KR20050090432A - 디스플레이 레지스터 변경을 예측하고 보상하여 표시된비디오 화상의 백색 균일성을 유지하기 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

비디오 신호에 응답하여 표시된 화상의 컬러 특성을 정정하기 위한 시스템은 화상을 표시하는 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하도록 비디오 신호를 처리하고, 이 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 컬러 특성의 변경을 결정하도록 비디오 신호를 처리하고, 이 컬러 특성의 변경을 보상하도록 비디오 신호를 수정하는 단계를 포함한다.

Description

디스플레이 레지스터 변경을 예측하고 보상하여 표시된 비디오 화상의 백색 균일성을 유지하기 위한 시스템{SYSTEM FOR MAINTAINING WHITE UNIFORMITY IN A DISPLAYED VIDEO IMAGE BY PREDICTING AND COMPENSATING FOR DISPLAY REGISTER CHANGES}

본 발명은 비디오 신호 처리 시스템에 관한 것으로, 특히 표시된 비디오 화상의 바람직하지 않은 변경을 정정하기 위한 비디오 신호 처리 시스템에 관한 것이다.

여기 기재된 시스템은 컬러 수상관 또는 음극선관 (CRT) 또는 키네스코프 디스플레이 장치와 관련된 것 등의 비디오 화상 디스플레이 시스템에 관한 것이다. 일반적으로 "CRT" 또는 "컬러 수상관"으로 불리는 이런 장치들은 통상 마스크 구조를 통과하여 디스플레이 스크린에 충돌하여 화상을 형성하는 하나 이상의 전자 빔을 형성하기 위한 전자 빔 형성 장치(예를 들어, 컬러 CRT에서 R, G 및 B 전자 빔을 형성하기 위한 세 개의 전자총)를 포함한다.

라인 스크린 CRT와 같은 특정의 CRT에서는 스크린의 중심부와 측면 간의 보통 중간쯤인 영역에서 하이 드라이브 백색 패턴에 백색 균일성의 문제가 나타날 수 있다. 이 백색 균일성은 적어도 두 가지 요인으로 인해 발생될 수 있다:

1. 그 영역의 마스크에 의해 흡수된 고 빔 전력으로 금속의 팽창에 의해 초래된 마스크의 블리스터 또는 로컬 도밍(doming); 및

2. 세개 빔의 공간 전하 반발, 트리오 내의 빔 그룹화를 초래함.

결과적으로 트리오 내의 빔은 그룹화되고(즉, 트리오 내에서 적색과 녹색 및 청색과 녹색 간의 간격은 더 작아지고, 적색과 청색 사이 및 인접한 트리오 간의 간격은 더 커짐), 모든 세개 빔의 레지스터는 방사상 내측 방향으로 이동하게 된다. CRT의 좌측 블리스터 영역에서, 이 조합은 적색 빔이 녹색과 청색 보다 블랙 매트릭스 뒤에 잘 도달하므로, 전체 픽쳐에서의 적색 광의 결함 및 화이트에서 시안(cyan)으로의 컬러 전이를 가져온다. 우측의 블리스터 영역에서, 청색 빔은 매트릭스 뒤로 가고 청색의 결함은 황색으로의 전이를 초래한다. 이 효과는 전력 밀도, 블리스터 영역의 크기, 및 이 전력이 마스크 내로 가고 있는 시간 길이를 포함하는 요인과 관련되게 된다. 따라서, 이 설명된 요인 및 효과는 광의 컬러 또는 표시된 화상의 컬러 특성을 바람직하지 않게 변경하는 결과를 가져온다.

본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이다:

도 1은 본 발명의 형태를 구체화하는 장치의 블럭도를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 특정 형태를 설명하기 위해 도 1의 시스템의 동작 방법을 도시하는 플로우챠트를 나타낸다.

도 3은 본 발명의 다른 형태를 설명하기 위해 도 1의 시스템의 동작의 다른 방법을 도시하는 플로우챠트를 나타낸다.

본 발명은 부분적으로 개시된 문제의 인식에 있으며, 또 부분적으로는 본 발명의 형태가 개시된 문제를 해결하기 위해 화상을 표시하는 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하기 위해 비디오 신호를 처리하고; 이 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 컬러 특성의 변경을 결정하기 위해 비디오 신호를 처리하고; 컬러 특성의 변경을 보상하기 위해 비디오 신호를 수정함으로써, 비디오 신호에 응답하여 표시되는 화상의 컬러 특성을 정정하는 것을 포함하고 있는 시스템을 제공하는 데에 있다.

