KR0134160B1

KR0134160B1 - 화상보정장치

Info

Publication number: KR0134160B1
Application number: KR1019940005196A
Authority: KR
Inventors: 이쿠노리 이노우에; 스스무 쯔지하라
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Priority date: 1993-03-17
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1998-04-22
Anticipated expiration: 2014-03-16
Also published as: EP0616473A2; EP0616473A3; US5532765A; EP0616473B1; DE69422074D1; CA2119216A1; KR940023264A

Abstract

본 발명은 컬러 TV 수상기를 보정하는 장치에 관한 것으로서, 수렴이나 기하학변형 및 휘도나 포커스등의 각종의 보정을 고정밀도로 또한 단시간에 자동조동하는 것을 목적으로 하며, 그 구성에 있어서, 표시장치에 표시된 화상표시장치의 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분을 가지고 또한 화상표 시면을 바닥면으로 하고 신호레벨방향을 높이방향으로 한 입체형상의 테스트신호를 촬상하고, 촬상부의 광전변환출력신호의 선형부분으로부터 테스트신호의 첨두위치(중심위치)를 RGG 각색마다에 산출하고, 이들 각색의 첨두위치의 오차를 기초로 화상변형의 보정을 행함으로써, CCD의 샘플레이트를 포함한 촬상·표시계의 주파수 특성의 영향을 받지 않고, 또한 최적한 비트양자화에 의해 첨두치의 산출을 행할 수 있어, 화상 변형을 고정밀도로 또한 단시간에 자동적으로 조정가능하게 된다.

Description

화상보정장치

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 화상보정장치의 시스템구성을 표시한 블록도.

제2도는 동실시예의 조정용의 테스트신호의 파형도.

제3도는 동실시예의 상세한 블록도.

제4도는 동실시예의 중심위치의 산출동작을 표시한 파형도.

제5도는 동실시예의 중심위치산출의 동작을 설명하는 상세한 블록도.

제6도는 동실시예의 중심위치산출의 동작을 표시한 파형도.

제7도는 동실시예의 중심위치산출의 동작을 표시한 표시화면도.

제8도는 동실시예의 중심위치산출의 동작을 표시한 파형도.

제9도는 동실시예의 중심위치산출의 동작을 표시한 파형도.

제10도는 동실시예의 A/D부의 상세한 블록도.

제11도는 동실시예의 A/D부의 동작을 표시한 파형도.

제12도는 동실시예의 A/D부의 동작을 표시한 특성도.

제13도는 동실시예의 A/D부의 동작을 표시한 특성도.

제14도는 동실시예의 테스트신호패턴을 표시한 표시화면도.

제15도는 동실시예의 A/D부의 동작을 표시한 특성도.

제16도는 동실시예의 A/D부내의 클록신호발생부와 위상제어부의 상세한 블록도.

제17도는 동실시예의 A/D부내의 클록신호발생부와 위상제어부의 동작을 표시한 파형도.

제18도는 동실시예의 기하학변형/수렴보정시의 오차산출동작을 표시한 파형도.

제19도는 동실시예의 기하학변형/수렴보정파형반생부의 상세한 블록도.

제20도는 동실시예의 기하학변형/수렴보정파형을 표시한 파형도.

제21도는 동실시예의 보정데이터를 표시한 파형도.

제22도는 동실시예의 기하학변형/수렴보정파형을 표시한 파형도.

제23도는 동실시예의 표시부의 촬상부의 위치관계를 산출하는 동작을 표시한 파형도.

제24도는 동실시예의 표시부와 촬상부의 위치관계를 산출하는 동작을 표시한 표시화면도.

제25도는 동실시예의 표시부와 촬상부의 위치관계를 산출하는 동작을 표시한 표시화면도.

제26도는 동실시예의 테스트신호를 표시한 표시화면도.

제27도는 동실시예의 보정작용을 표시한 표시화면도.

제28도는 동실시예의 보정작용을 표시한 표시화면도.

제29도는 동실시예의 화이트밸런스보정용의 테스트신호를 표시한 표시화면도.

제30도는 동실시예의 휘도보정부의 상세한 구성도.

제31도는 동실시예의 감마보정을 표시한 특성도.

제32도는 동실시예의 감마보정을 표시한 파형도.

제33도는 동실시예의 화이트밸런스보정을 표시한 파형도.

제34도는 동실시예의 포커스조정용의 테스트신호를 표시한 파형도.

제35도는 동실시예의 제1테스트신호발생부의 상세한 구성도.

제36도는 동실시예의 제2테스트신호발생부의 구성 및 동작을 표시한 도면.

제37도는 동실시예의 조정순서를 표시한 순서도.

제38도는 종래의 화상보정장치의 구성을 표시한 블록도.

제39도는 종래의 화상보정장치의 조정용 테스트신호를 표시한 파형도.

제40도는 화상보정장치의 중심산출동작을 표시한 파형도.

* 도면 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 화상표시장치 2 : 촬상부

3 : 위치/레벨산출부 4 : 오차검출부

5 : 테스트신호발생부 6 : 보정신호발생부

7 : 휘도보정부 8 : 수렴/기하학변형보정부

9 : 편향요크 10 : 음극선관

11 : 포커스보정부 12 : 테스트신호

13 : 표시화면 14 : CCD카메라

15 : A/D 16 : 프레임메모리

17 : CPU 18 : 보정신호발생회로

19 : 오차치검출부 20 : 중심위치산출부

21 : 차분필터 22 : 선형영역산출부

23 : 수평동기신호 24 : 수직동기신호

25 : 보정파형발생회로 26 : EEP ROM

27 : 시리얼생성회로 28 : 승산형 D/A

29, 30, 31, 32, 33, 39, 38, 37, 36, 35, 34 : 승산형 D/A

42 : 보정파형작성회로 43 : 테스트신호

49 : 어드레스발생회로 50 : 메모리

51 : 연산회로 52 : 보간회로

53 : D/A 54 : LPF 55 : 절환회로

56 : 이득제어회로 57 : 클램프회로

58 : 유니포미티보정회로 59 : 감마보정회로

60 : 영상출력회로 61 : 테스트신호

62 : PLL 63 : 수평카운터

64 : 수직카운터 65 : 테스트신호용 ROM1

66 : 테스트신호용 ROM2 67 : 절환회로

68 : 보정용 ROM3 69 : A/D

70 : LPF 71 : 절환회로

72 : 절단된 펄스발생회로 75 : 중심위치

101 : 표시장치 102 : 신호발생장치

103 : 신호절환기 104 : 촬상장치

105 : 화상처리장치 106 : 제어기

201 : 클램프회로 202 : A/D변환기

203 : 클록신호발생부 204 : 클록위상제어부

205 : 동기처리회로 206 : 위상비교기

207 : 적분회로 208 : 전압제어발진기

210 : PLL

본 발명은 칼러TV수상기를 보정하는 장치에 관한 것으로서, 특히 수렴(convergence)보정, 기하학변형보정, 휘도보정 및 포커스보정 등의 각종 보정을 자동적으로 행하는 화상보정장치에 관한 것이다.

일반적으로 3원색을 발광하는 3개의 투사관을 사용해서 화상을 스크린에 확대투사하는 투시형디스플레이(비디오프로젝터)에 있어서는, 스크린에 대한 투사관의 입사각이 서로 다르기 때문에 스크린위에서 색편차, 휘도변화, 포커스편차가 발생한다.

이들 각종의 보정을 육안에 의해 수동으로 보정하기 때문에, 조정시간이 걸린다고 하는 문제가 있다.

그래서 수렴정밀도가 높은 방법으로서, 일본국 특공소 59-8114호 공보의 디지털수렴장치가 알려져 있고, 또한 자동적으로 편향변형을 보정하는 방법으로서, 일본국 특공평 3-38797호 공보, 동 1-48553호 공보 또는 미국 특허 4999703호에 기재된 자동수렴보정장치가 알려져 있고, 또 투사형 디스플레이의 수렴오차의 검출, 보정을 자동적으로 행하는 방법으로서 일본국 63-48997호 공보의 투시형 디스플레이의 수렴오차 보정장치가 알려져 있다.

제38도에 종래의 자동보정이 가능한 자동수렴 보정장치의 블록도를 표시한다.

제38도에서, (101)은 수렴을 조정해야 할 표시장치, (102)는 수렴조정용의 신호를 발생하는 신호발생장치, (103)은 신호절환기, (104)는 표시장치(101)의 표시화면을 촬상하는 촬상장치, (105)는 중심의 연산, 착오수렴오차를 검출하는 화상처리장치, (106)은 신호발생장치(102), 신호절환기(103) 및 화상처리장치(105)를 제어하는 제어기이다.

이상과 같이 구성된 자동수렴 보정장치의 동작을 이하에 설명한다. 먼저, 신호발생장치(102)에 의해 제39도에 표시한 저주파의 반복패턴이 발생된다.

여기서 제39도에 있어서, x는 화면수평방향, y는 화면수직방향이다. 이 반복패턴이 신호절환기(103)에 의해 표시장치(101)에 표시된다.

표시된 반복패턴은 촬상장치(104)에 의해 촬상되어, 각 파형의 산의 첨두위치(이후 중심(重心)위치로 약칭함)가 화상처리장치(105)에 의해 연산된다.

상기 연산을 R(적), G(녹), B(청)의 각색의 파형에 대해서 행하고, 이들의 중심위치의 차를 산출함으로써, 착오수렴오차의 검출을 행한다.

중심위치의 연산에 대해서 상세하게 설명한다. 먼저 촬상부(104)에 위해 촬상된 반복패턴의 신호를 A/D 변환하고, 이와 같이 변환된 디지털데이터를 선형적으로 보관한다.

이 도면을 제40도에 표시한다. 이 도면에서 hi(x)가 반복패턴의 데이터이다.

여기서 반복패턴의 데이터 한개분에 대해서만 설명하고 있으나, 다른 반복패턴에 대해서 마찬가지이다. 중심위치는 이하에 표시한 2차곡선에 의해 구해진다.

D={hi(x)-(A·x²+B·x+C)}2dx

상기 식의 적분범위는 한계치 hTH에 의해 결정된다.

여기서 A·x²+B·x+C는 근사 2차곡선이며, 상기 식을 최소로 하도록 계수가 결정된다.

즉, D/A =0, D/B =0, D/C =0이며, 중심위 위치는 x0는, x0 =-(B/2A)가 된다.

이상 설명한 바와 같이, 각 반복패턴마다 2차곡선 근사를 행함으로써 중심위치의 산출을 R, G, B,의 각색마다 행하고, 이들의 중심위치의 차를 산출하여, 이것을 착오수렴 오차량으로서 표시장치의 수렴보정을 행함으로써, 자동수렴보정을 행할 수 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 보정장치에서는, 수렴조정용의 반복패턴의 중심위치산출을 2차곡선근사에 의해 행하고 있기 때문에, 연산부에서 복잡한 처리가 필요하게 되어, 처리속도의 점에서 문제가 있었다.

