KR20010010195A - 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부 조도 적응적 칼라매칭장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 모니터 주변의 외부 조도를 검출하기 위한 조도검출수단과, 검출된 조도 검출신호에 응답하여 세팅된 모니터/프린터 칼라 매칭값을 조정하는 칼라조정수단과, 조정된 모니터/프린터 칼라 매칭값에 응답하여 프린터의 칼라를 모니터의 스크린 상에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어하는 프린터 칼라 제어수단을 포함한다.

따라서, 본 발명에서는 주변 조도에 따라 모니터의 초기 갬뮤트를 조정함으로써 스크린 상에 디스플레이되는 색상이 인간의 눈에 지각되는 그대로 프린팅 출력된다.

Description

외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치 및 방법{Color matching Apparatus and Method between Monitor and Printer according to variation of ambient brightness}

본 발명은 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 외부 조도에 응답하여 프린터 칼라 매칭를 자동으로 매칭시킬 수 있는 칼라 TFT-LCD 모니터의 칼라매칭장치 및 방법에 관한 것이다.

최근에 칼라 TFT-LCD 모니터의 제조기술의 향상으로 18인치 또는 20인치 등의 대형화 추세로 데스크 타입 컴퓨터의 모니터도 CRT 타입에서 LCD 타입으로 서서히 전환되고 있다. CRT 모니터는 전자빔에 의한 자체 발광으로 휘도 특성이 좋으나 CRT의 구조상 데스크의 공간을 많이 차지한다는 문제점이 있다.

그러나, LCD 모니터는 평판으로 제작이 가능하므로 데스크 상에서 설치가 용이하다는 점과, CRT에 비하여 눈의 피로도가 덜하다는 장점이 있으나. 자체 발광 방식이 아니고 백라이트 또는 외부광의 반사광으로 디스플레이되므로 CRT에 비하여 휘도가 떨어진다는 문제가 있다. 따라서, LCD 모니터의 스크린 상의 색상은 외부 광원 또는 주변의 조도의 영향을 많이 받게 된다.

CRT 모니터는 오랜 기간동안 디스플레이로 사용되어 왔으므로 CRT 모니터에 대한 디스플레이 특성 연구가 활발히 이루져 있으나, 최근에 디스플레이로 상용화가 이루어진 LCD 모니터에 대해서는 아직 충분히 연구되지 못하고 있는 실정이다.

또한, 최근에는 컴퓨터를 이용한 칼라 디자인 등의 분야가 활발해지고 인터넷을 통한 전자 상거래가 이루어짐에 따라 모니터 상에서 색상을 보고 선택하거나 칼라 디자인을 결정하여야 하는 빈도수가 증가됨에 따라 이들 색 재현 장치들 간의 칼라 매칭기술이 매우 중요하게 인식되고 있다.

따라서, CRT 모니터의 경우에는 윈도우 운영체제 상에서 모니터의 색상을 조정하고 프린터와 칼라매칭을 설정할 수 있는 칼라 매칭 관리(CMM : Color Matching Managment)기능들을 채택하고 있다. 이러한 CMM방식은 모니터의 칼라 갬뮤트(gamut)와 프린터의 칼라 갬뮤트가 서로 다르기 때문에 모니터와 프린터의 칼라 갬뮤트가 서로 매칭되도록 칼라 공간변환을 수행하는 방식이다.

CRT 모니터에 있어서 주변 조도에 관계없이 항상 균일한 칼라연출이 되도록 색을 조정하는 기술이 Apple Comuter사의 미국특허 5,786,803, 5,670,985, Sonnetech 사의 미국특허 5,638,117에 개시되어 있다.

5,638,117 특허에서는 사용자가 칼라매칭카드를 모니터의 스크린 상에 부착하고 부착된 칼라매칭카드와 스크린 상의 색상을 눈으로 인지하면서 밝기, 콘트라스트, RGB 감마, 화이트 포인트, 블랙 포인트 등의 파라메터를 조절하는 방식이다.

