KR820001800B1 - 투사형 컬러텔레비전장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

투사형 컬러텔레비젼장치

제1도는 본 발명에 관한 광학계의 모식도.

제2도는 각 브라운관에 의한 스크리인상의 영상의 밝기의 분포를 나타낸 도면.

제3도는 스크리인상의 조도보정량을 나타내는 도면.

제4도는 색보정 회로의 일실시예.

제5도는 동작파형 설명도.

제6도는 색의 불균형 보정회로의 다른 실시예 즉. 보정곡선을 직선에 근사하게 한 회로도.

본 발명은 투사형 컬러텔레비젼장치에 관한 것으로, 컬러영상을 구성하는 3개의 발광색에 대응되는 3개의 브라운관과 투사 렌즈군 및 스크리인을 평행으로 배치한 것에 있어서, 스크리인상의 합성영상의 밝기의 감소를 극력 억제하면서, 색의 불균형을 해소하는 것을 목적으로 한다.

스크리인상의 영상의 흐립을 적게하고, 또한 복수의 투사상이 스크리인상에서의 일치를 위한 정밀한 조정이 필요로 한 투사형 텔레비젼장치로서 출원인은 앞서 제1도와 같은 광학계 모식도로 표시되는 바와 같은 장치를 제안하였다(일본 특허원 소 50-148051호 참조).

이와같은 장치에 있어서는, 각각 R, G, B에 대응되는 하나의 발광색만을 부담하는 브라운관(1)(2) 및 (3)을 수평방향에 인라인으로 배열하고, 각 영상면 (11) (12) 및 (13)이 스크리인(S) 및 각 브라운관에 대응해서 설치되는 투사렌즈군 (4) (5) 및 (6)의 개개의 주평면(O₄)(O₅) 및 (O₆)과 각각 평행이 되도록 배치하여 각 브라운관의 영상을 스크리인상에 투사하여, 영상이 일치되도록 구성한다.

스크리인(S)은 투명의 아크릴수지판(7)의 표면(광원측)에 렌치큐러렌즈(8)를 이면에 무광택 가공한 등확산판(等擴散板)(9)을 형성한 것이다.

이러한 광학계에서는 (4)(5) 및 (6)에 대략 같은 성능의 3개의 렌즈를 사용하면, 투사거리, 배율은 같게 되므로, 브라운관(1)(2)(3)상의 영상이 3색 모두 기하학적으로 동일하게 되고, 각 렌즈(4)(5)(6)의 수차를 무시하면, 스크리인(S)면상에서, 3색의 영상을 기하학적인 벗어짐 없이 합성할 수 있다.

이것은 브라운관(1)(2) 및 (3)의 상호간격과 투사거리 사이의 제한을 완화할 수 있는 것을 의미한다.

또 상술과 같이 영상평면, 렌즈의 주평면, 스크리인평면은 서로 평행이므로, 영상이 만들어지는 평면은 3색이 다같게 되어, 영상의 흐립차를 고려하지 않아도 된다.

따라서 제1도와 같은 광학계는 각 브라운관의 영상면을 스크리인의 중심으로 향하게 한 종래의 광학계와 비교하여, 렌즈의 구경비에 대한 제한도 완화되게 된다.

실례로서는, 투사거리가 같은 경우, 배율 6, 투사스크리인 S의 대각치수 750m/m인 조건하에서는 종래예에 있어서는, 투사렌즈의 F수는 2.8까지 밖에 사용할 수 없었으나, 상술한 방식으로는, F수 2.0까지 사용할 수 있게 되어, 따라서 영상의 밝기를 약 2배로 향상할 수 있다.

이와 같은 방식의 광학계는, 투사스크리인에의 영상이 만들어지는 성능, 밝기의 면에서 종래의 광학계보다도 우수한 것은 상술한 바와 같으나 투사스크리인상에 있어서 3색을 합성할 때에 있어서 색의 불균형이 생긴다는 문제를 포함하고 있다.

이 점에 대해 조금 더 설명한다.

제1도에 표시한 바와 같이, 지금 확대렌즈(4)(6)의 주점을 지나는 광선 L₄, L₆과 확대렌즈(5)의 주점을 지나는 광선 L₅이 이루는 각도를

로 하면, 브라운관(1)(3)에서 대응하는 확대렌즈(5)를 예상하는 각도에 비하여 항상 각도

만큼의 차가 있게 된다.

