KR100207646B1 - 칼라브라운관의 콘버젼스 측정방법 및 장치 - Google Patents

칼라브라운관의 콘버젼스 측정방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 콘버젼스 측정 방법은, 칼라 브라운관의 각 수평주사 라인에 흰색 패턴이 순차적으로 표시되게 하는 단계를 포함한다. 또한, 수평주사 라인들의 수직중심 영역의 광신호가 전기적 신호로 변환되어 주기 신호가 발생된다. 발생된 주기 신호는 증폭된 후 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 푸리에 변환되고, 이에 따른 제1고조파의 위상의 변화량이 구해진다. 구해진 변화량은 적용되는 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산된다.

Description

칼라 브라운관의 콘버젼스 측정방법 및 장치
제1도는 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 크로스 해치 패턴이 인가된 경우의 화면을 나타낸 예시도이다.
제2도는 콘버젼스가 조정된 상태에서 크로스 해치 패턴이 인가된 경우의 화면을 나타낸 예시도이다.
제3도는 본 발명의 일 실시예에 따라 인가되는 패턴의 이동 변위를 나타낸 예시도이다.
제4도는 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 제3도와 같은 이동 패턴을 인가한 경우, 광센서부의 출력 파형도이다.
제5도는 본 발명에 따라서 광센서부의 출력 함수가 변환된 주파수 함수의 예시도이다.
제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘버젼스 측정장치를 나타낸 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 칼라 브라운관 2 : 패턴 발생기(Pattern generator)
3 : 광센서부 4 : 증폭부
5 : 아날로그/디지털 변환기(Analog to Digital Converter)
6 : 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processor)
7 : 모니터(Monitor)
8 : 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)부
9 : 연산부
본 발명은 칼라 브라운관(Color Picture Tube)의 콘버젼스(Convergence) 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 칼라 텔레비젼이나 모니터 등의 제조업체에서 이용될 수 있는 콘버젼스 측정방법 및 장치에 관한 것이다.
종래에는 작업자의 육안을 통하여 칼라 브라운관의 콘버젼스를 측정하는 방식을 택하였으나, 생산성 및 정밀도에서 많은 문제점을 안고 있는 바, 카메라를 이용한 콘버젼스 측정이 보편화되고 있는 추세이다. 카메라를 이용한 콘버젼스 측정방법을 간략히 소개하면 다음과 같다. 먼저 해당 칼라 브라운관에 크로스 해치 패턴(Cross hatch pattern)을 인가하고, 상기 칼라 브라운관의 디스플레이 상태를 촬상하여 영상 데이터로 변환시킨다. 여기서 상기 칼라 브라운관의 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 흰색 패턴을 인가하면, 화면에는 흰색 패턴이 디스플레이되지 않고 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)으로 분리된 패턴이 디스플레이된다. 즉, 디스플레이되는 각 패턴의 간격이 미스콘버젼스가 되는데, 상기 영상 데이터를 처리하여 계산함으로써 미스콘버젼스를 구할 수 있다. 계산된 미스콘버젼스는 모니터(monitor)에 디스플레이되고, 작업자는 디스플레이된 값이 '0'이 되도록 해당 칼라 브라운관의 영구 자석 조정 손잡이를 돌려서 콘버젼스를 조정한다. 콘버젼스가 조정되면, 상기 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)의 패턴이 겹쳐지면서 흰색의 크로스 해치 패턴이 디스플레이된다.
상기 콘버젼스 측정방법을 구현하는 장치는, 해당 칼라 브라운관에 소정의 칼라 패턴을 인가하는 칼라 패턴 발생기(Color pattern generator); 상기 칼라 브라운관의 디스플레이 상태를 촬상하여 영상 데이터로 변환시키는 카메라; 상기 영상 데이터를 처리하여 미스콘버젼스(misconvergence)를 계산하는 비젼 처리부; 및 상기 미스콘버젼스를 디스플레이하는 모니터(monitor);로 구성되어 있다.
