KR20010104449A - 변조전달함수 측정 시스템 및 그에 따른 컬러 액정표시소자의 화질 평가방법 - Google Patents

변조전달함수 측정 시스템 및 그에 따른 컬러 액정표시소자의 화질 평가방법 Download PDF

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KR20010104449A KR1020000022805A KR20000022805A KR20010104449A KR 20010104449 A KR20010104449 A KR 20010104449A KR 1020000022805 A KR1020000022805 A KR 1020000022805A KR 20000022805 A KR20000022805 A KR 20000022805A KR 20010104449 A KR20010104449 A KR 20010104449A
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Abstract

본 발명은 컬러 LCD의 화질 평가 방법 및 그를 위한 변조전달함수 측정 시스템에 관한 것으로서, 컬러 LCD의 화질 평가 방법은, LCD 스크린 상의 소정 위치에서, 변조전달함수(MTF) 측정 단계를 포함하여, 그 결과를 이용해 화질을 평가함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MTF 측정장치는 V(λ)필터가 장착된 선형 고체촬상소자를 구비하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측정조건을 설정함으로써 칼라 액정표시소자의 화질을 정확히 측정할 수 있다. MTF를 측정함으로써 표시화면상에 디스플레이되는 화상의 해상도 및 신호대잡음특성을 평가할수 있다. 또한 본 발명에서는 스캐닝폭을 고정함으로써 선퍼짐함수의 trunctacion 문제를 해결 하였으며, V(λ)필터를 사용함으로써 검출기의 분광응답특성을 육안에 근사하도록 보정하였다. 본 발명에 따른 변조전달 함수 측정방법은 칼라액정표시소자의 화질을 평가하는데 유효하게 적용될수 있다.

Description

변조전달함수 측정 시스템 및 그에 따른 컬러 액정 표시소자의 화질 평가방법{System for measuring modulation transfer function and method of evaluating image quality of color liquid crystal displays by using the system}
본 발명은 컬러 액정 표시 소자들의 화질을 평가하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변조 전달 함수를 측정에 의해 컬러 액정 표시 소자들의 화질을 평가하는 방법 및 그 변조 전달 함수 측정을 위한 시스템에 관한 것이다.
액정표시소자는 휴대가 가능하기 때문에, 종래의 음극선관을 대신하여 TV수수상기 뿐아니라 컴퓨터모니터에도 그 사용이 급증하고 있다. 보통 액정표시소자의 해상도는 설계 데이터(design data)를 이용하여, 도트의 휘도분포가 직사각형이라는 가정하에 변조전달함수(Modulation transfer function; 이하 MTF로 칭함) 방정식을 이용하여 산출된다. 그러나, 실제 도트의 휘도분포는 완전한 직사각형태가아니기 때문에, 액정표시소자의 화질을 평가함에 있어서는, 예상치 못한 의사 휘도 패턴과 색잡음으로 인한 화질의 저하, 광학적특성에서 기인하는 불균일한 휘도분포, 및 생산시 만들어진 결점들의 요인들을 고려하여야 한다.
보통 액정표시소자는 콘트라스트와 휘도 조절이 가능하다. 광학적 화질은 이들 조절에 대한 선택에 따라 좌우되므로, 콘트라스트와 밝기 레벨들의 어떻게 다른 조합들이 화질에 영향을 끼치는지 알아야 할 필요가 있다.
컬러 액정표시소자는 특정 스펙트럼 분포하에서 작동한다. 즉 사람의 눈을 사용할 때, 액정표시소자의 스펙트럼 분포와 사람의 눈(human eye)이 갖는 스펙트럼 응답이 휘도 분포에 관련된다. 휘도분포측정을 위해 사용된 광검출기가 색상에 민감하다면, 사람의 눈과 그 검출기 사이의 응답 차는 보정되어야 할 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 콘트라스트와 휘도등의 매개변수들을 고려하여 컬러 액정표시장치의 화질을 평가하기 위한 변조전달함수(MTF) 측정 시스템을 제공하고, 이를 이용하여 액정 표시소자의 화질을 평가하는 방법을 제공하는데 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각, 흑백 액정표시소자의 픽셀배열 및 미세한 세로줄 형상의 픽셀패턴을 갖는 칼라 액정표시소자의 픽셀배열을 도시한다
도 2a 및 도 2b는 각각 수직 및 수평방향으로 측정된 LSF(선퍼짐함수)의 예를 도시한다.