또, 촬상부에 의해 촬상된 수렴조정용신호를 선형파형선대칭신호로서 이것을 기초로 2차곡선 근사에 의한 중심산출을 행하고 있기 때문에, 예를들면 비디오프로젝터에 있어서의 셰이딩 또는 표시장치의 감마특성에 의해 촬상된 수렴조정용 신호가 산형파형선 대칭신호가 아닌 경우, 중심산출의 정밀도가 저하된다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또, 표시부의 촬상부의 위치관계에 대한 고려를 하지 않고, 촬상부의 주사선방향을 기준으로 하고 있기 때문에, 예를들면, 촬상부가 표시장치의 주사선수평방향에 대해서 경사진 경우, 보정을 행하여도 표시된 영상이 경사진다고 하는 문제점을 가지고 있다.

본 발명의 목적은, 수렴, 기하학변형 등의 각종 화상변형을 고정밀도로 또한 단시간에 자동조정가능한 화상보정장치를 제공하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 표시장치에 표시된 화상표시장치의 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분을 가지고 또한 화상표시면을 바닥면으로 하고 신호레벨방향을 높이방향으로 하는 입체형상의 테스트신호를 촬상하고, 촬상부의 광전변환출력신호의 선형부분으로부터 테스트신호의 첨두위치(중심위치)를 RGB 각색마다 산출하고, 이들 각색의 첨두위치의 오차에 의거하여 화상변형의 보정을 행한다.

상기한 바와 같은 1차식근사에 의해서 첨두치의 산출을 행함으로써, CCD의 샘플율을 포함한 촬상·표시계의 주파수특성의 영향을 받지 않고, 또한 최적의 비트 양자화에 의해 첨두치의 산출을 행할 수 있고, 화상변형을 고정밀도 또한 단시간에 자동조정이 가능하게 된다.

이하에, 본 발명의 제1실시예에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 제1도는 본 발명의 제1실시예에 의한 화상보정장치의 블록도를 표시한 것이다.

제1도에서, (1)은 휘도보정부(7)의 수렴/기하학변형보정부(8)의 편향요크(수렴요크를 포함)(9)와 음극선관(이후 CRT로 약칭)(10)과 포커스보정부(11)에 의해 구성된 화상표시장치이고, (2)는 테스트신호(12)가 표시된 표시화면(13)의 화상을 촬상하기 위한 촬상부이고, (3)은 상기 촬상된 테스트신호의 위치와 레벨을 산출하기 위한 위치/레벨산출부이고, (4)는 위치/레벨산출부(3)의 출력으로부터 각색마다 수렴/기하학변형, 화이트밸런스 등의 오차치를 검출하기 위한 오차검출부이고, (5)는 조정용의 테스트신호를 발생하기 위한 테스트신호발생부이고, (6)은 상기 오차검출신호로부터 각종의 보정신호를 작성하기 위한 보정신호작성부이고, (7)은 CRT(10)의 휘도를 보정하기 위한 휘도보정부이고, (8)은 수렴과 기하학변형의 보정을 행하기 위한 수렴/기하학변형보정부이고, (11)은 포커스를 보정하기 위한 포커스보정부이다.

이상과 같이 구성된 본 실시예의 화상보정장치에 대해서, 이하 그 동작을 제2도를 사용해서 설명한다.

먼저 최초의 각종 조정의 개요에 대해서 설명한다.

입력신호는 화상표시장치(1)에 공급되고, 표시화면위에 화상이 표시된다.

또, 테스트신호발생부(5)로부터 출력되는 각종 조정용의 테스트신호는 화상표시장치(1)에 공급되고, 각종 조정시에 사용된다.

표시화면(13)에 표시된 테스트신호(12)는 촬상부(2)에서 촬상되어, 표시화상광이 전기신호로 변환된다.

이 광전변환출력신호를 제2도(a)에 표시한다. 제2도(b)에 표시한 바와 같이 표시화면 위에 표시된 테스트신호의 광전변환출력은, 수평주사방향과 수직주사방향을 각각 X축과 Y축으로 하는 평면을 바닥면으로 하고, 신호의 레벨방향을 높이 방향으로 해서 보는 경우, 4각추형상이 된다.

또 본 방식에서는, 제2도(c),(d)에 표시한 바와 같은 중심십자형상만의 신호로도 조정이 가능하다.

제2도(a)의 광전변환신호는 위치/레벨산출부(3)에 공급되어 화상표시장치(1)의 표시화면(13)위의 각 조정영역에 대응한 테스트신호의 중심위치에 레벨이 산출된다.

오차검출부(4)는 위치/레벨산출부(3)로부터의 신호에 의해 각색마다의 수평/기하학변형, 화이트밸런스 등의 오차치를 산출한다.

오차검출부(4)로부터의 검출신호는 보정신호발생부(6)에 공급되어 각종의 보정신호가 발생되고, 화상표시장치(1)내의 각 보정부에 공급되어 자동적인 보정이 행하여진다.

본 실시예의 테스트신호와 같이, 레벨방향에 대해서 선형특성이 되기 위해서는, 감마보정이 되어 있을 것이 필요하다.

감마특성에는, CRT의 구조에 기인되는 CRT감마특성과, 형광체의 포화에 기인되는 감마특성이 있으나, 여기서는, CRT 감마특성의 보정에 대해 설명하고, 형광체의 포화에 의한 감마특성을 보정에 대해서는, 후기의 화이트밸런스조정시에 설명한다.

일반적으로 CRT의 입력신호전압(E)대 발광출력(L)의 관계는 이하에 표시한 식

L = R·E^τ

에 의해 근사해진다. 이 식의 입력전압(E)의 지수 τ가 CRT의 감마특성을 표시하고, 이 값은 일반적으로 τ = 2.22가 된다.

상기 감마특성은 CRT에 대해서 임의적으로 결정되는 양이므로, 테스트신호발생부(5)에서, 예를들면 ROM을 사용해서 테스트신호전압(E)을 E^-τ로 변환해두면, 발광출력(L)은, L= K·E로 되어, 입력에 대해서 선형이 된다.

이하의 4각추 형상의 테스트신호를 사용한 기하학변형/수평보정에 대한 다음의 설명에서는, 감마특성이 이미 보정된 것으로 가정한다.

제1도와 같이 구성된 본 실시예의 화상보정장치의 수렴과 기하학변형보정에 대해서, 이하 그 동작을 상세히 설명하기 위해 제3도의 블록도를 사용한다.

본 실시예에서는 설명을 위해 촬상소자로서 CCD카메라(14)를 사용한 경우에 대해서 설명하나, 포토다이오드 등과 같이 펄스응답속도가 느린 촬상디바이스에 의해서도 상기와 같이 저주파수성분의 테스트신호이기 때문에 고정밀도의 검출과 보정을 할 수 있는 동시에, 초점이 어긋남 비결상면에서의 검출에 의해서도 실현될 수 있는 것은 말할 것도 없다.

CCD 카메라에 의한 검출을 행하는 이유로서는 3가지가 있다.

제1번째로 전화면의 정보를 도입하여 기하학변형의 보정을 행하는 경우에 촬상소자인 검출계의 기하학변형을 무시할 수 없기 때문에, 1% 이하의 변형이 적은 소자이다.

제2번째로 표시장치의 주사주파수가 다른 표시화면에서도 촬상계의 특정의 주사주파수로 주사변환됨으로써, 그 이후의 화성처리가 일정조건에서 행할 수 있다.

제3번째로 광학렌즈의 변경에 의해 초점거리의 감시거리의 대응이 가능해지므로 각종의 표시장치에 대응가능하다.

이상의 이유에 의해 CCD카메라를 채용하고 있다.

표시화면(13)으로부터의 화상광은 CCD카메라(14)에서 촬상된다.

CCD카메라(14)로부터의 광전변환신호는, 화상처리를 행하기 위하여 아날로그/디지털변환을 행하는 아날로그/디지탈변환부(이하 A/D로 약칭함)(15)에 공급되어, 제2도(a)에 표시한 테스트신호표시화면의 정보가 디지털신호로 변환된다.

A/D(15)로부터의 디지털신호는 프레임메모리(16)에 공급되어 표시정보가 기억된다.

프레임메모리(16)로부터의 데이터는 각 조정영역에 대응한 데이터를 추출해서 판독되고, CPU(17)에 공급되어 중심위치의 검출과 오차치의 산출이 행하여진다.

CPU(17)에서는 현행방식의 38만개의 화소정도의 흑백의 CCD카메라(14) 및 A/D(15)의 샘플주파수가 14.32MHz 정도로 처리되어 검출정밀도가 거칠은 시스템에 있어서도, 고정밀도의 위치검출이 요구된다.

제4도(a)의 A/D(15)에서 샘플주파수 fsap =14.32MHz(샘플주기 70ns)에 의해 변환된 광전변환신호를 표시하고, 이때의 광전변환신호의 정점인 중심위치는 샘플점 S7에 존재하게 된다.

제4도(b)는 광전변환신호의 정점인 중심위치가 샘플점 S6∼S7사이에 존재하는 경우를 표시하고 있다.

이 경우 샘플점이 서로 근접하고 있지 않기 때문에 고정밀도의 위치검출을 할 수 없게 된다.

고정밀도 위치를 검출하기 위해, 중심위치근처의 샘플점의 전압으로부터 직선근사에 의해 중심위치의 산출을 행한다.

제4도(c)에 표시한 바와 같이 광전변환신호의 상승의 샘플점 S4∼S6의 데이터 D4∼D6의 직선근사 데이터와, 광전변환신호의 하강의 샘플점 S9∼S7의 데이터 D9∼D7의 직선근사 데이터의 교차점을 산출함으로써, 시스템이 낮은 검출해상도를 가지는 경우에도 고정밀도의 중심위치를 산출할 수가 있다.

다음에, 중심위치의 산출동작에 대해서 제5도와 제6도를 사용해서 설명한다.

CPU(17)는 중심위치산출부(20)와 오차치검출부(19)와 차분필터(21)와 선형영역검출부(22)에 의해 구성되어, 중심위치의 검출과 오차치의 산출을 행하고 있다.

제6도(a)의 실선은 실제의 테스트신호를 표시하고, 점선은 CCD 카메라에 의한 샘플링신호를 저역통과필터(LPF)에 의해서 보간된 신호를 표시하고 있다.

제6도(a)에서 알 수 있는 바와 같이, 샘플링주파수가 낮으므로 테스트신호의 정점부분의 절단상태가 발생하고 있다.

이와 같은 CCD의 출력신호로부터 중심위치를 구하려면, 실제의 중심위치는 A점인데, 착오로 A'점을 테스트신호의 중심이라고 판단해 버린다.

이와 같은 검출오차를 없애기 위해 중심위치를 연산에 의해 구한다.

중심위치의 연산은 절단된 부분을 제외한 선형부분을 연장하고, 이 연장부분의 교차점을 중심위치로 된다.

즉, 제6도(a)의 실신에 표시한 바와 같은 테스트신호와 동일한 신호를 연산에 이해 얻는다.

