KR19990025691U

KR19990025691U - 엘씨디(lcd) 모듈의 감마 특성 자동 보정 장치

Info

Publication number: KR19990025691U
Application number: KR2019970038214U
Authority: KR
Inventors: 김남일
Original assignee: 구자홍; 엘지전자 주식회사
Priority date: 1997-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 1999-07-05

Abstract

LCD 디스플레이 장치에서 LCD 모듈의 감마특성을 자동으로 보정해주는 장치에 관한 것으로서, 디스플레이 기기의 계조특성은 휘도측정기로 측정되며, 상기 측정된 계조특성을 입력받아 정규화를 거치고 희망하는 계조특성과 비교 연산하여 감마특성 보정함수를 발생하는 보정함수 발생부와, 상기 발생한 감마특성 보정함수를 피이드백(Feedback)받아 메모리에 저장함으로써 디지틀화된 영상신호가 입력시 R,G,B 입력신호 레벨은 어드레스(address)가 되고 어드레스콜(Address-call)에 의해 메모리의 어드레스를 지정하여 이에 해당하는 데이터를 레지스터를 통해 출력하는 디지틀 감마특성 보정부로 구성됨이 특징인 LCD 모듈의 감마특성 자동보정장치는 종래의 아날로그적인 접근 방법에 의한 감마특성 보정보다 훨씬더 정확하게 LCD 감마특성을 보정 해줌으로써 뛰어난 계조특성을 이룰 수 있고, 이로인해 LCD 디스플레이 기기에서 명암의 계조성을 살려 화질을 향상시켜주는 효과를 얻을 수 있다.

Description

엘씨디(ＬＣＤ) 모듈의 감마 특성 자동 보정 장치

본 고안은 LCD 디스플레이 장치에 관한 것으로, 특히 LCD 티브이, LCD 프로젝션 티브이, LCD 프로젝터, LCD 모니터 등에 사용되는 LCD 모듈의 감마특성을 자동으로 정확히 보정해주는 LCD 모듈의 감마특성 자동 보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 최근 제품화가 급속히 이루어지고 있는 LCD를 이용하는 디스플레이 기기에 있어서 LCD 모듈의 감마특성 보정은 명암의 계조성을 살려 주어 화질을 향상시키는 매우 중요한 기술적인 과제 중 하나로서, 종래에는 측정된 데이터를 피이드백(Feed back)하지 않고 단지 숙련된 기술자의 판단에 의해 신호를 마이컴이나 기기의 반복적인 조정을 함으로써 보정된 값을 조정하였다.

도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 LCD 디스플레이 기기의 LCD 모듈(100) 구성을 나타낸 블록도로서, 각각 분해능 6비트의 R,G,B 디지틀 입력신호에 대해 수평 주사선수를 2배로 처리하는 배속주사(Double scan)부(12)와, 6비트의 디지틀 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환부(13)와, 아날로그화된 R,G,B 신호를 외부 마이컴(11)의 제어에 의해 보정하는 감마특정 보정부(14)와, 보정된 영상정보신호를 출력하는 LCD 구동부(15)와, 광경로상을 통과하는 광빔에 의해 영상을 투사하는 LCD 패널(16)로 구성되어있다.

도 1의 LCD 모듈(100)에서 사용된 종래 고안에 따른 감마특성 보정을 도 2a에서 자세히 살펴보면, 아날로그 R,G,B 신호는 마이컴(11)에 의해 제어되는 감마 특성 보정부(14)에서 몇 개로 미리 설정된 신호레벨 구간별로 신호레벨의 증감 혹은 구간 선형특성을 변화함으로써 보정되고, 보정된 출력 영상정보신호는 LCD 구동부(15)와 LCD 패널(16)을 거쳐 최종적으로 칼라 필터,렌즈,스크린 등을 포함한 광학계(17)를 통해 감마 보정된 계조특성을 보여주게된다.

그리고, 신호레벨에 따른 휘도는 휘도측정기(18)를 통해 측정함으로써, 도 2b와 같이 희망하는 계조특성과 감마 보정된 계조특성간의 차이를 비교하는 것이 가능하다.

그러나, 희망하는 계조특성을 가지도록 하기 위해서는 단지 숙련된 기술자의 판단에 의한 마이컴(11)의 제어에 의해 감마특성 보정부(14)에서 반복 조정하여 맞추는 아날로그적인 접근방법에 의해 이루어지므로 정확한 감마 보정에는 한계가 있다.

즉, 희망하는 감마특성 보정곡선이 도 3과 같다면, 아날로그적으로 접근한 하드웨어 구성은 A,B,C정도의 구간별로 구분하여 전달특성을 변화시키지만, 이 때 보다더 구간을 미세하게 세분하지 않고는 정확히 희망하는 계조특성에 근접하기 어려울 뿐만 아니라 아날로그신호의 보정에 대한 하드웨어를 구성하여 하드웨어적 특성을 미세조정하는데도 어려움이 있다.