도 3은 테스트하는 두 개의 컬러 LCD들의 주요 사양들에 대한 표를 도시한 것이다
도 4는 배경휘도가 없을 때 얻어진 MTF들을 도시하고 있다. .
도 5는 배경휘도가 존재할 때 선퍼짐 함수들을 직접적으로 측정하는 방법을 이용하여 얻은 MTF들을 도시한다.
도 6은 ㄷ 5에서의 방법을 이용하여 실제 측정한 스캐닝폭에 따른 MTF를 도시한 그래프이다.
도 7은 컴퓨터 시뮬레이션을 위한 선퍼짐 함수의 예이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 LCD 및, CCD, 사람의 눈 및 V(λ) 필터에 대한 스펙트럼 특성 곡선이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 시뮬레이션과정 제1단계에서 얻어진 정규화된 분광반응곡선 및 가중치가 적용된 선퍼짐함수로부터 산출된 변조전달함수를 도시한 그래프이다.
도 10은 세가지 검출기들에 대해 얻어진 가중 요인들의 표이다.
도 11은 액정표시소자의 변조전달함수 측정에 사용된 장치의 개략도이다.
도 12a 내지 도 12d는 샘플 A 에 대한 수직 및 수평방향으로 측정된 선퍼짐함수 및 변조전달함수를 도시한 것이다.
도 13은 측정된 MTF로부터 얻어진 MTFA들의 목록을 도시한 표이다.
도 14는 스크린의 다섯 위치들에서 얻어진 MTFA의 비교표이다.
상기 과제를 해결하기 위한, 액정표시소자(LCD)의 화질 평가에 이용되는 변조전달함수(modulation transfer function;MTF)를 측정하기 위한 시스템은, 시험하고자 하는 컬러 LCD상의 백색 도트(white dot)를 확대시키는 대물렌즈; 상기 대물렌즈를 통해 확대된 백색 도트의 휘도분포를 촬상하는 CCD 카메라; 상기 CCD 카메라에서 촬상된 백색도트의 휘도 분포 정보를 디지털 정보로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및 상기 디지털 정보화된 백색도트의 휘도 분포 정보에 대해 상기 대물렌즈의 배율을 보정한 후, 상기 휘도 분포에 따른 선퍼짐 함수(LSF)를 직접 퓨리에 변환하여 MTF를 산출하는 제어장치를 포함함을 특징으로 한다.
여기서 제어장치는 컴퓨터등을 의미한다.
상기 CCD 카메라는, 상기 CCD 카메라의 스펙트럼 응답 특성을 인간 시각에 맞게 교정하기 위한 V(λ) 필터를 구비함이 바람직하다.
상기 제어장치는 화상의 배경휘도(BL)를 고려하여 신호대잡음비에 따른 MTF를 측정함이 바람직하다.
상기 제어장치는 고정된 스캐닝 폭에서 MTF를 구함이 바람직하다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한, 컬러 LCD의 화질 평가 방법은, 상기 LCD 스크린 상의 소정 위치에서, 변조전달함수(MTF) 측정 단계를 포함하여, 그 결과를 이용해 화질을 평가함을 특징으로 한다.
상기 다른 과제를 해결하기 위한, 컬러 LCD의 화질 평가 방법은, 상기 LCD 스크린 상의 소정 위치에서, 변조전달함수영역(MTFA) 알고리즘을 이용하여 화질을 평가함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1a는 흑백 액정표시소자의 픽셀배열을, 도 1b는 미세한 세로줄 형상의 픽셀패턴을 갖는 칼라 액정표시소자의 픽셀배열을 도시한다. 도 1a 및 도 1b에서 xp는 인접한 픽셀들 사이의 중심점간 수평거리를 나타내고, xk는 동일한 색상인 두 픽셀 사이의 중심점간 수평거리를 나타낸다.
보통 표시소자의 화상형성과정은 2차원임을 특징으로 한다. 단순성을 위해, 이 절에서는 1차원의 표현을 사용할 것이다. 표시의 MTF는 다음의 수학식 1로부터 정의된다.
여기서, ν는 표시상의 공간주파수 (단위: cycles per milimeter (cpm))이며, l(x)는 표시된 단일 화이트 도트의 휘도분포를 Y방향에 대해 적분하여 얻어지는 선퍼짐함수 (Line Spread Function; 이하 LSF라 칭함)이다. 여기서, 선퍼짐함수 l(x)는 다음의 수학식 2 및 수학식 3으로 주어진다.