그러나, 이 특허는 CRT가 사용되는 공간에서 주어진 특정 조도에서 사용자가 수동으로 여러 가지 파라메터를 조정하는 방식이므로 CRT의 사용 공간의 조도 및 광원이 바뀌게 되면 칼라조정을 다시 해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 칼라매칭카드를 스크린 상에 부착시 잘 부착되도록 하기 위하여 스크린 상의 먼지나 때를 제거하는 번거로움이 있고 부착된 카드를 제거하는 과정에서 사용자의 지문 등이 스크린 상에 묻게 되므로 조정 후에는 스크린을 개끗하게 닦아 주어야 하는 번거로움이 있다.

본 발명의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 조도검출센서에 의해 모니터 주변의 조도를 검출하여 검출된 조도에 응답하여 자동으로 모니터의 칼라를 매칭시키고, 이러한 주변 조도 변화에 대응하여 프린터와 칼라매칭을 인터랙티브하게 자동으로 재조정할 수 있는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 외부 조도에 응답하여 백라이트의 밝기를 조절함으로써 백라이트의 수명연장 및 소비전력을 절감시킬 수 있는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 컴퓨터 시스템의 모니터와 프린터의 칼라매칭방법을 설명하기 위한 도면.

도 2는 본 발명에 의한 컴퓨터 시스템의 모니터와 프린터의 칼라매칭방법을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 의한 외부 조도 적응적 칼라매칭기능을 가진 LCD 모니터의 콘트롤러의 구성을 나타낸 블록도.

도 4는 텔레비젼 방송방식과 대표적인 잉크와 염료의 칼라 갬뮤트를 나타낸 CIE 1931 색도 다이어그램.

도 5는 본 발명에 의한 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭방법을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명에 의한 외부 조도에 따른 모니터의 색역을 조정하는 과정을 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 칼라 프린터 20, 50 : 컴퓨터

30 : 모니터 40 : 조도센서

52 : 아날로그 디지털 변환기 54 : 프레임 버퍼

56 : 메모리 58 :제어로직부

60 : 버스 62 : 마이크로 프로세서

64 : LCD 제어부 66 : 백라이트 제어부

68 : 조도센서 70 : LCD 구동부

72 : LCD 패널 74 : 백라이트

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 장치는 모니터 주변의 외부 조도를 검출하기 위한 조도검출수단과, 검출된 조도 검출신호에 응답하여 세팅된 모니터/프린터 칼라 매칭값을 조정하는 칼라조정수단과, 조정된 모니터/프린터 칼라 매칭값에 응답하여 프린터의 칼라를 모니터의 스크린 상에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어하는 프린터 칼라 제어수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

칼라조정수단은 조도검출신호에 응답하여 대응하는 광원 갬뮤트(Gamut)를 발생하고, 상기 모니터의 초기 갬뮤트를 상기 발생된 광원 갬뮤트로 대치한다. 프린터 칼라제어수단은 상기 대치된 광원 갬뮤트와 프린터의 갬뮤트를 매칭시킨다.

여기서, 모니터는 TFT-LCD, PDP, FED 또는 평판 디스플레이인 것이 바람직하다.

본 발명의 방법은 모니터 주변의 외부 조도에 대응한 복수의 광원 갬뮤트들을 마련하는 단계와, 특정 조도 조건에서 모니터의 초기 갬뮤트를 설정하는 단계와, 모니터 주변의 외부 조도를 검출하는 단계와, 상기 검출된 조도 검출신호에 응답하여 상기 마련된 복수의 광원 갬뮤트 중 대응하는 광원 갬뮤트를 선택하는 단계와, 상기 선택된 광원 갬뮤트와 프린터의 갬뮤트를 매칭시켜서 프린터의 칼라를 모니터의 스크린에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 색역(Color Gamut) 사상(Mapping)이란 장치들간의 색역의 차로 인하여 색역이 넓은 장치의 칼라 영상을 색역이 좁은 장치로 재현하면 좁은 장치의 색역 밖에 놓이는 색이 원래의 정확한 색으로 재현되지 않기 때문에 색역 밖의 색을 색역의 안쪽으로 처리해 색의 차를 줄이는 것을 말한다.

