KR20050080974A

KR20050080974A - 온도변화에 따른 색오차 보정방법 및 장치

Info

Publication number: KR20050080974A
Application number: KR1020040009175A
Authority: KR
Inventors: 안상진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-08-18
Also published as: KR100629534B1; US20050179824A1; CN1655625A; EP1565007A2; EP1565007A3; CN100525465C; US7339631B2

Abstract

본 발명의 색오차 보정장치는, CWIM이 표식된 컬러 휠과, 상기 컬러 휠을 회전시키는 모터와, 상기 모터의 구동을 제어하는 모터구동부와, 상기 CWIM을 센싱하는 CWIM 센서와, 상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 기준으로 영상신호의 동기신호의 위상차를 조정하도록 상기 모터구동부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

그리고 본 발명의 색오차 보정방법은, 회전하는 컬러 휠에 표식된 CWIM을 센싱하는 단계와, 상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 검출하는 단계와, 상기 리딩에지와 영상신호의 동기신호간의 위상차를 검출하는 단계와, 상기 검출된 위상차를 보정하도록 상기 컬러 휠을 회전시키는 모터의 구동을 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

온도변화에 따른 색오차 보정방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF CORRECTING DISCOLORATION DUE TO CHANGE OF TEMPERATURE}

본 발명은 DLP 시스템에 관한 것으로, 특히 온도변화에 따른 색오차 보정방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 영상표시기기는 경량화 및 경박화됨은 물론 대화면화되어 가고 있으며, HDTV(High Definition Television) 방송의 실시와 함께 프로젝션 텔레비전 수상기의 수요도 증가하고 있는 실정이다.

상기 프로젝션 텔레비전 수상기는 화면에 표시되는 영상을 확대하여 스크린에 투사하는 것으로서 사용자에게 대형 화면의 영상을 제공할 수 있다.

상기 프로젝션 텔레비전 수상기는 CRT(Cathode Ray Tube) 프로젝션 텔레비전 수상기와, LCD(Liquid Crystal Display) 프로젝션 텔레비전 수상기와, DLP(Digital Light Processing) 텔레비전 수상기가 있다.

이러한 프로젝션 텔레비전 수상기들 중에서 상기 DLP 프로젝션 텔레비전 수상기는 미국의 "Texas Instruments"에서 개발한 DMD(Digital Mirror Device)를 탑재함으로써, 기존의 TFT(Thin Film Transistor) LCD를 채용한 LCD 프로젝션 텔레비전 수상기의 단점인 픽셀들의 모자이크 현상을 제거하고, 원색의 재현 능력을 향상시킨 것으로, 넓은 시야각과 콘트라스트 비가 높으며, 고휘도로 선명한 대형 컬러 화상을 얻을 수 있어 현재 프로젝션 텔레비전 수상기들 중에서 가장 각광을 받고 있다.

상기 DLP 프로젝션 텔레비전 수상기가 채용하는 DMD는 개별적으로 제어 가능한 약 90만개 이상의 마이크로 미러(Micro Mirror)로 구성되며, 램프(Lamp)로부터의 백색 광(Light Beam)이 RGB 필터가 코딩된 컬러 휠(Color Wheel)을 통과하여 생성된 RGB 원색광이 DMD의 각 픽셀(pixel)의 움직임(±15°)에 따라 만들어진 그레이 스케일 이미지(gray scale image)에 반사되어 스크린에 이미지를 형성한다.

상기와 같이 DLP 시스템의 컬러 휠의 구조 및 동작원리를 도 1을 참조하여 설명한다.

상기 DLP 시스템에 채용되는 컬러 휠(120)은 R,G,B 각각에 대해 2 세그먼트씩 총 6개의 세그먼트로 구성된다. 모터(122)는 상기 컬러 휠(120)을 영상동기신호에 따라 적절하게 회전시킴으로써, 램프로부터의 광이 RGB 광으로 변환되어 출력되게 한다.