이제 가령, 각 브라운관의 휘도를 모두 같게 하고, 화상면이 완전확산면을 형성하고 있다고 가정하고, 실용적으로 각 확대렌즈의 개구효율이 1로서, 분광투과율이 3색 다 같게 할 수 있었다고 하면, 투사스크리인(S)의 중심에 있어서 브라운관(2)에 의한 영상의 밝기를 1로 할때, 다른 브라운관(1)(3)에 의한 영상의 밝기는, "렌즈에서 보아서 θ의 방향에 있는 광원의 투사체상에 있어서의 밟기 Iθ는 Iθ=Cos⁴θ로 된다"라는 광학에서 말하는, 소위 "코사인 4승의 법칙"에 의해서, Cos⁴θ로 된다.

이러한 점에 대하여 좀더 구체적으로 고찰하여 본다. 이제, 스크리인상에 있어서 컬러영상을 합성하기 위한 각 브라운관(1)(2) 및 (3)의 발광색을 각각 순수대로 적, 녹 및 청(이하, 순서로 R, G, 및 B라고 칭함)으로 하고, 형광체로서, JEDEC등록 N0. P-22를 사용하였다고 하면, CIE색도도의 (x, y) 좌표는, R(0.660, 0.334), G(0.285, 0.606), B(0.151, 0.061)가 된다.

이 3색을 사용하여 W(0.283, 0.297)의 백색을 얻는 것을 고려하면, R/G/B의 루우멘 분배율은 R을 1로 하면 대체로 다음의 값이 된다.

R : G : B = 1 : 3.78 : 0.53 ..................(1)

상기에서 명백한 바와 같이, G의 밝기가 지배적이고, 상술한 바와 같이 스크리인상에서 합성된 백색의 영상이 색의 불균형을 일으키지 않게 하려면 스크리인상의 어느 점에 있어서도, (1)식의 관계가 성립될 필요가 있다.

한편, 색의 문제와는 별도로 밝기의 균일성에 대하여 고찰하면, 이상적으로는 스크리인상의 어느 위치에 있어서도 균일하면 되나, 경험상 스크리인의 중심부와 단부의 밝기의 비는 약 2 : 1 까지 허용할 수 있는 것이 알려져 있다.

이러한 허용조건을 고려하면, 스크리인(S)의 중심부와, 스크리인 단부의 밝기의 비를 적어도 2 : 1 이상이 되도록 조건설정을 한 위에서, 3색의 합성비만을 보정해주면, 화면의 밝기의 비를 최소로 하면서 색의 불균형을 해소하는 것이 가능하게 된다.

본 발명은 이러한 고찰을 기초로 하는 것이다.

상술한 바와 같이, 렌즈의 개구효율 및 분광투과율은 설계방식에 따라서 4에 가깝게 하는 것이 가능하여 실용상 지장이 생기지 않는다. 따라서 이제 "코사인 4승법칙"의 영향에 대해서만 고려하면 된다.

제1도에 있어서,

_M(최대치)=17.8°,

=5.21°의 예를 들어서, (1)식의 R, G, B의 분배율을 정규화해서 스크리인의 중심부에 있어서 1이 되도록 하면, R, G, B의 스크리인상의 휘도분포는, 제2도와 같이 나타내어진다.

그러나, 상술과 같이 R, G, B 중에서는 G가 가장 기여율이 크므로, G를 분담하는 브라운관(2)을 중심광원으로 하고, R, B를 분담하는 브라운관(1)(3)을 양측에 배열하도록 하면 가장 효율좋게 합성화상의 밝기를 확보할 수 있다.

또한 양측의 브라운관(1)(3)의 배치는 반대라도 된다.

상술의 설명에서, 각 브라운관을 이와같이 배치하고, 중앙의 브라운관(2)에는 하등 휘도보정을 가하지 않고, 양측의 브라운관(1)(3)에만 스크리인상의 G와 R, G와 B의 밝기의 차를 보상하는 휘도변조보정을 하면 된다는 것을 알 수 있다.

다음에 이러한 보정량에 대하여 설명한다.

지금 브라운관(1)에 필요한 휘도보정량r(

)로 하고, 브라운관(3)에 필요한 휘도보정량 b(

)로 하면, 양자는 각각

라고 나타낼 수 있다.

여기서, (2)(3)식에 각각 전술한 실시예의 값

(M)=17.8°,

=5.21°를 대입하면, r(

), b(

) 다같이 그 최대치는 대략 0.10이 된다.

따라서 휘도보정은 스크리인상의 밝기로 환산하여 10%만 보정하면 된다는 것을 알 수 있다. 스크리인상의 밝기를 기본으로 하여, 각도

에 대한 소요보정량의 변화를 정규화해서 나타내면 제3도와 같이 된다.