모니터와 프린터의 색역사상시 밝기값의 범위 조정으로 인한 원영상과의변형을 보상하면서도 채도값을 클리핑하는 영상의존 색역사상방식 등이 이용될 수 있다. 이 방식은 칼라영상의 밝기 값을 프린터의 색역 범위안으로 조정하는 정도, 조정되어진 모니터 색역의 경계치, 그리고 색역간의 포함유무에 따라 색역 사상을 할 때 일정 색각도의 닻점을 달리 설정하고 어두운 영역에 있어서 밝기값을 유지하면서 색역을 클리핑하여 사상된 프린터의 색역 밖의 색은 밝기값 범위 조정전의 색에 더 가까워지고 어두운 영역의 변화를 줄여 전체 출력영상의 대비를 높여 주게 되므로 모니터의 스크린 상의 색과 많이 일치하게 될 것이다.

즉, 인간은 물체에서 반사되는 빛 에너지에 기반을 두어 주위 광원의 효과를 상쇄시켜 물체의 고유색을 인지한다. Hering은 인간이 물체를 바라보는 초기단계에서 광원의 변화를 효과적으로 상쇄시키는 어떠한 기계적인 작용이 있다고 주장한다. 이것을 인간의 시각적응 또는 칼라 항상성이라 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 일반적인 컴퓨터 시스템의 CRT 모니터와 프린터의 칼라매칭방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서, 프린터(10)는 컴퓨터(20)으로부터 제공된 칼라 영상 데이터를 입력하여 칼라 영상을 프린팅 출력한다. CRT 모니터(30)는 컴퓨터(20)으로부터 제공된 칼라 영상을 스크린 상에 디스플레이한다.

CRT 모니터의 주변 조도 또는 광원이 바뀌게 되면 광원으로부터 스크린 상에 조사된 직접광이 스크린 상에서 반사되는 정도도 변하게 되므로 시각적으로 인식되는 칼라영상의 색상도 바뀌게 된다.

통상적으로 CRT 모니터는 사용 초기에 조정시의 특정 조도 하에서 색상조정이 되었으므로 초기 색역이 설정되어 있다. 그러나. 현재의 조도가 조정시의 조도와 달리진 경우에는 모니터의 색역, 즉 현재 사용의 눈에 인지되는 색역은 다르게 된다. 그러므로, 초기 색역에 기초하여 프린터의 색역으로 사상하게 되면 현재의 눈에 인지되는 색역이 변화되어 있으므로 프린트된 색상과 스크린상에서 인지된 색상이 서로 다르게 보이게 된다.

도 2는 본 발명에 의한 컴퓨터 시스템의 모니터와 프린터의 칼라매칭방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서는 프린터(10)는 컴퓨터(20)으로부터 제공된 칼라 영상 데이터를 입력하여 칼라 영상을 프린팅 출력한다. TFT-LCD 모니터(32)는 컴퓨터(20)으로부터 제공된 칼라 영상을 스크린 상에 디스플레이한다. TFT-LCD 모니터(32)에 조도검출센서(40)를 설치하고 모니터 주변의 조도 변화를 조도검출센서를 통하여 검출하고 검출된 조도 변화에 대응하여 모니터의 초기색역을 보정한다. 따라서, 보정된 모니터의 색역을 프린터의 색역으로 사상함으로서 현재 조도 항에서 눈으로 인지하는 칼라와 매칭된 프린터 출력을 얻을 수 있다. 즉, 눈에 보이는 그대로의 칼라영상을 프린트 출력함으로써 사용자가 컴퓨터를 통한 칼라 영상을 보이는 그대로 느낄 수 있게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 외부 조도 적응적 칼라매칭기능을 가진 LCD 모니터의 콘트롤러의 구성을 나타낸다. 도 3에서 컴퓨터 또는 시스템(50)에서는 RGB신호를 LCD 콘트롤러에 제공하고 USB(Universal Standard Bus)를 통하여 모니터의 조정된 색역정보를 제공받는다.

LCD 콘트롤러는 아날로그 디지털 변환기(52), 프레임 버퍼(54), 메모리(56), 제어로직(58), 마이크로프로세서(62), LCD 제어부(64), 백라이트 제어부(66), 조도센서(68), LCD 구동부(70)를 포함한다.

