KR19990010688A - 엘씨디 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치 - Google Patents

엘씨디 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치 Download PDF

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Abstract

색분리 광학계의 반사필터에 의한 좌우 휘도차를 보정하기 위한 엘씨디(LCD) 프로젝터의 좌우 휘도차 보정장치에 관한 것으로, 입력되는 수평 동기신호로 화상의 중심,좌,우측에 해당하는 타이밍 신호를 추출하여 선형의 보상이득을 출력하는 보상 데이터 출력부와, 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상이득과 입력된 휘도신호를 연산하여 좌,우 휘도차를 보상하는 연산부로 구성되어 좌우 색상/휘도차 발생현상을 보완하기 위해 광학적 방법을 적용해도 계속 존재하는 휘도차이를 입력신호처리에서 휘도신호를 보상처리하여 화질 개선의 효과가 있다.

Description

엘씨디 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치
본 발명은 엘씨디(LCD) 프로젝터에 관한 것으로, 특히 색분리 광학계의 반사필터에 의한 좌우 휘도차를 보정하기 위한 엘씨디(LCD) 프로젝터의 좌우 휘도차 보정장치에 관한 것이다.
먼저, 종래기술에 따른 대한 엘씨디(LCD) 디스플레이 장치용 광학계를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 종래기술에 대한 엘씨디(LCD) 디스플레이 장치용 광학계의 구성을 설명하기 위한 단면도로써, 광원(210)과, 반사경(220)과, 필터(230)와, 콘덴싱 렌즈(240)와, 콜드미러(cold mirror)(245)와, G반사 미러(250)와, 제 1, 2 미러(251, 252)와, B반사 미러(260)와, R반사 미러(270)와, 투사렌즈부(280)와, LCD SET(290)와, 좌우 반전용 광학계(400)로 구성된다.
이와 같이 구성된 엘씨디(LCD) 디스플레이 장치용 광학계의 동작을 설명하면 먼저, 반사경(220)은 타원형상으로 광원(210)에서 나오는 빔을 반사시켜 필터(230)로 빔이 입사되도록 한다.
필터(230)는 반사경(220)에서 반사되어 입사된 빔중 필요없는 성분 즉, 자외선과 적외선을 제거하여 콘덴싱 렌즈(240)로 입사시키고, 콘덴싱 렌즈(240)는 상기 필터(230)를 통과한 빔을 일정한 방향으로 변경시킨다.
그리고, 콜드 미러(245)는 콘덴싱 렌즈(240)에서 출력되는 빔의 경로를 변경하는 동시에 필터(230)에서 왼전히 제거하지 못한 자외선과 적외선의 제거를 수행하고, G반사 미러(250)는 콜드 미러(245)에서 경로가 변경된 빔에서 그린빔(G)만을 LCD SET(290)로 반사시키고 레드빔(R) 및 블루빔(B)은 투과시킨다.
제 1 미러(251)는 G반사 미러(250)에서 반사된 빔의 경로를 레드빔(R) 및 블루빔(B)과 평행하게 진행하도록 하고, 제 2 미러(252)는 제 1 미러(251)에서 반사된 빔의 경로를 소정의 방향으로 반사시킨다.
또한, B반사 미러(260)는 G반사 미러(250)에서 투과된 R 및 B중 B만을 상기 G와 동일한 방향으로 반사시키고 R을 투과시키고, R반사 미러(270)는 B반사 미러(260)를 투과한 R빔을 G빔과 동일한 방향으로 반사시킨다.
LCD SET(290)는 상기 제 2 미러(252)와 B반사 미러(260) 및 R반사 미러(270)의 출력빔을 집광하여 투사렌즈부(280)로 출력한다.
여기서, 상기 G반사 미러(250) 및 B반사 미러(260)는 수평면에 대하여 45°의 각도를 갖으며, R반사 미러(270)는 수평면에 대하여 49°의 각도를 갖는다.
상기와 같은 경우 상기 R반사 미러(270)에서 반사된 레드빔이 상기 LCD SET(290)로 입사되기 위해서는 상기 B반사 미러(260)를 다시 투과하여야 하고, 상기 G반사 미러(250)에서 반사된 그린빔이 상기 LCD SET(290)로 입사하기 위해서는 상기 B반사 미러(260) 및 R반사 미러(270)를 투과하여야 한다.
G반사 미러(250)와 B반사 미러(260) 및 R반사 미러(270)의 상기한 반사 및 투과동작은 광원(210)과 필터(230) 및 콘덴싱 렌즈(240)로부터의 빛이 정해진 각도를 가진 평행광일때에만 설계된 특성을 발휘하고 다른 각도로 입사되는 빛에 대해서는 분리된 빛의 색이 변하는 컬러 쉬프트 현상이 발생한다.