여기에 개시된 시스템은 백색의 색 분리 양과 같은 표시된 화상의 컬러 특성의 변경을 예측하는 것을 제공한다. 이 예측은 디스플레이 장치의 스크린 상에서의 블리스터 패턴의 전력 밀도, 면적, 시간 및 위치의 연산과 관련된다. 이 때, CRT의 적색, 녹색 및 청색 드라이브 신호는 컬러를 다시 기준 백색으로 가져오는 데에 영향을 미치는 스크린의 특정 영역에서 조정된다. 세 컬러의 드라이브 및/또는 컬러 간의 드라이브의 수정은 스크린의 특정 영역에 대해 발생하며 또한 가열로 인해 마스크의 이동에 대응하는 저속의 시간 함수로 변경될 수 있다. 기재된 시스템은 또한 CRT 드라이브 신호 및 대응하는 컬러 온도의 경계와 변경이 유저에게 관찰 가능하지 않도록 하기 위한 평활 요인 (smoothing factor)을 결정 및 통합하는 것을 제공한다.

이하 상세히 설명되는 바와 같이, 가열로 인한 빔 이동은 특정 음극선관 디자인에 전형적인 동작 조건 하에서의 빔 이동의 직접적인 측정 및 비디오 신호를 처리하여 시간 경과에 따른 비디오 신호의 히스토리를 이용하는 것과 관련된 적당한 예측 알고리즘의 조합으로 예측될 수 있어, 이 조합된 빔 전류, 지속 기간, 위치 및 영역 커버리지의 효과를 고려할 수가 있게 된다. 여기에 기재된 시스템은 CRT 드라이브 신호, 예를 들어, CRT의 빔 전류를 조정하여, 백색 온도 변경이 최소화되거나, 마스크의 열 변형의 존재시 허용 가능한 임계치 이하로 유지되게 한다. 더욱 특히, 이하 개시된 시스템은 열 마스크 이동 및 빔 간의 상호 반발 (공간 전하)로 야기된 스크린의 여러 영역으로부터 방출된 광의 컬러 조정의 변경을 예측하고, 이것을 세 개의 전자총 각각에 적용된 비디오 신호의 적당한 변경로 보상하는 것을 제공한다.

본 명세서에 기재된 보상을 제공하기 위한 예시의 시스템은 화상을 표시하는 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하기 위해 비디오 신호를 처리하고, 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 컬러 특성의 변경을 결정하기 위해 비디오 신호를 처리하고, 컬러 특성의 변경을 보상하기 위해 비디오 신호를 수정함으로써, 비디오 신호에 응답하여 표시되는 화상의 컬러 특성을 보정하는 것을 제공하는 도 1에 나타낸 것과 같은 시스템에 관한 것이다. 도 1에서, 신호 프로세서(100)는 비디오 신호원으로부터 하나 이상의 비디오 신호를 수신한다. 신호원은 예를 들어, DVD 플레이어 또는 그 외 장치로부터 텔레비전 신호나 비디오 정보의 비디오 프로그램 부분일 수 있다. 프로세서(100)에 입력되는 비디오 신호는 복수의 컬러 신호, 예를 들어, R, G, B 컬러 신호를 만들도록 프로세서(100) 내에서 처리되는 합성 비디오 신호일 수 있거나, 도 1에 나타낸 예시의 시스템에서와 같이, 신호원에 의해 제공되는 복수의 컬러 신호일 수 있다. 신호 프로세서(100)는 예를 들어, 컨트라스트 및 휘도와 같은 특성을 조정하기 위해, 당업자에게는 잘 알려진 여러 방법으로 비디오 신호를 처리하며, 또한 표시된 화상의 컬러 특성을 보상하거나 정정하기 위해 여기 기재된 바와 같은 처리를 제공한다.

프로세서(100)는 비디오 신호의 처리 동안 정보를 저장하기 위한 메모리 회로(110 및 120)와 같은 외부 장치를 포함하거나 이에 결합된다. 프로세서(100)로부터의 처리된 비디오 신호, 또는 컬러 신호는 이 비디오 신호를 디스플레이 장치(140)를 구동하기에 적합한 신호 레벨로 증폭하는 드라이브 회로(130)에 결합된다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 드라이브 회로(130)는 디스플레이 장치(140)에 결합된 각 비디오 또는 컬러 신호용 회로를 포함하고 드라이브 회로(130)의 특성(예를 들어, 드라이브 회로(130)에 포함되는 증폭기의 이득)은 여기에 기재된 바와 같이, 제어 신호(135)를 통해 프로세서(100)에 의해 제어될 수 있다. 유사하게, 프로세서(100)는 복수의 비디오 신호 처리 채널 또는 경로를 포함하며, 이들 각각은 복수의 비디오 신호 중의 하나를 처리한다. 상이하게, 프로세서(100)의 데이터 처리율이 충분히 높으면, 프로세서(100)는 데이터 멀티플렉싱 기술을 이용하여 하나 이상의 신호 처리 경로를 갖는 복수의 비디오 신호를 처리할 수 있다.