수학식 2와 수학식 3에서, 흑백표시소자의 경우, X는 도 1a에 도시된 xp, 즉 인접한 두 픽셀의 중심점간의 수평거리를 의미하고, 칼라표시소자의 경우의 경우는 도 1b에 도시된 xk, 즉 동일한 색상을 갖는 두 인접픽셀의 중심점간의 수평거리를나타낸다.
수학식 2와 수학식 3을 수학식 1에 대입하고, 제로 주파수에서 단위에 대해 정규화함으로써 수학식 4와 같이 액정표시소자에 대한 MTF 공식을 얻게 된다.
이하에서 측정조건을 얻기위한 컴퓨터 시뮬레이션에 대해 설명한다.
도 2a 및 도 2b는 각각 수직 및 수평방향으로 측정된 LSF(선퍼짐함수)의 예를 도시한다.
백색 도트가 칼라 액정표시소자상에 표시되면, 신호대잡음비(SNR)를 낮추는 예상치 못한 의사휘도패턴이 발생한다. LSF 측정시, 스캐닝 폭은 적어도 선퍼짐함수의 최대값의 1/2에서의 전체 폭(FWHM)의 3 내지 5배가 되어야 한다. 도1b에 도시된 바와 같은 미세한 세로줄형상의 픽셀패턴을 갖는 칼라액정표시소자의 경우, 수직방향의 픽셀 배열은 R-R-R, G-G-G, B-B-B 와 같다. 따라서, 도 2a에 도시된 바와 같이, 수직방향으로 측정된 선퍼짐함수는 신호휘도(SL)에 해당하는 1개의 온(on) 픽셀과, 배경휘도(BL)에 해당하는 4개의 오프(off) 픽셀을 가진다. 수평방향에 있어서는 픽셀들이 R-G-B 형태로 배열되므로, 이 방향에서 측정된 선퍼짐함수는 도 2b에 도시된 바와 같이 신호휘도에 해당하는 3개의 온 픽셀과 배경휘도에 해당하는 12개의 오프 픽셀을 가진다. 도 2a 및 도 2b의 우측상단에 삽입된 도표는 MTF 공식에서 가정된 직사각형 모양의 LSF를 나타낸다. 배경휘도 때문에, 측정된 LSF는 직사각형 형상보다 낮은 신호대잡음비를 갖는다는 것을 알 수 있다. 그 신호대잡음비는 다음의 수학식 5에서 주어진다.
여기서, LSL및 LBL은 각각 신호휘도와 배경휘도의 평균값을 나타낸다.
통상적인 MTF 측정은, 배경휘도의 처리에 대한 충분한 정보를 제공하지 못하였다. MTF에 의한 신호대잡음비의 영향을 나타내기 위해 LSF의 배경휘도를 적절히 처리하는 방법을 알아야 한다. 따라서, 본 발명에서는 컴퓨터시뮬레이션에 의해 이것을 조사하고자 하였다. 이를 위해, 0.84, 0.90 및 0.97의 신호대잡음비를 갖는 LSF를 선택했다.
도 3은 시험한 두 개의 컬러 LCD들의 주요 사양들에 대한 표를 도시한 것이다. LSF는 도 3에 리스트된 A 샘플(액정표시소자 FLM-102)에 대하여 수직으로 측정되었고, 콘트라스트와 휘도의 수준들은 각각 SNR들을 조절하기 위해 변화되었다. 1997년, Proc. SPIE 3134의, T.H. Kim, O.S. Choi, Y.W. Lee, H.M. Cho, 및 I.W. Lee에 의한, "선형 CCD 영상화기에 의한 LCD들의 MTF 측정; 흑백의 경우" 526 내지 531 페이지의 컴퓨터 시뮬레이션에 이론적으로 근거하여, LSF 프로세싱에 대한 두가지 서로 다른 방법들을 제공한다. 즉, 배경휘도가 없는 경우, 그 첫번째 방법은 배경휘도를 그 평균값으로 대체하며 따라서 그것은 0으로 된다. 두번째 방법은 배경휘도가 존재할 때 LSF들을 직접적으로 측정하는데 사용된다. 도 4는 첫번째 방법을 이용하여 얻어진 MTF들을 도시하고 있다. 점선은 수학식 4를 이용해서 산출된 MTF를 나타낸다. 여기서 신호대잡음비는 변화해도 MTF는 거의 일정하게 유지되고 있다. 따라서, MTF는 신호대잡음비와 무관하다. 위의 두번째 방법을 사용하여 얻어진 MTF들이 도 5에 도시된다. 여기서 신호대잡음비가 증가함에 따라 변조전달함수 MTF가 증가함을 알 수 있다. 따라서, 배경휘도가 존재할 경우, MTF는 신호대잡음비에 의해 영향을 받는다는 것을 알수 있다.