상기와 같은 종래의 카메라를 이용한 콘버젼스 측정방법 및 장치는 다음과 같은 문제점들을 갖는다. 첫째, 카메라의 가격이 높다. 둘째, 카메라의 영상 영역(vision area)이 상대적으로 크므로 칼라 브라운관 화면 상의 많은 지점을 측정할 수 없다. 셋째, 카메라의 출력 데이터양이 많아 이를 처리하는 비젼 처리부의 가격이 높을 뿐만 아니라 처리 시간이 길어진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 저렴한 가격의 광센서(Photo sensor)를 이용하여 칼라 브라운관의 콘버젼스를 자동 측정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 측정 방법은, 칼라 브라운관에 흰색 패턴이 표시되게 하여, 표시된 흰색 패턴의 콘버젼스를 측정하는 방법이다. 이 방법은, 상기 칼라 브라운관의 각 수평주사라인에 흰색 패턴이 순차적으로 표시되게 하는 단계를 포함한다. 상기 수평주사 라인들의 수직중심 영역의 광신호는 전기적 신호로 변환되어 주기 신호가 발생된다. 발생된 주기 신호는 소정의 증폭도로써 증폭되고, 증폭된 주기 신호는 디지털 신호로 변환된다. 변환된 디지털 신호는 푸리에 변환되어, 제1고조파의 위상의 변화량이 구해진다. 구해진 변화량은, 적용되는 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산된다.
바람직하게는, 상기 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산하는 단계에서, C(미스콘버젼스) = P(상기 제1고조파의 위상의 변화량)L(상기 각 수평주사 라인에 상기 흰색 패턴이 순차적으로 표시되는 단위주기) / 2의 식에 의하여 수행된다.
상기 또다른 목적을 이루기 위한 본 발명의 측정 장치는, 칼라 브라운관에 흰색 패턴이 표시되게 하여, 표시된 흰색 패턴의 콘버젼스를 측정하는 장치이다. 이 장치는 패턴 발생부, 광센서부, 증폭부, 아날로그/다지털 변환부, 디지털 신호 처리부 및 표시부를 갖춘다. 상기 패턴 발생부는, 상기 칼라 브라운관의 각 수평주사 라인에 상기 흰색 패턴이 순차적으로 표시되도록 상기 칼라 브라운관에 상기 흰색 패턴을 인가한다. 상기 광센서부는, 상기 수평주사 라인들의 수직중심 영역에 설치되어, 상기 칼라 브라운관의 화면으로부터 출사되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜 주기 신호를 발생시킨다. 상기 증폭부는 상기 광센서부로부터의 주기 신호를 소정의 증폭도로써 증폭한다. 상기 아날로그/디지털 변환부는 상기 증폭부로부터의 주기 신호를 디지털신호로 변환시킨다. 상기 디지털 신호 처리부는, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 푸리에 변환하여 제1고조파의 위상의 변화량을 구한 후, 구해진 변화량을 환산하여 미스콘버젼스를 구한다. 상기 표시부는 상기 디지털 신호 처리부로부터의 미스콘버젼스를 디스플레이한다.
이하 첨부된 도면들을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상술하기로 한다.
제1도는 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 크로스 해치 패턴이 인가된 경우의 화면을 나타낸 예시도이다. 즉, 해당 칼라 부라운관의 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 흰색 크로스 해치 패턴을 인가하면, 제1도에 도시된 바와 같이 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)으로 분리된 패턴이 디스플레이된다. 여기서 수직 및 수평 방향에 대하여 각 패턴 사이의 거리가 미스콘버젼스로 나타난다.
제2도는 콘버젼스가 조정된 상태에서 크로스 해치 패턴이 인가된 경우의 화면을 나타낸 예시도이다. 상기한 바와 같이 작업자의 육안으로써 콘버젼스를 조정하는 경우에는, 제1도와 같이 분리된 패턴들이 제2도와 같이 서로 겹쳐지도록 해당 칼라 브라운관의 영구 자석 조정 손잡이를 돌려서 콘버젼스를 조정한다. 종래이 카메라를 이용한 측정장치 또는 본 발명의 광센서를 이용한 측정장치의 경우에는, 모니터에 나타난 미스콘버젼스가 '0'이 되도록 해당 칼라 브라운관의 영구 자석 조정 손잡이를 돌려서 콘버젼스를 조정하면 된다.