중심위치의 산출은 제3도에 표시한 바와 같은 테스트신호의 각각에 대응하는 표시화면의 복수의 보정영역에 데이터를 분할해서, 각 영역에 대해서 중심위치산출을 행한다.

이하의 연산처리의 설명은 한 개의 영역에 대해서만 행하나, 다른 영역에 대해서도 마찬가지의 연산처리를 행하는 것으로 된다.

연산처리의 최초의 단계로서, 샘플링에 의한 절단영역을 제외하고, 테스트 신호데이터의 선형부분만을 검출하는 조작을 행한다.

이것은 테스트신호의 화상데이터를 차분필터(21)에 의해 차분을 취하고, 이 차분신호를 검출함으로써 행한다.

제6도(a)에 표시한 테스트신호의 화상데이터를 차분필터(21)에 입력하면, 그 출력데이터는 제6도(b)와 같이 된다.

또 이 출력데이터로부터 선형영역검출회로(22)에 데이터의 차분신호, 즉 테스트신호의 경사가 일정한 기간 A, B의 검출을 행한다. 여기서 경사가 0인 기간은 무시한다.

이하, 기간 A, B내의 화상데이터만을 유효한 것으로 해서 중심위치의 연산을 행한다.

여기서 중심위치의 산출은, 데이터 위에서의 선형기간 A, B를 연장하고, 이 교차점의 테스트 신호를 중심으로 함으로써 행한다.

제6도(b)에 표시한 바와 같이, 이 중심위치결정의 연산은 선형부 A의 가장 정점으로부터의 데이터 DA(대응하는 어드레스 nA), 선형부 A의 경사를 α, 선형부 B의 가장 정점으로부터의 데이터 DB(대응하는 어드레스 nB), 선형부 B의 경사를 β로 하면, 중심위치 X는 이하에 표시한 식으로 결정된다.

X=nA+(DB-DA0-β·(nB-nA)/(α-β)

이와 같이, 선형외삽보간(linear extrapolation method)에 의한 중심위치의 결정에 의해, 예를들면 CCD 카메라가 낮은 샘플링 빈도수를 가진 경우에도, 샘플링 주기이상의 고정밀도가 중심위치를 검출할 수 있다.

이상과 같이 해서 구한 중심은 CCD의 각 화소에 대응한 어드레스 맵위의 좌표로서 표시된다.

예를들면, 38만개의 화소의 흑백 CCD 카메라를 사용한 경우의 어드레스맵을 제7도에 표시한다.

제7도에 표시한 바와 같이, 이 어드레스맵은, 수평방향 768점(x1∼x768), 수직방향 493점(y1∼y493)의 어드레스에 의해 구성되어 있다.

제7도(b)에 테스트신호의 중심위치(흑색원 ●)가 산출되었을 때의 어드레스맵의 일부확대도를 표시한다.

제7도(b)에 표시한 바와 같이, 중심위치로서는, 예를들면 (x=12.7 y=11.3)와 같이, 어드레스맵위의 점으로서 표시된다.

이하 마찬가지로, 표시화면위의 각보정영역에 대응한 테스트신호의 중심의 위치가 이 어드레스맵위에 맵핑된다.

중심위치검출의 검출정밀도를 향상시키기 위해서는, 신호성분에 많은 선형 영역이 존재할 것이 필요하다.

이것을 제8도를 사용해서 설명한다.

제8도(a)에 종래의 SIN²파형과 같은 2차적인 테스트신호를, 제8도(b)에 본 발명의 4각추형상의 테스트신호를 표시한다.

이들의 테스트신호를 수평주사선 1n(n=1∼5)에 의해 절단했을 때의 특성은 마찬가지로 산형특성이 된다.

그러나, 종래의 테스트신호의 경우, 2차적인 파형으로 되어 있기 때문에, 신호레벨에 대해서 양자화 오차가 다르고, 최적한 양자화를 행할 수 없어 검출 정밀도가 저하해 버린다.

이에 대해서 본 발명이 4각추형상의 테스트신호에서는, 신호가 선형으로 되어 있기 때문에, 최적의 양자화 비트수를 선택하여, 고정밀도의 연산을 행할 수 있다.

다음에, 양자화에 의한 중심연산오차를 최소로 하는 양자화방법에 대해서 제5도를 사용해서 설명한다.

제5도에서, A/D(15)는, 촬상신호를 클램프하는 클램프회로(201), A/D변환을 행하고 8비트 양자화를 행하는 A/D변환기(202), 촬상신호의 동기처리를 행하고, 입력신호에 동기한 클록을 발생하는 클록신호발생부(203), 클록신호발생부(203)에서 발생하는 클록의 위상을 화상신호의 상승/하강부분의 1LBS이상에 상당하는 시간만큼 제어하는 클록위상제어부(204)로 이루어진다.

이하, A/D(15)의 동작에 대하여 제9도를 사용해서 상세히 설명한다.

제9도(a)에 표시한 상승직선부분과 하강직선부분을 가진 아날로그 화상신호가 A/D(15)에 입력되어, 클램프회로(201)와 클록발생부(203)에 공급된다.

제9도(b)는 제9도(a)의 입력신호의 ○표 부분의 확대로를 표시한다.

클록신호발생부(203)는 입력신호에 동기한 제9도(d)의 클록신호를 발생한다. 이 클록신호는 클록위상제어부(20A)를 통해서 A/D변환기(202)에 공급된다. A/D변환기(202)는, 제9도(d)에 표시된 클록신호에 의해 결정된 샘플주기로 입력신호를 샘플링함으로써, 입력신호를 제9도(e)에 도시된 디지털신호로 변환한다.

제9도(c)는 실현가능한한 고주파수의 클록주파수에서 입력신호를 샘플링함으로써 얻은 디지털신호를 표시한다. 제9도(c)에 표시한 바와 같이, 이 디지털신호는 복수의 이산적인 레벨을 가진다. 한 개의 이산적인 레벨에서 다음의 이산적인 레벨까지의 거리는 1LSB이다. 따라서, 한 개의 이산적인 레벨에서 다음의 이산적인 레벨까지의 거리는 A/D변환기(202)의 양자화비트수에 의존한다.

클록위상제어부(204)에서는 제9도(c)에 표시한 화상신호의 1LSB에 대응하는 주기이상의 시간동안 클록의 위상을 쉬프트한다. 상세하게는, 화상신호가 클록신호의 한 에지에서 제1의 이산적인 레벨을 가진다. 이 경우에, 클록위상제어기는, 위상쉬프트된 클록신호의 대응하는 에지에서 화상신호가 제1의 이산적인 레벨과 상이한 제2의 이산적인 레벨을 가지도록 화상신호의 위상을 쉬프트한다.

A/D변환기(202)로부터의 디지털신호는 프레임메모리(16)를 통하여 CPU(17)에 공급된다. CPU(17)는 제9도(a)에 표시한 삼각추형상 신호의 정점의 중심위치를 연산에 의해 산출한다.

다음에, 클록신호의 위상제어의 동작에 대해서 제10도의 제11도를 사용해서 설명한다.

제10도에 있어서, 클록신호발생부(203)의 클록위상제어부(204)는 동기처리회로(205), 위상비교기(206), 적분회로(207), 전압제어발진기(208)로 구성되어 있다.

상기에서 설명한 상승부분과 하강부분을 가지는 산형상의 화상신호가 동기처리회로(205)에 공급되어, 입력신호에 동기한 동기신호의 수평동기신호가 추출된다.

동기처리회로(205)로부터의 동기신호는 위상비교기(206), 적분회로(207), 전압제어발진기(208)에 의해 구성된 PLL(위상록루프)에 공급되어, 입력신호에 동기한 클록신호를 발생하고 있다.

여기서 표본화를 위한 클록주파수로서, 예를들면 제11도(b)에서 실선으로 표시한 바와 같이 1수평주사기간동안 910개의 점을 샘플하기 위해 14.32MHz의 클록신호(S11,S21,S31)가 A/D변환기(202)에 공급된다.

여기서 설명을 위하여 A/D변환기의 양자화 비트수를 8비트로서 설명하나, 물론 비트수를 바꾸어도 이하의 설명은 유효하다

제11도(a)에서 실선으로 표시한 연속선 아날로그신호를 8비트 양자화에 의한 실현가능한 한 고주파수의 샘플링주파수로 표본화한 경우의 파형을 제11도(a)에서 점선으로 표시하고, 제11도(b)에서 실선으로 표시한 클록신호(S11,S21,S31)에 의해 표본화한 경우의 파형을 제11도(c)에서 실선으로 표시한다.

제11도(c)에 표시한 바와 같이 아날로그파형을 14.32MHz의 클록신호에 의해 8비트 양자화의 A/D변환을 행함으로써 양자화 오차가 발생하게 된다.

본 발명에서는, 이 양자화 오차를 제11도(a)에 표시한 바와 같이 이상상태에 가깝게 해서, 후단에서의 중심위치의 검출정밀도를 향상시키는 것이고, 제11도(b)에 표시한 바와 같이 기준클록신호(S11,S21,S31)의 위상을 변화시킨 타이밍(S10,12,13 ;S20,22,23 ; S30,32,33)에 의해 표본화함으로써, 제11도(c)에서 점선, 1점쇄선, 2점쇄선으로 표시한 바와 같이 복수개의 표본화에 의해 A/D 변환되어, 후단의 연산단계에서 평균화 처리를 행함으로써 양자화 오차를 최소로 억제하는 것이다.

클록신호의 위상제어를 행하는 양으로서는, 제11도(a)에 표시한 A/D변환에 있어서 산형상 신호의 경사의 1LBS 이상에 상당하는 시간만큼 위상을 변화시킴으로써 실현할 수 있고, 이 위상제어의 방법으로서는, 제10도에 표시한 적분회로(209)의 필터정수에 의해 PLL 회로로부터의 클록신호에 지터를 발생시킴으로써 실현할 수 있다.

이상과 같이, A/D변환에 있어서 입력의 산형상 신호의 경사의 1LBS 이상에 상당하는 시간만큼 클록위상을 변화시켜서 평균화처리를 행함으로써 양자화 오차를 최소로 억제하는 것이다.

다음의 중심위치 검출정밀도에 대해서 제12도, 제13도, 제14도를 사용해서 설명한다.

제12도에 표본화주파수인 샘플수의 분해능 특성을 표시한다.

일반적으로 하이비젼에서는 수렴편차에 의한 해상도의 저하를 억제하기 위해서는, 0.5주사선이내의 위치검출 정밀도가 요구되고 있다.

따라서, 약 4000개의 샘플에서 0.025정도의 분해능이 요구되어, 표분화로서는 약 140MHz의 클록주파수가 필요하게 된다.

제13도에 산형상신호(테스트신호)(209)에서 경사샘플수의 양자화비트수로부터 1샘플의 스템수를 산출한 특성을 표시한다.

제14도에 표시한 표시화면과 같이 산형상신호를 수평방향 13개, 수직방향 9개의 계 117개의 신호의 경우를 설명한다.