아날로그 디지털 변환기(52)에서는 컴퓨터(50)로부터 제공된 RGB 신호를 소정 샘플링 주파수로 샘플링하여 디지털 영상 데이터를 출력한다. 변환기(52)는 PLL(Phase Lock Loop)방식으로 샘플링 주파수를 제어한다. 샘플링 주파수는 모니터의 수빅 및 수평 해상도에 따라 결정된다.

프레임 버퍼(54)는 디지털 영상 데이터를 프레임 단위, 즉 한 화면분씩 선입선출방식으로 입력하고 출력한다.

마이크로 프로세서(62)는 프레임 버퍼(54), 메모리(56), 제어로직(58), LCD 제어부(64), 백라이트 제어부(66)와 버스(60)을 통하여 서로 연결된다. 마이크로 프로세서(62)는 메모리(56)에 설치된 LCD 제어 알고리즘에 따라 각 부를 제어하여 LCD를 제어한다. 또한, 마이크로 프로세서(62)는 메모리(56)에 설치된 본 발명의 외부 조도 적응적 칼라매칭알고리즘을 수행하여 외부 조도변화에 따른 모니터의 색역을 보정한다.

LCD 제어부(64)는 마이크로프로세서(62)의 제어 하에 제공된 영상 데이터를 LCD구동부(70)에 제공하여 LCD 판넬(72)을 제어하고 USB를 통하여 컴퓨터(50)과 인터랙티브하게 칼라매칭 데이터를 교신한다.

조도검출센서(68)는 광검출센서로 모니터주변의 조도변화를 검출한다.

조도검출신호는 백라이트 제어부(66)에 제공되어 주변 조도에 따른 백라이트의 밝기를 제어한다. 즉, 주변 조도가 어두우면 백라이트의 밝기를 세게하고 주변조가 밝으면 백라이트의 밝기를 약하게 하여 스크린의 밝기를 일정하게 유지한다. 이와 같이 백라이트의 밝기를 주변 조도변화에 응답하여 제어함으로써 백라이트의 수명을 연장시킬 수 있고 소모전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 조도검출신호는 버스(60)를 통하여 마이크로 프로세서(62)에 전달되고 마이크로 프로세서(62)에서는 조도검출신호에 응답하여 메모리(56)으로부터 미리 마련된 광원에 대응한 색역값을 불러다가 설정된 초기 색역값과 대치시킨다.

광원 및 조도에 따른 모니터 색역값은 다음 표와 같이 작성되어 메모리에 저장된다.

광원	조도	색역	비고
형광등	매우 밝음	GMT1
	보통	GMT2	초기색역
	어두움	GMT3
백열등	매우 밝음	GMT4
	보통	GMT5
	어두움	GMT6
흐린날자연광	매우 밝음	GMT7
	보통	GMT8
	어두움	GMT9
맑은날자연광	매우밝음	GMT10
	보통	GMT11
	어두움	GMT12

상기 광원에 따른 칼라 색역의 모델링은 IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 0162-8828/9605.00, 1996 IEEE, Vol.18, No.10: October 1996,pp.1034-1038에 개시되어 있다.

따라서, 형광등 보통 상태에서 초기 색역을 설정하였다면 현재 형광등 아주 밝기 상태에서는 눈에 보이는 칼라가 달라지게 되는 바, 프린터에 칼라매칭을 위하여 초기 색역 GMT2를 GMT1로 변경하여야 한다. 본 발명에서는 조도검출신호에 의해 광원과 조도를 판단하고 판단된 결과에 응답하여 대응되는 색역이 선택되어 칼라매칭에 사용되게 된다. 그러므로, 주변 조도변화에 응답하여 최적의 색역이 자동으로 결정되어 프린터 칼라매칭에 사용되므로 현재 눈에 보이는 그대로의 색상에 근접된 프린트 출력을 얻을 수 있다.

도 4는 텔레비젼 방송방식과 대표적인 잉크와 염료의 칼라 갬뮤트를 나타낸 CIE 1931 색도 다이어그램이다.

도 5는 본 발명에 의한 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭방법을 설명하기 위한 플로챠트이다.

