KR20180054026A - 3d 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법 - Google Patents

3d 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법 Download PDF

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Abstract

3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 관해 개시되어 있다. 일 실시예에 의한 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법은 기준영상에 대한 광학적 특성(이하, 1차 광학적 특성)을 얻는 다음, 상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻는다. 이어서, 상기 보정영상에 대한 광학적 특성(이하, 2차 광학적 특성)을 얻고, 상기 제2 광학적 특성이 기준 광학적 특성에 부합하는지 판단한다. 상기 두 광학적 특성이 부합하는 경우, 상기 보정영상을 내보내고, 부합하지 않는 경우, 새로운 보정영상을 얻은 다음, 상기 2차 광학적 특성을 얻는 과정과 상기 판단하는 과정을 반복한다.

Description

3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법{Method of correcting optical characteristics of back light unit (BLU) for three-dimensional (3D) display apparatus}
본 개시는 영상 표시장치의 영상보정방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 무안경 3차원(3D) 디스플레이 장치(3-dimensional display apparatus)용으로 회절 패턴에 기반하는 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 관한 것이다.
3차원 영상표시장치용 광원의 하나로 지향성 백 라인트 유닛(Directional Back Light Unit, DBLU)이 사용된다. DBLU에서 적색광(Red light, 이하, R), 녹색광(Green light, 이하, G) 및 청색광(Blue light, 이하, B)은 광 가이드 패널(Light Guide Panel, LGP)의 여러 방향에서 특정각으로 광 가이드 패널에 입사될 수 있다. 예컨대, DBLU에서 R, G 및 B는 각각 광 가이드 패널의 4면에서 특정각으로 광 가이드 패널에 입사될 수 있고, 해당 각도로 입사된 광은 광 가이드 패널의 회절격자(grating)을 통과하면서 지향성을 갖는 광으로 방출된다. 광 가이드 패널 내에 입사된 R, G 및 B는 각각 광 가이드 패널을 따라 진행되면서 광 가이드 패널에 있는 회절격자들을 만나고, 회절격자들을 통해 주어진 방향으로 회절될 수 있다.
상기 회절격자들은 미리 설계된 방향으로 반복적으로 위치하고, 광 가이드 패널의 광 방출면 전체에 분포되어 있다. 따라서 R, G, 및 B는 광 가이드 패널의 전면의 원하는 방향으로 지향성을 갖고 방출될 수 있다.
광 가이드 패널의 측면에서 입사하는 R, G 및 B는 각각 광 가이드 패널 내부에서 내부 전반사를 통해 진행하다가 각각의 칼라에 해당하는 회절격자를 만나면, 해당 회절격자를 통해 회절되어 주어진 방향으로 방출된다. 광 가이드 패널 내에 입사된 R, G 및 B는 회절로 방출되기 전까지 광 가이드 패널 내부에서 계속해서 내부 전반사될 수 있다. 이렇게 광 가이드 패널에서 방출된 광은 칼라 필터와 액정(Liquid Crystalline)등의 변조기(modulator)를 지나 3D 영상 패널에 입사될 수 있다.
본 개시는 지향성 백 라이트 유닛을 포함하는 3D 디스플레이 장치에서 백 라이트 유닛의 광학적 특성을 높일 수 있는 보정방법을 제공한다.
본 개시에서 일 실시예에 의한 3D 디스플레이 장치의 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법은 기준영상에 대한 광학적 특성(이하, 1차 광학적 특성)을 얻는 다음, 상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻는다. 이어서, 상기 보정영상에 대한 광학적 특성(이하, 2차 광학적 특성)을 얻고, 상기 제2 광학적 특성이 기준 광학적 특성에 부합하는지 판단한다. 상기 두 광학적 특성이 부합하는 경우, 상기 보정영상을 내보내고, 부합하지 않는 경우, 새로운 보정영상을 얻은 다음, 상기 2차 광학적 특성을 얻는 과정과 상기 판단하는 과정을 반복한다.