표시된 화상의 컬러 특성의 변경의 보상을 제공하기 위해, 프로세서(100)는 예를 들어, 비디오 신호 특성을 주기적으로 샘플링하고 이 샘플링된 데이터를 메모리(110)에 저장함으로써, 비디오 신호 크기의 히스토리(예를 들어, 시간 경과에 따른 신호 크기, 비디오 신호가 특정 임계 신호 레벨을 초과한 동안의 지속 시간과 회수, 등)에 대한 정보를 보유한다. 이하 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 프로세서(100)는 디스플레이 장치의 하나 이상의 물리적 특성의 하나 이상의 변경을 예측하기 위한 비디오 신호의 처리 동안, 메모리(110)에 저장된 비디오 신호 히스토리 정보 및 메모리(120)에 저장된 기준 정보, 예를 들어 이용되고 있는 디스플레이 장치의 특정 디자인의 디자인 특성을 이용한다. 예를 들어, 본 발명의 형태에 따르면, 프로세서(100)는 비디오 신호의 히스토리에 의해 야기된 마스크의 가열로 발생하는 수상관의 마스크 애퍼처의 위치 변경을 예측하기 위한 비디오 신호의 처리 중에 메모리(110 및 120)에 저장된 정보를 이용한다. 프로세서(100)는 이 때 수상관의 물리적 특성의 변동으로 발생하는 표시된 화상의 컬러 특성의 변경을 예측하게 된다. 다음에 프로세서(100)는 예를 들어, 컬러 특성의 변경을 보상하거나 정정하는 데에 필요한 방법으로 프로세서(100)에서 발생하는 신호 처리를 수정하고/하거나 디스플레이 드라이버 회로(130)의 특성을 수정(예를 들어, 제어 신호(135)를 통해 드라이버 증폭기 중 하나 이상의 이득을 제어)함으로써, 비디오 신호 특성을 변형한다.

도 2는 설명된 예시의 프로세서(100)의 동작 방법을 도시하는 플로우챠트이다. 도 2에서, 단계 200은 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하기 위한 비디오 신호의 처리와 관련된다. 예를 들어, 프로세서(100)는 시간 경과에 따른 비디오 신호의 히스토리에 대한 정보 및 수상관의 마스크에서 애퍼처의 위치의 변경을 예측하는 데에 이용되고 있는 특정 수상관의 특성에 대한 정보를 이용하여 비디오 신호를 처리한다. 단계 210은 초래될 수 있는 표시된 화상의 컬러 특성, 예를 들어 백색 균일성의 변경을 결정하기 위해, 음극선관 물리적 특성의 변동에 대해 예측된 정보를 이용하여 비디오 신호를 처리하는 것과 관련된다. 단계 220에서, 비디오 신호는 컬러 특성의 변경을 보상하도록 수정된다.

도 3은 원하는 보상을 제공하기 위해 도 1에 나타낸 것과 같은 시스템을 동작하는 방법의 다른 실시예를 도시한다. 일반적으로, 디스플레이 장치의 스크린 어디에서나 상술된 보상을 제공하기 위한 도 3에 나타낸 실시예와 관련된 단계는:

1. "냉" 정상 상태 온도와 관련하여 마스크의 순시 온도 분포를 결정하는 단계. 이것은 시간 경과에 따른 마스크 상의 빔 전류 밀도 분산의 효과의 통합에 근거함.

2. 이 마스크 온도 변경로 인한 초기 정상 상태 위치와 관련한 마스크 애퍼처의 위치의 변경을 연산하는 단계.

3. (마스크 애퍼처를 통해 출사되는) 세 개의 전자 빔렛(beamlet)의 수평 레지스터 변경을 연산하는 단계. 마스크 애퍼처의 이동 및 세개 빔 간의 공간 전하 반발 효과 둘 다를 포함.

4. 이 레지스터의 변경로 인해 방사되는 적색, 녹색 및 청색 광의 변경을 연산하여 이 변경을 보상하는 데에 필요한 적색, 녹색, 및 청색 빔 전류 변경을 결정하는 단계.

5. 원하는 빔 전류 변경을 취득하도록 적색, 녹색 및 청색 비디오 신호에 적당한 변경을 적용하는 단계

를 포함한다.

