KR20070028894A

KR20070028894A - 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형디스플레이 장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20070028894A
Application number: KR1020050083654A
Authority: KR
Inventors: 김민철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2005-09-08
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2007-03-13

Abstract

본 발명은 램프 밝기에 따라 변화되는 광원 색온도를 감지하고, 최적의 색온도 값으로 보정함으로써, 사용자에게 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명은 램프(lamp)의 사용시간을 계산하여, 저장하는 메모리부와, 상기 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단하는 램프 밝기 계산부와, 상기 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 제공한다. 따라서, 본 발명에 의하면 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있는 효과가 있다.

색온도, 화이트 밸런스(White Balance)

Description

램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법 {The projection TV for having the function of compensating color temperature according to the lifetime of lamps and method for controlling the same}

도 1 은 종래 기술에 따른, 투사형 디스플레이 장치의 W/B 제어부를 도시한 블록도

도 2 는 램프 사용시간에 따른, 램프의 밝기 변화를 예시한 그래프

도 3 은 본 발명에 따른, 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도시한 블록도

도 4a 는 CIE 1931 색도표(Chromaticity Diagram)를 도시한 그래프

도 4b 는 CIE 1931 색도표에서 기준 색온도, 현재 램프의 색온도를 예시한 그래프

도 5 는 본 발명에 따른, 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 도시한 흐름도(플로우 차트)

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

101,301:투사형 디스플레이 장치

102,302:W/B 제어부 103:디스플레이부

303:메모리부 304:램프 밝기 계산부

305:CIE x,y 변환부 306:가중치 계산부

본 발명은 투사형 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

디스플레이 장치에 있어서, 사용자들에게 시각적 정보를 효과적이고, 쾌적하게 제공하기 위해서는 디스플레이 자체의 성능도 중요하지만, 디스플레이된 정보가 일정한 색온도를 유지하는 것이 중요하다.

상기 요소들을 종합적으로 잘 조화시킬 때, 최종적으로 사용자가 느끼는 색감이 최적으로 구현될 수 있을 것이다. 특히, 배면투사형태인 프로젝션 TV는 색온도의 차이에 따라, 색감 차이가 크게 발생할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른, 투사형 디스플레이 장치의 W/B 제어부를 도시한 블록도이다. 이하, 도 1을 참조하여, 종래 기술에 따른 투사형 디스플레이 장치에서 색온도를 제어하는 신호흐름을 설명하면 다음과 같다.

투사형 디스플레이 장치(101)의 W/B 제어부(102)로 고정된 파라미터(parameter)값이 인가될 수 있다.

다만, 여기서 상기 파라미터 값은 R(Red), G(Green), B(Blue), W(White) 등 원색(Primary Color)에 대한 CIE 색좌표 및 밝기 정보를 의미할 수 있다.

상기 W/B 제어부(102)로 상기 고정된 파라미터 값이 인가되는 이유는, 종래에는 램프 사용시간에 따라 램프의 밝기가 변화되는 것을 고려하지 않고, 상기 투사형 디스플레이 장치(101)의 초기 생산과정 중, 측정한 파라미터 값만이 상기 W/B 제어부(102)로 전송되었기 때문이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 램프들은 모두 수명이 있기 때문에, 사용시간에 따라 밝기가 감소될 수 밖에 없다. 예를 들어, 램프 중에서, Phlips 120W 1.0 E23 램프의 경우에는 8000시간 후, 최초 밝기의 약 50%까지 밝기가 감소된다.

그리고, 상기 W/B 제어부(102)는 상기 초기 측정된 고정 파라미터 값을 이용하여, 색온도를 보정하고, 상기 보정된 색온도에 따른 화면이 디스플레이부(103)를 통해 출력되도록 제어한다.

그러나, 상술한 종래의 투사형 디스플레이 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.

램프를 포함하는 투사형 디스플레이 장치를 사용할 수록, 램프의 밝기는 감소되는 바, 정상상태의 화이트 밸런스(White Balance)를 벗어나게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기저장된 램프의 사용시간을 이용하여, 화이트 밸런스를 조정함으로써, 일정한 색 온도의 화면이 디스플레이될 수 있는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 램프(lamp)의 사용시간을 계산하여, 저장하는 메모리부와, 상기 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단하는 램프 밝기 계산부와, 상기 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 제공한다.

상기 가중치 계산부는, 상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다.

상기 투사형 디스플레이 장치는, 상기 색온도 보정 기능을 소정의 주기마다 반복하는 것이 바람직하다.

상기 소정의 주기는, 1 시간 단위일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 램프(lamp)의 사용시간을 계산하여, 저장하는 단계((a) 단계)와, 상기 저장된 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단하는 단계((b) 단계)와, 상기 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환하는 단계((c) 단계)와, 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 단계((d) 단계)와, 그리고 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 단계((e) 단계)를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 제공한다.

상기 (d) 단계는, 상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다.

상기 (b), (c), (d), 그리고 (e) 단계들은, 소정의 주기마다 반복하는 것이 바람직하다.