이러한 보정방법에서, 상기 기준영상은 특정 이미지를 포함하지 않는 전체가 단일색인 영상으로써, 적색영상, 녹색영상, 청색영상 및 백색영상 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 광학적 특성과 상기 제2 광학적 특성 각각은 휘도 분포 함수, 평균 휘도값 및 휘도의 중간값 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 기준 영상에 대한 상기 제1 광학적 특성을 얻는 과정은 상기 기준 영상에 대한 휘도 분포 함수, 평균 휘도값 및 휘도 중간값을 얻는 과정을 포함할 수 있다.
상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻는 과정은 상기 기준영상에 평균 휘도값 및 휘도 중간값 중 하나를 보정 가중치로 적용하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 새로운 보정영상을 얻는 과정은 상기 보정영상에 적용될 보정값을 조정하는 과정과 상기 조정된 보정값을 상기 보정영상에 적용하는 과정을 포함할 수 있다.
상기 제2 광학적 특성이 기준 광학적 특성에 부합할 때, 상기 보정영상을 내보내는 과정은 적색영상, 녹색영상 및 청색영상에 대한 최종적으로 검출된 보정값과 보정함수를 조합하여 백색영상을 만드는 과정과 상기 백색영상을 3D 디스플레이 패널에 전달하는 과정을 포함할 수 있다. 이러한 과정에서, 상기 백색영상을 만든 후, 상기 3D 디스플레이 패널에 전달하기 전에, 상기 백색영상에 대한 색좌표를 얻는 과정과 상기 얻은 색좌표와 기준 백색영상의 색좌표의 차이를 최소화하는 과정을 더 수행할 수 있다. 이때, 상기 얻은 색좌표와 기준 백색영상의 색좌표의 차이를 최소화하는 과정에서, 상기 기준영상에 대한 보정과정을 다시 수행한 다음, 상기 백색영상을 만드는 과정과 상기 색좌표를 얻는 과정을 반복할 수 있다.
개시된 일 실시예에 의한 무안경 3D 디스플레이 장치의 백 라이트 유닛의 광학적 특성을 보정하는 방법은 기준영상의 광학적 특성으로부터 획득한 초기 보정값(평균 휘도값 또는 휘도 중간값)을 이용하여 보정영상을 획득하고, 보정값 조정을 통해 상기 획득한 보정영상을 최적화하여 설정한 목표치(기준 광학적 특성)에 부합되게 한다. 이러한 보정과정을 통해서 백 라이트 유닛의 휘도 불균일성이 개선될 수 있다. 또한, 상기 보정과정을 통해서 얻어지는 각 색상의 기준영상의 조합을 통해 얻어지는 백색영상에 대한 색좌표와 기준 백색영상의 색좌표를 비교하여 그 차이를 최소화하는 과정(색보정 과정)을 수행할 수 있다. 이러한 색보정을 통해서 색상 왜곡도 최소화할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법이 적용되는 무안경 3D 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 예시한 바와 같은 무안경 3D 디스플레이 장치에서의 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 무안경 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에서 기준영상의 광학적 특성을 측정하기 위한 측정영역으로 사용된, 백 라이트 유닛의 광 방출면의 25개 영역(5×5)을 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 25개의 측정영역에서 측정된 휘도값을 각 색상별로 나타낸 표이다.
도 5 내지 도 8은 광학적 특성 보정전에 측정한 결과로써, 각각 백 라이트 유닛의 도 3에 도시한 측정영역에서 측정된 적색영상, 녹색영상, 청색영상 및 백색영상에 대한 휘도 분포를 나타낸 입체 휘도 분포도이다.
도 9 내지 도 11은 일 실시예에 의한 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 따른 보정에 따라 각 색상영상의 광학적 특성의 변화과정을 나타낸 그래프들이다.
도 12 내지 도 15는 광학적 특성 보정전의 백 라이트 유닛의 휘도 분포 함수와 일 실시예에 의한 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 따라 3차례 광학적 특성을 보정한 후의 백 라이트 유닛의 휘도 분포 함수를 각 색상영상 별로 나타낸 그래프들이다.
이하, 일 실시예에 의한 무안경 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
도 1은 일 실시예에 의한 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법이 적용되는 무안경 3D 디스플레이 장치를 개략적으로 보여준다.