제3도는 본 발명의 일 실시예에 따라 인가되는 패턴의 이동 변위를 나타낸 예시도이다. 여기서 부호 L은 패턴의 단위 주기 즉, 각 수평주사 라인(a, b, ..., h, a)에 흰색 크로스해치 패턴이 순차적으로 표시되는 단위 주기를 나타낸다. 제3도에 도시된 바와 같이 패턴이 a의 위치에서 b, c, d, e, f, g, h 위치고 이동되는 경우, 그 수직중심 영역(e)의 광신호를 전기적 신호로 변환시키면, 제4도에 도시된 바와 같은 주기 신호가 발생된다.
제4도는 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 제3도와 같은 이동 패턴을 인가한 경우, 광센서부의 출력 파형도이다. 여기서 부호 L은 패턴의 주기를 나타내고, 전압(v)의 크기는 화면으로부터 광센서로 입사되는 광량에 비례한다. 제4도에 도시된 바와 같이 콘버젼스가 조정되지 않은 상태에서 광센서부의 출력 파형은, 위상이 서로 다른 세 개의 파형으로 분리되어 나타난다. 즉, 적색(Red), 녹색(Green), 및 청색(Blue)으로 분리된 패턴에 해당되는 신호들이 나타난다. 제4도에서 각 파형 사이의 위상차는 제1도에서 설명된 미스콘버젼스와 동일하다. 디지털 신호 처리방식을 이용하여 상기 위상차를 구하려면, 먼저 광센서부의 출력 신호를 소정의 증폭도로써 증폭한 후, 디지털 신호로 변환시켜야 한다. 다음에 각 색상 패턴의 위상을 구하기 위하여, 상기 디지털 신호를 푸리에 변환하여 주파수 분석(Spectrum analysis)하는 과정이 필요하다.
제5도는 본 발명에 따라서 광센서부의 출력 함수가 변환된 주파수 함수의 예시도이다. 상기 디지털 신호의 함수에 대하여 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform)을 수행함으로써, 제5도와 같은 주파수 함수를 구할 수 있다. 고속 푸리에 변환에 필요한 식들을 요약하면 다음과 같다.
여기서 n=1, 2, 3, .... , f(t)는 시간 함수, cn은 주파수 함수, Pn은 주파수 함수(cn)에 대한 위상(Phase), Im(Cn)은 주파수 함수(cn)의 허수부, Re(Cn)은 주파수 함수(cn)의 실수부,는 각속도(), 그리고 An은 주파수 함수(cn)에 대한 진폭(Amplitude)을 나타낸다. 이와 같은 식들에 의거하여 상기 디지털 신호의 함수에 대하여 고속 푸리에 변환을 수행하면, 각 주파수 배율(n)에 대한 진폭 (An) 및 위상(Pn)을 구할 수 있다. 제5도에 도시된 바와 같이 각 고조파(high harmonic)중에서 제1고조파(n=1)의 진폭이 가장 큼을 알 수 있다. 즉, 제2 고조파 이상의 파형(n=2, 3, 4, ... )이 원파형에 미치는 영향은 제1 고조파가 미치는 영향에 비하여 현저하게 작으므로, 각 색상 패턴의 제1 고조파에 대한 위상을 비교함으로써 미스콘버젼스를 구할 수 있다. 이를 위하여 각 색상 패턴의 제1고조파에 대한 위상을 구한 후, 그 변화량 즉, 각 색상 패턴 사이의 위상차를 계산해야 한다.
다음에, 계산된 각 색상 패턴 사이의 위상차 즉, 제1고조파의 위상의 변화량을, 적용되는 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산하는 과정이 필요하다. 본 실시예의 경우 미스콘버젼스는 시간 영역(time domain)상에서 표시된다. 여기서, 각 색상 사이의 위상차(P)는 각속도의 단위인 라디안(radian)으로 나타나므로, 이를 시간 단위로 환산하는 식은 다음과 같다. 즉, C(미스콘버젼스) = P(제1고조파의 위상의 변화량)L(각 수평주사 라인에 흰색 크로스해치 패턴이 순차적으로 표시되는 단위주기) / 2이다.