도 3과 관련하여 더욱 상세하게 설명하면, 단계 300은 디스플레이 장치의 R, G 및 B 빔 각각의 순시 빔 전류 대 주사 위치를 결정하기 위해 비디오 신호 또는 신호들을 처리하는 것과 관련된다. 순시 빔 전류의 결정은 디스플레이 장치용 편향 시스템에 의해 제어되는 디스플레이의 공칭 또는 허용 가능한 특성을 가정하는 것에 기초한다. 이런 편향 관련 특성은 컨버전스 및 기하학을 포함한다. 단계 300 이후에 시스템이 빔 전류의 결과로서 다수의 그리드 지점에서 디스플레이 장치의 마스크의 현재 온도 분포를 결정하거나 연산하기 위해서, 비디오 신호 관련 특성의 히스토리에 대한 정보, 예를 들어, 시간 경과에 따른 비디오 신호에 의해 생성되는 빔 전류와 함께 비디오 신호를 처리하는 단계 305가 이어진다. 단계 305 이후에 현재 온도 분포가 기준 온도 분포, 예를 들어 공칭의 안정된 동작 조건 하에서 특정 수상관 디자인에 대해 측정된 온도 분포와 비교되는 단계 310이 이어진다. 온도 분포의 결정에 관한 상세 사항은 다음과 같다.

마스크의 온도 분포는 방사 및 전도를 통한, 마스크 내로의 전력(전자 빔 차단) 및 밖으로의 전력의 함수이다. 마스크 상의 온도 분포는 특히 레지스터 변경 감도가 높은 영역에서 마스크 애퍼처의 이동을 정확하게 예측할 수 있을 정도로 충분한 정밀도와 정확도로 결정될 필요가 있다. 레지스터 변경은 약 10마이크로미터의 정밀도로 예측되어야 한다. 이것은 마스크 열 이동이 거의 동일한 정밀도로 예측될 필요가 있다는 것을 의미한다. 마스크 이동 예측은 빔 이동이 마스크 이동과 거의 동일한 영역에서만 이렇게 정밀할 필요가 있다는 점에 유의한다: 즉, 45도 편향. 중앙에서의 이 마스크 이동 예측은 10마이크로미터 보다 덜 정확할 수 있다. 이것은 이하 설명한다.

온도 분포를 결정하는 한 방법은 스크린을 유한 개(적어도 수백)의 블럭으로 분할한 다음에 비디오 신호 및 공지의 마스크 전송으로부터, 이들 블럭 각각에서 마스크에 의해 차단된 빔 전력을 결정하는 것이다. 시간에 따라 비디오 신호가 변형하면, 마스크에 의한 이 빔 전력 차단은 또한 시간 함수가 되므로 이것을 마스크의 온도를 결정할 때 고려해야 한다. 마스크 온도는 시간 경과에 따른 차단된 빔 전력의 통합 함수이며 비교적 느리게 변하는 시간 함수이다.

방출된 전력은 마스크의 온도와 주변 영역 - 특히 유리 퍼넬(funnel) 및 패널의 내측의 온도의 함수이다. 이에 의해, 마스크의 블럭 각각으로부터 방출된 전력을 예측할 수 있다. 합리적인 근사로서는, 오직 방출로 인한 시간에 따른 마스크 온도의 변경율은 마스크와 퍼넬 및 패널 내측 사이의 온도차와 비례한다. 마스크, 프레임 및 IMS의 방출과 같은 다른 요인들이 또한 결합될 수 있다. 제1 근사로서, 퍼넬 온도를 시스템의 주변 온도와 동일하다고 가정할 수 있다.

마스크의 열 전도의 효과는 일반적으로 전자 빔 차단과 열 방출 보다 적어, 필요한 정밀도에는 상당하지 않을 수 있다. 그러나, 이들은 블럭 간의 온도차를 이용하고 열 전도 계수를 예측하여 근사치로 연산될 수 있다. 슬롯 마스크로는 이들 계수들이 수평 및 수직 방향에서 매우 다르게 된다.

입력된 전력의 분포 히스토리, 및 방사 및 열 전도 효과를 알게 되면, 마스크의 현재 온도 분포를 예측하는 것이 가능하다. 이것은 이들 효과를 얼마간의 유한 시간 - 가능한 한 1시간 까지 동안 이들 효과를 통합하는 것이다. "블리스터"는 수 초만에 발생하므로, 온도 분포 예측법은 이를 고려해야 한다는 점에 유의한다. 단지 블럭의 중앙부가 아닌 마스크 상의 어느 지점에서나 온도를 결정하기 위해 적당한 평활 방법을 개발할 수 있다.