상기 컬러 휠(120)의 구동상태를 정확하게 제어하기 위해 상기 컬러 휠(120)에는 컬러 휠 인덱스 신호(Color Wheel Index Signal; 이하 CWIS라 칭함)가 표식되며, 상기 모터(122)에는 상기 CWIS를 센싱하기 위한 센서(124)가 설치된다.

상기 센서(124)가 센싱한 CWIS 센싱신호는 상기 컬러 휠(102)의 회전속도 및 회전상태를 나타내므로, 상기 CWIS 센싱신호와 영상신호의 동기신호간의 위상차를 검출하고, 그 검출 위상차에 따라 상기 모터(122)의 구동상태는 조정함으로써, 상기 컬러 휠(120)은 영상신호의 동기신호에 부합되는 RGB 광을 출력할 수 있게 된다.

이러한 컬러 휠(120)의 실물 사진을 도시한 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 실제 컬러 휠(120)에는 CWMI가 표식되고, 상기 CWMI를 센싱하는 센서(124)가 모터(122)측에 설치된다.

상기한 컬러 휠의 제어과정을 도 4에 도시한 일반적인 DLP 시스템의 구성도를 참조하여 설명한다.

먼저 상기 DLP 시스템을 편이상 광학 엔진부와 데이터 처리부(100)로 구분한다.

상기 데이터 처리부(100)는 마이크로 프로세서(102), 메모리부(104), 데이터 포맷터(106), 위상차 검출부(108), 인덱스 지연설정부(110), PWM 제어신호 발생부(112)로 구성되고, 상기 광학 엔진부는 DMD(114), 프리즘(116), 램프(118), 컬러 휠(120), 모터(122), 센서(124), 모터구동부(126), 프로젝션 렌즈(128), 스크린(130), 발라스트 제어부(132)로 구성된다.

상기 마이크로 프로세서(102)는 상기 DLP 시스템의 광학 엔진부 및 데이터 처리부(100)를 전반적으로 제어하며, 상기 메모리부(104)는 상기 마이크로 프로세서(102)의 처리 프로그램 및 각종 정보를 저장한다.

상기 데이터 포맷터(106)는 영상 데이터와 동기신호를 제공받아, DMD(114)를 구동할 수 있는 형식인 PWM 비트 시퀀스 신호(PWM Bit Sequence Signal)로 인코딩하여 DMD(114)에 제공한다. 상기 DMD(114)의 마이크로 미러는 상기 PWM 비트 시퀀스 신호에 따라 온 또는 오프된다. 상기 DMD(114)의 마이크로 미러는 온 또는 오프상태에 따라 미러의 각도가 ±15°로 움직인다.

상기 램프(118)로부터 발광된 광은 컬러 휠(120)을 통과하여 프리즘(116)에 제공된다. 상기 프리즘(116)은 상기 컬러 휠(120)을 통과한 광을 DMD(114)에 제공하며, 상기 DMD(114)의 마이크로 미러들은 온 또는 오프상태에 따라 상기 프리즘(116)을 통해 제공되는 광을 반사시켜 프로젝션 렌즈(128)에 제공하며, 상기 프로젝션 렌즈(128)는 상기 DMD(114)로부터 제공되는 광을 확대해서 스크린(130)으로 제공하며, 이로서 스크린(130)에 화상이 표시된다. 여기서 상기 마이크로 미러는 온되었을 때에는 상기 프리즘(116)을 통해 반사된 광을 유효 화면내로 반사하고, 오프되었을 때에는 상기 프리즘(116)을 통해 반사된 광을 유효 화면밖으로 반사한다.

상기 발라스트 제어부(132)는 상기 마이크로 프로세서(102)의 제어에 따라 상기 램프(118)에 구동전원을 제공하며, 센서(124)는 포토 센서와 신호변환부 등으로 구성되어, 상기 컬러 휠(120)의 구동상태를 센싱하기 위해 상기 컬러 휠(120)에 표식된 CWIM(Color Wheel Index Mark)를 상기 포토 센서를 통해 센싱하고, 그 센싱한 신호를 상기 신호변환부를 통해 디지털 신호로 변환하여 인덱스 지연 설정부(110) 및 마이크로 프로세서(102)에 제공한다. 여기서 상기 슈미트 인버터(SCHMITT INVERTER; TC7S14F) 등이 채용되곤 하였다.