먼저, 메이커에서 광원을 바꾸어 가면서 모니터 주변의 외부 조도에 대응한 복수의 광원 갬뮤트들을 상술한 〈표1〉과 같이 측정하여 메모리 상에 테이블로 작성하여 저장한다(100).

이어서, 사용자가 특정 조도 조건에서 모니터의 초기 갬뮤트를 설정한다. 〈표1〉에 도시한 것처럼 형광등의 보통상태에서 초기 색역을 설정한 경우에는 GMT2가 초기 색역으로 설정되게 된다(102).

이와 같이, 초기 색역이 설정된 상태에서 모니터의 주변 조도 또는 광원이 바귀게 되면 이를 조도 검출센서에서 검출한다(104).

마이크로 프로세서에서는 검출된 조도 검출신호에 응답하여 상기 메모리에 마련된 복수의 광원 갬뮤트 중 대응하는 광원 갬뮤트를 선택한다(106).

도 6에 도시한 바와 같이, 선택된 광원 갬뮤트(82)는 LCD 제어부의 USB를 통하여 컴퓨터에 전달되고 컴퓨터에서는 운용체계인 윈도우 상에 마련된 CMM 프로그램을 수행하여 선택된 광원 갬뮤트(82)와 프린터의 갬뮤트(80)를 매칭시켜서 프린터의 칼라를 모니터의 스크린에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어한다. 따라서, 초기 색역(84)에서 조정된 색역(82)로부터 프린터 색역(80)으로 사상됨으로써 보다 눈으로 인지된 칼라와 유사한 칼라로 프린팅 출력되게 된다(108).

이상, 설명한 바와 같이 본 발명에서는 모니터 주변의 광원 및 조도에 응답하여 모니터의 색역을 보정하고 보정된 색역에 의해 모니터의 색역을 프린터의 색역으로 사상함으로써 자동으로 보정하여 모니터 주변의 밝기에 따라 눈으로 느끼는 그대로를 프린팅 출력할 수 있다. 이와 같은 프린팅 출력은 사용자가 있는 그대로를 느낄 수 있으므로 스크린 상에서 색 표현을 보다 현실적으로 접근하여 선택하거나 결정할 수 있으므로 칼라 디자이너 및 웹 디자이너들에게 컴퓨터 상에서 색조정을 보다 용이하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 백라이트의 구동을 조도검출신호에 응답하여 밝으면 약하게 구동하고 어두우면 세게 구동함으로서 백라이트의 수명을 연장시킬 수 있고 모니터의 전력소모를 감소시킬 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 모니터 주변의 외부 조도를 검출하기 위한 조도검출수단;

   상기 검출된 조도 검출신호에 응답하여 세팅된 모니터/프린터 칼라 매칭값을 조정하는 칼라조정수단; 및

   상기 조정된 모니터/프린터 칼라 매칭값에 응답하여 프린터의 칼라를 모니터의 스크린 상에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어하는 프린터 칼라 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 칼라조정수단은

   상기 조도검출신호에 응답하여 대응하는 광원 갬뮤트(Gamut)를 발생하고, 상기 모니터의 초기 갬뮤트를 상기 발생된 광원 갬뮤트로 대치하는 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 프린터 칼라제어수단은 상기 대치된 광원 갬뮤트와 프린터의 갬뮤트를 매칭시키는 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 조도 검출신호에 응답하여 백라이트의 밝기를 자동으로 제어하는 백라이트 제어부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 모니터는 TFT-LCD, FED, PDP 또는 평판 디스플레이장치인 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭장치.
6. 모니터 주변의 외부 조도에 대응한 복수의 광원 갬뮤트들을 마련하는 단계;

   특정 조도 조건에서 모니터의 초기 갬뮤트를 설정하는 단계;

   상기 모니터 주변의 외부 조도를 검출하는 단계;

   상기 검출된 조도 검출신호에 응답하여 상기 마련된 복수의 광원 갬뮤트 중 대응하는 광원 갬뮤트를 선택하는 단계; 및

   상기 선택된 광원 갬뮤트와 프린터의 갬뮤트를 매칭시켜서 프린터의 칼라를 모니터의 스크린에 디스플레이된 칼라와 매칭되도록 제어하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 외부 조도 적응적 모니터/프린터 칼라매칭방법.