도 6은 상기 제2방법을 이용하여 실제 측정한 스캐닝폭에 따른 MTF를 도시한 그래프이다. 액정표시소자에 있어서는, 표시 화면 전체에 걸쳐 배경휘도가 존재하기 때문에, 도 6에 도시된 바와 같이 MTF는 LSF의 끊기 정도(the degree of truncation)에 따라 변화된다. 스캐닝 폭이 증가함에 따라, MTF가 감소함을 볼 수 있는데, 이것은 상술한 바와 같이 배경휘도가 널리 퍼져 분포하기 때문이다. 본 실시예의 MTF 측정장치에서는 스캐닝 폭을 고정시킴으로써, 이 문제를 해결하였다. 또한, 도 5에 도시된 측정된 MTF와 도 6에 도시된 산출된 MTF간의 불일치는 LSF의 형태가 다르기 때문에 일어난다.
도 7에 도시된 선퍼짐함수(LSF)를 이용하여, MTF에 대한 검출기의 분광응답특성의 영향을 시뮬레이션하였다. 도 7에 도시된 3개의 직사각형 형상은 좌측으로 부터 각각 R, G 및 B 픽셀의 휘도분포를 나타낸다. CCD(charge coupled device), 사람의 눈 및 V(λ)필터를 갖는 CCD등, 세 종류의 검출기들이 이용되었다.
시뮬레이션은 다음과 같이 수행되었다:
1단계, 정규화된 분광반응곡선을 얻기 위해 액정표시소자 및 검출기의 분광특성을 곱했다.
2단계, 액정표시소자에 사용된 광 스펙트럼이 R, G, B의 주파장을 갖는 것으로 가정하였다. 따라서, 액정표시소자의 R, G, B 픽셀는 각각 606 nm, 550 nm, 475 nm 에서 선 스펙트럼을 갖는다.
3단계, 상기 정규화된 분광반응곡선을 3개의 주파장에 대해 등가의 직사각형 분광반응곡선으로서 근사화시켰다 (참조: 1971년, American Elsevier Publishing Company에서 출판된 K.R. Barnes의 "광 전달 함수"의 59 내지 62 페이지 참조)
4단계, 근사화를 통해 얻어진 직사각형곡선의 높이를 해당픽셀에 대한 선퍼짐함수의 휘도분포산출을 위한 가중치로 사용하였다(위 참증의 6 내지 15페이지 참조).
5단계, 가중치가 고려된 LSF를 푸리에(Fourier)변환시켜 MTF를 얻었다.
도 8a는 분광광도계 (Spectro 320D, Instrument system)로 측정된 액정표시소자의 분광분포특성을 도시하는 그래프이다. 도 8b는 분광광도계 (Varian, Cary 5E)로 측정된 V(λ)필터의 분광 전송과, 1969년, Appl. Opt. 8의 L.Levi에 의한 "다색광에 있어서의 검출기 응답 및 완벽-렌즈-MTF"dml 607 내지 616 페이지와, 1990년 T-2000의 Hamamatsu Technical Data " MOS 멀티채널 검출기들 C4350, C4351"을 각각 참조한 것으로부터 취해진 육안 및 CCD의 분광응답 곡선을 도시하고 있다. 도 9a는 상기 시뮬레이션 과정의 제1단계에서 얻어진 정규화된 분광반응곡선이다. 도 10은 상기 제4단계에서 얻어진 가중 요인들을 보여준다. 도 9b는 가중치가 적용된 LSF로부터 산출된 MTF를 도시한다. 도 9a 및 도 9b에서, V(λ) 필터를 가진 CCD를 사용하여 얻어진 분광응답 곡선과 MTF는 사람의 눈을 사용하여 얻은 값들과 거의 정확하게 일치한다. 따라서, V(λ)필터를 갖는 CCD의 분광응답특성이 사람 눈에 대해 보정되었음을 알수 있다. 도 9b를 참조하면, CCD에 대한 MTF는 다른 검출기를 사용한 경우와 비교할 때 빠르게 감소함을 알수 있다. 이것은 도 8b에 도시된 바와 같이, CCD에 대한 분광응답특성의 FWHM이 다른 검출기들에 대한 것들에 비해 폭넓기 때문이다. 따라서, 표시의 MTF 측정의 정확성을 향상시키기 위해서는 검출기의 반응값을 육안에 대해서 보정하는 것이 필수적이다.