다시 도 3을 참조하여, 단계 310은 이후에 마스크 애퍼처 이동을 다수의 그리드 지점에서 안정된 기준 시스템과 관련하여 결정하는 단계 315로 이어진다. 단계 315에 필요한 기준 시스템 정보는 단계 365에 의해 단계 315에 제공된다. 단계 365 이전에는 특정 수상관 디자인을 위한 애퍼처 이동을 여러 온도 분포에 대해 연산 또는 측정되는 단계 360이 실행된다. 단계 365에서는, 단계 360로부터의 정보가 특정 수상관 디자인에 대한 애퍼처 이동 대 온도를 예측하는 데에 이용된다. 이 기준 애퍼처 이동 정보는 예를 들어, 시스템(예를 들어, 도 1의 메모리(120))에 저장되며 단계 315에서 발생하는 처리에 결합되어 빔 전류로 인한 마스크 애퍼처 이동을 결정한다.

단계 320에서, 애퍼처 이동 정보는 원하는 개수의 픽셀 위치에서의 애퍼처 이동을 결정하기 위해 데이터를 보간 및 평활하도록 처리된다. 원하는 수의 픽셀 위치 및 발생하는 평활은 상술한 시스템에 의해 형성된 컬러 정정과 보상이 시각적으로 만족스러운 방법으로 발생하는 것을, 즉 화상 컬러의 급작스런 변경을 유도하지 않는 것을 확실히 하도록 선택된다.

마스크 애퍼처 위치 변경의 결정에 관한 부가적인 정보는 다음과 같다. "정상 상태"(냉 상태 또는 안정된 온도)의 마스크 형상, 재료 특성 및 지원 시스템을 알게 되면, 유한 요소 해석(FEA) 기법을 이용하여 마스크 형상의 변경 및 이에 따라 여러 온도 분포로 초래된 마스크 상의 지점 위치의 변경을 연산하는 것이 가능하게 된다. 이것은 마스크가 웜 업(warm up)됨에 따라 실시간으로 행하기에는 너무 컴퓨터 집약적이긴 하지만, 디자인 구조는 관심 있는 여러 온도 분포 및 실질적인 온도 분포에 대한 마스크 이동을 예측하기 위해 개발된 근사화 방법에 대해 해석될 수 있다.

대부분의 마스크 지원 시스템은 마스크와 지원 시스템이 통상의 장면으로 빔 전류 차단으로 인해 웜 업됨에 따라, 전체 마스크 어셈블리가 전체 마스크의 전반적 팽창을 보상하기 위해 스크린쪽으로 이동하게 되는 장기간의 도밍 보상 유형으로 디자인되어 있다. 이 효과는 또한 상기 결정된 알고리즘에 포함되어야 한다.

다시 도 3에서, 단계 320은 마스크 애퍼처의 이동으로 인한 디스플레이 레지스터 변경을 결정하는 단계 325로 이어진다. 즉, 수상관의 "레지스터"는 마스크 애퍼처 및 매트릭스 개구의 정렬과 관련된다. 마스크 애퍼처를 통해 적당한 매트릭스 개구로 출사된 빔렛의 레지스터는 마스크 애퍼처 이동에 의해 영향을 받고 이 효과는 설명된 시스템으로 보상될 수 있다. 레지스터 변경은 단계 320로부터의 애퍼처 이동 정보 및 특정 수상관의 디자인에 관한 정보를 이용하여 단계 325에서 연산된다. 더욱 상세하게 설명하면, 마스크 애퍼처의 실제 이동의 효과는, 빔을 편향 중앙에서 마스크 애퍼처를 통해 스크린으로 기하학적으로 출사하여 스크린 상의 위치가 예측된 마스크 애퍼처 위치의 변경에 따라 얼마나 많이 변경되는지를 연산하는 것으로 연산될 수 있다. 수직 라인 스크린의 경우 수평 이동 성분만이 중요하다.

단계 325 이후에는 레지스터 변경에 영향을 미치는 다른 요인이 전체 레지스터 변경을 결정하는 일부로서 고려될 수 있는 단계 340로 이어진다. 더욱 상세하게 설명하면, 마스크 애퍼처 이동에 부가하여, 레지스터에 영향을 미치는 다른 요인은 빔 간의 공간 전하 반발이다. 공간 전하 효과는 고 전류 빔이 전자총에서 스크린 까지의 간격을 횡단하면서 서로 휘어지게 한다. 이것은 빔이 마스크와 스크린 사이에서 이동하는 경로의 각도를 변경시켜 스크린 상에서의 빔렛의 레지스터의 변경을 초래한다. 극성은 레지스터 상의 공간 전하 효과가 빔이 함께 근접하여 발원되어 스크린 상에서 그룹화된 빔렛을 초래하는 것처럼 보이게 하는 것이다.