상기 인덱스 지연 설정부(110)는 상기 센서(124)가 제공하는 CWIM 센싱신호를 마이크로 프로세서(102)의 제어에 따라 지연하여 위상차 검출부(108)에 제공한다.

상기 위상차 검출부(108)는 동기신호와 상기 CWIM 신호를 비교하여 위상차를 검출하고, 그 검출된 위상차를 PWM 제어신호 발생부(112)에 제공한다. 상기 PWM 제어신호 발생부(112)는 상기 위상차 정보를 제공받아, 그 위상차를 보정하기 위한 PWM 제어신호를 생성하여 모터 구동부(126)에 제공한다. 상기 모터 구동부(126)는 상기 컬러 휠(120)을 회전시키는 모터(122)를 구동한다.

이와같이 종래 DLP 시스템은 동기신호와 CWIM 센싱신호간의 위상차를 조정함으로서, 영상신호의 색상이 정확하게 재생되도록 하였다.

그런데 상기 컬러 휠(120)에 표식된 CWIM를 포토센서에 의해 센싱하고, 그 센싱된 신호를 디지털 신호로 변환하는 과정에서 온도변화에 따른 영향을 받는다.

상기 CWIM 센싱신호가 온도변환에 따른 영향을 받음에 따라 내부온도가 변화함에 따라 상기 컬러 휠의 회전 속도 및 위상에 오류가 발생하여 색오차가 야기되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 컬러 휠의 속도 및 위상의 기준이 되는 센싱신호의 특성이 온도변화에 따라 변화함에 따라 색오차가 야기되던 문제를 미연에 방지할 수 있는 온도변화에 따른 색오차 보정방법 및 장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 컬러 휠의 속도 및 위상의 기준이 되는 센싱신호의 특성이 온도변화에 따라 변화함에 따라 색오차가 야기되던 문제를 미연에 방지할 수 있는 온도변화에 따른 색오차 보정방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 본 발명의 색오차 보정장치는, CWIM이 표식된 컬러 휠과, 상기 컬러 휠을 회전시키는 모터와, 상기 모터의 구동을 제어하는 모터구동부와, 상기 CWIM을 센싱하는 CWIM 센서와, 상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 기준으로 영상신호의 동기신호의 위상차를 조정하도록 상기 모터구동부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 컬러 휠의 회전속도 및 위상을 판별하기 위한 CWIM 센싱신호의 기준을 온도에 의해 영향을 적게 받는 리딩에지(leading edge)로 정함으로써, 온도변환에 따른 CWIM 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 해소한다.

또한 본 발명은 DLP 시스템의 내부온도를 센싱하여, 그 내부온도에 따라 컬러 휠의 회전 속도 및 위상을 판별하기 위한 CWI 센싱신호를 보정함으로써, 온도변화에 따라 CWI 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 해소한다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 DLP 시스템의 모터구동장치의 구성을 도 5를 참조하여 설명한다.

상기 모터구동장치는 마이컴(200), 메모리부(202), 온도센서(204), VDP(206), DDP(208), DMD(210), CWIM 센서(212), 모터구동부(214), 모터(216), 컬러 휠(218)로 구성된다.

상기 마이컴(200)은 상기 DLP 시스템을 전반적으로 제어함을 물론이며, 본 발명의 바람직한 제1 및 제2실시예에 따라 CWIM 센싱신호를 조정한다. 즉, 상기 마이컴(200)은 본 발명의 제1실시예에 따라 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 컬러 휠(218)의 기준지점으로 정하도록 DDP(208)를 제어함으로써, 온도변환에 따른 CWIM 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 방지한다.

이러한 본 발명의 제1실시예를 CWIM 센싱신호와 컬러 휠(CW)의 세그먼트의 관계를 도시한 도 6을 참조하여 좀더 설명한다.