상기 소정의 주기는, 1 시간 단위일 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 램프 밝기에 따라 변화되는 광원 색온도를 감지하고, 최적의 색온도 값으로 보정함으로써, 사용자에게 보다 선명한 화면을 제공할 수 있는 효과가 있다.

이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른, 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도시한 블록도이다. 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 구성요소간 신호흐름을 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 보는 바와 같이 본 발명의 주요한 구성요소를 중심으로 도시하였으며, 투사형 디스플레이 장치에서 일반적인 방송신호를 수신하여 디스플레이 하는 기본적 구성 요소 및 신호흐름은 생략하였다. 그러나 상기 기본적 구성요소에 대한 도시 및 상세한 설명이 생략되어 있어도, 당업자라면 이러한 생략에도 불구하고 본 발명인 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치를 도 3을 통해 이해할 수 있다.

투사형 디스플레이 장치(301)는 본 발명이 구현되는 장치로써, 후술할 구성요소들을 포함한다. 다만 상기 투사형 디스플레이 장치(301)에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어, 상기 투사형 디스플레이 장치는 LCD 프로젝션 TV, DLP 프로젝션 TV, LCoS 프로젝션 TV 등을 포함할 수도 있다 할 것이다.

메모리부(303)는 상기 투사형 디스플레이 장치(301) 램프의 사용시간을 계산하여, 상기 사용시간을 저장해 둘 수 있다. 상기 메모리부(3030)에는 특별한 제한이 없으며, 플래쉬(flash) 메모리 등이 될 수 있다.

램프 밝기 계산부(304)는 상기 메모리부(303)에 저장된 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 램프 사용시간에 따른 밝기 감소를, 실험 데이터 등을 통하여 관측할 수 있다.

그리고, 상기 램프 밝기 계산부(304)는 상기 판단된 램프의 밝기 변화를 CIE(Commission Internationale de I'Eclairage, 국제 조명 위원회) x,y 변환부(305)로 전송할 수 있다.

다만, 여기서 상기 CIE는, 측광(測光)과 측색(測色)에 관한 국제적 결정을 하는 기관을 의미한다.

상기 램프의 밝기 변화는 X, Y, Z로 표현될 수 있는데, 예를 들어,

X = ∫I(λ)x(λ)dλ

Y = ∫I(λ)y(λ)dλ

Z = ∫I(λ)z(λ)dλ

로 표현할 수 있다. 다만, 여기서 상기 λ는 빛의 파장이며, 상기 I는 인간의 눈에 들어오는 빛의 분광함수로, 밝기에 비례하는 값이다. 그리고, 상기 x,y,z는 색에 대한 인간의 감각량을 정량적으로 나타내기 위한 컬러 매칭(color matching) 함수에서 빛의 파장에 대한 R,G,B 분포곡선이다.

또한, 상기 Y는 휘도(Luminance)와 일치하며, X는 R(Red)색, Y는 G(Green)색, Z는 B(Blue)색의 포함 정도를 나타내는 값과 근사하다고 할 수 있다.

상기 CIE x,y 변환부(305)는 상기 램프 밝기 계산부(304)로부터 전달된 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환할 수 있다. 밝기와 관계없는 색의 정보(색도/Chromaticity)를 나타내기 위해 다음과 같은 계산식으로 2차원 평면상의 (x, y)를 계산할 수 있다.

x =

y =

가중치 계산부(306)는 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다. 상기 CIE x,y 좌표는 색상(color)을 나타내기 위해 상기 램프 밝기 계산부(304)에서 환산한 값을 의미하고, 상기 색온도는 흑체(Black Body)를 가열했을 때, 나타나는 색상(color)과 온도를 매칭(matching)시켜서 표현하는 방법이다.

다만, 여기서 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하는 방법은 도 4a의 그래프에서, CIE x좌표와 y좌표가 만나는 지점에 표시된 색온도값을 읽어 내는 것이다. 도 4a는 CIE 1931 색도표를 도시한 그래프로서, 상기 CIE 1931은, 국제 조명 위원회(CIE)에서 1931년에 제정한 표준 측색(測色) 시스템을 의미한다.

보다 바람직하게는, 상기 가중치 계산부(306)는, 상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경할 수 있다.

예를 들어, 도 4b에 도시된 바와 같이, 투사형 디스플레이 장치 생산시, 초기 설정되었던 기준 색온도와, 현재 램프의 색온도는 일치하지 않다. 전술한 바와 같이, 그 이유는 램프의 사용시간에 따라 밝기가 감소하기 때문이며, 상기 가중치 계산부(306)의 작동으로, 상기 불일치를 보정해 주어야 한다.

그리고, W/B 제어부(302)는 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조절할 수 있다. 그리고, 상기 W/B 제어부(302)는 상기 조절된 화이트 밸런스에 따라서, 사용자가 시청하기에 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.

