에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 도 1에 도시된 컬러 패턴들 각각은 총 7개의 소영역을 포함하고 있으나, 이에 한정되지 않음은 자명할 것이다.
도 4를 참조하여 본 발명의 변형 실시예를 설명하면, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들 각각은 하나의 꼭지점(vertex)이 디스플레이 장치(10)의 화면의 중심에 위치하며 꼭지점과 이격된 변(side)이 화면의 가장자리에 위치하는 삼각형(triangle)의 형상을 가질 수 있다. 그리고, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들 각각은 화면의 중심으로부터 멀어질수록 색상 값의 크기가 단계적으로 증가하도록 복수 개의 소영역들이 배치될 수 있다.
이와 같이, 네 개의 컬러 패턴들이 디스플레이 장치(10) 화면의 중심으로부터 방사하는 형태로 배치되며 화면의 가장자리 보다 화면에 중심에 상대적으로 어두운 색상들이 배치되는 이유는, 일반적으로 디스플레이 장치(10)의 사용자 인터페이스(user interface)는 화면의 중심을 기준으로 설계되어 있으며 디스플레이 장치(10)의 사용자 또한 화면의 중심에 가장 크게 집중하기 때문에, 화면의 가장자리보다 화면의 중심에 위치한 픽셀들의 감마 캘리브레이션을 강화하기 위함이다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 변형 실시예를 설명하면, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들 각각은 제n/2 크기에서 제n 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수보다 제1 크기에서 제n/2 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수가 더 많을 수 있다.
이와 같이, 네 개의 컬러 패턴들이 밝은 색상들 보다 어두운 색상들에 대하여 더 많은 소영을 포함하고 있는 이유는, 사람의 시각 기관이 명부와 비교하여 암부에 더 민감하게 반응하므로 보다 어두운 색상들에 대한 감마 캘리브레이션을 강화하기 위함이다.
다시 도 3을 참조하여 감마 캘리브레이션 장치(100)의 다른 구성 요소에 대하여 설명하면, 휘도 검출부(120)는 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출할 수 있다.
구체적으로, 휘도 검출부(120)는 대면 휘도계(121)를 제어하여, 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출할 수 있다. 여기서, 대면 휘도계(121)는 하나의 특정 지점의 휘도를 계측하는 일반적인 휘도계와 다르게, 2차원 면의 휘도를 계측할 수 있는 장치이다.
일반적으로, 디스플레이 장치(10)의 감마 캘리브레이션은 지그(jig) 위에 감마 캘리브레이션의 대상이 되는 디스플레이 장치(10)를 위치시킨 상태에서 이루어진다. 따라서, 휘도 검출부(120)가 최초로 검출한 2차원 휘도 값들에는 디스플레이 장치(10)의 화면으로부터 발광된 빛뿐만 아니라, 디스플레이 장치(10)의 베젤(bezel) 및 지그의 상판에 의해 반사된 빛까지 포함될 수 있다.
따라서, 휘도 검출부(120)는 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)을 통해 출력된 네 개의 컬러 패턴들에 대응되는 휘도 값들을 최초로 검출된 2차원 휘도 값들로부터 분리해야 한다.
도 6을 참조하면, 휘도 검출부(120)는 대면 휘도계(121)를 통해 최초로 검출된 2차원 휘도 값들(20)을 대상으로 사전에 설정된 임계 값 이상인 값들만 식별하여, 디스플레이 장치(10)의 화면에 대응하는 휘도 값들(22)만 분리할 수 있다. 디스플레이 장치(10)의 감마 캘리브레이션은 외부의 빛이 차단된 공간에서 이루어지므로, 디스플레이 장치(10)의 베젤 및 지그의 상판은 일정한 수준 이상의 휘도 값을 가질 수 없기 때문이다.
휘도 검출부(120)는 분리 추출된 디스플레이 장치(10)의 화면에 대응하는 휘도 값들(22)을 검출된 2차원 좌표와 휘도 값들의 차이를 기준으로 복수 개의 소영역으로 격자화(grid)할 수 있다.
그리고, 휘도 검출부(120)는 격자화된 복수 개의 소영역들의 너비 방향 및 길이 방향의 개수 및 배치를 기준으로, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색 컬러 패턴들 각각이 출력된 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)에 대응하는 휘도 값들(24a, 24b, 24c 및 24d)을 분리할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치(100)의 다른 구성 요소에 대하여 설명하면, 감마 조정부(130)는 휘도 검출부(120)를 통해 검출된 2차원 휘도 값들과 패턴 제어부(110)를 통해 디스플레이 장치(10)에 입력된 신호를 이용하여, 디스플레이 장치(10)의 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
구체적으로, 감마 조정부(130)는 패턴 제어부(110)가 빨간색, 초록색 및 파란색 컬러 패턴들을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(Electro-Optical Transfer Function, EOTF)에 따라 각각 변환할 수 있다.