이와같이 종래의 기술은 희망하는 계조특성을 얻기 위한 감마특성 보정이 마이컴에 의해 제어되기는 하지만, 신호레벨 구간별 신호 레벨 증감이나 구간 선형성을 변화시키는 등의 방법이 아날로그적인 접근방법에 의존하므로 희망하는 감마 보정을 정확히 얻기는 불가능하여, 우수한 계조특성을 가지는 생동감 있는 화질을 얻기가 힘들다.

또한 제품 양산시 LCD 패널 등의 감마특성 편차에 의해 발생되는 제품간의 계조특성 편차를 극복하기 위한 조정이 사실상 불가능하게 되어있다.

따라서, 정확한 감마 보정이 가능하고 편차 조정이 양호한 새로운 LCD 감마 보정 방법이 요구된다.

본 고안에서는 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, LCD모듈의 감마특성을 완벽하게 보정함과 동시에 LCD모듈간의 감마특성 편차에 의한 제품간 계조특성 편차를 극복하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 LCD 모듈의 구성을 나타낸 블록도

도 2a는 종래 기술에 따른 LCD 모듈의 감마특성 보정장치를 위한 블록도

도 2b는 도 2a에 따른 계조특성 곡선을 나타낸 도면

도 3은 종래 기술에 따른 아날로그적 접근방법에서 희망 계조특성 곡선의 구분을 나타낸 도면

도 4는 본 고안에 따른 감마특성 자동보정장치를 위한 블록도

도 5는 도 4의 감마특성 자동보정장치의 상세 블록도

도 6는 도 5의 각 블록의 계조특성 곡선을 나타낸 도면

도 7은 본 고안에 따른 디지틀 감마특성 보정부의 상세 블록도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 제1인터페이스부 32 : 입력신호 정규화부

33 : 계조특성신호 정규화부 34 : 희망계조특성 발생부

35 : 제1합산부 36 : 제2합산부

37 : 선형보정함수 발생부 38 : 제2인터페이스부

41 : 메모리 42 : 어드레스콜(Address-call)

43 : 레지스터 300 : 보정함수 발생부

400 : 디지틀 감마특성 보정부

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 LCD 모듈의 감마 보정 장치의 구성은 도 4에서와 같이 투사된 영상을 디스플레이 할 수 있는 광학계와, 상기 광학계에 디스플레이 된 영상의 휘도를 신호레벨에 따라 측정하기 위한 휘도 측정부를 갖는 디스플레이 장치에 있어서, 입력되는 영상신호를 보정한 후 상기 광학계를 통해 보정된 영상정보를 출력하는 LCD 모듈과, 상기 LCD 모듈내에 위치하여 저장된 희망 계조함수값에 의해 아날로그신호에서 디지틀화된 영상입력신호를 보정한 후 디지틀 신호형태로 출력하는 디지틀 감마특성 보정부와, 상기 LCD 모듈에서 출력된 영상으로부터 측정한 정보를 전달받아 디지틀 감마특성 보정에 필요한 보정함수를 발생하여 상기 디지틀 감마특성 보정부로 전달하기위한 보정함수 발생부와, 신호 레벨에 따라 측정된 영상정보를 상기 보정함수 발생부에 전달함과 동시에 상기 보정된 함수값을 상기 디지틀 감마특성 보정부에 전달하기 위한 신호귀환부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보정 함수 발생부는 도 5에 나타낸 것과 같이, 측정된 영상정보가 입력되는 제1인터페이스부와, 상기 제 1 인터페이스부를 통해 전달된 정보신호에 대해 정규화를 행하는 입력신호 정규화부와, 사용자가 원하는 희망 계조 특성신호를 발생하여 출력하는 희망 계조 특성 발생부와, 상기 희망 계조 특성신호를 정규화하여 출력하는 계조특성신호 정규화부와, 상기 희망 계조 특성신호를 정규화한 신호와 입력신호를 정규화한 신호의 차를 구하여 출력하는 제1합산부와, 희망하는 선형 보정함수를 발생하는 선형 보정 함수 발생부와, 상기 제1합산부의 출력신호와 희망하는 선형 보정함수를 합하여 출력하는 제2합산부와, 상기 합산된 보정함수를 디지틀 감마 보정부로 전송하기 위해 출력하는 제2인터페이스부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 디지틀 감마 특성 보정부는 도 7에 나타낸 것과 같이, 상기 보정함수 발생부에서 전달된 보정함수값을 어드레스 순번에 따라 저장해두는 메모리부와, 입력 영상신호의 신호레벨에 따른 특정값들에 대해 상기 메모리의 어드레스를 지정해주는 어드레스 비교부와, 상기 어드레스 비교부에 의해 지정된 어드레스의 해당 데이터를 저장하는 레지스터부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안은 일정한 시간 동안 전 신호레벨 범위에 걸쳐 순차적 변화되는 신호를 입력함으로써 LCD 디스플레이 기기의 계조특성을 측정하고, 이를 희망하는 계조특성과 비교 연산함으로써 희망하는 계조특성을 가지도록 하는 감마특성 보정 함수를 발생시키는 보정함수 발생부와, 보정함수 발생부에서 구해진 보정함수를 입력 신호에 적용하여 신호를 디지틀적으로 변환해 주는 디지틀 감마특성 보정부로 구성된 점을 특징으로 한다.