수평방향의 경사샘플수는 32∼48샘플(NTSC∼하이비젼)이 되고, 수직방향의 경사샘플수는 16∼30샘플(NTSC∼하이비젼)이 된다.

또, 8비트양자화에서는 수평방향에서 9스텝이하, 수직방향에서는 20스텝 이하가 된다. 제15도에 각 비트수가 양자화 오차의 특성을 표시한다.

이와 같이, 8비트 양자화에서는 표분화의 클록주파수에 대해서 수평방향 13∼19%, 수직방향에서 6∼12%의 양자화 오차가 발생하게 된다.

이와 같이 고정밀도의 중심위치의 검출을 행하기 위해서는, 최저로서도 9비트이상의 양자화비트수가 요구되나, 본 실시예에서는 이 양자화 오차를 이상상태에 접근시켜서, 8비트 처리에서 고정밀도의 중심위치의 검출을 실현하고 있다.

다음에, 클록신호의 위상제어방법에 대해서, 제16도, 제17도 및 제18도를 사용해서 상세히 설명한다.

PLL(210)은 위상비교기(206)와 저역통과필터(적분회로)(207)와 전압제어발진기(VCO)(208)에 의해 구성되고, 기준신호를 √2·sinθ(t), VCO의 클록신호를 √2·sinθ'(t) 로 하면 위상비교기(206)의 출력은 이 2개의 곱이기 때문에, 이하의 식이 성립된다.

Y(t)=A{sinθ(t)×cosθ'(t)}

이 식을 가법정리에 의해서 변형하면, 이하와 같이 된다.

Y(t)=A·sin{θ(t)-θ'(t)}+A·cos{θ(t)+θ'(t)}

이 식에서의 제1항은 2개의 주파수차, 제2항은 합을 표시하고 있고, A는 증폭도, θ(t)-θ'(t) 와 θ(t)+θ'(t) 는 신호의 위상을 표시한다.

다음에, VCO의 자주주파수를 ωo, VCO의 강도를 K로 하면, VCO의 클록신호에 위상 θ'(t)를 미분한 것이 발진주파수이므로,

dθ(t)/dt=ωo+A·k·sin{θ(t)-θ'(t)}

로 된다. 이 식에서의 VCO의 프리런닝주파수가 기준신호의 주파수와 일치하고, 또 위상도 일치하고 있다고 하면, 식의 제2형의 sin의 값이 0으로 되어

dθ'(t)/dt=ωo

로 된다. VCO의 프리런닝주파수(free-running frequency)가 기준신호의 주파수보다 어긋나면, 어긋난 차이만큼 제2항에 의해서 VCO의 주파수는 보정되어, VCO의 주파수는 기준신호의 주파수의 동일하게 유지된다.

그러나, 주파수는 동일해도 위상에는 편차가 발생한다. 이것은 제2항이 0이 아니기 때문이다.

또, A·K라고 하는 계수가 크면 클수록, 이 위상오차가 작아진다.

또 LPF의 1차루프의 정상위상오차가, 기준신호의 주파수의 VCO의 프리런닝주파수의 차이의 아크사인에 비례하고, 루프게인의 아크사인에 반비례하게 된다.

제17도(a)에 이상적인 위상편차가 없는 즉, 지터가 없는 클록신호를 표시하고, 제17도(b)에서 실선으로 산형상의 입력아날로그신호와 제17도(b)에서 점선으로 A/D변환에 의해 양자화된 양자화파형을 표시하고, 제17도(c)에 1LBS에 상당한 기간의 위상오차를 발생시킨 경우의 클럭신호를 표시하고, 제17도(e)가 표시한 3종류의 클록신호에 의해 A/D 변환한 변환신호를 제17도(d)에 표시한다.

제17도(e)에 표시한 A/D변환신호와 같이, 클록신호의 위상을 랜덤으로 변화시켜서 양자화 오차의 상태에 의거하여 평균화 처리를 행함으로써 고정밀도의 중심위치의 검출이 행하여진다.

이상 설명한 바와 같이, A/D변환에서 입력의 산형상신호의 경사의 1LBS 이상에 상당하는 시간만큼의 위상을 랜덤으로 변화된 클록신호에 의해 A/D 변환하고, 이 실현가능한한 고주파수의 표본화주파수의 이상 상태로 A/D 변환된 산형상 신호의 중심위치를 연산에 의해 산출함으로써, 클록주파수나 양자화 비트수는 적어도 고정밀도의 중심위치가 될 수 있기 때문에, 회로규모가 작고 간단한 처리에 의해 실현할 수 있다.

다음에, 이상과 같이 해서 구한 중심위치로부터, 각종 보정시의 오차치의 산출방법에 대해서 설명한다.

수렴오차를 산출하는 경우는 제18도(a)에 표시한 파형도와 같이, G신호를 기준신호로서 사용하고, 또한 R신호는 좌방향으로 t1의 오차치가 산출되고, B신호는 우방향으로 t2의 오차치가 산출된다.

또, 기하학 변형오차를 산출하는 경우는 제18도(b)에 표시한 파형도와 같이, 특정의 샘플점 S20을 기준신호로서 사용하고, 또한 R신호는 좌방향으로서 t3의 오차치가 산출되고, G신호는 좌방향으로 t4의 오차치가 산출되고, B신호는 좌방향으로 t5의 오차치가 산출된다.

중심위치 및 오차치의 산출은 샘플점의 어드레스에 대응한 정보에 의해 관리되어 있다.

따라서 기하학변형오차의 산출을 위한 기준신호로서는, 예를들면 수평방향 768점(x1∼7x68), 수직방향 493점(y1∼y493)을 등간격으로 분할한 어드레스를 기준신호로서 사용하게 된다.

이상과 같이, CPU(17)에서 중심위치와 오차치가 산출된 데이터는 보정신호 발생회로(18)에 공급되어, 수렴이나 기하학변형을 보정하기 위한 보정신호가 발생되고, 화상표시장치(1)내에 수렴기하학변형보정부(8)에 공급된다.

수렴보정파형을 발생하는 보정신호발생회로(18)의 동작에 대해서 제19도의 블록도, 제20도의 보정파형도 및 제21도의 동작파형도를 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.

보정신호발생회로(18)는 기본보정파형을 발생하기 위한 보정파형발생회로(25)와, 이 보정파형을 제외한 각종 보정파형으로부터 각종의 보정신호를 발생하기 위한 보정파형발생회로(42)에 의해 구성되어 있다.

입력단자(23),(24)로부터 입력되는 수평동기신호와 수직동기신호는 보정파형발생회로(25)에 공급되어, 제20도에 표시한 수렴보정에 최저 필요한 12종류의 기본보정파형(WF1∼W1F2)을 발생하고 있다.

보정파형발생회로(25)는 예를들면 복수의 밀러적분회로(Miller integration circuit)에 의해 구성되어, 입력동기신호에 동기한 보정파형이 작성된다.

제19도에 표시한 보정파형발생회로(25)로부터의 보정파형은, 승산형 D/A변환기(28)∼(39)의 기준전위단자에 공급된다.

보정데이타는 EEPROM(26)에 기억되고 있고, CPU(17)를 통해서 시리얼데이터 생성회로(27)에 공급된다.

시리얼데이터생성회로(27)에서는 CPU(17)로부터의 제어신호에 의거 제21도에 표시한 시리얼신호가 작성된다.

제21도(a)의 시리얼신호를 표시한 어드레스신호(A3∼A0)와 데이터신호(D7∼D0)가 다중화되어 있고, 어드레스신호에 의해 승산형 D/A 변환기(28)∼(39)의 선택을 행하고, 그 후 데이터 신호에 의해 진폭제어가 행하여 진다.

또 제21도(a)의 시리얼데이터를 동기해서 판독하기 위한 클록신호와 로드신호를 제21도(b),(c)에 표시한다.

승산형 D/A 변환기(28)∼(29)는 제21도(c)의 로드신호가 LOW주기인 동안 제21도(b)의 클록신호의 포지티브에지에서 각각의 데이터비트가 입력하도록 설정된다.

제21도에 표시한 3개의 시리얼신호는 승산형 D/A 변환기(28)∼(29)의 입력단자에 공급되고, 보정파형 발생회로(25)로부터의 12종류의 기본보정파형(WF1∼WF12)의 극성과 진폭이 제어된다.

승산형 D/A 변환기(28)∼(29)로부터 진폭제어된 신호는 저항을 통해서, 연산앰프로 구성된 반전증폭회로(40)에 공급된다.

반전증폭회로(40)에서는 12종류의 보정파형을 가산 및 증폭해서 출력단자(41)에는, 예를들면 적색(R)의 수평방향(H)의 수렴보정신호를 생성할 수 있고, 제3도에 표시한 수렴기하학변형보정부(8)에 공급되어 보정된다.

제22도에, 아날로그방식의 보정파형에 의한 보정변화를 화면위의 움직임과의 관계를 표시한다.

본 발명은, 화면위에 복수개의 조정점을 형성하고 각 조정점마다 보정데이터를 메모리에 기억해서, 수평방향과 수직방향으로 데이터보간을 행하여, 임의의 보정파형을 생성해서 고정밀도의 보정을 실현하는 디지털수렴방식에 있어서도 유효하다.

또 기하학변형보정부(8)에서의 화면진폭과 편향변형의 기하학변형보정, 휘도보정부(7)에서의 휘도보정 및 포커스보정부(11)의 포커스보정에 대해서는, 마찬가지의 보정파형을 발생하기 때문에 이들의 보정에 대한 설명은 생락한다.

화상표시장치에 표시된 조정용의 테스트신호를 촬상하고, 이 촬상신호에 의거하여 기하학변형보정을 행하는 경우, 표시화면과 촬상장치는 특정한 위치관계를 만족하여야 하지만, 이 위치관계를 조정하는 방법과 이와 같은 조정이 필요한 이유에 대하여 설명한다.

제23도를 사용해서 그 동작을 설명한다. 표시화면위(13)에 표시된 기준 색신호가 되는 G신호의 테스트신호(12)를 CCD카메라에 의해 구성된 촬상부(2)로부터의 광전변환신호의 각 주사선마다의 신호파형을 제22도에 표시한다.

표시화면(13)의 주사방향과 촬상부(2)의 촬상방향이 동일한 경우의 동작파형을 제23도(a)∼(d)에 표시하고, 표시화면(13)의 주사방향과 촬상부(2)의 촬상방향이 다른 경우의 동작파형을 제23도(e)∼(j)에 표시한다.

우선 표시화면(13)의 주사방향과 촬상부(2)의 촬상방향이 동일한 경우에 대해서 설명한다.

촬상부(2)에서 주사선(I11∼I15)으로 구성된 광전변환된 신호를 제23도(a)에 표시하고, 제23도(b)에 주사선(I11,I15)의 신호를 표시하고, 제23도(e)에 주사선(I12,I14)의 신호를 표시하고, 제23도(d)에 주사선(I13)의 신호를 표시한다.