상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지는 컬러 휠(218)의 R 세그먼트의 시작위치에 대응되며, 상기 리딩에지는 트레이링 에지에 비해 온도변화에 따른 영향을 적게 받는다. 이에 상기 마이컴(200)은 상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 컬러 휠(218)의 기준지점으로 정하도록 DDP(208)를 제어함으로써, 온도변환에 따른 CWIM 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 방지한다.

또한, 상기 마이컴(200)은 본 발명의 제2실시예에 따라 상기 온도센서(204)가 제공하는 온도센싱신호에 대응되는 내부온도정보를 상기 DDP(208)에 제공하며, 상기 DDP(208)는 상기 제2실시예에 따라 상기 내부온도정보에 대응되게 상기 CWIM 센서(212)가 제공하는 CWIM 센싱신호를 조정함으로써, 상기 CWIM 센싱신호가 온도에 따라 변화되는 것을 보상한다. 여기서, 상기 온도에 따른 CWIM 센싱신호의 변화량에 대한 정보는 실험 등을 통해 얻어지며, 그 정보는 미리 저장된다.

상기 온도센서(204)는 상기 DLP 시스템의 내부온도를 센싱하고, 그 센싱정보를 상기 DDP(208)에 제공한다.

상기 VDP(206)는 비디오 소스로부터 제공되는 비디오 데이터에 대한 여러가지 신호 처리를 수행하며, 그 신호 처리된 비디오 데이터를 DLP 드라이버의 제어장치인 DDP(208)에 제공한다.

상기 DDP(208)는 상기 VDP(206)가 제공하는 영상신호(YCbCr)를 RGB로 분해하여 AD 변환하고, 각 픽셀을 RGB 값으로 분해하여 DMD(210)를 구동할 수 있는 데이터로 변환한다. 이후 상기 DDP(208)는 컬러 휠(218)을 통과한 RGB 광이 DMD(210)에 주사되는 시점에 일치시켜 각 색에 대한 픽셀 값에 따라 DMD(210)를 온 또는 오프한다.

또한 상기 DDP(208)는 동기신호와 CWIM 검출신호간의 위상차를 검출하고, 그 위상차를 보정토록 모터구동부(202)를 제어한다. 상기 DDP(208)는 상기 마이컴(200)의 제어에 따라 CWIM 센싱신호의 기준시점을 리딩에지로 정하거나, 내부온도정보에 따라 상기 CWIM 센싱신호를 조정한다.

상기 CWIM 센서(212)는 상기 모터(200)에 설치되어, 컬러 휠(218)에 표식된 CWIM을 센싱하고, 그 센싱신호를 상기 DDP(208)에 제공한다.

상기 모터(216)는 3상 DC 모터로서 컬러 휠과 연결되어 상기 컬러 휠(218)을 회전시킨다. 상기 모터(216)의 구동을 제어하는 모터구동부(214)는 상기 DDP(208)의 제어에 따라 상기 3상 DC 모터(216)의 3단자로 인입되거나 인출되는 전류방향을 균형있게 조절하여 모터(216)가 일정하게 회전하게 한다.

여기서, 상기 본 발명의 제2실시예에 따른 CWIM 센싱신호 조정과정을 도 6 및 도 7을 참조하여 좀더 설명한다.

상기 온도센서(204)가 내부온도를 센싱한 온도센싱신호를 마이컴(200)에 제공하면(300단계), 상기 마이컴(200)은 온도센싱신호에 대응되는 내부온도가 정상온도범위에서 벗어나는지, 혹은 내부온도가 급격하게 변동하였는지를 체크한다(302단계). 상기 내부온도가 정상온도범위를 벗어났거나 내부온도가 급격하게 변동하였으면, 상기 마이컴(200)은 내부온도에 대한 정보를 DDP(208)에 제공한다(304단계). 만일 상기 내부온도가 정상온도범위에서 벗어나지도, 급격하게 변동하지도 않았다면, 상기 마이컴(200)은 정상온도임을 나타내는 정보를 DDP(208)에 제공한다(306단계).

한편, DDP(208)는 상기 마이컴(200)이 내부온도에 대한 정보를 제공하는지를 체크한다(400단계). 상기 DDP(208)는 상기 마이컴(200)이 내부온도에 대한 정보를 제공하면, 그 내부온도에 대응되게 CWIM 센싱신호를 조정한다(402단계).