이하에서, 본 발명의 측정 시스템 및 그 실험 결과들에 대해 설명한다.
도 11은 액정표시소자의 MTF 측정을 위한 시스템의 개략도이다. 도 11에 도시된 MTF 측정 시스템은 시험중인 액정표시소자(100), 미세 대물 렌즈(110) [Spingler×10, 개구수(NA)=0.25], V(λ)필터(120)가 장착된 선형 고체촬상소자(130) (CCD) (Hamamatsu S3904-512Q), 및 개인용컴퓨터(150)로 이뤄진다. 상기 대물렌즈(110)는 액정표시소자(100)상의 백색 도트를 확대시키고, 상기 선형고체촬상소자(130)는 백색도트의 휘도분포를 촬상한다. 상기 선형고체촬상소자(130)에 의해 촬상된 백색도트의 휘도분포는 아날로그/디지탈 변환기(140) (12-bit analog to digital converter (ADC))에 의해 디지탈화되어 상기 개인용 컴퓨터(150)로 입력된다. 대물렌즈의 배율 보정 후, 선퍼짐함수를 직접 퓨리에변환시켜 MTF가 산출된다.
측정된 MTF는 상기 대물렌즈 및 상기 선형 고체촬상소자의 MTF들 둘 다를 포함하기 때문에, 이들 구성요소들에 의한 작용이 보정되어야 한다. 샘플 구조를 가진 LCD들 상의 보다 높은 공간 주파수의 재생은 앨리어싱(aliasing) 효과에 의해제한된다. 이를 피하기 위해, 본 실시예에서는 화상신호를 액정표시소자들의 픽셀폭들 만큼 전처리 필터링하여 나이키스트(Nyquist) 주파수 이상의 주파수 성분을 포함하지 않게 하였다. 픽셀폭이 2개의 인접픽셀의 중심점간의 거리와 거의 동일하다고 가정하면, 나이키스트 주파수는 샘플링 주파수의 1/2 와 같다. 본 실시예서 사용된 칼라 액정표시소자에서 인접픽셀간 중심점간의 수직 및 수평거리는 각각 264 및 88㎛였고, 나이키스트 주파수는 각각 2 및 6cpm였다. 나이키스트 주파수가 6cpm일때, 상기 대물렌즈 및 상기 고체촬상소자의 MTF는 각각 0.99 및 0.94였다.
상기 대물렌즈에 의해 10배 확대된 화상이 선형 고체촬상소자 상에 영상화될 때, 해당 나이키스트 주파수에서 상기 선형고체촬상소자의 MTF는 상기 대물렌즈의 배율만큼 증가한다. 따라서, 본 실시예에서 측정된 MTF는 상기 나이키스트 주파수 이하의 주파수에서, 상기 대물렌즈 및 상기 선형고체촬상소자의 MTF가 모두 0.99보다 크기 때문에, 보정할 필요가 없었다.
본 실시예에서 사용된 2개의 칼라 액정표시소자의 사양은 도 3에 나타나있다. 스캐닝폭은 1280㎛로 고정되었다. 또한, 재현할 수 있는 측정을 달성하기 위해, MTF의 측정 평면은 자동초점프로그램 (autofocus program)을 사용하여 결정하였다. MTF에 대한 측정결과는 MTF영역 (Modulation tranfer function area, MTFA) 알고리듬을 이용하여 검증되었다. MTFA 는 다음의 수학식 6에 의해 정의된다.
이때,
이다.
상기 식들에서, μ는 cpd (cycles per degree) 단위인, 옵저버의 눈에서의 각도공간주파수이며, l은 mm 단위의 관찰거리를 나타낸다. 또한, μmax는 다음의 조건을 만족하여야 한다.