도 1을 참조하면, 무안경 3D 디스플레이 장치는 백 라이트 유닛(10), 칼라필터(12), 3D 디스플레이 패널(14)을 포함한다. 백 라이트 유닛(10)은 회절격자(grating)에 기반하고, 광원으로 광 방출 다이오드(Light Emitting Diode)(LED)를 포함하는 지향성 백 라이트 유닛(Directional BLU)일 수 있다. 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면은 회절격자를 포함할 수 있다. 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면은 복수의 단위 회절영역(10G)을 포함할 수 있다. 백 라이트 유닛(10)에서 광 방출면 뒤쪽 부분은 도광판, 곧, 광 가이드 패널일 수 있다. 상기 광 가이드 패널 둘레를 따라 광원이 배치될 수 있다. 백 라이트 유닛(10)의 좌측과 아래 일부에서 입사되는 광(16R)은 상기 광 가이드 패널에 입사되는 적색광을 나타낸다. 광(16R)은 적색광을 방출하는 LED가 백 라이트 유닛(10)의 좌측면과 밑면의 일부(곧, 상기 광 가이드 패널의 좌측면과 밑면의 일부)에 배치되어 있고, 이렇게 배치된 LED로부터 적색광이 상기 광 가이드 패널에 입사되는 것을 상징적으로 나타낸 것이다. 백 라이트 유닛(10)의 우측과 그 아래의 일부에서 입사되는 광(16B)은 상기 광 가이드 패널에 입사되는 청색광을 나타낸다. 광(16R)과 마찬가지로 광(16B)은 청색광을 방출하는 LED의 배치와 배치된 LED로부터 청색광이 상기 광 가이드 패널에 입사되는 것을 상징적으로 나타낸다. 백 라이트 유닛(10)의 위쪽에서 입사되는 광(16G)은 상기 광 가이드 패널에 입사되는 녹색광을 나타낸다. 광(16R)과 마찬가지로 광(16G)은 녹색광을 방출하는 LED의 배치와 배치된 LED로부터 녹색광이 상기 광 가이드 패널에 입사되는 것을 상징적으로 나타낸다. 칼라 필터(12)는 복수의 단위 화소영역(12P)을 포함할 수 있다. 백 라이트 유닛(10)의 단위 회절영역(10G)은 칼라 필터(12)의 단위 화소영역(12P)에 일대 일로 대응할 수 있다. 칼라필터(12)를 통과한 광은 3D 패널(14)에 입사되고, 3D 패널(14)을 통해서 3D 영상이 시청자에게 제공한다.
백 라이트 유닛(10)과 같이 LED와 회절격자를 포함하는 백 라이트 유닛을 이용하는 3D 디스플레이 장치의 구성은 다양하게 변형될 수 있으며, 따라서 도 1에 예시한 것으로 한정되지 않는다.
도 2는 도 1에 예시한 바와 같은 무안경 3D 디스플레이 장치에서의 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법을 단계별로 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 보정방법은 먼저 기준 영상에 대한 광학적 특성을 얻을 수 있다(S1). 상기 기준영상은 기준 색 영상이라고 표현할 수도 있다. 상기 기준 영상은 적색광(R), 녹생광(G) 및 청색광(B)에 대한 영상으로써, 구체적인 이미지를 포함하지 않는 적색, 녹색 혹은 청색과 같은 색상만 표시하는 영상일 수 있다. 예를 들어, 상기 기준영상이 적색영상일 때, 상기 기준영상은 백 라이트 유닛(10)의 적색광을 방출하는 LED에 전류를 인가하여 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면 전체에서 적색광이 방출되는 경우에 해당될 수 있다. 그러므로 상기 적색영상은 특정 이미지가 포함되지 않는 전체가 적색인 영상이다. 다시 말하면, 상기 기준영상이 적색영상일 때, 상기 기준영상은 아무런 이미지도 포함하지 않는 풀 레드(full red) 이차원(2D) 영상일 수 있다. 상기 기준영상이 적색영상일 경우에 대한 설명은 상기 기준영상이 녹색영상이거나 청색영상일 때도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 기준영상에 대한 광학적 특성(이하, 제1 광학적 특성)은 백 라이트 유닛(10)에 포함된 회절격자의 효율 및 크기와 관련된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 기준영상에 대한 상기 제1 광학적 특성은 상기 적색영상에 대한 휘도 분포 함수, 평균 휘도값 및/또는 휘도의 중간값 등일 수 있다. 이때, 상기 휘도 분포 함수, 상기 평균 휘도값 및/또는 상기 휘도의 중간값 등은 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면의 복수의 영역 이상에서 측정된 휘도값에 기초하여 얻어진 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 휘도 분포 함수, 상기 평균 휘도값 및/또는 상기 휘도의 중간값 등은 도 3에 도시한 바와 같이 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면의 25개의 영역(5×5)의 영역에서 측정된 휘도값에 기초하여 얻을 수 있다. 백 라이트 유닛(10)에서 휘도값이 측정되는 영역은 25개보다 적거나 많을 수 있다. 도 3에서 숫자들은 측정영역의 행과 열을 나타낸다. 예를 들면, "11"은 1행 1열에 있는 측정위치를 나타내고, "55"는 5행 5열에 있는 측정영역을 나타낸다.