즉, G반사 미러(250)와 B반사 미러(260) 및 R반사 미러(270)의 양단에 입사되는 빛의 입사각 차이로 인한 분광반사/투과율(1-반사율)의 분광분포의 차이에 의해 서로 다른 방향으로의 컬러 쉬프트 현상이 발생하여 좌우 양단 방향으로 색이 차이가 나는 현상이 발생한다.
이러한 좌우 색상차를 보정하기 위한 좌우 색상차 보정용 광학장치(특허 출원번호 : 제 97 - 12523호)가 본 출원인에 의해 기출원된 바 있는데 이를 살펴보면 도 2는 도 1에서 발생되는 좌우간의 색상차이를 보정하기 위한 광학장치의 구성을 보여주는 단면도로 G반사 미러(250)와 B반사 미러(260), R반사 미러(270) 사이에 좌우 반전용 광학계(400)를 위치하여 B빔의 분리후에 좌우 반전을 수행하여 좌우 투사 화상을 간의 색상차이를 보정한다.
이와 같은 좌우 반전용 광학계(400)가 부가되었을 때 그린빔의 경우 보정되기 이전과의 투사화상의 좌우 색상차를 살펴본다.
도 3은 도 2의 그린빔 경우 보정용 광학장치의 적용전과 적용후의 분광특성을 비교하기 위한 도면으로써, 그린 빔의 경우 보정용 광학장치의 적용전에는 도 3(a)와 같이 좌측에서는 점선으로 나타낸 기준 중심부에 대한 분광특성에 비해 오른쪽으로 시프트된 실선으로 나타낸 분광특성을 나타내며, 우측에서는 점선으로 나타낸 기준 중심부에 대한 분광특성에 비해 왼쪽으로 시프트된 실선으로 나타낸 분광특성을 나타낸다.
이에 반해 보정용 광학장치의 적용후에는 도 3(b)와 같이 좌측에서나 우측에서 점선으로 나타낸 기준 중심부에 대한 분광특성에 대해 좌우가 시프트 되지 않은 실선으로 나타낸 분광특성을 나타내어 투사화상의 좌우 색상 차이는 없어지게 됨을 보여준다.
그러나, 보정용 광학장치의 적용후에도 에너지 세기의 차이로 인한 휘도의 차이가 계속 존재한다.
종래기술에 따른 엘씨디(LCD) 디스플레이 장치용 광학계에서는 반사 미러의 입사각 차이로 인하여 투사화상의 좌우에 색차가 존재하며, 이 중 시각적으로 민감한 녹색의 색상의 차이를 광학적으로 보상하였으나 좌우간의 휘도의 차이는 계속 존재하는 문제점이 발생된다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로 입력신호상의 휘도신호에 이득을 조정하거나 보상치를 인가하여 좌우간의 휘도차이를 보상하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래기술에 대한 엘씨디(LCD) 디스플레이 장치용 광학계의 구성을 설명하기 위한 단면도
도 2는 도 1에서 발생되는 좌우간의 색상차이를 보정하기 위한 광학장치의 구성을 보여주는 단면도
도 3은 도 2의 그린빔 경우 보정용 광학장치의 적용전과 적용후의 분광특성을 비교하기 위한 도면
도 4는 본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 구성을 보여주는 블록도
도 5는 도 4의 보상 이득 발생부의 보상 이득 파형을 보여주는 도면
도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예에 대한 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 구성을 보여주는 블록도
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 보상 이득 발생부 42 : 곱셈부
61 : 보상 편차 발생부 62 : 가산부
본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 특징은 보상 데이터 출력부가 입력되는 수평 동기신호로 화상의 중심,좌,우측에 해당하는 타이밍 신호를 추출하여 선형의 보상이득이나 보상편차를 출력하고, 곱셈기나 덧셈기는 상기 출력된 보상이득이나 보상편차와 입력된 휘도신호를 연산하여 좌,우 휘도차를 보상함에 있다.
이하, 본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 구성을 보여주는 블록도로써, 수평 동기신호(H)와 수직 동기신호(V) 및 보상 이득 변화량(d)에 따른 휘도 보상 이득신호를 발생하는 보상 이득 발생부(41)와, 입력되는 휘도신호(Y)와 보상 이득 발생부(41)에서 출력된 휘도 보상 이득신호를 곱하여 보상된 휘도신호(Y′)를 출력하는 곱셈부(42)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 동작을 상세히 살펴보면 우선, 입력화상의 좌우에 해당하는 타이밍 신호를 발생하기 위해 영상신호의 수평동기 신호와 동기화된 시간 축을 기준으로 보상신호를 발생한다.
도 5는 도 4의 보상 이득 발생부의 보상 이득 파형을 보여주는 도면으로 상기 보상이득 신호의 3가지 예를 보인 것이다.