또, 본 고안에 따른 LCD 디스플레이 기기의 계조특성은 신호레벨에 따른 휘도를 휘도측정기로 측정한 후, 측정된 계조특성은 GPIB(General Purpose Interface Bus) 통신 수단에 의해 피이드백(Feedback)되어 보정함수 발생부에 전달되고, 보정함수 발생부에서는 희망 계조특성과 측정된 계조특성을 각각 희망 보정함수와 측정된 보정함수로 만들어 이들의 차를 다시 선형 변환 함수와 더하고, 감마 보정함수를 발생하여, 발생된 보정함수는 I²C버스라인에 의해 디지틀 감마특성 보정부로 전해지는 인터페이스를 이루는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 따른 LCD 모듈의 감마특성 자동 보정장치의 바람직한 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 고안은 LCD 모듈(200)에 구현한 도 4에서 보는 바와 같이 일정한 시간 t_o동안 신호레벨 전범위(0 ∼ 2⁶-1)에 걸쳐 순차적 변화되는 신호를 입력 신호로 하고, 종래 기술에서는 LCD모듈(100)내에서 아날로그 처리되던 감마특성 보정부(14)가 D/A변환부(13)와 서로 위치가 바뀌면서 디지틀 연산 처리하는 디지틀 감마특성 보정부(400)로 바뀌었으며, 휘도측정기(18)의 측정된 계조특성 데이터가 GPIB에 의해 보정함수 발생부(300)로 전달되어 처리된다.

처리된 결과는 I²C버스라인에 의해 디지틀 감마특성 보정부(400)로 연결되어, A/D 변환부를 거쳐 배속주사부에서 출력되는 각각 6비트의 R,G,B 신호를 감마 보정을 위한 신호 레벨 변환을 하게 된다.

본 고안의 구성에 따른 상세한 동작을 도 5의 블록도와 도 6의 보정함수 발생부(300)의 각 블록들의 특성곡선을 통해 살펴보면, 도 5에서 입력 신호에 의해 칼라필터,렌즈,스크린을 포함하는 광학계(17)로 나타나는 휘도 변화특성을 휘도측정기(18)로 측정하면, 휘도측정기(18)의 데이터가 보정함수 발생부(300)로 피이드백되어 현재의 계조 특성인 G(X)가 얻어진다.

구해진 현재의 계조특성 G(X)는 GPIB를 통해 보정함수 발생부(300)의 제1 인터페이스부(31)로 전달된 후에 입력신호 정규화(normalized)부(32)을 거치면서 2⁶-1로 정규화된 G_N(X)가 된다.

한편, 경험과 평가에 의해 이미 구해져 있는 희망 계조특성 발생부(34)의 희망 계조특성 D(X)도 또한 계조특성신호 정규화부(33)를 거치면서 2⁶-1로 정규화된 D_N(X)가 된다.

구해진 G_N(X)와 D_N(X)는 현재의 계조특성과 희망 계조특성을 각각 나타내므로, 희망하는 계조특성과 현재의 계조특성간의 편차는 F(X)= D_N(X)-G_N(X)로 구할 수 있고, 이는 희망 계조특성을 얻기 위한 적절한 감마 보정함수를 정확히 구하기 위하여 사용된다.

이어서, 이미 저장되어 있는 입력을 그대로 출력으로 내보내는 특성을 가진 선형 보정함수 발생부에서 출력된 선형 보정함수 L(X)와, 희망 계조특성과 현재 계조특성간의 편차 F(X)를 제2합산부(36)에서 더하게 되면 희망 계조특성을 가질 수 있도록 하는 감마 보정함수 T(X)=F(X)+L(X)가 구해진다.

T(X)는 제2인터페이스부(38)를 거쳐 I²C 버스라인에 통해 디지틀 감마 보정 보정부(400)의 메모리(41)의 순람표(look-up table)가 된다.