도 4는 백 라이트 유닛(10)의 휘도 분포를 수치적으로 나타낸 것으로, 도 3에 도시한 25개의 측정영역에서 측정된 휘도값을 보여준다.
도 4에서 "RED"는 상기 기준영상이 적색영상일 때, 백 라이트 유닛(10)의 25개 영역에 대한 휘도값을 나타내고, "GREEN"은 상기 기준영상이 녹색영상일 때, "BLUE"는 상기 기준영상이 청색영상일 때, "WHITE"는 상기 기준영상이 백색영상일 때, 상기 25개 영역에서 측정된 휘도값을 나타낸다. 도 4의 "RED", "GREEN", "BLUE" 및 "WHITE"에서 세로의 "1, 2, 3, 4, 5"는 행번호를, 가로의 "1, 2, 3, 4, 5"는 열번호를 나타낸다. 따라서 "RED"의 경우, 5행 5열의 휘도값인 82는 도 3의 5행 5열의 측정영역(55)에서 측정된 휘도값이다.
상기 기준영상에 대한 평균 휘도값은 측정된 휘도값, 예컨대 도 4에 도시된 바와 같은 휘도값에 대한 통계량 분석을 통해서 얻을 수 있다. 상기 기준 영상에 대한 평균 휘도값이나 휘도의 중간값은 초기 보정값으로 사용될 수 있다.
상기 기준영상에 대한 상기 제1 광학적 특성을 얻은 다음, 상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻을 수 있다(S2). 제2 단계(S2)은 각 색상의 상기 기준영상에 대한 상기 휘도 분포 함수에 상기 초기 보정값을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 초기 보정값은 초기 보정 가중치일 수도 있다. 상기 초기 보정값으로 상기 평균 휘도값 또는 휘도의 중간값을 이용할 수 있다. 제2 단계(S2)에서 얻은 보정영상 역시 특정 이미지는 포함하지 않는 단순한 색상영상일 수 있다.
다음, 제2 단계(S2)에서 얻은 보정영상에 대한 광학적 특성을 얻는다(S3).
제3 단계(S3)에서 얻는 상기 광학적 특성(이하, 제2 광학적 특성)은 상기 보정영상에 대한 세기(intensity) 분포 함수, 휘도 균일도 및/또는 평균 휘도값을 포함할 수 있다. 제3 단계(S3)에서 얻는 세기 분포 함수, 휘도 균일도, 평균 휘도값은 백 라이트 유닛(10)의 광 방출면의 복수 영역에서 측정된 광의 세기값 혹은 휘도값에 기초하여 얻을 수 있다. 일 예로 세기값이나 휘도값은 도 3에 도시한 바와 같은 25개 영역에서 측정될 수 있다. 이 경우에도 측정영역의 수는 25개보다 많거나 적을 수 있다. 제3 단계(S3)에서 얻는 세기 분포 함수는 상기 보정영상에 대한 휘도 분포 함수일 수 있다.
제3 단계(S3)에서 보정영상에 대한 제2 광학적 특성을 얻은 다음, 얻은 제2광학적 특성이 기 설정한 목표치(또는 기준 광학적 특성)에 부합하는지 판단한다(S4). 상기 기 설정한 목표치는 기준 휘도 균일도와 기준 평균 휘도값일 수 있다. 제4 단계(S4)의 판단에서, 제3 단계(S3)에서 얻은 상기 제2 광학적 특성, 예컨대 휘도 균일도와 평균 휘도값이 목표로 설정한 휘도 균일도와 평균 휘도값에 부합되는 경우(예), 제3 단계(S3)에서 얻은 제2 광학적 특성을 갖는 보정영상을 3D 디스플레이 패널에 전달한다(S6).