공간 전하 효과는 순시적이며 스크린 상의 특정 스폿에서의 전자총의 빔 전류의 함수이며, 따라서 대응하는 빔 전류 및 최종 공간 전하 반발 효과를 결정하도록 비디오 신호를 처리하는 것으로 특정 시간에서 결정될 수 있다. 공간 전하 그룹화는 하나 이상의 전자총이 가동 중인 영역에서만 발생하며 전자총의 빔 전류의 함수이다. 이 효과는 전자 광학 컴퓨터 프로그램으로 연산될 수 있지만 레지스터 효과는 또한 특정 디자인으로 된 통상의 수상관 상의 여러 위치 및 빔 전류에서 직접 측정될 수 있으며 여러 전류에 대한 근사화 빔렛 변위를 연산하는 알고리즘을 이 데이터로 개발할 수 있다. 고 전류 공간 전하 레지스터 효과를 측정할 때 열 마스크 이동 효과를 포함하도록 신경쓸 필요는 없다. 이 효과는 관찰자가 양호한 컬러 기준을 갖는 백색 필드에서만 주로 보이며 적색과 청색 빔의 그룹화에 의해서 초래된다는 점에 유의한다. 공간 전하는 순시적으로 발생하므로 이 방법은 마스크 애퍼처 이동 결정의 일부로 이용되는 긴 간격의 비디오 신호 히스토리와 대비하여 짧은 시간 고려해야 한다.

단계 340에서 전체 레지스터 변경을 연산할 때 공간 전하 반발의 효과를 포함시키기 위해, 공간 전하 효과를 연산하는 단계 330의 출력은 단계 340에 입력된다. 도 3에 나타낸 바와 같이 단계 330에서 필요한 처리는 단계 300에서의 빔 전류의 결정 이후에 이어지고 단계 305 내지 325와 평행하게 발생할 수 있다. 단계 370 및 375는 이용되고 있는 특정 수상관 디자인에 대한 레지스터 변경 대 공간 전하의 기준 모델을 결정하는 것이다. 이 기준 모델은 공간 전하 관련 레지스터 변경을 빔 전류의 함수로 결정하는 데에 이용되는 단계 330의 입력이 된다. 단계 370는 이용되고 있는 특정 디자인의 통상의 수상관 상의 여러 스크린 위치에서의 여러 R, G, B 빔 전류에 대한 공간 전하로 인한 레지스터 변경을 측정하거나 연산하는 것과 관련된다. 단계 375는 수상관 디자인에 대한 공간 전하로 인한 레지스터 변경을 예측하기 위해 단계 370로부터의 정보를 이용한다. 단계 370 및 375의 프로세스는 실험적으로 행해지고 단계 360 및 365에서 결정된 마스크 이동 기준 모델의 경우에서와 같이 단계 330 동안 이용하기 위해 메모리(예를 들어, 도 1의 메모리(120))에 저장될 수 있다.

단계 340에서의 전체 레지스터 변경의 연산 이후에, 시스템이 특정 픽셀 위치에서의 레지스터의 변경에 응답하여, 발생하는 표시된 화상의 컬러 특성, 예를 들어 표시된 화상에 포함되는 광의 컬러의 변경을 결정하는 단계 345로 이어진다. 더욱 상세하게 설명하면, 예측된 레지스터 시프트가 일단 알려지면, 이들은 기준 안정화 레지스터 패턴에 적용될 수 있다. 디자인 레지스터 패턴을 안정된 기준으로 이용하는 것은 수상관 마다 상당한 레지스터 차이가 있는 경우에도 적당할 것으로 예측된다. 그러나, 각 수상관의 안정화된 레지스터를 측정하고 그 데이터(예를 들어, 도 1의 메모리(120)와 같은 E-prom 상에 저장된 것)를 그 수상관의 기준으로 이용하는 것이 가능하다.

현재 및 기준 미스레지스터 패턴에 부가하여, 발광된 광의 변경을 연산하는 데에 이용되는 다른 파라미터로는 마스크 개구, 관심 스크린 지점에서의 세 컬러 각각에 대한 매트릭스 개구 및 보호 대역이 있다. 디자인 값은 이들 파라미터에 대해 이용되어야 한다. 각진 측면의 빔렛을 가정하면, 매트릭스 개구 중에서 얼마나 많이 적당한 빔렛으로 채워지는지와, 빔렛 중에서 인접한 매트릭스 개구의 다른 컬러 인광체를 얼마나 많이 여기시키는지를 결정하는 연산은 매우 간단하다. 빔 전류에 따라 변하는 유한 빔 크기를 이용하고 빔렛의 반음영(penumbra)을 연산하여 연산의 복잡성을 증가시키는 것으로 정밀도를 더욱 얻을 수 있다. 세 전자 빔 각각에 대해, 미스레지스터, 빔 전류 및 스크린 위치의 함수로: 각 매트릭스 개구에 떨어진 빔의 양, 및 이에 따라 발광된 적색, 녹색 및 청색 광의 양을 연산할 수 있다. 세 개의 전자총 각각으로부터의 광의 기여를 합하면, 어느 신호에 대해서나 발광된 광의 컬러 특성을 안정된 기준 미스레지스터 및 현재 예측된 미스레지스터 둘 다에 대해 예측할 수 있다.