상기 식에서 uNy는 사용된 액정표시소자의 나이키스트 주파수이고, uc는 교차 주파수를 나타낸다. 이때, MTF(u)의 크기는, 사람의 눈의 변조 임계 함수인, Ml(u)과 동일하며, a, b 및 c 는 다음의 수학식 10, 11 및 12와 같이 주어진다:
상기 식에서, L은 표시휘도 (단위; candelas per square meter)를 나타낸다.
이 표시 휘도는 휘도미터(LS-110, Minolta)로 측정하였으며, 관찰거리는 500mm로 가정하였다. 모든 측정은 암실에서 이뤄졌다.
콘트라스트와 휘도수준이 화질에 미치는 영향을 조사하였다. 측정은 스크린의 중앙에서 이뤄졌다.
도 12a, 도 12b, 도 12c 및 도 12d는 샘플 A에 대한 수직 및 수평방향으로 측정된 LSF들 및 MTF들을 각각 도시한 것이다. 콘트라스트 제어는 MTF를 변하게 만드는데, 그것은 콘트라스트 레벨이 LSF의 신호대잡음비에 영향을 끼치기 때문이다. 그러나 MTF는 휘도 제어와 관계가 없으며, 휘도 제어는 LSF의 신호대잡음비와 무관하다.
도 13은 측정된 MTF로부터 얻어진 MTFA들의 목록을 도시한 표이다. 샘플 A 및 샘플 B 모두에 대한 MTFA들은 콘트라스트와 휘도 레벨 상승에 따라 증가한다. 따라서, 액정표시소자의 화질은 콘트라스트와 휘도수준이 높을수록 우수함을 알수 있다. 주어진 콘트라스트 및 휘도수준에서 MTFA는 샘플 B의 경우 17.42 내지 21.38인 반면, 샘플 A의 경우는 10.34 내지 22.49이다. 따라서, 콘트라스트 및 휘도수준 조절이 화질에 미치는 영향은 샘플 B 보다는 샘플 A의 경우에 보다 효과가있음을 알수 있다.
해상도의 균일성을 산출하기 위해 ANSI/HFS 100 -1988에서 나타낸 스크린 상의 다섯 위치들에서 측정이 수행되었다. 본 실시예에 사용된 각 액정표시소자의 최대 MTFA 에 해당하는 위치들에서 콘트라스트와 휘도 수준은 고정되었다. 그 결과가 도 14의 표에 리스트화 되어 있다. 여기서, MTFA는 시험하는 컬러 LCD 스크린의 중앙 뿐 아니라, 위아래 가장 자리 위치에서 산출되어 그것을 가지고 해당하는 LCD의 화질을 평가함이 더욱 바람직하다. 이 표에서 샘플 A의 경우 평균 MTFA 의 값이 샘플 B의 경우보다 다소 높았으나, 해상도의 균일성은 샘플 A 보다 샘플 B가 우수함을 알수 있다.
본 발명에 따른 MTF 측정장치는 V(λ)필터가 장착된 선형 고체촬상소자를 구비하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 측정조건을 설정함으로써 칼라 액정표시소자의 화질을 정확히 측정할 수 있다. MTF를 측정함으로써 표시화면상에 디스플레이되는 화상의 해상도 및 신호대잡음특성을 평가할수 있다. 또한 본 발명에서는 스캐닝폭을 고정함으로써 선퍼짐함수의 trunctacion 문제를 해결 하였으며, V(λ)필터를 사용함으로써 검출기의 분광응답특성을 육안에 근사하도록 보정하였다. 본 발명에 따른 변조전달 함수 측정방법은 칼라액정표시소자의 화질을 평가하는데 유효하게 적용될수 있다.

Claims (11)

  1. 액정표시소자(LCD)의 화질 평가에 이용되는 변조전달함수(modulation transfer function;MTF)를 측정하기 위한 시스템에 있어서,
    시험하고자 하는 컬러 LCD상의 백색 도트(white dot)를 확대시키는 대물렌즈;
    상기 대물렌즈를 통해 확대된 백색 도트의 휘도분포를 촬상하는 CCD 카메라;
    상기 CCD 카메라에서 촬상된 백색도트의 휘도 분포 정보를 디지털 정보로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 및
    상기 디지털 정보화된 백색도트의 휘도 분포 정보에 대해 상기 대물렌즈의 배율을 보정한 후, 상기 휘도 분포에 따른 선퍼짐 함수(LSF)를 직접 퓨리에 변환하여 MTF를 산출하는 제어장치를 포함함을 특징으로 하는 컬러 LCD의 변조전달함수 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 CCD 카메라는,
    상기 CCD 카메라의 스펙트럼 응답 특성을 인간 시각에 맞게 교정하기 위한 V(λ) 필터를 구비함을 특징으로 하는 컬러 LCD의 변조전달함수 측정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는 화상의 배경휘도(BL)를 고려하여 신호대잡음비에 따른 MTF를 측정함을 특징으로 하는 컬러 LCD의 변조전달함수 측정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는 고정된 스캐닝 폭에서 MTF를 구함을 특징으로 하는 컬러 LCD의 변조전달함수 측정 시스템.