한편, 각 색상의 기준영상에 대한 보정과정이 완료된 후, 보정이 완료된 적색영상, 녹색영상 및 청색영상의 조합으로 형성되는 백색영상의 휘도 균일도와 최종 평균 휘도값은 상호 보상관계에 있는 바, 이에 상반되지 않도록 상기 목표치를 설정할 수 있다.
제4 단계(S4)의 판단에서, 제3 단계(S3)에서 얻은 제2 광학적 특성, 예컨대 휘도 균일도와 평균 휘도값이 목표로 설정한 휘도 균일도와 평균 휘도값에 부합되지 않는 경우(아니오), 보정값을 조정하고, 조정된 보정값을 상기 보정영상에 적용하여 새로운 보정영상을 얻는다(S5). 상기 보정값의 조정은 앞 단계에서 사용한 보정값, 예를 들면 제2 단계(S2)에서 사용한 초기 보정값보다 작은 값이나 큰 값으로 조정될 수 있다. 제2 단계(S2)에서 얻은 보정영상을 1차 보정영상이라 하고, 제5 단계(S5)에서 얻어지는 새로운 보정영상을 편의 상 2차 보정영상이라 한다.
다음, 제5 단계(S5)에서 2차 보정영상이 얻어진 후, 제3 단계(S3)에서 상기 2차 보정영상에 대한 광학적 특성(예, 휘도 균일도, 평균 휘도값)을 얻는다. 이어서, 제4 단계(S4)에서 상기 2차 보정영상에 대한 광학적 특성이 설정한 목표치에 부합되는지를 판단한 다음, 판단결과에 따라 제5 단계(S5) 또는 제6 단계(S6)가 수행된다. 제3 단계(S3)에서 얻은 광학적 특성이 설정한 목표치에 부합되지 않을 경우(아니오), 제3 단계(S3)에서 얻은 광학적 특성이 설정한 목표치에 부합될 때까지 제3 내지 제5 단계(S3-S6)가 반복될 수 있다. 다만, 이러한 반복회수가 과도하여 보정시간이 너무 길어진다고 판단되는 경우, 상기 반복회수에 대해서도 한정을 둘 수 있을 것이다.
제3 단계(S3)에서 얻은 광학적 특성, 예컨대 휘도 균일도와 평균 휘도값이 목표로 설정한 휘도 균일도와 평균 휘도값에 부합되는지의 여부는 일 예로 다음과 같이 판단할 수 있다.
제3 단계(S3)에서 얻은 상기 제2 광학적 특성, 예컨대 휘도 균일도와 평균 휘도값이 목표로 설정한 휘도 균일도와 평균 휘도값과 동일한 경우는 당연히 제3 단계(S3)에서 얻은 제2 광학적 특성은 설정한 목표치에 부합된다고 할 수 있다. 또한, 3 단계(S3)에서 얻은 제2 광학적 특성이 설정한 목표치와 같지는 않지만, 설정한 목표치와의 편차가 허용범위 내에 있을 때, 제3 단계(S3)에서 얻은 제2 광학적 특성은 상기 설정한 목표치에 부합된다고 할 수 있다. 상기 편차의 허용범위는, 예를 들면 상기 설정한 목표치의 5%이내일 수 있으나, 이보다 크거나 작을 수도 있다.
제4 단계(S4)에서 보정영상의 상기 제2 광학적 특성이 목표치에 부합되어(예), 보정영상을 3D 디스플레이 패널에 전달하는 경우(S6)는 각 색상별 보정치와 보정함수를 조합하여 얻은 지향성 광을 3D 디스플레이 패널(14)에 공급하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 지향성 광은 적색영상, 청색영상 및 녹색영상이 조합된 백색영상으로써, 칼라필터(12)를 거쳐 3D 디스플레이 패널(14)에 공급된다. 상기 지향성 광, 곧 상기 백색영상은 색상 왜곡이 보정된 광일 수 있다.