이 경우, 전광변환함수(EOTF)는 감마 캘리브레이션의 대상이 되는 디스플레이 장치(10)의 속성에 대응하여 사전에 설정될 수 있다. 예를 들어, 전광변환함수는 선형 함수, sRGB 함수, BT.1886 함수, PQ(Perceptual Quantizer) 함수, HLG(Hybrid Log Gamma) 함수 중 어느 하나가 될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
감마 조정부(130)는 전광변환함수(EOTF)에 따라 변환된 값들과, 휘도 검출부(120)에 의해 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 빨간색, 초록색 및 파란색의 컬러 패턴들이 출력된 각각의 분할영역에 대응하는 휘도 값(24a, 24b 및 24c)이 서로 대응하도록, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
한편, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션이 수행된 이후, 휘도 검출부(120)는 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 재검출하고, 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색 컬러 패턴들 각각이 출력된 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)에 대응하는 휘도 값들(24a, 24b, 24c 및 24d)을 재분리할 수 있다.
감마 조정부(130)는 패턴 제어부(110)가 하얀색 컬러 패턴을 표현하기 위한 색상 값을 전광변환함수(EOTF)에 따라 변환할 수 있다. 감마 조정부(130)는 전광변환함수(EOTF)에 의해 변환된 값들과, 휘도 검출부(120)에 의해 재검출된 2차원 휘도 값들 중에서 하얀색의 컬러 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들을 서로 대비하여, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션 결과를 검수할 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명하면, 감마 조정부(130)는 휘도 검출부(120)에 의해 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 하얀색 패턴이 출력된 분할영역(10d)에 대응하는 휘도 값들(24d)들이 컬러 패턴을 구성하는 소영역의 너비 또는 길이 간격마다 단계적으로 증가하거나 또는 감소하지 않은 경우, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 값에 오류가 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
도 8을 참조하여 본 발명의 변형 실시예를 설명하면, 감마 조정부(130)는 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들에 포함된 각각의 소영역마다 각 소영역에 대응하는 휘도 값들의 평균 값을 산출할 수 있다. 감마 조정부(130)는 산출된 평균 값과 비교하여 사전에 설정된 임계 값 이상으로 차이나는 휘도 값을 가지는 하나 이상의 픽셀(30a, 30b)이 디스플레이 장치(10)의 화면 내에 존재하는지 판단할 수 있다.
이 경우, 휘도 값이 임계 값 이상으로 극히 차이나는 픽셀(30a)은 불량 픽셀(bad pixel) 또는 데드 픽셀(dead pixel)에 해당될 가능성이 있다. 또한, 휘도 값이 임계 값 이상으로 차이나는 일정한 영역을 이루는 복수 개의 픽셀들(30b)은 디스플레이 장치(10)의 빛 샘(light leak) 또는 멍(bruise)에 해당될 가능성이 있다.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는, 감마 캘리브레이션 장치(100)의 동작에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명이 일 실시예에 따른 감마 캘리브레이션 장치(100)는 감마 캘리브레이션의 수행 대상이 되는 디스플레이 장치(10)가 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)를 통해 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들을 출력하도록 디스플레이 장치(10)에 신호를 입력할 수 있다(S100).
구체적으로, 감마 캘리브레이션 장치(100)는 디스플레이 장치(10)의 화면을 네 개의 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)로 구분하고, 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 컬러 패턴들이 구분된 네 개의 분할영역(10a, 10b, 10c, 및 10d)를 통해 각각 출력되도록 디스플레이 장치(10)에 신호를 입력할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치(100)는 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출할 수 있다(S200).
구체적으로, 감마 캘리브레이션 장치(100)는 대면 휘도계(121)를 제어하여, 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출할 수 있다. 감마 캘리브레이션 장치(100)는 검출된 2차원 휘도 값들로부터 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색 컬러 패턴들 각각이 출력된 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)에 대응하는 휘도 값들(24a, 24b, 24c 및 24d)만을 분리할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치(100)는 검출된 2차원 휘도 값들과 디스플레이 장치(10)에 입력된 신호를 이용하여, 디스플레이 장치(10)의 RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있다(S300).
구체적으로, 감마 캘리브레이션 장치(100)는 빨간색, 초록색 및 파란색 컬러 패턴들을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(EOTF)에 따라 각각 변환할 수 있다. 감마 캘리브레이션 장치(100)는 전광변환함수(EOTF)에 따라 변환된 값들과, 빨간색, 초록색 및 파란색의 컬러 패턴들이 출력된 각각의 분할영역에 대응하는 휘도 값(24a, 24b 및 24c)이 서로 대응하도록, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션을 수행할 수 있다.