단계 345에서의 표시된 화상의 컬러 특성의 변경 결정 이후에 컬러 특성의 변경을 보상하는 데에 필요한 R, G, 및 B 신호 각각과 관련되는 빔 전류의 변경을 결정하는 것과 관련되는 단계 350가 이어진다. 단계 350 이후에는 디스플레이에 결합된 비디오 신호를 수정하는 것(예를 들어, 도 1의 프로세서(100)가 제어 신호(135)를 거쳐 비디오 드라이브 회로(130)의 이득을 조정함으로써 비디오 신호 크기를 수정)과 관련되는 단계 355가 이어져, 원하는 픽셀 위치에서의 빔 전류의 원하는 변경을 얻는다. 단계 350 및 355 동안 발생하는 동작은 다음과 같은 부가의 고려 사항을 포함한다.

컬러 특성의 변경을 보상하기 위해(예를 들어, 전자총 각각에 대해 비디오 이득을 조정함으로써) 전자총에 결합된 비디오 신호 중 하나 이상을 수정할 때, 전자총의 비선형성, 예를 들어, 전자총의 감마를 고려해야 한다. 이것은 비디오 드라이브의 전압이 광에 비례하는 빔 전류의 원하는 변경을 얻기 위해 조정되고 있기 때문이다. 수식은: I=kV^γ이고 여기에서 γ는 약 2.5이다. 설명된 시스템에서는, 잘못된 컬러에 충돌한 빔에 의해 야기된 클리핑 또는 효과는 음의 빔 전류가 클리핑에 의해 형성된 잘못된 컬러를 제거하도록 형성될 수 없기 때문에 완전히 정정될 수는 없다. 그러나, 개시된 시스템의 주요 목적 중 하나인 블리스터 영역에서, 가장 큰 문제는 매트릭스 개구를 완전히 채우지 않는 빔에 의한 것으로, 이는 정정될 수 있다.

개시된 시스템의 다른 형태는 다음을 포함한다. 상술한 단계는 이론적으로 간단하지만, 연산하기에는 복잡하다. 부가하여, 이들 보상 연산 및 정정은 디스플레이 시스템의 실제 동작 동안 거의 실시간으로 행해질 필요가 있다. 다행히도, 컴퓨팅 전력의 속도 및 비용에 큰 개선이 이루어지고, 텔레비전 세트의 컴퓨팅 기능은 현재 일반적이 되고 있다. 그렇다고 해도, 상세한 연산에 근사하는 간단한 방법을 가능한 한 이용해야 한다.

전력 입력이 시간과 스크린 위치에 따라 급격히 변할 수 있다고 해도, 마스크 상의 온도 분포와 마스크의 최종적인 기계적 이동은 평활이며 느리게 변하고 있다. 열 이동 통합 방법은 이들이 결과를 새로운 빔 전류 데이터로 계속적으로 업데이트하고 있는 것이어야 한다. 열 이동에 대해서는, 정정이 몇 프레임 또는 심지어 연산 시간으로 인해 오래된 수 초인 빔 전류에 기초한 경우 거의 차이가 없다. 그러나 공간 전하 효과는 순시적이며 표시되고 있는 신호에 기초하여 적용되어야 한다. 하나의 프레임 저장소(또는 두개)는 공간 전하 효과를 연산하기에 충분한 시간을 제공하며, 이들을 이용 가능한 열 이동 데이터와 결합시키고 이 정정을 비디오 신호에 적용한다.

상세한 FEA 및 열 기계적 연산을 실시간으로 실행하는 것은 문제가 될 수 있기 때문에, 특정 마스크 디자인 및 대부분의 중요 세트의 조건에 대해 간략화된 방법이 이용될 수 있으며 실시간으로 이들에 대해 적당히 조합되거나 보간될 수 있다. 또한 열 기계적 이동은 너무 느리기 때문에, 이들의 근사화를 연속적으로 개선하는 반복 알고리즘을 이용할 수 있다.

정정된 주요 문제는 블리스터 영역 내에 있으므로 연산은 충분한 시간이나 컴퓨팅 전력이 전체 스크린을 행하는 데에 유용하지 않은 경우 그 영역에 집중될 수 있다. 부분적인 정정이라도 블리스터 영역 성능의 매우 가시적인 개선을 가져올 수 있다.