구체적으로, 제3 내지 제5 단계(S3-S5)가 반복되면서 각 색상(R, G, B)의 보정영상에 대해서 최종적으로 보정치와 보정함수(휘도 분포 함수)가 얻어지므로, 최종적으로 얻어진 보정치와 보정함수를 조합하여 백색영상도 얻을 수 있다. 얻은 백색영상에 대해서는 색도 다이어그램(chromaticity diagram) 분석을 통해서 색 공간 좌표를 얻을 수 있다. 얻은 색 공간 좌표에서 칼라 공간의 변위벡터를 측정하고, 그 변위를 분석할 수 있다. 이러한 분석을 통해서 상기 백색영상의 색 좌표와 기준 백색영상의 색 좌표(x=0.3333, y=0.3333)의 차이를 알 수 있고, 이 차이를 최소화하는 보정(색 보정)을 통해서 색상 왜곡을 최소화할 수도 있다.
이러한 색 보정 과정에서 상기 기준영상의 보정이 필요할 경우, 상기 기준영상의 보정이 다시 수행된 후, 상기 색 보정이 다시 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 최종적으로 얻어진 보정치와 보정함수를 조합하여 얻은 상기 백색영상의 색좌표와 상기 기준 백색영상의 색좌표(x=0.3333, y=0.3333)의 차이를 최소화하는데, 상기 기준영상의 하나인 녹색영상에 대한 추가 보정이 필요한 경우, 제3 내지 제5 단계(S3-S5)를 거쳐 녹색영상에 대한 휘도 분포 보정을 실시하여 녹색영상에 대한 최종적인 보정치와 보정함수를 얻는다. 이후, 각 색상별로 얻은 최종 보정치와 보정함수를 조합하여 새 백색영상을 얻고, 새로 얻은 백색영상에 대한 색좌표와 상기 기준 백색영상의 색좌표를 비교한다. 이러한 과정을 거쳐서 각 색상에 대한 왜곡을 미세하게 보정할 수 있다.
제6 단계(S6)에서는 이와 같이 각 색상의 휘도 균일도와 색상이 보정된 광이 3D 디스플레이 패널에 공급된다.
상술한 일 실시예에 의한 보정방법의 각 단계를 수행하는 과정에서 발생되는 데이터와 관련된 정보, 예컨대 평균 휘도값을 사용할 때와 휘도 중간값을 사용할 때의 결과와 상기 반복 단계에서 보정값의 변화와 그에 따른 보정영상 변화에 대한 데이터 등을 모아 데이터베이스화함으로써, 색상 보정장치 등에 활용할 수도 있다.
도 5 내지 도 8은 각각 백 라이트 유닛의 도 3에 도시한 측정영역에서 측정된 적색영상, 녹색영상, 청색영상 및 백색영상에 대한 휘도 분포를 나타낸 입체 휘도 분포도이다. 도 5 내지 도 8은 광학적 특성 보정전에 측정한 결과이다.
도 5를 참조하면, 적색영상에 대한 광학적 특성 보정전, 적색영상에 대한 휘도 균일도는 5% 정도이다.
도 6을 참조하면, 녹색영상에 대한 광학적 특성 보정전, 녹색영상에 대한 휘도 균일도는 22% 정도이다.
도 7을 참조하면, 청색영상에 대한 광학적 특성 보정전, 청색영상에 대한 휘도 균일도는 14%정도이다.
도 8을 참조하면, 백색영상에 대한 광학적 특성 보정전, 백색영상에 대한 휘도 균일도는 23%정도이다.
도 9 내지 도 11은 일 실시예에 의한 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 따른 보정에 따라 백 라이트 유닛의 광학적 특성의 변화 과정을 나타낸 그래프들이다.
도 9는 기준영상이 적색영상일 때, 백 라이트 유닛의 광학적 특성의 하나인 휘도 분포 함수의 보정에 따른 변화과정을 보여준다.
도 9에서 가로축은 휘도의 측정위치를 나타내고, 왼쪽 세로축은 영상 그레이 레벨(gray level)을 나타내며, 오른쪽 세로축은 휘도를 나타낸다. 가로축 및 세로축의 설명은 도 10 및 도 11에서도 동일할 수 있다.