상기 내부온도에 대응되게 CWIM 센싱신호를 조정하는 것은, 미리 정의된 보상함수를 이용하거나, 내부온도별 테이블을 이용할 수도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 컬러 휠의 속도 및 위상의 기준이 되는 센싱신호의 특성이 온도변화에 따라 변화함에 따라 색오차가 야기되던 문제를 미연에 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 컬러 휠의 속도 및 위상의 기준이 되는 센싱신호 중 온도변화에 따른 변화가 적은 부분을 이용토록 함으로써, 온도변화에 따른 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 해소할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 컬러 휠의 회전속도 및 위상의 기준이 되는 센싱신호를 내부온도에 따라 조정함으로써, 온도변화에 따라 CWI 센싱신호의 변화에 기인한 색오차를 해소할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 DLP 시스템의 구성도.

도 2는 컬러 휠의 구도를 간략히 도시한 도면.

도 3 및 도 4는 실제 컬러 휠을 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도변화에 따른 색오차 보정장치의 구성도.

도 6은 CWIM 센싱신호와 컬러 휠 세그먼트간의 관계를 도시한 도면.

도 7은 도 5의 마이컴의 처리 흐름도.

도 8은 도 5의 DDP의 처리 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

200 : 마이컴

202 : 메모리부

204 : 온도 센서

206 : VDP

208 : DDP

210 : DMD

212 : CWI 센서

214 : 모터구동장치

Claims

DLP 시스템에서 온도변화에 따른 색오차 보정장치에 있어서,

CWIM이 표식된 컬러 휠과,

상기 컬러 휠을 회전시키는 모터와,

상기 모터의 구동을 제어하는 모터구동부와,

상기 CWIM을 센싱하는 CWIM 센서와,

상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 기준으로 영상신호의 동기신호의 위상차를 조정하도록 상기 모터구동부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정장치.
DLP 시스템에서 온도변화에 따른 색오차 보정장치에 있어서,

CWIM이 표식된 컬러 휠과,

상기 컬러 휠을 회전시키는 모터와,

상기 모터의 구동을 제어하는 모터구동부와,

상기 CWIM을 센싱하는 CWIM 센서와,

상기 DLP 시스템의 내부온도를 센싱하는 온도센서와,

상기 온도센서가 센싱한 내부온도에 대응되게 상기 CWIM 센싱신호를 보정하고, 그 보정된 CWIM 센싱신호와 영상신호의 동기신호의 위상차를 조정하도록 상기 모터구동부를 제어하는 제어부로 구성됨을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정장치.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 상기 CWIM 센싱신호를 미리 정의된 테이블 또는 보정함수에 따라 보정함을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정장치.
DLP 시스템에서 온도변화에 따른 색오차 보정장치에 있어서,

회전하는 컬러 휠에 표식된 CWIM을 센싱하는 단계와,

상기 CWIM 센싱신호의 리딩에지를 검출하는 단계와,

상기 리딩에지와 영상신호의 동기신호간의 위상차를 검출하는 단계와,

상기 검출된 위상차를 보정하도록 상기 컬러 휠을 회전시키는 모터의 구동을 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정방법.
DLP 시스템에서 온도변화에 따른 색오차 보정장치에 있어서,

회전하는 컬러 휠에 표식된 CWIM을 센싱하는 단계와,

상기 DLP 시스템의 내부온도를 센싱하는 단계와,

상기 내부온도에 따라 상기 CWIM 센싱신호를 조정하는 단계와,

상기 조정된 CWIM 센싱신호와 영상신호의 동기신호간의 위상차를 검출하는 단계와,

상기 검출된 위상차를 보정하도록 상기 컬러 휠을 회전시키는 모터의 구동을 제어하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정방법.
제5항에 있어서,

상기 CWIM 센싱신호는 미리 정의된 테이블 또는 보정함수에 따라 보정됨을 특징으로 하는 온도변화에 따른 색오차 보정장치.