디지틀 감마특성 보정부(400)의 순람표 T(X)에 의해 디지틀 R,G,B입력 신호는 T(R), T(G), T(B)가 되고, LCD의 감마 특성이 보정되어 최종적으로 디스플레이될 때는 희망 계조특성을 가지게 된다.

도 7의 동작을 보면 도 5의 보정함수 발생부(300)에서 생성된 감마 보정함수 T(X)가 I²C 버스라인를 통해 디지틀 감마특성 보정부(400)의 메모리(41)에 어드레스 순번대로 T(0),T(1),…T(2⁶-1)로 저장된다.

입력되는 R,G,B각각의 신호레벨은 어드레스콜(Address-call)(42)에 의해 메모리 어드레스 값이 되어 메모리(41)에 번지를 지정하고, 메모리 어드레스의 해당 데이터를 읽어내어 레지스터(43)로 이동함으로써, 각각 6비트의 감마 보정된 신호 T(R),T(G),T(B)가 출력된다.

따라서, 보정함수 발생부(300) 및 디지틀 감마특성 보정부(400)를 두어 디지틀적으로 희망하는 계조특성의 차이 만큼을 원 영상신호에 더하여 LCD 모듈의 정확한 감마특성 보정을 이룰수 있고, 감마특성 편차를 줄일 수 있게 된다.

본 고안은 희망하는 계조특성과 휘도측정기로 측정되는 계조특성과의 편차를 계산한 후 감마보정 변환함수에 반영하여 정확하게 LCD감마 특성을 보정해 줌으로써 뛰어난 계조특성으로 생동감 넘치는 화질을 얻을 수 있고, LCD 모듈의 감마 특성 편차에 의한 제품간 계조특성 편차를 극복하는 효과가 있다.

또한 본 고안은 LCD뿐만 아니라 PDP 분야에 그대로 적용하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

Claims

투사된 영상을 디스플레이 할 수 있는 광학계와, 상기 광학계에 디스플레이된 영상의 휘도를 신호 레벨에 따라 측정하기 위한 휘도측정부를 갖는 디스플레이 장치에 있어서,

입력되는 영상신호를 보정한 후 상기 광학계를 통해 보정된 영상정보를 출력하는 LCD 모듈과;

상기 LCD 모듈내에 위치하여 저장된 희망 계조함수값에 의해 아날로그신호에서 디지틀화된 영상입력신호를 보정한 후 디지틀 신호형태로 출력하는 디지틀 감마특성 보정부와;

상기 LCD 모듈에서 출력된 영상으로부터 측정한 정보를 전달받아 디지틀 감마특성 보정에 필요한 보정함수를 발생하여 상기 디지틀 감마특성 보정부로 전달하기위한 보정함수 발생부와;

신호 레벨에 따라 측정된 영상정보를 상기 보정함수 발생부에 전달함과 동시에 상기 보정된 함수값을 상기 디지틀 감마특성 보정부에 전달하기 위한 신호귀환부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈의 감마특성 보정장치.
제 1 항에 있어서, 디지틀 감마특성 보정부는

상기 보정함수 발생부에서 전달된 보정함수값을 어드레스 순번에 따라 저장해두는 메모리부와,

입력 영상신호의 신호레벨에 따른 특정값들에 대해 상기 메모리의 어드레스를 지정해주는 어드레스 비교부와,

상기 어드레스 비교부에 의해 지정된 어드레스의 해당 데이터를 저장하는 레지스터부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈의 감마특성 자동보정장치.
제 1 항에 있어서, 보정 함수 발생부는

측정된 영상정보가 입력되는 제1인터페이스부와,

상기 제 1 인터페이스부를 통해 전달된 정보신호에 대해 정규화를 행하는 입력신호 정규화부와,

사용자가 원하는 희망 계조 특성신호를 발생하여 출력하는 희망 계조 특성 발생부와,

상기 희망 계조 특성신호를 정규화하여 출력하는 계조특성신호 정규화부와,

상기 희망 계조 특성신호를 정규화한 신호와 입력신호를 정규화한 신호의 차를 구하여 출력하는 제1합산부와,

희망하는 선형 보정함수를 발생하는 선형 보정 함수 발생부와,

상기 제1합산부의 출력신호와 희망하는 선형 보정함수를 합하여 출력하는 제2합산부와,

상기 합산된 보정함수를 디지틀 감마 보정부로 전송하기 위해 출력하는 제2인터페이스부로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈의 감마 특성 자동 보정장치.
제 1 항에 있어서, 신호 귀환부는

측정된 신호레벨에 따른 영상정보를 상기 제1인터페이스부로 전달하기 위한 범용인터페이스버스(GPIB)와,

상기 보정함수 발생부에서 출력한 보정함수를 상기 디지틀 감마특성 보정부로 전달하기위한 I²C버스라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 LCD 모듈의 감마특성 자동보정장치.