도 9에서 제1 그래프(9G1)는 광학적 특성 보정전, 적색영상에 대한 휘도 분포 함수를 나타내고, 제2 그래프(9G2)는 초기 보정값으로 휘도의 중간값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제3 그래프(9G3)는 초기 보정값으로 평균 휘도값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제4 그래프(9G4)는 상기 초기 보정값을 이용한 보정을 포함하여 1차 보정후의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제5 그래프(9G5)는 상기 초기 보정값을 이용한 보정을 포함하여 2차 보정후의 휘도 분포 함수를 나타낸다.
도 9의 제1 내지 제5 그래프(9G1-9G5)를 참조하면, 보정차수가 증가하면서 휘도 균일도가 점차 높아짐을 알 수 있다.
도 10은 기준영상이 녹색영상일 때, 백 라이트 유닛의 광학적 특성의 하나인 휘도 분포 함수의 보정에 따른 변화과정을 보여준다.
도 10에서 제1 그래프(10G1)는 광학적 특성 보정전, 녹색영상에 대한 휘도 분포 함수를 나타내고, 제2 그래프(10G2)는 초기 보정값으로 휘도의 중간값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제3 그래프(10G3)는 초기 보정값으로 평균 휘도값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제4 그래프(10G4)는 상기 초기 보정값을 이용한 보정을 포함하여 2차 보정후의 휘도 분포 함수를 나타낸다.
도 10의 제1 내지 제4 그래프(10G1-10G4)를 참조하면, 보정차수가 증가하면서 휘도 균일도가 점차 높아짐을 알 수 있다.
도 11은 기준영상이 청색영상일 때, 백 라이트 유닛의 광학적 특성의 하나인 휘도 분포 함수의 보정에 따른 변화과정을 보여준다.
도 11에서 제1 그래프(11G1)는 광학적 특성 보정전, 기준영상인 청색영상에 대한 휘도 분포 함수를 나타내고, 제2 그래프(11G2)는 초기 보정값으로 휘도의 중간값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제3 그래프(11G3)는 초기 보정값으로 평균 휘도값이 사용되었을 때의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제4 그래프(11G4)는 상기 초기 보정값을 이용한 보정을 포함하여 2차 보정후의 휘도 분포 함수를 나타낸다. 제5 그래프(11G5)는 상기 초기 보정값을 이용한 보정을 포함하여 3차 보정후의 휘도 분포 함수를 나타낸다.
도 11의 제1 내지 제5 그래프(11G1-11G5)를 참조하면, 보정차수가 증가하면서 휘도 균일도가 점차 높아짐을 알 수 있다.
도 12 내지 도 15는 광학적 특성 보정전의 백 라이트 유닛의 휘도 분포 함수와 일 실시예에 의한 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법에 따라 3차례 광학적 특성을 보정한 후의 백 라이트 유닛의 휘도 분포 함수를 나타낸 그래프들이다. 각 도에서 가로축은 측정위치를, 세로축은 휘도를 나타낸다.
도 12는 기준영상이 적색영상일 때의 결과를 보여준다.
도 12에서 제1 그래프군(12G1)은 광학적 특성 보정전의 휘도 분포 함수들을 나타내고, 제2 그래프군(12G2)은 광학적 특성에 대한 3차례의 보정이 실시된 후의 휘도 분포 함수들을 나타낸다.
제1 및 제2 그래프군(12G1, 12G2)을 비교하면, 보정후, 휘도 분포가 훨씬 균일해진 것을 볼 수 있다.
도 13은 기준영상이 녹색영상일 때의 결과를 보여준다.
도 13에서 제1 그래프군(13G1)은 광학적 특성 보정전의 휘도 분포 함수들을 나타내고, 제2 그래프군(13G2)은 광학적 특성에 대한 3차례의 보정이 실시된 후의 휘도 분포 함수들을 나타낸다.
제1 및 제2 그래프군(13G1, 13G2)을 비교하면, 도 12의 결과와 마찬가지로 보정전에 비해 보정후에 휘도 분포가 훨씬 균일해진 것을 볼 수 있다.
도 14는 기준영상이 청색영상일 때의 결과를 보여준다.
도 14에서 제1 그래프군(14G1)은 광학적 특성 보정전의 휘도 분포 함수들을 나타내고, 제2 그래프군(14G2)은 광학적 특성에 대한 3차례의 보정이 실시된 후의 휘도 분포 함수들을 나타낸다.