위치/레벨연산부(3)에 의해, 이 4각추형상의 광전변환신호의 중심위치와 상승·하강의 경사가 산출된다.

이 경우, 제23도(c),(d)에 표시한 바와 같이, 상승·하강의 경사는, 경사각도가 θ1=θ2, θ3=θ4의 관계가 된다.

따라서 상기 광전변환신호의 상승·하강의 경사각도에 의해 화상표시장치(1)와 촬상부(2)의 위치관계를 알게 된다.

다음에, 표시화면(13)의 주사방향과 촬상부(2)의 촬상방향이 다른 경우에 대해서 설명한다.

촬상부(2)에서 주사선(I21∼I25)으로 구성되어 광전변환된 신호를 제23도(e)에 표시하고, 제23도(f)에 주사선(I21)의 신호를 표시하고, 제23도(g)에 주사선(I22)의 신호를 표시하고, 제23도(h)에 주사선(I23)의 신호를 표시하고, 제23도(i)에 주사선(I24)의 신호를 표시하고, 제23도(j)에 주사선(I25)의 신호를 표시한다.

상기와 마찬가지로 이들 각 신호의 상승, 하강의 경사를 산출한다.

이 경우는, 제23도(g), (h), (i)에 표시한 경사각도는 θ5≠θ6, θ9≠θ10의 관계가 된다.

이상 설명한 바와 같이, 4각추 신호의 각 주사선 단위의 상승, 하강의 경사를 산출하여, 이들의 비교함으로써, 화상표시장치의 주사방향과 촬상부의 주사방향의 위치관계를 구할 수 있고, 이 위치관계의 정보에 의해 연산함으로써, 화상표시장치와 촬상부의 상대위치관계에 관계없이 고정밀도의 기하학변형이나 수렴보정을 행할 수 있다.

이 화상표시장치의 촬상부의 상대위치관계를 사용한 연산에 대해서 이하 설명한다.

표시주사방향과 CCD 카메라(14)의 촬상방향이 동일방향인 경우의 프레임메모리(16)의 어드레스맵을 제24도(a)에 표시하고, 표시주사방향과 CCD카메라(14)의 촬상방향이 다른 경우(좌우회전방향으로 CCD 카메라가 경사진 경우)의 프레임메모리(16)의 어드레스맵을 제24도(b)에 표시한다.

제24도(b)에 표시한 어드레스맵을 기하학변형의 기준신호로서 취급하면, 촬상계의 촬상조건도 보정되기 때문에, 역방향의 기하학변형보정을 행하게 된다.

따라서 상기한 바와 같이 테스트신호의 선형부의 상승과 하강의 경사각도를 검출해서, 표시계와 촬상계의 상대관계를 검출하고, 이 경사각도의 검출에 의해 제24도(b)에 표시한 보정전의 어드레스맵을 제24도(c)에 표시한 어드레스맵으로 변환함으로써, 표시계와 촬성계의 상대관계에 좌우되지 않고 고정밀도의 기하학 변형보정과 수렴보정을 행하는 거이다.

다음에, 경삭가도의 촬상방향과 관계에 대해서 설명하기 위해, 제25도의 표시화면도를 사용한다.

제25도(a)에 표시주사방향과 CCD 카메라(14)의 촬상방향이 동일방향의 경우 제25도(b)에 CCD 카메라(14)가 우방향으로 회전한 경우, 제25도(c)에 카메라가 표시화면에 대해서 좌방향의 경우의 표시화면을 표시한다.

제25도에 표시한 바와 같이, 화면중심측 위와 주변부의 경사각도를 산출함으로써 CCD 카메라의 촬상방향이 용이하게 예측될 수 있게 된다.

제25도(d)에 표시한 바와 같이 상승경사각도를 θa로 하고 하강경사각도를 θd로 하면, 경사각도 θa, θd와 표시장치와 촬상장치의 상대관계를 표 1에 표시한다.

θa = θd(제2도(d)의 실선)의 경우는 표시장치의 촬상장치의 상대관계는 동일관계에 있다.

θa θd(제25도(d)의 일점쇄선)의 경우는 촬상장치가 우회전 방향으로 θa θd(제25도(d)의 점선)의 경우는 촬상장치가 좌회전방향으로 어긋나게 된다.

경사각도의 검출영역으로서는 제25도(a)에 표시한 바와 같이 최저화면의 경사각도와 주변부의 9점을 검출함으로써, 복잡한 상대관계도 산출할 수 있다.

최종적으로는 중심위치를 연산에 의해 산출해서 미조정을 행하나, 대략적으로 거칠은 조정을 행하는 수단으로서 경사각도에 상대관계를 추출하고 있다.

그 이유로서는 중심위치를 산출까지의 연산시간이 걸리기 때문이다.

다음에, CCD 카메라의 렌즈 f치의 경사각도에 대해서 설명한다.

제25도(g)에 표시한 바와 같이 2/3인치의 CCD 카메라를 사용한 경우의 렌즈 f치와 시각거리 L와 화면높이 H(피사체)의 관계는 다음식으로 표시된다.

f = (9×L)/H

따라서, 시각거리 3H정도에서는 f치 = 20mm가 필요하게 되고, 넓은 각도의 렌즈 즉, f치가 작은 렌즈에서는 각도계변형(angular field distortion)이 발생한다.

이 때문에, 시각거리는 될 수 있는 한 큰 쪽이 촬상계에서의 기하학변형을 억제할 수 있으므로, 일반적으로 줌렌즈(f치 = 15∼80mm)를 채용하고 있다.

이에 의해, 표시장치의 촬상계에서의 제25도(c)에 표시한 바와 같은 복잡한 상대관계에 의한 변형은 거의 발생되지 않으나, 제25도(b)에 표시한 회전방향, 즉 표시계의 주사방향과 촬상계의 촬상방향이 일치되지 않는 상태가 발생하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 표시장치의 각 주사방향과 동일방향에 최대치가 존재하는 테스트신호를 표시함으로써, 촬상계에서의 회전 어긋남을 광전변환신호의 경사각도에 의해 산출하는 것이다.

제2도(b)에 표시한 바와 같이, 촬상계가 우회전 방향으로 어긋난 경우의 촬상신호를 제25도(e)에 표시한 바와 같이 정점이 3점이 존재하는 신호를 얻게 된다.

이 어긋남을 상기 경사각도의 정보에 의해 카메라의 회전방향을 기계적으로 제어함으로써 제25도(f)에 표시한 바와 같이 정점이 1점에 집중한 신호, 즉 표시계와 촬상계의 상대관계가 일치된 상태를 실현할 수 있다.

또한, 제25도에서는 수직방향의 주사선에 따른 신호에 대해서 설명하였으나, 수평방향의 신호도 마찬가지이므로 설명은 생략한다. 그러나, 수직방향의 신호에 대해서 한층 더 높은 정밀도로 검출과 보정을 달성할 수 있다. 그 이유는, 수직방향의 신호가 연속적이고 또한 수직방향의 신호가 주사선으로 샘플되기 때문이다.

표시화면을 1개 이상의 보정영역으로 분할하고, 각 영역에 대해서, 보정을 행하는 경우, 그 보정순서를 결정하는 일이 필요하게 된다.

이 보정순서를 구하는 방법에 대해서, 이하 제26도의 조정을 신호패턴도, 제27도, 제28도의 보정영역을 표시한 화면도를 사용해서 설명한다.

기하학변형과 수렴보정에 대해서는, 보정순서를 결정하는 2가지의 방법이 있다. 즉, 표시화면위의 보정영역에 대해서 큰 영역으로부터 작은 영역으로 보정하는 방법과, 각 보정영역에 대해서 오차를 검출하고, 이 오차가 큰 영역부터 보정하는 방법이 있다.

먼저, 화면위의 보정영역에 대해서, 영역이 큰 것으로부터 보정을 행하는 방법에 대해서, 제27도의 보정영역을 표시한 화면도를 사용해서 설명한다.

여기서, 보정영역을 9영역, 즉, 제27도의(a)에 표시한 바와 같이, (1) 화면전체(스태틱), (2) 화면의 좌측부분, (3) 화면의 우측부분, (4) 화면의 위쪽부분, (5) 화면의 아랫쪽부분, (6) 화면의 좌상부분, (7) 화면의 좌하부분, (8) 화면의 우상부분, (9) 화면의 우하부분으로 선택하면, 이것에 대응하는 조정용 패턴은 제27도(a)에 표시한 바와 같이 9개가 된다.

이하 이 조정용 패턴을 사용해서 설명을 행하나, 예를 들면, 제26도(a), (d)와 같이 보정영역이 증가한 경우에도, 마찬가지의 설명이 적용된다.

제27도(a)와 같이 보정영역을 설정한 경우, 보정순서로서는, 보정영역이 큰 순서, 즉 제27도(b)∼(d)에 표시한 바와 같이, (1) 화면전체(스태틱), (제27도(b)), (2) 화면의 좌측부분, (3) 화면의 우측부분, (4) 화면의 위쪽부분, (5) 화면의 아랫쪽부분, ((2)∼(5)는 제27도(c)), (6) 화면의 좌상부분, (7) 화면의 좌하부분, (8) 화면의 우상부분, (9) 화면의 우하부분((16)∼(9)는 제27도(d))가 된다. (2)∼(5), (6)∼(9)는 순서가 같지 않다.

이와 같이 보정영역이 큰 것으로부터 보정을 행하는 이유를 설명한다.

설명을 위해 화면전체(1)와 화면의 좌측부분(2)의 수평방향의 보정을 예로 들면, 화면전체를 보정하는 보정파형은 DC파형, 화면좌영역의 수평방향을 보정하는 보정파형은 H 레이트의 톱니파형이 된다.

여기서 알 수 있는 바와 같이, 보정순서를 (2)화면의 좌측부분→(1)화면전체와 같이 보정순서를 반대로 하면, 화면전체(1)의 보정시에, 먼저 조정을 행한 화면의 좌측부분(2)의 위치가 어긋나게 되어, 재차보정이 필요하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 보정파형의 상관을 고려해서, 보정영역이 큰 것으로부터 조정을 행함으로써, 효율이 좋은 보정을 행할 수 있고, 조정시간을 단축할 수 있다.

다음에, 오차치에 의거한 조정순서의 산출방법에 대해서, 제28도의 표시화면도를 사용해서 상세히 설명한다.

제28도(a)에 수렴어긋남이 발생한 표시화면을 표시하고, 기준이 되는 G신호를 실선에 의해, 수속시키는 R신호를 점선으로 표시한다.

제1번째로 제28도(b)에 표시한 바와 같이 화면중심부에 테스트신호를 표시하고, 이 테스트신호에 의해서 얻게된 오차치를 산출해서 스태틱한 보정을 행한다. 보정완료한 표시화면을 제28도(c)에 표시한다.

제28도(c)에 표시한 바와 같이 화면중심부의 색편차가 없어지고, 주변부도 오차가 작아지는 방향으로 보정된 것을 알 수 있다.