  5. 컬러 LCD의 화질 평가 방법에 있어서,
    상기 LCD 스크린 상의 소정 위치에서, 변조전달함수(MTF) 측정 단계를 포함하여, 그 결과를 이용해 화질을 평가하는 컬러 LCD의 화질 평가 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 MTF 측정은,
    시험하고자 하는 컬러 LCD상의 백색 도트(white dot)를 확대시키는 대물렌즈, 상기 대물렌즈를 통해 확대된 백색 도트의 휘도분포를 촬상하는 CCD 카메라, 상기 CCD 카메라에서 촬상된 백색도트의 휘도 분포 정보를 디지털 정보로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 및 상기 디지털 정보화된 백색도트의 휘도 분포 정보에 대해 상기 대물렌즈의 배율을 보정한 후, 상기 휘도 분포에 따른 선퍼짐 함수(LSF)를 직접 퓨리에 변환하여 MTF를 산출하는 제어장치에 의해 수행됨을 특징으로 하는 컬러 LCD의 화질 평가 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 CCD 카메라는, 상기 CCD 카메라의 스펙트럼 응답 특성을 인간 시각에 맞게 교정하기 위한 V(λ) 필터를 구비함을 특징으로 하는 컬러 LCD의 화질 평가방법.
  8. 컬러 LCD의 화질 평가 방법에 있어서,
    상기 LCD 스크린 상의 소정 위치에서, 변조전달함수영역(MTFA) 알고리즘을 이용하여 화질을 평가하는 컬러 LCD의 화질 평가 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 LCD의 중앙 및, 위아래 가장 자리 위치에서 MTFA 를 산출하여 그 결과로 화질을 평가하는 컬러 LCD의 화질 평가 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 MTFA 측정은,
    시험하고자 하는 컬러 LCD상의 백색 도트(white dot)를 확대시키는 대물렌즈, 상기 대물렌즈를 통해 확대된 백색 도트의 휘도분포를 촬상하는 CCD 카메라, 상기 CCD 카메라에서 촬상된 백색도트의 휘도 분포 정보를 디지털 정보로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 및 상기 디지털 정보화된 백색도트의 휘도 분포 정보로부터 MTFA를 산출하는 제어장치에 의해 수행됨을 특징으로 하는 컬러 LCD의 화질 평가 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 CCD 카메라는, 상기 CCD 카메라의 스펙트럼 응답 특성을 인간 시각에 맞게 교정하기 위한 V(λ) 필터를 구비함을 특징으로 하는 컬러LCD의 화질 평가 방법.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820017B1 (ko) * 2004-05-21 2008-04-07 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 디스플레이의 동화상 품질 평가 방법 및 장치
CN106153301A (zh) * 2015-03-24 2016-11-23 北京威斯顿亚太光电仪器有限公司 一种用于硬性内窥镜调制传递函数的检测方法
KR20190122504A (ko) * 2018-04-20 2019-10-30 한국전자통신연구원 3차원 mtf 측정 방법 및 장치
CN116777910A (zh) * 2023-08-18 2023-09-19 武汉精立电子技术有限公司 显示屏子像素亮度提取精度评估方法、系统及电子设备

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7307646B2 (en) * 2001-05-09 2007-12-11 Clairvoyante, Inc Color display pixel arrangements and addressing means
EP1472668A2 (en) * 2001-09-14 2004-11-03 American Panel Corporation Visual display testing, optimization and harmonization method and system
US6992697B2 (en) * 2002-06-19 2006-01-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus to measure video quality on any display device with any image size starting from a know display type and size
US8683024B2 (en) * 2003-11-26 2014-03-25 Riip, Inc. System for video digitization and image correction for use with a computer management system
US20080125403A1 (en) 2004-04-02 2008-05-29 Merck & Co., Inc. Method of Treating Men with Metabolic and Anthropometric Disorders
JP4799329B2 (ja) * 2006-09-07 2011-10-26 株式会社東芝 ムラ検査方法、表示パネルの製造方法及びムラ検査装置
US8436632B2 (en) * 2008-06-27 2013-05-07 American Panel Corporation System and method for optimizing LCD displays