제1 및 제2 그래프군(14G1, 14G2)을 비교하면, 도 12와 도 13의 결과와 마찬가지로 보정전에 비해 보정후, 휘도 분포가 훨씬 균일해진 것을 볼 수 있다.
도 15는 백색영상일 때의 결과를 보여준다.
도 15에서 제1 그래프군(15G1)은 각 색상영상의 광학적 특성 보정전의 휘도 분포 함수들을 나타내고, 제2 그래프군(15G2)은 각 색상영상의 광학적 특성에 대한 3차례의 보정이 실시된 후의 휘도 분포 함수들을 나타낸다.
제1 및 제2 그래프군(15G1, 15G2)을 비교하면, 도 12-도 14의 결과와 마찬가지로 보정전에 비해 보정후, 휘도 분포가 훨씬 균일해진 것을 볼 수 있다.
다음 표 1은 도 12 내지 도 15의 결과를 수치로 정리한 것으로, 보정전과 3차 보정후의 RGB 영상에 대한 휘도 균일도 및 평균휘도를 나타낸다.
White RED GREEN RED
보정전 보정후 보정전 보정후 보정전 보정후 보정전 보정후
휘도균일도(%) 23 60 5 24 22 44 14 39
평균휘도(nit) 381 206 113 51 179 119 26.6 16.7
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
10:백라이트 유닛 10G:단위 회절영역
12:칼라필터 12P:단위 화소영역
14:3D 디스플레이 패널 16R, 16B, 16G:광

Claims (9)

  1. 기준영상에 대한 광학적 특성(이하, 1차 광학적 특성)을 얻는 단계;
    상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻는 단계;
    상기 보정영상에 대한 광학적 특성(이하, 2차 광학적 특성)을 얻는 단계;
    상기 제2 광학적 특성이 기준 광학적 특성에 부합하는지 판단하는 단계; 및
    상기 두 광학적 특성이 부합하는 경우, 상기 보정영상을 내보내고,
    부합하지 않는 경우, 새로운 보정영상을 얻은 다음, 상기 2차 광학적 특성을 얻는 단계와 상기 판단하는 단계를 반복하는 단계;를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준영상은 특정 이미지를 포함하지 않는 전체가 단일색인 영상으로써, 적색영상, 녹색영상, 청색영상 및 백색영상 중 어느 하나인 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 광학적 특성과 상기 제2 광학적 특성 각각은 휘도 분포 함수, 평균 휘도값 및 휘도의 중간값 중 적어도 하나인 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 영상에 대한 상기 제1 광학적 특성을 얻는 단계는,
    상기 기준 영상에 대한 휘도 분포 함수, 평균 휘도값 및 휘도 중간값을 얻는 단계를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준영상에 초기 보정값을 적용하여 보정영상을 얻는 단계는,
    상기 기준영상에 평균 휘도값 및 휘도 중간값 중 하나를 보정 가중치로 적용하는 단계를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 보정영상을 얻는 단계는,
    상기 보정영상에 적용될 보정값을 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 보정값을 상기 보정영상에 적용하는 단계;를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 광학적 특성이 기준 광학적 특성에 부합할 때, 상기 보정영상을 내보내는 단계는,
    적색영상, 녹색영상 및 청색영상에 대한 최종적으로 검출된 보정값과 보정함수를 조합하여 백색영상을 만드는 단계; 및
    상기 백색영상을 3D 디스플레이 패널에 전달하는 단계;를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 백색영상을 만든 후, 상기 3D 디스플레이 패널에 전달하기 전에,
    상기 백색영상에 대한 색좌표를 얻는 단계; 및
    상기 얻은 색좌표와 기준 백색영상의 색좌표의 차이를 최소화하는 단계;를 더 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 얻은 색좌표와 기준 백색영상의 색좌표의 차이를 최소화하는 단계는
    상기 기준영상에 대한 보정과정을 다시 수행하는 단계; 및
    상기 백색영상을 만드는 과정과 상기 색좌표를 얻는 과정을 반복하는 단계;를 포함하는 3D 디스플레이 장치용 백 라이트 유닛의 광학적 특성 보정방법.
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