개시된 시스템은 인라인 전자총 배향 유형의 구성을 표준 수평 주사로 가정한 것이다. 이들 정정은 이전의 설명에서 수평 및 수직을 상호 교환하여 전자총을 인라인 수직으로 갖는 수직 주사 구성에서도 작용한다.

Claims (11)

1. 비디오 신호에 응답하여 표시되는 화상의 컬러 특성을 정정하는 방법으로서,

   A) 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 화상을 표시하는 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하는 단계와,

   B) 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 상기 컬러 특성의 변경을 결정하는 단계와,

   C) 상기 비디오 신호를 수정하여 상기 컬러 특성의 변경을 보상하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 디스플레이 장치는 컬러 수상관을 포함하고,

   상기 단계 A는,

   상기 컬러 수상관의 마스크의 온도 분포를 예측하도록 상기 비디오 신호를 처리하는 단계와,

   상기 온도 분포에 응답하여 발생하는 초기 위치와 관련한 상기 마스크의 애퍼처의 위치의 변경을 예측하는 단계

   를 포함하는 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 디스플레이 장치는 컬러 수상관을 포함하고,

   상기 단계 B는,

   상기 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 전자 빔의 레지스터 특성의 변경을 결정하는 단계와,

   상기 레지스터 특성의 변경에 응답하여 발생하는 상기 컬러 특성의 변경을 결정하는 단계

   를 포함하는 방법.
4. 제2항에 있어서,

   상기 단계 B는,

   상기 마스크의 상기 애퍼처의 위치의 변경에 응답하여 발생하는 전자총의 레지스터 특성의 변경을 결정하는 단계와,

   상기 레지스터 특성의 변경에 응답하여 발생하는 상기 컬러 특성의 변경을 결정하는 단계

   를 포함하는 방법.
5. 제2항 또는 제4항에 있어서,

   상기 온도 분포를 결정하는 단계는,

   상기 온도 분포를 기준 온도 분포와 관련하여 결정하는 단계와,

   시간 경과에 따른 상기 마스크 상의 상기 컬러 수상관의 빔 전류의 전류 밀도 분포의 효과를 통합하는 단계

   를 포함하는 방법.
6. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 레지스터 특성의 변경을 결정하는 단계는, 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 마스크를 통해 출사된 복수의 전자 빔과 관련되는 공간 전하 반발 특성을 예측하는 단계를 포함하는 방법.
7. 제1항, 제5항, 제6항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 비디오 신호를 수정하는 단계는,

   상기 컬러 특성의 변경을 보상하는데 필요한 상기 컬러 수상관의 빔 전류의 변경을 결정하는 단계와,

   상기 비디오 신호를 수정하여 상기 빔 전류 변경을 예측하는 단계

   를 포함하는 방법.
8. 비디오 신호에 응답하여 표시된 화상의 컬러 특성을 정정하는 방법으로서,

   상기 비디오 신호를 처리하여 컬러 수상관의 마스크의 온도 변동을 결정하는 단계와,

   상기 온도 변동에 응답하여 초기 위치와 관련한 상기 마스크의 애퍼처의 위치 변경을 결정하는 단계와,

   상기 애퍼처의 위치의 변경에 응답하여 상기 마스크의 상기 애퍼처를 통해 출사되는 전자 빔의 레지스터 특성의 변경을 결정하는 단계와,

   상기 레지스터 특성의 변경에 응답하여 발생하는 상기 컬러 특성의 변경을 결정하는 단계와,

   상기 비디오 신호를 수정하여 상기 컬러 특성의 변경을 정정하는 단계

   를 포함하는 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 레지스터 특성의 변경을 결정하는 단계는, 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 마스크를 통해 출사되는 복수의 전자 빔과 관련되는 공간 전하 반발 특성을 예측하는 단계를 포함하는 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서,

    상기 비디오 신호를 수정하는 단계는,

    상기 컬러 특성의 변경을 보상하는데 필요한 상기 컬러 수상관의 빔 전류의 변경을 결정하는 단계와,

    상기 비디오 신호를 수정하여 상기 빔 전류 변경을 예측하는 단계

    를 포함하는 방법.
11. 비디오 신호에 응답하여 표시되는 화상의 컬러 특성을 정정하기 위한 장치로서,

    상기 비디오 신호를 처리하여 상기 비디오 신호에 응답하여 화상을 표시하는 디스플레이 장치의 물리적 특성의 변동을 예측하고, 상기 비디오 신호를 처리하여 상기 물리적 특성의 변동에 응답하여 발생하는 상기 화상의 컬러 특성의 변경을 결정하는 수단과,

    상기 비디오 신호를 수정하여 상기 컬러 특성의 변경을 보상하는 수단

    을 포함하는 장치.