제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 보정곡선은 다소 s자 모양으로 되어 있으나, 8%의 오차로 이것을 직선에 근사하도록 하는 것이 가능하다. 제3도는, 투사렌즈의 개구효율을 1로 가정한 케이스이나, 가령 개구효율이

인 함수가 되는 것과 같은 경우라도 본질적인 차이는 없다.

이러한 보정을, 양측의 각 브라운관에 휘도 변조를 걸므로서 달성하려면, 스크리인의 확산특성, 투사렌즈의 개구효율에 기인하는 영상면의 조도비의 차, 브라운관의 형광체의 발광효율과 비임전류의 관계, 브라운관의 전자총 등의 구조에 따른 전압 -전류특성등을 고려하여 보정(혹은 변조) 파형을 결정하지 않으면 안된다. 제4도는 이러한 점을 고려한 색의 불균형 보정회로의 일실시예를 나타낸 것이다.

다음에 제4도의 실시회로에 대하여 그 동작파형도를 나타내는 제5도를 참조하면서 설명한다.

상기 파형합성회로(20)는, 제1트랜지스터(T₁)로 구성되는 펄스증폭회로(31)와, 15.75kHz에 공진하는 병렬공진회로(32)를 콜렉터 부하로하고, 상기 펄스증폭회로의 출력을 정형파로 변환하는 제2트랜지스터(T₂)를 갖추고 있는 정현파 발생회로 (33)와, 스위칭트랜지스터로서 기능을 하는 제3트랜지스터(T₃)와 이미터플로우어 접속되는 제4트랜지스터(T₄)의 양자가 관련해서 부우트스트랩회로를 이루는 톱니파 변환회로(34) 및, 이 출력과 상기 정현파 발생회로(33)의 출력 및 상기 펄스증폭회로 (31)의 출력을 혼합입력으로하는 제5트랜지스터(T₅)를 이루는 버퍼증폭회로(35)로 구성된다.

이러한 구성으로, 상기 펄스 증폭회로(31)의 베이스에 수평동기펄스를 가하면, 각 회로(31)(33) 및 (34)에 있어서 각각 제5도 (a)(b) 및 (c)와 같은 동기적파형으로 변환되어, 결국 버퍼증폭회로(35)의 출력은 (d)에 도시한 바와 같이 혼합 파형이 되어, 대체로 필요한 보정신호파형을 얻을 수 있다.

상기 직류증폭회로(30)는, 차동증폭형식을 이루고, 차동대를 형성하는 제7, 제8트랜지스터(T₇)(T₈)의 공통의 이미터임피이던스로서 작용하는 제6트랜지스터(T₆)의 베이스 입력으로서 인가되는 보정신호를 직선성이 좋게 증폭한다.

상기 제8트랜지스터(T₈)의 베이스와 어어드 사이에는, 제9트랜지스터(T₉)의 콜레터이미터간 임피이던스가 접속되어 있으며, 이 제9트랜지스터의 베이스에는, 공통의 휘도조정회로(도시하지 않음)의 출력의 일부가 직류적으로 인가되어서 제7트랜지스터(T₇)의 콜렉터 출력레벨을 비례적으로 조정한다.

상기 위상분할회로(40)는, 베이스에 가해지는 보정신호를 C-E 분할하고, 그 한쪽을 B-Y 영장 증폭회로의 최종단 트랜지스터(T_R)의 베이스에 가하여, 소망하는 휘도변조를 행한다.

상술한 구성 대신에, 상기 위상분할회로(40)의 출력을 직접, 혹은 다시 증폭해서 대응하는 브라운관의 제1그리드(도시하지 않음)에 인가하여 실질적으로 주사비임에 휘도 변조를 거는 구성이라도 된다.

상술한 바와 같이, 필요한 보정신호의 파형 및 그 레벨은, 스크리인의 확산특성에도 영향을 미친다.

스크리인이득을 낮추어도 된다면, 스크리인으로서 수평 방향의 확산특성이 수직 방향의 그것에 비해서 상당히 양호한, 일본특허원 소 50-120504호와 같은 비등방성 확산판을 사용하는 대신에, 불투명 아크릴판 등의 등확산판을 사용하나, 이와 같은 경우에는, 보정신호의 레벨을 낮추어도 실용상 색의 불균형은 눈에 띠지 않는다는 것이 확인 되었다.