만약, 중심부로부터 좌, 우측으로의 휘도 변화가 선형적으로 도 5 직선 a와 같이 변한다고 가정할 때 한 수평 동기신호(H)의 중심 즉, 화상의 중심인 H/2의 시점을 기준으로, 기준 시점의 이득을 1로 하고 좌측과 우측으로 갈수록 선형적으로 이득이 증감한다.
최좌측과 최우측의 이득은 각각 1+d, 1-d가 되어 기준 시점의 이득과 다른 이득을 갖게되며, 여기서 이득 변화량 d는 외부에서 조정가능한 데이터이다.
즉, 화상의 좌측, 중심, 우측에 따른 보상 이득신호를 수평 동기신호에 따라 곱셈부(42)에 출력하고, 곱셈부(42)는 입력된 휘도 보상 이득신호와 입력된 휘도신호(Y)를 곱하여 좌우 휘도차가 없는 보상된 휘도신호를 출력한다.
한편, 빛의 분광학적인 특성과 인간의 시각적 특성에 의하여 상기와 같이 화상의 중심으로부터 좌, 우측의 휘도변화가 선형적으로만 변한다고는 볼 수 없다. 따라서 보상 이득 발생부(41)는 도 5 곡선 b, c와 같은 지수함수나 대수함수 형태의 기울어진 S자 곡선으로 하는 보상이득 파형을 휘도 보상 이득신호로 곱셈부(42)에 출력한다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예에 대한 좌우 휘도차 보정장치를 설명하면 도 6은 본 발명에 따른 다른 실시예에 대한 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치의 구성을 보여주는 블록도로써, 수평 동기신호(H)와 수직 동기신호(V) 및 보상 변화량(d)에 따른 휘도 보상 편차신호(△Y)를 발생하는 보상 편차 발생부(61)와, 입력되는 휘도신호(Y)와 보상 편차 발생부(61)에서 출력된 휘도 보상 편차신호를 가산하여 보상된 휘도신호 (Y′)를 출력하는 가산부(62)로 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 다른 실시예에서 보상편차 발생부(61)는 화상의 중심인 H/2의 시점을 기준으로, 기준 시점의 보상편차를 0으로 입력된 휘도신호를 그대로 출력하도록 한다.
상기 보상편차 발생부(61)는 화상의 좌측, 중심, 우측에 따른 보상 편차신호를 수평 동기신호에 따라 가산부(62)에 출력하고, 가산부(62)는 입력된 휘도 보상 편차신호와 입력된 휘도신호(Y)를 더하여 좌우 휘도차가 없는 보상된 휘도신호(Y′)를 출력한다.
따라서, 좌우 반전용 광학계를 부가하여 투사화상의 좌우 색상차를 보정한 후 계속되는 투사화상의 좌/우측간의 휘도차이를 전기적 신호처리에 의해 보정한다.
본 발명에 따른 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치는 좌우 색상/휘도차 발생현상을 보완하기 위해 광학적 방법을 적용해도 계속 존재하는 휘도차이를 입력신호처리에서 휘도신호를 보상처리하여 화질 개선의 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템에 있어서, 입력되는 수평 동기신호로 화상의 중심,좌,우측에 해당하는 타이밍 신호를 추출하여 선형의 보상이득을 출력하는 보상 데이터 출력부와, 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상이득과 입력된 휘도신호를 연산하여 좌,우 휘도차를 보상하는 연산부로 구성됨을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상이득은 비선형의 보상이득임을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 연산부는 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상이득과 입력된 휘도신호를 곱하는 곱셈기임을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
  4. 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템에 있어서, 입력되는 수평 동기신호로 화상의 중심,좌,우측에 해당하는 타이밍 신호를 추출하여 선형의 보상편차를 출력하는 보상 데이터 출력부와, 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상편차를 이용하여 입력된 휘도신호를 좌,우 휘도차를 보상하는 연산부로 구성됨을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상편차는 비선형의 보상이득임을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 연산부는 상기 보상 데이터 출력부에서 출력된 보상편차와 입력된 휘도신호를 더하는 덧셈기임을 특징으로 하는 엘씨디(LCD) 프로젝션 시스템의 좌우 휘도차 보정장치.
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