감마 캘리브레이션 장치(100)는 디스플레이 장치(10)의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 재검출할 수 있다(S400). 감마 캘리브레이션 장치(100)가 2차윈 휘도 값을 검출하고, 컬러 패턴들 각각이 출력된 분할영역들(10a, 10b, 10c 및 10d)에 대응하는 휘도 값들(24a, 24b, 24c 및 24d)만을 분리하는 과정은 상술한 바와 동일하므로 중복 기재하지 않는다.
그리고, 감마 캘리브레이션 장치(100)는 검출된 2차원 휘도 값들과 디스플레이 장치(10)에 입력된 신호를 이용하여, RGB 서브 픽셀들에 대하여 기 수행된 감마 캘리브레이션의 결과를 검수할 수 있다(S500).
구체적으로, 감마 캘리브레이션 장치(100)는 하얀색 컬러 패턴을 표현하기 위한 색상 값을 전광변환함수(EOTF)에 따라 변환할 수 있다. 감마 캘리브레이션 장치(100)는 전광변환함수(EOTF)에 의해 변환된 값들과, 재검출된 2차원 휘도 값들 중에서 하얀색의 컬러 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들을 서로 대비하여, RGB 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션 결과를 검수할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 각 구성 요소는 다양한 수단(예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등)에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의해 구현될 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 펌웨어나 소프트웨어에 의해 구현될 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 선정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
디스플레이 장치: 10 감마 캘리브레이션 장치: 100
패턴 제어부: 110 휘도 검출부: 120
감마 조정부: 130 대면 휘도계: 121

Claims (7)

  1. 디스플레이 장치의 화면을 네 개의 분할영역들로 구분하고, 색상 값의 크기가 단계적으로 변화된 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들이 상기 네 개의 분할영역들을 통해 각각 출력되도록 상기 디스플레이 장치에 신호를 입력하는 패턴 제어부;
    2차원 면(surface)의 휘도를 계측할 수 있는 대면 휘도계(2D luminance meter)를 제어하여, 상기 디스플레이 장치의 화면이 포함된 일 영역에 대한 2차원 휘도 값들을 검출하는 휘도 검출부; 및
    상기 휘도 검출부를 통해 검출된 2차원 휘도 값들과 상기 패턴 제어부를 통해 상기 디스플레이 장치에 입력된 신호를 이용하여, 상기 디스플레이 장치의 서브 픽셀들에 대한 감마(gamma) 캘리브레이션을 수행하는 감마 조정부를 포함하여 구성되되,
    상기 감마 조정부는
    상기 하얀색 패턴을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(Electro-Optical Transfer Function, EOTF)에 따라 각각 변환한 값들과, 상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 하얀색 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들을 대비하여, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마 캘리브레이션 결과를 검수하는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은
    상기 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최소 색상 값인 제1 크기부터 상기 디스플레이 장치가 출력할 수 있는 최대 색상 값인 제n 크기까지 색상 값의 크기가 단계적으로 변화되는 복수 개의 소영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 감마 조정부는
    상기 빨간색, 초록색 및 파란색의 패턴들을 표현하기 위한 색상 값들을 전광변환함수(EOTF)에 따라 각각 변환한 값들과, 상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 빨간색, 초록색 및 파란색의 패턴들이 출력된 각각의 분할영역에 대응하는 휘도 값들이 서로 대응하도록, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마를 캘리브레이션하는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 감마 조정부는
    상기 검출된 2차원 휘도 값들 중에서 상기 하얀색 패턴이 출력된 분할영역에 대응하는 휘도 값들이 상기 소영역의 너비 또는 길이 간격마다 단계적으로 증가하거나 또는 감소하지 않는 경우, 상기 서브 픽셀들에 대한 감마 값에 오류가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 감마 조정부는
    상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각의 소영역마다 각 소영역에 대응하는 휘도 값들의 평균 값을 산출하고, 상기 산출된 평균 값과 비교하여 임계 값 이상으로 차이나는 휘도 값을 가지는 하나 이상의 픽셀이 상기 디스플레이 장치의 화면 내에 존재하는지 판단하는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  6. 제2 항에 있어서, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은
    하나의 꼭지점(vertex)이 상기 디스플레이 장치의 화면의 중심에 위치하며 상기 꼭지점과 이격된 변(side)이 상기 화면의 가장자리에 위치하는 삼각형(triangle) 형상을 가지며, 상기 화면의 중심으로부터 멀어질수록 색상 값의 크기가 단계적으로 증가하도록 상기 복수 개의 소영역들이 배치되는 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
  7. 제2 항에 있어서, 상기 빨간색, 초록색, 파란색 및 하얀색의 패턴들 각각은
    제n/2 크기에서 상기 제n 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수보다 상기 제1 크기에서 상기 제n/2 크기 사이의 색상 값을 가지는 소영역들의 개수가 더 많은 것을 특징으로 하는, 감마 캘리브레이션 장치.
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