즉, 종래 기술에서는 W/B 제어부가 제품 생산 초기 설정된 고정 파라미터 값에 근거해, 화이트 밸런스를 조절하는 바, 램프의 사용시간 경과에 따라, 일정하지 않은 색온도의 화면을 볼 수 밖에 없는 문제점을 본원발명에서는 해결할 수가 있다.

그리고, 상기 투사형 디스플레이 장치(301)의 동작은 사용자 입력부(미도시)를 통해 상기 전술한 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 실행하는 신호가 입력될 때, 비로소 동작할 수도 있다.

다만, 보다 바람직하게는, 별도로 상기 사용자 입력부를 추가하지 않고, 소정의 주기마다, 상기 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능이 반복되도록 설정할 수 있다.

상기, 소정의 주기에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 1 시간 단위로 설정할 수도 있다.

도 5는 본 발명에 따른, 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 도시한 흐름도(플로우 차트)이다. 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법을 설명하면 다음과 같다. 다만, 상기 전술한 도 3, 도 4a, 그리고 도 4b에 대한 설명을 통해 보다 용이하게 이해할 수 있는 바, 상세한 설명은 생략하도록 하겠다.

투사형 디스플레이 장치의 램프(lamp) 사용시간을 계산하여, 메모리부에 저장시킬 수 있다(S501).

상기 메모리부에 저장된 램프 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 계산할 수 있다(S502). 이는 램프 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화에 관한 실험 데이터를 이용하여 계산할 수 있다.

CIE x,y 변환부는 상기 계산된 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환시킬 수 있다(S503).

상기 변환된 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경시킬 수 있다(S504).

예컨대, 상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경시키는 것이 바람직하다.

다만, 여기서 상기 기준 색온도는, 제품 생산 초기에, 기설정되어 있는 색온도를 의미할 수 있으며, 그 이유는 제품 생산 초기에는, 램프의 사용시간이 거의 존재하지 않으므로, 상기 기설정되어 있는 색온도는 램프 사용시간에 따른 램프의 밝기 감소 문제가 없는 정상상태의 색온도이기 때문이다.

상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면을 디스플레이 시킬 수 있다 (S505).

그리고, 상기 S502~S505 단계들은, 소정의 주기마다 반복되도록 제어할 수도 있다(S506). 상기 소정의 주기에는 특별한 제한이 없으며, 예를 들어 1 시간 단위로 반복 수행 하도록 설정할 수도 있다.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

그리고, 상기에서 언급한 수치들은 바람직한 실시예이거나, 단순한 예시인 바, 상기 수치들에 본 발명의 권리범위가 제한되지는 않으며, 첨부된 청구범위에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명이 속한 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상기에서 설명한 본 발명에 따른 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치 및 그 제어방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 기저장된 램프의 사용시간을 이용하여서, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도(Color Temperature)의 화면이 디스플레이 되는 효과가 있다.

그리고, 상기 투사형 디스플레이 장치의 사용자들은 램프(lamp) 사용시간이 증가하여도, 영상 모드(예를 들어, Cool 영상, Warm 영상, Medium 영상 등등) 선택에 따라서, 보다 정확한 색온도의 영상을 시청할 수 있는 효과가 있다.

Claims

램프(lamp)의 사용시간을 계산하여, 저장하는 메모리부;

상기 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단하는 램프 밝기 계산부;

상기 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환하는 CIE x,y 변환부;

상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 가중치 계산부; 그리고

상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도록 제어하는 W/B(White/Balance) 제어부를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가중치 계산부는,

상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치는,

상기 색온도 보정 기능을 소정의 주기마다 반복하는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
제 3 항에 있어서,

상기 소정의 주기는,

1 시간 단위인 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치.
(a) 램프(lamp)의 사용시간을 계산하여, 저장하는 단계;

(b) 상기 저장된 램프의 사용시간에 따른 램프의 밝기 변화를 판단하는 단계;

(c) 상기 램프의 밝기 변화를 CIE x,y 좌표로 변환하는 단계;

(d) 상기 CIE x,y 좌표를 이용하여, 현재 램프의 색온도를 판단하고, 상기 판단된 현재 램프의 색온도와, 기준 색온도를 비교하여, 상기 비교된 결과에 따라서, R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 단계; 그리고

(e) 상기 변경된 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 고려하여, 화이트 밸런스(White Balance)를 조정함으로써, 일정한 색온도의 화면이 디스플레이 될 수 있도 록 제어하는 단계를 포함하여 이루어 지는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 (d) 단계는,

상기 판단된 현재 램프의 색온도가, 상기 기준 색온도와 일치하도록, 상기 R,G,B,W 각각의 CIE x,y 좌표를 변경하는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.
제 5 항에 있어서,

상기 (b), (c), (d), 그리고 (e) 단계들은,

소정의 주기마다 반복하는 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.
제 7 항에 있어서,

상기 소정의 주기는,

1 시간 단위인 것을 특징으로 하는 램프 사용시간에 따른 색온도 보정 기능을 구비한 투사형 디스플레이 장치의 제어방법.