수직 방향에 대해서는, 각 브라운관이 투사렌즈(1)(2)(3) 및 스크리인(s)의 광축상에 배치되게 되므로 코사인 4승 법칙의 영향으로 인한 휘도분포(제2도와 같은 곡선분포)를 균일하게 보정하는 구성을 채용하면, 실용상 색의 불균형의 문제는 해결된다.

제3도는, 색의 얼룩보정회로의 다른 실시예 즉, 보정곡선을 직선에 근사하게 한 회로예를 나타낸 것이다.

이 회로는, 톱니파 발생회로(50)와, 파고치제어회로(60) 및 임피이던스 변환회로(70)로 대별된다.

상기 톱니파 발생회로(50)는, 제1, 제2트랜지스터(T₁)(T₂)와 충방전 콘덴서 55) 및 상기 양 트랜지스터에 적당한 바이어스 전류를 공급하는 블리이더를 형성하는 저항(52)(53) 및 (54)등으로 구성된다. 입력단자(51)에도시한 바와 같은 수평동기 펄스가 인가되면 ti기간에 있어서는 제1트랜지스터(T₁)만이 도통하고, 상기 충방전콘덴서(55)를 급속히 충전한다.

ts 기간에 있어서는, 반대로 제2트랜지스터(T₂)만이 도통해서, 상기 충방전 콘덴서(55)에 충전되어 있던 전하를 제2트랜지스터(T₂)의 도통시의 내부저항 및 저항(56)의 값과 상기 콘덴서(55)의 용량치로 결정되는 시정수에 따라서 방전한다.

양기간을 종합하여, 제3트랜지스터(T₃)의 베이스에는 도시한 바와같이 톱니파 전압이 공급된다.

상기 파고치제어회로(10)는 기본적으로 베이스 접지형식으로 작동하는 제5트랜지스터(T₅)와, 이 트랜지스터의 이득을 영상신호의 평균치 레벨에 따라서 제어하는 제4트랜지스터(T₄)등으로 구성된다. 단자(61)에 가해지는 영상신호(휘도신호)는, 저항(63)과 콘덴서(62)로 형성되는 적분회로를 거쳐서, 제4트랜지스터(T₄)의 베이스에 인가되어, 그 평균치 레벨에 의해 제5트랜지스터(T₅)의 콜렉터 출력인 톱니파 전압의 파고치를 제어한다.

예를 들면, 휘도가 어두워지면, 제4트랜지스터(T₄)의 베이스 전위가 올라가고, 제5트랜지스터(T₅)의 이미터 전위를 상승시켜서 제5트랜지스터(T₅)의 콜렉터 출력의 파고치를 내린다.

상기 임피이던스 변환회로(70)는, 직결된 제6, 제7트랜지스터(T₆)(T₇)등으로 구성되어 상기 제5트랜지스터(T₅)의 출력톱니파를 각 트랜지스터의 이미터에 상호 보정하는 다른 위상으로 꺼내어 각각 R-Y, B-Y 신호와 혼합한 후, 각색의 영상원을 구성하는 브라운관의 제어전극에 가한다.

주요한 수동소자의 정수는, 다음과 같다.

본 발명은 상술한 바와 같은 구성이므로, 스크리인상의 영상의 밝기의 감소를 최소한으로 억제하면서 색의 불균형을 보정할 수가 있고, 효율좋게 고품질의 투사컬러영상을 실현할 수 있는 효과를 향유할 수 있다.

Claims (1)

1. 컬러영상을 구성하는 3개의 발광색에 대응하는 3개의 브라운관과 투사렌즈군 및 스크리인을 평행으로 배치한 것에 있어서, 상기 컬러영상을 구성하는 3개의 발광색(R)(G)(B)에 대응하는 3개의 브라운관(1)(2)(3)을 루우멘분배율이 가장 높은 것을 중심으로 해서 한 방향으로 배열하고, 각 브라운관(1)(2)(3)의 영상면 (11) (12)(13)과, 상기 브라운관(1)(2)(3)의 영상을 투사하는 렌즈군(4)(5)(6) 및 투사스크리인(s)을 평행으로 배치하고, 양측의 브라운관(1)(3)에 상기 스크리인(S)상에 생기는 중앙의 브라운관(2)에 의한 투사상과 자체의 투사상과의 밟기의 차를 보정하기 위하여 수평주기 삼각펄스파로 변조한 휘도 신호를 브라운관(1), (3)에 걸므로서, 스크리인(S)상의 합성영상의 밟기의 감소를 극력 억제하면서 색의 불균형을 해소하기 위해서 구성한 투사형 컬러텔레비젼장치.

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