제2번째로 제28도(d)에 표시한 바와 같이 화면십자위에 테스트 신호를 표시하고, 이 오차치를 산출해서 다이내믹한 보정을 행한다.

이 경우의 보정파형으로서는 제20도에서 알 수 있는 바와 같이, 세로선 구부러짐을 보정의 보정파형이 된다.

따라서 R의 수직수렴요크에서 수직패러볼러파형을 공급해서 보정을 행한다.

보정완료한 표시화면을 제28도(e)에 표시한다.

제28도(e)에 표시한 바와 같이, 화면십자위의 색편차가 없어지고 보정완료된 것을 알 수 있다.

제3번째로 제28도(f)에 표시한 바와 같이 화면십자위와 주변부(4개의 모퉁이)에 테스트신호를 표시하고, 이 오차치를 산출해서 다이내믹한 보정을 행한다.

이 경우의 보정파형으로서는 제20도 보다 수평직선성과 좌우사다리꼴보정의 보정파형이 되나, 오차치가 큰 쪽으로부터 조정을 행한다.

따라서 R의 수직수렴요크에 수평톱파형과 수집톱니파형을 승산한(Hs×Vs) 사다리꼴보정파형을 공급해서 보정을 행한다.

보정완료한 표시화면을 제28도(g)에 표시한다.

제28도(g)에 표시한 바와 같이 화면좌우에서의 사다리꼴의 변형이 없어진다.

다음에 R의 수평수렴요크에 수평패러볼러파형을 공급해서 보정이 완료된다. 보정완료된 표시화면을 제28도(h)에 표시한다.

제28도(h)에 표시한 바와 같이 화면중심부와 주변부의 색편차가 없어지고 보정완료된 것을 알 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 화상표시장치에 표시된 테스트신호를 촬상한 광전변환신호로부터 위치를 검출해서, 상기 검출신호로부터 각색마다의 오차치보다 보정영역과 오차치가 큰 순번으로 보정하기 위한 조정순서를 산출해서 보정신호를 생성함으로써, 고정밀도의 자동조정이 실현될 수 있는 동시에 조정시간의 대폭적인 단축화를 실현할 수 있다.

다음에 휘도조정(화이브밸런스조정)에 대해서, 제3도의 전체블록도, 제29도의 표시화면도, 제33도의 CRT드라이브전압 대 화면휘도의 특성도를 사용해서 설명한다.

휘도조정을 행하는 경우도 상기 수렴이나 기하학변형조정시와 마찬가지로, 자동조정시에는 테스트신호발생부(5)로부터 휘도조정용의 테스트신호가 휘도보정부(7)에 공급되어, 표시화면(13)위에 제29도(a)에 표시한 바와 같이 화면위의 조정영역에 대응한 테스트신호(43)가 표시화면(13)에 표시된다.

제29도(b)∼(d)는 제29도(a)에 표시한 테스트신호(43)의 확대도를 표시한다.

제29도(b)의 하이라이트조정(고휘도영역에서의 화이브밸런스조정), 로우라이트조정(저휘도영역에서의 화이브밸런스조정) 또는 유니포미티보정(표시화면위 전체에서 화이브밸런스를 균일하게 함)싱, 제29도(c)∼(e)는 감마보정시에 사용하는 테스트 신호이다.

제29도(b)에 표시한 테스트신호의 레벨은, 제33도에 표시한 바와 같이 로우라이트조정에 있어서는, 드라이브전압의 다인믹레인지에 대해 10∼20%의 신호레벨, 하이라이트조정에 있어서는, 100%의 신호레벨, 유니포미티보정에 있어서는, 50∼60%의 신호레벨이 된다.

제29도(c)∼(e)의 감마보정시의 테스트신호로서는, 제29도(e)에 표시한 상기 중심위치의 산출에서 설명한 4각추형상신호나, 제29도(c)∼(d)에 표시한 바와 같이, 표시나 촬상계의 전달특성의 영향을 될 수 있는 한 적게 하기 위해, 수직방향에서 직선적으로 변화하는 램프신호를 사용한다.

자동휘도보정의 개요를 이하에 설명한다. 먼저 표시화면(13)을 CCD 카메라(14)에 의해 촬상한다.

여기서 CCD 카메라(14)가 흑백이며, RGB의 테스트 신호를 순차적으로 출력하여 촬상한다.

상기 CCD 카메라(14)로부터의 RGB의 각 광전변환신호는, 화상처리를 행하기 위해 A/D(15)에 공급되어, 제29도(b)에 표시한 테스트신호표시화면의 정보가 디지털신호로 변환된다.

프레임메모리(16)로부터의 데이터는 CPU(17)에 공급되어, 제29도(a)에 표시한 각 조정영역마다의 화이트밸런스오차 등의 오차치의 산출이 행하여진다.

CPU(17)로부터의 산출신호는 보정신호발생회로(18)에 공급되어 각종의 보정신호가 발생되어 표시장치의 휘도보정부(7)에 공급되어 각 보정영역에 대응한 자동적인 휘도조정이 행하여진다.

자동휘도보정에 대해서, 이하 그 동작을 상세히 설명하기 위해, 제30도의 블록도를 사용한다.

제30도는 제3도에 표시한 휘도보정부(7)의 상세한 블록도이다.

입력단자로부터의 영상신호와 테스트신호발생부(5)로부터의 테스트신호는 절환회로(55)에 공급되어 신호절환이 행하여진다.

절환회로(55)로부터의 신호는 이득제어회로(56)에 공급되어, 콘트라스트나 하이라이트의 드라이브조정을 위한 이득제어를 행하여 클램프회로(57)에 공급된다.

클램프회로(57)에서는 직류재생이 행하여지고 유니포미티보정회로(56)에 공급된다.

유니포미티보정회로(58)에서는 화면중심부와 주변부의 휘도를 균일화하는 보정이 행하여지고, 감마보정회로(59)에 공급된다.

감마보정회로(59)에서는 CRT의 RGB의 발광특성의 변화를 보정해서 영상출력회로(60)에 공급된다.

영상출력회로(60)에서는 CRT를 구동할 수 있는 상태까지 보정된 신호를 증폭한 후 CRT에 인가된다.

그리고, 제30도와 같이 구성된 휘도보정의 실시예에 대해서 이하 그 동작을 설명한다.

이 동작을 설명하기 위해 표 2과 제29를 사용한다.

표 2는 휘도조정의 조정순서를 표시한 표이며, 조정순번으로서는 첫 번째 로우라이트조정, 두 번째로 하이라이트조정, 세 번째로 감마조정, 네 번째로 감마조정시에 고휘도영역에서의 화이트밸런스의 변화를 보정하기 위해 재차 하이라이트 조정, 끝으로 화면전체(화면중심부와 주변부)의 균일화를 위한 유니포미조정을 행한다.

먼저 로우라이트조정과 하이라이트조정에 대해서 설명한다.

제33도에 표시한 바와 같이 각 조정모드에 대응하는 레벨의 테스트신호를 표시화면(13)위에 표시하고, 이 테스트신호레벨을 CCD 카메라(14)에 의해 검출한다.

CCD 카메라(14)에서 광전변환된 RGB의 각 신호는 A/D(15)에 공급되어, 제29도에 표시한 테스트신호의 정보가 디지털신호로 변환되고 이 데이터는 프레임메모리(16)에 기억된다.

로우라이트, 하이라이트 조정에 있어서는, 표시화면중심부의 테스트신호패턴만으로 조정가능하므로, 프레임메모리(16)로부터의 화면중심에 대응한 테스트신호의 데이터가 CPU(17)에 공급된다.

CPU(17)에서는 화이트밸런스의 오차의 산출이 행하여진다.

화이트밸런스오차의 산출은, CPU(17)에서, RGB의 각 신호레벨로부터 색도좌표를 구하고, 이 색도좌표와, 예를들면 기준백색 D65(x=0.313, y=0.329)의 비교를 행하고, 이 차를 화이트밸런스오차로 한다.

CPU(17)로부터의 오차신호는 보정신호발생회로(18)에 공급된다.

보정신호발생회로(18)에서는, 로우라이트조정시에는, CRT를 구동하는 RGB신호의 컷오프를 제어하는 보정신호를 클램프회로(57)에 공급하고, 하이라이트 보정시에는, RGB신호의 진폭을 제어하는 보정신호를 이득제어회로(56)에 공급하고, 화이트밸런스오차가 없어지도록 제어를 행함으로써, 화이트밸런스의 보정을 행한다.

다음에 감마보정을 행하는 경우에 대해서 설명한다.

감마보정에는 CRT 감마보정과, 형광체의 포화에 수반되는 감마보정의 2개가 있다.

CRT 감마보정에 대해서는, 앞서 설명하였으므로, 여기서는 형광체의 포화에 수반되는 감마보정에 대해서, 제31도와 제32도를 사용해서 설명한다.

제31도는 RGB의 CRT를 사용해서 대화면표시를 행하는 비디오프로젝터에 RGB의 발광특성의 대표도이다.

제31도에서 알 수 있는 바와 같이, G의 직선특성에 대해서 B의 발광특성은 빔전류의 어느 레벨이상으로부터 비직선의 영역을 가진 것을 알 수 있다.

상기 비직선영역에 발생되는 요인은, B 형광체의 대전류영역에서의 포화에 의한 것이다.

이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 형광체의 포화특성에 의해 표시장치에 표시되는 4각추형상의 테스트신호를 촬상부에 의해 촬상한 광전변환출력의 특성은, 예를들면, 테스트신호의 주사선단면에서 보면, 제32도(b)에서 실선으로 표시한 바와 같이 고휘도영역에서 포화특성을 가진다.

상기 포화특성을 보정하기 위해 CPU(17)은 제32도(b)의 점선으로 표시한 선형의 특성에 대한 오차를 산출하고, 이 오차가 없어지도록 감마보정회로(59)를 제어하고, 감마보정을 행한다.

이 감마보정에 있어서의 오차의 산출에 대해서 제32도(c)∼(f)를 사용해서 상세히 설명한다.

제32도(c)는 제32도(b)에서 점선으로 표시한 선형특성의 광전변환출력신호를 A/D 변환한 데이터의 1차 차분이고, 제32도(d)는 제32도(b)에서 실선으로 표시한 형광체에 포화특성을 가진 광전변환출력신호와 1차 차분이다.

제32도(e)는 상기 선형특성의 신혼느 2차분이고, 제32도(f)는 상기 포화특성신호의 2차 차분이다.

이들 제32도(c)∼(f)에 있어서 설명을 간단화하기 위해 제32도(b)의 신호의 정점의 한쪽에 대해서만 차분 데이터를 취하고 있으나, 신호의 전영역에 대한 차분데이터를 사용하고, 제32도(c)∼(f)를 참조하면서 설명한 것과 마찬가지로 성립된다.

제32도(e)와 제32도(f)를 비교해보면, 제32도(b)의 실선으로 표시한 포화특성을 가진 신호의 2차 차분의 데이터의 절대치의 합은, 제32도(b)의 점선으로 표시한 선형특성의 신호의 2차차분의 데이터의 절대치의 합보다 크게 되는 것을 알 수 있다.