US7948550B2 (en) * 2008-06-27 2011-05-24 Ricoh Co., Ltd. Electro-optic imaging system with aberrated triplet lens compensated by digital image processing
CN101393923B (zh) * 2008-10-29 2010-06-02 西安理工大学 一种高宽容度液晶选通电荷耦合器件及其制备方法
CN101587675B (zh) * 2009-06-19 2012-05-23 东南大学 场致发射显示屏调制性能脉冲电流采集测量法
CN101651845B (zh) * 2009-08-21 2011-03-30 中国电子技术标准化研究所 一种显示设备运动图像清晰度测试方法
CN102737568A (zh) * 2011-03-31 2012-10-17 青岛海信电器股份有限公司 扫描背光液晶装置的测试方法及装置
CN104570422B (zh) * 2014-12-31 2017-10-13 深圳市华星光电技术有限公司 一种液晶显示面板的品质的监控方法
CN106405900B (zh) * 2016-12-09 2019-05-21 武汉精测电子集团股份有限公司 一种液晶屏色彩测量的方法和装置
CN108200425B (zh) * 2017-12-08 2019-08-09 北京空间机电研究所 一种基于tdi线阵探测器的多方向传函检测系统及方法
CN108184110B (zh) * 2017-12-25 2020-07-17 南京巨鲨显示科技有限公司 一种用于医用显示器的图像清晰度测量装置及方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4241996A (en) * 1976-12-06 1980-12-30 Exotech, Incorporated Apparatus for measuring the quality of optical equipment
JPH02174491A (ja) * 1988-12-27 1990-07-05 Minolta Camera Co Ltd カラーcrtのコンバーゼンス測定装置
US5140418A (en) * 1991-03-18 1992-08-18 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army System for quantitatively evaluating imaging devices
US5572444A (en) * 1992-08-19 1996-11-05 Mtl Systems, Inc. Method and apparatus for automatic performance evaluation of electronic display devices
US5969756A (en) * 1994-06-13 1999-10-19 Image Processing Systems Inc. Test and alignment system for electronic display devices and test fixture for same
TW410524B (en) * 1994-07-14 2000-11-01 Advantest Corp LCD panel image quality examining device and LCD image sampling method
JP3343444B2 (ja) * 1994-07-14 2002-11-11 株式会社アドバンテスト Lcdパネル画質検査装置及びlcd画像プリサンプリング方法
JP3471436B2 (ja) * 1994-08-19 2003-12-02 株式会社アドバンテスト 画質検査装置及びその画像合成方法
US5664158A (en) * 1995-04-25 1997-09-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Video display engineering and optimization system
KR100189178B1 (ko) * 1995-05-19 1999-06-01 오우라 히로시 패널 화질 검사 장치 및 화질 보정 방법
US5923416A (en) * 1997-03-20 1999-07-13 Hartford Hospital Automated method and apparatus for evaluating the performance characteristics of endoscopes
US6219099B1 (en) * 1998-09-23 2001-04-17 Honeywell International Inc. Method and apparatus for calibrating a display using an array of cameras

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820017B1 (ko) * 2004-05-21 2008-04-07 오츠카 일렉트로닉스 가부시키가이샤 디스플레이의 동화상 품질 평가 방법 및 장치
CN106153301A (zh) * 2015-03-24 2016-11-23 北京威斯顿亚太光电仪器有限公司 一种用于硬性内窥镜调制传递函数的检测方法
CN106153301B (zh) * 2015-03-24 2018-07-06 北京威斯顿亚太光电仪器有限公司 一种用于硬性内窥镜调制传递函数的检测方法
KR20190122504A (ko) * 2018-04-20 2019-10-30 한국전자통신연구원 3차원 mtf 측정 방법 및 장치
CN116777910A (zh) * 2023-08-18 2023-09-19 武汉精立电子技术有限公司 显示屏子像素亮度提取精度评估方法、系统及电子设备
CN116777910B (zh) * 2023-08-18 2023-11-28 武汉精立电子技术有限公司 显示屏子像素亮度提取精度评估方法、系统及电子设备

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