제6도를 참조하면, 본 실시예의 콘버젼스 측정 장치는 패턴 발생기(2), 광센서부(3), 증폭부(4), 아날로그/디지털 변환부(5), 디지털 신호 처리부(DSP) 및 모니터(7)를 갖춘다. 패턴 발생기(2)는, 칼라 브라운관(1)의 각 수평주사 라인에 흰색 크로스해치 패턴이 순차적으로 표시되도록 칼라 브라운관(1)에 흰색 크로스해치 패턴을 인가한다. 광센서부(3)는, 상응하는 수평주사 라인들의 수직중심 영역에 설치되어, 칼라 브라운관(1)의 화면으로부터 출사되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜 주기 신호들을 발생시킨다. 증폭부(4)는 광센서부(3)로부터의 주기 신호들을 일정한 징폭도로써 증폭한다. 아날로그/디지털 변환부(5)는 증폭부(4)로부터의 주기 신호들을 디지털 신호들로 변환시킨다. 디지털 신호 처리부(DSP)의 고속푸리에 변환부(8)는, 아날로그/디지털 변환부(5)로부터의 디지털 신호를 푸리에 변환하여 그 제1고조파의 위상의 변화량을 구한다. 디지털 신호 처리부(DSP)의 연산부(9)는, 고속푸리에 변환부(8)로부터의 위상 변화량을 환산하여 미스콘버젼스를 구한다. 모니터(7)는 디지털 신호 처리부(DSP)의 연산부(9)로부터의 미스콘버젼스를 디스플레이한다.
제6도의 장치의 각 부의 보다 상세한 동작 원리 및 과정은 이미 상술된 바와 같다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라 브라운관의 콘버젼스 측정방법 및 장치에 의하면, 저렴한 가격의 광센서들을 이용하여 칼라 브라운관의 콘버젼스를 자동 측정할 수 있음에 따라, 칼라 브라운관 화면상의 많은 지점을 측정할 수 있고, 데이터 처리 시간을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 제조 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은, 상기 실시예에 한정되지 않고, 청구범위에서 정의된 발명의 사상 및 범위 내에서 당업자에 의하여 변형 및 개량될 수 있다.

Claims (3)

  1. 칼라 브라운관에 흰색 패턴이 표시되게 하여, 표시된 흰색 패턴의 콘버젼스를 측정하는 방법에 있어서, 상기 칼라 브라운관의 각 수평주사 라인에 흰색 패턴이 순차적으로 표시되게 하는 단계; 상기 수평주사 라인들의 수직중심 영역의 광신호를 전기적 신호로 변환시켜 주기 신호를 발생시키는 단계; 발생된 주기 신호를 소정의 증폭도로써 증폭하는 단계; 증폭된 주기 신호를 디지털 신호로 변환시키는 단계; 변환된 디지털 신호를 푸리에 변환하여, 제1고조파의 위상의 변화량을 구하는 단계; 및 구해진 변화량을, 적용되는 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산하는 단계를 포함한 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미스콘버젼스의 단위에 맞게 환산하는 단계에서, C(미스콘버젼스) = P(상기 제1고조파의 위상의 변화량)L(상기 각 수평주사 라인에 상기 흰색 패턴이 순차적으로 표시되는 단위주기) / 2의 식에 의하여 수행되는 측정 방법.
  3. 칼라 브라운관에 흰색 패턴이 표시되게 하여, 표시된 흰색 패턴의 콘버젼스를 측정하는 장치에 있어서, 상기 칼라 브라운관의 각 수평주사 라인에 상기 흰색 패턴이 순차적으로 표시되도록 상기 칼라 브라운관에 상기 흰색 패턴을 인가하는 패턴 발생부; 상기 수평주사 라인들의 수직중심 영역에 설치되어, 상기 칼라 브라운관의 화면으로부터 출사되는 광신호를 전기적 신호로 변환시켜 주기 신호를 발생시키는 광센서부; 상기 광센서부로부터의 주기 신호를 소정의 증폭도로써 증폭하는 증폭부; 상기 증폭부로부터의 주기 신호를 디지털신호로 변환시키는 아날로그/디지털 변환부; 상기 아날로그/디지털 변환부로부터의 디지털 신호를 푸리에 변환하여 제1고조파의 위상의 변화량을 구한 후, 구해진 변화량을 환산하여 미스콘버젼스를 구하는 디지털 신호 처리부; 및 상기 디지털 신호 처리부로부터의 미스콘버젼스를 디스플레이하는 표시부를 갖춘 측정 장치.
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