CPU(17)은, 이 형광체의 포화특성에 기인되는 2차 차분데이터의 절대치의 합의 값을 감마특성의 오차로서 산출한다.

또 CPU(17)는, 이 감마오차를 감마보정회로에 공급하고, 감마보정회로는 제32도(g)의 실선에 표시한 바와 같이, CRT에 공급되는 테스트 신호파형을 변조하여, 감마보정을 행한다.

그 결과, 표시화면에 표시되는 신호는, 제32도(g)에 점선으로 표시한 바와 같이 각 신호레벨에 대해서 선형특성을 가지도록 보정되어, 저휘도로부터 고휘도영역까지의 모든 영역에 대해서 색도를 일정하게 유지할 수 있다.

다음에 유니포미티의 조정을 행하는 경우에 대해서 설명한다.

유니포미티조정의 목적은 표시화면의 각 부분사이의 휘도밸런스의 오차를 조정하는데 있다. 이와 같은 오차를 투사관이나 광학계(렌즈나 스크린)로부터 기인한다. 상기한 바와 같은 마찬가지의 동작을 행하여, 제33도에 표시한 바와 같이, 중간레벨신호(50∼60%)를 사용하여 유니포미티의 제어신호가 생성된다.

유니포미티보정신호는 영상신호와 보정신호를 승산해서 변조영상신호를 생성하는 아날로그변조기에 의해 구성된 유니포미티보정회로(58)에 공급되어, CRT를 구동하는 RGB 신호의 각부의 진폭을 제어함으로써, 자동적으로 균일화면을 표시하기 위한 유니포미티의 조정을 행할 수 있다.

그런데, 휘도조정에 있어서, 광전변환출력신호의 레벨을 검출하는 경우, A/D 변환부의 양자화 비트수를 고려해서, A/D 변환부에 입력하는 신호의 이득을 휘도조정의 각 조정모드에 응답해서 다이내믹하게 가변할 필요가 있는 것을 설명한다.

이 설명에는, 표 3의 동작 제어표를 사용한다.

표 3은 휘도정의 각 조정모드에 대한 A/D 변환부 전단에서의 신호이득과 CRT 감마보정을 표시한다.

먼저, 제33도에 표시한 바와 같이 테스트신호의 전체계조에 대해서 최적의 양자화를 행하기 위해서는, CRT 감마보정을 행할 필요가 있는 것을 설명한다.

제33도에서 실선으로 CRT의 발광특성을 표시한 바와 같이, CRT 감마계수가 22.이기 때문에 낮은 구동전압과 높은 구동전압의 휘도변화량을 비교하면 고드라이브전압일수록 감도가 높게 되다.

이것은 CRT, 프레임메모리 및 D/A 변환기와 A/D 변환기의 양자화비트수에 큰 영향을 미친다.

즉, 낮은 구동전압에서는 1비트당 휘도변화량이 작지만, 높은 구동전압에서는 1비트당의 휘도변화량이 매우 크게 되고, 전체계조에 대한 검출감도가 변화되기 때문에 고정밀도의 검출과 보정을 할 수 없는 동시에, 10비트 이상의 양자화비트수가 필요하게 된다.

따라서, 제33도에서 점선으로 표시한 바와 같이 구동전압과 화면휘도의 관계가 비례해서 변화되도록 보정해서, 전체계조에 대한 검출감도와 정밀도를 일정하게 하여 고정밀도의 레벨검출을 행하는 것이다.

일반적으로 화이트밸런스조정이나 감마보정을 위해 필요한 양자화비트수는 10비트(1024계조)가 필요하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는 각 조정모드마다 A/D 전단에서의 이득과 CRT 감마보정을 행함으로써 8비트의 양자화비트에서의 처리를 가능하게 하고 있다.

표 3의 동작제어에서 표시한 바와 같이, 로우라이트조정시에는 A/D 전단의 이득을 크게 해서 저휘도영역(10∼30V)의 범위를 검출하고, 실선의 감마보정계수(감마보정무)로 하고, 하이라이트의 감마조정시는 A/D 전단의 이득을 작게해서 저휘도 내지 고휘도영역(10∼100V)의 범위를 검출하고, 점선의 감마보정계수(감마보정을 적용함)로 하고, 유니포미티의 조정시는 A/D 전단의 이득을 중간으로해서 중간휘도영역(10∼60V)의 범위를 검출하고, 점선의 감마보정계수(감마보정을 적용함)로해서 고정밀도의 레벨검출을 실현하고 있다.

이와 같이, 레벨이 검출된 데이터로부터는, 화이트밸런스나 유리포미티 등의 휘도보정이 자동적으로 보정된다.

다음에, 포커스를 조정하는 경우에 대해서 설명하기 위해 제34도를 사용한다.

전기적인 포커스조정을 행하는 경우도 상기 수렴조정시와 마찬가지로, 자동 조정시에는 테스트신호발생부(5)로부터 포커스조정용의 테스트신호가 휘도보정부(7)에 공급되어, 표시화면(13) 위에 제34도(a)에 표시한 테스트신호(61)을 표시하게 된다.

이 테스트신호(61)을 CCD 카메라(14)에 의해 촬상해서, 제34도(b)에 표시한 바와 같은 절단된 부분이 있는 4각추형상의 광전변환신호를 얻는다.

또 이 4각추형상의 광전변환신호는 A/D(15)에 공급되어 디지털신호로 변환된다. A/D(15)로부터의 디지털신호는 프레임메모리(16)에 공급되어 표시정보가 기억된다. 프레임메모리(16)로부터는 각 조정영역에 대응한 데이터가 추출되어 판독된다. 판독된 데이터는 CPU(17)에 공급되고, 레벨과 오차차가 산출된 데이터는 보정신호발생회로(18)에 공급되어, 포커스보정을 하기 위한 보정신호가 발생되고, 표시장치내의 포커스보정부(11)에 공급된다.

CPU(17)에서는 레벨검출을 행하고 있기 때문에, 제34도(c), (d)에 표시한 신호를 얻게 되고, 각 보정영역의 절단된 레벨이 최소치가 되는 제34도(d)에 표시한 파형을 생성하는 보정파형을 산출하고 있다.

상기 보정데이터에 의해 포커스보정부(11)을 구동함으로6j, 주변부의 포커스조정이 행하여진 광전변환신호가 CCD 카메라(14)에 의해 얻게 된다.

이와 같이, 화면위의 각 조정점의 패턴신호의 절단된 부분을 검출하고, 이 레벨이 최소 즉 절단된 펄스성분의 MTF(Modulation Transfer Function)가 최대가 되는 보정량을 추출하고 있다.

또 포커스의 최량점을 MTF에 의해 추출하였으나, 신호의 고역성분을 추출해서 그 레벨을 검출해도 마찬가지의 결과를 얻게 된다.

제34도(b)에 표시한 바와 같이 4각추형상의 테스트신호의 정점근처에 절단된 펄스를 형성하는 이유로서는, 정점근처의 테스트신호가 선형근사연산에 영향을 받지 않고 또한 테스트신호가 수렴보정 등에 대한 중심검출의 위치를 계산하는데 이용할 수 있기 때문이다.

다음에, 이상 설명한 조정에 사용한 테스트신호의 작성방법에 대해서 상세히 설명하기 위해, 제35도의 블록도를 사용한다.

수평동기신호는 위상동기회로(PLL)(62)에 공급되고, 수평동기신호에 동기한 기준클록신호를 발생하고, 이 기준클록은 수평카운터(63)에 공급되어, 수평방향의 어드레스 신호를 생성하고 있다.

또 수평카운터(63)로부터의 수평어드레스신호와 수직동기신호는 수직카운터(64)에 공급되어, 수직방향의 어드레스신호를 생성하고 있다.

수평카운터(63)와 수직카운터(64)로부터의 어드레스신호는 테스트신호용 ROM1(65)와 테스트신호용 ROM2(66)에 공급된다.

테스트신호용 ROM1(65)에는 제2도에 표시한 수렴조정용의 4각추 형상테스트 신호의 데이터가 기록되어 있고, 테스트신호용 ROM2(66)에는 제29도에 표시한 화이트밸런스조정용의 윈도우형상테스트신호의 데이터가 기록되어 있다.

테스트신호용 ROM1(65)와 테스트신호용 ROM2(66)로부터의 각 테스트신호는, 절환회로(67)에 공급되어, 조정모드마다 선택된 신호가 출력된다.

전환회로(67)로부터의 신호는 τ(감마)보정용 ROM3(68)에 공급되어, 화상표시장치의 CRT 감마에 대응한 감마보정이 행하여진다.

제33도에서 실선으로 CRT의 입력드라이브전압 대 화면휘도의 특성을 표시한다. 제33도에 표시한 바와 같이, 구동전압의 약 2.2승에 비례한 화면휘도가 된다.

τ(감마)보정용 ROM3(68)로부터의 디지털신호는 A/D 변환기(69)에 공급되어 아날로그 신호로 변환된다.

A/D 변환기(69)로부터의 아날로그신호는 수평방향의 데이터평활을 위한 저역통과필터(LPF)(70)에 의해 데이터의 평활이 행하여져서 절환회로(71)로 공급된다.

수평카운터(63)의 수직카운터(64)로부터의 각 어드레스신호는 절단된 펄스발생회로(72)에 공급되어, 포커스조정용의 절단된 펄스를 발생하고 있다.

절단된 펄스발생회로(72)로부터의 절단된 펄스는 절환회로(71)에 공급되어, 포커스조정시에는 제34도에 표시한 바와 같이 절단된 부분이 있는 4각추 형상의 테스트신호를 발생하고 있다.

또 멀티스캔 대응의 4각추형상 테스트신호발생방법에 대해서 설명하기 위해 제36도를 사용한다.

그 개요는 화면위에 수평방향과 수직방향으로 복수개의 테스트신호발생영역을 형성하고, 각 발생영역마다의 보정데이터를 메모리에 기억해서, 수평방향과 수직방향의 데이터보간을 행하여, 주파수가 다른 경우에도 항상 같은 수의 테스트 신호를 표시할 수 있는 방식이다.

제36도(a)의 블록도에 표시한 바와 같이, 테스트신호발생부(5)는, 동기신호로부터 각종 어드레스신호를 발생하기 위한 어드레스발생회로(49)와, 제어신호에 의거하여 보정데이터를 연산하기 위한 연산회로(51)와, 각 테스트신호영역의 데이터를 기억하기 위한 메모리(50)와, 보정점간의 데이터보간을 행하기 위한 보간회로(52)와, 보간된 데이터를 아날로그량으로 변환하기 위한 A/D 변환기(53)와, 아날로그량을 평활하게 하기 위한 LPF(저역통과필터)(52)에 의해 구성되어 있다.

제36도(b)에 보간회로(52)의 근사연산의 개요를 표시한다. 제36도(b)에 표시한 바와 같이, 테스트신호발생영역 T1에 보정데이터를 입력하고, 이 영역사이의 데이터보간을 상기 CRT 감마보정에 대응한 곡선근사 연산을 행함으로써 실선으로 표시한 바와 같이 수평/수직방향의 데이터보간이 행하여지고, 이 신호를 표시장치에 공급하여 표시화면을 광전변환하면 제36도(b)의 점선으로 4각추형상신호가 되어, 항상 동일한 수로 광전변환신호의 경사가 선형의 신호를 생성할 수 있다.

이와 같이, 화상표시장치의 CRT감마에 대응한 테스트신호를 생성함으로써, 전체계조에서의 검출감도와 정밀도를 일정하게 해서 고정밀도의 위치검출과 레벨검출을 실현하는 동시에, 중심위치산출을 위한 근사연산처리를 간단화할 수 있는 것이다.

또 화상표시장치의 CRT 감마보정은 테스트신호의 발생쪽에서 행한 경우에 대해서 설명하였으나, 테스트 신호발생, 화상표시, 촬상, 중심위치검출을 포함하는 루프에서 감마보정이 행하면 된다.

이상과 같이 기하학변형, 수렴, 화이트밸런스, 포커스보정의 각 항목에 대해서 상세한 설명을 행하였으나, 서로의 관계나 조정순서에 대해서 설명하기 위해, 제37도의 조정순서도를 사용한다.

제1스텝(S1)에서 자동보정을 행하기 위한 표시장치나 화상보정장치의 초기설정을 행하고, 제2스텝(S2)에서 포커스보정을 행한다. 그 이유로서는 B형 광체의 포화특성이 포커스특성에 크게 의존하기 때문이다.

제3스텝(S3) 내지 제5스텝(S5)에서 화면중심부에 대해서 화이트밸런스보정인 로우라이트, 하이라이트, 감마보정을 행한다.

제7스텝(S7)에서, 화면전체에 대해서 화이트밸런스보정인 유니포미티보정을 행한다. 제3스텝(S3) 내지 제8스텝(S8)은 화상정보의 레벨검출에 대한 보정모드이다.

제9스텝(S9)과 제10스텝(S10)에서, 화상표시장치에 표시되는 화면사이즈와 화면위상에 대해서 표시영역 보정을 행한다.

제12스텝(S12)과 제13스텝(S13)에서, 보정영역을 순차설정해서 기하학변형(편향변형)의 보정을 행하고, 제15스텝(S15)과 제16스텝(S16)에서, 상기와 마찬가지로 보정영역을 순차설정해서 수렴(색편차)보정을 행한다. 제9스텝(S9) 내지 제17스텝(S17)에서 화상정보의 위치검출에 대한 보정모드이다. 적절한 수렴이 달성되면, 보정이 완료된다.

또한, 중심위치의 정밀도는 테스트신호의 선형성에 의존되기 때문에, 레벨검출에서의 감마보정후에 기하학변형이나 수렴보정이 실행되므로, 고정밀도의 보정을 실현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 표시장치의 표시면을 바닥면, 신호레벨방향을 높이방향으로 해서 보는 경우, 4각추형상이 되는 테스트신호를 촬상해서, 중심위치나 레벨을 검출해서 각색마다의 오차차를 산출하고, 이 산출신호에 의해 수렴이나 기하학변형 및 휘도나 포커스를 보정하기 위한 보정파형을 자동적으로 생성해서 보정함으로써, 각종의 복잡한 조정이 불필요하게 되어 대폭적인 조정시간의 단축화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 이해를 용이하게 하기 위해 CRT를 사용한 화상표시장치에 대해서 설명해 왔으나, 그 이외의 표시장치에 대해서도 유효한 것은 말할 것도 없다.

또, 본 발명에서는, 화상광을 검출하는 촬상소자로서 CCD 카메라를 사용한 경우에 대해서 설명하였으나, 그 이외의 2차원이나 1차원의 검출소자로 해도 된다.

또 본 발명에서는, 보정회로와 투사확대표시장치간의 통신신호는 표시장치내의 구동회로를 보정하기 위한 보정파형신호로 한 경우에 대해서 설명하였으나, 보정파형을 직접 제어하기 위한 제어신호로 하여도 된다

또 본 발명에서는, 화면위를 분할해서 아날로그적으로 수렴보정을 행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 수렴조정을 유효하게 행할 수 있는 방식이면 다른 방식을 행하여도 된다.

또 본 발명에서는, 촬상수단으로부터의 상승과 하강이 대략 직선적으로 변화하는 4각추형상의 광전변환신호로부터 각 영역마다 수평 및 수직방향의 중심위치를 직선근사에 의해 산출하는 경우에 대해 설명하였으나, 간이적으로 근사할 수 있으며 비직선근사에 의해 산출을 행하여 된다.

또 본 발명에서는, 클록신호의 위상제어로서 PLL에 의해 행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 다른 제어 구성요소에 의해서 행하여도 된다. 또 클록신호를 제어해서 샘플점을 변화시키는 경우에 대해서 설명하였으나, 입력신호의 위상을 제어해서 행하여도 된다.

또 본 발명에서는, 감마보정시에 2차차분의 신호를 사용해서 테스트신호패턴의 선형성의 산출을 행하였으나, 다른 치수의 미분신호를 사용해도 된다.

또 본 발명에서는, 감마보정시의 테스트신호로서 4각추나 수직방향의 램프신호(ramp signal)에 의해 행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 수평방향의 램프 신호, 스텝적으로 변화하는 계단파에 의해 행하여도 된다.

또 본 발명에서는, 화상표시장치의 CRT 감마는 테스트신호의 발생쪽에서 보정한 경우에 대해서 설명하였으나, 테스트 신호발생, 화상표시, 촬상, 중심위치검출을 포함하는 루프내에 감마보정을 행하여도 된다.

또 본 발명에서는, 포커스, 화이트밸런스 기하학변형, 수렴의 조정순번으로 보정을 행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 필요에 따라서, 그 순번을 변경해서 행하여도 된다.

또 본 발명에서는 화상표시장치의 검출계가 분리된 유닛인 2개의 구성의 경우에 대해서 설명하였으나, 배면투시형 비디오 프로젝터 등의 1개의 구성에서는 배면쪽으로부터의 표시화면을 검출해도 된다. 또 직사형에서는 CRT 내에 검출소자를 형성해서 검출해도 된다.

또, 본 발명에서는, 화상표시장치로서는 1개의 화면표시를 행하는 경우에 대해서 설명하였으나, 복수의 표시화면으로 구성되는 멀티화면의 표시장치에 있어서도 유효한 것은 말할 것도 없다.

Claims

화상표시장치의 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분을 가지고 또한 화상표시면을 바닥면으로 하고 신호레벨방향을 높이방향으로 한 입체형상의 테스트신호를 발생하는 테스트신호발생수단과; 표시화면의 소정의 영역에 상기 입체형상의 테스트신호를 표시하는 화상표시수단과; 상기 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분을 가지는 화상신호를 생성하도록, 주사방향으로 상기 표시화면위에 표시된 상기 입체형상의 테스트신호를 촬상하는 촬상수단과; 상기 상승경사직선부분과 상기 하강경사직선부분에 의거하여 적색, 녹색 및 청색의 각각에 대해서 상기 화상신호의 중심위치를 산출하는 위치산출수단과 상기 적색, 녹색 및 청색에 대한 상기 중심위치사이의 오차량을 검출하는 오차검출수단과; 상기 오차량에 의거하여 상기 영역에 대한 수렴변형과 기하학적인 변형을 보정하기 위한 보정신호를 발생하는 보정신호발생수단과; 상기 보정신호에 의거하여 상기 영역에 대한 수렴변형과 기하학적인 변형을 보정하는 보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 화상신호는, 상기 표시화면에 평행한 바닥면과 상기 화상신호의 레벨방향의 높이로 이루어진 사각추형상의 파형을 가지는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 위치산출수단은, 촬상신호의 직선부분으로부터 중심의 위치를 근사적으로 계산하는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 위치산출수단은, 상기 상승경사직선부분의 경사와 상기 하강경사직선부분의 경사에 의거하여 상기 화상표시수단과 상기 촬상수단사이의 상대위치관계를 산출하는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 위치산출수단은, 표본화를 위한 클록신호를 발생하는 클록신호발생부와; 상기 클록신호를 사용하여, 상기 화상신호인 아날로그 신호를, 복수의 이산적인 레벨을 가지는 디지털화상신호로 변환하는 A/D 변환부와; 상기 디지털화상신호에 의거하여 상기 중심위치를 산출하는 중심위치산출부와; 상기 디지털화상신호가 상기 클록신호의 에지에서 제1의 이산레벨을 가질 때에, 상기 디지털화상신호가 상기 위상쉬프트된 클록신호의 상기 대응에지에서 상기 제1의 이산레벨과 상이한 제2의 이산레벨을 가지는 조건하에서 상기 클록신호의 위상을 쉬프트하는 위상제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 표시화면은 크기를 각각 가진 1개 이상의 보정영역을 가지고, 상기 보정신호발생수단은, 상기 보정영역의 크기에 의거하여, 상기 보정신호가 발생되는 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제1항에 있어서, 상기 표시화면은 1개 이상의 보정영역을 가지고, 상기 보정신호발생수단은, 상기 오차량에 의거하여, 상기 오차신호가 발생되는 순서를 결정하는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
화상표시장치의 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분 중 적어도 한쪽의 경사직선부분을 가지고 또한 화상표시면을 바닥면으로 하고 신호레벨방향을 높이방향으로 한 입체형상의 테스트신호를 발생하는 테스트신호발생수단과; 표시화면에 상기 입체형상의 테스트신호를 표시하는 화상표시수단과; 상기 주사방향을 따라서 상승경사직선부분과 하강경사직선부분중 적어도 한쪽의 경사직선부분을 가지는 화상신호를 생성하도록, 주사방향으로 상기 표시화면위에 표시된 상기 테스트 신호를 촬상하는 촬상수단과; 상기 상승경사직선부분과 상기 하강경사직선부분중 적어도 한쪽의 경사직선부분의 높이인 레벨을 산출하는 레벨산출수단과; 상기 화상신호의 산출레벨과 형광체의 포화특성에 기인한 포화신호의 레벨사이의 오차량을 검출하는 오차검출수단과; 상기 오차량에 의거하여, 감마보정을 행하기 위한 감마보정신호를 발생하는 보정신호발생수단과; 상기 감마보정신호에 의거하여 감마보정을 행하는 감마보정수단을 구비한 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제8항에 있어서, 상기 오차검출수단은, 상기 화상신호의 미분신호와 상기 포화신호의 미분신호를 사용하여, 상기 오차량을 검출하는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.
제8항에 있어서, 상기 화상신호는, 상기 표시화면에 평행한 바닥면과 상기 화상신호의 레벨방향의 높이로 이루어진 사각추형상의 파형을 가지는 것을 특징으로 하는 화상보정장치.